塑造刻蚀/薄膜沉积/清洗/热处理平台企业，深度受益国产替代战略发展

2024年07月15日 公司研究●证券研究报告 北方华创（002371.SZ） 深度分析 塑造刻蚀/薄膜沉积/清洗/热处理平台企业，深度受益国产替代战略发展投资要点北方华创立足半导体基础产品领域，深耕半导体装备、真空及锂电装备和精密电子元器件等业务领域，现有六大研发生产基地，致力于成为半导体基础产品领域值得信赖的引领者。其半导体装备产品包括刻蚀机/PVD/ALD/CVD/氧化/扩散炉/清洗机/气体质量流量计等，设备需求上行&国产进程加速背景下，公司将充分受益其全产业链布局。布局刻蚀/薄膜沉积/清洗/热处理四大应用领域，打造半导体设备平台型企业。半导体设备处于产业链上游，支撑制造和封装测试，半导体行业技术高、进步快，一代产品需要一代工艺，一代工艺需要一代设备，半导体设备是半导体产业的技术先导者，通常半导体设备的研发领先半导体工艺3~5年。制造半导体芯片过程主要包括晶圆加工、刻蚀、光刻、沉积、离子注入、金属化等多个工艺步骤。北方华创设备涉及刻蚀/薄膜沉积/清洗/热处理四大应用领域，广泛应用于集成电路、先进封装、半导体照明、微机电系统、功率半导体、化合物半导体、新能源光伏、平板显示等领域，为半导体、新能源、新材料等领域提供解决方案。随着公司设备平台型布局完善，公司将充分受益于半导体产业链自主可控发展战略。刻蚀设备：ICP突破12英寸各技术节点，CCP实现逻辑/存储/功率多关键制程覆盖。（1）ICP：北方华创先后攻克了电感耦合脉冲等离子体源、多温区静电卡盘、双层结构防护涂层和反应腔原位涂层等技术难题，实现了12英寸各技术节点的突破。公司多晶硅及金属刻蚀系列ICP设备实现规模化应用，完成了浅沟槽隔离刻蚀、栅极掩膜刻蚀等多道核心工艺开发和验证，助力国内主流客户技术通线，已实现多个客户端大批量量产并成为基线设备。（2）CCP：北方华创集成电路领域CCP介质刻蚀设备实现了逻辑、存储、功率半导体等领域多个关键制程的覆盖，为国内主流客户提供了稳定、高效的生产保障，赢得客户信赖和认可。 薄膜沉积：全面布局PVD/CVD/ALD等产品技术，提供前沿产品与创新解决方案。 （1）PVD:北方华创集成电路领域铜互连、铝垫层、金属硬掩膜、金属栅、硅化物（Silicide）等工艺设备在客户端实现稳定量产，成为多家客户的基线设备，并广泛应用在逻辑、存储等主流产线，同时也成功实现功率半导体、三维集成和先进封装、新型显示、化合物半导体等多个领域的量产应用。（2）CVD：北方华创基于十余年沉积工艺技术的丰富经验，布局拓展了DCVD和MCVD两大系列产品。针对介质和金属化学气相沉积关键技术需求，攻克了进气系统均匀性控制、压力精确平衡、双频驱动的容性等离子体控制、多站位射频功率均分控制等多项技术难题，实现金属硅化物、金属栅极、钨塞沉积、高介电常数原子层沉积等工艺设备的全方位覆盖，关键技术指标均达到业界领先水平。 清洗与热处理：提供多类型湿法清洗设备，立式炉逻辑/存储全覆盖。在清洗设备领域，北方华创经过多年的技术积累，先后突破了多项关键模块设计技术和清洗工艺技术，包括伯努利卡盘和双面工艺卡盘、高效率药液回收系统、热SPM工艺、热磷酸工艺、低压干燥工艺等，实现了槽式工艺全覆盖，同时高端单片工艺实现突 电子|半导体设备Ⅲ 投资评级买入-A(维持)股价(2024-07-12)328.57元交易数据总市值（百万元）174,477.13流通市值（百万元）174,325.58总股本（百万股）531.02流通股本（百万股）530.5612个月价格区间330.46/222.88一年股价表现 资料来源：聚源 升幅%1M3M12M相对收益3.9913.6821.14绝对收益2.0413.5810.2 分析师孙远峰 SAC执业证书编号：S0910522120001sunyuanfeng@huajinsc.cn 分析师王海维 SAC执业证书编号：S0910523020005wanghaiwei@huajinsc.cn 报告联系人宋鹏 songpeng@huajinsc.cn 相关报告北方华创：24H1预计归母净利润同增超40%，平台型企业助力先进封装产业腾飞-华金证券-电子-北方华创-公司快报2024.7.11北方华创：平台型公司规模效应凸显，长期增长动力强劲-华金证券-电子-北方华创-公司快报2024.5.5北方华创：设备龙头全年业绩高增，在手订单饱满未来可期-华金证券+电子+北方华创+公司快报2024.1.16北方华创：Q3延续增长趋势，四大解决方案助力先进封装产业腾飞-华金证券+电子+ 北方华创+公司快报2023.10.17 破。在立式炉领域，北方华创突破并掌握了气流场/温度场控制、反应源精密输送、硅片表面热场设计等关键技术，实现了立式炉系列化设备在逻辑和存储工艺制程应用的全面覆盖。 AI周期“/中道”工艺/多重曝光/先进制程扩产四重奏，吹响制造设备需求号角。（1）： AI周期带动产能增长：根据SEMI数据，为跟上芯片需求的持续增长，全球半导体产能预计将在2024年增加6%，在2025年增长7%，达到每月3,370万片晶圆（等 效8英寸），产能有望创历史新高。（2）前道工艺下放先进封装：先进封装中倒装需采用植球、电镀、光刻、蚀刻等前道制造的工艺，2.5D/3D封装TSV技术就需要光刻机、涂胶显影设备、湿法刻蚀设备等，从而使得晶圆制造与封测前后道制程中出现中道交叉区域。（3）多重曝光技术助力制程突破：对于更小周期图形制造工艺，需要使用多重图形成像技术，使每一个版图的最小尺寸周期均符合单次光刻的极限分辨率的要求。（4）大基金三期&在建/规划兴建或改造产能稳步进行：国家大基金三期旨在引导社会资本加大对集成电路产业的多渠道融资支持，重点投向集成电路全产业链。截至2023年12月10日，12寸晶圆厂中，在建24座，规 划产能合计125万片（其中外资在建18万片），规划兴建或改造13座，规划产 能合计57万片（其中外资规划5万片）；8寸晶圆厂中，在建5座，规划产能合 计20万片；规划兴建或改造11座，规划产能合计32万片。 投资建议：我们维持公司盈利预测，预计2024年至2026年营业收入分别为302.82/402.14/501.67亿元，增速分别为37.2%/32.8%/24.8%；归母净利润分别为59.70/76.92/97.10亿元，增速分别为53.1%/28.8%/26.2%；对应PE分别为29.2/22.7/18.0倍。随着人工智能发展对算力芯片需求加剧，叠加国内长鑫存储/长江存储扩产，有望带动先进制程/先进封装相关设备需求。北方华创致力于打造平台型半导体设备企业，将充分受益于需求增长及国产化进程加速，长期增长动力足。维持“买入-A”评级。 风险提示：新技术、新工艺、新产品无法如期产业化风险；晶圆厂扩产计划不及预期风险；宏观经济和行业波动风险；国际贸易摩擦风险。 财务数据与估值会计年度 2022A 2023A 2024E 2025E 2026E 营业收入(百万元) 14,688 22,079 30,282 40,214 50,167 YoY(%) 51.7 50.3 37.2 32.8 24.8 归母净利润(百万元) 2,353 3,899 5,970 7,692 9,710 YoY(%) 118.4 65.7 53.1 28.8 26.2 毛利率(%) 43.8 41.1 43.7 43.7 44.7 EPS(摊薄/元) 4.43 7.34 11.24 14.48 18.28 ROE(%) 12.7 16.2 20.2 20.8 21.0 P/E(倍) 74.2 44.7 29.2 22.7 18.0 P/B(倍) 8.8 7.2 5.8 4.7 3.7 净利率(%) 16.0 17.7 19.7 19.1 19.4 数据来源：聚源、华金证券研究所 内容目录 1、北方华创：国内集成电路高端工艺装备平台型企业6 1.1发展历程：立足半导体基础产品领域，深耕半导体装备/真空及锂电装备/精密电子元器件6 1.2股权结构：管理层深耕产业，打造集成电路装备平台7 1.3产品矩阵：以三大业务为主，涉及多个应用领域8 1.4经营概况：规模效应逐步凸显，以创新巩固竞争优势9 2、行业驱动：AI周期/“中道”工艺/多重曝光/先进制程扩产四重奏，吹响制造设备需求号角11 2.1驱动一：AI有望开启半导体新周期，全球晶圆厂产能稳步增长11 2.2驱动二：先进封装加速迭代，前道工艺下放14 2.3驱动三：核心设备限制下，多重曝光技术助力制程突破18 2.4驱动四：大基金三期&在建/规划兴建或改造产能稳步进行22 3、产品：四大领域布局塑造设备平台型公司，充分受益国产替代28 3.1刻蚀设备：制程/结构共促刻蚀设备迭代，公司ICP/CCP/TSV多点开花28 3.1.1设备概况：把图形从光刻胶转移到待刻蚀薄膜，前道制造中的“减法工艺”28 3.1.2市场格局：国际巨头主导干法刻蚀市场，25年规模有望超180亿美元33 3.1.3公司产品：ICP突破12英寸各技术节点，CCP实现逻辑/存储/功率多关键制程覆盖34 3.2薄膜沉积：占IC设备开支20%以上，公司全部布局各细分领域36 3.2.1设备概况：基片表面沉积特定材料，前道制造中的“加法工艺”36 3.2.2市场格局：薄膜沉积设备市场规模持续增长，国际巨头占据主要市场份额41 3.2.3公司产品：全面布局PVD/CVD/ALD等产品技术，提供前沿产品与创新解决方案43 3.3清洗：用于制造/封测各个环节，可提供多类型湿法清洗设备44 3.3.1设备概况：贯穿半导体产业链，各环节后续工艺良率提升保证44 3.3.2公司产品：提供多类型湿法清洗设备，累计出货超1,200台46 3.4热处理设备：中国热处理28年规模有望超200亿元，公司立式炉逻辑/存储全覆盖47 4、盈利预测与估值50 5、风险提示52 图表目录 图1：北方华创发展历程6 图2：北方华创股权穿透图（前十大股东，截至2024年3月31日）7 图3：北方华创产品矩阵8 图4：2017-2024Q1北方华创营收状况（亿元/%）9 图5：2017-2024Q1北方华创归母净利润状况（亿元/%）9 图6：2017-2024Q1北方华创毛利率及净利率（%）10 图7：2018-2024Q1北方华创销售/管理/财务费用率（%）10 图8：2018-2023北方华创收入结构（%）10 图9：2018-2023北方华创各主营业务毛利率（%）10 图10：2018-2024Q1北方华创研发费用状况（亿元/%）11 图11：2020-2023北方华创研发人员及学历结构（人/%）11 图12：2009.01-2024.04全球半导体月度销售额（十亿美元）12 图13：2021-2025E全球半导体产能预测（千片/月，等效8英寸）13 图14：集成电路制造资本开支结构13 图15：先进封装开辟“中道”工艺14 图16：先进封装中前道设备应用14 图17：铜柱凸块制造工艺流程15 图18：重新分布层（RDL）结构16 图19：扇入型与扇出型RDL对比16 图20：RDL层制作工艺16 图21：TSV在先进封装中的应用17 图22：2.5D封装中的TSV流程18 图23：通过金属铜TSV实现硅芯片之间垂直互18 图24：双沟槽LELE技术（左）Vs.双线条LELE技术20 图25：双重图案会增加密度21 图26：适用于不同核心图层的多重图形成像技术及边界值21 图27：2020-2024F中国半导体设备市场规模（亿美元/%）22 图28：2020-2024F中国半导体设备国产化规模（亿美元/%）22 图29：刻蚀设备分类29 图30：电容性等离子体刻蚀反应腔（CCP）30 图31：电感性等离子体刻蚀（ICP）30 图32：10纳米多重模板工艺原理，涉及多次刻蚀31 图33：刻蚀和薄膜沉积在3DNAND中的最主要工艺31 图34：阶梯刻蚀决定3DNAND堆叠层数31 图35：