前言:
本报告作为半导体设备研究的第四篇,将从以下几个方面对国内半导体设备厂商进行介绍分析:
第1部分重点分析国产半导体设备厂商的历史发展机会;
第2部分对国内半导体设备大厂进行介绍分析,如北方华创、至纯科技、精测电子、长川科技、晶盛机电、中微半导体、上海微电子、盛美半导体、华兴源创、捷佳伟创;
后续报告还会对国内具备发展潜力的设备厂商进行介绍及分析国内半导体设备厂商的发展路径。
1、下游需求自主可控将拉动国产设备近千亿市场需求
1.1、市场规模近千亿 自给能力有限
2020 年国内半导体设备市场规模预计达 181 亿美元,同比增长 34.6%。 随着 PC 和消费电子在国内的市场不断扩大,对于集成电路的旺盛需求带来了国内对于集成电路产业的持续投资。 自 2013 年以来国内的半导体设备市场规模不断增长,2013 年国内半导体设备市场规模 33.7 亿美元,根据 SEMI 预测, 2020 年市场规模预计达 181 亿美元,七年 CAGR 达 27%。 在 2019 年全球半导体资本支出低迷的情况下, 国内半导体设备支出仍旧保持了增长态势,市场规模达 134.5亿美元。 同比增长 2.5%。 我们认为在国家政策和资金支持下,2021 和 2022 年中国大陆的半导体设备支出将持续保持高位, 市场规模将保持在 180 亿美元。
2019 年国产半导体设备销售额为 161.82 亿元,同比增长 30%。 其中集成电路设备销售额为 71.29 亿元,同比增长 55.5%。 而中国大陆 2019 年半导体设备市场规模 134.5 亿美元,国产化率约 17%,具备较大国产替代空间。
图1:近十年中国半导体设备需求量增长迅猛(亿美元)
图2: 国产半导体设备自给率低(亿元)
1.2、政策资金双轮驱动, 助力半导体设备国产化
国家政策大力支持半导体设备行业发展,国产替代进程加快。 自“02 专项”以来,国家发布了一系列政策支持我国半导体行业的发展。国家先后出台了《国家集成电路产业发展推进纲要》,《关于进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策的通知》等多方面为半导体产业政策给予扶持。
《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》 出台, 进一步大力支持国产半导体产业发展。 在半导体国产化需求迫切的情况下, 2020 年 8月国务院发布《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,从财税、融资、人才、市场等多个维度支持国内半导体相关企业的发展。
国家大基金深度参与半导体设备行业。 2014 年国家设立了国家集成电路产业投资基金, 2018 年国家集成电路产业投资基金一期经投资完毕,总投资额为 1387亿元,公开投资公司为 23 家,未公开投资公司为 29 家,累计有效投资项目达到70 个左右,投资范围涵盖集成电路产业上、下游各个环节。大基金一期投资项目中,集成电路制造占 67%,设计占 17%,封测占 10%,装备材料类占 6%。
大基金二期将继续支持国产半导体设备发展。 2019 年国家集成电路产业基金二期成立, 投资布局及规划方向主要有三点:第一, 支持龙头企业做大做强,提升成线能力;第二, 产业聚集,抱团发展,组团出海;第三, 续推进国产装备材料的下游应用。
在半导体设备方面,首期基金主要完成产业布局,二期基金将对在刻蚀机、薄膜设备、测试设备和清洗设备等领域已布局的企业保持高强度的持续支持,推动龙头企业做大最强,形成系列化、成套化装备产品。加快开展光刻机、化学机械研磨设备等核心设备以及关键零部件的投资布局,保障产业链安全。充分发挥基金在全产业链布局的优势,持续推进装备与集成电路制造、封测企业的协同,加强基金所投企业间的上下游结合,加速装备从验证到“批量采购”的过程,为本土装备材料企业争取更多的市场机会。督促制造企业提高国产装备验证及采购比例,为更多国产设备材料提供工艺验证条件,扩大采购规模。
1.3、近年来中国晶圆厂建设进度加快,拉动下游需求
近年来中国晶圆厂建设进度加快,根据芯思想研究院数据显示, 新建的 20 家FAB 中, 19 年上半年有 2 家在建厂完毕逐步投产, 12 家在建, 4 家在规划中或新增规划, 2 家处于停摆状态。 根据上述数据测算, 总计将投入约 1177 亿人民币,若按 65%~70%为设备投资,则有约需 760 亿~830 亿增量设备需求。
如果按各项目如期推进, 则预计到 2020~2021 年,中国大陆晶圆厂装机产能将达到每月400 万晶圆片/月(约当 8吋), 过去5年产能复合成长率(CAGR)达 12%,成长速度远高过所有其他地区,对设备需求量将每年拉动近千亿市场需求。
根据 SEMI 数据预估,未来中国区域显现更为显著的半导体设备销售增长潜力。预计 2020~2021 增速可达 10%~16%,快于全球平均 6~10%增速,中国区域迎来国产设备增长的大好时机, 年市场规模可达 130~160 亿美金。
图3:中国区域设备销售额预计将较快增长
2、半导体国产设备重点公司
2.1、北方华创
北方华创由七星电子和北方微电子战略重组而成,是国内领先的平台型半导体设备企业。主营业务包括半导体装备、真空装备、新能源锂电装备及精密元器件。半导体设备是公司的核心业务,公司的热处理设备、刻蚀设备、PVD设备、CVD设备和清洗设备进入国内多家主流晶圆厂。2020年在新冠肺炎疫情的影响下,前三季度公司营收和利润仍旧保持了高速增长,实现营业收入38.36亿元,同比增长40.16%,实现归母净利润3.27亿元,同比增长48.86%。
半导体设备已经成为公司核心业务。公司四大业务中,半导体设备为核心业务,营收占比逐年提升,2019年半导体设备业务营收占比为63.9%。主要产品包括刻蚀机、PVD、CVD、热处理设备和清洗机等,下游覆盖领域包括集成电路、LED、显示面板和光伏电池。真空设备和锂电设备业务合计营收占比15%,其中真空设备包括晶体生长设备、钎焊工艺设备、热处理工艺设备、烧结工艺设备、磁性材料设备等,主要覆盖新材料、磁性材料和航空航天等领域;锂电设备包括浆料系统、极片涂布机、强力轧膜机、极片分切机等,下游覆盖锂电池极片生产和锂电池整线生产。电子元器件业务2019年营收占比20.9%,产品包括电源模块、晶体器件、电阻器、微波组件和电容器等,主要应用于自动控制、电力电子、精密仪器仪表、铁路交通等领域。
公司实际控制人为北京电子控股有限责任公司。北京电子控股有限责任公司(简称北京电控)是北京市国资委授权的以电子信息产业为主业的国有特大型高科技产业集团。北京电控直接持有北方华创10.47%股份,通过七星华电集团间接持有35.90%股份,合计持有46.37%股份,为公司实际控制人。国家集成电路产业投资基金为战略投资者,是公司第二大股东,持有公司8.92%的股权。
公司营业收入持续增长,净利润稳步提升。受益于下游半导体、光伏和LED行业持续发展,公司营收和盈利逐年稳步增长。2019年公司实现营业收入40.58亿元,同比增长22.1%,2016-2019年CAGR为35.7%。2019年公司实现归母净利润3.09亿元,同比增长32.2%,2016-2019年CAGR为49.3%。2020年在新冠肺炎疫情的影响下,公司前三季度营收和利润仍旧保持了高速增长,2020前三季度实现营业收入38.36亿元,同比增长40.16%,实现归母净利润3.27亿元,同比增长48.86%。
公司毛利水平整体稳定,各年毛利率随业务占比变化略有波动。具体分业务来看,电子元器件业务毛利率较高,2019年毛利率达59.9%。公司在2018年后将半导体设备、真空设备和锂电设备统一为电子工艺设备口径进行披露,电子工艺设备业务整体毛利率波动较大,2018/2019/2020H1年毛利率分别为34.7%、35.2%和28.7%。根据公司2018年以前的统计口径可以看出,电子工艺设备中,半导体设备毛利率较高,2016和2017年毛利率分别为40.9%和35.3%。而真空设备和锂电设备毛利率较低,2016和2017年真空设备毛利率分别为22.7%和28%,锂电设备毛利率分别为19.6%和19.2%。因此各种设备业务占比的变化带来了设备业务整体的毛利率波动。
公司研发支出持续增长,研发人员数量保持稳定。公司自战略重组以来,一直保持较高的研发投入,研发支出不断增长,2019年公司研发支出11.37亿元,同比增长30.2%,占营收比例为28%。公司拥有千人研发团队,截至2019年公司研发人员1121人,占公司员工总数24%。半导体设备行业需要持续不断的技术创新和资金投入,公司不断增长的研发支出和稳定的研发团队有助于公司在行业内保持领先地位并不断取得突破。
公司作为国产半导体设备主力,承担多个国家重大科技项目。北方华创作为国资背景的半导体设备国产化主力军,承担了863计划和国家02专项等多个半导体设备公关研发项目,包括刻蚀设备、PVD和CVD设备的研发和产业化,公司承担项目已部分完成验收实现产业化。
公司在国产ICP刻蚀技术方面具备领先地位。在集成电路刻蚀设备方面,公司主要覆盖ICP刻蚀设备,而中微公司主要覆盖CCP刻蚀设备,两者短期内并不存在直接竞争的关系。公司ICP刻蚀设备主要用于硅刻蚀和金属材料的刻蚀,28nm制程以上刻蚀设备已经实现产业化,在先进制程方面,公司硅刻蚀设备已经突破14nm技术,进入上海集成电路研发中心,与客户共同开展研发工作。
PVD是公司最具竞争力的半导体设备产品。磁控溅射技术属于PVD(物理气相沉积)技术的一种,是制备薄膜材料的重要方法之一。北方华创突破了溅射源设计技术、等离子产生与控制技术、颗粒控制技术、腔室设计与仿真模拟技术、软件控制技术等多项关键技术,实现了国产集成电路领域高端薄膜制备设备零的突破,设备覆盖了90-14nm多个制程。根据公司官网消息,公司PVD设备被国内先进集成电路芯片制造企业指定为28nm制程Baseline机台,并成功进入国际供应链体系。
公司氧化扩散设备技术成熟,国内市占率较高。氧化是将硅片放置于氧气或水汽等氧化剂的氛围中进行高温热处理,退火指集成电路工艺中所有在氮气等不活泼气氛中进行热处理的过程。上述工艺广泛用于半导体集成电路制造,北方华创的立式炉、卧式炉设备达到国内半导体设备的领先水平,成为了主流厂商扩散氧化炉设备的优选,实现了较高的设备国产化率。
公司5/7nm先进制程设备研发项目有序推进,奠定公司长期竞争力。2019年12月公司通过定向增发募集了20亿元,主要用于高端集成电路装备研发及产业化项目,为28-14纳米集成电路装备搭建产业化工艺验证环境和实现产业化,同时开展5/7 纳米关键集成电路装备的研发并实现产业化应用。预计项目完全达产后高端集成电路项目带来的年均销售收入为26亿元,年均利润总额为5.4亿元。
2.2、至纯科技
至纯科技成立于 2000 年,主要从事高纯工艺系统和半导体湿法清洗设备的研发、 生产、销售及技术服务。高纯工艺系统业务包括为电子、生物医药及食品饮料等行业的 先进制造业企业提供高纯工艺系统的整体解决方案,以及进行高纯气体供应设备和高纯化学品输送设备的销售。半导体装备产品主要包括湿法槽式清洗设备和湿法单片式清洗 设备,广泛应用于集成电路、平板显示等领域。2012 年-2019 年业务收入从 1.37 亿元增 长到 6.37 亿元,复合增速为 25%,属于提供稳健增长现金流的业务板块。
公司发展主要分为以下五个阶段:
业务初创期(2000-2005):这一阶段公司业务主要以工程分包为主,业务规模小, 客户行业结构分散。此阶段主要客户有:上海朝晖药业、上海交大昂立生命、江苏南大 光电、空气化工等。
设计成型期(2005-2008):公司开始成为高纯工艺系统整体解决方案供应商,确立 了在高纯工艺系统设计方面的优势,盈利能力与市场地位明显提升。此阶段客户分布于 医疗行业,逐渐向光伏行业发展,主要客户有:扬子江药业、华瑞制药、浙江震元制药、 神威药业、晶澳太阳能、中电电气等。
技术成熟期(2008-2011):公司加强研发投入,成功完成了多项高纯工艺系统核心 设备及相关控制软件的研发。公司于 2008 年末重点布局光伏行业,主要客户有:晶澳 太阳能、英利能源、浙江晶科等。
业务稳定期(2011-2015):业务能力与支持体系覆盖多个下游,盈利能力稳步提升。 此阶段公司客户结构多元化,主要客户有:上海新进芯微电子、扬子江药业、国星半导体、中美华东制药、中谷光电、华瑞制药、晋能集团、和辉光电、国健药业、易健生物 等。
结构转型期(2015 至今):2015 年公司开始布局湿法工艺设备业务,2018 年通过收 购波汇科技进军光电子领域,目前已完成“半导体+生物制药+光电子”三板块战略部署。 此阶段客户主要向半导体行业倾斜,主要客户有:上海华力、中芯国际、长江存储、合 肥长鑫、北京燕东、华润、华为、麦特达等。
外延并购实现业务扩张。2017 年 8 月,公司收购制药行业自动化解决方案提供商珐 成制药 59.13%股权,进一步提升公司高纯工艺业务在医药领域的市场竞争力。2018 年 3 月,公司收购波汇科技 100%股权,进军光传感及光电子元器件领域,同时通过技术协 同效应,公司产品技术与市场竞争力得到进一步提升。22020 年 4 月,公司完成了对珐成制药 100%的股权收购,并整合了与珐成制药模块化和数字化战略形成协同能力的广州浩鑫。在上市三年内完成了搭建“半导体+生物制药+光电子”三个板块的战略部署。
2015 年,至纯科技开始布局半导体清洗设备研发。在细分领域上,至纯科技主要研 发方向为 14nm 单晶圆和槽式清洁设备。公司产品腔体、设备平台设计与工艺技术都和 国际湿法设备厂商路线一致,采用先进二流体产生的纳米级水颗粒技术,能高效去除微 粒子的同时,还可以避免兆声波的高成本。公司已经具备生产 8-12 寸高阶单晶圆湿法 清洗设备和槽式湿法清洗设备的相关技术,能够覆盖包括晶圆制造、先进封装、太阳能 在内多个下游行业的市场需求,且已经取得中芯国际、北京燕东、TI、华润等一线客户 的订单。随着国内产业投资量的迅猛增长,我国湿法清洗机台的国产化率将不断提高, 以增强半导体自主可控能力,至纯科技有抢占国内市场的能力。
近年国产设备中标占比明显上升,国产清洗设备龙头迎历史机遇。我们统计了 2019 年以来国内主要晶圆代工厂的清洗设备招标情况:华力二期累计释放 26 台清洗设备, 国产化率 19%,其中盛美半导体和沈阳芯源分别中标 3 台、2 台清洗设备;长江存储累 计释放 20 台清洗设备,国产化率 35%,盛美半导体和苏州芯矽分别中标 5 台、2 台清 洗设备。2019 年至纯科技获得中芯、德州仪器、燕东、华润的湿法设备重复订单,新增 华虹集团 ICRD、台湾力晶、中车、华为等用户,客户拓展状况良好。截至 2019 年末, 至纯科技已取得近 40 台正式订单,其中包括 12 寸单片设备订单。目前公司设备已经具 备国产替代能力,未来有望借助国产化趋势持续扩大订单量。
中国国内的半导体清洗设备的主要厂家有三家,体量都不大,分别是盛美半导体,北方华创和至纯科技。盛美股份 2019 年收入为 7.57 亿元,净利润为 1.35 亿元。产品主 要是单片式清洗设备,占比总收入的 72.81%,槽式清洗机设备占比总收入的 6%。北方 华创主要清洗设备产品为单片及槽式清洗设备,可适用于技术节点为 65nm、28nm 工艺 的芯片制造。其中,北方华创自有低端的单片清洗设备,并通过收购美国 Akrion 实现了 槽式清洗设备的国产化。北方华创 2019 年收入 40.58 亿元,净利润 3.09 亿元。清洗机 业务大约占比北方华创总收入的 5%左右。 盛美半导体在国内半导体清洗行业单片式领域市占率为第一。产品线最为丰富,具 有显著技术优势。其 SAPS、TEBO 技术使兆声波能量均匀分布在晶圆上,避免其对晶 圆电路的损害,同时又提高了清洗效果。北方华创和至纯科技主要以槽式清洗为主,至 纯科技的单片式清洗设备正在客户验证阶段,目前三者核心产品存在差异,正面竞争较少。
2.3、精测电子
武汉精测电子成立于 2006 年,起初专注于基于电讯技术的信号检测,成功研发了多项平板显示检测系统,是国内较早开发出适用于液晶模组生产线的 3D 检测、基于 DP 接口的液晶模组生产线的检测和液晶模组生产线的 Wi-Fi 全无线检测产品的企业,也是行业内率先具备 8k×4k 模组检测能力的企业。经过多年的发展,公司中后道制程检测系统的产品技术已处于行业领先水平,技术优势明显。
此外,公司积极研发 OLED 调测系统、 AOI 光学检测系统和平板显示自动化设备,使公司在 Array 制程和 Cell 制程的检测形成自有技术。公司于 2014 年购买台湾光达平板显示自动化设备相关技术,购买宏濑光电 AOI 光学检测系统技术。经过消化、吸收和提高,公司 AOI 光学检测系统和平板显示自动化设备迅速发展,特别是AOI 光学检测系统已成为公司最主要产品。至此,公司形成了“光、机、电、算、软”技术一体化的优势。
目前公司已基本形成在半导体检测前道、后道全领域、新能源领域、平板显示检 测领域的布局。
后道领域,公司与韩国 IT&T 合资设立的武汉精鸿主要聚焦自动检测设备(ATE) 领域(主要产品是存储芯片测试设备),目前已在国内一线客户实现小批量重复订单; 公司通过增资的方式已取得 WINTEST 60.53%的股份(主要产品是驱动芯片测试设 备),目前 WINTEST 已实现批量的订单,另外 WINTEST 在武汉的全资子公司伟恩 测试已设立完成,这将进一步加快公司在 WINTEST 半导体检测领域相关技术的引 进、消化和吸收,使公司具备相关产品的研发及生产能力,同时也能进一步降低生产 成本,提高相关产品的竞争力。
前道领域,上海精测主要聚焦半导体前道检测设备领域,以椭圆偏振技术为核心 开发了适用于半导体工业级应用的膜厚量测以及光学关键尺寸量测系统。上海精测膜 厚产品已取得小批量的订单,电子显微镜的相关设备预计在 2020 年推向市场,其余 储备的产品目前正处于研发、认证以及扩展的过程中。
新能源领域,公司设立武汉精能布局新能源测试领域, 2019 年公司在新能源领 域已取得过亿订单, 2019 年实现销售收入 1,398.32 万元。后续公司将加快推进锂 电池和交直流电源及大功率电子负载检测的技术研发和市场开拓。
上海精测 2018 年 7 月成立,并于 2019 年 9 月获得国家集成电路产业投资基金、 上海半导体装备材料产业投资基金等专业机构的投资,精测电子持股比例由 100%降 至 46.15%。公司实控人彭骞先生2020/2021/2022 年业绩承诺营业收入依次不低于 6240 万元/1.47 亿元/2.298 亿元,其中 2021-2022 年营收同比增长率分别为 135.6%/56.3%,同时承诺以下产品研发和生产进度:集成式膜厚设备应于 2020年底之前实现知名晶圆厂验证订单,并应于2022年底前通过验证并实现重复订单;独立式膜厚设备应于 2020 年底前实现知名晶圆厂验证订单,并应于 2022 年底前通过验证并实现重复订单;半导体OCD设备应于2021年底前实现知名晶圆厂验证订单, 并应于2023年底前通过验证并实现重复订单;晶圆散射颗粒检测设备应于2021年底前实现知名晶圆厂验证订单,并应于2023年底前通过验证并实现重复订单。实控人的业绩和研发承诺实质是对公司产品的自信体现。
IT&T 为韩国 ATE 领域的领军企业,公司成立于 2006 年,在 Memory ATE 领域 有超 10 年的的研发经验,公司 CEO 张庆勋拥有 30 年 ATE 领域的研发和管理经验, 研发和技术实力雄厚,公司与 IT&T 合资可以有效利用 IT&T 的 Memory 领域技术积 累,研发进程加快,实现产品快速导入市场。 Wintest 是全球为数不多的同时具备 LCD/OLED 驱动器芯片、CMOS 图像传感 器芯片的测试设备的研发、制造和销售能力的企业。
Wintest 的 LCD/OLED 驱动器芯 片、CMOS 图像传感器芯片的测试设备,无论在性能上和性价比上都具有较强竞争 力。公司收购后通过自身市场拓展能力,可以帮助 Wintest 产品在国内和台湾地区快 速拓展。同时,公司与 Wintest 合作在武汉成立的全资子公司韦恩测试已设立完成, 加快引进吸收 Wintest 半导体先进检测技术,降低了公司的研发和生产成本,提高了 竞争力。
在半导体领域,公司于 2019 年 12 月中标长江存储 5 台 Memory ATE 设备 (高温老化测试机,占比 1.2%);2020 年 1 月上海精测中标长江存储 3 台集成式膜 厚光学关键尺寸(OCD)量测仪(占比 7.1%);2020 年 3 月 Wintest 的 LCD 驱动 IC 检测设备 WTS-577 获得台湾客户 10.50 亿日元(约 6800 万人民币)订单,并已 超其 2018 年全年收入。
虽然 2019 年半导体设备贡献营收占总营收比例仍然较小,武汉精鸿和上海精测 2019 年净利润贡献为负,但考虑公司半导体设备仍在研发推广阶段,并且在 2020 年 公司产品已逐步导入领先半导体晶圆厂,公司 2020 年半导体检测设备订单有望大幅 提高,成为 2020 年公司业绩新增长点。
2.4、长川科技
公司主营业务是向集成电路(IntegratedCircuit,IC)封装测试企业、晶圆制造企业、芯片设计企业等提供测试设备。IC测试设备主要包括测试机、分选机、探针台、自动化生产线等,目前公司的主要产品为测试机、分选机及自动化生产线。具体来看,公司生产的测试机包括大功率测试机(CTT系列)、模拟/数模混合测试机(CTA系列)、数字测试机(D9000)等;分选机包括重力下滑式分选机(C1、C3、C3Q、C37、C5、C7、C8、C9、C9Q系列)、平移式分选机(C6、C7R系列)等;探针台(CP12);自动化生产线包括CM2010系列、CM2020系列、CM8200/CM8200A系列。
2013年以来,公司承担了02专项“通讯与多媒体芯片封装测试设备与材料应用工程”中,“高压大电流测试系统”、“SiP 吸放式全自动测试分选机”两项课题的研发工作,前者已通过长电科技和通富微电的验证,后者适用于QFP、QFN、BGA 等中高端封装外型芯片的测试分选,已通过长电科技的验证并实现批量销售。目前,公司生产的IC测试机和分选机产品已获得长电科技、华天科技、通富微电、士兰微、华润微电子、日月光等多个一流IC企业的使用和认可。
各业务板块均增长迅猛,分选机产品表现亮眼。2019年,公司在分选机、测试机以及其他业务方面,分别实现营业收入2.64、0.99以及0.36亿元,依次占主营业务收入比例66%、25%以及9%。2019年,分选机、测试机以及其他业务分别实现同比增长124%、15%以及200%,2016-2019年3年CAGR依次为61%、21%以及93%。
公司以测试机、分选机起家,陆续攻克数字测试机以及探针台等领域,已全面覆盖集成电路主要测试设备,部分核心产品实现国内领先、接近国际先进水平。自2008年成立至2017年上市,公司对测试机和分选机的研发投入了大量人员和资金,逐步开发了第一代、第二代模拟/数模混合测试机及大功率器件测试机,和重力式分选机、平移式分选机、测试编带一体分选机,并实现了各产品型号的规模化生产。上市以来,公司继续丰富型号及产品线,陆续推出第三代模拟/数模混合测试机、数字测试机以及探针台等产品。在成功开发出数字测试机和探针台后,公司产品覆盖了测试机、探针台以及分选机三大主要测试设备。目前,公司的测试机和分选机产品在核心性能指标上已达到国内领先、接近国外先进水平,且售价较大幅度低于国外同类型号产品,具备较高的性价比优势。公司研发的测试机和分选机产品,已获得长电科技、华天科技、通富微电、士兰微、华润微电子、日月光等多个一流集成电路企业的使用和认可。
(1)测试机产品
公司测试机产品线持续完善,由模拟/数模混合测试机、大功率测试机拓展至数字测试机:
模拟/数模混合测试机(CTA系列):公司模拟/数模混合测试机可以用于各类模拟IC(运放、功放、电源管理、驱动电路等)和数模混合IC(数字IC、AD/DA等)的电参数性能测试。公司紧跟市场反馈、持续投入研发,通过配置更多功能模块、提高测试精度和测试效率、优化测试系统平台,不断完成模拟/数模混合测试机新品的开发及升级。公司自2008年成立至今已研发推出三代模拟/数模混合测试机产品:即2009年推出的第一代CTA8200、2013年推出的第二代CTA8280以及2017年推出的第三代CTA8290。根据公司招股说明书披露的2016年测试机板块收入,CTA8280占比约95%,是该板块的主要产品型号。上市以来,公司在CTA8280的技术基础上,通过技术改进和新模块开发,成功推出CTA8280H、CTA8280F、第三代模拟测试系统CTA8290以及具备100Mhz数字测试能力的CTA8290D。CTA8290的技术和配置达到了业内高端设备的能力,可以直接替代国外高端测试系统,为公司未来销售增长奠定了基础。
大功率测试机(CTT系列):公司大功率测试机可以用于各类MOS管、三极管、二极管、IGBT等功率器件的电参数性能测试。公司大功率测试机主要包括2014年推出的CTT3600、CTT3280以及2016年推出的CTT3320三个型号产品。具备32Site并测能力的CTT3320测试系统,已经成为国内并测能力最强的功率器件测试系统。随着研发投入的加大,公司在提高大电流及高电压的可测试范围及测试能力方面有望持续突破,实现产品升级。
数字测试机(D9000):公司将数字测试机作为重点开拓领域,并于2018年开发出了数字测试机D9000,当前D9000集合1024个数字通道、200Mbps数字测试速率、1G的向量深度以及128A的电流测试能力。公司开发的D9000数字测试机从技术角度讲,可以达到国际高端水平。国内目前还没有能够实现量产的数字测试机,国外主流数字测试机以100Mbps-200Mbps速率为主,高端的数字测试机可实现1G以上的测试速率,数字通道基本在512-1024个。
(2)分选机产品
公司分选机包括重力式分选机、平移式分选机以及测编一体机,可适用SOP、SSOP、TSSOP、HSOP、QSOP、DIP、TO、QFP、QFN、LQFP、PLCC、BGA、PGA、LGA 等多种封装外型和芯片尺寸,每年陆续会推出多个新产品或升级型号产品,销售规模保持不断增长势头:
重力式:包括C1、C3、C3Q、C37、C5、C7、C8以及C9等系列。根据公司招股说明书披露的2016年分选机板块收入,C9系列占比约34.9%,是重力式分选机的主要产品系列。上市以来,公司继续推出并不断升级常高温分选机C8H系列以及高速测编一体机C9D系列产品,其中C8H系列是公司重力式设备进军中高端测试领域的有力武器;2019年,公司还推出了IPM、TO系列功率器件测试分选机,为进军汽车电子领域打下了基础。
平移式:包括C6以及C7R等系列。根据公司招股说明书披露的2016年分选机板块收入,C6系列占比约41.3%,是平移式分选机的主要产品系列。上市以来,公司在继续推出新产品系列、升级产品功能,包括持续升级优化C6系列大规模商用平移式自动分选机,其相关性能指标已达国际一流水平,产品瞄准国际市场;自主开发了CS系列产品,可广泛应用于集成电路ATE测试、基板测试及外观检测等多种领域;成功推出了我国首款CF系列测编一体系统,可集成多种模式电性能检测、外观检测、编带包装功能,自动化程度高、生产周期短。
(3)探针台产品
公司成功开发出我国首台具有自主知识产权的全自动超精密探针台,客户端Demo表现良好,二代设备研发取得阶段性进展。相比分选机,探针台对于精度、设备稳定性、系统复杂程度以及工作环境等要求更加严格,因其技术难度更大、研发投入更大以及研发周期更长,公司在成立初期即制定了产品分步走的发展战略:即先研发测试机和分选机,待其研发成功并形成批量生产和销售后再投入资金进行探针台等其他设备的研发工作。上市后,公司成功开发了我国首台具有自主知识产权的全自动超精密探针台CP12,兼容8/12英寸晶圆测试,并自主开发了可实现晶圆与探针自动定位的视觉系统,整体精度达到国际一流水平,可广泛应用于SOC、Logic、Memory、Discrete等晶圆测试,目前已顺利在客户端进行Demo,各项性能表现稳定。全新第二代Prober也在加紧研发中,目前已取得阶段性进展。
(4)自动化产线除芯片测试外,公司的主营业务还涵盖了模组自动化测试装备。公司的模组自动化测试装备主要针对指纹识别模组、摄像头模组的生产及测试环节,已成功批量导入了国内主流模组制造厂商,完成国际一流终端客户的最终认证。公司在自动化装备板块也不断进行新品的开发及产品线的延伸,运用晶圆级测试技术自主开发的TFT半品测试装备已顺利通过客户认证,针对摄像头组装领域研发的产品取得了突破性的进展。公司于2019年完成对STI的收购,其主营业务与公司协同程度很高。公司通过发行股份购买国家集成电路产业基金、天堂硅谷和慧、上海装备材料基金持有的长新投资90%的股权(交易完成后持有长新投资全部股权),间接获得新加坡STI 100%股权(长新投资是为收购STI 股权所搭建的收购平台,尚无实质经营业务,核心资产为持有的STI100%股权)。STI是一家为wafer、芯片提供光学检测、分选、编带等功能的IC封装检测设备商,主要产品包括转塔式测编一体机、平移式测编一体机、膜框架测编一体机以及晶圆光学检测机,与公司主营业务协同程度很高。目前,STI仍在不断开展新产品的研发,注重满足先进封装所需的机台,争抢高毛利、高技术壁垒的高端市场份额。
STI出自于德州仪器(TI),核心管理团队稳定且经验丰厚;产品以高精度光学检测技术(AOI)为核心竞争力,关键指标全球领先。STI成立于1997年,最初由从TI剥离出来的光学检测和流程自动化事业部合并而成,其核心管理团队在AOI设备制造相关领域均具有超过25年的工作经验,且都已在STI任职超过15年,组织结构稳定,行业经验丰富,管理水平成熟。截止2019年12月31日,STI共拥有178项专利技术,以2D/3D AOI技术为核心竞争力,融合光学系统设计、自动化机械设计和图像识别软件算法等多项关键技术,确保其产品在外观检测结果的精确性和检测速度上均保持着竞争优势。目前,STI的IC封测设备在关键性能指标上已达到国际领先水平。
具备领先客户优势,服务全球一流的OSAT厂商及具备封测能力的IDM厂商。STI与下游客户建立了密切的长期联系,包括德州仪器、美光、意法半导体、三星等大型半导体生产公司及日月光、安靠技术等世界一流的封测外包服务商,具备领先的客户优势。STI 曾于2006年及2016年于上千家供应商中脱颖而出,成为TI颁发的全球50家优秀设备供应商之一。
2.5、晶盛机电
浙江晶盛机电股份有限公司创建于 2006 年, 产品主要应用于集成电路、太阳能光伏、 LED、工业 4.0 等新兴产业。公司深耕光伏装备市场,客户覆盖中环股份、晶科、晶澳等国内知名光伏企业,以及金瑞泓、有研、合晶等优质半导体企业,客户质量优质,行业地位稳定。
1)半导体领域:
公司目前已形成 8 英寸硅片晶体生长、切片、抛光、外延加工设备全覆盖,产品已经批量进入客户产线,国产化加速落地; 12 英寸硅片晶体生长炉小批量出货, 12 英寸加工设备的研发和产业化也在加速推进。公司已经开发出第三代半导体材料 SiC 长晶炉、外延设备,其中 SiC 长晶炉已经交付客户使用,外延设备完成技术验证,产业化前景较好。 公司的半导体硅片抛光液、半导体坩埚、磁流体等重要半导体零部件、耗材已经取得客户的认证应用,进一步提升了公司在国内半导体材料客户中的综合配套能力。
2)光伏领域:
公司依然是国内硅片大厂新增产能的优势供应商,保持新增订单市场份额第一, 目前已建立覆盖全自动单晶炉、多晶铸锭炉、切磨复合加工一体机、截断机、切片机、叠瓦自动化生产线、智慧物流车间等较为齐全的光伏设备产线。公司协同客户引领行业新产品技术迭代, 据公告, 是行业内率先开发并批量销售 G12 技术路线的单晶炉、智能化加工设备、切片机、叠瓦自动化产线的厂商。
3)蓝宝石材料领域:
公司布局了蓝宝石材料生产及切磨抛加工等关键环节,成功掌握国际领先的超大尺寸 300kg、 450kg 级蓝宝石晶体生长技术, 拥有行业领先的技术和成本优势。公司与全球领先消费电子视窗防护制造龙头蓝思科技战略合作, 据公告双方在宁夏共同成立合资公司建设蓝宝石材料制造基地,为蓝宝石材料在消费电子应用领域的规模应用提前布局。
4)工业 4.0 领域:
公司切入智能物流、仓储、开发了蛟舟号复合机器人和 IMES 软件为客户提供智能工厂解决方案,满足了客户对“智能制造”“机器换人”的生产技术需求。
随着近年来光伏平价上网趋势推进需求释放,光伏市场持续保持较高景气度, 同时一体化厂商扩产趋势确定、 大尺寸具备一定迭代作用、同时产业成本持续下降,硅片环节将迎来扩产浪潮。公司 2020 年前三季度收入 24.85亿元,同比增长 23.81%;归母净利润 5.24 亿元,同比增长 11.00%。据公告, 截止 Q3 公司未完成合同总计 59 亿元,同比增长大幅增长 130.65%,其中未完成半导体设备合同 4.1 亿元。同时,公司合同负债高达 22.24 亿元,同比大幅提升 125.79%,均体现公司 2020 年新签订大笔订单, 未来收入业绩增长有望进一步提速。
公司 2020 年 Q3 单季度盈利能力环比显著提升,毛利率、净利率为 39.03%、 24.29%,分别环比提升 12.09、 5.78pct,主要系公司公告的大尺寸长晶炉供应链调整后规模效应体现,盈利能力回归正常水平。
晶盛机电是国内规模、技术、效益领先的光伏设备供应商,已建立覆盖全自动单晶炉、多晶铸锭炉、切磨复合加工一体机、截断机、切片机、叠瓦自动化生产线、智慧物流车间等较为齐全的光伏设备产线。全自动单晶硅生长炉被工信部评为第三批制造业单项冠军产品,全自动单晶炉系列产品和 JSH800 型气致冷多晶炉产品分别被四部委评为国家重点新产品。
公司是国内最大规模出货单晶硅生长炉设备的企业。 公司的长晶炉系列产品在晶体硅生长设备领域市占率排名前列。 2019 年销售晶体生长设备 1457 台,同比增长 8.41%,占据国内高端市场绝大部分份额。此外,公司近年来光伏晶体生长设备相关收入呈稳定增长趋势, 2019年晶体生长设备实现营收 21.73 亿元,同比增长 12.04%,远高于同行业竞争对手。 随着未来硅片进入扩产高峰,大尺寸/N 型硅片渗透率提升, 公司有望实现市场份额的进一步扩大。
根据公司公告,公司目前硅片设备国内市场份额第一,客户包括中环、晶科、晶澳、上机、阿特斯等龙头硅片企业。 2020 年前三季度公司新签光伏设备订单超过 45 亿,同比大幅增长。
2.6、中微半导体
中微公司是中国最大,全球领先的半导体刻蚀设备/MOCVD设备供应商。中微成立于2004年,创始团队来自于美国AMAT/LAM等知名企业,2019年成功在科创板上市,目前主要股东包括上海创投(18%)及国家集成电路产业基金(17%)。公司自2007年起进入刻蚀设备赛道,量产设备已进入全球最先进的7/5nm先进制程产线,全面覆盖台积电、SK海力士等海外及台湾地区客户,以及长江存储、中芯国际、华力微电子等大陆客户。在刻蚀设备业务不断成长同时,2016年公司抓住本土LED市场扩产契机推出MOCVD设备,并取得较快收入增长,2019年在全球氮化镓基蓝光LED MOCVD设备市场份额已超过60%。
中微公司主要从事高端半导体设备的研发、生产和销售,包括半导体集成电路制造、先进封装、 LED 生产、 MEMS 制造以及其他微观工艺的高端设备等。公司的等离子体刻蚀设备已在国际一线客户从 65nm 到 14nm、 7nm 和 5nm 的集成电路加工制造及先进封装中有具体应用,其中 7nm/5nm 刻蚀技术为国内唯一。公司的 MOCVD设备在行业领先客户的生产线上已大规模投入生产。公司已成为世界排名前列、国内占领先地位的 LED 氮化镓基 MOCVD 设备制造商。
2.7、上海微电子
上海微电子装备是国产光刻设备龙头企业。公司主要从事半导体装备、泛半导体装备以及高端智能装备的设计制造销售,其中光刻设备是公司的主营业务。公司在光刻设备领域拥有全国最先进的技术,产品目应用于集成电路产业链中晶圆制造、封装测试,以及平板显示、高亮度 LED 等领域。
公司的IC前道光刻机逐渐取得阶段性成果,积极布局FPD光刻机产品线,继续扩大在中低端光刻机市场的优势。目前公司IC前道光刻机水平与ASML差距明显,但是不断取得阶段性的成果,已经实现90 nm制程。公司已经实现从低端切入市场,在中低端市场中具有高国内市场占有率。公司拥有先进的封装光刻机技术,目前已成为封测龙头企业的重要供应商,国内市场占有率高达80%,全球市场占有率达40%。公司LED/MEMS/功率器件光刻机性能指标领先,LED光刻机市占率第一。目前公司实现首台4.5代TFT投影光刻机进入用户生产线,同时6代以下机型全球领先,并逐步布局研发6代及6代以上的产品。
公司是大陆光刻设备龙头企业。目前公司所研发的高端前道光刻机实现90nm制程。在中低端先进封装光刻机和LED光刻机领域,公司技术领先,在中国大陆市场份额已经超过80%。其先进封装光刻机率先实现量产并远销海外市场,获得多项大奖和技术认证广受业内认可。根据芯思想数据,上海微电子2018年出货大概在50-60台之间。
根据中国半导体协会,公司在半导体设备商中排名第5,是唯一上榜的专门研究销售光刻机的厂商。
公司具有强大的研发团队,自主创新能力不断提升。在国家的大力支持下,公司不断通过引进优秀的人才壮大核心团队以进一步提升公司的竞争力和产品研发效率。根据国投高新,上海微电子目前研发队伍不断壮大,其中包括拥有卓越才能的国家千人计划专家、上海市科技领军人才、上海市技术学科带头人等重量级专业人才。根据企查查数据,公司近年来专利发布数量呈增长态势,这也显示出上微自主创新能力不断提升。截至2018年12月,SMEE直接持有各类专利及专利申请超过2400项,同时公司通过建设并参与产业知识产权联盟,进一步整合共享了大量联盟成员知识产权资源,涉及光刻设备、激光应用、检测类、特殊应用类等各大产品技术领域,全面覆盖产品的主要销售地域,使得公司竞争实力不断提升。公司是国家重点扶持企业。上海微电子在国家02专项的支持下积极布局光刻机制造。
公司最大股东为上海电气,股本占比达到32.09%。上海市国资委是公司的实际控制人,其通过电气集团、上海科投、泰力投资等股东合计持有公司 53.49%的股权。公司拥有4家全资子公司以及一家参股子公司。
公司200系列投影光刻机采用先进的投影光刻机平台技术,专用于AM-OLED和LCD显示屏TFT电路制造,具备高精度(1.5um)、支持小Mask(6英寸)降低用户使用成本和智能化校准及诊断特征,可应用于2.5代~6代的TFT显示屏量产线。目前市场主流的OLED量产机型为6代,研发机型为2.5或4.5代,由于尼康及佳能不提供6代以下机型,公司6代以下机型全球领先。
2.8、盛美半导体
盛美半导体(ACM)是国内湿法设备龙头,于 1998 年在美国成立, 2006年设立盛美上海,开发 SAPS 兆声波清洗技术; 2017 年在美国纳斯达克成功上市。公司主要产品为清洗机,截止到 2017 年,盛美总共销售了 30 多台清洗设备,客户包括海力士、长江存储、中芯国际、上海华力、 JECT 等。
公司 2017 年营业收入 3650 万美元,同比增长 33.2%;净利润-3.2 万美元。从产品结构看,公司 2017 年单晶片清洗设备销售收入达到 2710 万美元,同比增长 26%;先进封装设备收入 750 万美元,同比增长 67%;售后服务收入 190 万美元,同比增长 38%。 2018Q1-Q3 营收 5380 万美元,同比增长 178.53%;净利润 42.9 万美元。
2.9、华兴源创
华兴源创,成立于 2005 年,是国内领先的检测设备与整线检测系统解决方案提供商,主要从事平板显示及集成电路的检测设备研发、生产和销售, 公司主要产品包括显示、触控、光学、老化、电路、信号、自动化等平板显示检测设备和电池管理系统芯片测试机、分选机等集成电路测试设备。公司主要测试产品用于液晶 LCD 与柔性 OLED 中小型平板、集成电路、汽车电子、太阳能面板等行业。公司掌握多项自主研发的核心技术, 比如柔性 OLED 的 Mura补偿技术、柔性 OLED 的显示与触控检测技术、柔性 OLED 的机器视觉检测技术、移动终端平板显示屏的移载平台、移动终端电池管理系统芯片测试技术、超大规模数模混合芯片测试平台等技术。在全球设立众多分支机构,与国内外众多知名企业建立了合作关系。
公司产品主要包括检测设备、检测治具等。检测设备分为平板显示检测设备、集成电路测试设备和其他检测设备(主要为汽车电子检测设备,用于车载显示屏的检测)。公司产品在各类数字及模拟信号高速检测板卡、基于平板显示检测的机器视觉图像算法,以及配套各类高精度自动化与精密连接组件的设计制造能力等方面具有突出优势。
公司的实际控制人是陈文源、张茜夫妇,公司旗下有四家全资子公司。 陈文源、张茜夫妇通过直接和间接方式合计持有公司 93.15%的股份,为公司的实际控制人。公司股权结构十分集中。
公司旗下四家全资子公司,其中华兴检测主要负责提供发行人内部及外部需求客户产品的CNAS 认证的检测业务;美国华兴主要负责发行人重点客户的关系维护和售后服务、集成电路检测设备的研发;越南华兴主要负责重点客户的售后服务及提供有偿修理、维护服务,并对当地客户业务进行开发;成都华兴主要负责重点客户的售后服务及提供相关修理、维护服务,并对当地客户业务进行开发。
2019 年 12 月 7 日,公司公告拟通过发行股份及支付现金的方式购买李齐花、陆国初持有的欧立通 100%的股权,初定交易金额为 115,000 万元, 其中以发行股份的方式支付交易对价的 70%,即 80,500 万元,以现金方式支付交易对价的 30%,即34,500 万元。 发行股份购买资产的发股价格为 26.05 元/股。 李齐花、陆国初承诺欧立通 2019 年、 2020 年和 2021 年累计实现的扣除非经常性损益前后孰低的归属于母公司所有者净利润不低于 33,000 万元。
欧力通深耕消费电子行业,尤其在可穿戴设备(如智能手表、无线耳机等) 智能检测领域技术储备丰富,产品质量优秀、技术实力够硬、 响应速度快, 已经进入国际知名消费电子品牌厂商供应链体系,与广达、仁宝、立讯等大型电子厂商建立合作关系。
欧力通主要产品为智能组装测试设备,产品主要应用于消费电子、汽车电子等行业。 2017、 2018、 2019 年 1-8 月,欧力通实现营业收入分别为 7,370、 24,139、20,790 万元,增幅明显,实现净利润分别为 1,353、 7,352、 7,158 万元,同样大幅增长。
半导体事业部建设项目。 该项目拟在在公司前期集成电路测试设备领域研发投入、人才梯队建设的基础上,针对 ATE、自动化分选机、测试服务解决方案和定制化测试系统四个方向进行重点研发及配套建设,就国内外集成电路测试设备领域的前沿技术建立研发跟踪机制,为公司产品提供技术保障。
2.10、捷佳伟创
国内电池片工艺设备龙头,客户覆盖下游电池片主流厂商。 公司主营业务为晶体硅太阳能电池片生产设备的研发、制造和销售。公司产品包括单/多晶制绒设备、管式扩散氧化退火炉、酸抛光及碱抛光设备、管式等离子体淀积炉、智能自动化设备、全自动丝网印刷设备等六大产品系列。公司不仅为客户提供晶硅电池片生产设备,还提供晶硅电池“交钥匙工程”系统解决方案、晶体硅电池智能制造车间系统以及晶体硅电池丝网印刷线。公司产品已经获得了下游主流厂商的充分认可,客户覆盖国内外大多数电池厂商,包括隆基、通威、晶科能源、天合集团等知名光伏企业,市场占有率超过 50%。
前三大股东为余仲、梁美珍、左国军,合计直接和间接持股 26.28%。 公司董事长余仲与副总经理左国军、董事梁美珍为公司的控股股东和实际控制人,三人为一致行动人,截止 2020 年上半年, 合计持股公司股票 26.28%。
公司历史业绩呈现高增长, 20 年上半年继续保持稳步上升态势。 近几年行业快速发展,公司持续加强新设备的研发与技术创新,同时不断加大市场开拓力度,巩固公司的市场领先地位。受益于此,公司近年来业绩增长明显,营业收入和归母净利润均呈稳步增长。2019 年公司实现营业收入 25.27 亿,同比增长 69.30%,公司实现归母净利润 3.82 亿,同比增长 24.73%。 2020 年上半年新冠疫情爆发,公司通过分批复工、协助供应商恢复生产等各项措施,确保了公司在 2 月份就开始了有序复工生产,设备验收确认收入大幅增加,上半年实现收入 18.93 亿元,同比增长 55.35%,实现归母净利润 2.49 亿元, 同比增长 8.11%。
2022-12-22
公司加大半导体设备投入,专注于 Cassette-Less 刻蚀设备和单晶圆清洗设备技术的改进与研发,立式炉管长压化学气相沉积设备、立式炉管低压化学气相沉积设备、立式炉管低压原子气相沉积设备以及立式炉管 HK ALO/HFO2 工艺设备技术的改进与研发。
附录:参考资料
1.招商证券2019半导体设备专题系列之一:“自主可控“支撑长期成长;
2.招商证券-招商证券2019半导体设备专题系列之二:冲云破雾的检测设备;
3.国信证券-国信证券半导体专题研究系列八:正在崛起的中国半导体设备;
4.方正证券-方正证券半导体设备行业研究框架总论:半导体景气度反转设备先行;
5.光大证券-光大证券半导体设备行业深度报告:国产半导体设备技术加速追赶,国产替代正当时;
6. 国元证券-国元证券半导体设备投资地图;
7.兴业证券-电子:探寻中国半导体设备全产业链的发展机遇;
8.华泰证券-华泰证券半导体设备行业深度报告:2020,中国半导体设备的转机之年;
9.申港证券-申港证券机械设备行业深度研究:泛半导体设备行业观察新视角;
10.安信证券-华兴源创(688001.SH):检测设备行业领先者,平板显示与集成电路双轮驱动
11.华西证券-赛腾股份(603283.SH):无线耳机设备先行,紧抓苹果迎“大年”
12.开源证券半导体设备系列专题报告之一:半导体设备详解——产业转移与国家力量赋能国产化加速推进
13.开源证券-长川科技(300604.SZ):“内生 外延”做大做强主业,迎接产业黄金机遇期
14.东吴证券-至纯科技(603690.SH):立足高纯工艺,半导体清洗设备将迎增长
15.华西证券-中微公司(688012.SH):走进“芯”时代系列深度之三十二,国内半导刻蚀巨头,迈内生&外延平台化
16.安信证券-芯源微(688037.SH):涂胶显影打破垄断,湿法清洗国产先锋
17.德邦证券-北方华创(002371.SZ):平台型半导体设备龙头,国产替代带来发展良机
18. 国联证券-中微公司(688012.SH):国芯之光,刻蚀设备领跑者
19. 安信证券-晶盛机电(30031
20. 6.SZ):晶体设备专家,SiC、蓝宝石有望发力