【财通证券】设备零部件龙头，半导体上游砥柱.pdf

2022-10-09

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1. 富创精密：深耕半导体精密金属领域

富创精密由沈阳先进、辽宁科发和 Fortrend 于 2008 年共同出资设立，主要生产半导体金属零部件。公司初期的产品,多为 90 纳米以上制程零部件和非反应腔的外部零部件。2011 年，公司成功向海外半导体设备龙头客户 A 交付了首款零部件产品并成为其合格供应商。针对国内市场，富创精密 2011 至 2014 年期间，向 10 余家国产设备企业交付了 1000 余种精密零部件。 2011 年和 2014 年，公司两次承担国家“02 重大专项”，分别对“IC 设备关键集成制造技术与加工平台”和“基于焊接和表面涂覆技术的大型铝件制造技术开发”项目进行研发。期间公司掌握了复合焊接，精密加工，特种涂层喷涂，超强防腐等核心技术，半导体零部件制造的工艺技术达到主流国际客户标准，成为客户 A 的战略供应商，并为东京电子、VAT、HITACHI High-Tech、ASMI 等企业供货。公司还为处于起步阶段的北方华创等国内设备企业提供研发及小批量生产所需的零部件。随着国产化设备实现批量出货，研发阶段就提供配套零件的富创精密顺利取得大量订单，营收高速增长。

公司气体管路和模组部件制造能力日趋完善，部分产品已应用于 7nm 制程的半导体设备，在江苏南通和北京马驹桥等地的扩产也纳入日程。目前公司主要产品包括工艺零部件、结构零部件、模组产品、气体管路产品四大类；其中工艺零部件包括过渡腔、传输腔、内衬等，结构零部件包括托盘轴、铸钢平台等，模组产品包括离子注入机模组、气柜等。

1.1. 半导体繁荣带动营收利润快速增长

受疫情居家类电子产品，新能源汽车等需求旺盛的影响，全球半导体市场自 2020 年下半年起进入上行周期，晶圆厂大幅扩产，上游的半导体设备与零部件产业景气度也随之提升。公司作为客户 A、北方华创等设备企业的供应商，充分受益于行业景气，营收与利润增长提速。2019-2021 年，富创精密的营业收入分别为 2.53/4.81/8.43 亿，同比增速分别为 12.63%/89.94%/75.21% ；归母净利润 - 0.33/0.94/1.26 亿元，实现快速增长。2022H1 公司实现收入 5.98 亿元，同比+73.16%；归母净利润 1.01 亿元，同比+129.59%。

富创精密在手订单充裕，产能利用率持续提升。2022H1 公司合同负债 0.33 亿元，库存在产品 0.92 亿元，库存产成品 1.64 亿元，保持上升态势。公司产能利用率亦持续提升，2021 年工艺及结构零部件产能利用率达 90.17%，同比+8.96 pct；气体管路产品产能利用率达 63.18%，同比+39.86 pct。

1.2. 产品升级叠加景气周期，盈利能力提升

2019 年-2021 年，富创精密主营业务毛利率分别为 16.16%/30.99%/30.99%, 扣非利润率分别为-23.78%/6.57%/8.88%。此外，2022H1 的扣非利润率为 12.42%，公司利润率呈升高趋势，主要原因系下游需求旺盛，公司产能利用率提升。分产品品类来看，工艺零部件毛利率由 2019年的 22.77%上升到 2021年的 34.02%，结构零部件由 2019 年的 18.19%上升到 2021 年的 32.38%，模组产品由 2019 年的 6.15%上升到 2021 年的 22.19%；气体管路类产品毛利率水平上升最明显，由 2019 年的-0.34%上升到 2021 年的 33.85%。

费用端来看，公司研发费用率位于行业前列。随着工艺积累和技术成熟，公司研发从承接国家“02 重大专项”课题为主过渡到自研项目为主。2021 年开始，公司大幅加大研发投入，为后续发展进行工艺储备。同时由于收入规模大幅增长，公司研发费用率下降，销售和管理费用率亦有所摊薄。

1.3. 股权结构

公司实际控制人为郑广文，直接+间接持股比例达到 34.03%。沈阳先进持有公司 22.55%股份，为公司第一大股东。宁波芯富、宁波良芯、宁波芯芯是公司员工持股平台，同样受郑广文控制。郑广文毕业于吉林工业大学技术经济专业，1990 至 2007 年间曾担任辽宁省汽车贸易集团科长，后辞职成立辽宁汽车物资销售中心。2003 年，因中国科学院沈阳自动化研究所旗下沈阳先进拟引入投资者，郑广文认可沈阳自动化研究所的相关技术资源和产业化机会，从而投资入股沈阳先进，业务逐步扩展至高端精密制造领域。

2. 半导体设备零部件：设备国产化基石

2.1. 半导体设备零部件种类及价值量拆分

半导体设备零部件可以分为机械类、电气类、机电一体类、气体/液体/真空系统类、仪器仪表类、光学类、其他等七大类。其中机械类零部件在半导体设备成本中占比最高，达到了 20-40%，电气类、机电一体类、气体/液体/真空系统类产品占比普遍在 10-30%之间。

更细分来看，以盛美上海招股书披露的 2020 年度原材料采购数据为例，机械类产品中腔体零部件和腔体柜占据主要份额，达到 21.61%。气路类分布相对均衡，阀门、过滤器、泵、流量计占比相对较高。同时我们还需要指出，盛美 2020 年销售收入中清洗设备占比较高，超过 80%，各年度间因出货结构、产品迭代等因素，原材料采购结构亦有变动，该细项拆分比例仅作为大致范围的参考。

为了测算工艺零部件产品的市场规模，我们假设机械类零组件在半导体设备成本中占比约为 30%，其中工艺零部件占比约 55%，腔体柜+结构件等占比约 45%。气路类零部件在设备成本中占比约为25%，其中阀门/过滤器/泵占比均为20%，流量计占比约为 15%，接头占比约为 7%。对于设备成本的构成，我们根据 A 股已上市半导体前道设备企业毛利率平均值取设备毛利率为 45%；根据盛美上海招股书数据，主营业务成本中直接材料占比达到 94.47%，则原材料成本在半导体设备销售额中占比约为 42%。根据 SEMI 数据，2021 年全球半导体设备销售规模约为 875 亿美元，预计 2022 年增长至 1010 亿美元。综合以上假设和数据，2021 年全球半导体设备零部件市场规模约为 367.5 亿美元，其中机械类/管路类占据主要份额，市场规模分别为 110.25/91.88 亿美元。

除了半导体设备企业以外，晶圆厂在建设过程中也需要铺设大量的管道、阀门等，在日常生产过程中也需要备品备件，因此晶圆厂对半导体设备零部件亦有采购需求。一般来说，晶圆厂的设备零部件采购主要通过工程公司进行（如正帆科技、法液空等），也有部分零部件（如替换件）由晶圆厂向半导体直接向零部件厂商下达采购订单。根据芯谋研究数据，2020 年中国大陆晶圆线 8 寸和 12 寸前道设备零部件采购金额超过 10 亿美元，如果排除海外企业（SK 海力士、三星、英特尔等），国内晶圆厂直接采购金额约 4.3 亿美元。从采购份额来看，中国晶圆厂采购的设备零部件主要有石英、射频发生器、泵等，份额均超过 10%。此外，各种阀门、吸盘、喷淋头、边缘环的采购占比也很高。从国产化比率来看，国产化率超过 10%的有石英成品、喷淋头、边缘环等少数几类，其余国产化率均较低。

2.1.1. 机械类：精密制造技术为核心壁垒

半导体设备中，机械类零部件包括工艺零部件、结构件（金属/非金属）两种类型。工艺零部件包括各类腔体（过渡腔、传输腔、反应腔）、内衬、匀气盘等。工艺零部件一般指需要经过高精密机械制造和复杂的表面处理过程，具备较高的加工精度、洁净度，较强的耐腐蚀性、密封性，主要应用于刻蚀、薄膜沉积等设备，也少量应用于离子注入、高温扩散等设备。工艺零部件的技术壁垒在制造环节，尤其是高精度加工、表面处理和焊接技术。除了加工精度要求较高以外，半导体设备工艺零部件与普通机械零部件最大的不同在于半导体设备零部件需要面对真空、等离子体、特种气体、腐蚀性液体等特殊环境，对表面光滑度、洁净度和零部件密封性均提出了更高要求。工艺零部件在机械精加工后，还需要经过抛光、阳极氧化、镀镍、清洗等环节才可达到性能参数要求，在加工制造环节有较高壁垒。此外由于阳极氧化、电镀等环节污染较大，产线废弃物排放需满足当地环保要求，又对企业的相关能力提出了挑战。

技术进步对工艺零部件企业的材料加工技术和表面处理技术提出了更高要求。以腔体为例，常见的腔体材料包括不锈钢、铝，其中不锈钢一般用在制程较低的半导体设备中，而高制程设备对于杂质含量的要求更高，不锈钢由于化学性质相对活泼，容易与腔内气体发生反应形成杂质，因而不再适用。表面经过阳极氧化的铝化学性质稳定，是高制程设备的主流选择。而铝的阳极氧化工艺相对复杂，产线需取得环保认证方可投产，构建了一定壁垒。部分高端设备还会选择在腔体内部电镀氧化钇（Y2O3），对相关企业的材料加工技术提出了进一步要求。

2.1.2. 真空/气体/液体类：

从产品形态上来看，管路类零部件可以分为管道、阀门、泵、连接器等，同时由这些零组件还可以组成集成气体输送系统（IGS）、集成歧管系统（IMS）等模块化产品。传统的气体输送系统采用气体控制板（Gas Panel）形式进行控制，占地面积较大，维护相对复杂；IGS、IMS 采用模块化、集成化、立体式设计，可以气体系统占地面积，提升维护效率，已经成为目前工业界气体系统主流设计方案之一。

从制造难度上来看，干法设备管路系统低于湿法设备，且随着制程技术升级，对管路系统性能要求将进一步提升。干法设备中常用的气体包括氟碳类、惰性气体等，所采用的材料一般为铝、不锈钢等，主要制造难度在于零部件的高精度加工和表面处理，与腔体类似；而湿法设备的管路系统需要承载硫酸、盐酸等强腐蚀性化学药剂，为了保证洁净度，一般需要采用 PTFE、PFA 等高分子材料，其中PTFE 材料熔融态粘度较高，需要采用烧结方法加工，工序步骤较多，杂质含量较高，主要面向低制程等级设备；PFA 材料可以采用熔融方式加工，且成品表面会形成一层薄膜，后处理相对简单，纯净度较高，但加工难度更高，主要面向高制程等级设备。目前全球管路系统供应商包括派克汉尼汾、超科林、久世、威莱克、世伟洛克等。

2.2. 半导体设备零部件行业特点

2.2.1. 客户集中度普遍较高

全球半导体设备行业集中度高。根据 Gartner 数据，2021 年四家全球半导体设备龙头企业 AMAT、ASML、Lam Research、TEL 占据超过 70%的份额。也正是因为下游需求的高度集中，半导体上游核心零部件企业也呈现出客户集中度较高的状态。根据富创精密招股书披露，2021 年公司最终销往客户 A 的销售收入占当期营业收入比例为 75.24%。而京鼎精密第一大客户的收入占比超过 80%，超科林前两大客户合计收入占比亦超过 60%。

尽管下游集中度较高，但相关企业毛利率受原材料波动影响相对较小，过去数年间稳步上升。复盘富鼎、超科林毛利率数据容易发现，其毛利率水平在过去数年间尽管偶尔受到上游原材料（铝、不锈钢等）价格影响有所波动，但整体仍然维持相对稳定的状态，在过去约 10 年的时间里毛利率中枢不断抬升。我们认为，该现象源于以下两个原因：1）半导体设备零部件所采用的原材料主要为偏高端的 6 系铝合金、316/316L 高纯不锈钢等，高端原材料本身价格弹性较小，对相关企业毛利率水平影响较弱；2）规模增长摊薄固定成本、产品结构升级、生产效能提升、旧产线折旧摊销的出清均对毛利率提升有正向贡献。整体看，我们认为，对于半导体设备零部件企业，其毛利率受原材料价格影响相对较小，相关企业有望实现相对稳定的盈利水平。

2.2.2. 产品种类多批量小，行业格局分散

机械类零部件领域全球玩家较多，行业格局非常分散。海外涉及半导体机械类零部件的企业包括京鼎精密、Ferrortec、超科林等，国内企业包括新莱应材、靖江先锋、托伦斯、江丰电子、富创精密、华亚智能等。半导体设备精密零部件企业往往关注个别生产工艺或特定产品，行业相对分散，全球龙头如 Ferrotec、京鼎精密所占据的市场份额也不及 5%。

究其原因，我们认为主要是由于半导体设备零部件种类繁多，品种多样。大部分企业选择关注某一细分领域，导致收入规模体量较小。也正由此我们容易推断出，对于半导体设备零部件企业，市场份额的持续提升与新产品的持续研发密不可分，只有不断投入研发、开拓自身 TAM 的企业才能够实现长足的增长；同时，在行业竞争中，产品品类丰富的企业也更能够保持自身份额和盈利的稳定性。这一模式或许可以类比半导体行业中的模拟芯片赛道、或医药行业的医疗器械赛道，属于长坡厚雪、稳健增长的优质行业。

2.2.3. 认证周期长，客户难轻易更换供应商

根据富创精密招股书披露，半导体设备企业导入一家零部件供应商，首先需要对精密零部件供应商进行质量体系认证，该认证周期约为一年。通过质量体系认证后，客户会对供应商进行特种工艺认证，包括工艺能力认证和性能指标认证，明确供应商能够提供的特种工艺技术和需要达到的产品性能指标，该认证周期约为一年。此外，质量体系认证和特种工艺认证通过后还需要根据客户要求定期复核，不通过复核则无法持续供货。冗长的认证过程、严格的性能指标要求，是半导体设备零部件赛道的天然壁垒，率先通过认证的企业更能够卡位优质产品，提升客户份额。

3. 海外需求维持高位，内销业务量利双升

3.1. 绑定海外大客户受益全球扩产

全球维度来看，自 2020H2 开始的半导体上行周期在 2021H2 见顶。进入 22H1 以来，库存调整成为产业链中普遍的现象，在消费赛道尤甚。然而，我们认为，推动半导体设备资本开支上行的动力并未发生根本变化，短期景气虽然可能带来扰动，但长期看半导体设备资本开支仍将持续上行。根据 IC Insights 数据，2021 年全球半导体设备资本开始达到 1531 亿美元，2011-2021 年 CAGR=8.55%。进入 2022 年，全球半导体设备资本开支仍维持较强状态，2023 年将有所调整但长期上升趋势不改，预计到达 2026 年全球半导体设备资本开支将达到 2092 亿美元， 2021-2026 年 CAGR=6.44%。

具体来说，推动半导体设备资本开支上行的动力有：1）晶圆制程不断升级，单位产能投资规模亦随之增长。晶圆制程的升级导致相关设备的要求不断提升，如 DUV 光刻机变为 EUV 光刻机；CVD 设备改变为 ALD 设备。2）全球半导体需求增长带动晶圆产能边际增量需求持续增长。长期看，汽车电动化、HPC 等领域的持续增长将不断带动半导体需求增长，目前汽车等领域半导体供给仍然有较大缺口，由此亦将导致边际晶圆产能投资持续增长。3）海外各国重视半导体自主生产，本土化需求带来额外晶圆厂投资。2020 年全球疫情+地缘政治因素导致供应链扰动，海外各国政府对于依赖进口半导体的担忧加剧，纷纷设立补贴激励机制，引导半导体企业在本国建厂进行本土化生产。公司绑定海外大客户 A，该客户为全球规模最大半导体设备企业，其产品线覆盖除光刻机外所有产品大类。作为客户 A 的战略供应商，富创精密有望充分受益于全球半导体设备资本开支上行趋势。

3.2. 国产化趋势不变，设备零部件需求强劲

从国内角度来看，国产替代依然是主旋律。2018 年中美贸易摩擦后，半导体设备国产化进程明显提速，贡献国内半导体设备企业最强增长动力。2020 年以前，国内半导体设备厂商体量小，零部件需求较少，在富创精密的营收中占比较低。2020 年起，国内半导体设备工艺验证取得突破，富创国内业务的营收占比快速增长。北方华创，拓荆科技，华海清科为三大主要国内客户。北方华创 2019-2021 年贡献的收入分别为 0.14 亿，0.51 亿，1.61 亿，占比 5.5%、10.5%、19.1%；沈阳拓荆 2019 年-2021 年分别贡献收入 0.03 亿，0.08 亿，0.20 亿；华海清科 2020 年与 2021 年的营收贡献为 0.05 亿与 0.25 亿。

2020 年之前，国内半导体设备尚处于“追赶”阶段，所需的零部件工艺指标变动频繁，数量少，难以通过规模化量产降低平均成本;富创精密为保障国内半导体设备的研发与生产，内销产品采取低毛利率定价策略；2019 年，公司为提高产能利用率，承接了附加值较低的光伏泛半导体类订单；以上多种因素导致内销业务初期盈利能力弱于海外业务。伴随国内半导体设备企业营收快速增长，公司国内业务毛利率亦大幅提升。展望未来，国内晶圆厂投资方兴未艾；同时我们需要注意到新能源汽车、光伏等快速增长的下游需求领域中，中国企业具备较强全球竞争力，由此带来的半导体器件国产替代需求亦将持续带动国内半导体设备需求。此外，SMIC、长存、长鑫等企业积极投入先进制程研发，国内北方华创、中微公司亦积极布局先进制程半导体设备，有望持续带动先进制程零部件需求，进一步提升富创的毛利率水平。公司与北方华创和中微公司等国内半导体设备企业深度合作，自研发阶段起提供配套零件。报告期内，国内设备企业营收占比依次为 17%，24%，40%，我们预计随着国内设备企业的发展，富创精密有望充分受益于国产替代趋势，营收规模与盈利能力将进一步增长。

3.3. 产品品类齐全，工艺技术领先

公司在工艺零部件、精密结构件、模组、气体管路等领域布局全面。如我们前文提到的，半导体设备零部件种类众多，全面的产品布局更有助于公司形成具有较强协同效应的产品组合，为下游客户提供完善的产品服务。同时，全面的产品布局也凸显了公司强大的技术积累和生产调度能力，是公司长期成长的坚实基础。

公司也是目前全球少数具备 7 纳米制程零部件生产能力的企业。公司的零部件已在高温扩散，刻蚀，薄膜沉积三大类设备品类上，进入 7nm 设备并达到了工艺标准。从 7 纳米工艺制程开始，半导体设备对精密零部件的击穿电压，洁净度及耐腐蚀性要求更为苛刻：如洁净度无法达到相应要求，金属零部件在反应中产生的金属粒子将影响半导体制造良率；而对于腔室内的零部件，其洁净度及耐腐蚀性直接影响着晶圆制造过程中的成品率及零部件的寿命，零部件的更换频率及更换周期也直接影响着晶圆厂芯片产量。面对新一代制程带来的挑战，富创精密通过研发新型涂层、高洁净度清洗工艺、新型镀膜工艺，来提升零部件的洁净度以及在晶圆加工设备中的耐腐蚀性，从而延长零部件的更换周期，提升晶圆加工的良率及效率。此外，公司在精密机械、表面处理、焊接、组装等制造工艺上的 knowhow 积累，也保证了 7 纳米制程零部件的高质量生产。

截至 2022 年 1 月 31 日，富创精密共取得 7 纳米及以下订单合计 2119 万元，占在手订单总比例 5.02%。展望未来，随着国产半导体设备逐步迈向高端，国产晶圆厂突破先进制程，7 纳米制程零部件有望在国内销售上实现 0 的突破。

3.4. 提前布局扩产，追求深度国产替代

随着富创精密营收的快速增长，原有的生产线产能利用率也趋近饱满。此外，国内客户对知识产权与商业秘密的保护不断提升；国内与国外，国内不同客户之间的技术保密，对生产线提出了新的要求。同时，也为了满足京津冀，长三角集成电路产业集群的市场需求，公司计划在南通和北京建设新厂房。新厂能够有效地满足京津冀和长三角两地日趋增长的零部件需求，进一步形成产业聚集效应，降低物流和沟通成本，并有效进行不同客户之间的 IP 隔离。公司目前产品种类较多，单个产品产量较低，还不具备自动化条件；新厂投入运营后，公司营收规模将大幅提升。随着单个产品产量达到一定规模，公司有望布局产线自动化，拉动收入水平和盈利能力持续增长。原材料端来看，公司虽已处于半导体产业链上游，但其有部分高纯金属材料自美日进口；依据招股说明书，2021 年前五大供应商中除华航铝业为国产供应商之外，其他四家皆为进口产品供应商。公司对国产高纯铝材持开放态度，积极引入认证并已取得一定进展。国内高纯铝产业链的进步将进一步夯实国产化基础。

设备方面，公司大多数的高端生产设备（主要是数控机床）来自进口。近年来，国产设备厂商进入公司生产线，2021 年的采购合同履行清单中，国产设备份额有一定程度的提升，强化了供应链安全性。

3.5. 建立员工持股平台，巩固核心人才团队

半导体设备精密零部件行业属于技术密集型行业，其长远发展离不开专业技术人才的支持。随着公司进入高速增长期，公司未来对各类人才特别是高端人才的需求较大，公司计划采取外部招聘与内部培养相结合的方式，建立一支高素质的团队，满足公司快速发展的需要。公司制定了未来三年人力资源规划和具体实施办法，建立健全内部组织结构和考核体系，搭建能够提高效率和积极性的价值评估及分配制度，以达到岗位人均效能最大化。公司积极建立员工培训制度、完善薪酬考核体系、引入高端人才。目前，公司已经完成人力资源的基础建设及项目工作的前期准备，通过引导及支持各业务单元的人力发展工作，对重点项目改善类工作进行了系统化落地实施。此外，公司实施股权激励制度以保障管理队伍和人才团队的稳定。2017 年 12 月，富创有限股东会同意实施员工股权激励方案。2018 年 1 月，三家员工持股平台宁波芯富、宁波芯芯、宁波良芯成立。2018 年 12 月，三家员工持股平台增资入股富创有限。目前，三家员工持股平台合计持 800 万股，占比 5.09%。

（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。）