行业 报告|行 业深 度研 究 请务必阅读正文之后的 信息披露和免责申明 1 机械设备 证券研 究报 告 2023 年 01 月 13 日 投资 评级 行业 评级 强于大市(维持评级)上 次评级 强于大市 作者 李 鲁靖 分析师 SAC 执业证 书编号：S1110519050003 朱晔 分析师 SAC 执业证 书编号：S1110522080001 张 钰莹 联系人 资料来源：聚源 数据 相 关报告 1 机 械设 备-行业 专 题研 究:光电路径提效+降本之电镀铜：技术主 流路线分析、经济效应及规模测算 2023-01-12 2 机 械设 备-行业 研 究周 报:板块受疫情扰动出现显著调整，新年打响反攻第一枪 2023-01-09 3 机 械设 备-行业 研 究周 报:板块受疫情扰动出现显著调整，调整后回弹有望接近尾声 2023-01-03。行 业走势图 国产 ALD 设备先锋，进口 替代 正逢其时！1）光伏 ALD 设 备领 军 者，拓 展 半 导体 领 域应 用 微导纳米 深耕薄 膜沉积 设备 领域，以 ALD 技术 为核心 不断实现 技术突 破。公司率先 将 ALD 应用于 光 伏领域，产 品矩阵 包括 ALD 设备与 PECVD 设备，覆盖多家 龙头电 池片厂 商，交付的无 锡尚德 整线量 产效 率突破 25%。半导 体领域，公 司研制 出的高 k 栅 氧层 ALD 设备 已实现 销售，取得 28nm 节点 中国产 ALD 设备技术 突破。公司三年 营收增 速皆 超 30%，ALD 设备 凭借技 术壁垒实现 高毛利，手握 19.75 亿元在手订 单，助力 业绩 稳攀高峰。2）Why ALD：精 度 之 王，迎 合 高 标准 趋 势 综合比较 PVD/RPD/CVD/ALD 四大技术 路径，物 理沉积 与化学沉 积的主 要区别在于：化学 沉积的 致密性 与均匀性 更优，精细 度高，更适合沉 积复杂 结构；物理沉积 适合平 面结构，镀 要求较低 的膜层。ALD 在超薄与 复杂结 构中体 现不可替 代性：光伏：技 术路 径 的 选择 最 终 归于 平 衡 降本 增 效，ALD 在超 薄 膜 层如 鱼得水，如 TOPCon 电池 中的 氧化铝钝 化层与 隧穿氧 化层。半导体：制程缩小趋势下，ALD 必不可少。在制 程进 入 28nm 后，器件结构不 断缩小 且更为 立体 化，CVD 与 PVD 难 以胜任。3）光 伏 领 域：高 效电 池 未来 已 来，公 司 设备 有 望乘 风而 起 N 型技术转化 效率极 限高，综合性能 优，下游 扩产潮 打 开设备市 场增长 空间。对公司产 品线所 在市场 进行 测算，预 计 23 年市场 空间 可突破百 亿元。TOPCon 电 池：与 PERC 相 比，公司 设备价 值量在 TOPCon 产线建设的投资比重 上升至 约 36%。TOPCon 领域国产 ALD 设备企 业 稀少，公司市占率高达 70%，根 据披露 的 销售合同 推算 2022 年新签 设备订单 12 亿元。HJT/钙钛矿电池：PECVD 设备 在 HJT 产线 投资占 比高 达 50%，ALD 在HJT 和钙钛矿 电池领 域有 望 扩展应用。4）半 导 体 领域：国产 ALD 拓 荒 者，期 待 拓展 多 样应 用 半导体 ALD 设备国 产化率 低，公司 设备性 能比肩 国际 同类厂商，有望 实现国产替代，设备 需求 或 迎来 放量，预计 23 年 ALD 设备 需求 有望 突破 10 亿。逻 辑 芯 片：高 K 材料 ALD 设备国产 破局者，打破 国外 技术垄断；ALD在 FinFET 亦有应用。存 储 芯 片：新型存储器发展 迅猛，公司 ALD 设 备已应 用 于 FeRAM 电容介质层；传统存 储器中 由 2D 到 3D NAND Flash 堆叠层数增长，拉动ALD 设备需求。风险提示：市场需求下滑风 险；新产品 开发风 险；产品 验证与交 付进度 不及预期；产 品毛利 率波动 风险；测算存 在主观 性，仅 供参 考。-34%-29%-24%-19%-14%-9%-4%1%2022-01 2022-05 2022-09 2023-01机械设备 沪深300 行业 报告|行 业深度研 究 请务必阅读正文之后的 信息披露和免责申明 2 内容目 录 1.微 导 纳 米：光 伏 ALD 设备 领 军 者，拓 展半 导 体领 域应 用.4 1.1.拓荒 ALD，产 品线持 续 扩充中.4 1.2.股权结构 稳定，核心技 术人员履 历丰富.6 1.3.公司业绩 增长迅 猛，产 品盈利能 力优秀.7 1.4.在手订单 充足，未 来业 绩保证.8 2.Why ALD：精 度 之王，迎 合 精 细化 趋 势.9 2.1.PVD/RPD/CVD/ALD 技 术路径各 有千秋.9 2.2.四大技术 路径对 比：ALD 三维共形 性与 精度独 树一 帜.12 2.3.ALD 在超薄与 复杂结 构 中体现不 可替代 性.14 3.光 伏 领 域：高 效电 池 未来 已 来，公 司 设备 有 望乘 风而 起.14 3.1.N 型电池扩产 潮打开 增 长天花板，设备 市场空 间破 百亿.15 3.2.TOPCon 电池带来较 大 业绩弹性，近 20 亿在 手订 单远超往 年.16 3.3.探索 HJT/钙钛矿 领域，远期想象 空间广 阔.18 4.半 导 体 领域：国产 ALD 拓 荒 者，期 待 拓展 多 样应 用.19 4.1.半导体市 场空间 大，国 产替代未 来可期.19 4.1.1.薄膜沉 积作用 重大，ALD 市场空间 可观.19 4.1.2.国内半 导体厂 商雄起，产品性 能比肩 国际厂 商.21 4.2.先进制程 高要求 下，ALD 技术一枝 独秀.23 4.3.细分领域：高 K、FeRAM 小有成就，待开 拓市场 大 有可为.23 4.3.1.逻辑芯 片：高 K 材料 ALD 设备国产 破局者，探 索 FinFET 应用.23 4.3.2.存储芯 片：FeRAM 导 入下游，3D NAND 面临市 场机遇.25 5.风险提示.26 图表目 录 图 1：公司发 展历程.4 图 2：公司实 控人与 创始人 持股图.6 图 3：2018-2022Q1-3 公司 营收及增 速（亿 元，%）.7 图 4：2018-2022Q1-3 公司 归母净利 润及增 速（亿 元，%）.7 图 5：公司各 主营业 务营收（单位：亿元）.8 图 6：公司各 主营业 务毛利 率（单位：%）.8 图 7：薄膜沉 积 技术 路径.9 图 8：蒸发镀 膜示意 图.10 图 9：磁控溅 射示意 图.10 图 10：RPD 装置 示意图.10 图 11：PECVD 技术原理.11 图 12：ALD 技术原 理示意 图.11 行业 报告|行 业深度研 究 请务必阅读正文之后的 信息披露和免责申明 3 图 13：PVD、CVD、ALD 薄膜沉积 效果示 意图.11 图 14：PEALD 与 ALD 工艺 区别.12 图 15：多种 PEALD 设备 结 构图.12 图 16：2021-2030E 不同电池技术市 场占比 变化趋 势.15 图 17：PERC 与 TOPCon 电池工艺流 程及对 应公司 设备.16 图 18：异质结 电池结 构示 意图.18 图 19：异质结 电池生 产工 序.18 图 20：钙钛矿 电池结 构示 意图.18 图 21：半导体 设备投 资占 比.20 图 22：全球半 导体薄 膜沉 积设备市 场规模（亿美 元）.20 图 23：2020 年半导体薄 膜 沉积设备 市场占 比.20 图 24：2019 年全球 ALD 设 备市场占 比.20 图 25：ALD 技术在 半导体 领域的应 用示例.23 图 26：使用高 K 栅 氧化层 的 HKMG 结构示 意图.24 图 27：设备架 构的微 缩进 程.24 图 28：SADP 工艺流 程图.24 图 29：存储器 分类.25 图 30：PZM 结构 示意图.25 图 31：2D NAND 与 3D NAND 结构示意 图.26 图 32：台阶覆 盖示意 图.26 表 1：光伏设 备用途 及产品 样图.4 表 2：半导体 设备用 途及产 品样图.5 表 3：柔性电 子设备 用途及 产品样图.6 表 4：核心技 术人员 履历.6 表 5：正在履 行的重 大销售 合同.8 表 6：PVD/RPD/CVD/ALD 技术比较.13 表 7：PVD/RPD/CVD/ALD 产业化进 展.13 表 8：PVD/RPD/CVD/ALD 在太阳能 电池中 的应用.14 表 9：PVD/RPD/CVD/ALD 在半导体 中的应 用.14 表 10：TOPCon 与 HJT 领域 公司涉及 设备市 场空间 测算.15 表 11：TOPCon 电池领域 ALD 设备厂商.17 表 12：钙钛矿 电池领 域 ALD 设备竞争 对手.19 表 13：半导体 领域 ALD 海 外领先厂 商.21 表 14：国内薄 膜沉积 领域 竞争厂商.21 表 15：国内同 行业上 市公 司研发对 比.22 表 16：公司和 国际先 进厂 商产品性 能对比.22 表 17：半导体 领域国 产 ALD 设备市场 需求 测算.23 行业 报告|行 业深度研 究 请务必阅读正文之后的 信息披露和免责申明 4 1.微导纳 米：光伏 ALD 设备领军 者，拓展半导 体领域应用 1.1.拓荒 ALD，产 品线 持续扩 充中 微导纳米 深 耕 薄膜 沉 积设 备领 域，以 ALD 技 术 为核 心不 断 实 现技 术 突破。1）初步 发 展 阶段：2015 年公司成立，2017 年研发出光 伏领域 ALD 第 一代量产 机型 KF4000，并陆 续与下游龙头企 业签订 样机试 用协 议；2）加 速 发 展 阶 段：2018 年，光 伏 ALD 设备 KF6000 开始在下游量 产爬坡，公 司知名 度提升。2019 年 ALD 设备 产能突破 10000 片/小时，丰富产品矩阵，半导体领域样机搭建完成；3）战 略 升 级 发 展 阶 段：2020 年 至今，公 司 成 功 研 制PEALD+PECVD 机型，高端 光伏装备 成功获 得隆基、爱 旭、晶科 等多家 重要厂 商订 单，并在通威、尚德 等 TOPCon 电池 产线上 开展应 用；半 导体 领域，公 司首套 用于 300mm 晶圆的 High-k 栅氧层薄膜沉积 的 ALD 设备实现 销售，取 得 国产半导 体 ALD 设备在 28nm 集成电路制造 关键工 艺中的 突破。图 1：公司发展历程 资料来源：微导 纳米招 股说明 书、公 司 官网、天 风证券 研究所 薄 膜 沉 积产 品 立足 光 伏领 域，半 导 体 亦有 不 俗表 现。公 司开发出 适用于 光伏、半导 体等应用领域的 多款薄 膜沉积 设备，涵盖 ALD、PEALD 二合一、PECVD 系列产 品，技 术居 于行业领先地位。（1）光 伏领域：率 先将 ALD 应 用 于光 伏 电池 生 产的 薄膜 沉 积 环节，获 得 客户 认 可。公司通过持续 的技术 开发和 工艺 改良，突 破了 ALD 技 术原有 的产能低、成本 高等 多项产 业化运用瓶颈，大幅提升 ALD 设 备单位产 能。公 司产品 包括 夸父系列 ALD 系 统、夸 父 系列管式PECVD 系统和祝融 系列管 式 PEALD 系统，已覆 盖通 威、隆基、晶澳、阿特 斯、天合光能等多家电 池片厂 商。无 锡尚 德 2GW TOPCon 电池整线 使用公司 设备，量产效 率高 达 25%，ALD 增效作用 明显。公司另一 业务是设备改造服务，目前设备改 造集中 于 光 伏领域，主 要包括：1）尺 寸 改 造，以适应客 户由 158mm、166mm 电池片 升级至 182mm、210mm 电池片 的生产 需 求；2）工 艺 改 造，添加臭氧发生 器，将氧源 由水蒸 气改为 臭氧。表 1：光伏 设备用途及产品样图 产品系列 设备类型 镀膜工艺 应用环节 产品样图 行业 报告|行 业深度研 究 请务必阅读正文之后的 信息披露和免责申明 5 夸父（KF）系列原子层沉积（ALD）系统 TALD Al2O3 PERC 电 池背 面钝 化层、TOPCon 电池 正面 钝化 层 夸父（KF）管式PECVD 系统 PECVD SiNx PERC 电 池减 反层、TOPCon电池背 面减 反层 祝融（ZR）管式PEALD 系统 PEALD+PECVD Al2O3+SiNx二合一 PERC 电 池背 面钝 化层、减反层 TOPCon 电池 正面 钝化 层、减反层 隧穿层+掺杂多晶硅 层 二合一 TOPCon 电池 隧穿 层、掺杂多 晶硅 层 羲和（XH）低压扩散炉 炉管设 备 非晶硅 晶化 及掺杂、扩散 TOPCon 电池 扩散、退 火 资料来源：微导 纳米招 股说明 书、天 风 证券研究 所（2）半 导 体 领 域：国 内 少 数 薄 膜 沉 积 企业，突 破 关 键 工 艺。公司近年发力半导体 领域，产品包括 凤凰系 列、麒麟系 列原子层 沉积镀 膜系统 和龙 系列真空 传输系 统，获得国 内多家知名半导 体公司 的商业 订单。公司研制 出用于 300mm（12 英寸）晶圆 的 High-k 栅氧层薄膜沉积的 ALD 设备，已实 现销售并 获得重 复订单，取 得 28nm 节点中国产 ALD 设备从 0到 1 的突破。表 2：半导体设备用途及产品样图 产品系列 产品类型 镀膜工艺 应用领域 产业化阶段 产品样图 凤凰(P)系列原子层沉积镀膜系统 TALD HfO 2 逻辑芯片 高 k 栅介 质层 产业化应 用 HfO 2 ZrO 2 La2O 3 存储芯片 高 k 栅电 容介质 层(单元和多元 掺杂介 质层)产业化验 证 TiO 2 存储芯片 高 k 栅介 质覆盖 层 产业化验 证 凤凰(P-Lite)轻型原子层沉积镀膜系统 TALD TiN 半导体量 子器件 超 导材料 导电 层 产业化验 证 Al2O3 AlN 第三代化 合物半 导体 钝化 层和 过渡层 产业化验 证 PEALD Al2O3 AlN 第三代化 合物半 导体 钝化 层和 过渡层 产业化验 证 麒麟(QL)系列原子层沉积镀膜系统 TALD Al2O3 TiO 2 硅基微型 显示芯 片 阻水阻 氧保 护层 产业化验 证 行业 报告|行 业深度研 究 请务必阅读正文之后的 信息披露和免责申明 6 龙(Dragon)系列真空镀膜系统 真空传输系统-半导体设 备晶圆 传输平 台系统 产业化应 用 资料来源：微导 纳米招 股说明 书、天 风 证券研究 所（3）柔 性 电子 领 域：公司开发的 FlexGuard 系列卷对 卷原子层 沉积镀 膜系统 主要 在 OLED等先进显 示技术 的柔性 电子 材料上进 行真空 镀膜，能有 效保护 OLED 器件的 性能和 寿命，已实现产 业化应 用。表 3：柔性电子设备用途及产品样 图 产品系列 设备类型 说明 产品图示 FlexGuard 系列 卷对卷原子层沉积镀膜系统 TALD 为 OLED 等柔性电 子器件 镀膜实现 阻水阻 氧保护 资料来源：微导 纳米招 股说明 书、天 风 证券研究 所 1.2.股 权结 构稳定，核 心技术 人员 履历丰 富 实 际 控 制人 王 燕清、倪 亚兰、王 磊 合 计间 接 控制 微 导纳米 60.61%的股份。王燕清、倪亚兰、王磊 组 成的 家族 通 过万 海 盈 投资、聚海 盈管 理、德 厚 盈 投资 间 接控 制公 司 60.61%的股 份，三人为公 司的实 际控制 人，其中 倪亚 兰担任 公司董 事，王燕清担 任先导 智能董 事长，王磊担任微导 纳米 董 事长、先导 智能董事。核心 技术人 员黎 微明、李 翔同为 公司创 始人，分别持有 9.42%、4.44%的股份，与公司深 度绑定。图 2：公司实控人与创始人持股图 资料来源：微导 纳米招 股说明 书、wind、天风证 券研究 所（截至 2022 年 12 月 23 日）核 心 技 术人 员 富有 经 验，带领 公 司 开拓 技 术。董事长王 磊 毕业于 新泽西 州立大 学计 算机和数学专业；首席技 术官黎 微 明 拥有 25 年的 ALD 研 发经 验，副总经 理李翔 对 ALD 在 微纳器件 的应用 有深刻 了解，二人 自公司创 立起带 领团队 攻坚 克难，实 现技术 突破；吴兴 华、许所昌二人 是公司 为发展 技术 所引进的 人才，通过持 股实 现长期激 励与绑 定。表 4：核心技术人员履历 行业 报告|行 业深度研 究 请务必阅读正文之后的 信息披露和免责申明 7 姓名 公司职务 主要履历 主要贡献 黎微明 25 ALD ALD ALD ASM Silecs Picosun 50 8 2021 ALD 48 9 39 李翔 CEO ALD ALD Picosun Asia 35 ALD ALD 35(8)33 28nm 4 28nmHfO2 17 1 11 15 N 9 5 资料来源：微导 纳米招 股说明 书、天 风 证券研究 所 1.3.公 司业 绩增长 迅猛，产品 盈利 能力优 秀 公 司 营 收同 比 高增，得益 于光 伏 行 业发 展 带动 订 单增 加。光伏 行业近 年蓬勃 发展，下游电池片厂商 大幅扩 产，公 司 ALD 设备迎 合电池 片由 P 型至 N 型的发 展趋 势，逐 渐 导入龙头厂商。公司 20/21/22Q3 营 收分别为 3.12/4.28/3.85 亿 元，同 比增长 44.8%/36.9%/66.8%，业绩涨势喜 人。研 发 投 入占 比 较高，静待 盈利 能 力 修复。公司 19/20/21 年归母净 利润分 别为 0.55/0.57/0.46亿 元，同 比+292.9%/+4.5%/-19.1%。公司 重 视 研 发 投 入，攻 关 半 导 体 领 域 技 术 难 点，研 发费用率有 所增加。受疫 情影 响，2022Q1-3 净利润受损，未来有 望修复。图 3：2018-2022Q1-3 公司营收及 增速（亿元，%）图 4：2018-2022Q1-3 公司归母净 利润及增速（亿元，%）行业 报告|行 业深度研 究 请务必阅读正文之后的 信息披露和免责申明 8 资料来源：wind、天风证 券研究 所 资料来源：wind、天风证 券研究 所 从 主 营 产品 拆 分，公 司 主要产 品 为 光伏 领 域设 备、半导体 领 域 设备 及 改造 服 务。1）营收：光伏设备 为公司 贡献主 要营 收，2022 年下游 厂商扩 产拉 动设备营 收高增；因 电池片 有大尺寸趋势，设备改 造需求 显现，助力公 司营收。此外，柔 性电子领域 22 年取 得收入，期待未来 表 现。2）毛利 率：公 司整 体 毛利 率 水平 高，ALD 设 备凭 借 技术 壁 垒实 现高 毛利 率，PECVD 设 备 拉 低 光 伏 设 备 毛 利 率；改 造 服 务 为 客 户 节 省 设 备 更 换 成 本，毛 利 率 皆 维 持 在65%及以上。图 5：公司各主营业务营收（单位：亿元）图 6：公司各主营业务毛利率（单位：%）资料来源：wind、天风证 券研究 所 资料来源：wind、天风证 券研究 所 1.4.在 手订 单充足，未 来业绩 保证 公 司 在 手订 单 充足，高毛 利订 单 优 化盈 利 能力。截至 2022 年 9 月，公司已 取得在 手订单19.75 亿元，其中专 用设备 在手订单 18.56 亿 元，已超 过 2021 年全年镀膜 设备订 单数量总和，覆 盖光伏、半 导体、柔 性电子等 多个领 域，为未来 业绩提供 保证。专用 设备在 手订单中毛利率 较高的 ALD 设 备 占比 85.66%，随着未 来订单 交付并取 得客户 验收，公司 盈利能力有望进一 步提升。表 5：正在履行的重大销售合同 序号 合同对方 合同标的 合同金额(万元，含税)签署日期 预计确认收入时间 1 隆基 ALD 设备 6893.00 2019.08.07 2023 2 徐州中辉 背钝化设 备、管 式 PECVD 4150.00 2019.11.20 2023 3 江苏龙恒 背膜二合 一设备、正膜 设备 17560.00 2020.06.30 2023 4-以订单为 准 采购主协 议 无具体金 额 2020.09.19 2023 5 中科能源 背膜二合 一设备、正膜 设备 4034.00 2020.09.24 2023 6-凤凰系列 原子层 沉积镀 膜系统 2847.60 2020.11.02 2023 行业 报告|行 业深度研 究 请务必阅读正文之后的 信息披露和免责申明 9 7 中弘晶能 PEALD 镀膜 系统 3600.00 2020.12.07 2023 8 阿特斯 管式 Al2O3 镀 膜设备 4655.00 2020.12.10 2023 9 常州顺风 ALD 钝化 设备 2660.00 2020.12.18 2023 10 无锡尚德 管式扩散 炉、管式 氧化退 火炉、PEALD 镀膜 系统、PECVD镀膜系统 等 19.950.00 2021.04.06 2023 11 通威 管式扩散 炉、PEALD 多晶 硅镀膜 系统、管 式氧化 退火炉、全自动 ALD 钝 化设备 4659.00 2021.06.26 2023 12 思尔德 卷对卷 ALD 柔 性镀膜 装备 2250.00 2021.07.23 2023 13 思尔德 卷对卷 ALD 柔 性镀膜 装备 4500.00 2021.11.18 2023-2024 14 晶科 ALD 钝化 设备 6237.00 2021.11.24 2023-2024 15-原子层沉 积设备 3917.82 2021.12.29 2023-2024 16-凤凰系列 原子层 沉积镀 膜系统 2373.00 2021.12.31 2023-2024 2022 年新签订 单 17 通威 ALD 钝化 设备 4893.00 2022.01.30 2023-2024 18 捷泰 ALD 钝化 设备-2022.02.18 2023-2024 19 隆基 ALD 钝化 设备-2022.02.23 2023-2024 20 隆基 ALD 钝化 设备-2022.03.10 2023-2024 21 爱旭 ALD 钝化 设备-2022.03.25 2023-2024 22 通威 ALD 设备 改造-2022.04.12 2023-2024 23 隆基 ALD 钝化 设备-2022.05.18 2023-2024 24 阿特斯 Al2O3 镀膜设备-2022.05.19 2023-2024 25 通威 ALD 设备 改造-2022.05.26 2023-2024 26 通威 ALD 钝化 设备-2022.06.17 2023-2025 27 中润 ALD 钝化 设备-2022.07.08 2023-2025 28 晶科 Al2O3 镀膜设备-2022.08.10 2023-2025 29 通威 全自动 ALD 钝 化设备-2022.08.26 2023-2025 30 新疆合盛 PE-Poly 设备、PE Poly 镀舟 机设 备、管 式 ALD 钝化设 备-2022.09.06 2023-2025 31 沐邦高科 原子层沉 积设备-2022.09.06 2023-2025 32 捷泰 ALD 钝化 设备-2022.09.07 2023-2025 资料来源：微导 纳米招 股说明 书、天风 证券研究 所（截至 2022 年 11 月 16 日）备注：预计 确认收 入时间 根据 已 完成 订单 推测，假设 设备改 造订单 2 年内可 完成，其余订单完 成 不超过 2.5-3 年 2.Why ALD：精度 之王，迎 合精细化趋势 2.1.PVD/RPD/CVD/ALD 技 术 路径 各有千 秋 薄 膜 沉 积可 分 为物 理 与化 学反 应 两 大类 技 术路 径，其中仅涉及物 理变化 的镀膜 工艺 是 PVD和 RPD，利用化 学反应 的镀 膜工艺统 称为 CVD，ALD 是 CVD 技术之一，但与传 统 CVD 技术存在诸 多不同。图 7：薄膜沉积技术路径 行业 报告|行 业深度研 究 请务必阅读正文之后的 信息披露和免责申明 10 资料来源：微导 纳米招 股说明 书、集 成 电路材料 研究公 众号、真空技 术与设 备 网 公众号、天风 证券研 究所（1）物 理气 相 沉积(PVD)技术：沉积 速 度快，溅 射 损伤基 板。PVD 技术是 在真空条 件下采用物理方 法将材 料源表 面气 化成气态 原子或 分子，或部 分电离成 离子，并通过 低压 气体(或等离子体)过程，在基 体表面 沉积薄膜。主要 分为三 类：真空蒸发 镀膜、真空溅 射镀 膜和真空离子镀 膜。真空蒸镀的原理是在真空条 件下，使金 属、金属合 金或 化合物蒸 发后沉 积在基 体表 面形成薄膜，膜厚均 匀性较 差；磁 控 溅 射 是利用经过加速 的高 能粒子轰 击靶材，使 靶材表 面的原子脱离晶 格逸出 沉积在 衬底 表面发生 反应而 形成薄 膜，其优势在 于设备 成本较 低，成膜均匀性更好，能够满 足大规 模 产业化需 求，但由 于等离 子 体中包含 大量高 能粒子，会 对基板表面产生 强烈的 轰击刻 蚀作 用。图 8：蒸发镀膜示意图 图 9：磁控溅射示意图 资料来源：iVacuum 真空聚焦 公众号、天风证券 研究所 资料来源：真空 技术与 设备网 公众号、天风证券 研究所（2）反 应等 离 子体 沉 积(RPD)技 术：低 温工 艺，基 板损伤 小。RPD 技术是 利用等离 子体将烧结体进 行气化、离解，在 衬底上反 应成膜。其主要 优 势包括：1）对衬 底的低 轰 击损伤，镀 膜 过 程 中 粒 子 能 量 小，几 乎 不 存 在 高 能 粒 子，避 免 了 损 伤 衬 底 表 面；2）可 低 温 获 得 高质量薄膜。与 PVD 技术 相 比，RPD 技术制 备的 TCO 薄膜结构 更加致 密、结 晶度 更高、表面更加光 滑、导 电性更 高、光学透过 率更好。图 10：RPD 装置示意图 行业 报告|行 业深度研 究 请务必阅读正文之后的 信息披露和免责申明 11 资料来源：反应 等离子 沉积装 置的性 能 研究_ 杜荣 池等、天风证 券研究 所（3）化 学 气相 沉 积(CVD)技术：LPCVD 和 PECVD 占据主 流，有效 提 高沉 积 速度。化学气相沉积(CVD)是 通 过 化 学 反 应 的 方 式，在 反 应 器 内 使 气 态 或 蒸 汽 状 态 的 化 学 物 质 经 化 学 反应形成固 态沉积 物的技 术，根据压力、输入 能量等 可分 为 LPCVD、PECVD、APCVD 等。LPCVD 和 PECVD 通过不同 方法加快 沉积速 度：低气压 化学气相 沉积(LPCVD)使用 较低的工作 气 压，提 高 反 应 气 体 的 扩 散 速 度；等 离 子 体 增 强 化 学 气 相 沉 积(PECVD)将 含 有 薄 膜 组 成原子的气 体电离，在局 部形 成等离子 体，等 离子体 易发 生化学反 应。图 11：PECVD 技术原理 资料来源：等离 子体增 强化学 气相沉 积 氮化硅薄 膜制造 过程质 量控制 方法研 究_ 吴晓松、天风证 券研究 所（4）原 子 层沉 积(ALD)技 术：三 维 共形 性 好，精 度极 高。ALD 属于 CVD 技术，但在反应原理、条 件要求 和沉积 层的 质量上都 与传统 CVD 不同。ALD 技术通过 将气相 前驱 体脉冲交替地通 入反应 室并在 沉积 基底上发 生表面 饱和化 学反 应形成薄 膜，沉 积过程由 A、B 两个半反应 分四个 基元步 骤进 行：1）前 驱体 A 脉 冲吸附 反应；2）惰气吹 扫多 余的 反应物及副产物；3）前驱体 B 脉冲 吸附反应；4）惰气 吹扫多 余的反应 物及副 产物，依次 循环从而实现薄膜 在衬底 表面逐 层生 长。经过一 个循环 工艺，基 底表面镀 上一层 单原子 膜，通过增加循环次 数，原 子层将 依次 沉积在表 面上，形成薄 膜。根据原子 特性，镀膜 10 次/层约为1nm。图 12：ALD 技术原理示意图 图 13：PVD、CVD、ALD 薄膜沉积效果示意图 行业 报告|行 业深度研 究 请务必阅读正文之后的 信息披露和免责申明 12 资料来源：微导 纳米招 股说明 书、天 风 证券研究 所 资料来源：微导 纳米招 股说明 书、天 风 证券研究 所 由于 ALD 技术表面 化学反 应具有自 限性，因此拥 有多 项独特的 薄膜沉 积特性：1）三维共形性，广 泛适用 于不同 形状 的基底；2）大面积 成膜的 均匀性，且致密、无针孔；3）可实现亚纳米 级的薄 膜厚度 控制；4）无需精确的 剂量控 制 和操作人 员的持 续介入。此 外，ALD沉积薄膜 的温度 窗口宽，反 应对生长 温度并 不敏感，因 此能适应 不同温 度环境 下的 薄膜制备。等 离 子 体增 强 原子 层 沉积(PEALD)：加快 沉积 速 率，拓 宽应 用 领 域。与 PECVD 类似，PEALD采用了含 有高活 性粒子 的等 离子体与 吸附于 衬底表 面的 前驱体反 应，大幅提 升沉积 速率和薄膜质量。采用 PEALD 能 拓宽前驱 体种类和 ALD 温 度窗口，使得温 度敏感 型衬 底表面的沉积以及 需要高 温活化 的前 驱体物质 的沉积 成为可 能，拓宽原子 层沉积 的应用 领域。图 14：PEALD 与 ALD 工艺区别 图 15：多种 PEALD 设备结构图 资料来源：Plasma-assisted atomic layer deposition:Basics,opportunities,and challenges _H.B.Profijt et al.、天风 证券 研究所 资料来源：Plasma-assisted atomic layer deposition:Basics,opportunities,and challenges _H.B.Profijt et al.、天风 证券 研究所 2.2.四 大技 术路径 对比：ALD 三 维共形 性与 精度独树 一帜 综合比较 PVD/RPD/CVD/ALD 技 术，PVD 优势在于沉 积速率快、无绕 镀问题，但 难以胜任复杂立 体结构 的镀膜，在 电池片中 使用磁 控溅射 可能 损伤衬底，从而影 响转化 效 率，而RPD 相比于 PVD 能有效 降 低衬底损 伤。在 CVD 技术 中，LPCVD 因产量 高和致 密 度高受到部分厂家 青睐，但绕 镀和石 英管损耗 不可忽 视。PECVD 和 ALD 技术绕镀 问题轻，但 PECVD又存在爆 膜和粉 尘问题。ALD 原 子逐 层 沉积，精度 显著 高 于 其他 技 术。ALD 技术特点在于 精细度 高、均匀性 强、三维共形性，无 论 基底 材料 是 多孔、管状、或 具有复 杂结 构，ALD 都 能均匀 致密地 完 成镀膜。虽然其沉 积速率 较慢，但厂 商已突破 量产问 题，微 导的 ALD 沉积设备 镀膜速 率达 到 15000片/小 时。行业 报告|行 业深度研 究 请务必阅读正文之后的 信息披露和免责申明 13 表 6：PVD/RPD/CVD/ALD 技术比较 PVD RPD LPCVD PECVD ALD 沉积速率 较快，溅射镀膜：10-500nm/min-较慢，13-15nm/min 较快，快于 LPCVD 最慢，几纳米/min 碎片率 0.05%0.05%0.03%0.25%0.03%产能 20210416 红太阳：异质结 8000 片/h 20221226 捷佳伟创：异质结 5500 片/h 20220806 拉普拉斯TOPCon 6000 片/h 20221226 迈为异质结14400G12 半片 18000M10 半片 20221226 微导纳米 TOPCon 15000 片/h 膜厚均匀 度 一般 较好，5%较好 3%较好 6%最好 3%阶梯覆盖 能力 一般 较好 较好 较好 最好 绕镀问题 无绕镀-绕镀较严 重 有绕镀，可清洗 绕镀较少 工作温度 基片低温 低温 高温 低温 低温 总结-优势 沉积速度快，无绕镀 低温，对衬底损伤低 致密度高，产量高 低温，沉积速度快 均匀性强，精细度高，无需控制反应物流量均匀性，可低温 总结-劣势 均匀性不佳，沟槽沉积效果不佳，磁控溅射 损伤衬底 设备成本较高 石英件沉积严重，绕镀问题，高温 膜层致密性低，气泡问题可能爆膜，粉尘问题 沉积速率较慢 相关公司 应用材料 北方华创 中来（江 苏杰太）迈为股份 钧石能源 合肥科晶 等 日本住友 捷佳伟创 精曜科技 TEL 拉普拉斯 捷佳伟创 北方华创 湖南红太 阳 合肥科晶 无锡松煜 等 梅耶博格 Lam 捷佳伟创 迈为股份 拓荆科技 北方华创 微导纳米 金辰股份 钧石能源 等 TEL、ASM 微导纳米 拓荆科技 无锡松煜 理想晶延 湖南红太 阳 众能光电 原速科技 北方华创 等 资料来源：研之 成理公 众号、全球光 伏 公众号、纳米防 水网、辽宁科 技大学 表 面工程研 究所公 众号、拉普拉 斯装备 公 众号、各 公司官 网等、天风证 券研究 所 注：捷佳 伟创、迈为股 份设备 产能来 源 官网，微 导纳米 设备产 能来源 招股说 明 书，截至 2022 年 12 月 26 日 物 理 沉 积与 化 学沉 积 的主 要区 别 在 于：化学沉积的致 密 性与均匀 性更优，精细 度高，更适合沉积复 杂结构；物理沉 积 适合平面 结构，镀 要求较 低 的膜层。落实到产业 应用：化学沉积 中 LPCVD 在光伏领 域应 用较多，而 PECVD 在 半导 体领域应 用较多，最为 精细 的 ALD 技术在解决 量产瓶 颈后逐 渐导 入光伏和 半导体 市场。物理 沉积中 PVD 与 现阶段 光伏 产业技术需求不完 全匹配，目前 应用 较少，在 半导体 的部分 生产 流程中 广泛 应用。表 7：PVD/RPD/CVD/ALD 产业化进展 PVD RPD LPCVD PECVD ALD 光伏 现阶段使 用企业 少 现阶段使 用企业 少 基础工艺 成熟，主流方法 之一 基础工艺 成熟，渗透率逐 渐提升 逐渐 导入 市场 半导体 工艺成熟，广泛 应用-工艺较成 熟，市占率小 于 PECVD 工艺成熟，广泛 运用 随着国内 制程进 步 逐渐导入 市场 资料来源：中商 情报网、集成 电路材 料 研究公众 号、天 风证券 研究所 行业 报告|行 业深度研 究 请务必阅读正文之后的 信息披露和免责申明 14 2.3.ALD 在 超薄与 复杂 结构中 体现 不可替 代性（1）光 伏 领 域：技 术 路 径 的 选 择 最 终 归 于 平衡降 本 增 效。降本增效是光伏行业的 永恒主题，对 于镀膜 工艺与 设备，降本表现 在设备 产能、沉积 速率、设备投 资额等，增 效 表现在薄膜致密 度、均 匀性等。现 阶段产业 化进展 可 验证 这一 选择逻辑：PVD 溅射 虽然沉 积速率快，但 可能 有 损转 化 效率，降本 与 增效 不 均衡；RPD 由日 本 住友 授 权捷 佳 伟创 独 家销 售，无法形成 有效竞 争，市场 较 小，因此 PVD 与 RPD 应用 较少。LPCVD 与 PECVD 是降本与增效的平衡 之选，兼顾沉 积速 率与薄膜 质量。ALD“慢 工出 细 活”，在 超薄膜 层 如 鱼得 水。ALD 的短板 在于沉积 速率慢，在 PERC 电池时期未成为 主流工 艺，但在 TOPCon 电池规划与投产 中 获得一席 之地。TOPCon 电池需在绒面上沉积 厚度约 为 10nm 的 氧化铝，使用 ALD 沉积的 钝化效果 优于 PECVD