半导体行业国产替代系列九：离子注入机，四大核心装备之一，迎来国产替代机遇 23页

'目录索引离子注入机：半导体晶圆制造等领域的关键设备之一6市场空间：全球市场规模较大，未来有望继续扩大8半导体制造：25亿美元空间，受益下游需求与技术演进规模有望扩大8太阳能电池生产：离子注入占整体比例相对较低，未来有望继续成长9AMOLED面板制造：超过3亿美元空间，受益下游AMOLED浪潮10竞争格局：壁垒高企，国外厂商占据大部分市场12国内边际变化之一：多因素助力，国内迎晶圆建厂潮14集成电路：政策、资金、市场助力，国内半导体设备迎来密集投资期14太阳能电池：生产设备国产化率高，受益政策回暖市场继续成长16AMOLED：需求驱动OLED产线开出，未来中国大陆将占据重要市场16国内边际变化之二：国内供应商实现重要突破18万业企业旗下凯世通：全球领先太阳能离子注入机厂商，发力IC/IGBT/AMOLED.18中科信：国内领先的离子注入机生产厂商，集成电路产品取得进展21离子注入设备海外可比公司估值情况22投资建议22风险提示22附录：离子注入机在半导体制造/太阳能电池/AMOLED领域应用23 图表索引图1：离子注入示意图（低能/低剂量/快速扫描）6图2：离子注入示意图（高能/大剂量/慢速扫描）6图3：离子注入机结构7图4：离子注入机工作原理7图5：全球晶圆加工设备市场规模18年超500亿美元8图6：各类晶圆加工设备占比，离子注入机占比5%8图7：半导体晶圆产能（折合成8寸晶圆）稳步成长9图8：全球光伏设备规模近年来稳步成长9图9：全球面板设备投资规模展望10图10：离子注入机占AMOLED设备规模比例约为7%10图11：中小尺寸AMOLED面板需求稳步成长11图12：华为的外折式可折叠手机MateX11图13：2017年全球离子注入机市场格局13图14：2017年低能大束流离子注入机竞争格局13图15：中国大陆半导体设备销售额规模与占比快速提升15图16：全球与中国大陆光伏装机量，中国大陆占有一定比例16图17：随着中国大陆产线开出，全球中小尺寸AMOLED产能供给稳步增长17图18：凯世通营业收入逐年成长18图19：凯世通归母净利润由负转正18图20：凯世通人员职务组成（截至2018年3月31日）19图21：凯世通人员学历组成（截至2018年3月31日）19图22：中科信电子装备有限公司产品一览21图23：2016-2019.09华力集成离子注入设备中标结果，中科信中标1台22图24：集成电路前道工艺（FEOL）：MOSFET晶体管的制造过程23图25：目前太阳能电池各类型占比，N型不到10%24图26：N型电池中各类型占比24图27：TOPCon型N型电池工艺流程24图28：AMOLED面板制程一览25表1：离子注入优点一览6表2：离子注入机分类7表3：光伏行业各环节所用设备一览9表4：全球主要国家及地区光伏装机预测（单位：GW）10表5：全球从事离子注入机的设备企业总览12表6：近年来与离子注入机相关的政策一览14表7：目前中国内地在建的21座晶圆厂15表8：凯世通核心技术人员19表9：凯世通太阳能离子注入机产品（暂未收录最新产品IPV-6000）20 表10：凯世通2018年1-6月前五大客户20表11：凯世通低能大束流离子注入机产品参数21表12：凯世通AMOLED离子注入机产品参数21表13：离子注入机海外可比公司估值一览22表14：各种太阳能电池类型对比24表15：离子注入在N型电池的具体应用点24 离子注入机：半导体晶圆制造等领域的关键设备之一在半导体晶圆制造中，由于纯净硅的导电性能很差，需要加入少量杂质使其结构和电导率发生改变，从而变成一种有用的半导体，这个过程称为掺杂。目前掺杂主要有高温热扩散法和离子注入法两种，离子注入占据着主流地位：l高温热扩散法：将掺杂气体导入放有硅片的高温炉中，将杂质扩散到硅片内的方法。由于热扩散存在精度较难控制、高热热缺陷等缺点，在现在的工艺中已经较少采用。l离子注入法：通过离子注入机的加速和引导，将要掺杂的离子以离子束形式入射到材料中去，离子束与材料中的原子或分子发生一系列理化反应，入射离子逐渐损失能量，并引起材料表面成分、结构和性能发生变化，最后停留在材料中，实现对材料表面性能的优化或改变。离子注入具备精确控制能量和剂量、掺杂均匀性好、纯度高、低温掺杂、不受注射材料影响等优点，目前已经成为0.25um特征尺寸以下和大直径硅片制造的标准工艺。离子注入机低能低剂量快速扫描掺杂离子束扫描Xj硅衬层掩蔽层掩蔽层离子注入机高能大剂量慢速扫描掺杂离子束扫描Xj硅衬层掩蔽层掩蔽层图1：离子注入示意图（低能/低剂量/快速扫描）图2：离子注入示意图（高能/大剂量/慢速扫描）低掺杂浓度（n-，p-）和浅结深（xj）高掺杂浓度（n+，p+）和深结深（xj）数据来源：《半导体制造技术》（电子工业出版社），数据来源：《半导体制造技术》（电子工业出版社），表1：离子注入优点一览优点描述1.精准控制杂质含量能在很大范围内精准控制注入杂质浓度，从1010到1017ions/cm2（离子每平方厘米）,误差在±2%之间。扩散在高浓度控制杂质含量误差在5%到10%以内，但浓度越小误差越小2.很好的杂质均匀性用扫描的方法控制杂质的均匀性4.产生单一离子束质量分离技术产生没有玷污的纯离子束。不同的杂质能够被选出进行注入。高真空保证最少玷污3.对杂质穿透深度有很好的控制通过控制注入过程中离子能量控制杂质的穿透深度，增大了设计的灵活性，如埋层，最大杂质浓度在埋层里，最小浓度在硅片表面杂质可以通过薄膜注入，如氧化物或氮化物。这就允许MOS晶体管阈值电压调整在生长栅氧化层之后进行。增大了注入的灵活性6.注入的离子能穿过薄膜5.低温工艺注入在中等温度（小于125°C）下进行，允许使用不同的光刻掩模，包括光刻胶7.无固溶度极限注入杂质含量不受硅片固溶度限制数据来源：《半导体制造技术》（电子工业出版社）， 离子注入机与光刻机、刻蚀机和镀膜机并称四大核心装备，开发难度仅次于光刻机。具体分类，根据《离子注入机通用规范》（GB/T15862-2012），离子注入机按能量高低可分为：低能离子注入机、中能离子注入机、高能离子注入机和兆伏离子注入机；按束流大小可分为：小束流离子注入机、中束流离子注入机、强流离子注入机和超强流离子注入机（通常将强流离子注入机和超强流离子注入机统称为大束流离子注入机）。由于集成电路制程向14nm及以下继续缩小，源漏极的结深相应减小，为了实现浅层掺杂，低能大束流（高剂量/浅度掺杂）日渐成为主流，其技术难度也最高，根据浦东投资的统计，目前低能大束流占有离子注入机市场的55%。按下游领域分类，目前离子注入机可用于众多领域，包括集成电路与IGBT制造领域、太阳能电池生产领域、AMOLED面板制造等。表2：离子注入机分类注入机分类描述和应用中低电流高纯离子束，电流大于10mA束流能量一般小于180keV产生的离子束电流大于10mA、大剂量注入最大能到25mA离子束能量通常小于120keV大电流大多数情况下离子束固定，硅片扫描超浅源漏区注入的超低能束流（200eV到4keV）多数情况下硅片固定，扫描离子束穿通注入专用束流能量超过200keV，最高达到几个MeV高能向沟槽或厚氧化层下面注入杂质氧注入机大电流系统用于半导体上硅（SOI）的氧注入能形成倒掺杂阱和埋层数据来源：《半导体制造技术》（电子工业出版社），离子注入机主要由离子源、磁分析器、加速管或减速管、聚焦和扫描系统、工艺腔（靶室和后台处理系统）五部分组成。设备工作时，从离子源引出的离子经过磁分析器选择出需要的离子，分析后的离子经加速或减速以改变离子的能量，再经过两维偏转扫描器使离子束均匀的注入到材料表面，用电荷积分仪可精确的测量注入离子的数量，调节注入离子的能量可精确的控制离子的注入深度。图3：离子注入机结构图4：离子注入机工作原理数据来源：《万业企业发行股份购买资产报告书（草案）（修订稿）》，数据来源：《万业企业发行股份购买资产报告书（草案）（修订稿）》， 市场空间：全球市场规模较大，未来有望继续扩大半导体制造：25亿美元空间，受益下游需求与技术演进规模有望扩大根据SEMI的统计，2018年全球晶圆加工设备市场规模达到502亿美元，同比增52%。根据的统计，离子注入机占晶圆加工设备的比重大约为5%，因此2018年用于晶圆制造的离子注入机全球市场规模达到了25亿美元。图5：全球晶圆加工设备市场规模18年超500亿美元图6：各类晶圆加工设备占比，离子注入机占比5%（亿美元）6005004003002001000200%150%100%50%0%-50%-100%光刻机刻蚀机PVDCVD量测设备离子注入机CMP扩散/氧化设备5%5%5%30%10%10%15%20%晶圆处理设备市场规模同比增速（右轴）数据来源：SEMI，Wind，数据来源：GlobalFoundries，，广发证券发展研究中心展望未来，我们认为半导体离子注入机行业的未来成长驱动力来源于两点：一方面，离子注入机长期看受益于全球半导体需求增加与产线产能的扩充。全球半导体产业空间广阔，根据全球半导体贸易统计组织（WSTS）的数据，2018年全球半导体（含分立器件、光电子、传感器、集成电路）市场规模高达4687.8亿美元，同比增13.7%，十年复合增速达6.5%。展望未来，我们认为在5G、AI、汽车电子等新兴领域的驱动下，半导体的长期成长空间有望进一步拉大。从半导体的应用结构来看，根据赛迪顾问的统计，2018年半导体下游应用领域分别为通信（32.4%）、计算机（30.8%）、工业（12%）、消费电子（12%）、汽车（11.5%）、政府（1%），每个领域均有相应的成长点，5G网络的建设、人工智能的应用与产品升级、智能终端的技术创新以及自动驾驶的持续渗透等，都带来了半导体产业市场规模的进一步提升。从产能的数据来看，根据SEMI的统计，预计未来2019-2020年全球半导体晶圆产能（折合成8寸晶圆）将以4-5%的同比增速持续增长。随着半导体大厂产线的开出与产能的增加，离子注入机作为最重要的设备之一，市场规模也将进一步提升。 图7：半导体晶圆产能（折合成8寸晶圆）稳步成长（KK/月，折合成8寸晶圆）306%255%204%153%102%51%00%AnalogDiscreteFoundryLogicMEMSMemoryMicroOptoOtherYoY（右轴）数据来源：SEMI，Bloomberg，另一方面，工艺制程的进步增加了离子注入的工艺工序。当前采用嵌入式存储器的CMOS集成电路的注入工序多达60多道。展望未来，在摩尔定律的推动下，集成电路的线宽将不断缩小以应对元器件集成度大幅提高的要求，而这会直接导致了制造工艺步骤增多与复杂度增加。根据SEMI统计，20nm工艺所需总工序约为1000道，而10nm和7nm工艺所需总工序已超过1400道。太阳能电池生产：离子注入占整体比例相对较低，未来有望继续成长整体光伏产业来看，根据中国光伏行业协会（CPIA）的统计，2018年全球光伏设备市场规模为48亿美元，同比增8%。太阳能光伏设备可分为硅片生产、电池生产和组件生产三个环节的设备，其中离子注入主要用于电池生产，由于全球仅万业企业旗下凯世通、美国Intevac和日本真空技术三家生产太阳能离子注入机，根据万业企业公告，2017年万业企业旗下凯世通和Intevac分别销售15和2台离子注入机（日本真空技术未披露销量），以600万人民币的平均单价来测算，则2017年离子注入机的市场规模至少为1.02亿人民币，占2017年全球光伏设备市场规模为0.3%以上。图8：全球光伏设备规模近年来稳步成长表3：光伏行业各环节所用设备一览（亿美元）130.044.648.036.028.335.417.523.614012010080604020020112012201320142015201620172018全球光伏设备销售收入同比增速（右轴）60%40%20%0%-20%-40%-60%-80%设备环节主要设备硅片生产多晶硅铸锭炉、单晶硅生长炉、切割机电池生产清洗机、制绒刻蚀机、离子注入机、扩散炉、PECVD、丝网印刷设备等组件生产检测、焊接、层压、装框、分选、专用生产设备等数据来源：中国光伏行业协会CPIA，数据来源：《万业企业发行股份购买资产报告书（草案）（修订稿）》， 展望未来，随着国内光伏建设的政策支持与方案落地，叠加欧洲、印度与其他新兴国家的发力，全球光伏装机量有望持续增长，从而带来整体光伏设备与太阳能离子注入设备行业的继续成长。表4：全球主要国家及地区光伏装机预测（单位：GW）国家/年份2013201420152016201720182019E2020E中国11.010.615.134.553.144.444.551.2美国4.86.27.515.110.610.612.014.5日本6.89.311.08.66.66.56.49.0欧洲11.08.08.86.711.311.020.422.0拉美0.40.92.22.53.04.07.010.0印度1.00.82.04.59.68.313.014.0其他2.09.39.96.510.719.421.225.0总计37.045.156.578.5104.9104.1124.5145.7数据来源：BP、SolarPowerEurope，AMOLED面板制造：超过3亿美元空间，受益下游AMOLED浪潮根据DSCC和DIGITIMES的统计，2019年全球OLED面板设备的投资有望达到52亿美元。AMOLED制程可分为前段、中段与后段，根据万业企业公告，AMOLED生产前段、中段与后段三个制程的设备投入占比分别约为70%、25%、5%，其中AMOLED离子注入机投资约占AMOLED前段设备投资额的10%。因此整体而言AMOLED离子注入机占整体AMOLED设备支出的7%，市场规模至少为3.64亿美元。图9：全球面板设备投资规模展望图10：离子注入机占AMOLED设备规模比例约为7%后段设备5%前段设备-离子注入机7%中段设备25%前段设备-其他63%（亿美元）14012010080604020020182019E2020E2021E2022EOLED投资LCD投资数据来源：DSCC，DIGITIMES，数据来源：《万业企业发行股份购买资产报告书（草案）（修订稿）》，OLED屏幕相比LCD屏幕具备显示效果好、更轻薄、能耗低、可实现柔性效果等优点，随着技术的逐渐成熟与成本的逐渐下降，在智能手机中的渗透率将不断提升。 同时折叠屏手机的面世也将带动OLED需求的增长，OLED面板的市场规模将不断扩大。根据IHS的统计，2019和2020年全球中小尺寸AMOLED面板需求将以20%左右的增速持续成长，需求的成长也将带来AMOLED厂家的扩产，带来离子注入设备新增需求。图11：中小尺寸AMOLED面板需求稳步成长图12：华为的外折式可折叠手机MateX（百万平方米）76543210201720182019E2020E中小尺寸（智能手机等）AMOLED面板需求YoY25%20%15%10%5%0%数据来源：IHS，数据来源：华为官网， 竞争格局：壁垒高企，国外厂商占据大部分市场离子注入机属于高壁垒行业，存在以下几个方面的竞争壁垒：l技术壁垒：离子注入机在研发和生产过程中涉及高压电子、机械、电气、计算机控制、等离子体物理等多个高技术学科，理论门槛较高，系统集成难度较大，同时要考虑下游光伏、集成电路、AMOLED等应用端客户的生产工艺路线和技术水平。技术要求和准入门槛较高。l人才壁垒：国际从事离子注入机研发制造的公司很少，市场上相关人才匮乏，国内仅有万业企业旗下凯世通和中科信具备离子注入机的研发和生产能力，离子注入机厂商招聘成熟离子注入机人才难度较大，需要自我培养。l资金壁垒：离子注入设备的研发投入巨大，需要较高的初始资金投入，生产研发、测试验证、生产周期较长，从投资启动开发到实现生产销售往往需要数年的时间，单台设备产品的造价较高，从数百万元甚至几千万元不等，同时为适应市场需求，还需不断进行迭代研发，开发不同规格和性能的系列化产品，对持续的资金投入和保障要求很高。l品牌壁垒：离子注入机主要面向下游光伏、集成电路、AMOLED面板、电力电子器件等大型生产制造商，产品的供给方、需求方都较为集中，且具有很强的针对性。离子注入机厂商与客户形成了稳定的长期合作关系，客户壁垒较高，打破离子注入机行业竞争格局存在一定难度。高壁垒造就了高的行业集中度，整个市场主要由美国厂商垄断，根据万业企业公告，全球第一大和第二大离子注入机厂商美国应用材料公司和美国Axcelis公司合计占据全球70%以上的市场。国内仅有万业企业旗下凯世通和北京中科信电子装备有限公司具备离子注入机的研发和制造能力。表5：全球从事离子注入机的设备企业总览国家和地区厂家产品主要应用领域中国大陆凯世通北京中科信电子装备有限公司太阳能、集成电路、AMOLED集成电路美国汉辰科技（AdvancedIonBeamTechnology,Inc.AIBT）美国应用材料公司（AMAT）美国亚舍立公司（Axcelis）Intevac,INC.集成电路集成电路集成电路太阳能、集成电路日本日新离子机株式会社（NissinIonEquipmentCo.Ltd.）日本真空技术株式会社（ULVACLtd.）日本住友重机械工业株式会社(SumitomoHeavyIndustries,Ltd.)AMOLED太阳能、集成电路集成电路数据来源：《万业企业发行股份购买资产报告书（草案）（修订稿）》，分领域来看，由于不同厂商各有侧重，因此竞争格局稍有不同：l半导体晶圆制造领域：根据前瞻产业研究院的统计，美国应用材料占据全 球半导体制造离子注入机市场约70%的份额，Axcelis占据20%的份额，呈现寡头垄断的格局。其中，根据浦东投资的统计，最为重要的低能大束流离子注入机领域市场竞争格局被应用材料（40%）、Axcelis（32%）和汉辰科技AIBT（25%）占据。图13：2017年全球离子注入机市场格局图14：2017年低能大束流离子注入机竞争格局10%20%70%应用材料Axcelis其他应用材料AxcelisAIBT3%25%40%32%其他数据来源：前瞻产业研究院，数据来源：微信公众号“浦东投资”，l太阳能电池生产领域：根据万业企业公告，目前全球仅凯世通、美国Intevac和日本真空技术三家生产太阳能离子注入机，2017年凯世通和Intevac分别销售17和2台离子注入机（日本真空技术未披露销量），因此凯世通占据着该细分市场较大的市场份额。lAMOLED面板制造领域：根据万业企业公告和IHS数据，目前日本日新离子机株式会社（日新电气株式会社NissinElectricCo.,Ltd.的全资子公司）是AMOLED离子注入机的市场垄断厂家。 国内边际变化之一：多因素助力，国内迎晶圆建厂潮集成电路：政策、资金、市场助力，国内半导体设备迎来密集投资期当前中国半导体设备迎来发展机遇，从需求端的角度来看，政策、资金、市场是三大助力因素：l政策扶持：早在2008年出台的“02专项”实现国产半导体设备从零到一大跨越。取得了显著阶段成果，包括服务全球的65-28nm先进制程工艺、高密度封装技术、30多种高端设备等。近几年政府也先后出台《国家集成电路产业发展推进纲要》、《鼓励集成电路产业发展企业所得税政策》等政策，从税收、资金等各个维度为半导体产业给予扶持，其中某些政策对半导体设备尤其是离子注入机也提出了明确的发展目标要求。政策法规名称颁布单位颁布年份相关主要内容表6：近年来与离子注入机相关的政策一览首台（套）重大技术装备推广应用指导目录（2017年版）工信部2018将高效N型晶体硅太阳能电池离子注入机等太阳能电池生产生产装备，以及中束流、大束流、高能离子注入机等集成电路生产装备列入名录战略性新兴产业重点产品和服务指导目录国家发改委2017（2016）主要包括6英寸/8英寸/12英寸集成电路生产线所用的光刻机、刻蚀机、离子注入机、退火设备、单晶生长设备、薄膜生长设备、化学机械抛光设备、封装设备、测试设备等国家集成电路产业发展推荐纲要国务院2014突破集成电路关键装备和材料，加强集成电路装备、材料与工艺结合，研发光刻机、刻蚀机、离子注入机等关键设备数据来源：国务院、国家发改委、工信部网站，l资金支持：大基金一期投资完毕，注资领域重点在晶圆代工领域，其中代工企业晶圆厂扩产以及先进制程工艺提升均需采购跟多数量以及更为先进的半导体设备，目前国内半导体设备在300mm晶圆以及28nm工艺已经具备全球竞争力水平，随着14nm工艺设备完成验证以及商用，国内半导体设备制造商有望新一轮晶圆制造投资。同时，近日大基金二期投资公司已经正式成立，注册资本超2000亿元，未来有望继续带动半导体设备产业投资。l下游市场：中国为最主要的全球半导体需求市场，根据WSTS数据，2018年中国大陆半导体销售额占全球销售额占比为34%，根据Wind统计，近年来中国半导体设备销售额占全球比重不断提升，但至2018年也仅有20%，仍然有不小提升空间。三大因素助力中国内地晶圆制造产线增加，带来半导体设备投资机遇。根据我们的统计，中国内地目前在建的晶圆厂：12寸晶圆厂共15条，投资额合计5688亿元；8寸晶圆厂共6条，投资额合计247亿元。另外计划建设的晶圆厂13条，其中有披露投资额的合计4946亿元。而晶圆厂设备采购时间一般为投产前1年左右开始，投产后1年完成相关晶圆厂设备采购，带来了半导体设备的投资机遇。 图15：中国大陆半导体设备销售额规模与占比快速提升（亿美元）70060050040030020010002005200620072008200920102011201220132014201520162017201825%20%15%10%5%0%中国大陆台湾地区日本北美欧洲韩国其他地区中国大陆占比数据来源：SEMI，Wind，量产时间动工时间月产能/K晶圆尺寸投资金额/英寸类型生产项目名称地点公司表7：目前中国内地在建的21座晶圆厂南京紫光集团紫光集团南京3DNANDFLASH、2016年9月2017年12月4066亿元代工厂12路Fab16中芯国际深圳图像传感器、逻辑电中芯国际深圳DRAM存储器12100亿美元1002017年2月2019年2月上海中芯国际北京中芯国际中芯国际上海SN1&SN2逻辑晶片代工厂12675亿元702016年10月2018年3月中芯国际北京B3逻辑晶片代工厂1240亿美元352016年10月2018年6月长江存储武汉武汉长江存储2016年12月2018年7月10080亿美元存储器123DNANDFlash长江存储武汉二线武汉长江存储一线逻辑芯片、3DNANDFlash存储器1280亿美元1002016年3月2017年12月武汉长江存储长江存储武汉2016年6月2018年7月2030亿美元代工厂12逻辑晶片台积电南京TSMC(南京)南京台积电三线DRAM存储器1280亿美元1002020年6月西安三星三星西安Fab1二期3DNANDFlash代工厂1243亿美元1002016年10月2018年12月重庆美国AOS美国AOS重庆联华电子厦门MOSFET新功率半导体器件代工厂1210亿美元702016年3月2017年12月厦门联华电子Fab12X代工厂1262亿美元502015年10月2017年10月2015年3月2017年10月135.3亿元40代工厂12LCD驱动芯片力晶合肥晶合12英寸产线合肥力晶华力微电上海子华力微电子上海Fab2逻辑芯片代工厂12387亿元402016年12月2018年12月合肥合肥长鑫/兆易创新合肥长鑫/兆易创新合肥DRAM代工厂12494亿1252017年5月2019年2月淮安德科玛德科玛淮安CIS芯片及测封代工厂1215亿美元602016年3月2017年12月无锡SK海力士SK海力士无锡扩大产能存储器1236亿美元402017年7月2019年4月北京燕东燕东北京代工厂848亿元502017年6月2019年6月杭州士兰集成士兰集成杭州代工厂810亿元202016年7月2017年12月德科玛淮安淮安德科玛F2电源管理芯片代工厂810亿美元402016年3月2017年12月大连大连宇宙大连宇宙大连半导体功率器件存储器824亿元2402016年10月2018年10月厦门三安光电三安光电厦门代工厂630亿元302015年12月2017年12月数据来源：根据各公司公告、集微网、digitimes等整理（更新至2019.04）， 太阳能电池：生产设备国产化率高，受益政策回暖市场继续成长太阳能电池方面，国内光伏行业发展获得政策支持。经历了几年的高速发展，我国光伏产业在2014-2017年装机量迎来快速成长，但补贴缺口也随之不断扩大，2018年国家颁布了《关于2018年光伏发电有关事项的通知》（“531”新政）以避免行业无序混乱发展，2018年开始国内整体光伏行业受到了一定的负面影响。但进入2019年，国家颁布了《2019年光伏发电项目建设工作方案》等政策支持国内光伏建设工作，国内光伏市场发展将更加有序，未来有望健康成长。根据万业企业公告，目前我国光伏装备已基本实现产业化，太阳能电池生产设备国产化率达到80%。与国际先进水平相比，国产太阳能电池生产设备最关键的几种设备中，离子注入机、扩散炉、管式PECVD、等离子刻蚀设备、清洗/制绒机等达到或接近了国际先进水平，占据了国内绝大部分市场，性价比优势十分明显。因此政策的边际回暖将直接带动国内离子注入机市场健康成长。图16：全球与中国大陆光伏装机量，中国大陆占有一定比例（GW）12010080604020060%50%40%30%20%10%0%中国大陆光伏装机量全球光伏装机量中国大陆占全球比例（右轴）数据来源：Wind，SOLARZOOM，前瞻产业研究院，AMOLED：需求驱动OLED产线开出，未来中国大陆将占据重要市场随着智能手机等中小尺寸领域对AMOLED面板的需求不断增长，面板厂商也纷纷布局OLED产线，而中国大陆随着京东方、深天马等厂商的持续扩产，未来中国大陆有望占据重要市场份额。根据IHS的统计，全球中小尺寸AMOLED产能2018-2021年将以19%的复合增速持续成长，其中京东方、维信诺、深天马、华星光电以及和辉光电等国内厂商的合计比例从2018年的20%提升到2021年的37%。 图17：随着中国大陆产线开出，全球中小尺寸AMOLED产能供给稳步增长（千平方米）30,00025,00020,00015,00010,0005,000-50%40%30%20%10%0%SamsungDisplayBOELGDisplayVisionoxTianmaChinaStarJDIEDOCPTSharpJOLEDAUORoyoleIncoflexOthersTotalYoY/%数据来源：IHS， 国内边际变化之二：国内供应商实现重要突破目前国内仅有万业企业旗下凯世通和北京中科信电子装备有限公司具备离子注入机的研发和制造能力，但近年来随着这两家供应商不断地投入研发，叠加外部因素的支持，在离子注入机行业取得了较为良好的进展。万业企业旗下凯世通：全球领先太阳能离子注入机厂商，发力IC/IGBT/AMOLED上海凯世通半导体股份有限公司于2009年4月成立，是一家以离子束技术为核心的集科研、制造于一体的高科技企业，主要研制、生产、再制造和销售国际领先高端离子注入机，重点应用于光伏太阳能电池、半导体集成电路与IGBT、新型平板显示（AMOLED）领域。2015年凯世通完成股份制改造，2016年新三板挂牌，2018年被上市公司万业企业以3.98亿元的现金收购，成为万业企业旗下的全资子公司。（注：万业企业2019H1前三大股东分别为上海浦东科技投资有限公司28.16%、三林万业（上海）企业集团有限公司13.53%、国家集成电路产业投资基金股份有限公司5.5%）2018年凯世通实现营业收入1.08亿元和归母净利润1209万元，2016-2018年营收复合增速为132%，归母净利润2017年开始实现扭亏为盈并在2018年继续成长。图18：凯世通营业收入逐年成长图19：凯世通归母净利润由负转正（百万元）108.489.220.1120100806040200400%350%300%250%200%150%100%50%0%（百万元）200-20-40-60-80-100-120-111.18.612.1120%100%80%60%40%20%0%201620172018营业收入同比增速（右轴）201620172018归母净利润同比增速（右轴）数据来源：凯世通2016-2018Q1审计报告，万业企业2018年年报，数据来源：凯世通2016-2018Q1审计报告，万业企业2018年年报， 图20：凯世通人员职务组成（截至2018年3月31日）图21：凯世通人员学历组成（截至2018年3月31日）生产人员,14,16%管理人员,24,26%研发人员,53,58%博士,5,5%大专以下,18,硕士,8,9%20%大专,26,29%本科,34,37%数据来源：《万业企业发行股份购买资产报告书（草案）（修订稿）》，数据来源：《万业企业发行股份购买资产报告书（草案）（修订稿）》，表8：凯世通核心技术人员姓名职位学历主要经历浙江大学热能系硕士,美国哥伦比亚曾任加拿大AdvanceLaserandFusionTechnologies,IncJIONGCHEN（陈炯）董事长、总经理大学应用物理学博士、美国EatonCorporation技术部门职务，AIBT的创始人之一兼首席技术官曾任加拿大国家研究委员会研究员，加拿大北电网络公司、JUNHUAHONG（洪俊华）董事、副总经理圣安德鲁斯大学物理学博士美国迅桐网络公司和AIBT公司的工程师职务，波特曼安全系统市场总监职务JEFFREYSCOTTBOEKER董事、副总经理美国华盛顿大学计算机科学硕士和曾任MillerNash合伙人、AmbertecInc工程副总裁、AIBT法学博士软件和自动控制总监职务杨立军电气工程师本科多路控制电路专利的发明人之一，曾任任毕梯优电子（上海）有限公司电气工程师陈守俊项目经理博士为晶片盒、传输矫正机构专利的发明人之一何川高级技术经理硕士王宇琳电气主管硕士多路控制电路专利的发明人之一，曾任盛美半导体设备（上海）有限公司电气工程师、飞利浦电子技术（上海）有限公司研发工程师张晓峰机械工程师硕士束流检测装置、离子注入机专利的发明人之一数据来源：《万业企业发行股份购买资产报告书（草案）（修订稿）》，目前，凯世通已量产的太阳能离子注入机共四款：IonSolar、iPV-2000、iPV-3000和IPV-6000（iPV-3000升级版，产能提升一倍，性价比提升，9月已成功下线，10月移入客户生产线），全球地位领先。凯世通2017年共销售iPV-2000和iPV-3000共15台，同期竞争对手美国Intevac仅销售2台（日本真空数据未有披露），因此行业内凯世通地位领先，这背后的原因主要来源于以下两点：一是从产品性能来看，凯世通的太阳能离子注入机的产品具备产能大、运行成本低、工艺创新、兼容性好以及服务全面等优势。二是从下游客户来看，凯世通背靠中国大陆市场，产品已进入国内多家知名客户，太阳能离子注入机产品的主要客户为中来股份、英利集团、锦州华昌、苏州国鑫、陕西有色等。 表9：凯世通太阳能离子注入机产品（暂未收录最新产品IPV-6000）型号IonSolariPV-2000iPV-3000表10：凯世通2018年1-6月前五大客户客户名称2018H1营业收入（万元）占比（%）产品图片上海市机械设备成套（集团）有限公司715.5216.68定型时间2012年2014年2017年尺寸6.0m*3.5m*3.5m4.5m*2.5m*3.0m5.5m*2.5m*3.0m英利能源（中国）有限公司603.7814.07掺杂源低压磷烷固态磷源固态磷源掺杂源消耗3.4分/片0.3分/片0.3分/片离子源数量单离子源单离子源双离子源品澳（扬州）太阳能科技有限公司598.7313.95离子束大小30mA120mA160mA*2泰州中来光电科技有限公司1,671.5538.96注入能量5-25keV5-15keV5-15keV特点精准的质量分析，提升掺杂真空环境高速皮带水平传选择性掺杂；可同步实现纯度送硅片；省去昂贵的磷烷，使用固态磷P型和N型注入产能1500WPH2000WPH3000WPH合计4,187.8797.61苏州国鑫所投资有限公司598.2913.94数据来源：《万业企业发行股份购买资产报告书（草案）（修订稿）》，数据来源：《万业企业发行股份购买资产报告书（草案）（修订稿）》，集成电路离子注入机方面，凯世通采取“领先一步”的策略，将目标直接定位在16纳米及以下制程的FinFET集成电路以及3D存储器的离子注入设备方面（FinFET是一种3D结构，相比以往的结构可以大幅改善电路控制并减少漏电流，将晶体管制程工艺提高到更小的尺寸）。细分来看，在低能大束流离子注入机方面，凯世通针对研制低能大束流离子注入机所需要解决的关键技术和技术难点，建立了相应的研发平台、相关核心关键技术及工艺的研究参数数据库和性能检测规范标准，正在准备进行国内知名生产线应用验证。目前凯世通的低能大束流离子注入机在低能和大束流等核心指标上已达到或超过国外同类产品，能够满足国内集成电路行业实际应用。在高能离子注入机方面，凯世通计划在政府项目的支持下，自主研发国产自主高能离子注入机。凯世通于2019年4月申报的02专项“300mm高能离子注入机装备及工艺研发项目”完成第一阶段审批，申报的上海市科委的高能离子注入机关键技术项目已获得立项。目前凯世通已完成实验机台的调试、恢复与实验场地准备，正在与国内关键客户沟通高能注入的技术需求。IGBT离子注入机方面，凯世通目前在研发及市场推广方面主攻IGBT氢离子注入机。根据万业企业公告，凯世通基于前期的技术积累开发出在与竞争对手保持同样性能的前提下，价格较竞争对手低1/3。技术路径方面，凯世通采用RF技术的离子源以及Tandemtron加速器和凯世通已研发成熟的硅片传送系统实现上述研发目标。该机型的研发预计于2019年底完成，并于2020年向市场推广。AMOLED离子注入机方面，凯世通目前已经推出了G6iPD600AMOLED离子注入机，正在与国内面板企业进行合作评估。 表11：凯世通低能大束流离子注入机产品参数表12：凯世通AMOLED离子注入机产品参数离子能量5-90keV关键技术指标凯世通产品参数国外主流同类产品参数项目特性特征线宽7nm-32nm7nm-32nm硅片尺寸12英寸12英寸注入元素P,B注入能量100eV-50keV200eV-60keV离子种类P,B,As,Ge,C,N,HP,B,As,Ge,C,N,H,Sb尺寸8.4m*12.9m*3.88m基板尺寸1500mm*1850mm剂量均匀度3%剂量重复性0.03注入束流3keV能量下对P离子的注入束流能注入剂量范围1x104-5x1016ion/cm21x104-5x1016ion/cm2达到40mA22mA静电<120V出片率高，造价低，某种气体用量低，耗材价格便宜约60，高稳定性特点开机率约90%（待验证）约92%基本温度<120V℃最大产能400片/小时500片/小时产能无间断注入：60面板/小时数据来源：《万业企业发行股份购买资产报告书（草案）（修订稿）》，数据来源：《万业企业发行股份购买资产报告书（草案）（修订稿）》，中科信：国内领先的离子注入机生产厂商，集成电路产品取得进展北京中科信电子装备有限公司成立于2003年，是中电科电子装备集团有限公司（中电科隶属于中国电子科技集团有限公司）的全资子公司。中科信是一家专业从事离子注入机研发、生产、制造和销售，以及光伏系列产品生产和销售的高新技术企业。中科信先后承担“十五”863计划100nm大角度离子注入机项目、“十一五”02专项12英寸90-65nm大角度离子注入机研发及产业化项目及“十二五”12英寸45-22nm低能大束流离子注入机研发及产业化项目。其中“十一五”90-65nm大角度中束流离子注入机已具备产业化能力，进入国内超大规模集成电路制造生产线并实现量产，2016年取得国产机台首家量产突破百万的佳绩，2015、2016年度连续获得由中国半导体行业协会颁发的中国半导体创新产品和技术大奖。根据中国招标网的数据，2016年至2019年9月一共有5家厂商中标华力集成的离子注入机项目，一共中标26台，其中中科信中标1台，取得了进展和突破。图22：中科信电子装备有限公司产品一览中束流离子注入机大束流离子注入机高能注入机多功能离子注入机太阳能电池片太阳能组件数据来源：中科信电子装备有限公司官网， 图23：2016-2019.09华力集成离子注入设备中标结果，中科信中标1台4%12%11%50%23%AppliedMaterialsFEI亚舍立科技股份有限公司住友重工北京中科信电子装备有限公司数据来源：中国招标网，离子注入设备海外可比公司估值情况总市值2018A2019E2020E2018A2019E2020E2018A2019E2020E2018A2019E2020E和PE外）证券简称单位（除PS股票代码PE净利润PS营业收入表13：离子注入机海外可比公司估值一览AMAT.O应用材料亿美元511.21172.53146.08164.372.963.503.1145.6928.1334.4011.1918.1714.86ACLS.OAxcelis亿美元6.984.433.314.131.582.111.690.480.130.3414.5453.6920.53数据来源：Wind，Bloomberg，注：市值为2019年12月4日数据，盈利预测来源于Bloomberg一致预期投资建议我们认为，从全球的角度看，未来集成电路/太阳能电池/AMOLED离子注入设备行业将受益于下游需求与技术演进，行业呈现向好发展。对于国内市场，政策、资金、市场助力国内半导体设备迎来密集投资期，国内离子注入设备空间也将持续增长，同时国内厂商离子注入机也迎来良好进展和突破，有望显著受益。建议关注国内领先企业万业企业（已收购凯世通100%股权）和中科信（未上市）。风险提示技术更新换代风险；下游投资不及预期风险；专利风险等。 附录：离子注入机在半导体制造/太阳能电池/AMOLED领域应用（1）离子注入机在晶圆制造中的应用集成电路到最底层是晶体管以及连接它们的导线，因此芯片制造可以分为前道基板工序FEOL（制作晶体管等部件）和后道布线工序BEOL（将在FEOL制造的各部件与金属材料连接布线以形成电路）。其中FEOL工序流程如下：在一个p型硅晶圆衬底上，生成一层氧化膜（氧化），利用掩膜版图形光刻（光刻机），然后进行离子注入（进行n型离子掺杂），形成n阱；继续刻蚀出p阱，然后在表面生长一层二氧化硅膜，利用分子束外延法生成一层多晶硅膜，随后进行光刻和湿法刻蚀，再同时进行P型和N型杂质的掺杂，形成PN阱。然后用化学气相沉积生成氮化物膜，继续刻蚀出沟道，然后利用物理气相沉积的方式（溅射机），长出金属层，再利用光刻和湿法刻蚀形成沟道。整个过程多次重复利用：生长-光刻-刻蚀-掺杂-生长等工序。6.用分子束外延长出一层多晶硅，分子束外延5.生长一层二氧化硅膜-热处理4.刻蚀-把需要P阱的地方刻蚀出来7.光刻+湿法刻蚀9.气相沉积，生成氮化硅层——CVD8.离子注入-同时注入P/N型物质12.光刻+湿法刻蚀11.物理气相沉积长出金属层，PVD10.刻蚀，将氮化物层刻蚀出沟道离子注入机在其中主要负责注入P/N型物质，完成掺杂工作。图24：集成电路前道工艺（FEOL）：MOSFET晶体管的制造过程1.生成氧化层3.离子注入形成n阱-注入n型物质2.按照掩膜版图形光刻数据来源：Anandtech，（2）离子注入机在太阳能电池生产中的应用根据集邦新能源网，目前太阳能电池主要有P型和N型两种，P型市场份额较大，N型电池中的具体路线有PERT、HJT、IBC路线。根据万业企业公告的分类，现有高效晶硅太阳能电池技术路线主要有三条：N型PERT-TOPCon-TOPConIBC技术方案、P型PERC技术方案、HJT技术方案。其中，离子注入在太阳能电池生产中的主要功能是在硅片中制备P-N结，掺杂制结过程的质量决定了电池转换效率、衰减率、良品率等多个关键指标，因此是太阳能光伏电池生产过程中的关键步骤之一。 表14：各种太阳能电池类型对比InfoLinkP-MonoPERCN-PERTN-TOPConHJTIBC现电池片效率21.8-22%21.5-21.7%22.5%-23.2%22.5%-24%24%-25%2018年底产能约57.2GW约2.1GW约2GW约3.8GB约1.5GW2019预估产能108.8GW0.9GW3.8GW5.2GW1.6GW目前主要量产企业主流电池片厂商中来林洋LG、REC中来Panasonic上彭、晋能、钧石SunPowerLG优点性价比高可从现有产线升级有机会从现有新产线升级工序少效率高现状比较量产性非常成熟已可量产已可量产、但难度高已可量产、但难度高国内尚未有量产实绩技术难度容易较容易难度很高难度高难度极高工序少较少多最少非常多设备投资少设备投资较少设备仍贵设备仍贵非常高与现有产线兼容性已有许多产能可用现有设备升级有机会由新产线升级完全不兼容几乎不兼容目前问题产品扩充非常快，后续提与双源P-PERC相比没有性价比优量产难度高,效率提升空间可能略低与现有设备不兼容，设备投难度高，成本也远效路线不明朗势，几乎从市场上消失于HJT资成本高高于前述技术数据来源：PVInfoLink技术趋势调研报告，图25：目前太阳能电池各类型占比，N型不到10%图26：N型电池中各类型占比100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%4.8%16.0%2.2%3.3%7.9%3.9%7.9%4.8%4.2%4.7%9.2%10.4%11.0%27.7%28.7%20.1%30.8%31.7%32.8%8.2%8.7%11.9%11.4%11.4%14.0%16.1%15.1%11.3%11.6%11.7%48.7%40.5%36.7%29.9%26.0%24.7%201720182019E2020E2021E2022E100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%33%26%27%25%23%19%17%32%36%46%29%35%41%44%38%42%38%40%36%36%36%2016201720182019E2020E2021E2022EP-MultiP-MultiPERCP-MonoP-MonoPERCN-CellThinFilmHJTN-PERL/PERTIBC/MWT数据来源：集邦新能源网，数据来源：集邦新能源网，电池类别N-PERTTOPConIBC图27：TOPCon型N型电池工艺流程表15：离子注入在N型电池的具体应用点制绒硼扩散背面抛光注入后清洗背面离子注入沉积Polysilicon退火双面PECVDSiNx印刷烧结电池结构择性背场镀多晶硅的选择性刻蚀杂磷背场掺杂，包括全背场和选N型多晶硅高剂量掺杂；纯发射极和背场掺杂；前场掺应用点数据来源：《万业企业发行股份购买资产报告书（草案）（修订稿）》，数据来源：《万业企业发行股份购买资产报告书（草案）（修订稿）》， OLED面板制程偏光PCBTP图28：AMOLED面板制程一览（1）离子注入机在AMOLED中的应用AMOLED面板制造可分为前段（阵列工序Array，通过成膜/曝光/蚀刻等工序以形成驱动电路）、中段（成盒工序Cell，通过高精度金属掩膜板FMM将有机发光材料等材料蒸镀在背板上，形成发光器件，再在无氧环境中进行封装以起到保护作用）、后段（模组组装工序Module，将封装完毕的面板切割成实际产品大小，之后进行偏光片贴附、控制线路与芯片贴合、测试以及包装等工艺，最终呈现为客户手中的产品）。离子注入为AMOLED前段环节，离子注入对AMOLED中硅载流子进行掺杂，从而改变AMOLED面板的导电特性，因此离子注入为AMOLED的必要环节。片贴偏OLED光片面板驱动IC封装有机蒸镀组装测试切割倒角掩模板张网OLED模组绑定去光阻刻蚀显影曝光光阻涂布成膜多晶硅结晶离子注入清洗玻璃基板TFT背板前段Array中段Cell后段Module数据来源：IHS，'