微导纳米：国产ALD设备领军者。公司以原子层沉积（ALD）技术为核心，专注于先进微纳米级薄膜沉积设备的研发与应用。公司业务涵盖光伏、半导体以及柔性电子领域。主要产品在光伏领域应用于新一代高效太阳能电池（TOPCon、XBC）的薄膜沉积，在半导体领域应用于先进逻辑芯片、新型存储芯片、化合物半导体、新型显示芯片等的薄膜沉积。经过多年技术积累，公司产品已达到国际先进水平。近年来，公司业绩快速增长，营收由2018年的0.42亿元增长至2021年的4.28亿元，CAGR高达117%。目前，公司已覆盖包括通威太阳能、隆基股份、晶澳太阳能、阿特斯、天合光能等在内的多家知名太阳能电池片生产商。半导体领域先后获得多家国内知名半导体公司的商业订单，并与多家国内主流半导体厂商及验证平台签署了保密协议并开展产品技术验证等工作。
　　先进工艺演进，催生ALD需求增量。ALD可在复杂形貌上，完成可控制于原子层精度的高质量薄膜沉积，因此在光伏和半导体的先进工艺中均有光伏应用。1）半导体领域，ALD在45nm以下具有广阔应用场景，用于High-k介质，多重曝光，3D结构塑造等。据Gartner数据，2021年ALD在全球薄膜设备市场中占比达到13%，达到27亿美元。2）光伏领域，N型电池时代来临，目前产业化前景最为明确的TOPCon电池和HJT电池对于薄膜沉积设备需求旺盛。尤其在TOPCon电池产线中，薄膜设备约占总设备投资的33-40%，带来更大的需求增量。受益于N型电池的加速渗透，2022年公司订单大幅增长，截至2022年Q3在手订单接近20亿元，同比增长超过120%。
　　半导体+光伏双轨发展，国产化替代突破实现。半导体领域，公司是国内首家成功将High-k原子层沉积设备应用于28nm集成电路制造前道量产线的国产设备公司，打破了国际厂商的垄断。公司作为国内半导体ALD技术领军者，设备关键性能参数达到国际水平，已在逻辑芯片、先进存储、化合物半导体等多个细分应用领域获得商业订单。光伏领域，公司首创将ALD技术应用于光伏规模化量产，研发出PECVD技术双平台，具备TOPCon整线工艺解决能力，拥有ALD、PEALD二合一、PECVD、扩散退火炉一系列完备的光伏薄膜设备产品阵列，尤其在ALD环节保持国内市场领先优势。
　　投资建议：微导纳米作为国内ALD设备龙头企业，在光伏领域持续拓展产品线，在半导体ALD领域亦实现突破。我们预计公司2022-2024年收入分别为6.03/11.99/16.72亿元，归母净利润分别为0.32/1.19/2.01亿元，对应现价PE分别为398/107/63倍。我们看好公司在ALD环节的国产替代潜力，首次覆盖，给予“推荐”评级。
　　风险提示：技术迭代风险；下游扩产不及预期的风险；新产品验证进度不及预期的风险。
　　

研究报告全文：微导纳米688147SH深度报告专注ALD设备光伏半导体双线突破2023年01月07日微导纳米国产ALD设备领军者公司以原子层沉积ALD技术为核心推荐首次评级专注于先进微纳米级薄膜沉积设备的研发与应用公司业务涵盖光伏半导体以当前价格2781元及柔性电子领域主要产品在光伏领域应用于新一代高效太阳能电池TOPConXBC的薄膜沉积在半导体领域应用于先进逻辑芯片新型存储芯片化合物半导体新型显示芯片等的薄膜沉积经过多年技术积累公司产品已达到国际先进水平近年来公司业绩快速增长营收由2018年的042亿元增长至2021TableAuthor年的428亿元CAGR高达117目前公司已覆盖包括通威太阳能隆基股份晶澳太阳能阿特斯天合光能等在内的多家知名太阳能电池片生产商半导体领域先后获得多家国内知名半导体公司的商业订单并与多家国内主流半导体厂商及验证平台签署了保密协议并开展产品技术验证等工作先进工艺演进催生ALD需求增量ALD可在复杂形貌上完成可控制于原子层精度的高质量薄膜沉积因此在光伏和半导体的先进工艺中均有光伏应分析师方竞用1半导体领域ALD在45nm以下具有广阔应用场景用于High-k介质执业证书S0100521120004邮箱fangjingmszqcom多重曝光3D结构塑造等据Gartner数据2021年ALD在全球薄膜设备市场中占比达到13达到27亿美元2光伏领域N型电池时代来临目前产业化前景最为明确的TOPCon电池和HJT电池对于薄膜沉积设备需求旺盛尤其在TOPCon电池产线中薄膜设备约占总设备投资的33-40带来更大的需求增量受益于N型电池的加速渗透2022年公司订单大幅增长截至2022年Q3在手订单接近20亿元同比增长超过120半导体光伏双轨发展国产化替代突破实现半导体领域公司是国内首家成功将High-k原子层沉积设备应用于28nm集成电路制造前道量产线的国产设备公司打破了国际厂商的垄断公司作为国内半导体ALD技术领军者设备关键性能参数达到国际水平已在逻辑芯片先进存储化合物半导体等多个细分应用领域获得商业订单光伏领域公司首创将ALD技术应用于光伏规模化量产研发出PECVD技术双平台具备TOPCon整线工艺解决能力拥有ALDPEALD二合一PECVD扩散退火炉一系列完备的光伏薄膜设备产品阵列尤其在ALD环节保持国内市场领先优势投资建议微导纳米作为国内ALD设备龙头企业在光伏领域持续拓展产品线在半导体ALD领域亦实现突破我们预计公司2022-2024年收入分别为60311991672亿元归母净利润分别为032119201亿元对应现价PE分别为39810763倍我们看好公司在ALD环节的国产替代潜力首次覆盖给予推荐评级风险提示技术迭代风险下游扩产不及预期的风险新产品验证进度不及预期的风险盈利预测与财务指标TableForcast项目年度2021A2022E2023E2024E营业收入百万元42860311991672增长率369410986395归属母公司股东净利润百万元4632119201增长率-191-3072734683每股收益元010007026044PE27639810763PB144666256资料来源Wind民生证券研究院预测注股价为2023年1月5日收盘价本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告1微导纳米688147电子目录1微导纳米光伏ALD龙头发力半导体新赛道311国产ALD设备领军者312收入连续高增业务快速扩张313以原子层沉积技术为核心覆盖行业龙头客户614背靠先导智能核心团队资历深厚715持续高研发投入提升核心竞争力92先进工艺演进催生ALD需求增量1221ALD技术延展性强应用领域广泛1222半导体ALD先进制程应用广泛1323光伏ALD受益新型电池加速渗透213半导体光伏双轨发展国产替代突破实现2631半导体布局先进工艺实现国产0到1突破2632光伏受益TOPCon扩产高峰订单旺盛284募投项目分析325盈利预测与投资建议3351盈利预测假设与业务拆分3352费用率预测3453估值分析3454投资建议356风险提示36插图目录38表格目录38本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告2微导纳米688147电子1微导纳米光伏ALD龙头发力半导体新赛道11国产ALD设备领军者江苏微导纳米公司以原子层沉积ALD技术为核心主要从事先进微纳米级薄膜沉积设备的研发生产和销售向下游客户提供先进薄膜沉积设备配套产品及服务公司业务涵盖光伏半导体以及柔性电子领域主要产品包括应用于新一代高效太阳能电池的薄膜沉积设备和量产解决方案以及应用于先进逻辑芯片新型存储芯片化合物半导体新型显示芯片等半导体领域的薄膜沉积设备公司是国内首家成功将量产型High-K原子层沉积设备应用于28nm节点集成电路制造前道生产线的国产设备公司成功解决一项半导体设备卡脖子难题是国家级专精特新小巨人苏南国家自主创新示范区独角兽企业江苏省原子层沉积技术工程技术研究中心微导纳米通过多年的自主创新不断提高设备的技术水平和产品的竞争力拓展并深化核心技术应用不断打造高端装备制造商的优质品牌推动高端技术装备的国产化产业化公司产品率先用于光伏电池片生产过程中的薄膜沉积环节已覆盖包括通威太阳能隆基股份晶澳太阳能阿特斯天合光能等在内的多家知名太阳能电池片生产商在成功将ALD技术应用于光伏领域后公司开发了对技术水平和工艺要求更高的半导体薄膜沉积设备已先后获得国内多家知名半导体公司的商业订单图1微导纳米客户涵盖产业链多家龙头公司资料来源微导纳米招股说明书民生证券研究院12收入连续高增业务快速扩张得益于光伏行业需求的持续增长公司产品匹配电池生产技术发展方向微导在2019年以来实现了收入规模稳健增长2019-2021年公司营业收入从216亿元增长至428亿元年均复合增速40812022年前三季度实现收入385亿元同比增长67保持了稳健增长势头本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告3微导纳米688147电子费用端公司在2020年以来呈现一定的费用率波动具体体现在2020年销售费用升高主要原因是公司订单规模增长销售及支持人员数量增加导致的职工薪酬和差旅费增加2022年前三季度净利润出现短期小幅亏损主要因为上半年上海周边地区疫情反复叠加公司因为业务规模扩张大幅扩充了人员规模导致管理费用率上升图22019-2022年前三季度微导纳米营收和利润亿图32019-2022年前三季度微导纳米期间费用率水平元销售费用率管理费用率营业收入毛利归母净利润财务费用率51048634221002019202020212022Q1-Q3资料来源Wind民生证券研究院资料来源Wind民生证券研究院收入结构方面公司营业收入主要来源于薄膜沉积设备配套产品及服务两大主营业务自2018年以来光伏行业在PERC电池技术产线投资大幅增加公司ALD设备镀膜展现了良好的致密性和均匀性在首台设备获得成功后迅速打开市场订单大幅增加光伏业务收入逐年增长设备改造业务主要是公司针对市场需求和技术发展趋势为光伏领域客户在役设备提供尺寸改造工艺改造等升级改造服务以帮助下游客户达到降本增效的目的随着公司市场的持续开拓设备订单数量不断增长客户对在役设备的改造需求增加2021年设备改造实现收入123亿元相比于2020年的44779万元有大幅增长主要系公司在持续开拓市场并自2018年起实现设备批量销售后针对太阳能电池片大尺寸化以及生产工艺技术提升的变化部分客户对在役设备的改造需求增加公司在2021年度陆续执行完成分产品种类来看公司设备产品可分为光伏领域的ALD设备PECVD设备PEALD二合一平台设备以及半导体领域的ALD设备真空传输系统2022年H1公司光伏ALD收入065亿元光伏PEALD二合一设备收入048亿元光伏PECVD收入030亿元半导体设备收入475万元主要来自真空传输系统毛利率端公司业务主体的光伏ALD设备毛利率基本维持稳定但2021年和2022年H1逐步放量的新产品包括光伏PEALD二合一设备光伏PECVD半导体ALD等在早期毛利率较低拉低了总体毛利率水平本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告4微导纳米688147电子图4微导纳米专用设备营收情况亿元图5微导纳米专用设备毛利率情况光伏-ALD光伏-PECVD光伏-ALD光伏-PECVD光伏-PEALD二合一半导体-ALD光伏-PEALD二合一半导体-ALD半导体-真空传输系统半导体-真空传输系统46034022010020192020202122H120192020202122H1资料来源微导纳米招股说明书民生证券研究院资料来源微导纳米招股说明书民生证券研究院成本结构方面公司原材料采购以机械一体类真空系统类与电器类为主其中主要原材料包括外腔体质量流量控制器等随着公司采购量的增长议价能力的增强以及行业产业化的发展公司所采购的部分原材料价格呈现下降趋势表1微导纳米原材料采购情况万元2022年1-6月2021年度2020年度2019年度原材料金额占比金额占比金额占比金额占比真空系统类5110791853807957274372826330094829603622特殊气体系统类132366480754962568722436079065593电器类435559157936449412385083442101129165969气动控制传动类11497441712788443410500243491196684机械一体类10734593893740993251641044916962259691694石墨石英类12844646621229772121174887552457393仪器仪表类10644838632444311021479246112098481574五金耗材类1005333651174153999584239633384250其他类15475256117402159112529451829547222合计275761610000294500110000242009010000133359010000资料来源微导纳米招股说明书民生证券研究院资产负债端公司2022年在手订单大幅增长合同负债及存货均有高增公司2022年前三季度存货762亿元同比增长72存货结构以发出商品为主前三季度合同负债44亿元同比增长101主要得益于在手订单增加截至2022年9月末公司光伏半导体工艺设备在手订单近20亿元同比增幅超过120有望为2022年收入高增提供保障本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告5微导纳米688147电子图6微导纳米合同负债亿元图7微导纳米存货结构亿元5原材料在产品发出商品委托加工物资847635243121002019202020212022Q1-Q32019202020212022Q1-Q3资料来源Wind民生证券研究院资料来源Wind民生证券研究院13以原子层沉积技术为核心覆盖行业龙头客户公司自2015年成立以来不断取得应用领域突破在光伏设备领域公司全球首创将ALD技术规模化应用于光伏领域夸父原子层沉积设备被评定为江苏省首台套重大装备产品客户包括通威隆基爱旭晶科阿特斯等光伏头部公司具备TOPCon整线工艺能力公司提供核心设备的无锡尚德GW级TOPCon整线项目量产平均效率达25半导体设备领域公司开发了可应用于逻辑存储化合物半导体先进显示等领域的ALD设备是国内首家成功将量产型High-k原子层沉积设备应用于28nm节点集成电路制造前道生产线的国产设备公司设备总体表现和工艺关键性能参数达到国际同类水平并获客户重复订单认可柔性电子领域公司自主开发的柔性电子设备实现产业化应用图8微导纳米主要历史沿革情况资料来源微导纳米招股说明书民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告6微导纳米688147电子光伏领域公司客户已覆盖包括通威太阳能隆基股份晶澳太阳能阿特斯天合光能等在内的多家知名太阳能电池片生产商半导体领域亦导入国内龙头晶圆厂客户结构上看2019-2021年通威为公司第一大客户2022年H1公司前五大客户为龙恒新能源阿特斯顺风太阳能爱旭科技和商洛比亚迪共计占比9297图9微导纳米2021年前五大客户占比图10微导纳米2022年1-6月前五大客户占比70415823932798通威太阳能435龙恒新能源589龙恒新能源781阿特斯隆基新能源顺风太阳能5007910阳光中科爱旭科技客户A商洛比亚迪其他其他142726802693资料来源微导纳米招股说明书民生证券研究院资料来源微导纳米招股说明书民生证券研究院14背靠先导智能核心团队资历深厚本次IPO发行前公司实际控制人为王燕清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6734的股份王燕清家族从事新能源行业多年掌握上市公司先导智能为锂电设备龙头企业涵盖锂电光伏3C电子等领域的智能制造业务为公司提供客户积累技术布局等战略支持公司核心技术人员LIWEIMINGLIXIANG分别直接持股1047493吴兴华许所昌通过聚海盈管理间接持股041034核心技术人员持股份额合计1615本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告7微导纳米688147电子图11发行前微导纳米股权结构资料来源微导纳米招股说明书民生证券研究院微导纳米的核心技术人员均拥有深厚的专业能力并且在重要科研成果与主要知识产权上对公司具有重要贡献LIWEIMIN公司副董事首席技术官拥有25余年原子层沉积技术的研发经验最早开始研究ALD技术的华人之一先后任职于职于芬兰ASMMicrochemistryASM子公司芬兰Picosun现AMAT子公司等国际ALD设备龙头厂商2015年12月至2016年1月就职于先导智能2015年12月至2019年12月任微导有限董事2016年2月至2019年12月任微导有限首席技术官2019年12月至今任公司首席技术官董事副董事长LIXIANG公司董事副总经理拥有10余年半导体器件制造和工艺研发经验具有丰富的原子层沉积ALD工艺技术研发和量产导入经验国内外核心期刊发表论文35篇获2020年江苏省双创团队核心成员2019年无锡市太湖创新领军型团队核心成员2018年江苏省双创人才2018年无锡市太湖创新领军人才2016年江苏省双创博士许所昌半导体事业部工艺副总监拥有多年半导体行业薄膜工艺研发经历主导公司首台用于逻辑芯片28nmHfO2栅氧原子层沉积工艺开发并通过客户产线验收2021年江苏省双创人才2021年无锡市太湖人才计划创新领军人才2020年江苏省双创团队核心成员2019年江苏省双创博士吴兴华光伏事业部副总经理拥有15年以上高效率太阳能电池设备与高效电池技术研发经验曾任中国台湾工业技术研究院高级工程师长期致力于高效率电池技术开发与产业化研究在N型高效电池制造领域积累了丰富的经验发表论文6篇荣获工研院杰出金牌研究奖此外公司核心管理人员产业经验丰富总经理周仁拥有30余年半导体设本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告8微导纳米688147电子备研发和制造经验历任美国NovellusSystemLamKLA等国内外顶级半导体设备公司技术高管亦有国内设备龙头中微公司拓荆科技工作经历负责多家半导体企业技术和运营管理副总经理胡彬国家青年机械设计一等奖获得者曾任先导智能工程副总经理具有丰富的非标自动化设备的设计经验专业能力过硬董事会秘书龙文与财务负责人俞潇莹也都具有丰富的产业经验在相关领域深耕多年15持续高研发投入提升核心竞争力微导纳米专注于原子层沉积ALD技术的研发与创新而ALD工艺优异的沉积均匀性和一致性使得其在微纳电子学和纳米材料等领域具有广泛的潜力目前光伏领域半导体领域等应用场景均体现了ALD的技术特点以及优势为公司的后续发展提供了广阔市场空间公司高度重视研发不断加大投入2022前三季度公司研发费用094亿元研发费用率达2429图122019-2022前三季度微导纳米研发投入万元研发费用研发费用率120004010000800060002040002000002019202020212022Q1-Q3资料来源Wind民生证券研究院公司坚持自主研发已形成原子层沉积反应器设计技术高产能真空镀膜技术真空镀膜设备工艺反应气体控制技术等多项核心技术上述核心技术成功应用于公司各类产品公司拥有专利97项构筑核心竞争力表2微导纳米的代表性核心技术情况技术名称技术来源专利情况光伏领域应用情况半导体领域应用情况原子层沉积反应器设计技术自主研发授权发明专利4项已产业化应用已产业化应用高产能真空镀膜技术自主研发授权发明专利3项已产业化应用已产业化应用真空镀膜设备工艺反应其他控制技术自主研发授权发明专利2项已产业化应用已产业化应用纳米叠层薄膜沉积技术自主研发授权发明专利5项已产业化应用已产业化应用高质量薄膜制造技术自主研发授权发明专利1项已产业化应用已产业化应用工艺设备能量控制技术自主研发授权发明专利1项已产业化应用已产业化应用基于原子层沉积的高效电池技术自主研发授权发明专利7项已产业化应用-资料来源微导纳米招股说明书民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告9微导纳米688147电子在已有研发成果基础上公司制定了具体的研发计划通过对原子层沉积技术的半导体光伏以及柔性电子设备扩产升级项目进一步提升公司的研发实力和生产能力巩固并提高公司的市场份额未来产品开发规划中公司亦积极加大新技术布局在光伏镀膜设备上推广以ALD技术为核心技术的下一代高效电池生产整体解决方案同时与上下游以及国内外顶尖研究机构合作开发HJT钙钛矿等其他高效电池关键镀膜技术和装备在半导体镀膜设备上积极研发逻辑存储新型显示化合物半导体的ALD技术和设备扩大市场份额表3微导纳米研发计划情况序所处阶段及名称拟达到的目标应用领域号进展情况开发出可量产的批量型等离子增强ALDPEALD设备及其TOPCon电1TOPCon整线技术的开发配套的自动化设备采用二合一架构同时完成TOPCon电产业化验证池池正面钝化层及减反射层背面隧穿层及多晶硅层的制作开发出批量式粉末ALD沉积设备新能源及催化材料改性柔应用于新能源电池的ALD性材ALD沉积备在精确控制镀膜厚度的同时提升包覆2开发实现新能源镀膜设备的研发及产业化率均匀性提高材料性能降低原材料耗用量以及提升产能生产成本半导体制造ALD设备平开发具有国际水平的半导体制造ALD设备产品及配套工艺平半导体等领3开发实现台台域大尺寸硅片开发基于等离子增强型的ALD设备PEALD以及配套设4开发实现光伏领域PEALDPECVD设备备使其能够满足相关工艺加工需求本项目研发的针对新一代化合物半导体MiniLED显示技术的新一代化合物半导体设备可用于各类高低温薄膜工艺应用特别是氮化硅工艺5Mini-LED显示技术关键能够全面满足300mm200mm晶圆的薄膜沉积工艺需求开发实现新型显示工艺技术研发及产业化为先进逻辑芯片存储芯片先进封装等提供介质层图案化等关键工艺解决方案化合物半导先进化合物半导体及微机开发68寸单片ALD系统用于特殊半导体器件MEMS6开发实现体和微机电电关键工艺及产业化应用光电器件及化合物半导体器件等行业应用领域研发工艺用高生产率配置ALD系统采用新ALD循环掺杂比尖端存储器制造关键低温例的技术将多元系氧化物的组成比控制在个别应用领域元件7工艺及装备的研究与产业开发实现半导体等所需的组合比提供了解决目前铁电存储器FeRAM和铁化电场效应晶体管FeFET器件制造方案基于300mm晶圆半导体开发具有自主知识产权的原子层沉积团簇平台是生产ALD8制造高产能自动化真空传和其它10nm以下的工艺腔体必备的低微尘高产能的晶圆开发实现半导体等输技术的研究与产业化传输平台28nm及以下技术节点高开发用于先进芯片制造高介电常数High-k材料的原子层9介质栅氧及金属栅工艺技开发实现半导体等沉积ALD设备及工艺术和装备的国产化开发应用于新型高效电池技术生产工序中的正背膜钝化设备高效太阳能晶硅电池接触10确保光电转换效率的进一步提升并进一步提升了高效电池的开发实现光伏钝化技术的研究与产业化产能本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告10微导纳米688147电子开发一种等离子体镀膜用电极结构保证镀膜均匀性开发一开发实现阶11叠层电池技术研发种沉积多种材料类型的镀膜技术保证硅异质结电池叠层电光伏领域段池技术灵活性为更高效电池效率的取得提供可能性柔性电子材开发幅宽大阻隔等级超高的量产型卷对卷空间原子层设备及开发实现阶12高阻隔膜产业化技术研发配套自动化装备段料资料来源招股说明书民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告11微导纳米688147电子2先进工艺演进催生ALD需求增量21ALD技术延展性强应用领域广泛原子层沉积ALD技术是一种特殊的真空薄膜沉积方法具有较高的技术壁垒通过ALD镀膜设备可以将物质以单原子层的形式一层一层沉积在基底表面每镀膜一次层为一个原子层根据原子特性镀膜10次层约为1nmALD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典型的热原子层沉积TALD技术是利用加热为薄膜沉积过程中的化学吸附提供活化能以三甲基铝TMA为金属铝源水蒸气为氧源沉积Al2O3薄膜的反应为例每一个单位循环分为四步图13ALD技术原理资料来源微导纳米公开路演资料民生证券研究院ALD可在复杂形貌上完成可控制于原子层精度的高质量薄膜沉积由于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ALD技术局限主要在于沉积速度低前驱体材料受限等根据以上特性原子层沉积ALD技术是一个具备前瞻与共性的关键真空镀膜技术可广泛适用于不同场景下的薄膜沉积在光伏半导体柔性电子等新型显示MEMS催化及光学器件等诸多高精尖领域均拥有良好的产业化前景公司在成功实现ALD技术应用于光伏领域后先后开发出对技术水平和工艺要求更高的半导体和柔性电子薄膜沉积设备并逐步拓展应用领域本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告12微导纳米688147电子图14微导纳米ALD技术应用资料来源微导纳米公开路演资料民生证券研究院22半导体ALD先进制程应用广泛221薄膜设备种类繁多进口替代空间可观半导体设备主要包括前道工艺设备和后道工艺设备前道工艺设备为晶圆制造设备后道工艺设备包括封装设备和测试设备其他类型设备主要包括硅片生长设备等其中晶圆前道工艺设备整体占比超过80是半导体设备行业最核心的组成部分从晶圆厂的投资构成来看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其中薄膜沉积设备投资额占晶圆厂投资总额的16占晶圆制造设备投资总额的21图15晶圆厂投资构成厂务刻蚀17光刻刻蚀设备75薄膜薄膜16厂务25光刻20量测清洗其他3CMP2量测8热处理235注入资料来源微导纳米招股说明书民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告13微导纳米688147电子根据MaximizeMarketResearch数据统计全球半导体薄膜沉积设备市场规模从2017年的125亿美元扩大至2020年的172亿美元年复合增长率为112预计至2025年市场规模可达340亿美元保持年复合133的增长速度伴随着国家鼓励类产业政策和产业投资基金不断的落实与实施本土半导体及其设备制造业迎来了前所未有的发展契机而薄膜沉积设备作为半导体制造的核心设备将会迎来可观的进口替代市场空间图162017-2025年全球半导体薄膜沉积设备市场规模亿美元40034035030028026025022019020017214515515012510050020172018201920202021E2022E2023E2024E2025E资料来源MaximizeMarketResearch微导纳米招股说明书民生证券研究院薄膜沉积是指采用物理或者化学的方法使物质附着于衬底材料表面的过程按工艺原理的不同集成电路薄膜沉积可分为物理气相沉积PhysicalVaporDepositionPVD化学气相沉积ChemicalVaporDepositionCVD和原子层沉积AtomicLayerDepositionALD设备1物理气相沉积PVD采用物理方法将材料源固体或液体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具有某种特殊功能的薄膜的技术PVD镀膜技术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2化学气相沉积CVD化学气体在外部能量作用下发生化学反应在衬底表面沉积薄膜的一种工艺用于沉积的材料包括介电材料绝缘薄膜硬掩模层以及金属膜层的沉积常见的CVD包括低压化学气相沉积LPCVD常压化学气相沉积APCVD等离子体增强型气相沉积PECVD金属有机化合物化学气相沉积MOCVD3原子层沉积ALD原子逐层沉积在衬底材料上的工艺通过将两种或多种前驱物交替通过衬底表面发生化学吸附反应逐层沉积在衬底表面能对复杂形貌基底表面全覆盖成膜由于ALD设备可以实现高深宽比极窄沟槽开口的优异台阶覆盖率及精确薄膜厚度控制实现了芯片制造工艺中关键尺寸的精度控制在结构复杂薄膜厚度要求精准的先进逻辑芯片DRAM和3DNAND制造中ALD本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告14微导纳米688147电子是必不可少的核心设备之一图17薄膜沉积设备技术分类资料来源微导纳米招股说明书民生证券研究院三种薄膜沉积技术互为补充ALD在45nm以下具有广阔应用场景在芯片的制造过程中涉及十余种不同材料的薄膜数十种工艺类型上百道工艺环节需要不同性能和材料的薄膜因此PVDCVDALD三类薄膜沉积技术依靠各自技术特点拓展适合的应用领域材料制备上相互补充如PVD一般用于较厚的金属及导电类的平面膜层制备CVD一般适用中等以上厚度的膜层制备应用范围广ALD可以一个原子的厚度约01nm为精度进行薄膜沉积更适用于超薄膜厚度控制以及三维超高深宽比结构器件的应用表4PVDCVDALD三大技术路线对比技术路线对比PVDCVDALD沉积原理物理气相沉积化学气相反应化学表面饱和反应沉积过程成核生长成核生长逐层饱和反应沉积速度快快慢均匀性控制能力5nm左右05-2nm007-01nm化学配比一般针孔数量高应力具有很好的化学配比针孔数量具有很好的化学配比针孔数量少薄膜质量控制有限少具有应力控制能力具有应力控制能力阶梯覆盖能力弱中强工艺环境对真空度的要求较高镀膜具有方基于表面化学饱和反应工艺参数可温度压强对工艺参数的变化较为敏感向性调整范围较大流场等资料来源微导纳米公开路演资料民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告15微导纳米688147电子图18PVDCVDALD薄膜沉积效果示意图PECVDALDPVD1401201008060402002021202220232024资料来源微导纳米招股说明书民生证券研究院从市场空间上看CVD为薄膜中价值量最高的品类其中又以PECVD为最大据Gartner数据2021年全球PECVD设备市场632亿美元占薄膜设备的3056PVD设备市场436亿美元占2108ALD设备市场27亿美元占1306图192021年半导体薄膜沉积设备占比30563530PECVDPVDALD其他13062108资料来源Gartner民生证券研究院由于芯片工艺进步及结构复杂化先进制程下薄膜设备精密化多样化由此产生各种薄膜沉积工艺设备份额的变化在半导体制程进入28nm后由于器件结构不断缩小且更为3D立体化生产过程中需要实现厚度更薄的膜层以及在更为立体的器件表面均匀镀膜在此背景下ALD技术凭借优异的三维共形性大面积成膜的均匀性和精确的膜厚控制等特点技术优势愈加明显在半导体薄膜沉积环节的市场占有率也将持续提高本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告16微导纳米688147电子222服务先进制程工艺演进带来用量增长原子层沉积ALD设备根据供能方式的不同可分为热原子层沉积ThermalALD设备和等离子增强型原子层沉积PlasmaEnhancedALDPE-ALD设备热原子层沉积设备依靠热能激发两种或多种前驱物发生化学反应为提供足够的反应激活能量热原子层沉积设备一般的工作温度区间是200-500在热原子层沉积设备基础上通过在工艺腔室中引入等离子体可以有效降低工艺温度满足低热预算的工艺要求另外等离子体的引入可以使更多的前驱物满足ALD工艺化学吸附反应所要求的反应激活能从而使ALD工艺制备更多的薄膜除了降低工艺温度PE-ALD工艺在提高薄膜致密性降低薄膜杂质含量等方面也具有一定的优势根据等离子体引入方式不同PEALD分为电容耦合型CCPPEALD和电感耦合型ICPPEALD两类图20喷淋头式热原子层沉积设备工作原理图图21CCPPE-ALD设备原理示意图资料来源集成电路产业全书民生证券研究院资料来源集成电路产业全书民生证券研究院ALD技术主要服务先进制程在28nm及以下制程逻辑芯片先进DRAM芯片高堆叠层数3DNAND以及新型存储器中某些特定薄膜沉积环节有着至关重要的作用其应用环节不断增加1High-k介质在晶圆制造进入65nm制程及以上集成电路主要通过沉积SiO2薄膜形成栅极介质减少漏电但进入45nm制程特别是28nm之后传统的SiO2栅介质层薄膜材料厚度需缩小至1纳米以下将产生明显的量子隧穿效应和多晶硅耗尽效应导致漏电流急剧增加器件性能急剧恶化由于高k的栅介质层厚度往往小于10nm所需的膜层很薄通常在数纳米量级内用高k材料替代SiO2在同样电流密度下栅电介质可以制作更高的物理厚度抑制漏电流的产生ALD技术凭借原子级别的精确控制及沉积高覆盖率和薄膜的均匀性能满足高k栅介电质薄膜沉积工艺的需求常见的高k材料包括TiO2HfO2AI2O3ZrO2Ta2O5等其中HfO2具有适合的禁带宽度58eV因此作为栅介层得到了业内广泛的应用本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告17微导纳米688147电子图22SiO2与high-k作为栅极氧化物对比情况图23MOS结构与高k栅介电层示意图资料来源realworldtech民生证券研究院资料来源微导纳米公开路演资料民生证券研究院2多重曝光自2001年后晶圆制造开始采用效率更高的22nm16nm14nmFinFET晶体管结构但由于当光罩线宽接近光源波长时将会发生明显的衍射效应会导致光刻工序的失效多重曝光技术是指在现有的光刻机精度下依次使用不同的掩膜版分别进行两次及以上的曝光将一次曝光留下的介质层作为二次曝光的部分遮挡层由于多重曝光需要薄膜技术具有接近100的保形性薄膜厚度控制精准因此ALD技术被迅速推广应用图24ALD技术在多重曝光中的应用资料来源微导纳米公开路演资料民生证券研究院33D立体结构无论是逻辑芯片还是存储芯片随着工艺的升级均在走向3D立体结构元器件逐步呈现高密度高深宽比结构由于ALD独特的技术优势在每个周期中生长的薄膜厚度是一定的拥有精确的膜厚控制和优越的台阶覆盖率因此能够较好的满足器件尺寸不断缩小和结构3D立体化对于薄膜沉积工序中薄膜的厚度三维本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告18微导纳米688147电子共形性等方面的更高要求图252D平面结构3D立体结构的卡脖子技术展示资料来源微导纳米公开路演资料民生证券研究院得益于前文提及的多种应用ALD在先进工艺中用量持续增长逻辑芯片从40nm到7nm制程结点中ALD技术应用环节数量从1种增长至11种存储芯片中FeRAMReRAM3DNANDDRAM等亦对ALD技术有广泛采用图26逻辑芯片各制程结点ALD应用环节数量次图27存储芯片各类型ALD技术应用环节数量次12109108876654432210040nm28nm14nm7nmFeRAM3DNANDDRAM等其他资料来源微导纳米公开路演资料民生证券研究院资料来源微导纳米公开路演资料民生证券研究院223全球格局海外巨头垄断从全球市场来看ALD设备主要由荷兰AMS和日本TEL垄断两者合计占60市场份额与此同时美国LamAMAT等国际半导体设备厂商的产品线均涵盖ALD设备本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告19微导纳米688147电子1ASM全球最大的半导体设备制造商之一公司产品涵盖了晶圆加工技术的重要方面包括光刻沉积离子注入和单晶圆外延1999年收购了芬兰公司Microchemistry获得ALD装备制造能力是原子层沉积领域的先驱2TEL世界主要的半导体制造设备液晶显示器制造设备制造商之一在半导体ALD设备全球市场份额位列第二也是日本最大的半导体成膜刻蚀设备公司3AMAT世界上最大的半导体装备供应商提供泛半导体装备包含半导体及封装太阳能LED等领域在全部的前道工艺上除光刻机以外都有全系列的专用装备提供2022年收购芬兰Picosun研发的ALD技术被用于从逻辑和存储器到LED微机械MEMS器件和电源芯片的芯片制造在半导体领域份额较低4Lam世界上第三大半导体装备供应商产品着重在薄膜沉积等离子刻蚀光阻去除晶片清洗等半导体前道工艺和封装应用该公司产品线包含ALD设备图282020年全球ALD市场份额1610ASM46TELLam其他29资料来源Gartner民生证券研究院而国内方面除了微导纳米之外拥有半导体薄膜沉积设备业务的A股上市公司主要有北方华创中微公司拓荆科技北方华创拓荆科技分别主要经营PVD产品PECVD产品两家公司ALD设备曾实现销售部分客户仍处于工艺验证阶段中微公司主要为半导体客户提供刻蚀设备MOCVD设备ALD设备为其筹划开发产品目前国内拥有半导体ALD技术产业化能力的企业家数较少国产半导体ALD设备业务规模与国际竞争对手相比整体偏小在国产替代背景下随着核心技术的本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告20