北方华创 - 002371.SZ

主营业务：半导体基础产品的研发、生产、销售和技术服务。

经营范围：许可经营项目:组装生产集成电路设备、光伏设备、TFT设备、真空设备、锂离子电池设备、流量计、电子元器件;一般经营项目:销售集成电路设备、光伏设备、TFT设备、真空设备、锂离子电池设备、流量计、电子元器件;技术咨询;技术开发;技术转让;经济贸易咨询;投资及投资管理;货物进出口;技术及出口;代理进出口。

北方华创科技集团股份有限公司(以下简称“北方华创”)成立于2001年9月,2010年在深圳证券交易所上市,股票代码002371,是目前国内集成电路高端工艺装备的先进企业。

北方华创以科技创新为基点,着眼未来,致力于加快推进北方华创向新型制造业的战略转型;致力于成为半导体基础产品领域值得信赖的引领者;致力于提升人类智能生活品质;致力于实现中国“智造强国”的梦想蓝图。

北方华创主营半导体装备、真空及锂电装备、精密元器件业务,为半导体、新能源、新材料等领域提供解决方案。

公司现有六大研发生产基地,营销服务体系覆盖欧、美、亚等全球主要国家和地区。

未来的北方华创,将以半导体基础产品领域先进企业的姿态登上世界舞台,深耕发展,引领未来,坚持以客户为中心,以价值创造者为本,持续创新,推动产业进步,创造无限可能。

北方华创专注于半导体基础产品的研发、生产、销售和技术服务,主要产品为电子工艺装备和电子元器件,电子工艺装备包括半导体装备、真空及新能源装备。

电子元器件包括电阻、电容、晶体器件、模块电源、微波组件等。

北方华创始终坚持科技创新,不断推动产品迭代升级,积极拓展产品应用领域,以满足快速发展的市场需求。

在半导体装备业务板块,北方华创的主要产品包括刻蚀、薄膜沉积、热处理、湿法、离子注入等核心工艺装备,广泛应用于集成电路、功率半导体、三维集成和先进封装、化合物半导体、新型显示等制造领域。

北方华创借助产品技术领先、种类多样、工艺覆盖广泛等优势,以产品迭代升级和成套解决方案为客户创造更大价值。

在真空及新能源装备业务板块,北方华创深耕高压、高温、高真空技术,主要产品包括晶体生长设备、真空热处理设备、气氛保护热处理设备、连续式热处理设备、等离子增强化学气相沉积设备、扩散氧化退火设备、磁控溅射镀膜设备、低压化学气相沉积设备、多弧离子镀膜设备、金属双极板镀膜设备等,广泛应用于材料热处理、真空电子、半导体材料、磁性材料、新能源等领域,为新材料、新工艺、新能源等绿色制造提供技术支持。

在精密电子元器件业务板块,北方华创推动元器件向小型化、集成化、高精密、高可靠方向发展,主要产品包括精密电阻器、新型电容器、石英晶体器件、石英微机电传感器、模拟芯片、模块电源、微波组件等,广泛应用于电力电子、轨道交通、智能电网、精密仪器、自动控制等领域,为客户打造高端精密电子元器件技术、产品、服务一体化的专业解决方案。

(一)概述1、半导体装备(1)刻蚀设备在集成电路制造工艺中,刻蚀设备主要用于去除特定区域的材料来形成微小的结构和图案。

根据权威机构数据,2023年刻蚀设备在集成电路设备资本支出中的占比为15.7%。

刻蚀设备主要通过两种方式实现对材料的精细构建。

一是物理刻蚀方式,借助高速发射的离子束,通过物理轰击精准去除晶圆表面不需要的材料;二是化学刻蚀方式,利用特定化学气体与晶圆表面材料发生化学反应,使多余材料转化为气态并挥发,从而实现对电路结构的精确塑造。

随着芯片制造技术不断向更精细化迈进,对刻蚀速率、深宽比以及刻蚀均匀性等关键参数的精确控制提出了更高的要求。

同时,随着器件结构从二维到三维的演变,以及新材料(High-k介质/金属栅等)和新工艺(铜线低k介质镶嵌式刻蚀工艺、多次图形工艺等)不断涌现,对刻蚀设备的工艺能力提出了更高的要求。

比如,电感耦合等离子体刻蚀机(ICP)要求更高的刻蚀选择比,并将器件的损伤降至最低,因此在更先进的设备中,将配置脉冲等离子体,通过控制更窄的离子能量分布范围来实现需求;电容耦合等离子体刻蚀机(CCP)要求更高的刻蚀速率和刻蚀深宽比,设备将配置更高功率的电源以及更低的温度来精确控制刻蚀的深度、角度,实现工艺需求。

北方华创在刻蚀设备领域,已形成了ICP、CCP、Bevel刻蚀设备、高选择性刻蚀设备和干法去胶设备的全系列产品布局。

2024年公司刻蚀设备收入超80亿元。

(2)薄膜沉积设备薄膜沉积设备作为半导体制造的核心装备,通过物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、外延生长(EPI)、电化学沉积(ECP)及原子层沉积(ALD)等技术,在基底表面精准构筑纳米级功能膜层,这些膜层在芯片中扮演重要的角色。

其中,PVD主要采用磁控溅射技术制备高纯度金属互连层;CVD技术通过气相反应生成介质和金属薄膜;外延设备(EPI)通过气相外延或分子束外延实现多种材料的薄膜生长;电镀设备(ECP)通过高深宽比孔内金属填充技术提升芯片互连密度;随着芯片制程向更精细化迈进,薄膜沉积设备需要具备更高的沉积效率和更精确的厚度控制能力,尤其在三维结构中实现均匀覆盖成为关键挑战,原子层沉积(ALD)等先进技术通过精确控制单原子层生长,有效解决了高深宽比结构的全覆盖难题。

而新型材料的应用,也促使薄膜沉积设备不断开发新的工艺和技术,以适应不同材料的特性和沉积需求。

这对薄膜沉积设备的气体输送系统、反应腔设计以及温度、压力控制精度提出了更高的要求。

根据权威机构数据,2023年薄膜沉积设备在集成电路设备资本支出中的占比为22.1%。

北方华创在薄膜沉积设备领域,已形成了物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、外延(EPI)和电镀(ECP)设备的全系列布局。

2024年公司薄膜沉积设备收入超100亿元。

(3)热处理设备热处理设备是半导体制造中用于调控材料性质的核心装备,通过精确控制温度、时间及气体环境,实现氧化、扩散、退火等工艺。

其技术路径主要包括:氧化工艺,在高温下(800~1200℃)通过氧气或水蒸气在硅片表面生成SiO₂薄膜,作为离子注入阻挡层或栅介质层;扩散工艺,利用高温(通常>1000℃)将杂质元素(如硼、磷)掺入硅衬底,形成PN结或调整电学特性;退火工艺,通过高温(500~1200℃)修复离子注入或扩散造成的晶格损伤,激活掺杂原子,优化器件性能。

根据权威机构数据,2023年热处理设备在集成电路设备资本支出中的占比为3.0%。

北方华创在热处理设备领域,已形成了立式炉和快速热处理设备(RTP)的全系列布局。

2024年公司热处理设备收入超20亿元。

(4)湿法设备湿法工艺贯穿半导体制造的整个环节,通过化学溶液,结合物理或化学机理,对晶圆表面的颗粒物、有机残留物、金属离子、氧化层及副产物等加以去除,进而减少污染,避免缺陷,在提升制造良率,保障器件性能与可靠性方面发挥着无可替代的作用。

随着芯片特征尺寸向纳米级不断缩小,对晶圆表面污染物的控制要求越来越高,湿法工艺步骤的数量随之大幅提高。

同时,随着芯片技术朝三维集成方向持续发展,高深宽比结构的有效塑型与清洗为湿法工艺带来了更大挑战,高精度、高效率、低损伤湿法技术设备解决方案成为关键。

根据权威机构数据,2023年湿法设备在集成电路制造设备资本支出的占比为5.5%。

北方华创在湿法设备领域,已形成了单片设备和槽式设备的全面布局。

2024年公司湿法设备收入超10亿元。

(5)离子注入设备离子注入设备通过高能离子束改变半导体材料的电学特性,是集成电路工艺中形成PN结和调控器件性能的核心装备。

其工作原理是先通过离子源产生所需离子,在电场作用下加速至预定能量,再精确注入半导体材料,实现原子的替换或添加,进而调控材料性能。

2023年离子注入设备在集成电路设备资本支出中的占比为3.4%。

2025年3月,北方华创正式宣布进军离子注入设备市场。

2、真空及新能源装备(1)晶体生长设备晶体生长设备是用于制备高纯度单晶材料的关键设备,通过直拉法(CZ)、区熔法(FZ)或化学气相沉积(CVD)等工艺,在严格控温、控压及气氛环境下生长半导体级单晶硅、蓝宝石、碳化硅等晶体,广泛应用于集成电路、新能源光伏、半导体照明等领域。

其核心在于精准调控晶体生长的温度梯度、提拉速率及杂质浓度,确保晶体结构完整和低缺陷密度,从而提升电子器件的性能与可靠性。

随着半导体和新能源产业升级,晶体生长设备向大尺寸晶圆、自动化控制及低能耗方向持续迭代,支撑先进芯片与高效光伏电池的规模化生产需求。

(2)真空热工设备真空热工设备是在真空或低气压环境下进行材料热处理、加工或制备的特种工业装备,其通过抽真空技术消除气体干扰(如氧化、污染),精准调控材料性能,广泛应用于航空航天、电真空器件、新能源及精密制造等领域。

典型设备包括真空热处理炉(用于金属退火、淬火等工艺,提升力学性能)、真空钎焊炉(无氧高精度焊接航空发动机叶片等精密部件)、真空镀膜设备(通过PVD/CVD技术制备光学或耐磨涂层)以及真空烧结炉(实现陶瓷、硬质合金的高致密化烧结)等。

该设备具备无氧化污染、工艺可控性强、节能环保等优势,可保障材料高纯度加工并减少能耗。

随着新材料需求增长,真空热工设备正向智能化、多功能集成化方向演进,成为高端制造业的核心装备。

(3)新能源光伏设备北方华创深耕新能源光伏电池片设备,引领行业技术不断升级。

公司成功研发大产能5管/6管/10管/12管设备,尺寸覆盖182~230等多种工艺方形或矩形片。

在大尺寸Wafer工艺上为光伏行业提供专业、高效、先进、低成本的解决方案,并通过等离子场、电场、气场、温度场等理论分析,完成了单舟到多舟的技术迭代,单管产能不断升级,完成了在TOPCon工艺路线大产能设备的行业布局。

公司低压扩散设备、低压硼扩设备市占率领先,各类扩散、氧化、退火类设备技术性能领先。

LPCVD产品实现了大尺寸硅片M10~M12兼容和载片量2,880片的突破,可完成隧穿氧化层、本征多晶硅层、磷原位掺杂多晶硅层等膜层制备。

PECVD设备在电池行业的应用覆盖PERC、TOPCon、HJT、BC、钙钛矿电池技术,产品涵盖氮化硅设备、氧化铝和氮化硅2in1设备、隧穿层&Poly层&原位掺杂层3in1设备,新型板式PECVD也实现突破。

经过几十年的技术沉淀、创新突破及产研结合,公司累计发布了近百款量产型光伏设备,实现头部客户全覆盖,并出口越南、泰国、新加坡、马来西亚等国家和地区,成为国内及国际光伏设备主流的解决方案提供商。

(4)新能源锂电复合集流体设备新能源锂电复合集流体设备通过在高分子基材(如PET、PI)表面沉积纳米级金属层(铜、铝等),形成“三明治”结构,替代传统金属箔制造锂电池复合集流体。

该设备可实现超薄(微米级)、高导电、耐腐蚀的轻量化集流体生产,可提升电池能量密度15%以上,同时抑制锂枝晶生长,增强锂电池安全性与循环寿命。

其高精度卷对卷连续镀膜技术适配大规模量产需求,广泛应用于动力电池、储能系统等领域,助力新能源产业向高效、安全方向升级。

(5)氢能金属双极板镀膜设备氢能金属双极板镀膜设备是专为氢燃料电池核心组件——金属双极板表面处理而设计的高端制造装备,旨在通过精密镀膜技术提升双极板的耐腐蚀性、导电性及耐久性,满足燃料电池苛刻工况下的性能需求。

3、精密电子元器件在高端精密电子元器件领域,公司主要产品为电源管理芯片、模拟信号链产品、石英晶体器件、石英微机电传感器、高精密电阻器、新型电容器、微波组件、电子封装管壳等。

公司将现有工艺与半导体工艺相结合研制新产品,拓展新应用。

新开发高功率密度负载点电源,可应用于AI、数据中心、新一代高性能FPGA、CPU、GPU等应用场景。

公司积极布局模拟信号链产品,已形成覆盖ADC/DAC模数/数模转换器、运算放大器、模拟开关、总线接口、时钟芯片、基准源等十余类300多种产品,并积极拓展数字存储类产品,已经形成FLASH、DDR存储器等系列产品。

报告期内,公司研发出基于石英材质的压力传感器芯体,在温漂系数、稳定性方面相较于市场同类型产品有着明显优势;完成抗振动高能钽电容技术攻关和高分子钽电容产品研发,解决行业痛点,产品性能指标大幅提升;成功开发电子封装外壳系列产品,目前已广泛应用于单片集成电路、光电探测和光通信、微波通信模块、射频微系统、光电微系统、汽车电子等领域。

公司是2001年9月25日经北京市人民政府经济体制改革办公室[京政体改股函[2001]54号]文批准,由七星集团作为主发起人,以经营性资产出资,联合吉乐集团、硅元科电、中国华融、王荫桐和周凤英共同发起设立的股份有限公司。

2001年9月28日,本公司在北京市工商行政管理局注册登记(注册号1100001331816(1-1))。

经公司申请,并经深圳证券交易所核准,自2017年2月24日起,公司证券简称由“七星电子”变更为“北方华创”。

公司证券代码不变,仍为“002371”。