一、中微是一家怎样的公司
今天我要研究的这家公司叫“中微公司”,目前市值500亿左右,仅次于澜起、金山和中国通号,在科创板中市值排第四。
在之前的系列文章中,我已经介绍了澜起和金山两家公司。(澜起的链接)澜起科技是内存芯片接口龙头,在芯片存储领域有较深的护城河。(金山的链接)金山的核心产品是办公软件wps,在国产软件中有很大的成长空间。中国通号全名叫中国铁路通信信号集团,考虑到国企生意庞大复杂,且不在我的兴趣和能力圈范围内,所以就没有写关于通号的文章。
言归正传,提到中微公司,投资者或许会冒出这样的疑问:这家公司为什么会有“中”这个抬头,名字里的“微”又从何而来?
中微公司全称叫中微半导体设备(股份)有限公司,总部在上海张江高科。中微公司的“微”来自于微软,2004年5月,微软亚洲出资设立中微公司,注册资本2000万美元。中微名字的源头是微软中国。
根据中微的招股说明书披露,中微股权结构分散,目前不存在控股股东和实际控制人。上海创投是第一大股东,而上海创投属上海市国资委所有,所以中微的第一大股东是上海市国资委。另外境外法人股东有6名,境内法人股东20名,自然人股东8名。
回顾中微的发展历程,我发现这家公司深耕芯片制造刻蚀领域和薄膜沉积领域。中国第一台电介质刻蚀机就是由中微制造,在国内集成电路设备行业里,中微绝对是一家不错的企业。
二、理清中微的主营业务
要理清中微的主营业务,首先要从几个名词解释开始。
q1:刻蚀是什么?
词语拆解了看,蚀是方式,刻是结果,所以就是用蚀的方式来刻。刻蚀是一种将材料使用化学反应或物理撞击作用而移除的技术。化学反应是“湿法刻蚀”,物理撞击是“干法刻蚀”。干法是当前的主流技术,我们今天研究的中微公司所卖的设备,都属于干法范畴。
干刻蚀:在气体中,一般都存在微量的杂散电子,电子在高电场的加速下获得能量,这些电子和气体中的原子或分子发生碰撞时,会产生气体辉光放电。放电的时候化学性质很活泼,等离子腐蚀就是利用放电过程中的活性基与被腐蚀的膜层发生选择性的腐蚀反应。
听不懂?那我举个很简单的例子。踢足球大家应该都知道,要把球踢进球门内,球就好比离子,球门就好比被刻蚀的半导体,不是把球踢进球门,而是把球刻在门面上,这就是干刻蚀。
2007年中微推出第一台电容型等离子题刻蚀设备。
2010年首台深硅刻蚀设备研制成功。
2012年首台mocvd设备研制成功。
2016年末首台电感性等离子体刻蚀设备研制成功。
2017年mocvd设备prismo a7研制成功,性能大幅提升,推出后迅速占领市场。
中微的产品创造了国内多个第一,横向对比国内鲜有能与其匹敌的企业。
mocvd设备
等离子刻蚀设备
资料来源:中微公司爱游戏平台官网
q2:薄膜沉积是什么?
生活中最常见的薄膜沉积案例是镜子,镜子背面会被镀上一层薄薄的金属,形成反射表面。
半导体功能器件和光学镀膜是薄膜技术的主要应用,那么如何在半导体功能器件上镀膜呢?中微公司制造的mocvd设备可以完美完成这项工艺。
mocvd是金属有机化学气相沉积的英文缩写,是一种制备化合物半导体薄层单晶材料的方法。
mocvd的工作原理描述起来非常复杂,专业的术语或许会让投资者读得云里雾里。我再举一个简单的例子您就可以理解,盖房子的时候泥瓦工要把水泥覆盖在裸露的砖块墙面上,覆盖的过程,就是镀膜的过程。
中微的mocvd可以用于制造led外延片,这是一块加热至适当温度的衬底基片,是半导体照明技术发展的基石。可用于制作led、oled、miniled等。研究到这里,对应的a股上市公司相关概念股就突突突冒出来了,led的三安光电、聚飞光电;oled的京东方、欧菲光、东山精密;miniled的tcl集团、利亚德、兆驰股份等。
下游企业的生产基础是什么?答案很显然,你得向中微公司买设备。
三、设备是半导体产业链的基石
下游企业的资本开支用于购买上游的制造设备,那么我们就很有必要梳理一下制造设备在半导体产业链中的位置。
集成电路产业链全景
图:集成电路产业链全景 资料来源:国泰君安研究所
上图展示了集成电路的整条产业链,设计-制造-封装测试是三大主要模块。其中ip、eda属于芯片设计部分,国外有三星、英特尔、苹果、sk海力士、博通、高通等,国内有华为海思、华大半导体、汇顶科技、北京君正、兆易创新等企业;芯片设计完成后将进行制造,制造类企业有台积电、罗格方德、三星、富士通等,国内有中芯国际、华虹半导体、长江存储等企业;制造公司需要采购生产设备,供应商有应用材料、阿斯麦、 东京电子、泛林半导体、科天半导体等,国内有中微半导体、北方华创、捷佳伟创等企业;最终环节是封装和测试,有日月光、长电、华天等企业,这一环节国内企业有一定市场优势。
梳理半导体产业链,我们发现制造设备处于整个产业链的中上游,从某种角度来说,甚至是最初的源头。
半导体行业内有“一代设备,一代工艺,一代产品”的说法。这意味着半导体制造要超前工艺和产品。举个例子,现在台积电的主流工艺流程是7nm,那么对应的半导体制造设备至少已经在研发5nm甚至是3nm的工艺,需要超前一代至两代。
全球前五大半导体设备制造厂商,分别为应用材料(17%)、阿斯麦(16%)、 东京电子(14%)、泛林半导体(13%)、科天半导体(5%),前五大厂商共占据了全球半导体设备市场65%的市场份额。国内刻蚀设备的主要厂商是中微公司和北方华创,目前市场份额较低,均处于追赶国外巨头的阶段。
资料来源:新时代证券研究所
mocvd设备竞争格局方面,2017年及以前,mocvd设备主要由爱思强(aixtron)和维易科(veeco)两家国际厂商垄断,市场份额分别为55%和38%。2017年以来中微公司的mocvd设备逐步打破上述企业的垄断。中微公司在国内mocvd市场中占主导地位,国内市场份额为43%左右。但放在在国际市场,仍然是弟弟。
毫无疑问,半导体的投资机会贯穿了2019年全年,相关的上市公司股价获得了远远领先于指数的优秀表现。电子新兴领域的蓬勃发展驱动整体行业景气度持续上行,全球半导体重心也有向中国转移的趋势,再加上国家政策的大力扶持,中国有望承接第三次半导体产业重心的转移。我们完全可以确信,本土产业链上企业的成长确定性是最高的。
四、业绩增长但盈利能力是瓶颈
中微创造了多个国内第一,核心产品也处于产业链的头部,但中微真的就如我们想象的那般强大吗?带着这个问题,我们继续看中微的业绩。
2018年中微公司营收16.39亿,同比增长68.7%,2016-2018复合增长率64%,近几年业绩成长性颇为不错。主营业务收入占比为100%,中微的生意只有一个方向——生产半导体加工设备。
在一条线中深挖护城河,比花样百出的“多管齐下”的生意模式要好的多。
中微的毛利率不高,2016、2017和2018年度公司的毛利率水平分别为42.5%、38.6%和35.5%,近三年毛利率呈现逐年下滑趋势,这或许和公司降价扩量的政策相关。但更大的问题在于净利润,最近三年净利润分别为-2.39亿,2992万元、9087万元。营收十几个亿,但净利润却不到一个亿,为什么中微净利润会这么低?
2018年中微的营业成本为15.7亿元,同比增长68.7%,成本的增长和营收的增长基本同步,公司的主要成本是原材料,拆解来看:
原材料:2016、2017、2018年,公司直接材料分别为3.18亿元、5.58亿元和10.04亿元,占各期主营业务成本的比例分别为90.75%、93.43%和94.98%。
制造费用(辅助材料 物流、仓储 折旧):0.25亿、0.29亿、0.36亿,占比为7.07%、4.88%、3.4%。
生产人员薪酬:0..07亿、0.1亿、0.17亿,占比2.19%、1.69%、1.62%。
我们可以理解为,中微公司要花很多钱在采购上。
资料来源:china knowledge数据库 中微公司招股书
中微所需原材料主要为机械类、电器类、机电一体类、气体输送系统类、真空系统类、传感器类、仪器仪表类、气动系统类等部件。2016年、2017年和2018年,公司前五大供应商采购金额合计占当期采购总额比例分别为31.29%、35.07%及34.63%。采购的比例基本稳定,不妨来看看都是哪些企业在给中微供货。
超科林:纳斯达克上市美国企业,八成业务在美国和新加坡,中国市场约占其4%市场份额,2018年前三季度向中国出口2000万美元商品,约1.4亿人民币。ferrotec:全球知名日企,国际知名的热电半导体制冷器供应商;万机仪器:mks美国企业,全球最著名的先进生产工艺控制设备供应商;靖江先锋半导体和昆坤视觉都是国内优质企业。
再来看下游客户:
资料来源:china knowledge数据库 中微公司招股书
2016年、2017年和2018年,中微向前五名客户合计销售额占当期销售总额的比例分别为85.74%、74.52% 和60.55%,占比有逐年降低的趋势,说明主要客户的集中度在降低。
高额的采购成本,加前五大供应商有多家顶级外企,中微并没有把核心零部件的制造技术掌控在自己手里,而且对上游议价能力不强。在下游销售中,中微的核心客户是国内的几家知名半导体制造企业,在以销定产的营销策略下,销售或许不是问题。
五、复盘与总结
中微处于半导体产业链的上游,是国内制造设备行业的翘楚。在刻蚀设备领域,中微打破了国外的垄断,自主研发的mocvd也深受国内客户的好评。伴随着我国半导体产业的持续发展,中微将迎来一段快速成长的时期。
但往更深层次研究,中微一台设备的销售价格在700-900万区间,很大一部分成本都花在买零部件上,在新的领域形成了对国外的依赖,这样的生意逻辑经不起推敲。半导体制造设备的国产化的前提是精密零件制造的国产化,中国制造或许不是难题,但中国创造仍然是显而易见的短板。
中微公司,虽然你已经很棒,但我们对你的期待更高。
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作者:予学
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据统计,2016年中国集成电路产业总营收达4335.5亿元,同比增长20.1%。其中,设计行业继续领跑榜单,总营收高达1644.3亿元,同比增长24.1%;制造业总营收1126.9亿元,25.1%;封测业总营收1564.3亿元,同比增长13%。
拿ic设计来说,大陆2016年ic设计公司从2014年的681家升至1362家,两年时间公司数量已翻倍。
其中,海思半导体以303亿元高居榜首,展讯与锐迪科合并后总销售额达125亿,低于此前预期的20亿美元。中兴微电子则以56亿元的销售额排名第三。总体来看,前10榜单排名相较2015年变化不大,10家公司总销售额为693.1亿元。
以下为国内半导体行业7大榜单(涵盖ic设计、制造、封测、功率器件、mems、材料及设备厂):
中国 集成电路设计 10大企业
1、深圳市海思半导体有限公司
目前是国内规模最大,技术最强的ic设计公司,2015年曾闯入全球前十大ic设计榜单。
2、清华紫光展锐
由紫光旗下展迅和锐迪科合并而成,英特尔持有其20%股份。2016年展讯全年出货芯片约6.5亿套,其中智能手机芯片3亿套,而锐迪科在物联网领域出货芯片约2亿套。
3、深圳市中兴微电子技术有限公司
由中兴通讯全资控股,其前身是中兴通讯于1996年成立的ic设计部,规模已跻身全国ic设计行业前三。
4、华大半导体有限公司
cec旗下子公司,国内前十大ic设计公司之一。2015年,华大半导体接受母公司中国电子无偿转让的上海贝岭26.45%股份,成了上海贝岭控股股东。
5、北京智芯微电子科技有限公司
国网信息产业集团旗下全资子公司,涉及芯片传感、通信控制、用电节能三大业务方向。
6、深圳市汇顶科技股份有限公司
国内最大的触控芯片供应商,汇顶科技在2016年10月17日上市后股价连续20个涨停后到达178元,市值一路飙至800亿,超过全球第二大手机芯片厂商联发科。目前,指纹芯片是其主要收入来源。
7、杭州士兰微电子股份有限公司
旗下拥有士兰明芯、美卡乐光电、士兰集成公司、成都士兰半导体等子公司。2016年,士兰微集成电路营收同比增长20.92%,led照明驱动电路为主要增长来源。
8、大唐半导体设计有限公司
大唐电信旗下集成电路设计公司,前身为原邮电部电信科学技术研究院集成电路设计中心。
9、敦泰科技(深圳)有限公司
台湾上市公司敦泰科技下属公司,敦泰科技是全球最早从事电容屏多指触控技术研发的公司之一,也是全球出货量最大的电容屏触控芯片提供商。
10、北京中星微电子有限公司
2005年11月,中星微成为中国第一家在纳斯达克上市的芯片设计企业。近日,有消息传中星微将私有化,而且中星微已经不是“传统意义上”的半导体公司,监控安防业务才是公司业务的大头。
中国 半导体制造 10大企业
1、三星(中国)半导体有限公司
是三星电子在华全资子公司,位于西安的工厂拥有半导体芯片制造及封装测试生产线,是三星在海外规模最大的一笔单项投资,也是三星海外半导体存储芯片领域非常重要的基地。
2、中芯国际集成电路制造有限公司
中芯国际目前是国内规模最大,制造工艺最先进的晶圆制造厂。去年10月,中芯国际连续宣布新厂投资计划,在上海和深圳分别新建一条12英寸生产线,天津的8英寸生产线产能预计将从4.5万片/月扩大至15万片/月,成为全球单体最大的8英寸生产线。
3、sk海力士半导体(中国)有限公司
sk海力士于2005年在江苏无锡独资修建,产品主要以12英寸集成电路晶圆为主,范围涉及存储器,消费类产品,移动soc及系统ic等领域。该工厂为sk海力士本部提供一半以上的产品份额,在中国市场占有率确保遥遥领先于其它竞争对手。
4、华润微电子有限公司
华润集团旗下子公司,业务包括集成电路设计、掩模制造、晶圆制造、封装测试及分立器件,目前拥有6-8英寸晶圆生产线4条、封装生产线2条、掩模生产线1条、设计公司4家,为国内唯一拥有齐全半导体产业链的公司。
5、上海华虹宏力半导体制造有限公司
华虹宏力是全球领先的200mm纯晶圆代工厂,范围涵盖嵌入式非易失性存储器及功率器件,电源管理、mems、rf cmos及模拟混合信号等。
6、英特尔半导体(大连)有限公司
该厂系英特尔在2007年投建,是英特尔在亚洲设立的第一座芯片厂。
7、台积电(中国)有限公司
全球晶圆代工龙头台积电于2003年8月在上海投建,是台湾积体电路制造股份有限公司独资设立的子公司,也是其全球布局中重要的一环。
8、上海华力微电子有限公司
华力是中国大陆第一条全自动12英寸集成电路foundry生产线,工艺水平达到55-40-28nm技术等级,月产能3.5万片。华力采用代工模式,为设计公司、idm公司和其他系统公司代工逻辑和闪存芯片。
9、西安微电子技术研究所
又名骊山微电子公司,始建于1965年10月,主要从事计算机、半导体集成电路、混合集成三大专业的研制开发、批产配套、检测经营,是中国航天微电子和计算机的先驱和主力军。
10、和舰科技(苏州)有限公司
被台湾联华电子收购,是国内顶尖的晶圆代工厂。
中国 半导体封装测试 10大企业
1、江苏新潮科技集团有限公司
主要从事集成电路的封装测试、半导体芯片、智能仪表的开发、生产、销售。
2、南通华达微电子集团有限公司
主要从事半导体器件的封装、测试和销售,年封装、测试能力达25亿块。
3、威讯联合半导体(北京)有限公司
属外商独资企业,主要从事集成电路元器件封装测试。除此之外,还为手机厂商生产零备件,是功率放大器产品的主要供货商。目前,企业年产射频功率放大器6.6亿颗。
4、天水华天电子集团股份有限公司
功率半导体器件封测厂商,中国第一批国家鼓励的集成电路企业。 目前具备年封装及测试各类功率器件12亿只的能力。
5、恩智浦半导体
恩智浦在全球拥有多座封装测试工厂,早前还与日月光合资在苏州投建一座封测厂。除此之外,其位于大陆东莞的封测厂主要负责封装、测试恩智浦的分立元器件产品,如晶体管、传感器、以及二极真空管等。
6、英特尔产品(成都)有限公司
外商独资企业,为英特尔全球最大的封装生产基地,同时也是全球最大的芯片封装测试中心之一。
7、海太半导体(无锡)有限公司
太极实业和sk海力士共同投资成立,2010年2月首批封装生产线投入运营, 2011年8月模组工厂正式投产, 2015年度末销售收入达到将近6亿美金。
8、上海凯虹科技有限公司
外商独资企业,由美国dic电子投资,主要生产表面贴装型(snd)之功率分离元器件及集成电路产品的封装及测试业务。
9、安靠封装测试(上海)有限公司
安靠在华子公司,截止到2016年,投资总额达6.45亿美元。安靠上海拥有包括晶圆晶针测、封装、测试、凸块和指定交运在内的全套爱游戏平台的解决方案。
10、晟碟半导体(上海)有限公司
sandisk在中国建立的第一家自有半导体体封装测试制造厂。
中国 半导体功率器件 10大企业
1、吉林华微电子股份有限公司
中国半导体功率器件五强企业,于2001 年3月在上海证券交易所上市,为国内功率半导体器件领域首家上市公司。拥有4英寸、5英寸与6英寸等多条功率半导体分立器件及ic芯片生产线,芯片加工能力为每年400余万片,封装资源为60亿只/年。
2、扬州扬杰电子科技股份有限公司
致力于芯片、二极管、整流桥、电力电子模块等半导体分立器件高端领域研发生产,先后收购了扬州国宇电子(部分股权)、美国mcc、台湾美微科、深圳美微科三家公司,于2014年1月23日在深交所创业板挂牌上市。
3、苏州固锝电子股份有限公司
国内半导体分立器件二极管主要供应商之一,2006年在深交所成功上市,下辖8个子公司。2016年,苏州固锝实现营收11.86亿元,净利润1.11亿元,分立器件是其主力业务。
4、无锡华润华晶微电子有限公司
华润微电子旗下子公司,主要聚焦于功率半导体领域,发展宽禁带半导体、ipm模块、系统方案等产品。
5、瑞能半导体有限公司
恩智浦半导体与北京建广资本合资成立,是全球功率半导体的领导厂商。
6、常州银河世纪微电子股份有限公司
外商独资企业,主要从事微型贴片二、三极管的后道封装生产,具备年产50亿只微型贴片二、三极管的生产能力。
7、北京燕东微电子有限公司
主要产品为半导体分立器件芯片和集成电路芯片、目前有10余个门类近200个品种的半导体器件芯片。
8、中国振华集团永光电子有限公司
前身为国营永光电工厂,1984年被划归给中国振华管理,更名为中国振华集团永光电工厂。2006年改制更名为中国振华集团永光电子有限公司。
9、无锡新洁能股份有限公司
国内大功率半导体器件主要供应商之一,是中国第一家研发成功并上量销售大功率-超结-mosfet(sj-mosfet)的设计公司。
10、深圳深爱半导体股份有限公司
由赛格集团、循杰投资、远致投资三家共同出资成立,2010年经股份制改造后转型为股份有限公司并于2015年8月在新三板挂牌,是深圳唯一一家具有前、后工序生产线的功率半导体器件制造厂。
中国 半导体mems 10大企业
1、歌尔声学股份有限公司
中国电声行业龙头,2008年在深交所上市,歌尔声学2016年实现营收193.47亿,同比增长41.68%,净利润16.55亿,同比增长32.31%。
2、瑞声声学科技(深圳)有限公司
全球著名的电声元器件制造商之一,拥有非常丰富的电声元器件的设计和制造经验。
3、美新半导体(无锡)有限公司
外商独资企业,由美国memsic公司投资成立,是全球最大的mems器件提供商之一。
4、深迪半导体(上海)有限公司
中国首家设计并生产商用mems陀螺仪系列惯性传感器的mems芯片公司。
5、美泰电子科技有限公司
中国mems(微电子机械系统)器件与系统主要供应商之一,是国内最大的mems高端核心芯片、器件和系统产品供应商。
6、苏州迈瑞微电子有限公司
专注于半导体指纹传感器的设计和应用爱游戏平台的解决方案,是全球范围内屈指可数的能够提供指纹识别完整爱游戏平台的解决方案的供应商之一。
7、苏州敏芯微电子技术有限公司
国内最早成立的mems研发公司之一。
8、苏州明皜传感科技有限公司
由海内外知名管理和技术团队与苏州固锝电子股份有限公司(股票代码:002079)共同投资创建,主要从事mems传感器研发生产和销售。
9、无锡芯奥微传感技术有限公司
国有企业控股的中外合资企业,主要从事mems传感器研究、开发、生产和销售。
10、无锡康森斯克电子科技有限公司
中外合资企业,是一家新兴的mems 传感器设计,生产以及制造厂。
中国 半导体材料 10大企业
1、浙江金瑞泓科技股份有限公司
国内半导体硅材料行业的龙头,先后承担“国家级火炬计划”、“电子发展基金”、“中小企业创新基金”等多个产业化项目。
2、南京国盛电子有限公司
中国电子科技集团第五十五研究所下属单位,致力于高性能半导体硅外延片的研发、设计、制造和加工,多年来市场占有率一直稳居第一,为国内领先的硅外延材料供应商。
3、宁波江丰电子材料股份有限公司
拥有国内材料最齐全、工艺最完整、设备能力最强、产能最大的超高纯度金属材料及溅射靶材生产基地。
4、有研亿金新材料有限公司
主要从事稀有和贵金属材料及其相关产品的生产、研究、开发和销售,主导产品为形状记忆合金和贵金属两大领域产品。
5、北京达博有色金属焊料有限责任公司
专业从事半导体器件及集成电路用键合金丝、金合金丝、蒸发金及金砷丝、金靶材等产品的研究、开发、生产及销售。
6、上海新阳半导体材料股份有限公司
以技术为主导,正致力于tsv、bumping、mems、solar等晶圆电镀、光刻胶剥离清洗等工艺所需高纯电子化学品与应用技术的开发。
7、安集微电子科技(上海)有限公司
集研发、生产、销售为一体,致力于高增长率和高功能先进材料的研发和生产。
8、有研半导体材料有限公司
系中央企业北京有色金属研究总院全资子公司,主要从事硅和其他电材料的研究、开发、生产与经营,2016年1月,自主研发的“200mm重掺硅单晶抛光片技术”荣获中国有色金属工业科学技术一等奖。
9、湖北兴福电子材料有限公司
国内专业电子化学品供应商,3万吨/年电子级磷酸生产规模居全球第一,开创了国产化电子级磷酸用在8寸及以上集成电路的先河。
10、江阴江化微电子材料股份有限公司
生产紫外负性光刻胶及其紫外正、负性光刻胶配套试剂、超净高纯试剂、通用化学试剂系列及其他专用电子化学品,是目前国内生产品种最齐全、配套性最强的湿法电子化学品生产商。
中国 半导体设备 5大企业
1、中电科电子装备集团有限公司
中国电子科技集团公司独资公司,生产研发集成电路制造装备、新型平板显示装备、光伏新能源装备等,2015年销售收入突破100亿元。
2、北京北方华创微电子装备有限公司
由七星电子和北方微电子战略重组而成,是目前国内集成电路高端工艺装备的龙头企业。拥有半导体装备、真空装备、新能源锂电装备及精密元器件四个事业群。
3、中微半导体设备(上海)有限公司
致力于微观制程设备的研发、生产、销售。
4、上海微电子装备(集团)股份有限公司
致力于大规模工业生产的投影光刻机研发、生产及销售。
5、沈阳拓荆科技有限公司
由海外技术专家于2010年创立,致力于研究和生产世界领先的极大规模集成电路行业专用薄膜设备
报告出品/作者:东方证券、蒯剑、李庭旭
以下为报告原文节选
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1.回顾海外半导体设备龙头厂商的发展之路
全球半导体设备市场高度集中,海外龙头企业处于垄断地位。美国的半导体厂商主要有应用材料、泛林半导体和科磊,应用材料是全球最大的半导体设备制造厂商,产品覆盖除光刻以外的半导体前道工艺,占全球半导体设备的21%;泛林半导体是全球第三的半导体设备厂商,按照“先专后全”的路线,先专注于刻蚀设备的研发制造,逐步发展薄膜沉积、清洗以及检测业务;科磊在半导体检测设备领域长期占有50%以上的市场份额,2021年占全球半导体设备8%。日本的半导体厂商主要包括东京电子和迪恩士,东京电子的产品覆盖非常全面,在全球半导体设备市场占15%份额,迪恩士的清洗设备处于全球领先地位,在全球半导体设备厂商中排名第六;荷兰的半导体厂商主要为阿斯麦,阿斯麦垄断了全球的高端光刻机市场,在半导体设备市场中占有21%的份额。
asml是全球光刻机龙头,占据75%份额;lam(泛林半导体)是全球刻蚀领域龙头,占据50%份额;amat(应用材料)是薄膜沉积、离子注入、cmp多领域龙头,分别占据85%(pvd)/30%(cvd)、50%、50%市场份额;dns(迪恩士)是全球清洗机龙头,占据45%份额;tel是全球涂胶显影机、原子层沉积(ald)龙头,占据87%、30%份额;kla(科磊)是全球检测量测设备龙头,占据54%份额。
1.1 应用材料:平台型龙头,外延并购成就版图
应用材料成立于1967年,1992年成为全球最大的半导体设备制造厂商,一直蝉联至今。1970财年amat主营业务收入为730万美元,1972年上市时为630万美元,到2021财年(2020.10.26-2021.10.31)主营业务收入已达231亿美元,比上市时增长3660倍。
amat长期以来重视技术创新,保持高研发投入。公司历年研发投入占营业收入比重平均在15%左右。
amat不断推出新品,引领行业发展步伐。amat1976年推出第一台商用等离子化学气相沉积设备,1987年推出革命性的单晶圆多反应腔平台precision 5000,分别于1989年和1997年成为全球第一家推出200mm和300mm晶圆制造设备的企业;2005年发布centura advant edge系统,采用了最先进的硅片刻蚀技术;2006年发布producergt,是当时最高效、投入产出比最高的cvd平台。
外延扩张,打造“半导体设备超市”。半导体设备技术门槛高、研发投入大且周期长,此外客户验证复杂,通过收购能够快速集成技术,发展客户,抢占市场。amat1997年收购两家以色列公司opal technologies(验证临界尺寸的高速计量系统)和orbot instruments(成品率提高系统),开启了并购之路。以后相继通过并购扩展了公司的cmp、晶圆检测、清洗、薄膜沉积、离子注入等业务。同时公司积极拓展泛半导体领域,2007年收购hct,帮助太阳能领域客户降低制造光伏电池的成本,扩展了光伏电源领域的业务。
紧抓半导体产业转移机遇,进行全球布局。早在1971年amat就开始全球化布局的尝试,在欧洲设立了第一个海外办事机构。20世纪70年代后期,半导体产业由美国向日本转移,80年代向韩国、中国台湾转移。amat紧抓产业转移的机遇,在全球各地设立办事处。进入21世纪之后,随着半导体产业转移到中国大陆,amat也在加强在大陆的布局。1984年amat就在北京设立了技术服务中心,成为第一家进入中国的外资半导体设备厂商。2001年和2007年,分别在北京和西安设立技术中心和全球开发中心。
1.2asml:光刻龙头,突破性技术变革助力崛起
asml是全球光刻机的领跑者,垄断euv光刻技术。asml成立于1984年,由电子巨头飞利浦和半导体设备制造商asmi共同成立。如今asml在全球光刻机领域处于绝对的霸主地位,占据全球约75%的光刻机市场,更是垄断了全球7nm 及以下工艺的euv 光刻机技术。2021财年(2021.1.1-2021.12.31)asml出货309台光刻机,主营业务收入186亿美元,同比增长33%。
革命性技术突破成就asml的霸主地位。asml一直重视研发创新,2021年研发投入25亿美元,占主营的14%。asml成立以来,四项技术突破帮助其成为光刻龙头企业。1991年,推出突破性平台pas5500,凭借其领先的生产力和分辨率,奠定了客户基础。2001年,推出twinscan系统及其双平台技术,最大限度地提高了系统地生产力和准确性。紧接着,asml于2003年推出第一台浸润式机器,这一技术成为此后65、45和32nm制程的主流,推动摩尔定律往前跃进了三代。2010年,asml运送了第一台euv光刻原型机,成为全球唯一使用极紫外光的光刻机制造商,开启了光刻机的新时代。
asml重要转折之一:开发浸没式光刻技术。asml最大的弯道超车,发生在193nm制程到157nm制程的升级过程,当时业内大部分企业选择在原有技术路径上改进,比如尼康、佳能都选择研发157nm波长的光源。这时,台积电科学家林本坚提出,利用水的折射,使进入光阻的波长缩小到134nm,由于浸没式光刻技术研发难度大,且需要推翻原有设计重新开始研发,只有asml愿意选择浸没式光刻技术,2003年,asml和台积电合作研发出首台浸没式光刻设备,2004年尼康才终于宣布157nm的干式光刻机产品样机出炉,此后,asml 快速占领光刻机市场份额。
asml重要转折之二:率先研发出euv光刻机。1997 年,英特尔和美国能源部牵头组建euv llc 前沿技术组织,论证euv技术的可行性,成员主要包括英特尔、摩托罗拉、amd以及美国能源部(doe) 的劳伦斯·利弗莫尔、桑迪亚和伯克利国家实验室。asml以出资在美国建工厂和研发中心,并保证55%的原材料都从美国采购的条件,挤进euv llc,而尼康、佳能却被排除在外。euv llc的研究成果大大加快了asml的euv研发速度,成为目前唯一掌握euv光刻机技术的厂商。
战略并购和开放式创新平台助力asml技术创新。asml通过战略并购快速占领技术优势,收购microunity的masktool部门(光学临近矫正技术)、brion technologies(计算光刻技术)、hmi(电子束检测)、mapper(电子束光刻)和svg(微激光系统)。此外,asml还于上下游厂商、研究机构、同业爱游戏平台的合作伙伴搭建了开放式创新平台,相互推动创新,并提供对各种技术的大型前沿知识库的访问。
推出整体光刻系统,集成工艺,共同优化性能。半导体行业受到缩小制造成本和提高设备性能的推动。然而,随着半导体特征尺寸的缩小,工艺窗口(生产可行芯片所需的精度公差)也在缩小,对套刻精度和临界尺寸均匀性(cdu) 等参数提出了严格的要求。2009 年asml推出整体光刻系统,集成了计算光刻技术、晶圆光刻技术和工艺控制,可以实现优化生产精度公差、提高良率、降低客户时间成本。
asml通过收购布局上游,提出客户联合投资计划携手下游,打造上下游利益共同体。asml通过收购cymer、berliner glas、wijdeven motion以及蔡司半导体24.9%的股份,布局上游零部件,包括紫外光源、光学组件、电机和光学镜头组。2012年,asml提出“客户联合投资计划”,与客户建立密切关系,共同承担研发费用,为入股客户提供优先供货权,从而构成了庞大的利益共同体。
1.3 泛林半导体:深耕刻蚀,合并诺发助力平台化
lam立足刻蚀设备,逐渐向工艺前端和后端扩展业务。泛林集团成立于1980年,是全球领先的综合性半导体设备龙头企业。泛林半导体成立第二年便推出了第一款刻蚀设备autoetch。lam在刻蚀设备领域市场份额最大,占据47%的市场份额,公司立足刻蚀设备领域,逐步向前端薄膜沉积和后端清洗设备延伸,通过并购不断提升竞争能力,构建技术壁垒和扩充产品线。泛林半导体2021财年(2020.6.29-2021.6.27)的主营业务收入达到146亿美元,同比增长46%。
lam专注于刻蚀设备,不断进行技术升级。1981-1982年,lam推出了支持1.5μm制程的刻蚀设备autoetch,1989年开发了支持0.8微米制程的刻蚀设备。1992年推出业内首款icp刻蚀设备,开始引领行业发展。lam首创ale技术,在2014年推出ale刻蚀设备flex系列和kiyo系列。ale技术凭借其在原子层级别的可变控制性和能实现业内最高生产率和选择比而有望成为新一代刻蚀设备的产业趋势。
lam通过并购扩充产品线。早在1997年,泛林就通过收购cmp清洗领域的市场领导者ontraksystems,弥补在清洁领域产品链的不足。2012年,lam兼并收购了诺发,其刻蚀和单晶圆清洗设备方面的领先地位与诺发的薄膜沉积技术互补,合并后lam不仅能够拥有更广泛的市场,而且有助于公司技术团队加强相邻工艺之间的的集成,未来有望开发“集簇”设备,以提高工艺效率、降低成本,提升设备竞争力。
技术变革驱动泛林业绩增长。随着芯片制程不断缩小、芯片结构3d化发展,相关设备的加工步骤增多,刻蚀和薄膜沉积设备成为占比最高的设备。lam2012年起主营业务收入呈现快速增长的态势,除收购诺发的因素之外,另一个关键驱动力是2014年3dnand的量产和多重曝光技术的应用,3d nand层数的增加将持续增加对刻蚀技术的依赖,多重曝光技术则是增加了刻蚀工艺密度,因此对刻蚀设备的需求大幅增长,拉动刻蚀设备龙头lam营收增长。
1.4东京电子:紧抓产业转移机遇,受益政府扶持
东京电子是日本第一的半导体设备厂商。东京电子成立于1963年,是日本最大的半导体设备制造商,也是全球第四大半导体供应商。东京电子成立之初主要从事汽车收音机的出口和半导体设备的进口业务,1975年开始专注于半导体设备制造,1989年成为全球营收额第一的半导体设备制造商,并且连续三年蝉联。之后东京电子开始向全球扩展业务,并加强研发,一直至今,东京电子仍然是第一梯队的半导体设备制造商。2022财年(2021.4.1-2022.3.31),东京电子营收178亿美元,同比增长35%。
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精选报告来源:虎鲸报告
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