公开消息显示，近期我国半导体设备在离子注入、刻蚀、薄膜沉积、第三代半导体等领域取得多番突破。国产设备大厂自2020年起至今年上半年，业绩实现了较大程度的增长。近几年的驱动因素包括受人工智能计算需求大幅提升、全球晶圆制造产能扩张、高性能计算和存储相关设备以及第三代半导体设备需求猛涨等。总体来看，业界关于“半导体设备是近几年半导体产业中业绩确定性最强的细分领域”定论依旧适用。
01、国产设备多番突破
国家电投完成首批氢离子注入性能优化芯片产品客户交付
据国家电力投资集团有限公司（以下简称“国家电投”）9月10日消息，近日，国家电投所属国电投核力创芯（无锡）科技有限公司（以下简称“核力创芯”）暨国家原子能机构核技术（功率芯片质子辐照）研发中心，完成首批氢离子注入性能优化芯片产品客户交付。
国家电投表示，这标志着我国已全面掌握功率半导体高能氢离子注入核心技术和工艺，补全了我国半导体产业链中缺失的重要一环，为半导体离子注入设备和工艺的全面国产化奠定了基础。
据国家电投介绍，氢离子注入是半导体晶圆制造中仅次于光刻的重要环节，在集成电路、功率半导体、第三代半导体等多种类型半导体产品制造过程中起着关键作用，该领域核心技术及装备工艺的缺失严重制约了我国半导体产业的高端化发展，特别是600V以上高压功率芯片长期依赖进口。核力创芯的技术突破，打破了国外垄断。
官方资料显示，核力创芯在不到三年的时间里，突破多项关键技术壁垒，实现了100%自主技术和100%装备国产化，建成了我国首个核技术应用和半导体领域交叉学科研发平台。首批交付的芯片产品经历了累计近万小时的工艺及可靠性测试验证，主要技术指标达到国际先进水平，获得用户高度评价。
企查查显示，核力创芯成立于2021年，注册地位于江苏省无锡市，是国家电投集团核技术应用产业重点项目——功率芯片质子辐照项目的承建单位，注册资本7022.63万元。
中微公司：关键零组件“自主可控”比例已超过9成，预期今年三季度可达100%
近日，国产半导体设备大厂中微公司董事长、总经理尹志尧尹志尧表示，当前中微自主化进展顺利，关键零组件“自主可控”比例已超过9成，预期在2024年第3季就能达到100%。他相信在5~10年，中国半导体设备技术可以赶上最先进水平。
近年来，芯片从二维向三维的结构变化带来了新的市场机遇。尹志尧认为，集成电路发展到当前阶段，光刻机的关键作用在减弱，而刻蚀、薄膜和其它设备的关键作用在增强。深层结构不是靠光刻，而是薄膜等其它设备的综合作战，这对国内企业来说是很大的机会。
中微未来设定了三大业务方向，一是集成电路设备，从刻蚀到薄膜再到检测等关键领域，更多地去做开发；二是泛半导体设备，公司将借助现有技术积累，扩展布局显示、微机电系统、功率器件、太阳能领域的关键设备；三是进军光学检测设备，中微公司通过投资布局了第四大设备市场——光学检测设备，近期将尽快开发出电子束检测设备，这也是除光刻机以外最大的短板。
目前中微公司正在持续研发多款半导体设备，据中微公司披露，目前针对逻辑和存储芯片制造中最关键刻蚀工艺的多款设备已经在客户产线上展开验证，多款ICP刻蚀设备在先进逻辑芯片、先进DRAM和3D NAND产线验证推进顺利并陆续取得客户批量订单。晶圆边缘Bevel刻蚀设备完成开发，即将进入客户验证，公司的TSV硅通孔刻蚀设备也越来越多地应用在先进封装和MEMS（微机电系统）器件生产。据其官方微信披露，近期，其最新研发的半导体薄膜设备——12英寸高深宽比金属钨沉积设备Preforma Uniflex?HW以及12英寸原子层金属钨沉积设备Preforma Uniflex?AW已推出，标志着中微公司在半导体领域中扩展了全新的工艺应用。
万业企业旗下凯世通半导体：离子注入机基本自主可控！
近日，万业企业旗下凯世通半导体与国内顶尖的集成电路制造企业、中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所等达成战略合作，通过签订战略合作协议，各方将促进上游零部件企业一体化发展，进而帮助下游用户解决本土芯片制造的连续性挑战。
万业企业总裁兼旗下凯世通董事长李勇军博士表示，凯世通提早布局，目前已基本实现国产离子注入机供应链自主可控。此次战略合作的签约项目，包括微波等离子体喷枪、静电吸盘材料、真空自动化机器人、超高能射频加速器、射频电源、高精度气体流量计等多款关键零部件，致力于填补国内空白。
在上下游产业链的紧密协作下，凯世通多个关键零部件项目已开花结果。其中，微波等离子体喷枪主要用于离子注入静电中和，相对于传统的灯丝型等离子体喷枪，可有效降低金属污染，从而提升芯片制造的良品率。这一零部件是满足以AI、HBM、传感器为代表的新质生产力芯片严苛制造要求的关键。经过系列科技攻关与研发创新，凯世通已实现关键技术突破，产品测试性能表现优异，维护成本低，并已交付给客户进行产线验证。
天津大学在氮化铝、氮化硅陶瓷半导体设备耗材高精度加工领域取得重大突破
近日，天津大学先进材料团队在氮化铝、氮化硅陶瓷半导体设备耗材高精度加工方面取得突破，研发出低损伤超精密制造系统，助力我国半导体关键耗材自主可控。相关研究成果在线发表于《极端制造》。
此次，该校团队自主研发的主轴微纳调控超精密制造系统，成功解决了硬脆材料在精密加工过程中极易出现的表面/亚表面损伤问题，实现了氮化硅、氮化铝陶瓷等硬脆材料的高效率、高精度加工。
公开资料显示，氮化硅、氮化铝陶瓷作为半导体行业中不可或缺的关键材料，广泛应用于晶圆的氧化、刻蚀、离子注入等多种工艺制程中。然而，由于其极高的制造门槛和复杂的结构特性，这些材料的超精密制造一直是制约我国半导体产业发展的关键技术难题之一。传统加工方法往往难以在保证加工精度的同时，有效控制材料损伤，从而影响精密部件的使用性能和寿命。
针对这一难题，天津大学先进材料与高性能制造团队系统开展了硬脆材料去除机理、近无损加工工艺以及专用超声加工装备等多方面的基础与应用研究。研究团队通过深入探索多类型陶瓷材料的损伤生成机制，成功突破了硬脆材料加工过程中的力热调控以及大尺寸面型收敛工艺难题。他们创新性地提出了硬脆材料大深径比制孔、旋量可控磨抛等关键技术，不仅实现了对大尺寸复杂结构氮化硅、氮化铝陶瓷的高效加工，还显著降低了加工过程中的材料损伤。
该主轴微纳调控超精密制造系统的成功研发，为硬脆材料的高精度低损伤加工提供了强有力的技术保障。该系统通过微纳级别的精准调控，实现了对加工过程的精细化控制，有效避免了传统加工方法中的“一刀切”问题，显著提升了加工精度和效率。同时，该系统还具备高度的灵活性和适应性，能够满足不同规格、不同结构的硬脆材料加工需求，为半导体产业的多样化发展提供了有力支持。
02、“薄膜生长”国产实验装置在汉验收
去年四季度，据长江日报消息，半导体芯片生产中的重要工艺设备——“薄膜生长”实验装置在武汉通过验收，这项原创性突破可提升半导体芯片质量。
这套自主研制的“薄膜生长”国产实验装置，由武汉大学刘胜教授牵头，联合华中科技大学、清华大学天津高端装备研究院、华南理工大学、中国科学院半导体研究所、中国科学院微电子研究所等多家单位，历时5年完成。官方资料显示，这套“薄膜生长”国产实验装置由“进样腔”“高真空环形机械手传样腔”等多个腔体和“超快飞秒双模成像系统”“超快电子成像系统”等多个构件组成，占地面积20余平方米。
“如同光刻工艺一样，半导体薄膜生长是芯片生产的核心上游工艺。”武汉大学副研究员吴改介绍了这套实验装置的工作原理：将硅、蓝宝石等衬底放入进样腔，通过“高真空环形机械手”将衬底转运至功能不同的腔体，实现衬底的预处理、薄膜生长、等离子体清洗等过程。
03、我国设备行业高速发展
目前，包括北方华创、中微公司、盛美上海、拓荆科技、中科飞测等16家国产设备大厂均披露了今年上半年财报，其中有6家企业营收同比增长超30％，5家企业归母净利润超30％。营收前五为北方华创、晶盛机电、中微公司、盛美上海、至纯科技和长川科技。
从在这16家A股半导体设备公司的从存货和合同负债来看，有超10家公司两项指标均实现环比增长。表明设备行业获将继续维持较高景气度。以下我们将重点看看北方华创、中微公司、盛美上海、晶盛机电和晶升股份情况。
北方华创
北方华创上半年存货211.3亿，主要在于产品和库存商品增加，并且公司订单充足。值得注意的是，作为半导体设备领域的领军企业，北方华创在近一年内也颇受北上资金的青睐。无论是在净加仓规模还是加仓幅度方面，都名列前茅。
技术研发上，目前，北方华创面向300mm晶圆厂的12英寸产品不断突破，TSV硅通孔金属化设备是针对2.5D/3D立体封装和Chiplet芯粒等先进封装领域的薄膜沉积设备，目前北方华创的TSV刻蚀设备已广泛应用于国内主流晶圆厂和先进封装厂，是国内TSV量产线的主力机台。12英寸高密度等离子体化学气相沉积设备目前已正式进入客户端验证，电容耦合等离子体、晶边刻蚀机已通过客户验证，等离子去胶机、高介电常数原子层沉积设备已在国内多家客户端实现量产，减压外延设备已在多家客户稳定量产并获得重复订单，集成电路铝衬垫溅射设备已实现大规模量产。
此外，今年上半年，北方华创再融资项目继去年年底“高精密电子元器件产业化基地三期扩产项目”顺利投产后，“半导体装备产业化基地四期扩产项目”也已建成并投入使用。
中微公司
中微公司半年报显示，公司的合同负债大幅增加，去年年底是7.72亿元，现在是25.25亿元，
中微公司表示，较为强劲的增长势头将在下半年延续。据披露，中微公司目前订单充足，预计2024年前三季度的累计新增订单超过75亿元，同比增长超过50%；公司预计2024年累计新增订单将达110亿元至130亿元，预计2024年全年付运设备台数将同比去年增长200%以上。
在中微公司的财报中，其具备国际竞争力的主力产品等离子体刻蚀设备取得收入26.98亿元，同比增长高达56.68%，营收占比约为78.26%。公开信息显示，中微公司的等离子体刻蚀设备已批量应用在国内外一线客户从65纳米到14纳米、7纳米和5纳米及更先进的集成电路加工制造生产线及先进封装生产线。
在持续研发方面，据中微公司披露，目前针对逻辑和存储芯片制造中最关键刻蚀工艺的多款设备已经在客户产线上展开验证，多款ICP刻蚀设备在先进逻辑芯片、先进DRAM和3D NAND产线验证推进顺利并陆续取得客户批量订单。晶圆边缘Bevel刻蚀设备完成开发，即将进入客户验证，公司的TSV硅通孔刻蚀设备也越来越多地应用在先进封装和MEMS（微机电系统）器件生产。扩产动作上，中微公司已经为提高产能应对市场需求增长做好了准备。8月份，中微公司临港产业化基地正式启用，据了解，该基地占地约157亩、总建筑面积约18万平方米，项目基础建设总投资约15亿元。
晶盛机电和晶升股份
对于上半年业绩“增收不增利”，晶盛机电解释，主要是材料业务产品价格下降导致毛利率下降，以及经营规模增加导致的折旧及摊销费用大幅增加。
第三代半导体碳化硅已逐步迈入8英寸时代，碳化硅设备和材料作为晶盛机电业绩的第三增长曲线，近年来营收占比不断上升。在业绩报告中，晶盛机电强调了8英寸单片式和双片式碳化硅外延生长设备、碳化硅光学量测设备等研发进展。在今年3月中旬的SEMICON China中，晶盛机电发布了8英寸双片式碳化硅外延设备、8英寸碳化硅量测设备等，意味着晶盛机电正在从长晶、检测等环节深化对8英寸碳化硅设备产业链的布局，并逐步实现了碳化硅外延设备的国产替代。
在碳化硅设备领域，我国除了晶盛机电外，晶升股份研发进程同样值得关注。晶升股份上半年实现营收1.99亿元，同比增长73.76%；归母净利润0.35亿元，同比增长131.99%；归母扣非净利润0.17亿元，同比增长116.47%。其业绩的持续增长与近年来碳化硅产业的火热发展密切相关。8月7日，晶升股份在投资者互动平台表示，其第一批8英寸碳化硅长晶设备已于2024年7月在重庆完成交付。这意味着晶升股份8英寸碳化硅长晶设备已完成验证，开启了批量交付进程。
盛美上海
盛美上海半年报显示，公司实现营业收入24.04亿元，同比增长49.33%；净利润4.43亿元，同比增长0.85%；扣非净利润4.35亿元，同比增长6.92%。在其财报数据中，盛美上海合同负债高至10.42亿，表明了其较好的业绩预期。对于今年业绩，盛美上海上调至53亿元—58.8亿元。
近日，盛美上海于临港举行“盛美半导体设备研发与制造中心试生产仪式”。据悉，盛美半导体设备研发与制造中心共有5个单体，包含两座研发楼、两座厂房和一座辅助厂房，建筑面积近13.8万平方米，其中厂房面积4万平方米，满产运行后预计将带来百亿产值。
2024年以来，盛美上海多款设备实现迭代升级和技术突破。8月，推出用于扇出型面板级封装（FOPLP）应用的新型Ultra C bev-p面板边缘刻蚀设备；3月，湿法设备4000腔顺利交付；5月，顺利推出用于先进封装的全新产品带框晶圆清洗设备。新设备的加持，保证了公司产品的多元性。值得一提的是，今年年初，盛美上海披露了2024年度定增预案，拟再融资45亿元，用于强化研发测试能力，助力公司平台化及全球化发展，并补充流动资金。
