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中微公司研究報告:平臺化打造綜合性半導體設備龍頭 | 2023-01-04 |
文章来源:由「百度新聞」平台非商業用途取用"https://new.qq.com/omn/20220413/20220413A0287Z00.html" (報告出品方作者:華鑫證券,范益民、丁祎)1、半導體產業趨勢持續向上,設備國產化勢在必行1.1、半導體需求持續,晶圓廠上調資本開支增加產能全球半導體市場2021年增長勢頭強勁,預計2022年將延續。受益于下游強勁的需求,半導體存儲、模擬及邏輯芯片市場增長明顯,根據WSTS于2021年11月底預測,全球半導體市場增長率已從2020年的6.8%上升到2021的25.6%,對應2021年5530億美元的市場規模,為自2010年(同比增長31.8%)以來的最大幅度增長。WSTS預計2022年受益于傳感器和邏輯芯片快速增長的推動,全球半導體市場將繼續增長8.8%,達到6010億美元。從2021年各地區增速看,亞太地區增速最為強勁,預計將增長26.7%;歐洲地區預計將增長25.6%,美洲地區預計增長24.6%,日本預計增長19.5%,所有地區均為二位數以上增長。半導體行業景氣度持續向上,芯片供給短缺狀態持續,通過芯片交期、產能利用率、晶圓代工廠產值環比增速、晶圓代工廠收入、毛利率等各項指標得到進一步印證。芯片交期進一步延長:根據調研機構SusquehannaFinancialGroup統計,2022年3月芯片交期達到26.6周,為2017年該機構跟蹤以來的最長交期,反映芯片供給短缺的情況仍然持續。產能利用率超90%,維持滿負荷運作:根據2022年1月美國商務部芯片行業調查報告,目前由晶圓產能引發的芯片短缺將持續存在,預計芯片短缺難題仍將持續至少6個月,同時,大部分半導體生產設施的產能利用率已達90%以上,報告認為保證芯片供應仍需建設新產能。晶圓代工廠產值季度環比增速連續創新高,收入同比持續增加:根據Trendforce統計,2021年第四季度前十大晶圓代工產值合計達295.5億美元,環比增長8.3%,連續十個季度創新高,盡管增長幅度較第三季略收斂,但增長態勢延續。全球前十大晶圓代工廠2021年Q4全球晶圓代工廠收入環比2021年Q3增加8.3%。臺積電2022年2月營收創新高達1469.3億元新臺幣,2022年前兩個月累計營收約為3191億元新臺幣,同比增長36.8%,根據先前財測目標2022年第一季度營收將創造單季新高,達166至172億美元。芯片需求驅動芯片廠商上修資本支出計劃,推進擴產提升產能。在芯片供需不匹配的驅動下,國際主要芯片制造商、主要晶圓廠商臺積電、聯電、國內主流廠商中芯國際、華虹半導體、長江存儲、美光等企業資本支出均預計上調。2021年,臺積電積極擴產,動工美國亞利桑那州5納米廠,確認日本及高雄擴產計劃。日本及高雄擴產計劃預計總資本支出金額達70億美元,2022年開始興建,2024年底前生產,月產能達4.5萬片12寸晶圓。臺積電先前預計2021年資本支出達到300億美元,同比增加74%;根據SC-IQ估計,臺積電2023年的資本支出將達到350億美元,甚至可能會更高。三星也在代工業務上大量投資,此前預計2021年在半導體資本支出約300億美元,并宣布計劃在未來三年內投資240萬億韓元(2100億美元)以擴展其業務。聯電(UMC)預計2022年資本開支將達到30億美元,同比增長67%;意法半導體預計2022年將有34-36億美元的資本開支用于進一步提高芯片產能,較去年大幅增長86%-97%。2021年,中芯國際資本支出約到45億美元,2021年第四季度月產能由第三季度的59.4萬片8英寸約當晶圓,增加至62.1萬片8英寸約當晶圓,產能利用率高達99.4%。中芯國際2022年資本開支預計將有50億美元,持續推進已有老廠擴建及三個新廠項目,產能擴充幅度將超過去年的10萬片,8英寸約當晶圓月產能或有望提升至72萬片以上。SEMI預計半導體行業資本支出持續增加。根據SEMI統計,在2020年至2024年間將會有25家8英寸晶圓廠投入使用。在這25座晶圓廠及擴建工廠中,5座位于美洲,1座位于歐洲及中東,19座位于亞洲(中國大陸14座、日本3座和中國臺灣2座),預計8寸總產能將在2020年到2024年間增長21%,其中中國大陸將在2022年以21%得份額在8英寸產能方面領先世界;此外,還將有60座12寸晶圓廠擴建:美洲6座、歐洲中東10座、亞洲44座(中國大陸15座、日本5座、韓國8座、新加坡1座和中國臺灣15座),預計12寸總產能將在2020年到2024年間增長48%。ICInsight預計2022半導體行業資本支出還將繼續增長24%。根據ICInsight統計,在2021年半導體行業資本支出同比增加36%之后,預計2022半導體行業資本支出還將繼續增長24%,達到1904億美元的歷史新高。根據ICInsight統計,面對持續增長的需求,13家主流芯片廠的2022年資本支出預計將是2020年的近2.5倍。2021年全球資本支出計劃中,Foundry占比預計為35%,自2014年以來,除2017和2018年由于DRAM和閃存的資本支出激增,其余年份代工廠都占據半導體資本支出最大份額。隨著對先進制程IC需求的持續提升,代工廠資本支出占比提升,作為全球最大的代工廠,臺積電預計今年代工廠資本支出將占今年530億美元代工支出的57%。資本支出上修提振設備需求,半導體設備市場規模持續擴大。2019年10月以來,北美半導體設備制造商出貨額同比增速始終為正,2021年設備出貨額同比增長44.3%,2019-2021年北美半導體設備出貨額CAGR為33%,設備需求持續走高。根據SEMI的最新預測,SEMI預計2022年全球半導體制造設備市場總額將擴大到1070億美元,同比增長18%。1.2、半導體制造自主可控,設備進口替代大勢所趨全球半導體設備交貨期延長,國內設備廠家迎來替代機遇。當前半導體制造設備交付延期,全球芯片短缺和制造設備短缺之勢蔓延,半導體設備的供應鏈緊張。我們認為頭部半導體設備廠商或會優先供給國際領先芯片企業,國內半導體設備廠家在自主可控和供應鏈緊張背景下迎來發展紅利。國內半導體設備廠家具備技術優勢、較強的服務優勢以及性價比優勢,有望受益行業發展紅利加速國產替代進程。國內半導體市場高速發展,驅動替代進程加速。產業遷移正在進行,我國大陸半導體行業進入高速發展快車道。半導體行業具有高技術壁壘的屬性,通常行業維持行業龍頭“強者恒強”的市場競爭格局。然而,當新一輪市場機遇來臨時,行業格局將受到沖擊,追趕者將更有機會崛起,趕上甚至實現超越。復盤歷史上幾次半導體產業鏈遷移,每一次的產業鏈遷移都能催生一批半導體生產及相關設備企業。目前全球半導體產業正處于第三次產業轉移的進程中,亞太地區尤其是我國大陸半導體市場規模增速超越全球其他市場,國內芯片廠家的加速擴產擴建給予國產半導體設備廠商更多機遇。半導體制造國產化勢必帶動設備國產化,國產設備進口替代趨勢明顯,替代空間大,具備技術領先優勢的設備企業有望顯著受益。我國大陸地區半導體市場增速全球最快,預計2022年超萬億。根據Frost&Sullivan,我國集成電路市場規模從2015年的3609.8億元增長到2019年的7562.3億元,年均CAGR為20%,預計我國集成電路市場由此以13%的復合增速增長,保持為全球集成電路市場增長速度最快的地區,預計規模將從2020年的8848億元增長為2024年的14426.4億元。國內IC自給率水平仍處低位,自主可控重要性凸顯。根據ICInsight統計,盡管我國自2005年以來一直是最大的IC消費國,但2020年我國的IC產量僅占其1434億美元IC市場的15.9%,略高于10年前的10.2%,預計2025年我國IC產量占比會增長至19.4%。在2020年我國227億美元IC產值中,僅有83億美元來自總部位于我國的公司,占比僅為5.9%,其余則由臺積電、SK海力士、三星、英特爾、聯電和其他在我國設有IC廠的外國公司生產,IC生產自給率整體出于較低水平。在我國公司生產的83億美元IC中約有23億美元來自IDM,60億美元來自中芯國際等純粹的代工廠。我國大陸作為全球最大的半導體設備需求地區嚴重依賴進口,不僅影響我國半導體產業的發展,更對我國信息產業安全造成重大隱患,美國制裁和擠壓事件進一步激發國內廠商危機意識,自主可控的重要性得到凸顯,國產新機臺的驗證工作有望積極推進。1.3、資本支出與半導體市場的相關性高資本支出并不一定會帶來半導體市場在之后年份規模下降。在半導體行業歷史發展歷史中,資本支出的高增長率可能會導致之后年份的產能過剩,從而引發供大于求下的價格下滑。復盤1984年以來半導體市場發展情況與資本支出情況,我們發現當過剩的產能與終端市場對半導體需求的下降相遇時,半導體市場通常會呈現較大幅度的下滑,在終端需求沒有顯著下降時,半導體市場往往會維持稍低的增速或呈現小幅度的下滑。復盤1984年以來的半導體市場發展情況,1984年資本支出同比增長106%,1985年新興的個人電腦市場首次出現下滑,1985年半導體市場同比下降17%;1988年資本支出同比增長57%,1989年半導體市場沒有出現明顯的終端市場需求下滑,在1989年半導體市場同比保持小幅增長8%;1995年資本支出同比增長75%,1996年半導體市場小幅下滑9%;下游需求受汽車電動化與智能化驅動而增加。國際貨幣基金組織(IMF)2022年1月份的預測顯示,2022年全球GDP增長4.4%。2021年全球GDP增長5.9%,從2020年大流行驅動的低迷中反彈。國際貨幣基金組織預計,隨著經濟體恢復更正常的活動,2023年全球GDP增長將放緩至3.8%,接近長期趨勢。IDC預計智能手機的增長將從2021年的5.3%放緩至2022年至2024年的3%至4%。IDC預測,繼2021年大流行驅動的繁榮增長14.8%之后,PC將在2022年下降1.1%。預計到2023年至2024年,PC將在1%至2%的范圍內增長,再次接近長期趨勢。2021年汽車市場受到零部件短缺的嚴重打擊。Statista估計,2021年輕型汽車產量將在2021年增長8%,但如果有更多的零部件可用,增長會更高。零部件短缺應該會持續到2022年,到2023年會有一些緩解。Statista預計,隨著汽車供應商應對被壓抑的需求,輕型汽車產量2022年將強勁增長9%,2023年將增長11%。2024年增長率為6%,更接近正常趨勢。下一個十年是汽車電動化與智能化的時代。電動化與智能化汽車需要可觀的傳感器,而智能座艙、車車通信、車路協同、電子技術替代機械技術等將顯著拉動半導體需求。根據機構預計2021年資本支出同比增長36%,對比歷史年份增速不屬于高增速區間,接力2020年的10%的資本支出增速,2022年機構預測資本支出將同比增長24%。參考歷史年份的發展看,2022年在資本支出較高增長的年份,半導體市場會有較好表現(機構預測平均增速接近10%)。基于歷史趨勢,假設2022年芯片供需緊張得到緩解,對應2023年資本支出相對增速不會顯著提高,我們認為倘若在2023年沒有需求顯著下滑的背景下,預計2023年半導體市場或出現增速相對小幅下降或基本持平,在需求有明顯拉動的情況下,預計2023年半導體市場或出現增速相對小幅增加。ICInsights預測,半導體市場將恢復到長期增長趨勢,從2021年到2026年的復合年增長率為7.1%。而對于設備廠商,資本支出高增的年份會顯著帶動業績提升。復盤拉姆研究的歷史收入,我們認為資本支出的增速通常會在半導體設備企業當年及延后一年的業績表現中有所反映。我國半導體設備行業除受到全球半導體行業整體景氣周期的影響外,半導體產業轉移下的半導體制造轉移(國內IDM廠商和晶圓代工廠資本支出增速高于國際平均水平)、自主可控的必要性、設備供給短缺下的國產替代的發展紅利,加速驅動國產設備企業業績表現。此外,隨著國內半導體設備企業產品布局的多樣化,其業績表現受行業整體周期性的影響有望弱化,業績更具備提升彈性。2、工藝升級驅動設備迭代,設備投資額持續增加2.1、工藝持續朝更小線寬3D化發展,帶動性能提升芯片是由半導體堆積起來的硬件電路,在一個非常小的區域內可以集成數億或者更多的晶體管。芯片制程一般意義上是指柵極的最小線寬,而柵極的寬度決定了電流通過時的損耗,隨著半導體工藝技術的進步,芯片制造商追求更小的柵極寬度和更先進的芯片制程。根據摩爾定律,集成電路上可以容納的晶體管數目在大約每經過18個月便會增加一倍。摩爾定理的存在,意味著同樣的性能的芯片產品,每18個月價格就會下降50%,或者說同樣價格的集成電路產品每18個月性能就會提升100%。更小的芯片一方面可以大幅度提高晶體管的密度,另一方面會帶來性能的大幅提升,此外可以帶來更低的功耗。而實際上,隨著柵極尺寸的縮小,工藝制程不斷逼近其物理極限,單從芯片自身成本來看,工藝制程進步帶來的成本大幅度優化已經不再顯著。柵極控制電流的能力也會隨著柵極尺寸縮小而逐漸下降,造成漏電,從而會導致芯片的失效,目前看來,22nm已基本接近通過真正的溝道長度縮小來提升性能工藝極限,芯片廠商正尋求研究提高芯片性能的其他方法。晶體管架構3D化。傳統的平面晶體管(planar技術)通過降低電壓來節省功耗,然而隨著柵極的縮小,平面晶體管的短溝道效應限制了電壓的繼續降低。(短溝道效應是指平面晶體管結構下量子隧穿極易發生,導致即使沒有電壓,電子也可以自由在源漏之間穿行,使晶體管失去開關作用)。FinFET的3D晶體管架構克服了傳統晶體管尺寸22nm的限制,與平面型MOSFET結構不同,FinFET溝道由絕緣襯底上凸起的高而薄的鰭構成,源漏兩級分別在其兩端,三柵極緊貼其側壁和頂部,用于輔助電流的控制,這種鰭形結構增大了柵圍繞溝道的面,加強了柵對于溝道的控制,從而可以有效緩解平面器件中出現的短溝道效應。在FinFET晶體管時代,即22nm以下,工藝制程已經不是真正的溝道長度,而是根據晶體管密度和芯片面積算出的等效工藝制程。未來芯片的制程繼續拓展到1nm節點甚至更小,晶體管架構也會從FinFET進一步發展向包括gate-all-aroundFETs(GAA)等。GAA技術上溝道由納米線nanowire構成,其四面都被柵極圍繞,從而再度增強柵極對溝道的控制能力,有效減少漏電。SAMSUNG在3nm技術工藝上,基于GAA技術推出MBCFET,對比FinFET在橫向堆疊鰭,MBCFET在垂直方向堆疊,進一步演進了FinFET技術,FinFET的設計可以直接遷移到MBCFET上,在不提升面積的情況下提升性能。臺積電表示在2022年下半年將量產3nm工藝,在3nm技術節點上仍使用FinFET技術,將在2nm節點上切入GAA技術。封裝解決方案3D化。另一種性能提升的選擇是利用新穎的封裝解決方案將多個優化的芯片集成到一個完成的系統中,將芯片堆疊在一起,提升芯片性能集成度。Chiplet模式是通過die-to-die內部互聯技術將多個模塊芯片與底層基礎芯片封裝在一起,構成多功能的異構SysteminPackages(SiPs)芯片的模式。從設計時就按照不同的計算單元或功能單元對其進行分解,然后每個單元選擇最適合的工藝制程進行制造,再將這些模塊化的裸片互聯起來,通過先進封裝技術,將不同功能、不同工藝制造的Chiplet封裝成一個SoC芯片。通過chiplet技術,使用10nm工藝制造出來的芯片,完全也可以達到7nm芯片的集成度,但是研發投入和一次性生產投入則比7nm芯片的投入要少的多,新的連接形式在其生產過程中帶動設備需求。(報告來源:未來智庫)2.2、設備先行,先進制程拉動設備價值提升制造工藝演進,推動設備投資額占產線投資額比重提升。在工藝制程持續縮小的進程中,結構的調整和工藝的演進對于前道工藝設備的需求是最為迫切的,制程的不斷縮小,芯片制造封裝,邏輯芯片存儲器在高端應用領域向3D轉變對應導致制造工藝難度增加,從而進一步提高了對前道制造環節設備的需求,對應設備的價值量得到提升,同時設備投入占產線投資的比重也由此逐漸提升。集成電路制造設備投資一般占集成電路制造領域資本性支出的70%-80%,隨著工藝制程的提升,設備投資占比也將相應提高,當集成電路制程達到16及14nm時,設備投資占比可達85%。根據應用材料,14nm-16nm的DRAM芯片相較于25nm的DRAM芯片來說,設備投資額提升了40%;在邏輯代工領域從28nm到7nm對應設備投資增長100%,且產能投資額接近存儲的3倍;存儲芯片從平面向3D發展,對應設備投資額提升60%。先進制程資本支出占比或將持續提升。根據Gartner預計,用于先進制程的資本支出大幅增長,用于7nm及以下制程的的占比從2020年的25%預計到2025年會增長到46%。3、深耕刻蝕設備,平臺化發展3.1、刻蝕設備起家,MOCVD設備全球市占率領先中微公司成立于2004年,成立以來聚焦用于集成電路、LED芯片等微觀器件領域的等離子體刻蝕設備、深硅刻蝕設備和MOCVD設備等關鍵設備的研發、生產和銷售。3.2、管理團隊卓越,行業經驗豐富公司管理團隊行業經驗豐富,技術背景深厚。中微公司的創始人、董事長及總經理尹志堯博士在半導體芯片和設備產業有35年行業經驗,曾在應用材料等多個半導體國際領先大廠擔任要職,主導刻蝕技術開發。公司的其他聯合創始人、核心技術人員和重要的工程人員中,很多是在國際半導體設備產業耕耘數十年的專家,具有優秀的國際技術視野。研發團隊實力雄厚,分工明確人均創收提升。公司從2004年創立初就制定了全員持股制度,主要在新員工招聘、年終獎勵、員工晉級時授予,并對此建立了嚴格管理的體系制度。憑借著獨特的激勵制度和合作共贏的團隊精神,公司吸引了來自世界各地具有豐富經驗的半導體設備專家,形成了成熟的研發和工程技術團隊。截至2021年年底,公司共有研發人員415名,同比增加20%,占員工總數的40%。此外,公司按照等離子體刻蝕設備、深硅刻蝕設備、MOCVD設備等不同研發對象和項目產品,組成了分工明確的專業研發團隊。憑借著扎實的技術能力與較高的員工效率,公司創收逐年增長,人均加權創收情況呈上升趨勢,2021年增至326萬元,同比提升15.6%。3.3、股權結構分散,政策扶持助力發展公司股權結構分散,不存在控股股東和實際控制人。截至2021年年底,公司第一大股東為上海創投,隸屬于上海國資委,持股比例為15.6%,第二大股東為巽鑫投資,是國家集成電路產業投資基金100%控股子公司,持股比例為15.2%。政府注資的同時,也為公司提供了相應的政策扶持,助力公司發展。3.4、收入利潤雙增長,研發投入高水平公司營收快速增長,2021年實現營收31.1億元,同比增長36.7%,近五年公司營收CAGR約為38.5%。2021年公司營收的主要來源于刻蝕設備收入和MOCVD設備收入,其中刻蝕設備收入為20.04億元,同比增長55.4%,占收入比重64.4%;MOCVD設備收入5.03億元,同比增長1.53%,占收入比重16.2%。公司2021年新簽訂單41.3億元,同比增長90.5%。公司毛利率在2016-2019年期間呈現下滑趨勢,在2019年迎來拐點,這主要是由于:(1)2016-2018年,公司為進一步擴大市場份額,策略性地降低MOCVD產品銷售價格,致使MOCVD設備毛利率下降,同時低毛利率MOCVD設備銷售收入提升,拉低了綜合毛利率;(2)2019年以后,高毛利刻蝕設備收入占營收比逐漸提高,2021年刻蝕設備銷售占比達到64.5%;同時MOCVD設備毛利率有所提升,2021年達到33.8%,較2020年的18.7%大幅度提升。公司2021年綜合毛利率達43.4%,同比增長5.4pct,盈利能力穩步提升。公司歸母凈利潤在2017年扭虧為盈后一直呈穩定高速增長態勢,4年CAGR約為140.9%。受公司投資的非上市股權公允價值變動(增加3.7億元)以及政府補助(增加0.95億元)的推動,2021年公司歸母凈利潤增至10.1億元。扣除非經常性損益后的歸母凈利潤為3.24億元,同比增長近13倍,這主要得益于營收增長與毛利率提升,顯示公司盈利能力有所提升。研發投入高水平,保持自主知識產權優勢。公司具有技術領先優勢,重視研發投入與自主核心技術,2019-2021年公司研發投入占營收比重分別達到21.8%28.1%23.4%。截至2021年年底,公司已獲授權專利1179項,其中發明專利993項,在專利技術的支撐下,公司的產品已達到國內領先、國際先進水平。同時,公司在與國際半導體設備領先公司數輪的商業秘密和專利訴訟中均達成和解或勝訴,以事實結果證明了公司扎實的自主知識產權基礎和應對國際復雜知識產權挑戰的能力。4、CCP技術領先,ICP前景廣闊4.1、刻蝕環節量價雙升,全球規模2024年將超150億美元根據Gartner統計,2021年全球刻蝕設備、薄膜沉積和光刻設備分別占晶圓制造設備價值量約21.6%、19.2%和18.5%,刻蝕設備價值量占比第一。隨著集成電路制造工藝發展,線寬關鍵尺寸不斷縮小,14nm及以下的邏輯器件微觀結構加工多通過多重模板來實現,使得刻蝕環節的工藝次數大幅提升,28nm邏輯器件中刻蝕步驟約40左右,到5nm刻蝕步驟超過160nm;同時隨著芯片結構的3D化發展,堆疊結構使刻蝕工藝難度進一步加大,3DNAND中刻蝕環節價值量占比達50%,遠高于2DNAND。隨著先進發展,刻蝕環節量價提升帶來刻蝕環節價值量占比持續提升,據Gartner預計2024年全球刻蝕設備市場將從2020年的123億美元提升至152億美元,打開公司長期成長空間。4.2、公司刻蝕設備收入增速快,毛利率處于較高水平2016-2019年,公司的刻蝕設備收入由4.7億元翻倍增長至8.13億元。2020年公司刻蝕設備收入實現12.9億元,同比增長59%,其中CCP設備突破取得邏輯芯片5nm以下產線重復訂單,在3DNAND芯片上受益芯片制造廠產能的迅速爬升,實現重復訂單的穩步增長;ICP刻蝕設備開始逐步取得重復訂單,2020年下半年在存儲客戶拉動下取得較大銷售進展。2021年實現刻蝕設備收入20.0億元,同比繼續快速增長55.4%。2020年以來,公司刻蝕設備毛利率基本穩定在44%左右。4.3、CCP設備技術領先市占率攀升,持續向新工藝邁進公司自2004年起開始開發甚高頻去耦合等離子體刻蝕設備PrimoD-RIE刻蝕設備,于2007年正式發布,此后先后發布雙反應臺PrimoAD-RIE、單反應臺PrimoSSCAD-RIE三代刻蝕設備,涵蓋了65納米到5納米微觀器件的眾多刻蝕應用;發布PrimoiDEA(雙反應臺刻蝕除膠一體機)、PrimoHD-RIE(tm)定位于為中高深寬比刻蝕提供綜合解決方案。公司的CCP刻蝕設備技術處于國內領先國際先進水平,具備強技術壁壘及產品競爭力,批量應用于國內外一線客戶的集成電路加工制造生產線。2020年中微CCP介質刻蝕機在國內領先的3DNAND晶圓廠64層生產線中市占率達34%,128層生產線中達35%;在國內領先的邏輯晶圓廠28nm生產線市占率達39%。2020年公司CCP介質刻蝕機在我國臺灣領先的晶圓廠22nm邏輯器件產線中,市占率達到22%,在14nm邏輯器件產線中市占率達到24%,市場占有率已進入前三位。2021年公司共生產付運298腔,產量同比增長40%。公司CCP刻蝕設備在邏輯電路5nm及以下產線中繼續取得重復訂單,在部分關鍵客戶市場占有率已進入前三位甚至前二位,市場占有率持續提升;在存儲電路64層及128層3DNAND的生產線中廣泛應用,且隨3DNAND芯片制造廠產能迅速爬升,重復訂單穩步增長。中微的CCP刻蝕設備目前可以基本覆蓋CCP刻蝕設備7成左右的工藝,公司正根據存儲器廠商的需求開發新一代能夠涵蓋128層及以上關鍵刻蝕應用以及相對應的極高深寬比的刻蝕設備和工藝,同時積極布局動態存儲器的應用,并開始工藝開發及驗證。此外公司積極與主流客戶合作,定義下一代CCP刻蝕機的主要功能及技術指標,正開發更先進的CCP刻蝕機產品,包括主要在先進邏輯器件里面使用較多的雙大馬士革工藝。隨著新工藝的研發推進,公司技術護城河有望進一步加深,提高產線滲透率以占據更多市場份額。4.4、ICP設備交付量快速增長,或成為業績主要增長點公司自2012年開始研發ICP刻蝕設備,于2016年正式推出Primonanova,經過前期產線驗證后,公司在2020年開始逐步取得客戶的重復訂單。2020年下半年,受益于國內存儲客戶的擴產帶動,公司ICP刻蝕機銷售取得較大進展。2021年,中微ICP刻蝕設備已經在超過15家客戶的生產線上進行100多個ICP刻蝕工藝驗證,部分工藝的刻蝕性能和量產指標已經滿足客戶的要求并投入量產,且持續擴大刻蝕應用驗證范圍。核心產品PrimoNanova在2021年6月完成第100臺反應腔順利交付,截至到2021年12月底,PrimoNanova已經順利交付超過180臺反應腔,且在客戶端完成驗證的應用數量也在持續增加。在PrimoNanova份額持續提升的同時,2021年上半年公司發布新一代ICP刻蝕設備PrimoTwin-Star,具有高輸出特性的雙反應臺,用于IC器件前道和后道制程導電和電介質膜的刻蝕應用,已經在客戶端完成認證,并收到來自國內領先客戶的訂單。公司同樣應用ICP技術的8英寸和12英寸深硅刻蝕設備PrimoTSV200E、PrimoTSV300E202年在先進系統封裝、2.5維封裝和微機電系統芯片生產線等成熟刻蝕市場繼續獲得重復訂單,同時也開始在3D芯片等新興市場的刻蝕工藝上得到驗證。公司進入ICP設備領域的時間相對較晚,但憑借出色的技術優勢和下游廠商的擴產帶動,產品通過客戶驗證的應用數量持續增加,重復訂單逐步取得,已經在多個邏輯芯片和存儲芯片廠商的生產線上量產,2021年共生產交付ICP刻蝕設備134腔,產量同比增長235%。整體發展態勢強勁。公司根據客戶的技術發展需求,正在進行下一代ICP刻蝕設備的技術研發,以滿足5納米以下的邏輯芯片、1X納米的DRAM芯片和128層以上的3DNAND芯片等產品的ICP刻蝕需求,并進行高產出的ICP刻蝕設備的研發。我們認為驗證通過的速度和數量均反應公司強勁的產品實力,同時,隨著公司研發進程推進,工藝覆蓋占比增加,疊加ICP設備在先進制程市場規模占比的提升,ICP刻蝕設備或有望繼續保持強勁增長勢頭,成為未來主要業績增長點。4.5、國產替代進程:新客戶積極拓展,老客戶擴產推動份額持續提升自主可控勢在必行,國產替代空間廣闊。據Gartner,2020年全球干法刻蝕設備廠商市場中,中微公司市場份額占比僅為1.37%,國際龍頭泛林半導體占比46.7%,排名第一,其次是東京電子占比25.6%。而在2020年大陸刻蝕設備廠商市場份額中,中微公司占比20%,大部分市場仍由外資企業壟斷,應用材料及泛林半導體的大陸市場份額占比接近70%。中美貿易摩擦凸顯自主可控重要性,我們認為國內晶圓廠考慮到產線穩定性,會將其設備需求根據重要性程度逐步向我國設備企業做轉移嘗試,中微作為具備核心技術壁壘的龍頭企業,國產替代空間廣闊。服務優勢方面,半導體設備制造商的售后服務尤為關鍵,關系到設備能否在客戶生產線上正常、穩定地運行。相較于進口企業來說,中微公司在地域上更接近主流客戶,能提供快捷的技術支持和客戶維護,保證7×24小時響應客戶的需求,并在約定時間內到達現場排查故障、解決問題。中微在VLSIResearch舉辦的年度客戶滿意度調查中連續上榜,2019年在全球晶圓制造設備供應商排名第三,并被評為全球客戶滿意度達到五星級的五家公司之一。2020年6月,公司入選《福布斯中國》“2020最具創新力企業”榜單。服務優勢已經成為中微拓展新客戶的重要敲門磚之一。成本優勢上,一方面公司的研發和生產活動主要集中在中國,相較于美國和日本的國際競爭對手,勞動力等運營成本具有一定優勢。同時公司建立了全球化的采購體系,與供應商密切合作,能制造出模塊化、易維護、具有成本競爭優勢的產品;通過科學的方法管理庫存,有效地降低了公司的運營成本。另一方面公司雙反應臺腔體設計具有更高的產出效率對應更低的生產成本,同時節約占地面積。成本端的優勢加強了公司產品競爭力,或有望推動新客戶的拓展。客戶方面,中微客戶覆蓋國內及國際一流廠商,包含臺積電、聯華電子、華力微電子、海力士、長江存儲、中芯國際等。5、MiniLED產業化進行時,MOCVD有望重拾快速增長5.1、MOCVD是LED芯片生產核心設備MOCVD是一種新型氣相外延生長技術,其原理是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有機化合物和V、Ⅵ族元素的氫化物等作為晶體生長源材料,以熱分解反應方式在襯底上進行氣相外延,生長各種Ⅲ-V主族、Ⅱ-Ⅵ副族化合物半導體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料。LED產業鏈由襯底加工、LED外延片生產、芯片制造和器件封裝組成,其中LED外延片的制備是最重要的步驟,相應的制備設備MOCVD投資額占LED產線總投入的一半以上,是LED制造中最關鍵的設備。目前,MOCVD設備主要是用于氮化鎵及砷化鎵半導體材料外延生長,其終端產品應用于通用照明、藍光LED、紫外LED、高端顯示的MiniLED和MicroLED以及電子功率器件等。公司于2021年6月發布PrismoUniMax用于高性能MiniLED量產的MOCVD設備,可同時加工164片4英寸或72片6英寸外延片,截至2021年年底已收到來自國內多家領先客戶的批量訂單合計超過100腔。公司2022年3月收到兆馳股份52腔MOCVD設備采購訂單,累計設備訂單已經超過180腔,進一步奠定了公司在MiniLED領域的領先優勢。公司還積極布局用于功率器件應用的第三代半導體設備市場,開發GaN功率器件量產應用的MOCVD設備,目前已交付國內外領先客戶進行生產驗證。此外,公司啟動了應用于碳化硅功率器件外延生產設備的開發,將進一步豐富公司的產品線。(報告來源:未來智庫)5.2、MiniLED產業化加快,MOCVD需求有望顯著提升照明是傳統LED最主要的應用領域,2019年占比達66%。自2015年起,我國LED照明產品國內滲透率不斷提高,市場規模也呈波動上升的走勢,至2020年滲透率達78%,市場規模達7013億元。而隨著照明行業進入成熟期,近年來增速明顯放緩。2021年為MiniLED元年,進入產業化快車道。MiniLED指晶粒尺寸在50微米至200微米的LED。MiniLED具有異型切割特性,搭配柔性基板可實現高曲面背光的形式。采用MiniLED背光技術的LCD顯示屏,在顯示亮度、對比度、色彩還原能力和HDR性能等方面優于傳統LED背光方案,相比OLED顯示則在成本和壽命方面具有優勢,因此在大尺寸電視、筆記本電腦、車用面板和戶外顯示屏等領域具有廣闊的應用空間。據Arizton數據,2018年全球MiniLED市場規模僅約1000萬美元。2020年以來,隨著規模效應和良率提升帶來成本的下降,上下游持續推進MiniLED產業化應用,行業進入發展快車道。Arizton預計,2024年全球MiniLED市場規模將擴張至23.2億美元,年復合增長率為148%。6、平臺化布局,打造綜合型半導體設備龍頭公司核心競爭力在于物理化學、化學反應、材料科學;系統集成和自動化能力及軟件開發能力。基于技術優勢,公司三個維度擴展未來公司業務的布局規劃,包括深耕集成電路關鍵設備領域、擴展在泛半導體關鍵設備領域應用(平板顯示設備LCDOLED、太陽能電池設備Solar、發光二極管設備MOCVD、微機電系統設備MEMS等其他微觀加工設備)并探索其他新興領域的機會。自研+外延進入薄膜及外延生長設備。化學沉積薄膜設備及外延生長設備與刻蝕設備的技術存在相通性,公司基于自身技術優勢,已開始研發EPI外延生產設備和LPCVD低壓化學氣相沉積設備。其中,EPI外延設備主要聚焦FoundryLogicDevice,主要應用于Si、SiGe的Epi工藝;LPCVD設備聚焦MemoryDevice,主要應用于W、WN、TiN等沉積工藝。目前公司EPI設備已進入樣機的設計,制造和調試階段,以滿足客戶先進制程中鍺硅外延生長工藝的電性和可靠性需求。2021年公司應用于金屬互聯的鎢填充CVD設備已經能夠滿足客戶工藝驗證需求,產品正與關鍵客戶對接驗證,并進一步開發CVD和ALD設備,實現更高深寬比和更小的關鍵尺寸結構的填充,以滿足高端邏輯器件和先進存儲芯片的需求。同時,公司參股PECVD設備領域拓荊科技、光伏電池及平板顯示屏用PECVD領域理想萬里暉,以及鍍膜和膜層改性設備領域SOLAYER。各參股公司在業務上和中微形成協同效應,推動公司加速切入化學沉積薄膜設備和外延生產設備市場。進一步增資上海睿勵,加速半導體檢測設備領域布局。公司2022年2月進一步增資上海睿勵1.08億元,持股比例從20.4%提升至29.4%。上海睿勵主營光學膜厚測量設備和光學缺陷檢測設備,以及硅片厚度及翹曲測量設備等,是國內少數幾家進入國際領先的12寸生產線的高端裝備企業之一,且是國內唯一進入某韓國領先企業的國產設備企業。上海睿勵自主研發的12英寸光學測量設備TFX3000系列產品,已應用在65554028納米芯片生產線并在進行14納米工藝驗證,在3D存儲芯片產線支持64層3DNAND芯片的生產,并正在驗證96層3DNAND芯片的測量性能;應用于LED藍寶石襯底圖形檢測的自動光學檢測設備,也已成功銷售到國內LEDPSS襯底和LED芯片生產線。目前上海睿勵正在開發下一代可支持更高階芯片制程工藝的膜厚和OCD測量設備以及應用于集成電路芯片生產的缺陷檢測設備,進一步擴大可服務的市場規模。定增加碼產能擴張,豐富公司產品系列。公司2021年完成定增再融資80億元,一方面用于擴充現有產品的產能,通過建設先進生產基地進一步提高生產規模和生產效率;另一方面,通過建設產業化基地及研發中心助力公司產品線的擴張,進一步豐富公司在半導體設備領域產品系列,并提升公司研發投入能力。1)中微產業化基地建設項目:中微臨港產業化基地建設項目地塊總占地面積約157.5畝,規劃總建筑面積約180,000㎡;中微南昌產業化基地建設項目占地面積約130畝,擬新建生產基地建筑面積約140,000㎡。主要用于生產集成電路設備、泛半導體領域生產及檢測設備,以及部分零部件等。其中,臨港產業化基地將主要承擔公司現有產品的改進升級、新產品的開發生產以及產能擴充,預計將于2022年年底完工;南昌產業化基地主要承擔較為成熟產品的大規模量產及部分產品的研發升級工作,預計于2022年4月完工。中微產業化基地建設項目擬擴充和升級的產品類別為等離子體刻蝕設備、MOCVD設備、熱化學CVD設備等新設備、環境保護設備,相應產品的產能規劃情況分別約為630腔年、120腔年、220腔年、180腔年。2)中微臨港總部和研發中心項:用于新產品的研發工作,除等離子體刻蝕設備、薄膜沉積設備等優勢產品研發及產業化外,還將開展前瞻性技術研究、推動集成電路生產設備及零部件國產化、推進泛半導體設備產品的研發及產業化等,預計將于2023年6月完工。7、盈利預測1)刻蝕設備:公司CCP刻蝕設備技術具備領先地位,在國內關鍵存儲邏輯廠市占率約達到30%,隨著新工藝拓展有望加速進口替代推動滲透率提升,市占率有望進一步提高;ICP刻蝕設備正持續擴大驗證通過范圍,受下游客戶擴產需求拉動重復訂單不斷增加,疊加先進制程中ICP環節規模占比的提升,未來或有望快速增長,成為新的業績貢獻點;考慮到公司設備滲透環節難度的逐步提升,預計刻蝕設備毛利率將進一步提升。2)MOCVD設備:受益于下游Mini-LED產業發展的新機遇,MOCVD設備采購需求有望重拾快速增長。考慮到毛利率更高的MiniLEDMOCVD設備占比提升,預計MOCVD設備毛利率也將進一步提升。3)綜合以上刻蝕設備和MOCVD設備的預測,我們預計專用設備2022-2024年營收分別為37.450.566.3億元,同比增長49.2%35.0%31.3%;預計專用設備毛利率2022-2024年分別為42.5%44.0%44.3%。(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)精選報告來源:【未來智庫】。 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