中微公司深度报告：国之重器，风禾尽起
核心观点
中微公司：半导体设备国产替代先锋。公司成立于2004年，创始团队均为出身应用材料、泛林半导体等国际半导体设备龙头企业的核心技术人员，董事长尹志尧博士曾任应用材料副总裁、刻蚀事业部总经理、亚洲首席技术官，是国际等离子体刻蚀技术发展的重要推动者。公司于2007年成功研制首台CCP刻蚀机，2012年成功研制首台MOCVD设备，2016年成功研制ICP设备，产品线不断拓宽，如今已成为国际领先的CPP和MOCVD供应商。
近年来公司业绩稳健增长，半导体业务占比亦持续提高。2017-2020年，公司营收从9.72亿元增长至22.73亿元，三年CAGR达32.73%。其中，刻蚀设备收入从2.89亿元增长至12.89亿元，三年CAGR达64.61%，2020年收入占公司设备业务比例达71.65%。
公司2020年定增落地，国家大基金二期参与认购。公司定增募集82亿元，加码研发128层以上CCP刻蚀、大马士革刻蚀、7nm以下ICP、3nm以下ALE等项目，大基金参与认购25亿元。
刻蚀：前道工艺核心，国产替代率先突破。刻蚀是前道工艺的核心环节，主流的干法刻蚀工艺包括电容性等离子刻蚀（CCP）和电感性等离子刻蚀（ICP）两种技术路线，是前道工艺中价值量最高的环节。据SEMI数据，2025年刻蚀设备全球市场规模将达到150亿美元。当前市场呈现了巨头垄断的竞争格局，泛林半导体、东京电子、应用材料合计占据了91%的市场份额。2020年以来全球半导体景气度上行，国内晶圆厂在国产替代和缺货涨价双重动力下加速建设，为国产设备厂商带来突破机遇，而刻蚀设备国产化率仍不足20%，替代空间可观。
中微作为国内刻蚀设备龙头，截止2020年，CCP设备装机量达1159台，保持了30%的年均增速，而ICP设备亦已有55个反应腔运行于10位客户的产线。技术自主可控和先进制程能力是公司得以实现国产替代的核心优势，CCP设备已切入台积电5nm产线，技术达到世界领先水平。逻辑芯片的大马士革刻蚀、128层以上3D NAND刻蚀、用于GAA结构的ALE刻蚀等产品也已处于研发中。
MOCVD：GaN外延设备龙头，化合物半导体空间打开。MOCVD指金属有机化学气相沉积，常用于包括GaN、SiC、GaAs、InP在内的化合物半导体外延片制造，面向LED、射频、功率、VCSELS等下游应用。得益于miniLED渗透带来芯片用量增长，上游MOCVD设备迎来需求爆发。中微蓝光LED设备快速成熟，与三安、晶电、兆驰等LED巨头保持良好合作，截止2018年Q4已在全球GaN基MOCVD市场占据70%以上市场份额。用于mini/microLED、功率半导体的设备亦在研发中。
盈利预测与投资评级：我们预计公司2021/22/23年，营收分别为31.17/42.39/55.67亿元，归母净利润分别为5.21/6.69/8.81亿元，对应当前股价PE分别为195/152/115倍。公司作为半导体设备行业的龙头公司，随着设备技术的不断突破，具备较强的国产替代确定性，市占率有望持续提升。首次覆盖，给予“买入”评级。
风险因素：行业周期性波动风险；下游客户扩产不及预期风险；国际贸易摩擦风险。
投资聚焦
重点布局刻蚀设备，CCP设备上技术达到世界领先水平。截止2020年底，公司CCP设备累计装机量1159台，年均增速达30%。ICP设备亦有突破，据我们产业链调研，2020年底装机量55台，2021年上半年则达到100台，增速迅猛。
技术自主可控使得公司将成为国内晶圆厂采购设备的优先选择，也是政策持续支持的原因，公司2020年定增再获大基金增资，认购额高达25亿元；而先进工艺能力是公司成长的内生动力，公司CCP设备技术水平不输海外龙头厂商，打入台积电5nm产线，获得重复订单。
市占率仍处于起步阶段，营收天花板极高。从市场空间来看，刻蚀设备拥有前段工艺设备中最大的市场规模。SEMI预计刻蚀设备全球市场空间达150亿美元，据我们测算，国内市场空间超过250亿元。公司2020刻蚀设备营收12.89亿元，距其收入天花板仍有可观的增长空间。
LED用MOCVD全球市占率领先，受益miniLED渗透带来的需求增长。公司GaN基MOCVD外延设备全球市场份额已经超过70%，蓝光LED产品成熟。2019到2020年LED行业饱和，相关收入下降，但miniLED的渗透或将为行业注入全新动能。伴随像素间距缩小，屏幕分辨率提高，LED芯片用量将翻倍增长。公司作为上游设备供应商将充分受益下游景气度回升。此外，制造microLED、功率器件等应用的MOCVD设备亦在研发中。
一
中微公司：半导体设备国产替代先锋
1等离子体刻蚀设备龙头，MOCVD领军者
中微公司是国内半导体设备领军企业。公司成立于2004年，主要从事高端半导体设备及泛半导体设备的研发、生产和销售。公司着眼于科技前沿，涉足半导体集成电路制造、先进封装、LED外延片生产、功率器件、MEMS制造以及其他微观工艺的高端设备领域。公司主要业务围绕刻蚀设备和MOCVD设备展开。公司的等离子体刻蚀设备已应用在国际一线客户从65纳米到14纳米、7纳米和5纳米及其他先进的集成电路加工制造生产线及先进封装生产线；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，其市占率在2018年末已达到60%以上。
瞄准世界科技前沿，创新贯穿公司发展始终。中微公司于2007年成功研制出首台CCP刻蚀设备产品Primo DRIE，并在随后年度不断加强CCP设备领域的产品研发，先后研发出四台CCP设备，改进的Primo AD-RIE于2018年成功进入5nm生产线；在2010年成功研制出深硅刻蚀设备；2012年成功研制出首台MOCVD设备，并于2017年初研制出MOCVD主力产品Prismo A7，实现了该领域的巨大发展；在ICP产品方面，2016年ICP刻蚀设备被成功研制，经过近几年发展ICP刻蚀设备已逐步趋于成熟新推出的 Primo nanova产品在10家客户的生产线上进行验证。未来公司将继续深耕集成电路关键设备领域，扩展在泛半导体关键设备领域应用并探索其他新兴领域的机会，继续引领国内半导体设备和技术的发展。
刻蚀设备已进入5纳米生产线，MOCVD设备保持领先。公司刻蚀设备主要有电容性等离子体刻蚀设备（CCP）、电感性等离子体刻蚀设备（ICP）和深硅刻蚀设备，其中CCP已经进入5纳米晶圆生产线，ICP设备亦有突破，截止2020年底已有55个反应台在客户端运转。在MOCVD设备上，公司继续发挥在蓝光LED设备的竞争优势，Prismo A7设备在全球氮化镓基LED MOCVD市场占有率高达60%以上，并且于2020年7月推出应用于深紫外LED外延片生产的MOCVD设备，该设备已在行业领先客户验证成功。对于当下发展势头正热的Mini LED，公司正在开发新型MOCVD设备产品，已在客户端取得实质性进展。
公司的刻蚀机和MOCVD设备已经切入了全球领先的半导体芯片和LED供应商。刻蚀机客户覆盖全球主流晶圆制造商，包括台积电、英特尔、联华电子、GF、SK海力士等。其中，用于5 nm制程设备已获得台积电批量采购；MOCVD客户覆盖亚洲地区LED龙头三安、晶电、华灿、兆驰等。
2
业绩稳健增长，定增加码持续扩产
近年来，公司营收稳健增长，其中刻蚀设备增速强劲。公司2020年实现营收22.73亿元，同比增长16.67%，近四年复合增长率为38.94%。分业务来看，受益于半导体设备市场发展及公司产品竞争优势，2020年刻蚀设备收入为12.89亿元，同比增长约58.49%，得益于产品持续升级和国产替代，近几年保持持续增长态势，3年CAGR达65%；MOCVD设备收入为4.96亿元，同比下降约34.47%，主要由于公司产品在国内市场份额较高，受下游设备投资周期性影响而有所波动。
2021年Q1公司实现营收6.03亿元，同比增加同比增加46.24%，主要受益于下游扩产，需求旺盛，及公司产品竞争力的持续提升。刻蚀设备和MOCVD设备收入分别为3.48亿元和1.33亿元，较上年同期分别增长63.75%和76.85%。
利润端，公司通过产品迭代更新实现了利润水平持续提升。毛利方面，2020年实现毛利8.56亿元，同比增加25.88%，4年CAGR为34.83%。近三年在营收规模持续扩大的同时毛利率维持稳健提升，2021年Q1达40.92%。
净利润方面，2017-2020年公司归母净利润分别为0.30亿元、0.91亿元、1.89亿元和4.92亿元，3年CAGR为154.07%，呈现较快的增长趋势，其中2020年归母净利润同比增长161.02%，主要系投资中芯国际科创板股票公允价值变动收益约2.62亿元及计入的政府补助2.57亿元。2020年扣非净利润出现较大幅度下降，同比减少84.19%，因公司在2020年实施股权激励计划产生股份支付费用约1.24亿元(属于经常性损益)，而2019年无该类费用发生，若剔除该部分影响，扣非净利润较上年基本持平。2021年Q1公司实现归母净利1.38亿元，同比增加425.36%，主要系营收、毛利及计入当期损益的政府补助的增加。
在业务规模稳健增长的同时，公司亦于2021年7月完成定增，募资加码扩产，国家大基金二期参与认购。共计募集资金82亿元，用于临港、南昌产业化基地建设及临港总部与研发中心建设。产业基地项目将于2022年底建成，达产后预计将实现等离子体刻蚀设备、MOCVD设备、热化学CVD设备共计1150腔/年的产能。而研发中心预计将于2023年建成，将进行新一代ICP、CCP、ALE、HPCVD等设备研发。国家大基金二期参与认购，获配2444.03万股，占本次发行30.46%，获配金额25亿元，持股比例增至3.97%。
3
资深核心团队，技术背景雄厚
公司创始人及核心技术团队资历深厚，核心技术团队成员均出身应用材料、泛林半导体等国际半导体设备龙头企业。创始人、董事长及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，曾任应用材料企业副总裁、刻蚀产品事业部总经理、亚洲总部首席技术官，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。其他联合创始人、核心技术人员和重要的技术、工程人员，包括杜志游博士、倪图强博士等均为半导体行业资深技术和管理专家。
4
内生外延，布局薄膜/量测赛道
公司持续践行三维发展策略，深耕集成电路关键设备领域、扩展在泛半导体关键设备领域应用并探索其他新兴领域的机会。公司将从刻蚀设备延伸到化学薄膜、检测等其他IC关键设备领域，同时拓展在泛半导体领域设备的应用如显示、MEMS、功率器件、太阳能领域的关键设备。此外，公司还将利用核心技术能力探索其他新兴领域的机会，如环境保护、设备网络等其他方面。
当前公司的MOCVD设备Prismo D-Blue、Prismo A7能分别实现单腔14片4英寸和单腔34片4英寸外延片加工能力。尤其是Prismo A7设备技术实力突出，已在全球氮化镓基LED MOCVD市场中占据领先地位。基于在MOCVD设备领域的技术积累，公司正组建团队将业务衍生至化学薄膜设备领域。公司已开始开发EPI外延设备和低压热化学沉积设备，将和沈阳拓荆科技配合覆盖相关CVD领域。
除了组建团队自主研发之外，在新业务上公司亦积极通过投资合作实现外延生长。在高度竞争的产业形势下，公司考虑在有机成长的同时，通过投资并购国内外高端的半导体设备厂商或与海内知名设备厂商进合作开发，重点布局了等离子体刻蚀及其上下游的薄膜沉积设备和测量设备等领域的设备公司。
刻蚀、沉积、薄膜作为晶圆制造工艺中的相互承接的环节，在技术上有相通和承接，随着对多道工艺环节的打通，中微已将逐步成长为业内领先的半导体设备平台型公司。
二
刻蚀：前道工艺核心，国产替代率先突破
1刻蚀工艺持续演进，多种技术路线并存
光刻、刻蚀和薄膜沉积是半导体制造三大核心工艺。薄膜沉积工艺系在晶圆上沉积一层待处理的薄膜，匀胶工艺系把光刻胶涂抹在薄膜上，光刻和显影工艺系把光罩上的图形转移到光刻胶，刻蚀工艺系把光刻胶上图形转移到薄膜，去除光刻胶后，即完成图形从光罩到晶圆的转移。集成电路制造主要是通过薄膜沉积、光刻和刻蚀三大工艺循环，把所有光罩的图形逐层转移到晶圆上。
刻蚀按工艺不同可分为干法刻蚀和湿法刻蚀。湿法刻蚀是将被刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀的技术，这是各向同性的刻蚀方法，利用化学反应过程去除待刻蚀区域的薄膜材料，由于浸泡过程中腐蚀液是均匀接触材料各表面，因此各向异性较差，侧壁容易产生横向刻蚀造成刻蚀偏差，通常用于工艺尺寸较大的应用，或用于干法刻蚀后清洗残留物等。
干法刻蚀是目前主流的刻蚀技术，其中以等离子体干法刻蚀为主导。等离子体刻蚀设备的分类与刻蚀工艺密切相关，其原理是利用等离子体放电产生的带化学活性的粒子，在离子的轰击下，与表面的材料发生化学反应，产生可挥发的气体，从而去除表面材料。
根据产生等离子体方法的不同，干法刻蚀主要分为电容性等离子体刻蚀（CCP-capacitively coupled plasma）和电感性等离子体刻蚀（Inductively coupled plasma）；根据被刻蚀材料类型的不同，干法刻蚀主要是刻蚀介质材料（氧化硅、氮化硅、二氧化铪、光刻胶等）、硅材料（单晶硅、多晶硅、和硅化物等）和金属材料（铝、钨等）。
CCP通过电容耦合产生等离子体，由接地的放电室(由复合系数很小的材料如石英做成)和引入的驱动电极作为耦合元件。当与电源接通后,在放电室和驱动电极之间产生高频电场,自由电子在电场作用下做上下往复运动，并激发放电，产生等离子体。在提升离子浓度的同时亦将带来离子能量的提高，对晶圆表面形成较强的轰击。
ICP通过电感耦合产生等离子体，负载感应线圈围绕在石英放电室外，接通高频电源，线圈中的交变电流在放电室内产生轴向高频磁场。此时通入刻蚀气体，并用高频点火装置激发产生带电粒子，当带电粒子流子多至足以使气体有足够的导电率时，在垂直于磁场方向的截面上产生环形涡电流，使气体电离产生等离子体。通过接通线圈的电源控制产生等离子体的浓度，而硅片基底为加装有低功率射频偏置发生器的电源电极，用来控制轰击硅片表面离子的能量，从而使得整个装置能够分别控制离子的能量与浓度，能够降低轰击硅片表面离子能量的同时保持较高的离子浓度，从而能够更好地控制刻蚀速率与选择比。
ICP技术诞生较晚，难度相对更高，但其并非对CCP的替代，两种工艺往往用于不同的工艺步骤。CCP离子能量较高，主要用在较硬的介质材料上，刻蚀高深宽比的深孔、深沟等微观结构；而ICP可以在较高离子浓度的同时保持较低的离子能量，主要是以较低的离子能量和极均匀的离子浓度刻蚀较软的和较薄的材料，满足更精密的刻蚀需求。前道的难点工艺，例如深硅槽刻Fin等工序往往以ICP为主，而后段互联层挖深孔等工序中CCP依然有不可替代的优势。
ALE是近年来诞生的一种更先进的刻蚀工艺。刻蚀技术的持续演进使得晶体管尺寸得以持续缩小，但具有更小尺寸和三维结构的高端芯片（FinFET和3D NAND）则需要更精细的刻蚀能力，原子层刻蚀（ALE，Atomic layer etching）能够精密控制被去除材料量而不影响其他部分，可以用于定向刻蚀或生成光滑表面。
以泛林的硅薄膜ALE为例，反应分为两步：（1）表面改性：向反应腔内通入氯气，使其在硅薄膜表面吸附，形成氯化层，表面硅原子之间作用力变弱，易于在离子轰击下脱离基体；（2）脱附：氩离子对晶圆进行轰击，氯化层将在轰击下脱附，实现刻蚀效果。
ALE的优点在于可以精确去除表面的数层原子，并保持材料表面的平整。因为在改性过程中，一旦吸附达到饱和就会停止，氯化层只有数层原子的厚度，而在脱附过程中，去除的也只有氯化层。
ALE的另一大优点是当晶圆表面结构深宽比不同时也能实现相同的刻蚀深度，因为表面改性过程中气体吸附产生的氯化层厚度是一致的。此外，ALE刻蚀有较好的选择性，例如在栅极刻蚀中可以减少对不必刻蚀的间隔层的损伤。
但值得注意的是，ALE并没有取代传统的等离子刻蚀工艺，而是更多的应用于目标材料去除过程需要原子级精密控制的情况下。刻蚀行业呈现多种工艺并存的现状，每一种工艺都因各自适宜的应用场景而存在。
2
市场空间：前道工艺中价值量最高环节
在集成电路制造过程中，往往需要反复多次进行镀膜-光刻-刻蚀工序以形成复杂的电路结构，由于刻蚀工艺的复杂性，刻蚀设备在集成电路前段设备中占据了最高的价值量比例。据Gartner数据，前段设备价值量占比前列的为等离子体刻蚀机（20-25%）、光刻机（18-20%）、化学薄膜（15-17%）、检测控制（11-13%）、清洗（6%）、PVD（4%）等，其中，刻蚀机、化学膜、检测设备中微均已通过内生和外延实现了覆盖。
极高的价值量使得刻蚀设备有广阔的市场空间，据SEMI数据，2010年全球刻蚀设备市场空间40亿美元，2019年则达到120亿美元，CAGR约13%。SMEI预计2025年刻蚀设备市场规模将达到150亿美元，内存和闪存将是设备需求快速增长的两大下游市场。分设备种类来看，CCP市场规模48亿美元，ICP市场规模76亿美元。
以典型的逻辑芯片为例，在7 nm制程节点往往需要多达60道ICP刻蚀和60道CCP刻蚀，而19纳米DRAM则需要约55道刻蚀工序。
3
发展方向：逻辑线宽减小，存储层数增长
半导体行业近年来存在着逻辑芯片线宽持续减小和存储芯片层数不断增加的两个大趋势，逻辑芯片追求更低的功耗和更高的晶体管密度，而存储芯片追求单位面积下实现更高的存储容量，不断升级的芯片工艺对刻蚀设备的精确度提出了更高的要求。
（1）逻辑芯片制程持续升级
高性能计算需求下逻辑芯片的制程微缩是必然趋势。目前，台积电、三星两家巨头已经展开了5nm制程的角逐，而Intel、SMIC等主流晶圆厂业已进入14nm以下节点。
制程工艺的进步之下，刻蚀设备需求将极大增长。由于普遍使用的浸没式光刻机受到波长限制，用最先进的EUV深紫外光刻机也只能直接加工出28 nm的间距到14 nm的微观结构，14 nm及以下的逻辑器件微观结构的加工将通过等离子体刻蚀和薄膜沉积的工艺组合——多重模板法来实现。通过二重模板法，可以刻蚀出光刻尺度1/2的微观结构，而用四重模板法则可以将结构尺度进一步缩小到光刻尺度的1/4。随着沉积和刻蚀步骤的增加，刻蚀设备和薄膜沉积设备有望正成为更关键且投资占比最高的设备。
伴随逻辑芯片线宽的缩小，除了刻蚀设备用量增大以外，还伴随着刻蚀工艺的革新，大马士革刻蚀工艺就是一种新技术。当逻辑芯片制程工艺升级、时钟频率上升后，铝无法再作为互联层的金属导线材料，而需要使用电导率更高的铜。铝互联时代，常用的刻蚀工艺是先制作一层铝薄膜，然后通过光刻、显影制作掩膜，将多余的铝通过干法刻蚀去除。而铜互连面临的最大问题在于，铜无法转化为挥发性的气体，因而无法进行干法刻蚀制作图形。大马士革工艺因此诞生。
大马士革工艺的做法是在介质层上使用干法刻蚀制作出留给铜的沟槽，再通过电镀的方式将铜填充进去，最后进行抛光去除多余的表层即可，该工艺无需对铜进行刻蚀，解决了铜互连的难题，但也对刻蚀设备提出了更高的要求。
（2）存储3D结构复杂化
除集成电路线宽不断缩小以外，半导体器件的结构也趋于复杂，例如存储器领域的NAND闪存已进入3D时代。3DNAND制造工艺中，增加集成度的主要方法不再是缩小单层上线宽而是增大堆叠的层数，叠堆层数也从32层、64层量产向128层发展，每层均需要经过刻蚀和薄膜沉积的工艺步骤，催生出更多刻蚀设备和薄膜沉积设备的需求。此外，3D结构的半导体器件往往需要很小的通孔连接几十至一百余层硅，因此对刻蚀设备的技术要求是更高的深宽比，这为刻蚀设备提出了新的应用方向，带来了新的附加值。
在逻辑芯片显卡缩小和闪存芯片层数增加的趋势下，刻蚀工序数量快速增长。典型5nm制程逻辑芯片刻蚀步骤达到160次，为28nm制程下的4倍。而3D NAND中刻蚀占比达到约50%，为2D NAND中的2.5倍。刻蚀工艺在晶圆制造中占比的持续提升带来了设备用量的增长。根据Semi数据，刻蚀设备在晶圆厂资本开支中的占比已从2011年的12.77%提升至2017年的23.40%，光刻设备占比则相应有所下降。
4
海外龙头垄断，国内重点突破
目前半导体设备市场主要由欧美、日本等国家的企业占据，尤其在刻蚀设备方面，全球市场呈现垄断格局。据Gartner数据，泛林半导体、东京电子、应用材料合计占据了刻蚀设备市场91%的份额。
泛林半导体自刻蚀设备起家，是刻蚀行业的绝对龙头，产品覆盖硅刻蚀、金属刻蚀、介质刻蚀等各种应用场景。1992年，泛林推出首款ICP刻蚀设备，引领行业技术进程，逐渐超越应用材料成为全球刻蚀设备最大供应商。2004年发布第一代Kiyo和Flex产品，分别针对介质刻蚀和硅刻蚀两大主要应用，至今仍是其主力产品线。2018年公司全球市场份额达到52%。据泛林公司公告，2020年其全球已安装机台数达到66,000余台。
国内供应商主要有中微公司和北方华创，分别在CCP和ICP上进行了重点突破。截止2020年底，中微公司的CCP已累计出货1700余台，主要用于介质刻蚀和深硅刻蚀，打入全球领先晶圆厂的5nm产线；北方华创的ICP设备累计出货超过1000台，主要应用于硅刻蚀和金属刻蚀，具备14nm制程能力，在国内龙头客户占据较高份额。
在CCP设备性能和先进制程能力上，中微公司的技术实力已经达到世界领先水平，市占率稳步提升，但目前在业务规模和其他产品线上与泛林为代表的全球巨头尚有较大差距。2020年（取自然年数据），泛林、应用材料、东京电子营收规模分别为119.29亿美元、182.02亿美元和120.19亿美元，而中微公司营收为3.48亿美元，相比市占率已达瓶颈的业内龙头，中微公司在国产替代趋势下未来拥有可观的成长空间。
5
设备景气度上行，国产替代正当时
作为半导体行业上游的设备供应商，中微公司的成长受益于半导体行业规模的长期增长和半导体设备的国产替代双重动力。
长期来看，Gartner预测2024年全球半导体销售额将达到5970亿美元，2019-2024年CAGR为7.3%。中短期来看，而自2020年下半年以来，全球半导体缺货涨价潮愈演愈烈，为缓解产能紧缺，全球晶圆厂加大投产，设备投资进入高增长周期。据SEMI数据，北美半导体设备5月出货额达到35.88亿美元，同比增长53%，创下历史新高。
近年来国内半导体企业亦掀起了建厂潮，据我们统计，2021年国内晶圆厂新增产能将达64万片/月，其中12寸21万片/月，8寸17万片/月。在建晶圆厂全部达产后总产能将拥有145万片/月的12英寸晶圆产能和135万片/月的8英寸晶圆产能，较现有产能增长近150%。
中国大陆晶圆厂建厂潮为半导体设备行业提供了巨大的市场空间，但国产设备在这些晶圆厂的采购中占比仍较低，替代空间广阔。据芯谋研究数据，2020年，国内晶圆厂设备采购总金额达到154亿美元，其中向美国厂商采购金额达到82亿美元，占比达53%，而向国内供应商采购金额仅为9.9亿美元，占比仅为7%。而在先进制程上，设备国产化率则更低，据半导体行业协会统计，目前，28 nm以下的先进制程前段设备有70%来自美国厂商。
分设备来看，前段工序三大件光刻、薄膜、刻蚀中，光刻机尚未实现国产化，涂胶显影设备、离子注入设备的国产化率亦不足1%，基本不具备自给能力。而刻蚀机方面率先实现了国产突破，国产化率近20%，清洗、CMP设备亦走在了国产替代的前列，国产化率已达15-20%。
我们进一步统计了国产设备在国内主要晶圆厂的切入情况。据必联网数据，2017-2020年主要设备的国产化率从2%提升至22.17%，增速可观，但进口设备仍在数量上和先进制程产线上占据市场主体。
6
国产之光：CCP/ICP攻克，定增推进研发进程
公司的等离子体刻蚀设备技术处于世界先进水平，符合产业发展趋势。公司的CCP和ICP单/双台机可以实现对绝大部分刻蚀应用的覆盖。在产品设计方面，中微有创新的双反应台设计，可以最大程度减弱非中心对称抽气口效应，方形芯片传递主机比传统的辐射状芯片传递主机占地面积更小，输出量更高，成本也相应更低。
公司CCP设备产品保持竞争优势，批量应用于国内外一线客户产线，份额持续提升，在部分客户已经入前三。截止2020年，公司已有1159个反应台在客户产线上运行，近三年保持了30%的年均增长速度。
公司ICP刻蚀设备也已经逐步趋于成熟，新推出的Primo nanova产品在10家客户的生产线上进行验证，已有超过50个工艺在客户的生产线上达到指标要求，且持续扩大应用验证范围。2020年开始，Primo nanova产品逐步取得客户的重复订单。尤其是2020年下半年，在国内存储客户的扩产带动下，该产品的销售取得较大进展。同时，公司研发的具有高输出率特点的双反应台ICP刻蚀设备Primo Twin-Star也已经在客户端完成认证。该产品应用中微公司国际领先、独特的双反应台设计理念，沿用了Primo nanova ICP的大部分硬件特征，使得机台在具有良好刻蚀性能的同时，提升客户单位资金投入的产能，从而丰富ICP刻蚀设备种类，增强ICP刻蚀产品的整体竞争力。据公司公告，截止2021年6月，公司ICP设备Primo Nanova第100台反应腔顺利交付，上半年出货达45台，增长迅速。
2020年8月，公司发布定增预案，将进一步扩充研发规模。公司将在在IPO募投的基础上，将研发进一步推进到更先进技术，包括：（1）CCP方面，128层以上3D NAND刻蚀和14 nm及以下逻辑器件大马士革刻蚀；（2）ICP方面：用于更先进制程、更多层数的ICP单/双台机和用于3 nm以下GAA刻蚀的ALE设备。
7
自主可控+先进制程能力成就刻蚀设备国产替代先锋
中微公司业已成为刻蚀设备国产替代的领军者，其之所以能实现如此的市场地位，我们认为是外部环境和内部因素共同作用的结果。从外部因素上看，国际竞争和摩擦之下，美方对中国半导体行业持续施压，屡次进行设备禁令、投资禁令等压迫手段，促使国内晶圆厂使用国产设备以保证供应链安全；从内部因素上看，中微公司的刻蚀设备在先进制程和多层3D NAND上不断突破，满足先进工艺需求。
（1）自主可控
2015年之前，在美国商务部的对华出口禁令ECCN 3B001.c条目中，干法刻蚀机一直被列为禁止出口项目，同样在该出口禁令中的还有光刻机等设备。技术方面，2007年以来，应用材料、泛林等美方单位三次对中微方面提起专利诉讼，公司凭借自主技术积累和完备的专利布局均实现胜诉和和解。2021年1月15日，美国国防部将中微加入“涉军企业”名单，限制美国投资者持有和交易。
在美方的持续施压和禁售限制下，发展国产设备是必然选择。伴随中微公司在干法刻蚀设备领域实现国产化突破，2015年美国商业部取消了刻蚀机对中国出口控制，称“在中国已有一家公司事实上有能力供应足够数量和同等质量的刻蚀机，所以继续安全出口管制已达不到其目的”，获得美方“官方认可”，足见其技术先进性。
（2）先进工艺能力
公司CCP产品已能够支持业界主流的先进制程逻辑芯片和多层闪存芯片生产，是国内晶圆厂实现先进制造工艺突破的理想选择。在逻辑集成电路制造环节，公司开发的12英寸高端刻蚀设备已运用在国际知名客户65纳米到5纳米等先进的芯片生产线上；同时，公司根据先进集成电路厂商的需求，已开发出小于5纳米刻蚀设备用于若干关键步骤的加工，并已获得行业领先客户的批量订单。公司目前正在配合客户需求，开发新一代刻蚀设备和包括更先进大马士革在内的刻蚀工艺，能够涵盖5纳米以下更多刻蚀需求和更多不同关键应用的设备。
在3D NAND芯片制造环节，公司的电容性等离子体刻蚀设备可应用于64层和128层的量产，同时公司根据存储器厂商的需求正在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。
公司的ICP设备亦已经在多个逻辑芯片和存储芯片厂商的生产线上量产，刻蚀微观结构均匀性已经达到3σ<1 nm的水平，线宽均匀性高，能实现原子水平加工。此外，根据客户的技术发展需求，公司亦在进行下一代产品的技术研发，以满足5纳米以下的逻辑芯片、1X纳米的DRAM芯片和128层以上的3D NAND芯片等产品的ICP刻蚀需求，并进行高产出的ICP刻蚀设备的研发。
三
MOCVD：GaN外延设备龙头，化合物半导体空间打开
MOCVD指金属有机化学气相沉积，是一种用于制造化合物半导体外延片的CVD技术，面向包括GaN、SiC、GaAs、InP在内的多种化合物半导体材料。不同于第一代半导体的Si晶圆是由单晶硅切片制成，化合物半导体是由气态物质在衬底上发生反应生成化合物薄膜形成，而MOCVD就是其中一种主流的生长工艺。例如在GaN外延片制造中，气态的NH3和Ga(CH3)3在蓝宝石衬底表面反应生成GaN层。
化合物半导体应用场景丰富，推动MOCVD设备需求
半导体根据发展时间先后可分为三代。第一代半导体主要是硅材料，目前主要用于集成电路中。第二代半导体包括砷化镓、磷化铟等，其主要有发光和高频两种特性，因此可以用于发光LED和射频器件制造。第三代半导体主要包括碳化硅、氮化镓等，此类半导体因其禁带宽度大、耐压耐热能力强，因此常用作功率器件。
LED芯片是化合物半导体外延片主要下游应用之一，也是MOCVD设备主要下游市场。根据LED inside的数据，2018年全球LED市场规模约为184.73亿美元。LED通用照明的普及率自2012年来不断提升，2018年已经达到较高水平，照明需求放缓，不过自2Q20以来，伴随疫情后需求回暖及Mini LED下游开始放量，新型显示技术日益成为行业增长点。
Mini-LED是指芯片尺寸介于50~200μm之间的LED，在LCD背光中效果较好，应用前景巨大。据LEDinside数据显示，预计到2023年整体Mini-LED产值超过10.39亿美元。Micro-LED是指芯片尺寸小于50μm的LED产品，被认为是完美的发光材料。不同于Mini-LED用作LCD背光，Micro-LED主要是采取自发光的形式，由于其尺寸较小，发光效果比传统LCD增强较多。根据DSCC的数据，2020年Micro-LED的市场规模为3030万美元，到2026年市场规模有望增长至2.28亿美元，年复合增速达39.99%。
miniLED的发展对上游推进作用将主要体现在芯片用量的急剧增长带来的设备需求提高。据我们测算，一块P1.5（像素间距1.5 mm）的LED直显屏幕每平方米有40万个像素，若间距下降到P0.9则将增加到120万/平方米。LED芯片用量将随显示间距的缩小而呈指数增长，为上游设备带来庞大需求增量。
除了新型现实技术以外，功率器件的发展亦促进了化合物半导体的需求增长。由于氮化镓和氮化碳较好的耐压和耐热性能，非常适合用于制造功率器件，市场占比不断提升，在功率器件领域有望取代硅。根据YOLE的数据，SiC器件在2018年以来市场份额不断提升，2025年有望突破10%。GaN的市场份额也在稳步提升中。到2025年，SiC和GaN合计占比有望达到15%左右的水平。
随着化合物外延片的下游市场空间逐渐打开，新应用不断兴起，上游MOCVD设备有望迎来增长高峰。中微公司预计，2025年全球GaN/SiC/GaAs/InP化合物半导体MOCVD外延设备年增量将超过500台，GaN将持续作为最主要下游应用。
2
GaN外延设备龙头，多重产品线布局
制造蓝光LED外延片的MOCVD技术已达到较为成熟的阶段，MOCVD设备企业目前主要在提高大规模外延生产所需的性能、降低生产成本、具备大尺寸衬底外延能力等方面进行技术开发，以满足下游应用市场的需求。
公司蓝光LED设备已实现大量发货，同时，应用于深紫外LED的MOCVD设备已在行业领先客户验证成功。公司正在开发可用于MiniLED、MicroLED、功率器件等应用的新型MOCVD产品。
相比国外竞争对手，中微坐拥国内LED产业规模庞大、LED芯片厂商众多的客户优势。经过多年发展，目前中国已全面主导了LED芯片行业。2012-2017年，我国LED行业增长迅速，收入规模快速攀升至全球首位。根据LEDinside的数据，2018年我国LED芯片全球市占率约为70%，占据LED行业主导地位。得益于此，我国MOCVD设备装机量亦占全球市场50%以上。公司自主研发的MOCVD设备已被三安光电、华灿光电、乾照光电、璨扬光电等多家与公司紧密合作的一流LED外延片及芯片制造厂商大批量采购。
在中微公司进入MOCVD领域之前，市场几乎由德国Aixtron和美国Veeco两家供应商主导。二者在GaAs/InP、SiC、GaN等化合物方面拥有丰富的产品线布局，面向LED、VCSELS、功率、射频等多种下游应用。
在MOCVD的诸多细分市场中，中微公司在GaN基LED MOCVD领域快速崛起，占据了极高市场份额。由于经济性考虑，当前LED芯片制造仍以4英寸外延片为主，而MOCVD设备单腔能加工的外延片数量则进一步决定了生产销量。中微公司的MOCVD设备PrismoD-Blue、PrismoA7能分别实现单腔14片4英寸和单腔34片4英寸外延片加工能力，性价比优势凸显。公司的PrismoA7设备已在全球氮化镓基LED MOCVD市场中占据领先地位。截止2018年Q4，公司MOCVD设备已经在全球GaN基MOCVD市场占据70%以上的份额。
此外，公司亦研发了用于制造深紫外光LED的MOCVD设备，已在行业领先客户端成功验证，取得了重复订单，并获得多家行业主流企业与科研院所的订单。MiniLED生产的MOCVD设备的研发工作正在有序进行中；制造MicroLED、功率器件等应用的MOCVD设备正在开发中。
四
盈利预测、估值与投资评级
基本假设：
重点布局刻蚀设备，CCP设备上技术达到世界领先水平。截止2020年底，公司CCP设备累计装机量1159台，年均增速达30%。ICP设备亦有突破，据我们产业链调研，2020年底装机量55台，2021年上半年则达到100台，增速迅猛。
市占率仍处于起步阶段，营收天花板极高。从市场空间来看，刻蚀设备拥有前段工艺设备中最大的市场规模。SEMI预计刻蚀设备全球市场空间达150亿美元，据我们测算，国内市场空间超过250亿元。公司2020刻蚀设备营收12.89亿元，距其收入天花板仍有可观的增长空间。
LED用MOCVD全球市占率领先，受益miniLED渗透带来的需求增长。公司GaN基MOCVD外延设备全球市场份额已经超过70%，蓝光LED产品成熟。2019到2020年LED行业饱和，相关收入下降，但miniLED的渗透或将为行业注入全新动能。伴随像素间距缩小，屏幕分辨率提高，LED芯片用量将翻倍增长。公司作为上游设备供应商将充分受益下游景气度回升。
综上，我们预计公司2021/22/23年，营收分别为31.17/42.39/55.67亿元，归母净利润分别为5.21/6.69/8.81亿元，对应当前股价PE分别为195/152/115倍。我们选取半导体设备供应商北方华创、芯源微、长川科技、华峰测控作为同行业可比公司，中微当前估值仍处于合理区间。考虑到公司作为半导体设备的龙头公司，随着设备技术的不断突破，具备较强的国产替代确定性，市占率有望持续提升。首次覆盖，给予“买入”评级。
五
风险因素
行业周期性波动风险；下游客户扩产不及预期风险；国际贸易摩擦风险。
本文源自报告：《中微公司：国之重器，风禾尽起》| 发布时间2021年7月22日 | 发布报告机构：信达证券研究开发中心 | 报告作者：方竞 S1500520030001
研究团队简介
方竞，西安电子科技大学本硕连读，近5年半导体行业从业经验，有德州仪器等外企海外工作经历，熟悉半导体及消费电子产业链。同时还是国内知名半导体创业孵化平台IC咖啡的发起人，曾协助多家半导体公司早期融资。2017年在太平洋证券，2018年在招商证券，2020年加入信达证券，任电子行业首席分析师。所在团队曾获19年新财富电子行业第3名；18/19年《水晶球》电子行业第2/3名；18/19年《金牛奖》电子行业第3/2名。
李少青，武汉大学硕士，2018年加入西南证券，2020年加入信达证券，主要负责半导体板块研究，同时兼顾面板及智能机市场。
刘志来，上海社会科学院金融硕士，2020年加入信达证券，专注VRAR，光学，存储器板块研究。
童秋涛，复旦大学资产评估硕士，2020年加入信达证券，负责功率、模拟、封测板块。