北方華創(chuàng)專題研究：半導(dǎo)體國產(chǎn)設(shè)備龍頭，刻蝕業(yè)務(wù)加速放量一、北方華創(chuàng)：深耕刻蝕、沉積

20

年，半導(dǎo)體設(shè)備全面布局1.1

國內(nèi)半導(dǎo)體高端裝備領(lǐng)導(dǎo)者國內(nèi)領(lǐng)先的半導(dǎo)體高端裝備及一體化解決方案供應(yīng)商。北方華創(chuàng)是由七星電子和北方微

電子戰(zhàn)略合并而成。其前身為

2001

年

9

月成立的北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司。公

司深耕于芯片制造刻蝕領(lǐng)域、薄膜沉積領(lǐng)域近

20

年，現(xiàn)已成為國內(nèi)領(lǐng)先的半導(dǎo)體高端工

藝裝備及一站式解決方案的供應(yīng)商。公司主營半導(dǎo)體裝備、真空裝備、新能源鋰電裝備

及精密元器件業(yè)務(wù)，為半導(dǎo)體、新能源、新材料等領(lǐng)域提供解決方案。公司現(xiàn)立足四大

產(chǎn)業(yè)制造基地布局，實現(xiàn)了營銷服務(wù)輻射歐、美、亞等全球主要國家和地區(qū)，致力于成

為國際領(lǐng)先的高端電子工藝裝備和精密電子元器件服務(wù)商。公司發(fā)展主要經(jīng)歷

3

個階段：（1）2001-2010

年，初創(chuàng)探索階段：2001

年七星電子、北方微電子先后成立，其中七星

電子以七星集團為主發(fā)起人發(fā)起設(shè)立，設(shè)立時主營半導(dǎo)體裝備及精密電子元器件業(yè)務(wù)；

北方微電子由北京電控聯(lián)合七星集團、清華大學、北京大學、中科院微電子所和中科院

光電技術(shù)研究所共同出資設(shè)立，主營高端半導(dǎo)體裝備業(yè)務(wù)。2010

年登陸深交所主板，同

年公司成為國家“02

專項”的主要承擔單位之一。（2）2011-2017

年，快速成長期：2015

年，公司開啟七星電子與北方微電子重組，次年

8

月戰(zhàn)略重組完成；同年引進國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金、京國瑞基金等多方戰(zhàn)略投資者，

跨越式成長為國內(nèi)規(guī)模最大的高端半導(dǎo)體設(shè)備公司。2017

年正式更名為北方華創(chuàng)，形成

北方華創(chuàng)微電子、北方華創(chuàng)真空、北方華創(chuàng)新能源和北京七星精密電子四家全資子公司

構(gòu)成的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)。（3）2018

年至今，內(nèi)生外延擴版圖，向高端設(shè)備進軍：2018

年北方華創(chuàng)微電子收購美

國

AkrionSystemsLLC公司收購業(yè)務(wù)，進一步豐富了高端集成電路設(shè)備產(chǎn)業(yè)線；2019

年

10

月，公司定增募資加碼高端集成電路研究和高精密電子元器件研究項目；2020

年

收購北廣科技射頻應(yīng)用技術(shù)相關(guān)資產(chǎn)，提升射頻應(yīng)用技術(shù)水平，進一步增強半導(dǎo)體裝備

技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用能力。1.2

半導(dǎo)體領(lǐng)域全面布局，前道工藝覆蓋廣泛半導(dǎo)體裝備、真空裝備、新能源鋰電裝備及精密元器件構(gòu)成公司四大核心事業(yè)集群。公

司業(yè)務(wù)范圍廣泛，主要產(chǎn)品可分為電子工藝裝備和電子元器件，其中電子工藝裝備為營

收主要來源，依據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域可劃分為半導(dǎo)體裝備、真空裝備及新能源鋰電裝備三大類。1)

半導(dǎo)體裝備，2020

年收入占比約

69%，經(jīng)營主體為全資子公司北方華創(chuàng)微電子，主

要包括刻蝕設(shè)備及薄膜設(shè)備（PVD、CVD）、氧化/擴散爐、清洗/退火等設(shè)備品類，可

廣泛應(yīng)用于集成電路、先進封裝、LED、光伏、MEMS等多領(lǐng)域。2)

真空及新能源設(shè)備，2020

年收入占比約

12%，其中真空裝備經(jīng)營主體為全資子公司

北方華創(chuàng)真空，主要包括真空熱處理設(shè)備、氣氛保護熱處理設(shè)備、連續(xù)式熱處理設(shè)

備和晶體生長設(shè)備四大類產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于新能源、新材料、真空電子、航空航

天和磁性材料等領(lǐng)域，新能源設(shè)備則主要為二次電池制造設(shè)備，經(jīng)營主體為北方華

創(chuàng)真空子公司北方華創(chuàng)新能源。3)

精密元器件，2020

年收入占比約

21%，主要包含精密電阻器、鉭電容器、石英晶體

器件、微波組件、模塊電源、混合集成電路等，廣泛應(yīng)用于自動控制、電力電子、

精密儀器儀表、鐵路交通等領(lǐng)域。半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域全方位、平臺化布局，覆蓋除光刻外全部前道工藝。公司旗下的半導(dǎo)體

設(shè)備均為

100%自主研發(fā)，品類國內(nèi)最為完備，覆蓋了刻蝕機、PVD、CVD、ALD、氧化/擴

散爐、退火爐、MFC、清洗機等前道工序所需的大部分核心設(shè)備，批量進入國內(nèi)集成電路

及

LED、MEMS、光伏等泛半導(dǎo)體領(lǐng)域生產(chǎn)線，部分產(chǎn)品成為國內(nèi)龍頭廠商量產(chǎn)線

Baseline機臺。公司刻蝕機、PVD等設(shè)備持續(xù)突破，部分先進工藝設(shè)備已完成驗證，成熟工藝設(shè)備

的新工藝應(yīng)用產(chǎn)品相繼進入客戶產(chǎn)線驗證或量產(chǎn)，不斷收獲重復(fù)采購訂單；光伏、第三

代半導(dǎo)體設(shè)備等產(chǎn)品也相繼推向市場，實現(xiàn)批量供應(yīng)、快速成長。客戶方面，公司基本覆蓋各產(chǎn)業(yè)鏈龍頭，市場占有率隨技術(shù)突破和產(chǎn)品矩陣完善而不斷

提升。集成電路領(lǐng)域，公司產(chǎn)品成功進入如中芯國際、長江存儲、武漢新芯等國內(nèi)集成

電路主流廠商量產(chǎn)產(chǎn)線，28

納米

HardmaskPVD、Al-PadPVD設(shè)備進入國際主流供應(yīng)鏈

體系；LED領(lǐng)域擁有三安光電、華燦光電等優(yōu)質(zhì)客戶，并針對

Mini/Micro-LED兩種不同

技術(shù)路線均展開布局；顯示面板領(lǐng)域客戶包括全球行業(yè)龍頭京東方，且公司已已布局

OLED、硅基

OLED等方向；光伏領(lǐng)域，公司為隆基股份等硅片、電池線核心裝備的主要供

應(yīng)商。1.3

國資背景，股權(quán)激勵凝聚人心北京電控為控股股東和實控人，股權(quán)結(jié)構(gòu)集中且穩(wěn)定。北京電子控股有限責任公司（簡

稱“北京電控”）直接持有公司股份

10.47%，通過其全資子公司北京七星華電科技集團

有限公司（簡稱“七星集團”）間接持股

35.89%，因此合計持股

46.36%，為公司控股股

東及實際控制人，其實控人則為北京市國資委。此外，國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金持股

7.92%，為公司第三大股東。公司股權(quán)結(jié)構(gòu)較為集中且國資背景深厚，有利于保障長期穩(wěn)

定的發(fā)展。股權(quán)激勵調(diào)動積極性，綁定核心人才。2018

年

7

月，公司作為北京市首家國有控股上市

公司股權(quán)激勵試點企業(yè)以“2

年鎖定期+3

年行權(quán)期”的機制，實施一期股權(quán)激勵；2019

年，二期股權(quán)激勵落地，2020

年公司分別向集團高管團隊及所屬子公司高管、業(yè)務(wù)負責

人共87人及公司核心技術(shù)人員和管理骨干354人合計授予447萬股限制性股票和448.50

萬份股票期權(quán)。公司以更具針對性和更強綁定的長效激勵，調(diào)動激勵對象的積極性和創(chuàng)

造性，維護核心團隊穩(wěn)定，核心人員流失率從

15%大幅降至

2%以下，保障企業(yè)穩(wěn)定增長。優(yōu)化管理機制，推行職業(yè)經(jīng)理人制度。2018

年，子公司北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公

司先行試點職業(yè)經(jīng)理人制度，2019

年北集團全部高管取消行政級別，人事檔案實現(xiàn)市場

化管理，2020

年

10

月，集團子公司實現(xiàn)職業(yè)經(jīng)理全級次覆蓋，全面推行職業(yè)經(jīng)理人制

度，推動公司經(jīng)營更加靈活高效。1.4

營收業(yè)績高速增長，盈利能力逐步提升半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域持續(xù)開拓，市占率不斷提升，業(yè)績逐年穩(wěn)步增長。近年來伴隨國內(nèi)半導(dǎo)

體及泛半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，同時公司持續(xù)推動技術(shù)升級、完善產(chǎn)品矩陣、提升競

爭力，進而實現(xiàn)業(yè)務(wù)規(guī)模快速擴張，2015-2020

年營收

CAGR達

47.94%，歸母凈利潤

CAGR高達

69.26%。其中

2020

年公司實現(xiàn)營業(yè)收入

60.56

億元，同比增長

49%；實現(xiàn)

歸母凈利潤

5.37

億元，同比增長

74%，位于此前預(yù)告期間

4.6~5.8

億元中樞偏上，公

司加強新品研發(fā)、市場拓展，落地股權(quán)激勵，全年設(shè)備和電子元器件均實現(xiàn)較大增長。單季度經(jīng)營表現(xiàn)可觀，21Q1

保持繼續(xù)增長趨勢，盈利能力逐步提升。公司

2020Q4

單

季度營收

22.20

億，同比增長

68%，歸母凈利潤

2.1

億，同比增幅達

134.65%，考慮股

權(quán)激勵費用

3

億左右于四季度計提，單季度經(jīng)營表現(xiàn)可觀。21Q1

實現(xiàn)營業(yè)收入

14.23

億元，同比增長

51.7%，實現(xiàn)歸母凈利潤

7290

萬元，同比增長

175.3%，保持繼續(xù)增長趨

勢，盈利能力逐步提升。公司發(fā)布

2021H1

業(yè)績預(yù)告。公司預(yù)期

2021H1

公司營業(yè)收入

32.7~39.2

億元，同比增

長

50~80%；歸母凈利潤

2.76~3.31

億元，同比增長

50~80%。2021

年上半年，受下

游多領(lǐng)域市場需求拉動，公司電子工藝裝備及電子元器件業(yè)務(wù)進展良好，銷售收入均實

現(xiàn)同比增長，也使得歸屬于上市公司股東的凈利潤實現(xiàn)同比增長。2021Q2

單季度收入增速指引中樞

75%，平臺型龍頭公司產(chǎn)品加速放量。根據(jù)公司公

告，公司

2021Q2

單季度營業(yè)收入

18.4~25.0

億元，同比增長

49%~101%；公司

2021Q2

單季度規(guī)模凈利潤

2.03~2.58

億元，同比增長

28%~63%。作為國內(nèi)設(shè)備龍頭，收入高

速增長反映著公司產(chǎn)品迭代和放量持續(xù)突破，有望進一步增強國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備平臺型龍

頭地位。高強度研發(fā)投入夯實技術(shù)實力。“一代技術(shù)、一代工藝、一代設(shè)備”，集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)

展依賴于裝備的不斷更新?lián)Q代，公司始終保持高強度的研發(fā)投入力度，重視對技術(shù)人才

的培養(yǎng)和激勵，在高端裝備技術(shù)上加速追趕國際主流水平，2020

年公司研發(fā)支出

16.08

億元，占營收比重達

26.55%，截至

2020

年末，公司累計申請專利

5141

項；累計授權(quán)

專利

2894

項；2020

年研發(fā)人員達

1415

人，占總員工人數(shù)比重

23.67%。持續(xù)推進先進技術(shù)研發(fā)，核心設(shè)備量產(chǎn)、訂單相繼突破。2019~2020

年，北方華創(chuàng)

12

英寸硅刻蝕機、金屬

PVD、立式氧化/退火爐、濕法清洗機等多款高端半導(dǎo)體設(shè)備相繼進

入量產(chǎn)，2020

年下游客戶需求旺盛，高端設(shè)備營收同比增長，成熟工藝設(shè)備突破新工藝，

新工藝產(chǎn)品陸續(xù)進入客戶驗證或量產(chǎn)，產(chǎn)品頻獲客戶重復(fù)采購訂單。定增接連落地穩(wěn)步推進擴產(chǎn)能，擴大競爭優(yōu)勢。2020

年公司資本開支迅速增長，達到

6.683

億元，同增

290.5%，主要系公司發(fā)力高端設(shè)備，擴產(chǎn)項目持續(xù)推進所致。2019

年

公司定增募集資金

20

億元加碼高端裝備研發(fā)及高精密電子元器件擴產(chǎn)，其中

17.8

億元

投向“高端集成電路裝備研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目”，目標所指先進工藝關(guān)鍵集成電路裝備的研

發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，2020

年，高精密電子元器件產(chǎn)業(yè)化基地擴產(chǎn)項目廠房建設(shè)完成，并交付使

用。高端集成電路裝備研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目各項工作有序進行，集成電路裝備創(chuàng)新中心樓

主體結(jié)構(gòu)完成封頂，將于

2021

年竣工并交付使用。2021

年，公司計劃通過非公開發(fā)行

方式再募資

85

億元投入“半導(dǎo)體裝備產(chǎn)業(yè)化基地擴產(chǎn)項目（四期）”、“高端半導(dǎo)體裝備

研發(fā)項目”和“高精密電子元器件產(chǎn)業(yè)化基地擴產(chǎn)項目（三期）”的建設(shè)，進一步提升現(xiàn)

有高端集成電路設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化能力，鞏固主營業(yè)務(wù)的競爭優(yōu)勢，非公開發(fā)行項目已獲得

中國證監(jiān)會受理。二、刻蝕：集成電路圖形轉(zhuǎn)移方式刻蝕是用化學、物理、化學物理結(jié)合的方法有選擇的去除（光刻膠）開口下方的材料。

被刻蝕的材料包括硅、介質(zhì)材料、金屬材料、光刻膠。刻蝕是與光刻相聯(lián)系的圖形化處

理工藝。刻蝕就是利用光刻膠等材料作為掩蔽層，通過物理、化學方法將下層材料中沒

有被上層遮蔽層材料遮蔽的地方去掉，從而在下層材料上獲得與掩膜板圖形對應(yīng)的圖形。濕法刻蝕：用液體化學劑去除襯底表面的材料。早期普遍使用，在

3um以后由于線寬控

制、刻蝕方向性的局限，主要用干法刻蝕。目前，濕法刻蝕仍用于特殊材料層的去除和

殘留物的清洗。干法刻蝕：常用等離子體刻蝕，也稱等離子體刻蝕，即把襯底暴露于氣態(tài)中產(chǎn)生的等離

子，與暴露的表面材料發(fā)生物理反應(yīng)、化學反應(yīng)。刻蝕主要參數(shù)：刻蝕速率、均勻性、選擇比（對不同材料的刻蝕速率比）、刻蝕坡面（各

向異性、各向同性）。應(yīng)用最廣泛的刻蝕設(shè)備是

ICP與

CCP，技術(shù)發(fā)展方向是原子層刻蝕（ALE）。電容性等離子體刻蝕

CCP：能量高、精度低，主要用于介質(zhì)材料刻蝕（形成上層線路）

——諸如邏輯芯片的柵側(cè)墻、硬掩膜刻蝕、中段的接觸孔刻蝕、后端的鑲嵌式和鋁墊刻

蝕等，以及

3D閃存芯片工藝（氮化硅/氧化硅）的深槽、深孔和連線接觸孔的刻蝕等。電感性等離子體刻蝕

ICP：能量低、精度高，主要用于硅刻蝕和金屬刻蝕（形成底層器

件）——硅淺槽隔離（STI）、鍺（Ge）、多晶硅柵結(jié)構(gòu)、金屬柵結(jié)構(gòu)、應(yīng)變硅（StrainedSi）、金屬導(dǎo)線、金屬焊墊（Pad）、鑲嵌式刻蝕金屬硬掩模和多重成像技術(shù)中的多道刻蝕

工藝。ALE：技術(shù)發(fā)展方向，能精確刻蝕到原子層（約

0.4nm），具有超高刻蝕選擇率。應(yīng)用廣

泛。光刻技術(shù)中許多先進制程涉及多重圖形技術(shù)。即使是

EUV，波長為

13.5nm，要實現(xiàn)

7nm的精度，仍需要依靠多重圖形技術(shù)，即多次刻蝕。因此制程升級，精度越高，需要的刻

蝕復(fù)雜度、步驟數(shù)量也在提升。所以刻蝕設(shè)備和化學薄膜設(shè)備成為更關(guān)鍵的設(shè)備。產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢：1)

0.13um工藝的銅互連技術(shù)出現(xiàn)時（300mm時代），金屬刻蝕比例下降，介質(zhì)刻蝕的

比例大幅上升。2)

30nm之后的，多重圖像技術(shù)、軟刻蝕應(yīng)用的提升，硅刻蝕（ICP）的占比快速提升。3)

數(shù)十層的金屬互聯(lián)層（后道工藝，BEOL），精度一般在

20nm以上的以

CCP設(shè)備為

主；CMOS核心器件（前道工藝，F(xiàn)EOL）線寬比較少，往往使用

20nm以下的

ICP設(shè)備。4)

EUV在

foundry/DRAM的采用，使得刻蝕步驟減少；3DNand采用，使得刻蝕步驟

增多，高深寬比刻蝕需求增多。三、刻蝕設(shè)備：國內(nèi)領(lǐng)先，重點布局金屬及硅刻蝕北方華創(chuàng)布局刻蝕、薄膜、清洗、爐管四大類半導(dǎo)體制造設(shè)備，具有對應(yīng)的硬件和工藝

解決方案，囊括集成電路、先進封裝、半導(dǎo)體照明、微機電系統(tǒng)、功率半導(dǎo)體等八大應(yīng)

用。公司擁有國際先進的研發(fā)測試平臺，高效專業(yè)的精益制造體系，健全的現(xiàn)代化質(zhì)量

管理體系。產(chǎn)品端具有

6

大優(yōu)勢：（1）優(yōu)化傳輸效率，較競品大幅提高。（2）降低顆粒

污染，減少工藝腔內(nèi)零件。（3）多種腔體集成

PVD/ALD/CVD。（4）封裝行業(yè)

8/12

寸兼

容。（5）優(yōu)化耗材材料，大幅度降低耗材成本。（6）節(jié)省制程步驟，可幫助客戶提高產(chǎn)品

性能。刻蝕機領(lǐng)域國內(nèi)領(lǐng)先，金屬刻蝕

8

英寸打破國外壟斷，12

英寸突破

28nm以下制程。

2017

年公司

8

英寸鋁金屬刻蝕機進入國內(nèi)主流代工廠生產(chǎn)線，獨特的腔室結(jié)構(gòu)和溫度

控制設(shè)計，可大幅提升了設(shè)備的穩(wěn)定性、重復(fù)性和生產(chǎn)工藝水平，打破了國際廠商長期

壟斷

8

英寸刻蝕機的局面；同時公司推出

12

英寸

TiN硬掩膜刻蝕機，可應(yīng)用于

28-14nm邏輯制程中。2016

年自主研發(fā)的國內(nèi)首臺應(yīng)用于

14nm制程的

ICP刻蝕機

NMC612D進入上海集成電路研發(fā)中心，正式邁入

14nm刻蝕工藝。四、刻蝕需求不斷增長，國產(chǎn)刻蝕設(shè)備加速導(dǎo)入刻蝕設(shè)備市場超過

130

億美元，是晶圓設(shè)備占比最高的市場。2011

年以來，刻蝕在晶

圓設(shè)備的占比從

11%逐漸提升到

20%以上，2017

年起成為全球晶圓設(shè)備中占比最高的

裝備類別，重要性不斷提升。刻蝕設(shè)備市場基本是干法刻蝕設(shè)備，2020

年全球干法刻蝕

設(shè)備市場約

137

億美元，其中介質(zhì)刻蝕（DielectricEtch）60

億美元，導(dǎo)體刻蝕（ConductorEtch）76

億美元。刻蝕由海外龍頭主導(dǎo)，國內(nèi)公司保持快速增長。根據(jù)

Gartner數(shù)據(jù)，全球刻蝕企業(yè)前三

大分別是

LamResearch、TEL、AMAT，全球市占率合計

91%。國內(nèi)刻蝕業(yè)務(wù)前三大企

業(yè)分別為中微公司、北方華創(chuàng)、屹唐半導(dǎo)體。根據(jù)三方數(shù)據(jù)，2020

年國內(nèi)的刻蝕龍頭企

業(yè)中微公司、北方華創(chuàng)的刻蝕業(yè)務(wù)都取得較高收入增長，并在規(guī)模體量逐步接近全球前

五大廠商。從導(dǎo)體刻蝕市場結(jié)構(gòu)看，Lam一家獨大，長期全球市占率超過

50%；其次

AMAT占據(jù)約

30%市場份額。剩下的廠商如日立高新、TEL、KLA、北方華創(chuàng)、SEMES、中微公司等公

司合計，在導(dǎo)體刻蝕合計市占率不超過

20%。近兩年，國內(nèi)設(shè)備龍頭廠商北方華創(chuàng)、中

微公司該產(chǎn)品線放量加速，逐步提高半