半导体设备领军者，拓荆科技：打破PECVD海外垄断，成长空间广阔

（报告出品方/分析师：国盛证券 郑震湘 陈永亮 刘嘉元）

一、半导体设备领军者，打破 PECVD 海外垄断

1.1 半导体设备十年耕耘，产品获知名晶圆厂认证

公司致力于高端半导体设备的研发生产，主要产品为半导体薄膜沉积设备，是芯片制造三大设备之一；具体产品包括等离子体增强化学气相沉积设备、原子层沉积设备和次常压化学气相沉积设备三个系列，产品关键技术参数已达国际同类设备水平。

经过十余年的耕耘，拓荆科技主要产品已广泛用于国内知名晶圆厂 14 纳米及以上制程产线，10 纳米以下制程产品也进入验证阶段，打破了海外厂商对国内市场的垄断；公司在研产品也已参与国际知名晶圆厂先进制程工艺研发，有望开拓海外市场。

公司主要产品为半导体薄膜沉积设备，技术指标已达到国际厂商设备水准。

公司具体产品包括等离子体增强化学气相沉积（PECVD）设备、原子层沉积（ALD）设备和次常压化学气相沉积（SACVD）设备三个系列。

在 PECVD 设备领域，公司产品可以适配 180-14nm 逻辑芯片、19/17nmDRAM 等工艺需求，能够兼容 SiO2、SiN等多种反应材料；在 ALD 设备领域，公司的 PE-ALD 目前已适配 55-14nm 逻辑芯片制造工艺需求，可以沉积 SiO2 和 SiN 材料薄膜；在SACVD设备领域，公司产品可以沉积 BPSG、SAF 材料薄膜，适配 12 英寸 40/28nm 及 8 英寸 90nm 以上的逻辑芯片工艺需求。

公司设备获知名晶圆厂认可，在研产品参与先进制程研发。

公司设备已广泛用于国内知名晶圆厂产线，包括中芯国际、华虹集团、长江存储、长鑫存储、厦门联芯、燕东微电子等；公司设备也获得了海外知名晶圆厂的测试订单，分别于 2018 年、2020 年向其发货 PECVD 设备用于先进制程研发、试产，产品有望切入海外市场。

1.2 股东阵容豪华，核心团队行业背景深厚

国家大基金加持，公司股东阵容豪华。

公司于 2015 年完成 A 轮融资，由国家大基金领投，中芯聚源、华芯投资等跟投；2017 年 B 轮融资投资方为国投上海和中车资本；2019 年中微公司受让 3.96%公司股权。

截至招股书签署日，公司第一大股东为国家大基金，持股比例为 26.48%，第二和第三大股东分别为国投上海和中微公司，持股比例为 18.23% 和 11.20%，中科院所属公司沈阳科学仪器持股 3.16%，中车资本旗下中车国华持股 1.71%。公司股东包括了知名芯片投资基金、芯片行业龙头以及科研院，股东阵容豪华。

核心团队成员行业背景丰富。

半导体设备行业资金投入大、进入壁垒高、验证周期长、技术更新快，通常设备厂商每隔 18-24 个月需要推出更先进的制造工艺，这一方面企业需要具备强劲的科研实力与大量的研发投入，另一方面还需要打开客户群体，与客户紧密沟通，共同研发。

公司核心团队不仅具有强劲的科研实力，能够引领公司技术突破，还具有丰富的行业经验，能够把握设备行业进展节奏，提升公司竞争优势。

1.3 国产替代驱动业绩高速增长，盈利水平持续提升

借力国产化趋势，凭借公司设备优异的性价比，公司业绩高速增长。

公司 2021 年实现营收 75,796.09 万元，同比大幅增长 73.99%，连续四年高速增长；2021年归母净利润录得 6,692.73 万元，同比大幅扭亏，包括非经常性损益 15,048.84 万元，扣非归母净利润录得-8,200.19 万元，系研发投入巨大所至，2021年全年研发投入达 28,830.85 万元，对净利润影响较大。

业绩增长主要得益于全球半导体需求高涨以及国产替代浪潮，下游晶圆厂扩产为公司设备销售带来增长机遇。

随着国产化趋势的不断推进以及公司技术优势的不断积累，公司有望进一步深化客户合作，实现业绩的持续增长。

公司近 9 成营收来自 PECVD 设备，SACVD 设备、ALD 设备销售同步高速增长。

公司 2021 年 PECVD 设备销售收入为 67,543.15 万元，占比 89.11%，同比增长 61.49%；SACVD 设备营收录得 4,115.89 万元，占比 5.43%，同比大幅增长 374.59%；ALD 设备营收录得 2,862.21 万元，占比 3.78%，同比大幅增长 1451.50%。公司 2021 年销售收入大幅 增长主要得益于 PECVD 设备性价比及下游需求旺盛带来的销售数量提升，包括 PF-200T 和 PF-300T；另一方面，公司推出了 Lok Ⅰ 先进工艺机台及 PF-300T ex 先进制程机台，提升了设备销售单价；此外，公司的 SACVD 设备和 ALD 设备销售规模较小，但销售收入呈现出高速增长的态势，市场潜力巨大。

公司产品覆盖国内主流晶圆厂，积极扩展海外客户。公司2021年国内营收录得74,521.25 万元，占比达 98.32%，主要原因系公司客户均为国内主流晶圆厂。

公司是国内唯一产业化应用 PECVD 设备及 SACVD 设备的厂商，在半导体设备国产替代进程中优势巨大，PECVD 设备主要客户为中芯国际、华虹集团、长江存储、万国半导体，SACVD 设备主要客户为北京燕东微，ALD 设备主要客户为 ICRD。

此外，公司积极开拓海外市场，参与国际厂商先进制程研发，分别于 2018 年、2020 年向国际领先晶圆厂发货 PECVD 设备用于先进制程的研发试产，对应产品有望切入国际市场。

毛利率持续优化，盈利能力不断改善。

公司 2022Q1 毛利率为 47.44%，2021 年全年毛利率 44.01%，同比大幅提高 9.95pt。分业务来看，公司销售收入以 PECVD 设备为主，对毛利率贡献大。

得益于下游需求高涨及推出高毛利的先进制程平台，2021 年全年公司 PECVD 设备毛利率录得 42.64%，同比提升 7.15pt；2021 年公司推出可用于 2.5D 封装、3D 先进封装领域的 SACVD 设备，毛利率较高，录得 62.99%，同比提高 106pt，2020 年 SACVD 设备负毛利系偶发现象；2021 年 ALD 设备毛利率录得 44.19%，但销售规模较小，对总体毛利率影响有限。

整体来看，得益于公司技术实力的进步以及下游需求的高景气度，公司整体毛利率不断优化，盈利能力持续改善。

稳抓科研投入，提升营运效率。

半导体设备行业技术难度大、工艺更新快，研发投入力度将直接决定企业未来的竞争力与市场地位。2018 年-2021 年，拓荆科技保持了高强度的研发投入，平均研发费用率 30%左右。2021 年全年，公司研发投入达 28,830.85 万元，同比增长 134.81%，研发费用率 38.04%。同时，公司销售费用率、销售费用率、财务费用率不断优化，营运效率持续提升。

公司重视技术团队建设，研发人员占比极高。

截至 2021 年 9 月 30 日，公司技术人员共 318 人，占比达 74.13%，包括技术研发人员 189 人，占比 44.06%，技术支持人员 129 人，占比 30.07%。另一方面，公司员工本科及以上学历共 336 人，占比 78.32%，其中硕士及以上学历 135 人，占比 31.47%。整体来看，公司十分重视技术团队建设，积累了丰富的研发经验与后备力量，具备优秀的研发能力。

二、薄膜设备：用于沉积物质，在设备市场占比较高

薄膜生长：采用物理或化学方法使物质附着于衬底材料表面的过程，常见生长物质包括金属、氧化物、氮化物等不同薄膜。

根据工作原理不同，薄膜沉积生长设备可分为：物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和外延三大类。

在半导体领域，薄膜主要分给绝缘薄膜、金属薄膜。大部分绝缘薄膜使用CVD，金属薄膜常用 PVD（主要是溅射）。薄膜设备中，CVD 使用越来越广泛。2018年晶圆设备市场，沉积设备占比为 22%，CVD 占 15%，PVD 占 4%，其他还有 ECD、MOCVD、SOD、外延等。

CVD：用于沉积介质绝缘层、半导体材料、金属薄膜。

（1）微米时代，化学气相沉积多采用常压化学气相沉积（APCVD）设备，结构简单。

（2）亚微米时代，低压化学气相沉积（LPCVD）成为主流，提升薄膜均匀性、沟槽覆盖填充能力。

（3）90nm 以后，等离子增强化学气相沉积（PECVD）扮演重要角色，等离子体作用下，降低反应温度，提升薄膜纯度，加强薄膜密度。

（4）45nm 以后，高介电材料（High k）和金属栅（Metal Gate），引入原子层沉积（ALD）设备，膜层达到纳米级别。

①高介电材料（High k）替代 SiO2，用于制备 MOS 器件的栅介质层，需要引入 ALD。

②多晶硅同步地被替代为金属栅（Matal Gate）电极，也用 ALD 设备制备。（报告来源：远瞻智库）

三、薄膜市场以 CVD、PVD 为主，国内需求空间较大

2021年全球半导体设备市场规模创1026亿美元新高，大陆首次占比全球第一。

根据 SEMI，2021年半导体设备销售额1026亿美元，同比激增 44%，全年销售额创历史新 高。大陆设备市场在2013年之前占全球比重为 10%以内，2014~2017年提升至10~20%， 2018年之后保持在20%以上，份额呈逐年上行趋势。

2020-2021年，国内晶圆厂投建、半导体行业加大投入，大陆半导体设备市场规模首次在市场全球排首位，2021达到296.2亿美元，同比增长58%，占比28.9%。

展望2022年，存储需求复苏，韩国预计将领跑全球，但大陆设备市场规模有望保持较高比重。

半导体设备行业产值具有高增长、高波动性。

半导体设备行业呈现明显的周期性，受下游厂商资本开支节奏变化较为明显。根据 SEMI 数据，从长周期而言半导体行业复合增速约 10%，半导体设备行业复合增速约 13%，半导体设备行业增长弹性高于半导体行业。

2020 年全球薄膜设备市场达到 138 亿美元，占 IC 制造设备 21%；其中主要是 CVD 和 PVD，合计占 IC 制造设备 18%。其中，CVD 市场规模高度 89 亿美元，主流是设备包括 PECVD、Tube CVD、LPCVD 和 ALD 等。

整个薄膜市场市占率最高的是 AMAT。高端领域如 ALD 受 ASM、TEL 和 Lam 等海外龙头主导。国内布局 IC 制造领域薄膜设备的主要国产厂商包括北方华创和沈阳拓荆。

CVD 市场主要由海外龙头主导，国内北方华创、沈阳拓荆积极布局。根据 Gartner 数据， 全球 CVD 市场前五大供应商包括 AMAT（28%）、Lam Research（25%）、TEL（17%）、Kokusai（原日立高新，8%）、ASM（11%）。国内半导体设备龙头北方华创、沈阳拓荆在该领域也有布局。

从 PVD 市场格局来看，AMAT 一家独大，长期占据约 80%的市占率。PVD 市场主要供应商包括 AMAT、ULVAC、Evatec、KLA、TEL、北方华创等。

根据 Gartner，2020 年北方华创的半导体 PVD 设备全球市占率为 3%，属于国内领先地位。随着国产替代加速，北方华创 PVD 业务有望加速成长。

我们以国内晶圆投资资本开支需求作为总数，以 PVD、CVD 等薄膜类设备在全球设备市场中的比例作为参考，估算国内 CVD 及 PVD 近几年的市场空间。

根据我们的估算，中国大陆 CVD 和 PVD 合计市场需求预计在 200 亿元以上，国产化率在 10%以内，仍具有较大的替代空间。

四、国产设备厂商订单导入、逐步放量

根据招标网的数据统计，长江存储在 2019~2020 年采购薄膜类设备约每年 200 多台（主要是 CVD 和 PVD），主要类别以 CVD 为主，其中原子层沉积 70~80 台。

从国产替代率而言，溅镀（PVD 类）北方华创供应数量比重较高，合计达到将近 20%；CVD 类国产替代率较低，主要国产供应商拓荆科技供应占比约 2~3%。

截止 2021/06，北方华创一共中标长江存储共 4 台铝垫物理气相沉积机台和 3 台钽阻挡层铜种籽层物理气相沉积机台；拓荆科技 2 台氮氧化硅薄膜、3 台氧化硅薄膜、3 台二氧化硅薄膜，共 8 台 PECVD 类设备。截止 2021/06，AMAT 中标 CVD 类设备约 85 台，PVD 类设备约 20 台，其他未分类 20~30 台。

我们以截止 2021/06 的华虹无锡、华力集成的公开招投标数据进行分析。

华虹无锡项目累积中标薄膜机台 100 多台，其中国产设备 13 台（北方华创 5 台钛、氮化钛、氮化钽和铝铜类的 PVD，拓荆科技 8 台 PECVD）；华力集成项目累积中标薄膜机台约 90 多台，其中国产设备 6 台（北方华创 2 台溅射类 PVD 设备、拓荆科技 4 台 PECVD）。

五、研发实力强劲，募资加码先进制程

5.1 核心技术积累深厚，研发成果转化高效

公司薄膜沉积设备核心技术积累深厚，产品具备国际竞争力。公司由中科院下属企业与海外专家团队共同发起成立，研发实力强劲。经过公司十余年的探索，公司形成了极强的市场竞争力，打破了海外厂商对国内市场的垄断。

截至 2022 年 3 月，公司共获境内专利授权 153 项，其中发明专利 77 项；境外专利授权 21 项，均为发明专利。除此之外，公司承担了“1x nm 3D NAND PECVD 研发及产业化”等多项国家科技重大专项/课题，与复旦大学、长江存储等单位合作研发，积累了深厚的薄膜沉积设备相关技术。

公司现有核心技术包括先进薄膜工艺设备设计技术、等离子体稳定控制技术、反应腔温度控制技术、反应腔腔内关键件设计技术、反应模块架构布局技术等，均达到国际领先水平。

以先进薄膜工艺设备设计技术为例，该技术主要应用于 Lok Ⅰ、Lok Ⅱ、新型阻挡层、新型硬掩模以及 3D NAND 存储器中的 ONON 堆栈等，可以实现对反应过程的精确控制，达到沉积薄膜的性能要求。

研发成果应用率高，已有核心技术均实现投产销售。

目前公司已将核心技术设计用于 PECVD、SACVD、ALD 设备的研发生产，产品性能具备国际竞争力，设备产能（WPH）、机台稳定运行时间（Uptime）、平均故障间隔时间（MTBF）、平均破片率（MWBB）、平均修复时间（MTTR）、薄膜片内均匀性、薄膜片间均匀性、薄膜颗粒控制、金属污染控制等关键指标已达到国际同类设备水平。

凭借优秀的性价比，公司产品获得了下游客户的认可，国内主流晶圆厂已覆盖，也已国际领先晶圆厂先进制程研发试产。

基于积累的核心技术，公司已针对下游工艺需求研发多型号产品，获得了客户的广泛认可。

公司已研发生产 16 种支持不同工艺型号的 PECVD 设备，4 种不同工艺型号的 SACVD 设备，PE-ALD 设备实现量产，Thermal-ALD 设备正在研发。

系列产品广泛应用于逻辑芯片、DRAM 芯片及 3D NAND FLASH 芯片中。PECVD、ALD 及 SACVD 三系列设备已累计发货超 150 台，在半导体行业实现产业深度融合。

核心技术营收转换能力强，助力公司业绩快速增长。

公司 2018 年-2020 年由核心技术带来营收快速增长，从 6,629.86 万元增至 42,876.27 万元。公司三类核心设备销量也从 2018 年的 5 台增至 2020 年的 32 台，2021 年 1-9 月销量为 24 台，实现了销售业绩的快速增长。

聚焦半导体薄膜沉积设备，加速先进制程产品研发。

目前公司已有技术广泛应用于国内主流晶圆厂的 14 纳米及以上产线，在研技术已展开 10 纳米及以下制程产品验证测试。半导体设备通常超前晶圆制造工艺一代，而晶圆制造工艺又需要领先下游应用一代，所以设备厂商产品更新周期通常为 18-24 个月，设备研发需要提前进行。公司凭借强劲的研发实力，已开展新设备相关技术的研发，部分技术已进入产业化验证阶段。

重视科研平台建设，打造核心竞争力。

公司核心团队成员均毕业于加州大学、清华大学等海内外知名高校，拥有英特尔、泛林半导体、应用材料、美国诺发等国际领先半导体企业工作经验。截至招股书签署日，公司拥有技术研发人员 189 人，占比 44.06%，技术支持人员 129 人，占比 30.07%；员工硕士及以上学历 135 人，占比 31.47%，科研人才力量雄厚。

公司 2021 年全年研发费用 28,830.85 万元，研发费用率达 38.04%，2022 年 Q1 研发费用 4,686.96 万元，研发费用率提升至 43.59%。公司对科研人才的重视以及对科研的资金投入将助力公司提升技术壁垒，打造公司核心竞争力。

5.2 募资加码先进制程，提升公司核心竞争力

公司上市募资 22.73 亿元，用于升级 PECVD、SACVD 设备适配先进制程，以及在临港建 设厂房丰富 ALD 设备产品线。

ALD 设备研发与产业化项目：主要包括开发 Thermal ALD、大腔室 PE ALD 等，用于丰 富公司 ALD 设备产品种类。

公司将在上海临港建立研发基地，利用临港贴近市场的区位优势，基于公司已有 ALD 设备相关技术，研发适配 28nm-10nm 制程 ALD 设备平台，满足多类芯片的工艺需求并量产。

2021 年公司 ALD 设备营收仅为 2,862.21 万元，营收贡献仅 3.78%，相较 PECVD、SACVD 设备营收规模较小。

公司将通过本项目实现 ALD 设备的产业化，拓宽产品应用领域与收入来源，优化产品结构，改善目前产品销售较为单一的局面，提升公司在薄膜沉积设备行业的核心竞争力，推动公司业务规模的持续增长。

先进半导体设备的技术研发与改进项目：主要包括 28nm-10nm 制程多种工艺型号的 PECVD 设备研发、10nm 以下先进制程 PECVD 设备平台架构研发、UV Cure 系统设备研发以及适配 12 英寸 28nm 以下制程工艺 SACVD 设备的研发。

2021 年全年公司 PECVD 设备营收 67,543.15万元，营收贡献 89.11%，为公司核心产品；SACVD 设备营收 4,115.89 万元，占比 5.43%。公司根据“一代产品、一代工艺、一代设备”的行业特征，投资布 局先进制程 PECVD 设备研发，将助力公司扩大现有产品优势，加高核心技术壁垒。

高端半导体设备扩产项目：包括二期洁净厂房、生产自动化管理系统及配套设施建设，能够解决公司目前研发、生产、测试场地日益不足的情况。补充流动资金可以支撑公司大量研发投入，补充公司所需营运资金。

通过上市募资，公司将持续加大研发投入、加强高端人才培养，不断提升核心技术先进性；推进先进制程、先进工艺产品研发、产能建设，满足客户需求；立足国内市场，积极拓展新客户并切入台湾市场，扩大设备市场占有率。

5.3 覆盖国内主流晶圆厂，积极开拓海外客户

设备覆盖国内主流晶圆厂，产品性能获客户认可。经过十余年的技术攻关，公司半导体薄膜沉积设备已广泛应用于国内主流晶圆厂产线，包括中芯国际、华虹集团、长江存储、长鑫存储、厦门联芯、燕东微电子等。公司于 2014 年向中芯国际销售首台量产机台 PF-300T，目前中芯国际为公司第一大客户。

积极开拓海外客户，设备参与先进制程研发试产。公司 PECVD 设备已于2018年向国际领先晶圆厂发货，用于先进制程研发，2020年又获订单用于先进制程试产，有望切入国际市场。半导体设备客户验证周期长，行业壁垒高，通常下游企业对新设备供应商的进入持审慎态度，对质量、技术参数、运行稳定性等性能要求严苛，公司在国内客户资源优渥，有望基于国内市场开拓海外客户。

中国台湾作为半导体产业的重要环节，有台积电、联电等世界领先的晶圆厂，目前公司已将拓展台湾市场作为未来的发展目标之一。

客户资源丰富优渥，打造半导体设备龙头。半导体设备行业呈现出验证壁垒高、技术更新快的特点，设备技术通常要领先于晶圆制造，需要设备厂商与下游客户密切合作、共同研发。

公司具有优质的客户资源，产品覆盖了国内主流晶圆厂，部分设备已进入国际厂商试产产线，在建立起较高客户壁垒的同时，可以参与先进制程产品测试，针对下游工艺进展卡位布局，快速响应客户需求，提升公司核心竞争力，进而打破国际厂商垄断的局面，引领半导体设备国产化浪潮，推动国内半导体行业持续快速发展。

六、盈利预测

晶圆厂设备投资放量，拓荆科技设备持续升级。

全球晶圆厂新增及资本开支大幅增长背景下，半导体设备投资快速放量，薄膜沉积设备作为晶圆设备投资中占比靠前的装备，产品种类多，市场被海外龙头垄断。

以长江存储、华虹无锡、华力集成的招投标数据为例，可以看到国内晶圆厂设备国产化进程加速。作为国内唯一实现 PECVD 及 SACVD设备产业化应用的厂商，2019至2020年拓荆科技 PECVD 设备中标机台数量占长江存储、上海华力、无锡华虹和上海积塔四家招标总量的 16.65%。

此外，拓荆科技上市募投资金用于升级 PECVD、SACVD 设备适配先进制程，以及在临港建设厂房丰富 ALD 设备产品线，盈利水平及核心竞争力进一步提升。

我们预计公司将在2022年至2024年实现收入11.87/17.64/23.27亿元，归母净利润1.12/2.26/3.56亿元，对应当前估值135.0/66.7/42.4x。

从估值的角度上看，我们选择了北方华创、芯源微、中微公司、盛美上海这几家同样从事半导体设备的厂商进行估值对比。可以看到公司 PE 估值高于可比公司。

北方华创深耕刻蚀、薄膜沉积领域近 20 年，近两年公司 12 英寸硅刻蚀机、金属 PVD、立式氧化/退火炉、湿法清洗机等多款高端半导体设备相继量产，已成为国内领先的半导体装备一站式解决方案供应商；芯源微主营涂胶显影设备和单片式湿法设备，正逐步从后道向技术难度更高的前道设备拓展；中微公司作为介质刻蚀、MOCVD龙头，研发投入力度领先，内生外延打造设备平台；盛美上海在半导体清洗设备领域国内领先，并逐步布局半导体电镀设备和先进封装湿法设备等，丰富产品组合。

拓荆科技主营的 PECVD 设备长期由海外龙头垄断，技术难度较高，且公司是目前国内唯一一家产业化应用 PECVD 和 SACVD 设备的供应商，因此考虑到公司当前赛道选择及自身产品在国内的稀缺性，未来具备高成长性。

七、风险提示

国产替代进展不及预期：半导体设备新技术难度较高，验证周期较长，具有一定的不确定性，若国产替代进度不及预期，则可能对公司营收业绩造成不利影响。

全球贸易纷争影响：全球贸易纷争存在不确定性，尤其是科技领域竞争激烈，导致科技产业链具有不稳定性。

下游需求不确定性：全球经济受疫情影响，下游需求存在不确定性，若下游扩产进度不及预期，则可能对公司营收业绩增速造成不利影响。

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