华海清科评级国产CMP设备龙头，加速替代进程

股票代码 ：688120
股票简称 ：华海清科
报告名称 ：国产CMP设备龙头，加速替代进程
评级 ：
行业：半导体

证券研究报告 | 新股报告
2022 年 06 月 08 日

N 华海（688120.SH）
国产 CMP 设备龙头，加速替代进程

国产 CMP 设备龙头，打破海外垄断。华海清科于 2013 年 4 月成立，主要产品为先 进集成电路制造前道工序、先进封装等环节必需的化学机械抛光（CMP）设备，是目 前国内唯一一家为集成电路制造商提供12英寸CMP商业机型的高端半导体设备制造 商。公司的 CMP 设备总体技术性能已达到国内领先水平，在逻辑芯片、3D NAND、

股票信息
行业

DRAM 制造等领域的工艺技术水平已分别突破至 14nm、128 层、1X/1Ynm，均为当 发行数据

前国内大生产线的最高水平。公司研制的 CMP 设备集先进抛光、终点检测、超洁净

清洗、精确传送系统等关键功能模块于一体，所产主流机型已成功填补国内空白，打

破了国际巨头数十年垄断。

2021 年全球半导体设备市场规模创 1026 亿美元新高。根据 SEMI，2021 年半导体 设备销售额 1026 亿美元，同比激增 44%，创历史新高。大陆设备市场在 2013 年之 前占全球比重低于 10%，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。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排市场全球首位，占比 28.9%，2021 年达到 296.2 亿美

元，同比增长 58%。展望 2022 年，存储需求复苏，韩国预计将领跑全球，但大陆设 作者

备市场规模有望保持较高比重。

全球领先的晶圆代工厂将在 2021~2023 年之间进行大规模的半导体设备投资，当 前的行业热潮有望成为新一轮产业跃升的开端。根据 IC Insights，全球代工厂资本 开支约占半导体总体的 35%，头部代工厂 2022 年资本开支规划进一步提升。台积电 2021 年 CapEx 300 亿美金（用于 N3/N5/N7 的资本开支占 80%），预计 2022 年资 本开支将提升至 400-440 亿美金；联电 2021 年 CapEx 18 亿美金，预计 2022 年翻 倍达到 36 亿美金（其中 90%将用于 12 英寸晶圆）；GlobalFoundries 于 2021 年 IPO 后资本开支大幅提升用于扩产，公司 2020 年 CapEx 4.5 亿美金，2021 年提升至 16.6 亿美金，预计 2022 年超过 40 亿美金；中芯国际 2021 年资本开支维持高位，达到 45 亿美金（大部分用于扩成熟制程，尤其是 8 寸数量扩 4.5 万片/月），预计 2022

分析师郑震湘
执业证书编号：S0680518120002 邮箱：zhengzhenxiang@gszq.com 分析师佘凌星
执业证书编号：S0680520010001 邮箱：shelingxing@gszq.com
研究助理刘嘉元
执业证书编号：S0680120120006 邮箱：liujiayuan3409@gszq.com

中国大陆 CMP 设备市场规模第一，海外应材、荏原合计占比超 90%。2018 年全球 CMP 设备市场规模约 18.4 亿美元 2013-2018 年 CAGR 20.1%。 2019 年受全球 半导体景气度下滑影响，全球 CMP 设备市场规模略有下滑，2020 年市场规模迅速 回升至 15.8 亿美元，同比增长 5.8% 。其中中国大陆市场规模已跃升至全球第一，达到 4.3 亿美元，市场份额 27%。从市场格局来看，应材、日本荏原在全球占主导 地位，2020 年两家合计市占率超过 93%。

华海清科 CMP 设备加速导入客户，逐步放量。根据招标网的数据统计，华虹无锡在 2022 年 1-5 月招标化学机械抛光设备 13 台，其中应用材料中标 9 台，华海清科中 标 4 台，其中铜金属层化学机械抛光设备 2 台，钨金属层化学机械抛光设备 1 台，氧化膜化学机械抛光设备 1 台。长江存储 2019~2020 年共招标化学机械抛光设备 62 台，其中华海清科中标 22 台，应用材料中标 40 台。华海清科中标的 22 台设备中，氧化硅化学机械抛光机 9 台，层间介质层化学机械抛光机 6 台，晶圆硅面化学机械 抛光机 6 台。华海清科加速导入客户，国产化率仍有较大提升空间。

风险提示：国产替代进展不及预期、全球贸易纷争影响、下游需求不确定性。

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内容目录

一、半导体 CMP 设备领军者，打破海外垄断 ............................................................................................................ 4 1.1 填补国内 CMP 设备空白，产品广泛应用于国内外大生产线 ........................................................................... 4 1.2 核心团队成员系业内领军人物 ..................................................................................................................... 6 1.3 业绩持续高增，规模效应拉动毛利水平持续提升 .......................................................................................... 9 二、半导体设备市场创新高，全局纳米级平坦化 CMP 不可或缺 ................................................................................ 12 2.1 全球设备市场创新高，受益于资本开支提升、制程节点进步 ........................................................................ 12 2.2 CMP：全局纳米级平坦化 .......................................................................................................................... 19 三、国产设备厂商订单导入、逐步放量................................................................................................................... 25 四、研发实力强劲，募投支持产品和业务延伸......................................................................................................... 26 4.1 核心技术积累深厚，持续精进工艺，研发成果转化高效 .............................................................................. 26 4.2 募资加码晶圆再生加大产业协同，提前布局先进制程打开成长空间 .............................................................. 29 五、风险提示 ....................................................................................................................................................... 31

图表目录

图表 1：华海清科发展历程 ...................................................................................................................................... 4 图表 2：华海清科主要产品情况 ............................................................................................................................... 5 图表 3：华海清科股权结构 ...................................................................................................................................... 7 图表 4：华海清科董监高简介 ................................................................................................................................... 8 图表 5：华海清科营收情况 ...................................................................................................................................... 9 图表 6：华海清科归母净利润情况 ............................................................................................................................ 9 图表 7：华海清科营收结构（亿元） ......................................................................................................................... 9 图表 8：华海清科 CMP 设备营收结构 ....................................................................................................................... 9 图表 9：华海清科 2019-2021 年对主要客户产品销售情况和全部设备出货情况统计（台） ......................................... 10 图表 10：华海清科综合毛利率情况 ........................................................................................................................ 11 图表 11：华海清科分业务毛利率情况 ..................................................................................................................... 11 图表 12：华海清科与同业研发费用率对比 .............................................................................................................. 11 图表 13：华海清科销售费用率、管理费用率、财务费用率 ....................................................................................... 11 图表 14：华海清科研发人员情况（人，%） ........................................................................................................... 12 图表 15：华海清科员工学历情况（人，%） ........................................................................................................... 12 图表 16：全球半导体设备季度销售额（亿美元） .................................................................................................... 12 图表 17：全球半导体设备分地域季度销售额（亿美元） .......................................................................................... 13 图表 18：中国大陆半导体设备市场规模（亿美元） ................................................................................................. 13 图表 19：中国半导体设备市场维持高速增长 ........................................................................................................... 13 图表 20：北美半导体设备月销售额（亿美元） ....................................................................................................... 14 图表 21：全球半导体月度销售额（亿美元） ........................................................................................................... 14 图表 22：全球半导体销售规模 ............................................................................................................................... 14 图表 23：各机构预测 2022 年全球半导体市场增速 .................................................................................................. 14 图表 24：半导体设备市场增速周期性 ..................................................................................................................... 14 图表 25：全球半导体资本开支（亿美金） .............................................................................................................. 15 图表 26：全球晶圆厂前道设备支出（亿美金） ....................................................................................................... 15 图表 27：半导体资本开支集中度持续提升 .............................................................................................................. 15 图表 28：2022 年资本开支增速较快的厂商 ............................................................................................................. 15 图表 29：2021 年全球代工行业营收份额 ................................................................................................................ 16

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图表 30：七家晶圆代工企业资本开支（亿美元） .................................................................................................... 16 图表 31：全球 12 英寸晶圆制程结构 ...................................................................................................................... 18 图表 32：100K 产能对应投资额要求（亿美元） ...................................................................................................... 18 图表 33：全球半导体设备厂商排名（亿美金） ....................................................................................................... 18 图表 34：海外半导体设备龙头季度营收跟踪（亿美元） .......................................................................................... 19 图表 35：海外半导体设备龙头季度营收同比增速跟踪 ............................................................................................. 19 图表 36：CMP 设备在芯片制造前道工艺中的环节 ................................................................................................... 19 图表 37：CMP 抛光去除速率对比 ........................................................................................................................... 20 图表 38： CMP 平坦化效果图（CMOS 结构剖面图） ............................................................................................. 20 图表 39：CMP 抛光模块示意图 ............................................................................................................................. 21 图表 40：CMP 抛光作业原理图 ............................................................................................................................. 21 图表 41：9-11 层金属结构 Cu CMP 的示意图 .......................................................................................................... 21 图表 42：三个不同尺寸和制程的晶圆产线项目每万片月产能对应的设备数量需求 ..................................................... 22 图表 43：CMP 工艺应用到研磨头、研磨垫、研磨液 ................................................................................................ 22 图表 44：CMP 设备的相关配套组成 ....................................................................................................................... 22 图表 45：2020 年全球 CMP 设备市场区域结构 ........................................................................................................ 23 图表 46：2020 年全球 CMP 设备竞争格局............................................................................................................... 23 图表 47：华海清科与海外竞争对手比较 ................................................................................................................. 23 图表 48：公司在下游大客户的销售收入快速增长（万元） ....................................................................................... 24 图表 49：华虹无锡 2022 年 1-5 月化学机械抛光设备采购情况 ................................................................................. 25 图表 50：长江存储 2019-2020 年化学机械抛光设备采购情况 ................................................................................... 25 图表 51：集成电路制造流程中 CMP 设备必不可缺且需要循环使用 .......................................................................... 26 图表 52：公司产品已在集成电路制造及相关领域实现产业深度融合 ......................................................................... 26 图表 53：公司研发项目进展 .................................................................................................................................. 28 图表 54：华海清科募投资金使用计划（万元） ....................................................................................................... 29 图表 55：国内晶圆再生产线规划情况 .............................................................................................错误!未定义书签。

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一、半导体 CMP 设备领军者，打破海外垄断

1.1 填补国内 CMP 设备空白，产品广泛应用于国内外大生产线

华海清科于 2013 年 4 月成立，主要产品为先进集成电路制造前道工序、先进封装等环 节必需的化学机械抛光（CMP）设备，是目前国内唯一一家为集成电路制造商提供 12 英寸 CMP 商业机型的高端半导体设备制造商。公司的 CMP 设备总体技术性能已达到国 内领先水平，已实现在国内外知名客户先进大生产线的产业化应用，在逻辑芯片、3D NAND、DRAM 制造等领域的工艺技术水平已分别突破至 14nm、128 层、1X/1Ynm，均 为当前国内大生产线的最高水平。公司研制的 CMP 设备集先进抛光系统、终点检测系统、

超洁净清洗系统、精确传送系统等关键功能模块于一体，其内部高度集成的关键核心技

术数十项，所产主流机型已成功填补国内空白，打破了国际巨头在此领域数十年的垄断。

华海清科技术积淀自清华大学摩擦学国家重点实验室，系多年科技成果转化为产业级应 用。清华大学摩擦学国家重点实验室自 2000 年起持续开展抛光原理研究和关键技术攻 关，掌握了多项 CMP 设备核心技术。2013 年 4 月，清华大学与天津市政府合资成立了 华海清科，将所掌握的 30 项专利或技术以科技成果转化的形式出资注入公司，并将其 余 70 项 CMP 相关专利或技术授权公司使用。此后公司在原实验室核心团队成员的基础

上持续扩充团队，进一步实现系统架构设计、关键技术升级、控制软件开发、工艺开发 等方面核心技术的突破，并于 2015 年后独立承担了国家科技 02 重大专项，逐步推出 300 Plus、300 Dual 等技术升级的商业化机型，进一步为国产芯片制造提供关键装备支

撑。

图表 1：华海清科发展历程

资料来源：华海清科招股说明书，国盛证券研究所

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8 英寸、12 英寸系列 CMP 设备均已实现产业化应用。公司 12 英寸系列 CMP 设备（Universal 300 型、Universal 300 Plus 型、Universal300 Dual 型、Universal-300X

型）在国内已投产的 12 英寸大生产线上实现了产业化应用，截至 2021 年底累计

已量产晶圆超1,300万片；8英寸系列CMP设备（Universal-200型、Universal-200

Plus 型）已在国内集成电路制造商中实现了产业化应用，主要用于晶圆制造、MEMS

制造及科研攻关等领域。

“装备+服务”双轮驱动发展，晶圆再生产线规模量产，进一步完善产业链。以自主研 发的 CMP 工艺和设备为基础，公司已完成多项再生晶圆关键核心技术积累。晶圆再生是

将集成电路制造厂商在制造芯片的过程中使用过的控片、挡片回收，将其工艺薄膜、金 属颗粒残留等杂质去除，使其达到再次使用的标准，CMP 工艺和技术是晶圆再生工艺流

程的核心和难点。华海清科已为晶圆再生业务配备了专业标准的晶圆再生生产车间、完 备的工艺设备及全面的量测设备，12 英寸再生晶圆产品累计出货量已突破 10 万片，客 户已预定 2022 年产能超 50 万片。

华海清科 CMP 设备产品已进入国内外主流集成电路制造商的国内大生产线。公司 CMP 设备已累计出货超 140 台，未发出产品的在手订单超 70 台，设备已广泛应用于

中芯国际、长江存储、华虹集团、英特尔、长鑫存储、厦门联芯、广州粤芯、上 海积塔等国内外先进集成电路制造商的大生产线中。目前，公司针对 28nm 及以上 成熟制程的产品已成功实现产业化应用，高端工艺技术水平 14nm 制程也处于客户验证

阶段。

图表 2：华海清科主要产品情况

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12 英寸减薄抛光一体机

资料来源：华海清科招股说明书，国盛证券研究所

1.2 核心团队成员系业内领军人物

清华控股无偿划转股权，四川省国资委成为实际控制人。公司实际控制人清华大学拟无 偿划转公司间接控股股东清华控股股权，本次无偿划转最终完成后，华海清科的实际控 制人将由清华大学变为四川省国资委。公司第二大股东合计持股占公司 12.22%，系由 公司出于稳定核心团队和业务骨干的目的所设立的三家员工持股平台，即清津厚德与清 津立德、清津立言。

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图表 3：华海清科股权结构

资料来源：华海清科招股说明书，国盛证券研究所

公司高管行业积累丰富，多人拥有数十项专利授权。公司现任董事长路新春先生深耕 CMP 技术领域超过 20 年，曾获国家自然科学二等奖、国家科技进步二等奖，所 著CMP相关论文引用数位居全球前三名，作为专利发明人所得授权位居全球CMP 设备技术发明人第一名。公司核心研发团队大部分拥有清华大学摩擦学国家重点

实验室的工作经验，核心技术人员均具有多年专业技术领域研究经验，公司成立

以来也高度重视技术人才的挖掘和培养，先后承担、联合承担了两项国家科技重 大专项（02 专项）及三项国家级重大项目课题。经验丰富的研发管理团队为公 司 CMP 整机量产落地及 CMP 技术、工艺、设计的不断改进优化做出了不可替代 的贡献。

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图表 4：华海清科董监高简介

资料来源：华海清科招股说明书，国盛证券研究所

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1.3 业绩持续高增，规模效应拉动毛利水平持续提升

规模效应逐步显现，公司业绩高增。华海清科设备 2015 年起陆续进入验证阶段，并于 2018 年开始逐步取得批量采购订单，规模效应逐步显露，2021 年公司实现营 收 8.05 亿元，同比增长 108.58%。截至 2021 年末，公司已发出未验收结算的 CMP 设备 69 台，未发出产品的在手订单超过 70 台，已远超公司 2019-2021 年累计 确认收入设备的总数 67 台，未来特技增长动能明确。公司 2020 年起扭亏为盈，2021 年归母净利润再度大幅增长，全年共实现归母净利润 1.98 亿元，同比增速 102.0%。

资料来源：Wind，国盛证券研究所

Fab 厂扩产带来批量采购订单，主流晶圆厂贡献公司多数销售收入。2019-2021 年间，长江存储、华虹集团、中芯国际均系公司前三大客户，2021 年所贡献的营收占比分别达 到 66.37%、14.92%、6.43%，报告期内公司向上述三家厂商发出的 300 系列 CMP 设 备分别为 53 台、30 台和 37 台。公司同国内主流晶圆厂有多年合作历史，对长江存储、华虹集团、中芯国际发出首台 CMP 设备的时间分别为 2015 年 8 月、2018 年 1 月，和 2018 年 7 月，在设备通过了工艺测试完成验收确认后，公司向上述客户销售的 CMP 设

备数量逐年增长，客户产能扩展计划明朗，公司有望持续从下游晶圆厂扩产计划中受益。

目前公司还逐步开拓了大连英特尔、厦门联芯、长鑫存储、广州粤芯、上海积塔等国内

外先进集成电路制造商客户，持续拓展国内外客户及业务范围。

图表 9：华海清科 2019-2021 年对主要客户产品销售情况和全部设备出货情况统计（台）

资料来源：华海清科招股说明书，国盛证券研究所

规模效应带来毛利率稳健上升。2019-2021 年公司 CMP 设备毛利率分别为 30.16%、36.75%和 42.78%，综合毛利率呈稳健上升趋势。此前公司对新客户销售 300 系列首台 和 300plus 系列首台设备时曾采取低价策略，而公司 CMP 设备顺利获得多个客户验收认 可后进入量产阶段带动公司设备出货价格变动，2021 年度公司 300 系列和 200 系列设 备平均单价分别为 1947.07 万元和 1155.00 万元，同比变动幅度分别为-2.69%和 +13.44%。公司生产规模扩大后加大了固定成本及研发费用的分摊，同时优化选型令直

接材料的成本逐步降低。

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资料来源：Wind，国盛证券研究所

资料来源：Wind，国盛证券研究所

收入放量，费用率显著改善。随着公司收入规模大幅增长，费用率显著改善。管理费用 方面，公司职工薪酬占管理费用比重逐年上升，2021 年为 50.45%，系管理费用的主要 构成部分。对入职核心员工的股份支付也是管理费用的一大来源，其中 2019 年公司共 支付股份 13112.66 万元，占当年管理费用的 82.69%。财务费用方面，费用率改善得益 于财务费用大幅减少，公司 2020 年和 2021 年销售回款情况较好，偿还短期借款后利

息费用大幅下降，现金管理所得利息收入较高，总体财务费用大幅减少。

资料来源：Wind，国盛证券研究所

财务费用率(%)

资料来源：Wind，国盛证券研究所

坚持大力投入研发。CMP 设备的研发难度较大，公司始终坚持高强度的研发投入保持工 艺和设备精进，研发费用金额较大。2020 年前，公司研发费用率远高于同业，主要原因 系公司尚处在发展前期阶段，营业收入规模较小，2020 年后公司收入规模大幅增长，研 发费用率随之下降。2019-2021年间公司研发费用分别为4,496.99 万元、5,055.03万元、11,407.16 万元，研发投入占营业收入比例分别为 21.32%、15.12%、14.82%，目前已

经逐步与业内平均水平趋于一致。

公司重视研发技术团队建设，研发人员占比高。公司重视研发投入和人才体系建设，近 三年累计研发投入金额为 22,264.11 万元，占三年累计营业收入的 15.88%。截止 2021 年，公司共有 692 名员工，其中研发人员共 224 名，占总人数的 32.37%。公司研发团

队实力过硬，核心技术团队大部分拥有清华大学摩擦学国家重点实验室的工作经验，核

心技术人员均具有多年专业技术领域研究经验。研发团队先后承担了两项“国家科技重

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大专项（02 专项）”的主要课题及三项国家级重大项目/课题，具备优秀的研发能力，是 公司未来业绩产品不断迭代、技术不断突破的重要支撑。

9, 1%

资料来源：华海清科招股说明书，国盛证券研究所

资料来源：华海清科招股说明书，国盛证券研究所

二、半导体设备市场创新高，全局纳米级平坦化 CMP 不可或 缺

2.1 全球设备市场创新高，受益于资本开支提升、制程节点进步

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。

图表 16：全球半导体设备季度销售额（亿美元）

资料来源：SEMI，国盛证券研究所

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图表 17：全球半导体设备分地域季度销售额（亿美元）

资料来源：SEMI，国盛证券研究所

图表 18：中国大陆半导体设备市场规模（亿美元）

2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021

图表 19：中国半导体设备市场维持高速增长

北美半导体设备厂商月销售额 2021 年以来稳站 30 亿+美金。通过复盘半导体行业景

气周期历史，我们认为北美半导体设备厂商月销售额对于全球半导体行业景气度分析具 有重要意义，北美半导体设备销售额水平通常领先全球半导体销售额一个季度。2021 年 1 月，北美半导体设备厂商月销售额首次突破了 30 亿美金关口，创历史新高，达到了 30.4 亿美金。此后月度销售额逐季创新高，至 12 月份销售额达到 39.2 亿美金，同比增 长 46%。与此同时我们看到全球半导体销售市场自 2021 年 4 月以来连续 12 个月同比 增速超过 20%，2022 年 3 月，全球半导体销售额达到 505.8 亿美金，同比增长 23.0%，展望 2022 全年，从各机构当前预测平均值来看，预计 2022 年全球半导体市场仍将保持 10%以上同比增长。

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2017-01 2017-09 2018-05 2019-01 2019-09 2020-05 2021-01 2021-09

资料来源：SEMI，国盛证券研究所

图表 22：全球半导体销售规模

2017-01 2017-12 2018-11 2019-10 2020-09 2021-08

资料来源：SEMI，国盛证券研究所

图表 23：各机构预测 2022 年全球半导体市场增速

资料来源：SIA，国盛证券研究所

资料来源：各机构官网，国盛证券研究所

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。2021 年全 球半导体设备市场增速 44%，海外设备龙头应用材料、泛林集团等均预计 2022 年全球 设备市场规模将进一步增长，因此我们有望看到本轮周期至少持续 3 年。

图表 24：半导体设备市场增速周期性

资料来源：Wind，国盛证券研究所

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未来两年全球晶圆厂设备开支持续增长。疫情对全球半导体行业带来深远影响。需求端，

居家及远程办公带来笔电等消费电子需求激增，此外全球正步入第四轮硅含量提升周期，服务器、汽车、工业、物联网等需求大规模提升。供给端，全球晶圆厂 2015-2019 年产

能投资（不含存储）尤其是成熟制程扩产不足，疫情短期导致供应链中断，及地缘政治 不确定性加剧供需失衡。2020 年开始，全球领先的晶圆厂纷纷加速扩产提升资本开支，根据 IC Insights，2021 年全球半导体资本开支增速达到 36%，预计 2022 年将继续增长 24%，2020-2022 年将会成为自 1993-1995 年以来的首次 CapEx 连续三年增速超过 20%。半导体设备作为晶圆厂扩产的重要开支部分，根据 SEMI，2021 年全球晶圆厂前道设备 支出增速达到 42%，预计 2022 年将进一步增长 18%。

资料来源：IC Insights，国盛证券研究所

资料来源：SEMI，国盛证券研究所

全球半导体资本开支集中度持续提升。从前五大半导体厂商资本开支占全球比来看，2021 年已经达到 70%，资本开支集中度持续提升，我们认为体现了半导体行业的规模 效应，以及随着制程节点的持续升级，晶圆厂投资开支大幅提升。

全球前五大半导体厂商资本开支集中度

资料来源：IC Insights，国盛证券研究所

资料来源：IC Insights，国盛证券研究所

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台积电、中芯国际纷纷增加资本开支，Capex 进入上行期。根据 IC Insights，全球代工 厂资本开支约占半导体总体的 35%，根据头部代工厂的资本开支规划来看，2022 年代 工领域资本开支将进一步提升。台积电从 2020 年 170 亿美金增长到 2021 年的 300 亿 美金（用于 N3/N5/N7 的资本开支占 80%），公司 2021 年 4 月 1 日公布未来三年资本开 支 1000 亿美金，预计 2022 年资本开支将进一步提升至 400-440 亿美金；联电 2021 年 CapEx 18 亿美金，预计 2022 年翻倍达到 36 亿美金（其中 90%将用于 12 英寸晶圆）；GlobalFoundries 于 2021 年 IPO 后资本开支大幅提升用于扩产，公司 2020 年 CapEx 4.5 亿美金，2021 年提升至 16.6 亿美金，预计 2022 年超过 40 亿美金；中芯国际 2021 年 资本开支维持高位，达到 45 亿美金（大部分用于扩成熟制程，尤其是 8 寸数量扩 4.5 万片/月），预计 2022 年达到 50 亿美金。

图表 29：2021 年全球代工行业营收份额

Nexchip, 1%

SMIC, 5%

DBHiTeK, 1%

VIS, 1%

PSMC, 2%

UMC, 7%

资料来源：TrendForce，国盛证券研究所

图表 30：七家晶圆代工企业资本开支（亿美元）

资料来源：彭博，各公司公告，国盛证券研究所

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存储厂商：

三星 22Q1 资本支出为 7.9 万亿韩元，其中用于半导体的投资为 6.7 万亿韩元，用于 显示的投资为 0.7 万亿韩元。对存储的投资集中在 P3 晶圆厂的投资建设，及华城、平泽和西安工厂的工艺转换，重点开发 5nm 以下先进工艺的制造能力。平泽 P3 晶

圆厂系三星全球建设的园区最大的晶圆厂，用于生产存储和逻辑芯片，建成后陆续 将有 NAND FLASH、DRAM 芯片投产，其后也将采用 3nm 工艺为其他厂商进行晶圆

代工；

海力士 22Q1 资本支出为 4 万亿韩元，预计 2023 年资本支出将继续增长。海力士 22Q1 支出的 4 万亿韩元主要用于对大连、利川、M15 工厂的投资建设。海力士资 本开支通常集中在上半年，从而有利于推动全年位元的成长。但公司在 22Q1 法说

会上称今年由于设备交付时间的延长，公司会在全年各季度更均匀的进行资本支出。此外，Solidigm 的资本支出也将计入公司总资本开支中，故 23 年的合计资本支出

将继续增加；

美光一季度资本支出 26 亿美元，全年资本开支指引保持在 110-120 亿美元。美光 预计 22H2 与 22H1 资本支出将基本持平。此外，美光表示虽然 22Q1 资本支出受制 于设备交付周期的延长，但其对全年的供应前景仍保持信心。随着 1-alphaDRAM 和 176 层 NAND 产品在终端市场的快速增长，公司将持续加强在上述工艺技术上的投

资布局，巩固先发地位。

下游汽车、工控需求持续增长驱动，IDM 厂商同样大幅扩产。

英特尔 22Q1 资本开支 46 亿美金，并预计将在下半年加大资本支出力度。公司俄亥 俄州新工厂即将投产，并将在爱尔兰、以色列和德国投建新工厂，以满足 IFS 业务 和 IDM 业务的双重需求，以满足在 24-25 年放量的代工客户需求，公司预计 2022 年 capex 达到 270 亿美金
英飞凌表示将会继续加大在 40 至 130nm 级别的资本支出，推进氮化镓和碳化硅制 造的需求增长，尽快满足包括 CMD 和其他业务在内的需求放量，预计 2022 年 capex 达到 24 亿美金；
意法半导体 22Q1 资本支出 8.4 亿美金，受益汽车、工业市场明确的需求提升，公 司预计 22 年资本开支总额 35-36 亿美金用于扩产，包括在意大利阿格拉特的 300

毫米晶圆厂建设新产线；

德州仪器 21 年面临半导体制造的供不应求情况，且预计各系统中的半导体含量都

将在未来五年中持续提升，公司将继续重点投资模拟和嵌入式产品，以工业汽车应 用为重心，投资扩张 12 英寸晶圆厂，包括德州理查森的 RFAB2 和犹他州的 LFAB，预计 2022 年资本支出 35 亿美金；

恩智浦打造的汽车首款专用 16nm 成像雷达处理器 NXP S32R45 已投入量产，公司 22 年资本支出额将超过长期计划，主要为了保证晶圆供应，满足客户稳定的订单需

求，公司与代工伙伴签订了长期采购协议，投资重点围绕混合信号和模拟工艺；

索尼 2018-2020 年实际资本支出共 91.7 亿美金，将 2021 年至 2023 年预计资本支 出自 114.6 亿美金提高至 130 亿美金。

“芯拐点”、新制程、新产能推动需求。我们判断本轮反转首先来自于全球“芯”拐点，行业向上；其次，先进制程带来的资本开支越来越重，7nm 投资在 100 亿美元，研发 30 亿美元；5~3nm 投资在 200 亿美元；7nm 单位面积生产成本跳升，较 14nm 直接翻

倍；并且，大陆晶圆厂投建带动更多设备投资需求。

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图表 31：全球 12 英寸晶圆制程结构

图表 32：100K 产能对应投资额要求（亿美元）

全球设备五强占市场主导角色。全球设备竞争格局，主要前道工艺（刻蚀、沉积、涂胶、热处理、清洗等）整合成三强 AMAT、LAM、TEL。另外，光刻机龙头 ASML 市占率 80%+；过程控制龙头 KLA 市占率 50%。根据 SEMI，ASML、AMAT、LAM Research、TEL、KLA 五大厂商 2021 年收入合计 788 亿美元，占全球市场约 77%。

图表 33：全球半导体设备厂商排名（亿美金）

资料来源：各公司公告、国盛证券研究所

外设备厂商当前在手订单饱满，供应链限制延续，设备大厂积极扩产。1）供给高度紧 张：ASML 22Q1 营收 yoy-19%，下滑主要系部分订单确认延迟；毛利率同比-5pt，承压 主要系材料、供应链、运输等成本上升；库存周转率降低。泛林毛利率同比-1.7pt，主 要系成本压力（原材料、物流、通胀等）。2）订单依旧强劲：ASML 新增在手订单约 70 亿欧元，环比持平。KLA：当前在手订单交期总体 5~6 个月，部分产品 7~8 月。爱德万 客户订单提前量增加，由于系半导体等材料和零件短缺，交期延长。3）积极扩产：ASML 预计2030年产能至少翻番，2025年年产能增加到约90套0.33孔径EUV和600套DUV。泰瑞达预计 2023 研发费用 1900 亿日元，yoy+20.1%；资本开支 750 亿日元，yoy+31.1%，

规划金额皆较往年有大幅提升。

2022 下半年展望乐观，全年需求强劲将有订单递延至明年。泛林 2022Q2 毛利率指引

中枢仍略降，持续成本和供应压力影响持续，二季度订单积压不断增加。随产能落地、产品竞争力效益显现及部分订单延迟多数企业对 H2 展望乐观。ASML 预计 2022H2 表现 强劲，毛利率约 54%，高于全年 52%指引，主要由 EUV 和 DPV 出货及安装基础管理业 务利润率提升驱动。Q4 部分 EUV 系统收入将递延到 2023 年。泛林预计 2022 WFE 需求 将超 1000 亿美元，未满足的设备需求将递延至明年。泰瑞达积极建立库存及扩产，预

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计 H2 出货有更大增量及灵活性，预计 Q2 实现增长，仅高端产品出货受限。

CMP 设备结合机械抛光和化学抛光长处，在超大规模集成电路中有广泛应用。CMP 的 主要检测参数包括研磨速率、研磨均匀性和缺陷量。研磨均匀性又分为圆片内研磨均匀 性和圆片间研磨均匀性。对于 CMP 而言，主要的缺陷包括直接影响产品的成品率的表面 颗粒、表面刮伤、研磨剂残留等。传统的机械抛光和化学抛光去除速率均低至无法满足 先进芯片量产需求， CMP 技术利用了磨损中的“软磨硬”原理，综合两者优势，避免 了由单纯机械抛光造成的表面损伤，即用较软的材料来进行抛光以实现高质量的表面抛 光，将化学腐蚀和机械研磨作用达到一种平衡，最终实现晶圆表面的超高平整度。未经 加工的原料晶圆裸片的表面凹凸不平，无法直接在上面印制电路图形。因此，需要先通 过研磨和化学刻蚀工艺去除表面瑕疵，然后通过抛光形成光洁的表面，再通过清洗去除 残留污染物，即可获得表面整洁的成品晶圆。因而，CMP 技术为后续重复进行光刻、刻 蚀、薄膜和掺杂等关键工艺提供了重要的基础。

资料来源：华海清科招股说明书，国盛证券研究所

资料来源：华海清科招股说明书，国盛证券研究所

CMP 设备功能的实现需要抛光、清洗、传送三大模块组合作业。10nm 的全局平整度要 求，相当于 44 万平方米面积中任意两点的高低差不超过 0.03 毫米、表面粗糙度小于 0.5nm，作业过程中，抛光头将晶圆待抛光面压抵在粗糙的抛光垫上，借助抛光液腐蚀、微粒摩擦、抛光垫摩擦等耦合实现全局平坦化。抛光盘带动抛光垫旋转，通过先进的终 点检测系统对不同材质和厚度的膜层实现 3~10nm 分辨率的实时厚度测量防止过抛。抛光头用于全局分区施压，其在限定的空间内对晶圆全局的多个环状区域实现超精密可 控单向加压，从而可以响应抛光盘测量的膜厚数据调节压力控制晶圆抛光形貌，使晶圆 抛光后表面达到超高平整度的控制。制程线宽不断缩减、抛光液配方愈加复杂均加大了 清洗的难度，对清洗后的颗粒物数量要求也指数级降低，需要 CMP 设备中清洗单元在 满足清洁效果的同时保证晶圆表面极限化微缩的特征结构不被破坏。

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图表 39：CMP 抛光模块示意图

图表 40：CMP 抛光作业原理图

集成电路工艺技术的每一次精进，都伴随着 CMP 技术的不断深入。随着摩尔定律的延 续，当制造工艺不断向先进制程节点发展时对 CMP 技术的要求相应提高、步骤也会不 断增加，CMP 设备首先应用于 1988 年 IBM 公司 4M DRAM 芯片的制造，此后随器件 特征尺寸（CD）微细化、多层布线和新型材料出现，CMP 技术的重要性不断凸显，首 先用于后道工艺金属间绝缘介质（IMD）层的平坦化，之后用于金属钩（W）的平坦化，近年来又用于浅沟槽隔离（STI）和铜（Cu）的平坦化。

研磨材料更加丰富，CMP 设备升级需求增加。90～65nm 节点，随着铜互连技术和绝 缘材料低 k 介质的广泛采用，CMP 的研磨对象主要是铜互连层、绝缘膜和浅沟槽隔离。28nm 后，逻辑器件的晶体管中引入高 k 金属栅结构（HKMG），从而推动了虚拟栅开口 CMP 工艺和替代金属栅 CMP 工艺两种关键平坦化工艺的发展。在 22nm 开始出现的 FinFET 晶体管增加了虚拟栅平坦化工艺，也是实现后续 3D 结构刻蚀的关键技术。先 进的制程节点发展至 7nm 以下时，芯片制造过程中 CMP 的应用在最初的氧化硅 CMP 和钨 CMP 基础上新增了包含氮化硅 CMP、鳍式多晶硅 CMP、钨金属栅极 CMP 等先 进 CMP 技术，所需的抛光步骤也增加至 30 余步，大幅增加了集成电路制造过程中对 CMP 设备的采购和升级需求。

图表 41：9-11 层金属结构 Cu CMP 的示意图

资料来源：华海清科招股说明书，国盛证券研究所

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晶圆尺寸增加，制程节点升级提升对 CMP 设备数量需求。按工艺流程分类，典型的产 线上前道、封装、测试三类设备分别占 85%、6%、9%。不同的晶圆尺寸和制程的 IC 制造产线所需的设备数量不同。以每 1 万片/月产能计算，8 英寸产线、12 英寸成熟制 程产线、12 英寸先进制程产线所使用的设备数量依次增加。如以中芯国际天津 T2 8 英 寸线、中芯国际天津 T3 90nm 12 英寸线、台积电南京一期 16nm 12 寸线为例，每万片 月产能平均所需的 CMP 设备台数分别为 3.7 台、12 台、17.5 台，产线制程的精进将对 CMP 产生成倍的增量需求。

图表 42：三个不同尺寸和制程的晶圆产线项目每万片月产能对应的设备数量需求

资料来源：华海清科招股说明书，国盛证券研究所

抛光、清洗模块有定期维护更换需求，带动 CMP 设备厂商技术服务收入不断提升。CMP

设备属于集成电路设备中使用耗材较多、核心部件有定期维保更新需求的制造设备之一。CMP 利用机械力作用于圆片表面，由研磨液中的化学物质与圆片表面材料发生化学反应

来增加其研磨速率，首先让研磨液填充在研磨垫的空隙中，圆片在研磨头带动下高速旋

转，与研磨垫和研磨液中的研磨颗粒发生作用，此时需要控制研磨头下压力等其他参数。CMP 工艺中最重要的两大组成部分是研磨液和研磨垫。晶圆厂需要更换设备外部的抛光

液、抛光垫等，同时需要对设备内部长时间运行磨损的抛光头、清洗等单元进行定期维 保更新，且设备配套服务需求会随着厂商销售设备数量的增加而快速增长。因此 CMP 设

备厂商在设备出货后，将向客户提供专用耗材销售和关键耗材维保等技术服务，随之实

现有长期稳定和高盈利能力的服务收入。

资料来源：《集成电路产业全书》，国盛证券研究所

资料来源：《集成电路产业全书》，国盛证券研究所

中国大陆 CMP 设备市场规模第一，海外两家龙头合计占比超 90%。2018 年全球 CMP 设备市场规模约 18.4 亿美元 2013-2018 年 CAGR 20.1%。 2019 年受全球半导体景 气度下滑影响，全球 CMP 设备市场规模略有下滑，2020 年市场规模迅速回升至 15.8 亿美元，同比增长 5.8% 。其中中国大陆市场规模已跃升至全球第一，达到 4.3 亿美 元，市场份额 27%。从市场格局来看，应材、日本荏原在全球占主导地位，2020 年两 家合计市占率超过 93%。

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资料来源：SEMI，国盛证券研究所

资料来源：Gartner，国盛证券研究所

华海清科系国内唯一一家量产 12 英寸 CMP 商业机型的设备商，填补国产空白。12 英寸设备较 8 英寸设备直径增加 50%、面积扩大 125%，其精度要求更高，需要更先进 的抛光头超精密分区压力控制技术和更先进的终点检测技术，这也是业界衡量 CMP 设 备研发技术水平的标杆。通过持续关键技术自主攻关，华海清科研发的 CMP 设备集先

进抛光系统、终点检测系统、超洁净清洗系统、精确传送系统等关键功能模块于一体，其内部高度集成的关键核心技术超过数十项，填补了国内集成电路用 12 英寸 CMP 商业

化产品的空白。

图表 47：华海清科与海外竞争对手比较

已实现 28nm 制程的成熟产

术正处于验证中

资料来源：华海清科招股说明书，国盛证券研究所

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华海清科商业化机型已成功实现进口替代，打入国内外先进制造商大生产线。2019 年中 国大陆地区的 CMP 设备市场规模达 4.6 亿美元，其中绝大部分高端 CMP 设备仍依赖于 进口，而华海清科作为目前国内唯一实现量产 12 英寸系列 CMP 设备并被各大集成电路

厂商大生产线验证、采购的高端半导体装备供应商打破了国外厂商垄断。据中国国际招 标网中标数据，2019 年江存储、华虹无锡、上海华力一二期项目、上海积塔采购有 38 台 CMP 设备，其中华海清科中标 8 台，占比 21.1%；2020 年 1-9 月上述企业共招标采 购 68 台 CMP 设备，其中华海清科中标 28 台，占比 41.2%；12 英寸 CMP 设备的其余

市场份额由美国应用材料、日本荏原取得。华海清科已具备在先进大生产线设备采购上

与国际巨头开展角力的实力，在半导体专用设备的国产化需求愈发迫切且增长迅速的背

景下，华海清科有望受益于集成电路行业国产化的进程加速，进一步打破国外厂商的垄

断。

图表 48：公司在下游大客户的销售收入快速增长（万元）

对长江存储设备销售对长江存储配套服务对华虹集团设备销售对华虹集团配套服务

资料来源：华海清科招股书，国盛证券研究所

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三、国产设备厂商订单导入、逐步放量

根据招标网的数据统计，华虹无锡在 2022 年 1-5 月招标化学机械抛光设备 13 台，其中 应用材料中标 9 台，华海清科中标 4 台。应用材料中标的 10 台具体为铜金属层化学机 械抛光设备 5 台，浅沟槽绝缘氧化膜化学机械抛光设备 2 台，多晶硅化学机械抛光设备 2 台；华海清科分别中标铜金属层化学机械抛光设备 2 台，钨金属层化学机械抛光设备 1 台，氧化膜化学机械抛光设备 1 台。

图表 49：华虹无锡 2022 年 1-5 月化学机械抛光设备采购情况

四、研发实力强劲，募投支持产品和业务延伸

4.1 核心技术积累深厚，持续精进工艺，研发成果转化高效

制造工艺不断突破新纳米节点，CMP 设备的平坦化关键作用愈加凸显。CMP 设备在芯 片制造中起到愈发关键的作用，以数字芯片为例，逻辑芯片、3D NAND 闪存芯片、DRAM 内存芯片都要求每层制造表面必须保持纳米级全局平坦化，以使下一层微电路结构的加 工制造成为可能。在集成电路制造流程中，CMP 设备必不可缺且需要循环使用，通常每 片芯片制造完成需经过几十道抛光工艺，CMP 设备的平坦化应用机会愈加凸显。

图表 51：集成电路制造流程中 CMP 设备必不可缺且需要循环使用

资料来源：国盛证券研究所

公司 CMP 设备均匀性高，能满足客户经济性需求。公司 CMP 产品采用了单头单盘直线 运动式模块化布局，具有更高的抛光均匀性、一致性及灵活定制开发能力，相比竞争对 手具有更高的可升级性和迭代柔性优势。公司自主研发的直驱式抛光驱动技术、多区压 力调控技术、归一化抛光终点识别技术，具有更高的片内均匀性与片间均匀性；高产能 设备架构技术、抛光装备运行参数智能监测与调控技术，保证 CMP 机台具备更高水平的 设备产出率和机台稳定运行时间，满足客户对集成电路设备经济性指标的要求。公司研 发的 CMP 设备系列化产品已在集成电路制造及相关领域实现产业深度融合，得到了产业 化应用。

图表 52：公司产品已在集成电路制造及相关领域实现产业深度融合

公司与清华大学共有多项专利发明，自有专利占比不断提升。清华大学已将其独有的公 司生产经大学已将其独有的公司生产经营所需的 48 项 CMP 相关专利或专利技术以独 占许可的方式许可公司使用。截至 2021 年 12 月 31 日，公司单独或与他人共有的已 授权境内外专利共 209 项。已授权实用新型专利 95 项。

核心技术产品收入占公司营业收入比重超 9 成，技术实例转化为产品收益回报丰厚。公

司在纳米级抛光、纳米精度膜厚在线检测、纳米颗粒超洁净清洗、大数据分析及智能化

控制和超精密减薄等领域研发的核心技术达到了国内领先的水平。

随着晶圆尺寸增长、技术节点进步，特定模块技术需要优化。例如采用更先进的分区压 力控制技术和更先进的终点检测技术制造出12 英寸CMP 设备来应用于主流的12 英寸 晶圆大生产线，高端 12 英寸 CMP 设备中采用 7 分区抛光头技术，在先进制程领域的 鳍式场效应晶体管（FinFET）及硅通孔（TSV）先进封装等工艺中要求 CMP 设备也需具

备更好的平坦化效果、控制精度、系统集成度和后清洗技术。

CMP 设备在较长时间内不存在技术迭代周期，CMP 设备也在不断升级其自身的技术。目前全球主流的高端 CMP 设备均为带 7 分区抛光头的 12 英寸 CMP 设备。应用于 28nm 和 14nm 的 CMP 设备没有显著的差异，但随着芯片技术节点的持续下降，CMP

设备也将向着抛光头分区精细化、工艺控制智能化、清洗单元多能量组合化、预防性维

护精益化的方向发展。

1. CMP 设备抛光头分区精细化
   为了提高集成度，逻辑芯片特征线宽已经降到 10 nm 甚至 3nm 以下，台积电预计将于 2022 年达到 3nm 工艺制程。存储芯片的堆叠层数也从 64 层发展到 128 层以上。芯
   片集成度的提升对抛光的均匀性提出了更高的要求，全局均匀性的控制要求从几十纳米
   提高到几纳米。为了满足抛光均匀性的要求，需要将抛光头设臵更加合理、精细的分区，
   并配合智能算法解决多分区相互耦合的问题，大幅提升抛光头压力控制的精准度。
2. CMP 设备工艺控制智能化
   CMP 是一个受多因素影响的工艺过程。抛光盘的转动、承载头的转动、修整器的摆动、
   承载头各分区的载荷、保持环压力、抛光垫磨损、抛光液供给、抛光液温度等因素的微 小变化都会影响抛光结果的变化。CMP 设备可以充分考虑设备运行的多种过程参数对抛
   光结果的影响，提升智能化工艺控制水平，提高工艺一致性与产品良率。
3. 清洗单元多能量组合化
   当特征尺寸降至 14nm 以下后，线宽不断接近物理基础尺寸，纳米级的颗粒污染都有可
   能会对芯片的性能和可靠性产生重要影响。因此，随着互连线宽特征尺寸的不断减小，
   对表面污染物残留的控制更加严苛。简单的清洗方式组合难以有效去除纳米级的细微污 染物。CMP 设备中的清洗单元需综合考虑兆声振动、机械柔性刷洗、表面张力等多种能
   量，并采取科学合理组合，同时借助科学的化学清洗剂形成有效的保护和辅助，提高清
   洗效果。
4. 预防性维护精益化
   CMP 设备配臵部件状态监测装臵，实时监控易损易耗部件如保持环、抛光垫、清洗刷等

的使用状态。

公司产品与海外行业龙头企业产品相比，主要在抛光盘驱动方式、终点检测手段、后清

洗干燥技术等技术方案方面有所差异。

（1）就抛光盘驱动方式而言，应用材料和荏原的产品定型于上世纪 90 年代，近期随客

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户要求提高和电机技术发展而在高端机型上采用了直驱方案。公司产品定型较晚，采用 了直接耦合负载实现驱动的直驱方案；

（2）终点检测方面，公司进入 CMP 领域时在电机电流检测领域技术积累落后于竞争对 手且行业对检测准确性有了更高需求，创造性地提出了归一化抛光终点识别技术，其思 路在于引入修整器位臵等其他变量来消除电机电流噪声，使检测更准确；

（3）干燥方面，公司的 VRM 单元是将晶圆竖直旋转来实现马兰戈尼干燥，应用材料将 晶圆向上直线提拉实现马兰戈尼干燥，荏原水平刷洗后旋转来实现马兰戈尼干燥，均能 满足平坦化过程中的干燥要求。

公司持续优化来达到集成电路制造客户所需的工艺效果，正在进行或拟进行的主要研发 项目如下：

图表 53：公司研发项目进展

资料来源：招股说明书，国盛证券研究所

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4.2 募资加码晶圆再生加大产业协同，提前布局先进制程打开成长空间

公司已在 CMP 市场扎稳扎牢，客户主要为国内大型集成电路制造商，但产品仍存有进 一步改善空间。公司近年来持续加强研发投入，取得了多项核心专利成果，且作为目前 国内唯一能提供 12 英寸 CMP 设备的半导体设备厂商，公司凭借自身的产品实力获得了 长存、华虹等公司的批量采购订单。但由于国内缺乏更先进制程的验证条件、工艺数据 积累不足以及研发投入积累不足，公司产品在 CMP 后清洗模块效率、颗粒物残留率控 制以及晶圆形貌智能化精益控制方面与行业龙头公司产品的技术相比存在一定差距，仍 需要大量资金投入产品研发。

公司拟募投十亿元，用于建设化学机械抛光机等高端半导体设备研发项目和晶圆再生等 项目。其中高端半导体装备（化学机械抛光机）产业化项目，主要系进一步扩大公司现 有 CMP 设备等产品的生产能力，满足外部客户需求和晶圆再生业务自产设备需求，保证 再生业务的基础设施需求。高端半导体装备研发项目主要系在现有面向 28nm 及以上制 程的 CMP 设备基础上，进一步研发面向 14nm 及以下制程的 CMP、减薄的关键技术及 产品，其中面向 14nm 及以下制程的 CMP 技术及产品研发成功后，将为公司开展更先进 制程节点领域的晶圆再生业务提供技术支持。

图表 54：华海清科募投资金使用计划（万元）

资料来源：华海清科招股说明书，国盛证券研究所

（一）高端半导体装备（化学机械抛光机）产业化项目

项目计划总投资 5.4 亿元，设计产能为年产 100 台化学机械抛光机（包括减薄设备）。项目 2020 年 3 月取得施工许可证并开工，建设期预计为 15 个月，现已建设完工并开 始生产活动。

（二）高端半导体装备研发项目

项目计划总投资 3.1 亿元，研发面向 14nm 及以下制程先进半导体制造 CMP、减薄多项 关键技术及系统，并研发相应的成套先进工艺。

公司产品已满足 14nm 以上制程的客户端生产需求，但在 14nm 以下制程工艺方面与 行业龙头公司产品尚存在一定技术差距。更先进制程的技术应用存在一定差距不同应用 领域对芯片制程和技术参数的要求差异较大，如高端智能手机、高性能计算设备等往往 需要使用 14nm 及以下先进制程的芯片，而物联网、医疗设备、手机基站等则使用 28nm 及以上的成熟工艺芯片。现阶段公司量产应用的 CMP 设备主要可满足 28nm 及以上制 程芯片制造过程中的非金属介质、金属薄膜、硅等介质的应用，14nm 制程高端工艺技 术仍处于验证阶段，在先进制程的技术方面与国际先进CMP 设备厂商仍存在一定差距。

公司目前面向 14nm 及以下制程 CMP 研发进展顺利，主要集中于针对现有 28-14nm CMP 设备（Universal 300X 和 300T）的关键模块/核心技术进行优化研发，已开展 的相关研发工作主要包括：

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1.先进抛光系统研发：该研究工作目前主要集中于直驱式抛光驱动、多区压力调控抛光、

自适应承载头、预适应保持环等纳米级抛光技术的优化研发，并且已取得针对不同工艺 的 7 区抛光头技术等系列重要成果；

2.先进终点检测系统研发：该研究工作目前主要集中于金属纳米精度膜厚在线检测、非

金属纳米精度膜厚在线检测、晶圆形貌实时调控等关键技术的优化研发，已实现晶圆边

缘控制能力的显著提升；

3.先进超洁净清洗系统研发：该研究工作主要集中于马兰戈尼干燥、智能清洗以及清洗 单元多能量组合等关键技术的优化研发，目前最新研制的 MDS 清洗模块已通过多条产 线验证，满足 128L 3D NAND 制造 CMP 工艺要求；

4.精确传送系统研发：该研究工作主要集中于高产能设备架构、抛光装备运行参数智能

监测与调控、基于智能控制的抛光技术等关键技术的优化研发，且已取得显著的产能提

升与可靠性提升等系列重要成果。

（三）晶圆再生项目

本项目以公司自主研发生产的高端 CMP 设备为平台，配合已开发并成熟应用的 CMP 工

艺，同时搭配新型的单片清洗设备，搭建更大规模生产线用于晶圆再生业务。项目计划 总投资 3.6 亿元，建设周期为 15 个月，项目建成后具备月加工 10 万片 12 英寸再生晶 圆的生产能力。公司已打通整套晶圆再生工艺流程，并于 2020 年起开始规模化生产，

客户反响良好。

精抛为晶圆再生最关键工艺，需要大量投入 CMP 设备作为支撑。晶圆再生业务具有一

定的技术难度和进入门槛，技术难点主要在于对再生晶圆表面平整度、缺陷和晶圆表面

的纳米级颗粒残留、金属离子残留的控制要求极高，需要对控挡片进行去膜、粗抛、精 抛、清洗、检测等工序处理。其中精抛及部分清洗是通过 CMP 设备完成的，CMP 设备

起到高精度修复前段工艺留下的不平整晶圆表面，保证晶圆表面平整度和缺陷控制指标 的作用。因此 CMP 工艺和技术是晶圆再生工艺流程的核心和难点，CMP 设备也是晶圆

再生工艺产线中资金投入最大的设备。

晶圆再生市场海外对手产能完善市占率高，大陆地区尚处在产能铺设阶段。当前全球再 生晶圆市场和产能高度集中于日本和中国台湾，日本 RS Technologies、Hamada Heavy 公司、Mimasu 公司 3 家公司市场占有率合计达到 60%左右，中国台湾中砂、辛耘、升 阳 3 家中国台湾的公司市场占有率达到 30%左右。在中国大陆地区，除公司已开展少

量晶圆再生业务外，至纯科技、协鑫集成均公告新进入晶圆再生业务。

图表 55：国内晶圆再生产线规划情况

资料来源：华海清科官网，华海清科招股说明书，国盛证券研究所

公司作为 CMP 设备专业制造商，在晶圆再生业务方面具有多年积累的 CMP 工艺技术

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优势和自产设备成本优势。晶圆再生服务属于地域属性很强的专业服务，为降低不必要 的损耗以及减少运输时间，晶圆厂通常优先选择本地服务商。晶圆再生客户主要是集成 电路制造厂，与公司现有 CMP 设备业务的客户群高度重合。因此，能受益于公司多年 积累的 CMP 工艺技术优势、自产设备成本优势及同客户群的市场拓展优势。同时，公 司在 CMP 技术的最新研究成果也可以及时提升晶圆再生生产线的技术升级，晶圆再生 业务与公司现有 CMP 设备业务在市场和技术方面具有高协同性。

全球晶圆再生市场爆发成长，看好华海清科顺利填补国产市场空白。SEMI 数据显示 2 2021 年全球 8 寸、12 寸硅片正片的市场需求将分别达到 650 万片/月和 680 万片/月，2021 年全球再生晶圆市场需求有望超过 200 万片/月。随着我国集成电路产业快速发展，不断提升的晶圆产能及不断上涨的晶圆价格将持续推动我国晶圆再生市场规模增加。未 来我国集成电路产业国产化程度进一步提升的同时，国内厂商晶圆再生服务水平也将逐 步提升，我国晶圆再生专业代工服务市场有望填补空白、实现爆发性增长，市场前景广 阔。

五、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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