中微公司深度报
发布时间: 2023-07-11

公司主要看点:

第一部分:中微公司基本情况

集微网报道,中微半导体设备(上海)股份有限公司(证券简称:“中微公司”,证券代码:688012)是一家以中国为基地、面向全球的微观加工高端设备公司,致力于为全球集成电路和LED芯片制造商提供领先的加工设备和工艺技术解决方案。中微公司基于在半导体装备产业多年耕耘积累的专业技术,跨足半导体芯片前端制造、先进封装、发光二极管生产、MEMS制造以及其它微观制造的高端设备领域。公司于2018年12月整体变更为股份有限公司,2019年7月成功登陆科创板,成为科创板首批上市公司之一。截至2022年6月底,公司设备累计付运台数达2654个反应台,在客户73条生产线全面量产。

回溯中微公司的发展历程,公司于2004年在上海张江科技园成立,2007年首台12英寸甚高频去耦合等离子体刻蚀设备Primo D-RIE研发成功并交付客户,正式进入半导体前道装备领域;2008年入选国家科技重大专项(02专项)首批项目承担单位,获批承担国家《65~45nm介质刻蚀机研发与产业化》项目;2010年首台深硅刻蚀设备研发成功,切入先进封装领域;2013年公司投资睿励仪器,布局检测设备领域;2016年公司首台MOCVD设备Primo D-Blue研发成功,成功拓展LED领域;2016年首台VOC设备的研发成功步入环保领域。经过多年的技术积累,公司的等离子体刻蚀设备已在国际一线客户从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有具体应用;MOCVD设备,即金属有机化合物化学气相沉积设备,主要应用在LED外延片的制造过程中,公司MOCVD 设备在行业领先客户的生产线上大规模投入量产,公司已成为世界排名前列的氮化镓基 LED设备制造商。公司产品服务遍布中国大陆和台湾、新加坡、韩国、德国、意大利等国家和地区的客户。

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图1:中微公司发展过程中主要标志性事件

中微公司股权结构较为分散,不存在控股股东和实际控制人,主要股东包括国有股东、国内知名股权投资基金、国外知名投资机构、创始人及员工持股平台持股等。截至2022年Q3,公司第一大股东为上海创投,持股比例为15.6%,据企查查资料显示,该公司由上海市国资委直接监管,是国有创业投资机构之一,是由上海科技投资公司与上海创业投资有限公司经战略重组而成;第二大股东为巽鑫投资,是国家集成电路产业投资基金100%控股子公司,持股比例为15.2%;此外,公司通过全员持股方式将员工个人利益和公司利益绑定在一起,提升公司员工忠诚度和公司凝聚力,于2018年12月31日签订《员工持股计划协议》,设立境内外员工持股平台南昌智微、中微亚洲、Grenade、Bootes、励微投资、芃徽投资,公司在科创板IPO前,六家员工持股平台持股比例分别为6.37%、5.15%、2.38%、2.31%、0.41%和0.05%,合计持股比例为16.67%。2020年公司股权激励计划授予限制性股票670 万股,2020年因实施股权激励计划产生股份支付费用约1.24 亿元。

图2:中微公司前十大股东持股明细

中微公司创始团队及技术人员拥有国际领先半导体设备公司的从业经验,是国内具有国际化优势的半导体设备研发和运营团队之一。其创始人、董事长和总经理尹志尧博士在半导体芯片和设备产业有超过30年的行业经验,是国际等离子体刻蚀技术发展和产业化的重要推动者之一,曾带领LAM Reasearch成为全球最大的刻蚀机公司,拥有40%的市场份额,而后加入到AMAT,再次带领AMAT跻身全球第一大刻蚀机公司。2004年,身居AMAT副总裁高位的尹志尧辞职,回国创立中微半导体设备有限公司。2018年美国VLSI Research的全球评比中,中微公司董事长尹志尧博士与英特尔董事长、格罗方德CEO等一起被评选为2018年国际半导体产业十大领军明星。2021年4月,尹志尧在杨澜访谈录节目《逐风者》中透露,中微3nm刻蚀机Alpha原型机的设计、制造、测试及初步的工艺开发和评估等系列工作已完成。截至2022年6月末,尹志尧持股620万股,占公司已发行股本的1%。

值得一提的是,为了确保公司今后十到十五年的高速发展,中微公司在2021年成功完成再融资发行,募集资金约82亿元,进行三个重大项目建设。在南昌约14万平方米的生产和研发基地已部分完工,部分生产洁净室于2022年7月投入试生产;公司在上海临港的约18万平方米的生产和研发基地建设也已大部分封顶,明年年初就可以部分投入使用;上海临港滴水湖畔约10万平方米的研发中心暨总部大楼也在顺利建设。未来两年时间,公司会有比现在十五倍大的厂房陆续建成,使中微公司有足够的研发、生产和营运的空间,为今后的发展夯实基础。

第二部分:中微公司的业务情况梳理(刻蚀设备、MOCVD)

应用于集成电路领域的设备通常可分为前道工艺设备(晶圆制造)和后道工艺设备(封装测试)两大类。其中,在前道晶圆制造中,共有七大工艺步骤,分别为氧化/扩散、光刻、刻蚀、 清洗、离子注入、薄膜生长、化学机械研磨,制造过程中所用到的专用设备主要包括氧化/扩散设备、光刻设备、刻蚀设备、清洗设备、离子注入设备、薄膜沉积设备、化学机械抛光设备。其中刻蚀设备、薄膜沉积、光刻设备是集成电路前道生产工艺中最重要的三类设备。根据Gartner统计,2021年全球刻蚀设备、薄膜沉积和光刻设备分别占晶圆制造设备价值量约21.59%、19.19%和18.52%。

图3:2021年晶圆制造设备市场结构占比

在刻蚀设备方面,全球刻蚀设备市场呈现垄断格局,拉姆研究、东京电子、应用材料占据主要市场份额,国产企业中微公司、北方华创和屹唐半导体合计占比2.36%的市场份额,中微公司刻蚀设备已应用于全球先进的7纳米和5纳米集成电路加工制造生产线。虽然公司在主要客户的市场占有率稳步提升,但目前在销售规模上与全球巨头尚有差距。

图4:2020年全球刻蚀设备市场竞争格局情况

刻蚀是指用化学或物理方法有选择地在硅片表面去除不需要的材料的过程,是与光刻相联系的图形化处理的一种主要工艺,是半导体制造工艺的关键步骤。刻蚀分为干法刻蚀和湿法刻蚀,湿法刻蚀是用液体化学试剂以化学方式去除硅片表面的材料,但由于其在线宽控制和刻蚀方向性等多方面的局限,在3m以后的工艺中不再使用。

而在当前主流工艺的刻蚀机需求当中,干法刻蚀占比90%以上的市场份额。根据作用机理的不同,干法刻蚀可以分为电容性等离子体(CCP)刻蚀设备和电感性等离子体(ICP)刻蚀设备。CCP主要用于质地较硬的电介质刻蚀领域;等离子体(ICP)刻蚀设备可用于质地较软的金属、硅等导体刻蚀领域。从刻蚀设备的使用工艺和技术路线上来看,中微公司主要以用于介质刻蚀的CCP刻蚀为主,北方华创以用于硅刻蚀和金属刻蚀的ICP刻蚀为主。综合统计,2021年中微公司共生产付运CCP刻蚀设备298腔,产量同比增长40%,ICP刻蚀设备134腔,产量同比增长235%。

图5:中微公司主要刻蚀机型号

中微公司从2004年建立起着手开发甚高频去耦合的CCP刻蚀设备Primo D-RIE,到目前为止成功开发了双反应台Primo D-RIE,双反应台PrimoAD-RIE和单反应台的Primo AD-RIE三代刻蚀机产品。公司的CCP刻蚀设备技术处于国内领先国际先进水平,具备强技术壁垒及产品竞争力,批量应用于国内外一线客户的集成电路加工制造生产线。2020年中微CCP介质刻蚀机在国内领先的3D NAND晶圆厂64层生产线中市占率达到34%,128层生产线中达35%,在国内领先的逻辑晶圆厂28nm生产线市占率达到39%,在中国台湾14nm逻辑器件产线中市占率达到了24%。中微公司的CCP刻蚀设备目前可以基本覆盖CCP刻蚀设备7成左右的工艺,CCP介质刻蚀的欠缺主要是两方面:1)大马士革刻蚀,国外的设备公司基本垄断。大马士革刻蚀是先进工艺中铜布线器件制作的主要工艺,其原理是先在介电层上蚀刻金属导线用的图膜,再通过电镀方式填充金属铜以实现多层金属互连,解决了金属铜难以被直接刻蚀的工艺难题。随着器件线宽下降,铝布线难以满足响应速度需求,电导率更高的铜布线逐步成为先进器件的主流选择,大马士革刻 蚀工艺及配套设备变得更加重要;2)极高深宽比的刻蚀设备,尤其是3D存储器领域。公司正根据存储器厂商的需求开发新一代能够涵盖128层及以上关键刻蚀应用以及相对应的极高深宽比的刻蚀设备和工艺,同时积极布局动态存储器的应用,并开始工艺开发及验证,目前公司在开发设备YDRIE,一年左右即将进入市场。随着新工艺的研发推进,公司技术护城河有望进一步加深,提高产线渗透率以占据更多市场份额。

图6:中微公司CCP产品简要介绍

中微公司自2012年开始研发ICP刻蚀设备,于2016年正式推出Primo nanova,经过前期产线验证之后,公司在2020年开始逐步取得客户的重复订单。2020年下半年,中微公司受益于国内存储客户的扩产需求,ICP刻蚀机销售取得了较大的进展,整体来看Nanova新机台进入市场将近3年时间,每年销售增长均超100%,2021年超过了200%,2022年上半年同比增长414.08%。2021年上半年公司发布新一代ICP刻蚀设备Primo Twin-Star,具有

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