1 2021年 中国刻蚀机行业研究报告 2021 Research Report Of Etch System In China 2021年中国業界研究報告 报告标签：芯片、半导体、刻蚀机 报告作者：莫子庆 2021/05 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系 头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。 未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造 、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行 为发生，头豹研究院保留采取法律措施，追究相关人员责任的权利。头 豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹 ” 的商号、 商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘 用其他任何第三方 代表 头豹 研究 院开 展商 业活 动。 12021 LeadLeo 行业峰会策划、奖项评选、行业 白皮书等服务 头豹研究院简介 头豹是国内领先的原创行企研究内容平 台和新型企业服务提供商。围绕“ 协助企业加速资本价值的挖掘、提升、传播 ”这一核心目标，头豹 打造了一系列产品及解决方案，包括： 数据库服务、行企研报服务 、微估值及微尽调自动化 产品、财务顾问服务、 PR 及 IR服务，以及其他企 业为基础，利用 大数据、区块链 和人工智能等技术，围绕 产业焦点、热点问题，基于 丰富案例和海量数据，通过开放合作的增长咨询服 务等 头豹致力于以优质商业资源共享研究平台，汇 集各界智慧，推动产业健 康、有序、可持续发展 300+ 50 万+ 合作专家 2 万+ 注册机构用户 公司目标客户群体 覆盖率高 ，PE / V C 、 投行覆盖率达80% 资深分析师 和研究员 5,000+ 细分行业 深入研究 原创内容 100 万+ 行研数据元素 企业服务 为企业提供定制化报告服务、管理 咨询、战略调整等服务 提供行业 分 析师外派 驻 场服务， 平 台数据库 、 报告库及内部研究团队提供技术支持 服务 地方产业规划，园区企业孵化服务 云研究院服务 行业排名、展会宣传 园区规划、产业规划 四大核心服务2021 LeadLeo 1 、头豹科技创新网 ( ) ： PC端阅读全行业、千本研报 2 、头豹小程序：微信小程序搜索“头豹 ”、手机扫上方二维码阅读研报 图说 表说 专家说 数说 3 、行业精英交流分享群：邀请制，请添加右下侧头豹研究院分析师微信 详情咨询 研报阅读渠道 扫一扫 实名认证行业专家身份刻蚀技术分为湿法刻蚀和干法刻蚀，干法刻蚀是目前主流的刻蚀技术，其 中以等离子体干法刻蚀为主导，干法刻蚀占刻蚀市场份额的90%。在干刻工 艺中，根据等离子体产生和控制技术的不同，又分为电容耦合等离子体 CCP刻蚀机和电感耦合等离子体ICP刻蚀机 芯片前道制造三大核心工艺技术刻蚀设备 01 从技术覆盖面与设备工艺角度，中国厂商在刻蚀领域技术水平与国际半导 体巨头存在一定差距，但中微公司已打破国际半导体巨头垄断局面，中微 公司等离子体刻蚀设备已被广泛应用于国际一线客户的生产线。中微公司 与北方华创作为中国刻蚀领域技术领先企业，将引领国产替代进程加速。 在刻蚀领域技术水平，中国与国际半导体巨头差距逐渐缩小，但 仍存在一定差距 02 自“02专项”起，中国半导体产业相关政策的陆续发布与实施，增强产业创 新能力和国际竞争力，努力实现核心技术及产品国产化，促进中国半导体 产业链自主可控化。在良好的政策环境下，国家产业投资基金及民间资本 也以市场化的投资方式进入半导体产业，中国半导体设备行业将迎来前所 未有的发展契机，有助于中国半导体设备行业技术水平提高。 国家政策大力扶持下，国产替代迎来曙光 03 中国将成为全球最大半导体设 备市场 中国半导体产业供需缺口大，进口替代是中长期内产业 主要逻辑。从需求端分析，随着经济的不断发展，中国 已成为了全球电子产品生产及消费市场，半导体器件需 求持续旺盛。未来随着互联网、大数据、云计算、物联 网、人工智能、5G 等高新技术产业和战略性新兴产业 进一步发展，中国半导体器件消费还将持续增加。2020 年，中国成为最大半导体设备市场，2015至2020年中 国半导体设备市场从49亿美元增长至187.2亿美元， CAGR达30.7%，远高于全球增长速度平均水平。 摘要名词解释 - 10 刻蚀机行业综述 - 11 应用概述 - 12 刻蚀机工作原理 - 15 市场规模 - 16 刻蚀机行业发展现状及趋势 - 19 刻蚀机行业发展现状 - 21 刻蚀机行业发展趋势 - 22 中国刻蚀机行业驱动因素 - 23 刻蚀机行业技术发展分析 - 26 中外刻蚀机技术差距 - 27 中外刻蚀机产生差距原因 - 29 中国刻蚀机行业企业推荐 - 35 中微公司 - 36 北方华创 - 方法论 - 38 法律声明 - 39 目录 CONTENTSTerms - 10 Overview of Etch System - 11 Application Overview - 12 The Operating Principle of Etch System - 15 Market Size - 16 Development of Etch System - 19 Development Status - 21 Development Trend of Etch System - 22 Driving Factors of Etch System In China - 23 Analysis of technology development of Etch System - 26 Technology Gap - 27 The Reason of Technology Gap - 29 Enterprise Recommendation of Etch System - 35 AMEC - 36 NAURA - Methodology - 38 Legal Statement - 39 目录 CONTENTS7 2021 LeadLeo 图表1：主流刻蚀工艺技术划分图 - 10 图表2：集成电路各类设备销售额占比 - 10 图表3：刻蚀工艺技术简易原理图 - 11 图表4：全球半导体行业市场规模，2015-2020年 - 11 图表5：全球刻蚀机市场规模，2013-2025年预测 - 11 图表6：全球刻蚀机市场份额，2017年 - 14 图表7：长江存储公司已中标刻蚀机数量占比，2020年 - 14 图表8：半导体行业经济产值图 - 15 图表9：半导体设备市场规模，2015-2020年 - 15 图表10：半导体行业周期 - 16 图表11：晶圆代工行业市场规模，2021-2025年预测 - 16 图表12：刻蚀领域同行业公司技术对比 - 20 图表13：中微公司营收规模，2016-2020年 - 21 图表14：中微公司归母净利润，2016-2020年 - 21 图表15：主要营收构成及核心产品 - 22 图表16：营收规模及归母净利润，2016-2020年 - 22 图表目录 List of Figures and Tables2021 LeadLeo 8 干法刻蚀：干法刻蚀是把暴露于空气中产生的等离子体通过光刻胶中开出的窗口，使刻蚀气体分解、电离，由产生的活性基及离子对基板进行刻蚀的工艺过程。 湿法刻蚀：湿法刻蚀是把腐蚀硅片放在化学腐蚀液里去除表面层材料的工艺过程。 光刻胶：掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等，是制造芯片的核心装备。 氧化物：属于化合物，其组成中只含两种元素，其中一种一定为氧元素，另一种若为金属元素，则称为金属氧化物；若另一种不为金属元素，则称之为非金属氧化物 电容型刻蚀机： CCP利用电容耦合产生等离子体的刻蚀机。 电感耦合性刻蚀机： ICP利用电感耦合产生等离子体的刻蚀机。 掩模版：内部刻着线路设计图的玻璃板。 掩膜台：承载掩模版运动的设备，运动控制精度是nm级。 硅片：用硅晶制成的圆片。硅片有多种尺寸，尺寸越大产率越高。 名词解释2021 LeadLeo 9 行业综述 01 02 03 05 042021 LeadLeo 10 来源：头豹研究院编辑整理 主流刻蚀工艺技术划分 芯片制造核心设备应用概述刻蚀机 光刻、刻蚀和薄膜沉积是芯片前道制造三大核心工艺技术，刻蚀分为湿法和干法刻蚀，干法刻蚀是目前主流的 刻蚀技术，其中以等离子体干法刻蚀为主导，干法刻蚀占刻蚀市场份额的90% 头豹洞察 晶圆制造设备从类别上讲可分为刻蚀、 光刻、薄膜沉积、检测、涂胶显影等， 其合计投资总额通常约占晶圆厂投资 总额75%，其中刻蚀设备、光刻设备、 薄膜沉积设备是集成电路前道生产工 艺中最重要的三类设备。 刻蚀技术分为湿法刻蚀和干法刻蚀， 湿法刻蚀各向异性较差，侧壁容易产 生横向刻蚀造成刻蚀偏差，通常用于 工艺尺寸较大的应用，或用于干法刻 蚀后清洗残留物。目前主流刻蚀技术， 以等离子体干法刻蚀为主导。 随着集成电路芯片制造工艺的进步， 线宽不断缩小、芯片结构3D化。普 遍使用的浸没式光刻机受到波长限制， 14纳米及以下逻辑器件微观结构加工 将通过等离子体刻蚀和薄膜沉积工艺 多重模板效应来实现，使得加工步骤 增多。刻蚀机有望成为更关键且投资 占比最高设备。 刻蚀工艺 干法刻蚀 介质刻蚀 硅刻蚀 90% 金属刻蚀 湿法刻蚀 10% 干法刻蚀与湿法刻蚀对比分析 刻蚀方法 原理 分类 优劣势 干法刻蚀 用等离子体进行 薄膜刻蚀技术 CCP (介质刻蚀) 最大优势在于能够实现各 向异性刻蚀，保证细小图 形转移后的保真性 ICP(硅刻蚀) 湿法刻蚀 将刻蚀材料浸泡 在腐蚀液内 进行腐蚀 - 材料横向纵向同时腐蚀， 线宽存在一定几率损失， 导致生产芯片品质变差， 目前逐步被干法刻蚀替代 81% 6% 8% 5% 晶圆 制造 设备 封装 设备 测试 设备 其他 设备 刻蚀设备, 24% 光刻机/光刻胶, 23% 检测设备, 13% 其他沉积设备, 9% 薄膜沉积设备, 18% CMP/表面处理/清洁, 13% 集成电路各类设备销售额占比2021 LeadLeo 11 来源：头豹研究院编辑整理 刻蚀工艺技术简易原理图 头豹洞察 刻蚀机工艺原理 刻蚀工艺的目的是把图形从光刻胶转移到待刻蚀的薄膜上。在干刻工艺中，根据等离子体产生和控制技术的不 同，又分为电容耦合等离子体CCP刻蚀机和电感耦合等离子体ICP刻蚀机 电容耦合等离子体CCP刻蚀机和电感耦合等离子体 ICP刻蚀机，两种刻蚀机由于等离子体产生的方式不 同，刻蚀机的结构、性能特点也存在比较大的差异。 两者之间各有所长，互相之间并非替代性关系，而是 互补关系。 电容型刻蚀机即CCP利用电容耦合产生等离子体，这 种等离子密度较低，但能量较高，适合刻蚀氧化物、 氮氧化物等较硬介质材料和掩膜等。在集成电路结构 中有底层器件和上层线路，底层器件只有一层，而上 层线路则有几十层，电容耦合型刻蚀机属于上层线路 刻蚀工作。 电感耦合性刻蚀机即ICP利用电感耦合产生等离子体。 这种等离子密度高，能量较低，但调控起来更灵活， 可独立控制离子密度和能量，适合刻蚀单晶硅、多晶 硅、金属等硬度不高或比较薄的材料。电感耦合性刻 蚀机属于下层器件刻蚀工作。 当前市场普遍使用沉浸式光刻机受波长限制，关键尺 寸无法满足要求，须采用多重模板工艺，利用刻蚀工 艺实现更小尺寸，使得刻蚀技术及相关设备更加重要。 氧化 氧化硅刻蚀 硅片 光刻胶涂胶 掩膜版与硅片对 准与曝光 氧化物 光刻胶 氧化物 光刻胶显影 光刻胶 除去光刻胶 光刻胶 氧化物 氧化物 氧化物 氧化物 采用多重曝光和多重刻蚀技术理论上可实现7nm制程，但需要数倍增加 曝光和刻蚀步骤，导致工艺复杂、量产难度大。假设需1000个加工步骤， 单个步骤合格率即使达到99%，1000个步骤后合格率就趋近于0。因此只 有每个步骤合格率达到99.99%，才能实现总体合格率90%以上2021 LeadLeo 12 来源：Wind，国际半导体产业协会，头豹研究院编辑整理 全球半导体行业市场规模，2015-2020年 刻蚀机行业市场规模 全球半导体设备行业复苏，受益于下游晶圆巨大需求、服务器云计算和5G基础建设的发展，带动相关芯片的 需求，刻蚀机市场规模增速稳定提升 全球刻蚀机市场规模，2013-2025年预测 单位：亿美元 单位：亿美元 3,351.70 3,389.30 4,122.20 4,687.70 4,123.07 4,403.89 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 2015 2016 2017 2018 2019 2020 全球半导体市场复苏，下游厂商业绩超预期，为国产化提供了良好的外部环境。 从半导体产业发展来看，过往10年里全球半导体销售额稳定增长，从2015年 3,351.7亿美元增长至2020年的4404亿美元，CAGR约为3.3%。 2020年，尽管受到新冠疫情带来巨大冲击，但受益于下游晶圆巨大需求、服务 器云计算和5G基础建设的发展，带动相关芯片需求，半导体行业复苏得以支撑。 2013年，全球刻蚀设备市场规模仅40亿美元，2019年市场规模达115亿美元。 随着存储制造对刻蚀设备的需求激增，2025年预计全球刻蚀市场规模为155 亿美元，CAGR达12%。存储器是半导体销售额中占比最大一类芯片产品，占 半导体市场份额35%。DRAM和NAND存储器占据90%存储器份额，采用存储 单元堆叠式布局，需要更多通孔和导线等的刻蚀。 40 115 155 0 50 100 150 200 250 2013 2019 2025 CAGR：19.2% CAGR：5.1% CAGR：122021 LeadLeo 13 01 02 03 05 04 发展前景2021 LeadLeo 14 来源：头豹研究院编辑整理 全球刻蚀机市场份额，2017年 刻蚀机行业发展现状 全球刻蚀设备市场呈现垄断格局，泛林半导体、东京电子和应用材料公司占据主要市场份额。中国刻蚀机领域 先进企业中微公司和北方华创作为后起之秀，部分技术水平和应用领域已达国际同类产品标准 长江存储公司已中标刻蚀机数量占比，2020年 单位：百分比 单位：百分比 中国设备厂商在中国政策和中国下游晶圆厂商的空前支持下，将迎来追赶国 际半导体巨头的曙光。长江存储成立于2016年，是一家主营中国自行研发为 3DNAND存储器的IDM企业。2018-2020年，在刻蚀机设备招标中，为中国刻 蚀机设备厂商提供支持，中国刻蚀设备厂商中微公司和北方华创，数量分别 获标达14.2%和3.1%。 随着中国刻蚀设备技术不断突破，且获得中国下游客户的支持，在这种相互 合作下，中国刻蚀设备厂商有望与中国存储器厂商共同成长。中微公司与北 方华创自主研发的刻蚀设备正逐步打破国际领先企业在中国市场的垄断，已 被海内外主流集成电路厂商所接受。 55% 20% 19% 6% 泛林半导体 东京电子 应用材料 其他 全球刻蚀设备市场呈现垄断格局，泛林半导体、东京电子和应用材料公司占据 主要市场份额。中微公司高端刻蚀设备虽然在销售规模上离全球半导体设备巨 头尚有一定差距，但其部分技术水平和应用领域已达到国际同类产品的标准， 并已应用于全球最先进的7nm和5nm生产线。 刻蚀机除了按照电容和电感耦合等离子体进行大分类外，还可按被刻蚀材料的 不同进行细分。其中硅刻蚀(占47%)，介质刻蚀(占48%)、金属刻蚀(3%)以及其他 占2%。介质刻蚀领域，东京电子和泛林半导体两家独大占52%和40%。 2019年中国在刻蚀领域国产化率达18%，中微公司和北方华创处于主导地位。 54.4% 14.2% 10.5% 7.6% 3.1% 泛林半导体 中微公司 东京电子 应用材料 北方华创 SCREEN 其他2021 LeadLeo 15 来源：Wind，头豹研究院编辑整理 半导体行业经济产值图 刻蚀机行业发展趋势（1/2） 半导体行业支撑数十万亿经济产值，在半导体设备领域技术不断突破下，全球半导体设备市场规模持续增长， 中国大陆已成为全球第二大半导体设备市场 半导体设备市场规模，2015-2020年 半导体设备位于产业链的上游端，其市场规模随着下游半导体的技术发展和 市场需求而波动。2015至2020年，在智能手机和消费电子快速发展的推动下， 半导体设备进入持续上升行业周期，全球半导体设备市场规模从356.3亿美元 增长至711.9亿美元，GACR达14.8%。 2020年，中国成为最大的半导体设备市场，市场空间达187.2亿美元。2020年， 受到新冠疫情影响下，中国是唯一保持持续增长的地区，市场规模在全球占 比逐年提升，GACR达30.7%. 2019年，全球刻蚀机市场规模达115亿美元，占全球半导体设备市场的19.2%。 半导体设备是半导体制造的基石，对行业发展有先导性，刻蚀机设备属于半导 体产业链上游核心设备之一。根据半导体行业内的制造理论，半导体产品制造 需超前电子系统开发新一代工艺，而半导体设备要超前半导体产品制造开发新 一代产品。因此半导体设备行业是芯片制造基石，擎起整个现代电子信息产业， 是半导体行基础和核心。目前，晶圆制造主流工艺制程为7nm，则对应半导体 制造设备行业目前至少已在研发5nm甚至3nm节点工艺，需要超前一代至两代。 半导体制造产业链中，半导体设备价值普遍占比较高，一条制造先进半导体产 品的生产线投资中制造设备价值约占总投资规模75%以上，因此半导体产业的 高速发展衍生出巨大的设备需求市场。 软件、网络、电商、 传媒、大数据应用 电子系统 半导体制造 半导体设备 年产值十万亿美元 年产值十万亿美元 年产值万亿美元 年产值万亿美元 年产值千亿美元 年产值千亿美元 年产值百亿美元 年产值百亿美元 356.3 412.4 566.2 645.3 597.5 711.9 15.7% 37.3% 14.0% -7.4% 19.1% -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 0 200 400 600 800 2015 2016 2017 2018 2019 2020 全球半导体设备销售额 YOY 49.0 64.6 82.3 131.1 134.5 187.2 31.8% 27.4% 59.3% 2.6% 39.2% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 0 50 100 150 200 2015 2016 2017 2018 2019 2020 中国半导体设备销售额 YOY 单位：亿美元2021 LeadLeo 16 来源：头豹研究院编辑整理 半导体行业周期 刻蚀机行业发展趋势（2/2） 新冠疫情影响边际逐渐减弱，全球经济复苏刺激消费需求下，晶圆制造厂进入新一轮投资周期，半导体设备行 业高度景气 晶圆代工行业市场规模，2021-2025年预测 利润下降 利润下降 资本支出 减小 资本支出 减小 供给减少 价格上升 供给减少 价格上升 利润提升 利润提升 资本支出 提升 资本支出 提升 供过于求 价格下降 供过于求 价格下降 行业萧条期 行业萧条期 行业景气期 行业景气期 随着全球半导体设备行业复苏，受益于下游晶圆巨大需求、服务器云计算和5G 基础建设发展，带动相关芯片需求，推动了整个半导体行业进入行业景气期。 需求端: (1)2020 年全球共销售13.4亿部智能手机，同比下降2.28%，5G手机销 量3.26亿部，渗透率24%。智能手机销量虽然下降，5G手机硅含量相比4G增加 35%，若按此计算，智能手机对半导体需求为正向拉动。(2)受新冠疫情影响下， 服务器云计算等需求同比增长15%。(3)全球汽车销量同比下降15%，电动车销量 324万量，同比增长50%，与智能手机情况相近，芯片端需求大幅提升。 供给端：2019年，全球半导体行业资本支出为946亿美元，同比下降11.7%。 2019年全球晶圆厂并无积极扩产，导致产能出现下滑。 2020年在5nm/7nm高端制程及产能利用率提升背景下，全球晶圆代工市场产 值达928亿元，同比增长49%.，预计2025年晶圆代工行业规模达1,597亿美元。 半导体制造设备在新建的晶圆厂资本支出中占比80%，是最主要资本支出项目， 其中在晶圆加工设备中，刻蚀机设备、光刻机设备和薄膜沉积设备分别占比为 30%、27%、25%，其余设备共占18%，刻蚀设备支出占比最大。 近年来，下游晶圆代工厂加速扩建扩产能，目前全球晶圆代工市场仍处于供应 不求的局面，则直接带动刻蚀机设备需求并有望持续增长。 601.00 687.00 623.00 928.00 1,034.47 1,153.15 1,285.44 1,432.92 1,597.31 0 300 600 900 1,200 1,500 1,800 2017 2018 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 单位：亿美元2021 LeadLeo 17 来源：海关总署官网、头豹研究院编辑整理 中国刻蚀行业主要驱动因素 头豹洞察 中国刻蚀行业驱动因素 在全球半导体设备需求持续上升和中国政策支持助力驱动下，加速中国刻蚀设备国产替代进程。从长远来看， 伴随新应用推动市场需求的持续旺盛，半导体行业景气度将保持螺旋式上升 纵观半导体行业的发展历史，虽然呈 现明显周期性波动，但整体趋势并未 发生变化，而每一次技术革是驱动行 业持续增长的主要力。以物联网为代 表的新需求所带动的如云计算、人工 智能大数据等新应用的兴起，逐渐成 为半导体行业新一代技术变革力量。 从长远来看，伴随新应用推动市场需 求的持续旺盛，半导体行业景气度将 保持螺旋式上升。 全球半导体产能向中国转移，2017至 2020年，全球新建62条晶圆生产线， 其中中国新建26座晶圆厂，为全球之 最，推动中国设备行业大力发展。 半导体设备行业投资周期长，研发投 入大是典型的资本密集行业，为保持 技术优势，需要长期、持续不断的研 发投入。 市场需求 国产替代 中国政策 中国半导体产业供需缺口大，进口替代是中长期内产业主要逻辑。从需求端分析，随着经济的不断发展，中国 已成为了全球电子产品生产及消费市场，半导体器件需求持续旺盛。未来随着互联网、大数据、云计算、物联 网、人工智能、5G 等高新技术产业和战略性新兴产业进一步发展，中国半导体器件消费还将持续增加。2020 年，中国成为最大半导体设备市场，2015至2020年中国半导体设备市场从49亿美元增长至187.2亿美元，CAGR 达30.7%，远高于全球增长速度平均水平。 从供给端分析，对比旺盛的中国市场需求，中国国产半导体集成电路市场规模较小，2018年自给率约为15%。 2019年中国集成电路进口额已达3,050亿美元，出口额1,017亿美元，集成电路贸易逆差为2,033亿美元，中国在 集成电路贸易领域长期劣势地位也更凸显了国产替代空间之大。中国半导体设备市场快速增长，海外厂商仍高 度垄断，前五大半导体设备制造厂商商（应用材料、阿斯麦、东京电子、泛林半导体、科天半导体）占据全球 半导体设备市场65%，国产替代需求显得更加迫切。 中国政策大力支持半导体设备行业发展，加速国产替代进程。自“02专项”起，中国半导体产业相关政策的陆续 发布与实施，增强产业创新能力和国际竞争力，努力实现核心技术及产品国产化，促进中国半导体产业链自主 可控化。在良好的政策环境下，国家产业投资基金及民间资本也以市场化的投资方式进入半导体产业，中国半 导体设备行业将迎来前所未有的发展契机，有助于中国半导体设备行业技术水平提高2021 LeadLeo 18 来源：各公司官网，头豹研究院编辑整理 刻蚀领域同行业公司技术对比 中外刻蚀领域技术水平差距 从技术覆盖面与设备工艺角度，中国厂商在刻蚀领域技术水平与国际半导体巨头存在一定差距。中微公司与北 方华创作为中国刻蚀领域技术领先企业，引领国产替代进程加速 头豹洞察 技术覆盖面角度国际巨头如泛林半导体、应 用材料和东京电子等较为全面，可同时生产硅、 金属、介质刻蚀设备；中微半导体仅次于上述国 际半导体巨头，以介质刻蚀设备起家，硅刻蚀设 备逐步量产，在金属刻蚀领域还未形成技术突破； 北方华创仅能生产硅、金属刻蚀设备，介质刻蚀 仍在客户验证阶段。 设备工艺角度泛林半导体、应用材料、东京 电子和中微公司技术水平一致，均已能够生产 7nm设备，目前应用于28-14nm,7nm产品还在研 发验证阶段。综合对比，中国厂商与国际半导体 公司技术上还存在一定差异。 北方华创与中微公司分别在硅刻蚀领域和介质刻 蚀领域，在中国技术方面一直处于领先地位，但 相比于海外厂商，仍有一定差距。 应用材料 泛林半导体 中微公司 北方华创 技术种类 CCP - ICP 刻蚀种类 硅刻蚀 介质刻蚀 - 金属刻蚀 - 工艺制造 技术节点 5nm - 7nm - 14/16nm - 28nm 客户情况 国际 一流晶圆厂 - 中国 一流晶圆厂 ht t p s : / . l eadl /show?i d=609c ced920410e05f895bf 8 f19 2021 LeadLeo 技术水平差距体现在每年研发费用投入的差距，国际半导体巨头企业研发投入达超10亿美元，中国刻蚀领域领先 企业研发投入仅为数亿美元 中外刻蚀领域技术水平差距分析 来源：Wind，头豹研究院编辑整理 研发投入、客户粘性 综合对比 应用材料是全球最大半导体设备和服务供应商，成立于1967年有54年 半导体行业经验。产品覆盖包括薄膜沉积设备、刻蚀设备、热处理设 备等多种半导体设备，同时提供晶圆厂环境服务，是平台型龙头企业。 研发投入：持续高研发投入是应用材料保持行业领先的关键，研发费 用支出常年保持稳定增长，2019年公司研发费用达20.54亿美元，占营 业收入比例14%。研发人员占总员工30%，同时具有12,000余项专利。 泛林半导体成立于1980年，是全球第三大半导体设备商 ，提供晶圆制造设备 及服务的主要供应商之一。主要生产单晶圆薄膜沉积系统、等离子刻蚀系统 和清洁系统设备，该公司通过并购方式不断提升竞争优势，2012年6月，泛 林半导体公司完成与Novellus Systems（诺发系统）合并；进一步加强在半导 体设备制造行业领先地位。 东京电子是日本一流领先半导体设备提供商，主要从事半导体设 备和平板显示器设备制造。东京电子业务分为两大板块：工业机 械制造和电子计算机组件，从2015财年开始，半导体制造已经成 为公司发展核心业务，占公司总营收90%以上。 研发投入：2016至2020年，中微公司研发费用投入分别为3.02亿、 3.3亿、4.04亿、4.25亿和6.4亿元。北方华创研发费用投入分别为 7.58亿、7.36亿、8.73亿、11.37亿和16.08亿元。在研发费用投入 方面，虽每年持续保持稳定的增长，但与国际半导体巨头企业相 比，存在巨大的差距。 应用材料（AMAT） 泛林半导体（Lam Research） 东京电子（TEL） 中微公司、北方华创 研发投入：每年研发费用支出超10亿美元，占营业收入比例14%。 客户粘性：全球晶圆处理设备供应商中排名第二，市占率13%，刻 蚀设备方面市占率最高达到53%。镁光科技、三星电子、SK海力士 和台积电等都是其主要客户。 客户粘性：在全球晶圆处理设备供应商中排名第一，应用材料市 占率约占19%，在PVD领域应用材料占据近85%市场份额，CVD占 市场份额30%。 研发投入：2015年起，研发费用每年持续保持增长20%的增长，占营业收 入比例10%，2020年研发支出达11亿美元。 客户粘性：2019年在全球刻蚀市场中，东京电子市场占有率为20%，为各 大国际晶圆厂提供刻蚀设备、薄膜沉积设备、PVD和CVD设备。 客户粘度：刻蚀领域，中微公司整体技术水平高于北方华创，专注于等离子体刻 蚀设备(CCP、ICP)、深硅刻蚀设备(TSV)，已被广泛应用于国际一线客户。北方华 创是中国集成电路装备领域规模领先、涉猎范围最广同时产品最齐全的领先装备 企业，在高制程刻蚀设备领域仍处于研发阶段，主要为中国晶圆厂提供设备2021 LeadLeo 20 01 02 03 05 04 企业推荐2021 LeadLeo 21 中国刻蚀机领域代表企业中微公司 中国晶圆厂扩产建设加速，推动半导体产业链国产化进程，国产替代逻辑高度景气，中国半导体设备公司国产 替代空间广阔，中微公司在中国刻蚀机设备行业处于领先地位 中微半导体设备(上海)股份有限公司 企业介绍 中微公司营收规模，2016-2020年 来源：Wind，头豹研究院编辑整理 企业亮点 营收高速增长 产品竞争优势以及国产化趋 势下，刻蚀势设备实现高速 增长。2020年刻蚀设备收 入为13亿元，同比增长58%； 2020年MOCVD收入为5亿 元，同比下降34%。 下游客户高粘合度 核心产品刻蚀设备和MOCVD， 刻蚀设备客户涵盖台积电、 中芯国际、海力士、华力微、 联华电子、长江存储等； MOCVD客户涵盖三安、华灿、 乾照等。 市占率高速增长 刻蚀设备以及MOCVD技 术水平，逐渐打破国际半 导体巨头垄断地位。2017 年以后，在MOCVD领域 逐步呈现主导地位。 中微公司是一家以中国为基地、面向全球高端半导体微观加工设备公司，深耕 芯片制造刻蚀领域，研制中国第一台电介质刻蚀机，是中国集成电路设备行业 领先企业。 中微公司专注于集成电路、LED关键制造设备，核心产品包括：1)用于IC集成电 路领域的等离子体刻蚀设备(CCP、ICP)、深硅刻蚀设备(TSV)；2)用于LED芯片领 域的MOCVD设备。目前中微公司等离子体刻蚀设备已被广泛应用于国际一线客 户从65纳米到14纳米、7纳米和5纳米的集成电路加工制造及先进封装。中微公 司MOCVD设备在行业领先客户的生产线上大规模投入量产，中微公司已成为世 界排名前列、中国占主导地位的氮化镓基LED设备制造商。 6.1 9.7 16.4 19.5 22.7 59.3% 68.6% 18.8% 16.7% 0% 20% 40% 60% 80% 0 10 20 30 40 2016 2017 2018 2019 2020 营业收入 YOY 单位：亿元，百分比 -2.39 0.30 0.91 1.89 4.92 -112.6% 203.3% 107.7% 160.3% -200% -100% 0% 100% 200% 300% (3) (1) 1 3 5 2016 2017 2018 2019 2020 归母净利润 YOY 中微公司归母净利润，2016-2020年 单位：亿元，百分比2021 LeadLeo 22 中国刻蚀机领域代表企业北方华创 中国集成电路装备领域规模领先、涉猎范围最广同时产品最齐全的领先装备企业，同时是最大电子装备生产基 地和高端电子元器件制造基地 北方华创科技集团股份有限公司 企业介绍 主要营收构成及核心产品 来源：头豹研究院编辑整理 企业亮点 北方华创是一家以高端集成电路制造工艺技术为核心，主要业务是集成电路工 艺设备、太阳能电池制造设备、锂电设备及精密电子元器件研发生产，广泛应 用于半导体、光伏、电力电子、LED、MEMS和锂电等多个新兴行业。北方华创 是中国最大的电子装备生产基地和高端电子元器件制造基地。 2015年，北方华创由“七星电子”和“北方微电子”两大高端半导体研发制造公司战 略重组，并承担国家电子专用设备重大科技攻关任务，战略定位主要以高端半 导体设备制造和先进集成电路元件制造。在半导体设备行业，产品体系覆盖包 含单晶炉、刻蚀机、气相沉积设备、清洗机、固化机和其他辅助设备，是中国 半导体设备领域产品线覆盖最全上市公司。 营收规模及归母净利润，2016-2020年 SSB500 系列 分辨率：2um 光源：g-line光线 工艺应用： IC后道封装 硅片尺寸： 2-300mm SSB380 系列 分辨率：0.8um 光源：i-line光线 工艺应用： LED PAD/PSS工艺 SSB260 系列 分辨率：2-1.5m 光源：g-line光线 工艺应用： AM-OLED/LCD 显示屏制造 半导体 设备 真空 设备 锂电 设备 电子元 器件 刻蚀机 晶体生 长设备 浆料 系统 电源 模块 PVD 钎焊工 艺设备 极片 涂布机 晶体 器件 CVD 热处理 工艺 强力 扎膜机 电阻器 热处理 设备 烧结工 艺设备 极片 分切机 微波 组件 清洗机 磁性材 料设备 - 电容器 营收高速增长 2016至2020年营收快速增长 分别实现22.23、33.24、40.58 亿元，同比分别增长37.01%、 49.53%、22.10%和49.2%;归母 净利润同比增长21.10% 、 69.46%、30.74%和73.8%。 完善的行业布局 半导体设备覆盖广泛，在刻 蚀设备、PVD/CVD设备、氧 化/扩散设备、清洗设备等多 个关键制程领域取得技术突 破，打破国外巨头垄断，是 中国主流半导体设备供应商。 产品竞争优势明显 核心产品在中国市场占据 重要市场份额，目前多款 14nm设备在生产线评估 验证，多款10nm设备处 于研发中，5/7nm先进IC 装备的研发也正在推进。 0% 20% 40% 60% 80% 100% 2016 2017 2018 2019 电子工业装备 电子元件 半导体设备 锂电设备 其他 单位：百分比 16.22 22.23 33.24 40.58 60.56 37.1% 49.5% 22.1% 49.2% -20% 10% 40% 70% 100% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 2016 2017 2018 2019 2020 营业收入 YOY 0.93 1.26 2.34 3.09 5.37 35.5% 85.7% 32.1% 73.8% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 0 1 2 3 4 5 6 7 2016 2017 2018 2019 2020 归母净利润 YOY 单位：亿元，百分比23 2021 LeadLeo 头豹研究院布局中国市场，深入研究10大行业，54个垂直行业的市场变化，已经积累了近50万行业研究样本，完成近10,000多个独立的研究咨询 项目。 研究院依托全球活跃的经济环境，从半导体、晶圆芯片和刻蚀机领域着手，研究内容覆盖整个行业的发展周期，伴随着行业中企业的创立，发展， 扩张，到企业走向上市及上市后的成熟期，研究院的各行业研究员探索和评估行业中多变的产业模式，企业的商业模式和运营模式，以专业的视 野解读行业的沿革。 研究院融合传统与新型的研究方法，采用自主研发的算法，结合行业交叉的大数据，以多元化的调研方法，挖掘定量数据背后的逻辑，分析定性 内容背后的观点，客观和真实地阐述行业的现状，前瞻性地预测行业未来的发展趋势，在研究院的每一份研究报告中，完整地呈现行业的过去， 现在和未来。 研究院密切关注行业发展最新动向，报告内容及数据会随着行业发展、技术革新、竞争格局变化、政策法规颁布、市场调研深入，保持不断更新 与优化。 研究院秉承匠心研究，砥砺前行的宗旨，从战略的角度分析行业，从执行的层面阅读行业，为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告。 方法论24 2021 LeadLeo 本报告著作权归头豹所有，未经书面许可，任何机构或个人不得以任何形式翻版、复刻、发表或引用。若征得头豹同意进行引用、刊发的，需在 允许的范围内使用，并注明出处为“头豹研究院”，且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节或修改。 本报告分析师具有专业研究能力，保证报告数据均来自合法合规渠道，观点产出及数据分析基于分析师对行业的客观理解，本报告不受任何第三 方授意或影响。 本报告所涉及的观点或信息仅供参考，不构成任何证券或基金投资建议。本报告仅在相关法律许可的情况下发放，并仅为提供信息而发放，概不 构成任何广告或证券研究报告。在法律许可的情况下，头豹可能会为