国产半导体薄膜沉积设备龙头,半导体设备英文缩写 -爱游戏平台

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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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01、芯片设计

芯片设计是产业链中重要的一环,影响后续芯片产品的功能、性能和成本,对研发实力要求较高。根据不同的下游应用,可分为四类: (一)集成电路:存储器、逻辑芯片(cpu、gpu)、微处理器(mpu)、模拟芯片 (二)分立器件(含功率半导体):mosfet、igbt、二极管、晶闸管 (三)传感器:mems、图像传感器 (四)光电器件 关于芯片设计的公司,ic修真院给大家做过详细介绍。

(一)集成电路

兆易创新:国内闪存芯片存储器及mcu微控制器设计双龙头。在全球norflash的市场占有率为6%,已跃居全球第三。公司作为国内mcu微控制器市场的龙头公司,2020年销售接近2亿颗,2021年公司业绩将伴随着工控等领域的快速放量,迎来快速发展的时期。 **北京君正:**收购北京矽成,成为国内稀缺的汽车存储芯片领军企业。北京矽成在全球车用dram存储芯片市占率15%,全球排名第二。收益于汽车电动化与智能化对车用存储芯片数量和容量要求的提升,实现量价齐升。微处理器芯片业务收益于智能终端硬件需求的爆发。公告拟定增募集资金拓展车载led照明芯片。 **国科微:**我国固态存储芯片技术领先代表,最新产品达到国际平均水平、深耕智能安防监控芯片,积极布局ai智能监控芯片。 **圣邦股份:**国内模拟芯片龙头,电源管理芯片及信号链芯片受益于5g、工业驱动、人工智能和汽车升级,叠加国产替代,空间广阔。 **思瑞浦:**业务与圣邦股份高度重合,国产信号链类模拟芯片龙头企业。公司的信号链模拟芯片为5g射频模拟芯片的主要组成部分,综合性能已达国际标准。 **卓胜微:**射频前端领域处于国产领先地位,5g通信技术的发展带动射频前端市场需求的快速增长,公司产品在客户端持续渗透。 **晶丰明源:**在led照明驱动芯片市场处于龙头地位,技术和市场均处于领先水平,出货量全球第一。晶丰明源今年也发了6次涨价函,原因是原材料价格上涨和产能紧张。 **明微电子:**深耕led驱动业务,显示与照明业务齐头并进,技术研发能力处于行业领先地位。与晶丰明源比主要为led显示驱动芯片。2020年显示驱动芯片厂商中排名第三,市占率为13%。 **中颖电子:**公司主要产品包括微控制芯片及oled显示驱动芯片,受益于下游智能家电领域产品需求量和智能化水平的提高,国产替代空间广阔。 **景嘉微:**a股极其稀缺的图形处理器芯片标的,主要应用于军事装备,在国内机载图显领域占据大部分市场份额,正由军用向信创及民用市场拓展。 **乐鑫科技:**全球物联网wifi-mcu芯片龙头企业,市场份额全球第一,占比超30%。产品下游主要是智能家居、电子消费产品、传感设备及工业控制等,充分受益下游物联网市场发展。 **富瀚微:**安防芯片设计龙头。2020年原本的安防芯片龙头海思受到美国的制裁被动退出市场,公司在下游客户供应链切换过程中抢占先机,实现海思产品80%的替代。2020年公司在安防前端isp芯片领域市场份额达到60%-70%。同时公司基于视频处理能力进入汽车摄像头市场,渗透率不断提升,提供新增长动能。 **全志科技:**老牌智能终端处理器soc芯片设计企业。(soc即片上系统,可以简单的理解为把系统做在一块芯片上,是未来工业界将采用的最主要的产品开发方式。)其产品主要布局物联网,智能家居等领域,京东的智能音箱以及小米的智能扫地机器人就是搭载全志科技的soc芯片。 **瑞芯微:**专注soc设计,发力电源管理领域。5g 终端对电池续航能力的要求同步提升,进而对电源和功耗的管理提出了更高要求。公司快充芯片与普通的电源管理芯片相比,在占用体积、能量转换效率和散热量等方面均有较大程度的优化,性能和可靠性指标均处于市场领先水平。 **上海贝岭:**重点发展消费类和工控类芯片设计业务,主要目标市场为电表、手机、液晶电视及平板显示、机顶盒等各类工业及消费电子产品。合并南京微盟提高电源管理芯片的市占率。

(二)功率半导体

**新洁能:**专业从事mosfet、igbt等半导体芯片和功率器件的研发设计及销售。igbt是目前增速最快的功率器件细分市场,公司产品线完整,成为公司的营收增长新动力。同时公司重视第三代半导体功率器件研发,积极研发新能源汽车用功率半导体。

(三)传感器

韦尔股份:国内图像传感器设计龙头,业务位于全球前三,国内第一。2019年成功收购了两个影像传感器cis设计公司豪威和思比科,设计业务收入超过世界第十的芯片设计上市公司。

02、芯片制造

在市场需求、国家政策、资本投入的驱动下,全球晶圆代工产业逐渐向中国大陆转移,中国大陆成为全球增速最快的晶圆代工厂。2016-2020年全球新增投产晶圆厂中在投产在中国大陆的比重达到42%,其他分散在全球各国国家。 晶圆制造原理为根据设计版图进行掩膜制作,形成模版,在晶圆上批量制造集成电路,芯片通过多次重复运用掺杂、沉积、光刻等工艺,最终在晶圆上实现高集成度的复杂电路。 (一)制造厂 不少纯设计厂向idm转型,具备设计、研发、生产能力,我们将这一类的企业归为制造厂一类。 1、集成电路

**中芯国际:**无可争议的国产芯片代工龙头,技术与规模均为国内第一,代表集成电路国产替代的最先进制造水平,市占率全球第四。受到制裁之后研发预计会停滞数年,先进制程的生产规模扩张也会同步停滞。

**紫光国微:**智能安全芯片及国内特种 ic 双龙头,“万能芯片”、车规芯片多点开花。子公司国微电子产品线齐全、技术实力强,是国内特种 ic 龙头企业。子公司紫光同芯国内智能卡芯片龙头,市场渗透率进一步提高。子公司紫光同创为国内民用fpga领军企业,打破了海外寡头垄断,国产替代空间大。

**富满电子:**主营为led控制及驱动类芯片、电源管理类芯片,同时具有“设计 封测”一体化供应能力。公司已在小间距&mini led 控制驱动核心技术领域取得突破,在快充芯片领域也实现率先突破,技术实力国内领先。积极布局 mosfet 领域,有望充分受益功率半导体国产替代。

2、功率半导体

泛指处理电力的芯片,其主要功能是将繁杂不一的电力,处理为终端产品所需的规格。比如电流从电动车的电池输出后,通过不同的功率芯片处理,既可以驱动电机,又可以驱动空调和音响。 **mosfet:**即场效晶体管。主要应用于电脑功率电源、家用电器等,占全球功率器件市场超4成比重。

**igbt:**应用涵盖从工业电源、变频器、新能源汽车、新能源发电到轨道交通、国家电网等一系列领域。

**华润微:**国内功率半导体idm龙头之一,是国内营业收入最大,产品系列最全的mosfet厂商。拟与国家集成电路产业投资基金二期及重庆永微电子共同成立润西微电子,建成后预计达到月产3万片12寸中高端功率半导体晶圆生产能力。

**斯达半导:**国内igbt半导体龙头,全球igbt模块市场排名第七,是国内唯一进前十的企业,市场优势地位显著。从纯设计厂向idm转型,以保证产能供应,产品主要用于工控与电器领域。拟定增募资35亿元购买光刻、显影、蚀刻等设备盖厂,设计产能36万片功率半导体,用于高压特色功率芯片和碳化硅,以尽快推出车规级sic芯片,以完善车用电源市场的产品布局。

**士兰微:**国内功率半导体idm龙头之一,主要集中于mems传感器、高压集成电路、半导体功率器件这三个主要技术方向。

**捷捷微电:**晶闸管龙头企业,产品性能达到国际领先水平。爱游戏官网登录入口的业务范围涵盖芯片设计、晶圆制造及封装测试等全业务环节。今年7月公告拟扩建功率半导体6英寸晶圆及器件封测项目,产品从晶闸管与防护器件等领域,扩展至igbt模块。此外公司车规级封测产业项目落地,产业链逐步完善。

**扬杰科技:**公司是国内领先的功率半导体 idm 厂商,具备完善的芯片设计、晶圆制造、封装检测能力。国内功率二极管龙头,并逐步往 mosfet、igbt、第三代半导体功率器件等高端产品延伸。应用领域涵盖电源、家电、照明、安防、仪表、通信、工控及汽车电子等多个领域。公司产品在光伏领域应用占比较高,营收约占 15%。

**闻泰科技:**耗资181亿收购来的安世半导体是全球功率半导体龙头,产品主攻消费电子与汽车领域。其主要产品为逻辑器件、分立器件和mosfet器件,是一家集设计、制造、封装测试为一体的半导体跨国公司。三大业务均位于全球领先地位,逻辑器件排名第二、二极管和晶体管排名第一、车功率mosfet排名第二。

**立昂微:**茁壮成长的半导体硅片 功率器件领先企业,主攻肖特基二极管芯片。

**三安光电:**国内led芯片龙头。总投资160亿元的湖南三安半导体基地一期项目今年6月正式投产,这是国内首条、全球第三条碳化硅idm生产线。

3、传感器

**赛微电子:**原名耐威科技 mems芯片晶圆制造。2016年赛微通过收购瑞典silex,获得全球领先工艺ip,切入mems纯代工赛道成为mems全球代工领头羊。公司目前可生产微流体、微超声、微镜、光开关等多种器件。

(二)材料与辅料

半导体制造过程相当复杂,先进制程多达500多道工序,需要用到大量材料。因此半导体材料也是整个产业链中细分领域最多的,具有很高的技术和资本壁垒。

其中,硅片(晶圆)价值占比最高,超过1/3,其次为电子特种气体占比13%,光掩模、光刻胶及辅助材料各占比12%左右,其余材料占比均低于10%。

半导体材料成本占比分类: 1、硅片

硅片是集成电路制作中最为重要的原材料,市场规模最大。当前全球50%以上的硅材料产能集中在日本,前五大厂商份额超过90%,国内规模最大的是沪硅产业。

**沪硅产业:**纯正的半导体硅片公司,产能、技术国内领先。率先实现300mm硅片规模化生产,打破了大硅片零国产化僵局,但产能利用率低,尚未实现规模效应。由于折旧费用高300mm硅片毛利率为-34.82%,国内三家硅片厂商中毛利率最低,尚未实现盈利。

**中环股份:**中环以光伏硅片为主,占比接近90%,半导体硅片仅占总收入7%。虽然规模不大,但是中环半导体硅片产能提升很快。12英寸20年产能为7万片/月,21~23年将持续放量,产能预计将超过60万片/月。光伏和新能源布局可以实现协同,未来大硅片产能释放,具备龙头溢价空间。

**立昂微:**立昂微硅片产品尺寸较小,且具备抛光片-外延片-功率器件的一体化优势,因此毛利率最高超过40%。15万片/月的12寸硅片预计今年底建设完成。除了半导体硅片,还有功率器件和射频芯片业务。

2、电子特种气体

半导体生产中几乎每个环节都要用到电子特气,且其很大程度上决定了最终产品性能的好坏。同时所用气体的品种多、质量要求高,因此被称为半导体制造的“血液”。虽然国产化率还不高,但国产替代速度比较快。 **南大光电:**其自主研发的氢类气体磷烷、砷烷,是电子特气中技术壁垒最高的两种,打破了国外技术封锁和垄断,不仅在 led 行业市场份额持续增长,在集成电路行业也快速实现了产品进口替代,得到了广大客户的高度认可,目前占据国内市场份额达 75%以上。同时公司mo源产品实现了国内进口替代,是全球主要的 mo 源生产商。mo源系列产品是制备led、新一代太阳能电池、相变存储器、半导体激光器、射频集成电路芯片等的核心原材料。

**华特气体:**公司研发出的20种进口替代产品已实现规模化生产。特气体也通过了全球最大光刻机供应商asml公司的产品认证,并为中芯国际、华虹宏力等一线企业供货。

**雅克科技:**是半导体材料中的平台型企业,类似北方华创在设备中的地位。业务包括半导体化学材料,电子特气,光刻胶。产品覆盖半导体薄膜、光刻、沉积、刻蚀、清洗等核心环节。前驱体、sod,打破海外垄断。2020年收购lg化学彩色光刻胶,获得了彩色光刻胶和tft光刻胶等成熟技术和量产能力,有效弥补国内彩色光刻胶生产的空白。

3、光刻胶

光刻胶技术壁垒高,价值含量高,被成为半导体材料中的“明珠”。高端光刻胶市场基本被日本企业所把持,使用量最高的krf光刻胶和arf光刻胶国产化率低于5%,进口替代空大。

**华懋科技:主营为安全气囊材料,通过持有徐州博康29%的股权,**进军半导体光刻胶产业。徐州博康的光刻胶单体业务占全球市场份额的 5%,并已存储了全球 80%的光刻胶单体产品技术,成为中国唯一的高端光刻胶单体材料研发和规模化生产企业。目前已成功开发出 10 个高端光刻胶产品系列,半导体光刻胶一体化优势显著。

**彤程新材:**主营为特种橡胶助剂,通过控股北京科华进入半导体光刻胶市场。北京科华是唯一列入全球光刻胶八强的中国光刻胶公司,同时也是国内销售额最高的光刻胶公司。中国i线产品国产替代基本上靠北京科华贡献,同时也是唯一可以批量供应krf光刻胶给8寸和12寸客户的本土光刻胶公司,产品达到世界一流水准,打入中芯国际、长江存储、华虹半导体等国内厂商。

**晶瑞股份:**晶瑞股份的产品包括超净高纯试剂、光刻胶、 功能性材料、锂电池材料和基础化工材料等。

**光刻胶领域:**子公司苏州瑞红作为国内光刻胶领域的先驱,规模生产光刻胶 30 年,产品技术水平和销售额处于国内领先地位。i 线光刻胶已取得了中芯国际天津、扬杰科技的供货订单;高端krf(248nm)光刻胶完成中试,建成了中试示范线。

**南大光电:**公司成功自主研发出国内首支通过客户认证的 arf 光刻胶产品,两次通过客户认证。公司目前已经建成 25 吨生产线(5 吨干式和 20 吨湿式),在光刻胶国产化的大趋势下,光刻胶业务将带动公司业绩迈入新的成长空间。

4、cmp抛光材料

cmp抛光材料、靶材国产化程度最高,部分产品技术标准已到达世界一流水平,本土公司已实现批量供货。

抛光液和抛光垫是cmp抛光的主要材料,属于高价值易耗品,毛利高,认证时间长,客户黏性强,竞争格局也相对较好。产品价值上,抛光液高一些,占总材料成本49%,抛光垫占33%,其他材料合计不到20%。

**安集科技:**国内抛光液龙头,目前安集科技在国内没有对手。国内市场份额超过20%,仅次于卡博特。抛光液的技术含量很高,且由于其专用性,绑定大客户后未来增速也很有保证。

**鼎龙股份:国内抛光垫龙头,**主要是做打印复印耗材的,近年来开始布局半导体材料,抛光垫去年开始放量。成为长江存储的一供,对中芯国际也持续放量。

5、高纯湿电子化学品

超净高纯试剂是指主体成分纯度高于99.99%的化学试剂,主要用于芯片的清洗、蚀刻等制造领域。

**江化微:**国内湿电子化学品龙头,打破国外企业限制壁垒,逐渐实现中低端市场的国产化替代。其超净高纯试剂、光刻胶配套试剂产品具备为平板显示、半导体、光伏等领域提供全系列湿电子化学品能力。

晶瑞股份:超净高纯试剂占其营收的20%。超纯双氧水、超纯氨水及在建的高纯硫酸等主导产品已达到g5等级,其它高纯化学品均普遍在g3、g4等级。

6、靶材

江丰电子:国内高纯溅射靶材行业龙头,目前已可量产用于90-7nm半导体芯片的钽、铜、钛、铝靶材,其中钽靶材在台积电7nm芯片中已量产,5nm技术节点产品也已进入验证阶段。

(三)制造设备

半导体景气周期有着“设备先行、制造接力、材料缺货”的传导规律。中国大陆迎来投资建厂热潮,对半导体设备的需求也水涨船高。今年上半年,半导体设备的同比出货量相比去年增长了50%,设备制造商接单不暇。

由于半导体设备技术壁垒高,研发难度大、周期长,是整个产业中最关键的环节之一。因此要实现我国半导体产业链的自主可控,半导体设备至关重要。 半导体设备价值含量高,投资占晶圆厂建设投资 75-80%,当前我国内半导体设备自制率仍较低,2020年国产化率约为16%。但部分领域国内厂商打破空白,技术不断追赶。 北方华创:国产半导体设备的绝对龙头,平台属性强。体量大;研发实力强属于国内一线;市占率领先,刻蚀设备国内市占率7%。产品线丰富,产品涵盖热处理、刻蚀、薄膜沉积(pvd、cvd)、清洗等设备。硅片设备-热处理设备-光刻设备-刻蚀设备-离子注入设备-薄膜沉积设备-抛光设备-清洗设备-检测设备。

长川科技:公司主要从事集成电路专用设备的研发,生产和销售,是一家致力于提升我国集成电路专用装备技术水平,积极推动集成电路装备业升级的高新技术企业和软件企业。

1、硅片设备

硅片制造是芯片生产的第一道环节,单晶硅生长炉是生产单晶硅的主要半导体设备。

晶盛机电:国内晶体硅生长设备龙头,应用横跨半导体光伏两大产业,国内高端市场占有率第一。技术领先,实现大硅片多项技术突破。同时向切片、抛光、外延等设备拓展,目前已经完成技术认证。甚至还出了第三代碳化硅半导体设备,已交付客户使用。

2、热处理设备

热处理设备即高温炉,主要是对硅片进行氧化、扩散、退火等工艺处理。供应商主要是国外厂商,国内龙头厂商北方华创在热处理设备的各个细分领域均有成熟的产品线,市占率也在逐年上升。北方华创热处理设备在长江存储的占比已经超过了30%。

3、光刻设备

光刻是将设计好的电路图从光刻版转印到晶圆表面的光刻胶上,便于后续通过刻蚀和离子注入等工艺实现设计电路。光刻是晶圆生产的核心环节,设备包括光刻机和涂胶显影设备。

光刻机是晶圆加工设备中技术壁垒最高的设备,该市场为荷兰企业asml(阿斯麦)所垄断,目前国内具备光刻机生产能力的企业主要是上海微电子。

芯源微:涂胶显影机行业龙头,成功打破了国外厂商垄断成为唯一的本土厂商,产品已经陆续通过了下游晶圆厂线的工艺验证,市占率5%。公司近年也开始切入湿法清洗设备领域,跟盛美股份,至纯科技和北方华创等展开竞争。

4、刻蚀设备

刻蚀设备在晶圆厂设备支出中仅次于光刻设备,且刻蚀设备数量更多,可替代比例更高,目前我国的刻蚀设备是比较先进的。

中微公司:刻蚀设备龙头企业,介质刻蚀机已打入 5nm 制程,技术接近世界级水准,国内市占率达13%。

北方华创:技术节点达到28nm,刻蚀设备国内市占率7%。

5、离子注入设备

硅片刻蚀后,需要将一些特殊的杂质离子注入到硅衬底去,这就是离子注入机。国内离子注入标的稀缺,仅凯世通和中科信。

万业企业:公司主营房地产业务,2018年收购凯世通切入半导体离子注入设备。产品已进入产线验证阶段,并于去年取得4台订单。

6、薄膜沉积设备

薄膜沉积工艺,分为物理气相沉积(pvd)、化学气相沉积(cvd)和外延三大类。

北方华创的pvd设备已经用于28nm生产线中,14nm工艺设备也已实现重大进展,国产化率约 30%。

7、抛光设备

晶圆制造的后期,需要对硅片表面进行平坦化处理,这就用到了抛光机。

该领域的龙头是华海清科,技术领先,合计市占率达 20%。首发申请获上交所上市委员会通过,将于上交所科创板上市。

8、清洗设备

清洗设备目前国产化率最高,达到20%。随着工艺流程延长且复杂,每个晶片在整个制造过程中需要至少超过200道清洗步骤。

是正在申报科创板ipo的盛美股份,深耕半导体清洗设备十余年,,国内企业中市占率最高,产品进入中芯国际、长江存储、sk海力士等企业供应链。

盛美股份:科创板ipo正式提交注册的盛美股份是半导体清洗设备龙头,技术优势领跑同行业。占据国内80%的市场份额,其余20%则由北方华创、芯源微和至纯科技三家公司瓜分。

至纯科技:公司目前湿法清洗设备订单充足,排产计划已经到了2022年。设备可实现28nm湿法工艺全覆盖,可以满足国内绝大部分晶圆厂的要求,单片清洗设备预计会在下半年批量交付。

9、检测设备

检测设备主要用于检测芯片性能与缺陷,贯穿于半导体制造过程中的每一步主要工艺,按不同环节分为前道测试和后道测试设备。

前道测试设备主要用于晶圆加工环节,属于质量检测,壁垒更高。目前国内企业竞争力较弱,国产化率低于5%,处于技术、产品突破阶段。

精测电子:以半导体前道检测设备为主,同时布局后道,形成半导体测试领域全覆盖。其自动检测设备基本实现国产化,且已在国内一线客户实现批量重复订单。

赛腾股份:深耕自动化组装、自动化检测设备,通过收购日本optima进入半导体检测设备领域。optima在晶圆缺陷检测设备上有成熟的产品线,该技术储备对国内来说是稀缺的,由此占据了发展先机。

03、芯片封装测试

中国凭借低廉的劳动力,首先承接了对劳动力需求较大,技术要求较低的半导体封测业务。目前大陆的芯片封装、测试整体上已经达到国际先进水平,产业链条(封测厂、装备、材料)比较完整。

(一)封测装备

检测设备的后道测试设备主要用于晶圆加工后的封测环节,主要为电学检测。

设备主要分为测试机(ate)、分选机、探针台,三者中,测试机市场最大,价值量更高。伴随三大封测厂商的扩产计划,会直接增加对国产后道测试设备的需求。 长川科技:国产半导体测试设备综合龙,头分选机为主、测试机为辅,多赛道布局。产品具备竞争力,主要性能指标已达国内领先、接近国外先进技术水平。

华峰测控:测试机设备龙头,已可实现国产替代。技术国内领先,接近世界一流水平,进入了封测龙头供应链。测试机在半导体检测设备中价值占比高,华峰测控的毛利达到80%,领先同行,盈利能力强。但同时受制于单一赛道,成长速度受限。

(二)封测材料

康强电子:国内半导体封装材料龙头,是我国规模最大引线框架生产企业。

(三)封测厂

我国是封测大国,拥有 “封测三杰”——长电科技、通富微电、华天科技,此前都宣布了各自的扩产计划。

长电科技:国内封测企业的龙头,全球排名第三,市占率达14.4%。高端封装技术与国际第一梯队齐头并进,公司在收购星科金朋后进一步发展了sip、晶圆级和2.5d/3d等先进封装技术,并实现大规模量产远超传统封装的产量和销量。

通富微电:全球第六的封测厂,市占率7%。聚焦大客户战略,长期布局存储、微处理器等产品的先进封装技术。日前开发了国内第一款 sip 电源模块的封装技术,该技术可应用于包括 5g 在内的各种基站和网络电源,目前已实现批量生产。

华天科技:通过自建及收购拥有多个国内外多个厂区,低端、中端、高端全方位布局。

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%。

-----------报告摘录结束 更多内容请阅读报告原文-----------

 

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(特别说明:本文来源于公开资料,摘录内容仅供参考,不构成任何投资建议,如需使用请参阅报告原文。)

精选报告来源:虎鲸报告

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