【国金证券】国内领先的高纯工艺系统供应商，制程设备开启新成长曲线.pdf

2023-07-06

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一、国内领先的高纯工艺系统供应商，工艺、设备、材料业务多元发展

1.1 以高纯工艺系统为基础平台化发展的综合解决方案供应商

至纯科技成立于 2000 年，主要从事高纯工艺系统和高纯工艺设备的设计、加工制造、安装以及配套工程、检测、厂务托管、标定和维护保养等增值服务。公司的高纯工艺系统业务包括为电子、生物医药等行业的先进制造业企业提供高纯工艺系统整体解决方案。半导体清洗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。

在稳步推进高纯工艺系统业务的同时，公司积极拓展半导体湿法工艺设备业务。2015 年公司开始布局半导体湿法工艺设备领域。2019 年，公司并购波汇科技成立了光电子事业部，补充了公司在光电子元器件领域的能力，同年公司并购了珐成浩鑫，成立了生物技术事业部。公司深耕电子、生物和能源领域 20 年，形成了工艺、设备、材料三位一体的发展战略。

公司业务布局顺应全球化发展趋势。公司在国内的业务基地遍布上海、启东、合肥、平湖以及中国台湾，海外方面在日本、韩国、加拿大、英国等地设有子公司。为进一步提升公司的产能规模和综合竞争力，公司除上海紫竹高新区本部的办公及研发中心外，在江苏启东建有 14.3 万平米的设备研发制造基地（其中少量湿法制程设备在日本工厂），在上海松江建有有 8.3 万平米的光电子研发基地，在安徽合肥设有晶圆及部件再生服务中心，在浙江海宁设有精密制造基地。

公司营业收入持续成长，归母净利润增速加快。2022 年公司实现营业收入 30.5 亿元，同比+46.3%；实现归母净利润 2.8 亿元，同比+0.2%。1Q23 公司实现营业收入 7.84 亿元，同比+43.2%；实现归母净利润 0.6 亿元，同比+186.3%。

主营业务中泛半导体占比达九成左右。2022 年，泛半导体业务营收为 26.98 亿元，占比为 88.47%；生物医药及生物化学制品业务 2022 年实现营收 3.47 亿元，占比为 11.39%；其他业务 2022 年实现营业收入 424 万元，占比为 0.14%。近年来公司综合毛利率和扣非后的净利率变化趋势稳定，2020~2022 年毛利率水平稳定在 35%~36%。受原材料价格波动的影响，1Q23 公司综合毛利率和扣非后的净利率分别为 33.93%和 7.35%，2023 年一季度毛利率同比略微下滑 1.29 pcts，扣非后的净利率较上一年同期小幅上升 0.28 pcts。

1.2 公司运营情况良好，期间费用略有上升研发力度进一步加大

2020~2022 年，公司应收账款周转天数分别为 231.17、188.85 和 195.87 天，1Q2023 公司应收账款周转天数上升至 248.34 天。2019~2020 年，公司应收账款周转天数相对稳定，2021 年公司应收账款周转天数较 2020 年下降较多，主要系行业景气度高，公司收款情况良好，2023 年一季度半导体行业整体业绩均表现不佳，叠加传统行业淡季，公司应收账款周转天数出现大幅波动。

2020~2022 年，公司存货周转天数分别为 298.48、279.79 和 274.96，近三年公司整体存货周转天数呈下降趋势。随着 2022 年半导体行业周期下行并未影响国内 Fab 厂扩产，国产半导体设备行业持续高景气导致公司新签订单激增，由于公司针对半导体设备固定资产投资的业务模式确认收货速度相对较慢，1Q23 公司的存货周转天数上升至 340.14 天。 2020~2022 年，公司期间费用率分别为 26.05%、23.82%和 21.97%。2020~2022 年，公司管理费用率和研发费用率呈波动趋势。2023 年一季度，公司期间费用率达到了 26.02%，主要系公司股份支付带来的管理费用提升所致。

公司研发费用率基本保持稳定，2022 年公司研发费用率为 6.32%，1Q2023 公司研发费用率略有上升达到了 6.36%。公司在大力开展技术创新的同时，也非常注重自主知识产权的创造与保护工作，截至 2022 年末，公司申请专利达 623 项，其中发明专利 299 项，已授权专利为 416 项，其中发明专利 123 项。技术实力为公司的发展提供坚实后盾，是公司盈利能力和市场竞争力进一步提升的保障。

二、系统集成业务在手订单饱满，构建公司稳固的基本盘

2.1 高纯工艺系统下游覆盖面广，终端固定资产投资拉动行业需求增长

高纯工艺系统目前主要用于泛半导体领域（集成电路、面板显示、太阳能光伏、LED 照明等）和光纤制造、生物医药及食品饮料行业，主要通过控制高纯工艺介质（气体、湿化学品）的纯度，以实现制程精度要求，高纯工艺系统直接影响了下游客户的工艺设备的运行及投产后的产量良率。

衡量高纯工艺系统的核心指标为不纯度控制级数。最初高纯工艺系统实现的纯度控制为 ppm（百万分之一）级。随着科学发展和技术进步，生产工艺对纯度的要求逐步提高，纯度控制从 ppm 逐步发展到 ppb（十亿分之一）及以下。目前，ppb 以下级控制技术即量子级不纯物控制技术已广泛应用在半导体集成电路、LED、光伏、生物制药、医疗、低温超导等行业，以及精密加工与测试、特殊工况（核反应堆，高纯高温高压高腐蚀）作业中。泛半导体行业集成电路制造的核心工艺流程主要包括：掺杂、光刻、刻蚀和 CVD 成膜工艺环节。虽然泛半导体产业的不同行业在核心工艺流程的用量、工序以及具体理化要求各有差异，但目前所有核心工艺流程都以上述四种工艺（全部或部分）为基础，高纯工艺系统对不纯物的控制水平和提供的高纯工艺介质纯度将直接影响工艺精度与产品良率。

2023年半导体行业寒冬仍在继续，2024年行业周期有望触底回升。根据 Gartner 于 2023 年 4 月的预测，2023 年全球半导体行业的收入将下降 11.2%，规模为 5320 亿美元，半导体市场短期前景将进一步恶化，预计下游需求将在 2024 年迎来复苏，市场规模将恢复至 6309 亿，同比+18.5%。我们认为半导体行业周期在 2023 年一季度触底，二季度市场需求环比一季度有所上升，根据产业链调研的情况来看，2023 年下半年环比上半年的整体订单也有所上升，2023 年已是半导体行业周期的底部，我们预测 2024 年行业周期会逐渐向上。

短期来看，市场需求将持续低迷，根据 SEMI 的预测，2023 年全球半导体设备市场规模将减少 16%，规模为 912 亿美元。长期来看，半导体设备作为支撑半导体产业发展的基石，是半导体产业链环节中市场规模最广阔，战略价值最重要的一环，有望长期向好。 SEMI 预计随着库存修正的结束，2024 年半导体设备市场将明显回温，市场规模将达 1071.6 亿美元，有望同比增长 18%。

根据IC Insights的数据，2022年全球半导体厂商的资本开支为1817亿美元，同比+19%，预计 2023 年全球半导体资本开支将下滑 19%至 1466 亿美元。根据我们的预测，半导体产业产品更新与需求复苏将推动半导体产业恢复增长，在行业景气度逐步复苏的背景下，全球半导体晶圆厂的资本开支将在 2024 年恢复正增长，市场规模将达到 1583 亿美元。

根据 SEMI 的数据，2021 年中国半导体项目投资额为 370 亿美元，其中半导体设备相关 296 亿美元。根据正帆科技招股说明书的数据，高纯工艺系统投资额约占项目总投资的 5%~8%，按照半导体设备 6%投资占比计算，根据华经产业研究院的数据及测算，2021 年中国半导体领域工艺介质供应系统市场规模为144亿元，预计2023年将超过200亿元。生物制药行业中所使用的高纯工艺系统主要为制药用水系统和物料工艺配液系统等工艺系统。在制药行业中纯化水、注射用水都是制药生产极其重要的原料，而生产流程中的核心工艺和反应步骤都发生在物料工艺配液系统中，所以制药用水系统和物料工艺配液系统对制药企业尤为关键。通过微生物控制、粒子控制、细菌内毒素控制，高纯工艺系统能确保医药企业生产工艺流程全程无菌，满足质量管理要求，确保产品质量。

人口数量的增加和国内国民收入的提高将不断提升消费者对健康需求的关注，医药市场将持续上升。医药行业作为与人民健康生活水平、科技发展密切相关的行业之一，具有良好的发展前景。随着我国居民人均医疗保健支出金额的快速上升，居民对于药品需求持续增长，根据 Wind 数据，我国城镇居民的人均医疗保健消费支出从 2013 年的 1136.1 元增长至 2022 年的 2481.0 元，2020~2022 年的人均医疗保健消费支出虽然略有波动，但长期来看，居民的人均医疗保健消费支出还是呈现增长态势。下游制药企业对生产线的新建及升级更新的需求不断增长，带动了制药装备行业的销售额逐步提升。

我国制药设备市场规模主要受下游医药制造行业发展的情况影响，呈现出一定的波动。根据 Wind 的数据，2020 年我国制药装备行业规模以上企业的销售额达到 197.87 亿元，同比增长 14.57%，根据中商产业研究院预测，2023 年我国制药专用设备行业市场规模将达 250.4 亿元。

2.2 高纯工艺系统国产替代空间广阔，公司掌握核心技术优势明显

高纯工艺系统仍以中国台湾、欧美、日本的知名供应商为主。目前以法国液化空气为代表的供应商在全球泛半导体市场占据市场主导地位，能够为下游客户提供的具体产品，服务范围也更广，包含多品类气体产品并辅以工艺介质供应系统综合解决方案。大陆的高纯工艺介质设备相关的供应商起步较晚，目前整体规模偏小。

公司自 2021 年开始将高纯特气设备、高纯化学品供应设备、研磨液供应设备、前驱体供应设备、工艺尾气液处理设备、干法机台气体供应模块等工艺支持性的设备作为单独分类。该类设备作为和氧化/扩散、刻蚀、离子注入、沉积、研磨、清洗等工艺机台的工艺腔体连为一个工作系统的支持性设备，是和工艺良率密切相关的必要设备。该类设备随着进口替代的展开，在高纯工艺系统中占比越来越高，公司已经成为国内该类设备的行业领先者。

由于国外对国内产业的打压，国内半导体集成电路产业中制程设备厂商迎来黄金发展窗口期，公司牢牢抓住这个机遇，始终以国产渗透为契机，在中短期的战略规划中，将国产替代作为优先决策要素，公司积极引入产业投资并且积极配合下游核心企业导入本土供应商的工作，力求在未来国家发展先进制程的产业化过程中，成为能够同国外垄断巨头直接竞争的本土供应商。

从营收规模来看，以公司和正帆科技为代表的内资高纯工艺系统供应商与中国台湾一流供应商仍有一定差距。作为中国大陆领先的高纯工艺介质供应系统供应商，公司实现了营收的快速增长，2022 年全年公司实现营收 30.50 亿元，同比增长 46.32%；1Q23 公司实现营收 7.84 亿元，一季度营收同比增长 43.16%。根据 Wind 的数据，中国台湾地区的帆宣科技和汉唐集成在 2023 第一季度的营收折合人民币分别为 31.48 亿和 35.21 亿元，分别同比增长 44.08%和 169.13%。

从研发费用率来看，公司和正帆科技在 2023 年第一季度的研发费用率分别为 6.36%和 8.34%，中国大陆的高纯工艺设备供应商整体研发费用支出水平相近。1Q2023 中国台湾的高纯工艺设备龙头供应商帆宣科技和汉唐集成的研发费用率分别为 0.41%和 0.04%，近几年，中国大陆的高纯工艺设备供应商在研发费用支出的水平上高于中国台湾竞争对手。

从毛利率水平来看，中国大陆厂商得益于下游积极扩产，虽然半导体行业处于下行周期，但综合毛利率都保持在相对稳定的水平。1Q2023，公司和正帆科技的综合毛利率分别为 33.93%和 31.35%，帆宣科技和汉唐集成 2023 年第一季度的毛利率分别为 9.21%和 11.63%，中国大陆厂商的整体毛利率水平优于中国台湾厂商。

2.3 绑定下游优质客户，提供全面系统性的高纯介质供应解决方案

公司通过多年的经验积累和技术开发，产品和服务不断完善，在行业中形成了良好口碑和信誉，积累了一批高端客户和合作伙伴，且基本为各自行业的领军企业或主要企业，如晶圆代工领域的中芯国际、华虹华力、台积电和力晶科技等，存储芯片领域的长江存储、合肥长鑫、无锡海力士和西安三星半导体等，与华润微、士兰微等头部功率半导体 IDM 厂商也建立了合作关系。

消费电子市场颓靡，半导体行业周期仍在下行，库存去化仍在进行中。作为中国首屈一指的代工大厂，中芯国际预期下降但不改产能扩张节奏，中芯深圳、中芯京城、中芯临港等项目仍在稳步推进中。除了中芯国际，华虹半导体也表示公司在产能方面将保持 8 英寸平台持续优化、12 英寸平台技术升级及产能扩张的策略。中国是全球最大的存储芯片消费国，但我国存储器市场却一直被三星、东芝、SK 海力士、美光等美日韩企业所垄断，为摆脱这一现状，国内涌现出了一批以长江存储、长鑫存储为代表的千亿级项目，并带领国内存储产业实现从 0 到 1 的突破，打破进口依赖。随着长江存储和长鑫存储的稳定量产和积极扩产，国内的存储器产能快速提升。功率半导体市场随着规模扩大，近年来华润微、士兰微等国内领先的 IDM 厂商也加速扩产，紧跟发展趋势。

随着公司新业务的开拓和下游泛半导体领域客户扩产对设备和高纯工艺系统的需求持续增长，近年来公司的合同负债规模稳步提升。2022 年公司合同负债规模达 270 百万元，同比增长 12.65%;1Q23 公司的合同负债规模进一步上升达到了 303 百万元。

公司成立初期主要承接来自生物医药和光伏行业客户的高纯工艺系统业务，先后通过收购、并购珐成制药和广州浩鑫，整合了全资子公司珐成浩鑫。通过多年的经验沉淀和技术开发，公司产品和服务不断完善，积累了生物药、化学药物制剂、原料药和医疗器械等细分领域的一大批头部合作伙伴。

三、全球半导体设备行业集中度高，中国湿法设备供应商正加速追赶

3.1 中国半导体设备市场占比全球第一，国内湿法设备企业份额仍有较大提升空间

半导体设备行业的核心增长驱动力是下游晶圆厂的资本开支，近年来受到中美贸易战的影响，供应链自主可控迫在眉睫。根据 SEMI 的数据，2021~2022 年，中国大陆的半导体设备投资额分别占全球的 28.86%和 26.26%，依旧连续 2 年成为全球最大的半导体设备市场。

2022 年，海外的芯片企业、半导体设备公司业绩下滑严重，而国内多家半导体设备公司如盛美上海、北方华创、中微公司均实现营收和利润的高速增长。根据 SEMI 的数据，2022 年中国晶圆厂商半导体设备国产化率从 2021 年的 21％提升至 35％，进步明显。由于半导体设备需求迅猛增长，根据 SEMI 的预测，2022 年海外供应商在中国的营收减少约 50 亿美元，这些市场基本被本土供应商取代，从具体的种类来看，大陆地区在去胶、清洗、热处理、刻蚀及 CMP 领域内国产替代率较高，均高于 30％，但在核心设备上，国产化占比还较低，例如光刻机和离子注入机等，国产化率合计不足 5％，特别是光刻机。随着中国半导体设备全球市场份额不断提升，在设备市场容量方面，刻蚀机、光刻机、 CVD 占比最高，其次是清洗设备，但目前全球前十大设备公司都是境外企业。根据 SEMI 的数据，美国、日本、荷兰三国仍占据半导体设备行业的垄断地位，总体市场份额达到 80％~85％。中国半导体设备企业的市场占比仅为 2％左右，且市场基本局限在国内市场。

全球湿法半导体设备领域已演变为中国大陆、中国台湾和韩国主导。根据 SEMI 的数据， 2022 年国内湿法设备市场中，前四大厂商的市场份额合计达 96％，其中盛美上海以约 25％的份额排在第二位，而其余三家均为国外厂商。

3.2 半导体制程升级迭代，清洗设备需求快速放量

随着半导体工艺的迭代升级及愈发复杂，与之相匹配的半导体设备对技术创新、系统功能完善等方面也有了更高要求。清洗是贯穿半导体产业链的重要工艺环节，用于去除半导体硅片制造、晶圆制造和封装测试每个步骤中可能存在的杂质，避免杂质影响芯片良率和芯片产品性能。为了保障芯片的良率及性能，在晶圆制造过程中需将晶圆表面的各种污染物控制在工艺要求的范围之内。所有晶圆制造过程都必须在严格控制的净化环境中开展，同时还需要评估在进行每一步工序前晶圆表面特征是否满足该工序的要求。现阶段，芯片技术节点不断提升，从 55nm、40nm、28nm 至 14nm、7nm 及以下，对晶圆表面污染物的控制要求越来越高，往往光刻、刻蚀、沉积等重复性工序前后都需要一步清洗工序。

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。

在湿法清洗工艺的路线下，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，其中单片清洗设备市场份额占比最高。湿法清洗工艺路线下主流的清洗设备存在先进程度的区分，主要体现在可清洗颗粒大小，金属污染，腐蚀均一性以及干燥技术等标准。

根据 Gartner 统计数据，2018 年全球半导体清洗设备市场规模为 34.17 亿美元，2019 年和 2020 年受全球半导体行业景气度下行的影响有所下降，分别为 30.49 亿美元和 25.39 亿美元，预计 2021 年随着全球半导体行业复苏，全球半导体清洗设备市场将呈逐年增长的趋势，2024 年预计全球半导体清洗设备行业将达到 31.93 亿美元。

公司提供的湿法清洗设备包括湿法槽式清洗设备及湿法单片式清洗设备，主要应用于扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积等工序段前后。高端产品包括 SPM 高温硫酸、去胶、晶背清洗等清洗设备。在产品腔体、设备平台设计与工艺技术都和国际一线大厂路线一致，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，能提供到 28nm 制程节点的全部湿法工艺。在湿法清洗设备之外，公司也拓展了目前国内市场需求较大的炉管、涂胶显影设备等。

晶圆背面清洗工艺在芯片制造工艺中是相当重要的湿法工艺。半导体生产过程中，对于污染非常重视，尤其是金属污染。一旦有金属污染将损失巨大。半导体生产设备中，最高单价的就是光刻机，晶圆背面清洗的功能就是将背面的金属污染物清除，把颗粒洗净，让晶圆以最佳状态进入光刻机，避免光刻机因晶圆背面缺陷问题(金属和颗粒)而停机。晶圆背面清洗的重要性及步骤数量随着工艺进步和金属层的增加而增加。目前国内晶圆厂商用的最多的是由海外大厂制造的机台，而公司目前已实现背面蚀刻功能，并且达到客户的验收标准。通过背面单片机台清洗后，可实现 40 纳米以上少于 10 个剩余颗粒的处理。同时金属污染可控制在 1E+9（原子/平方厘米）以内。目前产品的各项工艺指标可对标国际大厂设备指标。

新业务品类拓展方面，2022 年光伏产业异军突起，国内主流企业量产速度加快。公司把握市场机遇，研发拓展炉管和涂胶显影设备，并于 2022 年下半年实现了首台单晶槽式制绒清洗设备下线，为客户定制了非标制绒设备，后续公司拿到了近 60 台制绒设备的订单。

3.3 公司新签订单保持高增长，定向增发扩充产能抢占市场份额

2023 年，国际地缘动荡依然是外部干扰经济发展的不可回避的因素。国内集成电路产业将继续受到海外的打压与限制，尤其在先进制程的发展上。因此，国内对半导体产业链自主可控的发展将进一步深化，尤其是在上游材料和设备以及设备零部件端的战略部署。公司作为半导体设备零部件和湿法清洗设备的供应商将深度受益，根据公司公告，2023 年公司预计全年将新增订单 52~57 亿元，其中新增制程设备订单 20~25 亿元。

根据公司公告，公司在半导体湿法设备领域的主要客户包含中芯国际、北京燕东、华虹、上海华力、TI、华润微、合肥长鑫、福建晋华等，从公司部分湿法设备主要客户近几年的资本开支情况来看，除中芯国际的资本开支在 2021 年出现了同比下滑，其他客户近三年的资本开支同比变动均保持高速增长。根据 SEMI 的数据，中国大陆半导体设备市场占全球市场规模的比重处于持续增长中， 2021~2022 年中国大陆半导体设备市场占全球市场比例达 28.86%和 26.26%，因此国内的半导体湿法设备和系统集成市场也处于高速发展期，公司订单增长较快，在手订单饱满，公司积极扩充现有产品产能以突破未来的发展瓶颈。

2020 年 8 月，公司非公开发行募集资金不超过（含）人民币 186,000.00 万元，募集资金用于投资半导体湿法清洗设备扩产项目、半导体晶圆再生二期项目和光电子材料及器件制造基地建设项目。

2023 年 5 月，公司公告拟非公开发行募集资金不超过（含）180,000 万元，将用于投资以下项目：1）“单片湿法工艺模块、核心零部件研发及产业化项目”总投资 6.73 亿元，拟投入募集资金 4 亿元，项目达产后将形成高阶制程单片湿法模块年产 100 套，各类零部件年产近 2000 套；2）“至纯北方半导体研发生产中心项目”总投资 3.31 亿元，拟投入 1.6 亿元，产线建成后预计将实现年产系统集成及支持设备 30 套、半导体湿法设备 15 台、半导体零部件 2610 套的生产能力；3）“启东半导体装备产业化基地二期项目”总投资 8 亿元，拟投入 5 亿元，建成达产后将形成年产炉管、涂胶显影等集成电路设备 50 套，光伏工艺设备 120 套，面板制程设备 10 套，系统集成及工艺设备逾 3000 套，配套零部件逾 30000 套的生产规模；4）补充流动资金或偿还债务，拟使用募集资金 5.4 亿元。

（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。）