半导体清洗设备龙头，盛美上海：市场空间广阔，国产替代持续推进

（报告出品方/分析师：国海证券 吴吉森 厉秋迪）

1 半导体设备市场空间广阔，国产替代持续推进

1.1 半导体设备是晶圆制造上游关键环节，市场空间广阔

◆ 行业具备超强β属性，近十一年复合增速达10.78%，近两年复合增速20%。半导体设备行业市场规模大、复合增速高，赛道优质。

◆ 2020年中国大陆成为半导体设备主要单一市场，国产替代空间广阔。受益于晶圆产能向中国大陆的持续转移，2020年我国半导体设备市场规模为187.2亿美元，在全球市场占比达26.30%，超越了中国台湾和韩国成为第一大半导体设备市场。

◆ 半导体设备是半导体产业链自主可控的基础。从产业链的角度看，半导体产业链涉及材料、设备等支撑性行业，芯片设计、晶圆制造和封测行业，半导体产品终端应用行业等。以集成电路为代表的半导体产品应用领域广泛，下游应用行业的需求增长是半导体产业快速发展的核心驱动力。

◆ 半导体设备是晶圆厂资本开支主要流向。新建晶圆厂设备投资中，晶圆制造相关设备投资额占比约为总体设备投资的80%，其中，光刻机、刻蚀设备、薄膜沉积设备作为晶圆制造的三大主设备之一，其投资规模占晶圆制造设备总投资的23%、30%、25%。

1.2 行业马太效应显著，半导体设备国产化持续推进

◆ 竞争格局：半导体设备行业马太效应显著。所谓一代设备、一代工艺、一代产品，半导体最先进制程需要跟着设备厂商、材料厂商合作开发实现进步，与此同时设备材料厂商也会与下游晶圆厂形成深度绑定关系，久而久之，各个细分设备领域都呈现出较高的行业集中度。全球半导体设备厂商销售额也呈现寡头垄断的态势，2020年全球TOP5半导体设备厂商应用材料、阿斯麦、泛林、东京电子、科天半导体合计市场份额达65.5%，TOP10厂商市场份额达到76.6%。

◆ 各主要细分环节半导体设备国产化率依旧较低。当前国内半导体设备企业与海外龙头在规模上差距依旧较大，半导体设备国产化率较低，尤其在前道光刻、前道测试、过程控制领域，国产替代进程依然任重道远。

◆ 半导体设备国产替代的星星之火已燃起，但仍然任重道远。

◆ 我国半导体设备市场约占到全球四分之一，市场空间广阔，但2020年各细分环节半导体设备国产化率依旧较低。

◆ 如下表所示，光刻机国产化率低于1%，过程检测设备约为2%，离子注入设备3%，刻蚀设备7%，薄膜沉积设备8%，涂胶显影设备8%，CMP设备10%，清洗设备20%，对比2016年半导体设备国产替代进程虽持续提升，但依然任重道远。

1.3 清洗设备：前道设备国产化先行领域，制程迭代推升需求

◆ 半导体清洗清洗步骤贯穿芯片前道制造和后到封装流程：在半导体硅片的制造过程中，需要清洗抛光后的硅片，保证其表面平整度和性能，从而提高在后续工艺中的良品率；在晶圆制造工艺中，要在光刻、刻蚀、沉积等关键工序前后进行清洗，去除晶圆沾染的化学杂质，减小缺陷率，清洗步骤数量约占所有芯片制造工序步骤的30%以上，是所有芯片制造工艺步骤中占比较高的工序；在封装阶段，需根据封装工艺进行 TSV 清洗、UBM/RDL 清洗等。

◆ 制程节点进步推动清洗设备数量增加。随着技术节点的继续进步，清洗工序的数量和重要性将继续随之提升，在实现相同芯片制造产能的情况下，对清洗设备的需求量也将相应增加。

◆ 根据清洗介质的不同，目前半导体清洗技术主要分为湿法清洗和干法清洗两种工艺路线。

湿法清洗是针对不同的工艺需求，采用特定的化学药液和去离子水，对晶圆表面进行无损伤清洗，以去除晶圆制造过程中的颗粒、自然氧化层、有机物、金属污染、牺牲层、抛光残留物等物质，可同时采用超声波、加热、真空等辅助技术手段；干法清洗是指不使用化学溶剂的清洗技术，主要包括等离子清洗、超临界气相清洗、束流清洗等技术。

干法清洗主要是采用气态的氢氟酸刻蚀不规则分布的有结构的晶圆二氧化硅层，虽然具有对不同薄膜有高选择比的优点，但可清洗污染物比较单一，目前在 28nm 及以下技术节点的逻辑产品和存储产品有应用。

◆ 晶圆制造产线上通常以湿法清洗为主，少量特定步骤采用湿法和干法清洗相结合的方式互补所短，构建清洗方案。

未来清洗设备的湿法工艺与干法工艺仍将并存发展，均在各自领域内向技术节点更先进、功能多样化、体积小、效率高、能耗低等方向发展，在短期内湿法工艺和干法工艺无相互替代的趋势。目前湿法清洗是主流的清洗技术路线，占芯片制造清洗步骤数量的90%以上。

◆ 在湿法清洗工艺路线下，目前主流的清洗设备主要包括单片清洗设备、槽式清洗设备、组合式清洗设备和批式旋转喷淋清洗设备等，其中单片清洗设备市场份额占比最高。湿法清洗工艺路线下主流的清洗设备存在先进程度的区分，主要体现在可清洗颗粒大小，金属污染，腐蚀均一性以及干燥技术等标准。

◆ 批量清洗由于交叉污染、清洗均匀可控性和后续工艺相容性等问题，在45nm工艺周期到来时已经无法适应新的清洗要求，单晶圆清洗开始逐步取代批量清洗。单晶圆清洗能够在整个制造周期提供更好的工艺控制，改善单个晶圆和不同晶圆间的均匀性，提高良率。

◆ 半导体清洗设备市场空间广阔。根据Gartner 2021年数据，2020年全球半导体清洗设备市场规模约为33.41亿美元，预计2021年为39.18亿美元，2022年为43.24亿美元。

◆ 国产化率快速提升。根据我们对招标网数据的统计，长江存储2018年-2020年清洗设备招标的国产化率分别为12.7%、24.3%、32.4%。

◆ 2022年国内半导体清洗设备市场测算：2020年中国大陆半导体设备市场占比为26%，假设2022年该占比提升至28%，则2022年本土清洗设备市场空间为12.11亿美元，折合人民币约80亿元，若2022年半导体清洗设备国产化率继续提升至30%，则可推算2022年本土半导体清洗设备产品销售额可达约3.63亿美元，折合人民币约24亿元。

◆ 日本企业在半导体清洗设备市场具备先发优势。根据华经情报网数据，全球清洗设备市场日本占据主要地位，2020年迪恩士DNS在半导体单片清洗设备市场占据46%的市场份额，东京电子TEL、SEMES和泛林半导体Lam Research分别占据20%、14%和13%的市场份额，国内企业盛美上海市场份额迅速成长，已到达4%。

◆ 根据长江存储公开招标数据显示，2020年长江存储招标设备的国产化率分别为光刻机（0%）、薄膜设备（4.3%）、刻蚀设备（30.7%）、清洗设备（32.4%），清洗设备在前道设备的国产化中进展较为领先。

◆ 国内优秀企业快速成长。以盛美上海为代表的国内半导体清洗设备产品力强，已进入国内外顶尖晶圆厂产线，将助推国产半导体清洗设备国产替代进程将加速，市场占有率持续提升。

◆ 国产清洗设备领域主要包括盛美上海、北方华创、芯源微、至纯科技四家主要厂商，专注领域各有差异。

◆ 盛美上海主要产品为集成电路领域的单片清洗设备，其中包括单片SAPS兆声波清洗设备、单片TEBO兆声波清洗设备、单片背面清洗设备、单片前道刷洗设备、槽式清洗设备、单片槽式组合清洗设备等、产品线较为丰富；

◆ 北方华创收购美国半导体设备生产商Akrion Systems LLC之后主要产品为8寸槽式清洗设备；

◆ 芯源微目前产品主要应用于集成电路制造领域的单片式刷洗领域；

◆ 至纯科技具备生产8-12英寸高阶的晶圆湿法清洗设备和槽式湿法清洗设备的相关技术，能够覆盖包括晶圆制造、先进封装、太阳能在内多个下游行业的市场需求。（报告来源：远瞻智库）

2 盛美上海：清洗设备龙头，平台化战略开启新征程

2.1 半导体清洗设备龙头，乘国产化之风而起

◆ 盛美上海是一家具备世界领先技术的半导体设备制造商：自2005年成立以来，公司坚持差异化竞争和创新的发展战略，通过自主研发、丰富的技术和工艺积累，形成了具有国际领先或先进水平的半导体清洗系列设备、半导体电镀设备、立式炉管设备、先进封装湿法设备等先进技术和产品线，致力于为全球集成电路行业提供先进的设备及工艺解决方案。

◆ 2015 年至 2018年公司先后研发出 TEBO 技术及 Tahoe 技术，丰富了公司在半导体清洗设备领域的技术和产品线。经过多年研发及技术积累，公司凭借先进的技术和丰富的产品线，产品成熟度以及市场对公司产品的认可度不断提升，公司已发展成为中国大陆少数具有一定国际竞争力的半导体专用设备提供商。

◆ 公司股权结构清晰，创始人王晖博士为实控人。盛美半导体主要股东——美国ACMR为纳斯达克上市公司，持82.5%股份，公司股权结构高度集中，公司实际控制人HUI WANG（王晖）任美国ACMR董事长、首席执行官，同时兼任盛美半导体董事长。

◆ 公司控股的子公司中，香港清芯主要从事半导体专用设备的销售，盛美无锡为公司部分客户提供产品售后服务，盛帷上海拟从事半导体专用设备的研发、生产和销售，正在筹建中。公司参股3家公司，包括盛奕科技 (15%) 、石溪产恒 (10%)、青岛聚源芯星 (4.34%)。

◆ 以HUI WANG为首的公司董事均具备硕士及以上学历，先后在知名半导体行业公司任职，具有多年集成电路研发、生产及销售经验。

◆ 公司立足半导体清洗设备，布局先进封装湿法刻蚀设备，打开半导体电镀设备成长空间。

◆ 半导体清洗设备包括单片清洗、槽式清洗以及单片槽式组合清洗等清洗设备。通过全球首创的 SAPS/TEBO兆声波清洗技术和 Tahoe 单片槽式组合清洗技术，可应用于28nm及以下技术节点的晶圆清洗领域，有效解决刻蚀后有机沾 污和颗粒的清洗难题，并大幅减少浓硫酸等化学试剂的使用量。

◆ 先进封装湿法设备基于先进的集成电路前端湿法清洗设备的技术，应用于先进封装应用领域。以先进封装的凸块（bumping）封装的典型工艺流程为例，整个工艺流程中涉及的单片湿法设备包括清洗设备、涂胶设备、显影设备、去胶设备、湿法刻蚀设备、无应力抛光设备等。

◆ 半导体电镀设备包括前道铜互连电镀铜设备和后道先进封装电镀设备，分别应用于逻辑电路和存储电路中双大马士革电镀铜工艺，以及先进封装中铜、镍、锡、银、金等电镀工艺。

◆ 立式炉管设备由晶圆传输模块，工艺腔体模块，气体分配模块，温度控制模块，尾气处理模块以及软件控制模块所构成，主要应用于可用于逻辑电路和存储电路中前道工艺中的多晶硅，氮化硅，氧化硅薄膜沉积。

2.2 持续高研发投入，公司技术、产品、客户优势尽显

◆ 主要产品及核心竞争力：公司的主要产品包括兆声波单片清洗设备、单片槽式组合清洗设备及铜互连电镀工艺设备，其技术节点均在国内同行业中处于领跑的地位，其中单片槽式组合清洗设备做到了国际领先。

公司铜互连电镀工艺设备，是国家02专项（《极大规模集成电路制造装备及成套工艺》项目）中的相关研究领域，公司在国内的该设备行业中率先做出突破，打破了国际巨头的技术垄断。

◆ 核心技术过硬，业内遥遥领先：公司在清洗设备、抛光设备、电镀铜设备等行业均掌握核心技术，且都做到国际领先水平。其中TEBO兆声清洗技术、单晶圆槽式组合Tahoe高温硫酸清洗技术、无应力抛光技术甚至达到了国际领先水准。

◆ 在研项目持续推进：当前公司仍有14项在研项目，主要集中于清洗技术的研发升级，以及其他工艺制程的研发，均以达到量产化为目标，目前分别取得了相应的阶段性成果。14项在研项目的预计总投资规模达到18.46亿元。

◆ 立足研发，深耕不辍：公司过去五年研发投入持续加大，在2021年的研发投入（全为费用化）超过2.78亿，同比增长97.74%。过去五年研发投入占营业收入的比重从20.57%开始降低，但近两年又有所增加，研发力度提升，2021年达到17.18%，比去年增加3.21个百分点。

◆ 重视高素质研发人才培养：近三年公司研发人员数量大幅增长，研发团队从2019年的150人增长至2021年的391人，2021年研发人员数量同比增长71.5%，且研发人员占公司总人数的比重一直保持在40%以上，2021年研发人员比重约为45%。

◆ 研发成果丰硕：2021年公司新增发明专利49项，累计专利数达到347项，其中发明专利为342项。

◆ 客户资源丰富：公司当前主要客户有长江存储、华虹集团、海力士、中芯国际、长鑫存储、长电科技、通富微电、中芯长电、 Nepes、金瑞泓、台湾合晶科技、中科院微电子所、上海集成电路研发中心、华进半导体、士兰微、芯恩半导体、晶合、中科智芯、芯德等。

2021年公司新增了五家大陆地区以外的知名客户，同时也相继发展了多家国内客户。

10月，公司收到亚洲主要集成电路制造商的大马士革电镀设备DEMO订单，也收到全球主要半导体制造商在中国工厂的兆声波单片清洗设备（12 腔）DEMO订单；11月，公司用于晶圆级封装的湿法去胶设备获全球 IDM 大厂在中国工厂的重复订单；12月，公司宣布获得美国主要国际半导体制造商的SAPS单片清洗设备（12腔）2台订单。

◆ 下游扩张稳定：如下左图，根据Knometa Research数据，2021年中国大陆晶圆产能占比约为16%，预计到2024年国内晶圆厂的资本开支会有进一步稳定的增长，产能占比将扩张至19%，晶圆厂的扩张需求将持续拉动国内半导体设备的发展。

◆ 前五大客户年销售额比重正常，客户集中度合理：同时，公司与披露的本年度前五大客户中，不存在关联关系，且客户五为2021年新进入的前五大客户。

2.3 平台化战略加速布局，持续拓展新领域打开成长空间

◆ 公司产品可应用于半导体前道制造及后道封测流程，涵盖清洗机、氧化炉、涂胶机、显影机、CMP设备、电镀设备等领域。公司产品覆盖晶圆制造和先进封装等领域，在前道芯片制造设备中，除了清洗机，公司还具备氧化炉、涂胶机、显影机、CMP设备、电镀设备的生产能力，在后道工艺中，公司除了前述设备，还可生产先进封装刻蚀机。

◆ 平台化是公司成长必经之路，持续拓展新领域打开成长天花板。公司于2020年推出立式炉管设备，完成了由湿法设备向干法设备的跨越，根据公司公告，公司现正在开发两款全新设备，可使公司产品可服务市场规模翻倍，预计该两款产品今年可进入客户端验证，加快公司“技术差异化，产品平台化，客户全球化”的战略部署。

◆ 持续入局新领域，新产品成长空间广阔。除清洗设备主业外，公司持续脱产新产品开拓市场。我们测算盛美上海涉及的LPCVD设备市场约为27亿美元，ALD市场约为25亿美元，前道电镀ECD设备市场约为9亿美元，前道涂胶显影市场约为25亿美元，先进封装设备约为21亿美元，合计107亿美元。

◆ 平台化布局带来较大增长弹性。新产品服务市场规模增长弹性较大，2022年清洗设备市场规模仅为43亿美元。

2.4 募投扩产、加码研发，公司未来成长动力十足

◆ 公司实施募集资金投资项目有助于快速提升公司的研发能力和综合竞争能力，加快将公司建设成领先的综合性国际集成电路装备集团的进程，形成产业带动效应。公司扣除发行费用后，拟募集18亿元资金用于建设盛美半导体设备研发与制造中心（7亿元）、盛美半导体高端半导体设备研发项目（4.5亿元），并补充流动资金（6.5亿元）。

◆ 设备研发与制造中心围绕公司的全球化发展战略，扩展和建立起湿法和干法设备并举的产品线，并将已研发的设备与相关技术导入该中心进行生产，拟建设生产厂房2座、辅助厂房1 座、研发楼2座等相关配套设施，以应对全球范围内订单规模的快速增长，提高公司市场份额。

◆ 高端半导体设备研发项目将针对更先进的工艺节点，利用现有研发体系，开展高端工艺设备的升级迭代和产品拓展，提升公司在相关领域的自主创新能力和研发水平，巩固公司市场地位，增强盈利能力，使公司快速成为综合性国际集成电路装备集团。

◆ 补充流动资金将增强公司研发能力、多种类产品线运营能力和持续经营能力，提高公司偿债能力，降低公司流动性风险及经营风险，优化财务结构，从而提高公司市场竞争力。

3 风险提示

（1）疫情导致半导体终端需求不及预期；

（2）国内主要晶圆厂产能扩充进度不及预期；

（3）客户验证及导入不及预期，导致国产替代进程不及预期；

（4）关键半导体技术研发进展不及预期；

（5）关键上游设备、元器件断供风险；

——————————————————

请您关注，了解每日最新的行业分析报告！

报告属于原作者，我们不做任何投资建议！

如有侵权，请私信删除，谢谢！

获取更多精选报告请登录【远瞻智库官网】