绝缘体

(报告出品方/作者:申万宏源/韩强,李蕾,刘建伟)

1.盛美上海:国内半导体清洗设备行业龙头

1.1乘风破浪,公司领跑半导体清洗设备行业

自主研发核心技术,成就国内半导体清洗设备龙头。公司成立于年,主要产品包括半导体清洗设备、半导体电镀设备和先进封装湿法设备等。,年公司SAPS技术研发成功,年SAPS清洗设备首次获得存储器企业海力士正式订单,年获得海力士多台重复订单,年及年公司先后研发出TEBO技术及Tahoe技术,丰富了公司在半导体清洗设备领域的技术和产品线。经过了十多年的研发和技术积累,公司产品已成功进入了全球一线半导体制造企业的生产线,公司成为国内清洗设备龙头。

公司股权结构集中,实际控制人产业经验丰富。截至发行上市前,美国ACMR持股比例为91.67%,为公司的控股股东,其余股东持股比例均不超过1.5%,公司股权结构高度集中。公司董事长HUIWANG通过持股美国ACMR成为公司实际控制人。HUIWANG为精密工学专业博士,上海市“浦江人才计划”获得者,曾任美国QuesterTechnologyInc.研发部经理,拥有近三十年半导体相关研发及管理经历,产业经验丰富。

1.2产品线清晰丰富,技术优势打造良好口碑

公司产品种类丰富,涵盖半导体清洗、电镀、先进封装等品类。公司立足集成电路行业,经过多年持续研发投入和技术积累,先后开发了单片清洗、槽式清洗以及单片槽式组合清洗等清洗设备,用于芯片制造的前道铜互连电镀设备、后道先进封装电镀设备,以及用于先进封装的湿法刻蚀设备、涂胶设备、显影设备、去胶设备、无应力抛光设备以及立式炉管系列设备等,产品种类丰富,能够满足不同应用场景需求。

率先解决兆声波清洗难题,技术优势收获国内外良好口碑。公司已发展成为中国大陆少数具有国际竞争力的半导体专用设备提供商。公司自主研发SAPS及TEBO兆声波清洗技术,解决了兆声波技术在集成电路单片清洗设备上应用的全球性技术难题,从而提升清洗效率、减少晶圆表面损伤、提升产品良率。公司与国内外多家半导体厂商合作紧密,根据公司招股书公告,公司目前已成功进入海力士、华虹集团、长江储存、长电科技等供应商体系,在业内拥有良好口碑。(报告来源:未来智库)

1.3业绩增长迅速,半导体清洗设备为主要收入来源

公司业绩增长迅速,-年归母净利润CAGR达.65%。营收端:受益于半导体行业景气度以及公司产品竞争力的提升,公司近几年营收快速增长,-年营收CAGR达58.38%,年Q1-3公司实现营收10.88亿元/yoy+78.89%,前三季度营收超过年全年水平。利润端:伴随收入规模增大公司净利润率稳步提升,利润增速远超收入增速,-年归母净利润CAGR达.65%。

半导体清洗设备营收贡献最大,产品毛利率最高。年,公司半导体清洗设备业务收入占比81.02%,其中,单片清洗设备业务收入在半导体清洗设备业务收入中占比87.73%,为公司的主要收入来源。另外,公司业务朝着多方位的方向发展,随着半导体电镀设备技术逐渐成熟,公司年半导体电镀设备营收达到.39万元,实现同比%的快速增长,同年,公司推出了立式炉管设备,进一步丰富了产品线。从产品各自的毛利率来看,-年H1公司半导体清洗设备毛利率水平最高,约为45%,保持在相对平稳的较高水平,主要原因在于公司半导体清洗设备产品较为成熟、产品竞争力强。

公司综合毛利率稳定在45%左右,期间费用管控良好。由于半导体专用设备定制化程度较高,下游客户对规格型号、产品标准、技术参数等方面的要求较高,属于典型的高、精、尖高端装备,行业具有较高的技术壁垒,故公司毛利率维持在较高水平。受益于期间费用管控良好,公司净利率由年4.28%快速跃升至年19.53%,盈利能力大幅提升。

2.半导体设备市场空间广阔,国产替代正在加速

2.1半导体行业市场巨大,设备瓶颈造成国内供需严重错配

半导体下游应用领域广泛,设备主要用于晶圆制造与封装测试环节。半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料,是现代工业的“大脑”。半导体产品可细分为四大类:集成电路、分立器件、光电子器件和传感器,集成电路(也称“IC”或“芯片”)作为半导体产业的核心,占半导体行业规模的八成以上,包括逻辑芯片、存储器、微处理器和模拟芯片等,它们被广泛应用在5G通信、计算机等领域。半导体产业链涉及芯片设计、晶圆制造以及封装测试等制作流程,半导体设备主要用于晶圆制造和封装测试环节。

受益于下游新兴应用领域需求放量,全球半导体行业市场规模持续增长。伴随全球信息化、网络化和知识经济的迅速发展,特别是在以物联网、人工智能、汽车电子、智能手机、智能穿戴、云计算、大数据和安防电子等为主的新兴应用领域强劲需求的带动下,全球半导体产业收入规模巨大。年受全球宏观经济低迷影响,半导体行业景气度有所下降,市场规模下降至亿美元,年以来,半导体市场快速回暖,1-9月全球半导体销售额达到亿美元,同比增长23.14%,增速为年以来新高。

中国半导体产业呈现供需严重错配,一方面需求在全球市场中最大,另一方面半导体芯片自制严重不足,每年需要大量进口。

需求端:中国进口了全球70%以上的半导体芯片。作为全球的制造中心,中国在年进口了超过亿美元(约为2.26万亿元)的半导体芯片,占到全球半导体销售额的80.36%,稳坐全球最大单一芯片市场。其中,大约有35%芯片用在中国市场,另外的65%被加工成其它产品后进入全球市场。(报告来源:未来智库)

供给端:中国半导体芯片自制率不足20%。值得注意的是,在年中国大陆生产的亿美元的半导体芯片产品当中,总部位于中国的企业所生产的半导体芯片仅83亿美元,相当于年的中国半导体市场中仅5.8%由国内生产。

造成中国半导体产业自制率提升缓慢的关键因素之一便是半导体设备。

半导体设备国产化率较低,成为制约我国半导体产业发展的重要因素之一。中国半导体专用设备企业销售规模不断增长,但整体国产率较低,目前仍主要依赖进口。近年来,中国部分半导体设备企业经过十年以上的技术研发和积累,虽然在部分技术领域陆续取得了突破,但整体上仍难以形成全产业链快速扩张。

2.2产业链转移与自主可控,国产半导体设备迎来重大机遇

全球半导体产业继续向国内转移。全球半导体产业经历了由美国—日本—韩国、中国台湾地区—中国大陆的三轮产业转移,目前中国大陆正处于新一代智能手机、物联网、人工智能、5G通信等行业快速崛起的进程中,已成为全球最重要的半导体应用和消费市场之一。未来将是中国大陆半导体产业的快速发展期。

政策、资金、人才逐步完善,半导体产业环境不断优化。为推动我国以集成电路为主的半导体产业的发展,增强信息产业创新能力和国际竞争力,近年来,国家相关部委及各级政府出台了一系列鼓励扶持政策,从最初的政策优惠到推动资金投资企业,再到加快高校人才培养,政府为半导体产业建立了优良的政策环境。

外部环境长期不确定背景下,国产设备替代进程正在加快。年以来,中美贸易摩擦使得先进半导体设备进口遇到了障碍,严重制约了我国半导体行业的快速发展。以光刻机为例,年,中芯国际向ASML订购了一台可以用于7nm以下制程芯片生产的EUV光刻机,但是由于美国方面的原因,荷兰政府一直未向ASML发放出口许可,导致这台EUV光刻机至今仍无法向中芯国际交付。在外部环境长期不确定背景之下,国内生产企业主动试用国产设备的态度更加明确,这对半导体设备制造商而言是重大机遇。

2.3三大细分领域:市场空间广阔,国产厂商份额较低

2.3.1清洗设备:年全球市场规模有望超过43亿美元

清洗是贯穿集成电路制造的重要工艺环节,也是保障芯片良率的关键步骤。半导体清洗是指针对不同的工艺需求对晶圆表面进行无损伤清洗,以去除半导体制造过程中的颗粒、自然氧化层、金属污染等杂质,从而保障芯片良率和性能的工序。随着芯片技术节点不断提升,晶圆表面污染物的控制要求逐渐上升,因此在光刻、刻蚀、沉积等重复性工序后,均设置了一道清洗工序,清洗步骤数量占比最高,约占总步骤的30%以上。(报告来源:未来智库)

伴随制程更加先进,清洗工序数量和重要性随之上升。随着晶圆制造工艺不断向精密化方向发展,芯片结构的复杂度不断提高,芯片对杂质含量的敏感度也相应提高,微小杂质将直接影响到芯片产品的良率。而在芯片制造的数百道工序中,不可避免地会产生或者接触到大量的微小污染物,为最大限度地减少杂质对芯片良率的影响,当前的芯片制造流程在光刻、刻蚀、沉积等重复性工序后均设置了清洗工序,清洗步骤数量约占所有芯片制造工序步骤的30%以上,是所有芯片制造工艺步骤中占比最大的工序,而且随着技术节点的继续进步,清洗工序的数量和重要性将继续随之提升,在实现相同芯片制造产能的情况下,对清洗设备的需求量也将相应增加。

湿法清洗是主流的清洗技术路线,占芯片制造清洗步骤数量的90%以上。根据清洗介质的不同,目前半导体清洗技术主要分为湿法清洗和干法清洗两种工艺路线。湿法清洗是针对不同的工艺需求,采用特定的化学药液和去离子水,对晶圆表面进行无损伤清洗,可同时采用超声波、加热、真空等辅助技术手段;干法清洗是指不使用化学溶剂的清洗技术,主要包括等离子清洗、超临界气相清洗、束流清洗等技术。干法清洗目前在28nm及以下技术节点的逻辑产品和存储产品有应用,可清洗污染物比较单一;晶圆制造产线上通常以湿法清洗为主,少量特定步骤采用干湿结合清洗方法。短期内湿法工艺和干法工艺无相互替代的趋势,未来将并存发展。

单片清洗取代槽式清洗,设备市场份额占比最高。在湿法清洗工艺路线下,目前主流的清洗设备主要包括单片清洗设备、槽式清洗设备、组合式清洗设备和批式旋转喷淋清洗设备等,其中,单片清洗能够提高产品良率,槽式清洗出现交叉污染的影响大,降低晶圆良率的同时会带来高成本的芯片返工支出,单片槽式组合清洗可以综合单片清洗和槽式清洗的优点,在提高清洗能力及效率的同时,减少硫酸的使用量,在帮助客户降低成本的同时,符合国家节能减排的政策要求。在集成电路制造的先进工艺中,单片清洗已逐步取代槽式清洗成为主流,单片清洗设备市场份额占比最高。

年全球半导体清洗设备市场规模为33.41亿美元,中国半导体清洗设备市场规模为74.56亿元。近年来,芯片工艺的不断进步,清洗工序的数量大幅提高,所需的清洗设备数量也将持续增长,给清洗设备带来了巨大的新增市场需求;此外,芯片的3D化对清洗设备提出了更高的技术要求,在芯片工艺和芯片结构的影响下,清洗设备的价值不断提升。

全球半导体清洗设备行业集中度极高,日系厂商占比最高。全球半导体清洗设备市场高度集中,尤其在单片清洗设备领域,DNS、TEL、LAM与SEMES四家公司合计在全球市场占有率达到90%以上,其中DNS市场份额最高,市场占有率在40%以上。中国半导体清洗设备市场中,年前两大头部企业DNS和TEL合计占有60%以上的份额。目前,中国大陆能提供半导体清洗设备的企业较少,主要包括盛美半导体、北方华创、芯源微和至纯科技,年盛美半导体以8.16亿元的清洗设备销售收入占据国内市场第三位,市占率达到10.90%,位居本土企业第一。(报告来源:未来智库)

2.3.2电镀设备:年全球市场规模有望突破5亿美元

金属铜沉积占据半导体电镀主导地位。半导体电镀是指在芯片制造过程中,将电镀液中的金属离子电镀到晶圆表面形成金属互连。随着芯片制造工艺越来越先进,芯片内的互连线开始从传统的铝材料转向铜材料,半导体镀铜设备便被广泛采用。目前半导体电镀已经不限于铜线的沉积,还有锡、锡银合金、镍、金等金属,但是金属铜的沉积依然占据主导地位。铜导线可以降低互联阻抗,降低器件的功耗和成本,提高芯片的速度、集成度、器件密度等。

半导体电镀随着晶圆级封装工艺的发展,在三维硅通孔、重布线、凸块工艺中都需要金属化薄膜沉积工艺,使用电镀工艺进行金属铜、镍、锡、银、金等金属的沉积。

受益于晶圆级封装工艺的发展,预计年全球半导体电镀市场规模将达5亿美元。金属化薄膜沉积工艺,即利用半导体电镀设备进行金属铜、镍、锡、银、金等金属的沉积,在铜互连线工艺中,需要用半导体电镀设备在晶圆上沉积一层致密、无孔洞、无缝隙、分布均匀的铜。随着晶圆级封装工艺的发展,三维硅通孔、重布线、凸块工艺中都需要金属化薄膜沉积工艺,这将有利于扩大半导体电镀的市场空间。

在前道晶圆制造的电镀设备领域,目前全球市场主要被LAM垄断。除LAM外,盛美半导体是全球范围内少数几家掌握芯片铜互连电镀铜技术核心专利并实现产业化的公司之一,其自主开发了针对20-14nm及更先进技术节点的芯片制造前道铜互连镀铜技术(UltraECPmap),采用多阳极局部电镀技术的新型电流控制方法,实现不同阳极之间毫秒级别的快速切换,在超薄籽晶层上完成无空穴填充;同时通过对不同阳极的电流调整,在无空穴填充后实现更好的沉积铜膜厚的均匀性。目前,盛美半导体的半导体电镀设备已经持续接到了客户的订单。

在后道先进封装电镀设备领域,全球范围内的主要设备商包括美国的AppliedMaterials和LAM、日本的EBARACORPORATION和新加坡的ASMPacificTechnologyLimited等。在国内企业中,盛美半导体针对先进封装工艺进行差异化开发,解决了在更大电镀液流量下实现平稳电镀的难题,通过独创的第二阳极控制技术,可在工艺配方层面上更好的实现晶圆平边或缺口区域的膜厚均匀性控制,提高了封装环节的良率。

2.3.3封装设备:年全球市场规模或将超20亿美元

半导体先进封装设备种类众多。半导体封装是指将晶圆上的电路引脚用导线接引到外部接头处,以便于与其他器件连接,起到固定、密封、保护芯片以及增强电热性能等方面的作用,并且起到内部芯片与外部电路的连接作用。先进封装是指较前沿的封装形式和技术,目前,带有倒装芯片(FC)结构的封装、晶圆级封装(WLP)、2.5D封装、3D封装和扇出型封装等被认为属于先进封装的范畴。根据半导体封装的流程,半导体先进封装设备主要包括湿法刻蚀设备、刷片设备、涂胶设备、显影设备、去胶设备、减薄设备、切割设备、电镀设备、切割成型设备等。

1)湿法刻蚀设备。湿法刻蚀是半导体先进封装制造工艺中相当重要的步骤,是与光刻相联系的图形化处理的一种主要工艺。湿法刻蚀主要是利用溶液与预刻蚀材料之间的化学反应来去除未被掩蔽膜材料掩蔽的部分而达到刻蚀目的。湿法刻蚀设备是湿法刻蚀工序运用的主要设备。其工作原理如下:

2)涂胶/显影设备。在半导体先进封装工艺中,涂胶/显影设备承担光刻机的输入(曝光前光刻胶涂覆)和输出(曝光后图形的显影)环节,主要通过机器人手臂使晶圆在各系统之间传输和处理,从而完成晶圆的光刻胶涂覆、固化、显影、坚膜等工艺过程,影响到光刻工序细微曝光图案的形成。

传统封装向先进封装转型,预计年全球先进封装设备市场规模超20亿美元。全球封装市场正经历从传统封装向先进封装的转型,在消费电子、物联网以及5G通信等产品需求持续增长的背景下,作为芯片制造后道环节的半导体先进封装,其市场需求在未来几年有望实现持续快速的增长,预计年全球先进封装设备市场规模超过20亿美元。(报告来源:未来智库)

3.创新驱动,从集成电路装备国内五强向国际第一梯队迈进

3.1全球半导体设备行业集中度高,公司国内排名前五

全球半导体专用设备市场中,国外厂商占主导地位,行业集中度较高。半导体专用设备行业具有较高的技术壁垒、市场壁垒和客户认知壁垒,以美国AppliedMaterial、荷兰ASML、美国LAM、日本TEL和DNS、美国KLA等为代表的国际知名企业经过多年的发展,占据了全球半导体专用设备市场的主要份额。

国内半导体专用设备市场中,公司是中国大陆半导体设备制造五强企业。公司经过多年发展,立足半导体清洗设备,拓展半导体电镀设备以及半导体先进封装设备等,不断进行技术创新,公司的竞争力与业内知名度不断提高,年半导体设备营收位列国内第五。

3.2高研发投入保持技术领先,下游客户粘性强

公司研发投入保持高水平,技术研发人员占比四成以上。-年Q1-3,公司研发投入分别为.5万元、.8万元、.11万元和.33万元,研发费用率分别为14.43%、13.12%、13.97%、16.92%,公司持续加大研发投入并且保持在较高水平。截至年6月30日,公司已经拥有技术研发人员人,占公司员工人数的比例为42.02%。公司核心技术研发团队以HUIWANG博士为核心,主要的核心技术人员大多有海外求学或从业经验,拥有国际化的视野和思维。公司核心技术团队人员稳定,并且授予了核心技术人员股权激励和期权激励,以调动其研发工作的积极性,从而有助于打造公司核心产品的市场竞争力。

公司核心设备技术处于国内外领先水平。公司与AppliedMaterials、LAM、TEL、DNS等同行业的国际巨头公司相比,在市场占有率、知名度以及综合实力等方面存在一定的差距,但公司通过差异化的创新和竞争,成功研发出全球首创的SAPS/TEBO兆声波清洗技术和单片槽式组合清洗技术。目前,公司的半导体清洗设备主要应用于12英寸的晶圆制造领域的清洗工艺,在半导体清洗设备的适用尺寸方面与国际巨头公司的类似产品不存在竞争差距。在兆声波单片清洗设备、单片槽式组合清洗设备及铜互连电镀工艺设备上,公司核心产品处于国内外领先地位。

下游客户粘性强,市场开拓稳步推进。受益于产品品类丰富和技术优势,公司获得国内外客户认可,业内口碑良好,用户粘性较强。依据公司招股书公告,-年,公司前五大客户均为长江储存、华虹集团、海力士、长电科技和中芯国际。同时,随着公司市场的不断开拓,大客户依赖度也在降低,年、年及年公司前五大客户销售总收入在当年营收中占比分别为92.49%、87.33%及83.36%,整体呈现下降趋势。

3.3上市后资金充足,向国际综合性半导体设备企业看齐

IPO计划募资18亿,实际募资36.85亿,在手资金充足。公司公开发行.58万股人民币普通股股票,占总发行后总股本的比例10%,计划募集资金18亿元,实际募集资金36.85亿元。募集资金主要用于盛美半导体设备研发与制造中心项目、盛美半导体高端半导体设备研发项目以及补充流动资金。

1)盛美半导体设备研发与制造中心项目:项目计划总投资8.82亿元,拟使用募集资金7.00亿元,建设期为36个月。项目围绕盛美半导体的全球化发展战略,一方面,通过引进国外一流团队的先进工艺硬件模块和工艺技术,快速实现槽式清洗设备、立式炉管设备等关联工艺设备的集成开发与生产,从而扩展和建立起湿法和干法设备并举的种类齐全的产品线,以应对全球范围内订单规模的持续增长;另一方面,项目将于年投入使用,公司全部产能将迁移至该新建研发制造中心,为公司今后的快速发展打下坚实的基础。项目建成,有利于公司快速响应集成电路制造、先进封装产业对设备持续迭代升级的需求,将为公司提高市场份额、扩大领先优势奠定坚实的基础。

2)盛美半导体高端半导体设备研发项目:项目计划总投资4.50亿元,拟使用募集资金4.50亿元,开发七个方向的研究项目。项目围绕跻身综合性国际集成电路装备企业第一梯队行列的战略目标,针对更先进的工艺节点,利用现有研发体系,引进一流人才,扩展和建立起湿法和干法设备并举的种类齐全的产品线。项目建成后有助于提升公司研发水平,巩固公司技术的领先地位,使公司快速成为综合性国际集成电路装备集团,增强盈利能力。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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