【招商证券】深耕半导体设备零部件十余载,国产化赋能长期增长动力.pdf
一、国内半导体设备零部件龙头,收入和业绩持续高增长
1、公司零部件覆盖核心半导体设备,产品导入国内外头部设备厂商
富创精密深耕设备零部件十余载,产品切入国内外主流设备厂商。富创精密在 2008 年成立于沈阳,是国内半导体 设备零部件龙头,是全球少数能够量产用于 7nm 制程的精密零部件厂商之一。公司两次承担国家 02 重大专项项目, 专注金属材料精密零部件制造技术,形成了包括工艺零部、结构零部件、模组产品和气体管路四大类产品,覆盖客 户 A、东京电子、日立高新、ASMI 等国际知名半导体设备厂商,同时导入北方华创、屹唐股份、中微公司、拓荆科 技、华海清科、芯源微、中科信装备、凯世通等国内主流半导体设备厂商。
公司两次承接国家 02 重大专项项目,研发过渡到工艺开发自研项目为主。国家“02 重大专项”指《国家中长期科 学和技术发展规划纲要(2006-2020)》确定的 16 个国家科技重大科技专项中的第 2 项,即“极大规模集成电路设 备及成套工艺”,公司于 2011 年和 2014 年相继牵头承接两期“IC 设备关键零部件”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,均通过验收。目前公司具备精密机械制造、表面处理工艺、焊接等核心技术,研 发从以承担国家“02 重大专项”为主过渡到以工艺开发自研项目为主。
2008-2014 年:工艺逐步实现国产化自主可控,成为国际大客户 A 的合格供应商。公司于 2011 年承担国家 “02 重大专项”中的“IC 设备关键零部件集成制造与加工平台”项目,掌握了部分精密零部件的制造技术。从 2011-2014 年,公司向北方微电子、上海微电子、拓荆科技等 10 余家企业交付了 1000 余种精密零部件,并于 2011 年成功向客户 A 交付了首款精密零部件产品,成为其合格供应商;
2014-2018 年:快速发展阶段,部分技术达到主流国际客户标准。2014 年,公司承接“02 重大专项”中的“基于焊接和表面涂覆技术的大型铝件制造技术开发”项目。针对 22nm 以下的大型铝合金零部件超强耐腐蚀、 特种焊接技术产业化应用,公司具备完整的复合焊接工艺,精密零部件的焊接及表面处理特种工艺技术达到主 流国际客户标准。公司于 2016 年成为客户 A 的战略供应商,TEL、VAT 等的供应商,并为北方华创、中科信 装备、拓荆科技等国内设备厂商提供精密零部件的研发及量产配套服务;
2018 年至今:高速发展阶段,持续扩大产能。自 2018 年以来,公司进入日立高新、ASMI 等多个设备龙头的 供应链体系,并积极开拓国内市场,内销收入规模不断上升。公司气体管路和模组功能部件制造能力逐渐完善, 并在江苏南通和北京亦庄等地积极扩大产能。 公司工艺零部件、结构零部件、气体管路和模组产品四大产品线覆盖核心环节的半导体设备,掌握了精密机械制造 技术、表面处理特种工艺技术以及焊接核心技术。公司产品线覆盖刻蚀、薄膜沉积、涂胶显影、CMP、离子注入等 环节,部分产品已用于 7nm 前道设备中。
公司实际控制人为公司董事长,获多家知名一级资本注资。公司第一大股东为沈阳先进,持股比例为 22.55%,为实 际控制人郑广文用于半导体产业投资的平台,沈阳先进同时也是国内半导体涂胶显影设备龙头芯源微的第一大股东; 公司实际控制人为郑广文,直接持股 6.38%,另外通过沈阳先进及员工持股平台间接持股;公司拥有宁波富芯、宁 波良芯、宁波芯芯三个员工持股平台,合计持股比例为 5.1%;另外,公司还拥有宁波祥浦,辽宁科发,盐城燕舞等 多名一级的投资机构。
公司拥有 7 名核心技术人员,高管具备多年设备零部件开发或产业投资经验。①郑广文:董事长&总经理,2003 年 因中科院沈阳自动化所旗下沈阳先进引入投资者,郑广文认可中科院沈自所的相关技术资源和产业化机会,从而入 股沈阳先进,业务逐步拓展至高端精密制造领域。2006 年 5 月至今,郑广文任芯源微董事;2009 年 11 月至今,任 富创有限/富创精密董事长、总经理;②倪世文:副总经理、核心技术人员之一,拥有超 23 年的半导体设备精密零 部件制造开发及生产管理经验,是公司技术、产品研发负责人。
在公司承担两项“02 重大专项”任务中,倪世文主 导引进柔性生产线制造模式并实现设备精密零部件生产的智能制造模式;在新品开发及大型腔体加工领域,均作为 主要负责人成功开发精密零部件内侧加工和匀气盘加工等技术;③李吉亮:高级技术专家(精密机械制造方向), 拥有 15 年的半导体设备精密零部件开发经验,并作为项目主要负责人先后研发出复合曲面连体腔加工技术、铝合金匀气盘微孔高精加工技术、不锈钢超高孔壁粗糙度加工技术、密封面免抛光成型加工技术,设计并建立了卧加非回 转中心任意角度加工的坐标系。公司其他核心技术人员分别面向精密机械制造、表面处理、焊接方向。
公司员工数量快速增长,研发投入逐年提升。由于行业景气度高涨,公司订单及营收规模高速增长,同时南通、北 京等地产能加速建设,公司提前进行人才储备,员工数量快速增长。截至 2021 年底,员工总数达 1088 人,较 2020 末增加 475 人;公司不断加大研发投入,并且随着 2021 年业绩提升,公司大幅加大研发投入。公司针对未来 市场对高端设备的大量需求,加大精密零部件的开发力度,尤其对匀气盘、各类腔体和腔内零部件及气体流速阀门 等核心产品不断提高产品的耐腐蚀性、密封性、绝缘性及循环寿命,不断提高加工工艺的精密度和洁净度。
2、各产品线收入快速增长、业绩不断释放
行业维持高景气同时设备国产化率提升,公司近年来收入保持高增长。在行业高景气与半导体设备国产化趋势下, 公司工艺技术、行业口碑、产品质量和交付能力不断得到境内外客户认可,收入保持逐年高速增长态势,从 2018 年 的 2.25 亿元增长至 2021 年的 8.43 亿元,CAGR 为 55.3%;22H1 公司产品供不应求,随着产能持续提升,产品进 一步放量,公司预计 2022 前三季度收入 9.8-10.3 亿元,同比+71-80%,维持高增长态势。截至 2022 年 5 月底,公 司具有明确依据的尚未交付在手订单约 9.5 亿元,在手订单较为饱满。
公司结构零部件占比最高,气体管路产品增速最快。受益于行业景气度高涨与国产设备崛起,公司各产品线保持较 高增速。从产品结构来看,公司 2021 年用于半导体设备的零部件收入占比达 88%,其中结构零部件收入占比最高 为 42.4%,但气体管路产品增速最快,2021 年收入同比+134%。随着工艺技术和产品结构日趋完善,多种模组和气 体管路产品通过客户 A、北方华创等核心客户认证后批量供货,该两类产品合计占比从 2019 年的 25.8%提升至 2021 年的 36%。
我们对各产品线进行了量价关系拆分,分产品来看: 1)工艺零部件:下游旺盛需求驱动销量和收入高速增长,平均单价远超结构零部件。随着下游景气度自 2019 年以 来逐步恢复,公司收入在 2020 和 2021 年高速增长,从 2018 年的 0.71 亿元增长至 2021 年的 1.78 亿元, CAGR 为 35.6%。公司工艺零部件品类多、不同产品价格差异大,既包括单价约 20 万元的大型腔体,也包括单 价约 1000 元的机械手部件,由于技术壁垒相较结构零部件较高,因此平均单价较贵超 1 万元。由于公司通过下 游 客户认证的产品品类不断增多,承接不同客户定制化订单导致的产品结构变化致使工艺零部件单价呈现波动, 产品单价并非核心因素。另外,工艺零部件客户以外销为主,采用美元报价,2021 年人民币升值也对工艺零部 件人民币平均单价同比下滑产生一定影响;
2)结构零部件:收入趋势基本与工艺零部件一致但增速更快,由于工艺简单因此单价较低。结构零部件是公司占 比最高的产品线,收入趋势与工艺零部件类似,但增速更快,从 2018 年的 1.23 亿元增长至2021年的3.5亿元, CAGR为42%。该产品生产流程及工艺要求相对工艺零部件简单,平均单价相对较低,不足1000 元,但随着 公司投入高端数控设备、提升加工能力,更多承接结构复杂、加工精度高的高单价产品,往年平均单价呈上升趋势;
3)模组产品:新品不断拓展同时向高端产品发展,产品由于需要外购原材料而单价较高。公司行业地位不断提高, 从提供简单模组发展到组装复杂腔体模组和刻蚀阀体模组,再到掌握先进制程的半导体气柜模组的设计及制造能 力,多品类不断获得认证并量产。公司模组产品收入从 2018 年的 0.23 亿元快速增长至 2021 年的 1.6 亿元, CAGR 高达 90%。公司提供模组产品需外购电子标准件和机械标准件,因此产品单价远高于其他品类,2021 年 单价接近 3 万元。随着产品不断得到客户认可,产品附加值和集成度不断提升(公司向客户 A 提供超 10 万元单 价的刻蚀阀体模组),平均单价呈整体上升趋势,但 2021 年单价同比下滑,主要系整体产品线销量大幅提升, 高单价刻蚀阀体模组销量占比有所下降;
4)气体管路:增速最快,平均单价随产品结构变化。多种产品通过客户 A、北方华创等核心客户认证后,持续量产 供货,销量和收入高速增长,市场份额不断扩大,2021 年气体管路收入约为 2019 年的 25 倍;公司既可供应气 源到气柜的大批量洁净管路(工艺相对简单、单价相对较低、长度相对较短),也可供应气柜到反应腔的超高洁 净管路(工艺相对复杂、单价相对较高、长度相对较长),平均单价波动取决于不同类型产品销量结构的变化。
工艺及结构零部件和气体管路产品产能利用率在近年来快速提升。分产品来看:1)工艺及结构零部件:产能利用率随行业高景气度提升。随精密机械制造是工艺及结构零部件生产流程的关键供需之一,使用关键设备包括五轴加工中心、卧式加工中心和立式加工中心等,关键设备是影响产能重要因素。公司2017年开始预投产能,2019年大量设备验收转固,但受行业景气度波动及中美贸易摩擦影响,下游需求不及预期,产能利用率较低;随着行业景气度提升,2020开始公司订单快速增长,产能利用率逐步提升,2021年基本达到“满产”;
2)模组产品:不适用产能利用率指标。生产流程主要为装配和测试,具备灵活性,产品具备多品种、定制化特点, 难以使用单一指标衡量产能利用率; 3)气体管路:产能利用率较低,随业务规模扩大持续爬升。公司于 2018 年拓展业务并预投了设备产能,发展初期 产能利用率较低;随着产品获得核心客户认证,业务规模不断扩大,产能利用率显著提升。
公司客户集中度高,内销占比逐年提升。从客户结构来看,公司历年收入依赖美国大客户 A,是中国大陆少数进入 客户 A 体系的供应商,最终销往客户 A 的收入占比从 2019 年的 75.2%逐渐降低至 2021 年的 58%。从内销情况来 看,伴随近年来国产设备厂商的快速崛起,公司成为北方华创、中微公司、华海清科、拓荆科技、屹唐股份、中科 信装备等国内主流设备龙头的合格供应商,内销收入从 2019 年的 3825 万元增长至 2021 年的 3.25 亿元,收入占比 从 2019 年的 15.3%快速提升至 2021 年的 39.2%。
行业景气度提高带来产能利用率上升,公司 2020 和 2021 年毛利率相较 2019 年快速提高。2019 年由于行业景气度 羸弱叠加当年预投产能转固大幅增加折旧与摊销,公司产能利用率较低,各产品线毛利率处于较低水平;2020 和 2021 年,随着行业景气度提升,公司产能利用率提高,毛利率相较 2019 年大幅提高;22H1,公司毛利率达 33.57%。
各产品线毛利率除气体管路外均较为接近,主要受行业景气度、规模效应、产品单价、内外销比例等影响。 1)工艺和结构零部件:内销比例提高,2021 年毛利率有所下滑。两条产品线毛利率变动趋势基本一致,2019 年行 业景气度下行,产能利用率下降,平均单位成本大幅上升,毛利率同比下滑;公司于 2019 年完成扩产后,2020 年 固定资产转固放缓,产能利用率同比大幅提升,平均单位成本同比大幅下降,规模效应毛利率迅速回升;2021 年, 由于内销收入占比提升,考虑支持国内半导体设备供应,接受内销产品的低毛利率定价,因此毛利率同比下降;
2)模组产品:毛利率相对较低,规模效应及产品结构不断改善带动毛利率逐渐提升。公司模组产品需要外购原材料进行组装,因此毛利率相较其他产品线较低。模组产品属于高度定制化产品,2018年处于首件研发和小批量验证阶段,考虑补偿前期研发投入,毛利率较高;自2019年以来,公司给客户A供货的刻蚀阀体模组产品(占模组产品收入45%以上)销量从 2019年的174件增长至2021年的832件,单位成本随规模效应提升而下降;另一方面,公司模组产品用于非半导体设备的比例(从2019年36.2%下降至2021年的8.2%)逐年下降,产品附加值不断提高,带动公司毛利率提升;3)气体管路:规模效应显现,毛利率趋于稳定。2018 和 2019 年处于小批量验证阶段,产能利用率较低,毛利率为负;自2020年以来,随着产品通过主要客户验证,规模效应显现,毛利率趋于稳定。
公司 2020 年以来期间费用率较为平稳,研发费用率高于同业可比公司。2018-2020 年,公司期间费用率伴随规模 化效应呈现整体下滑态势。自 2020 年以来,公司各项费用率整体较为平稳;2021 年,随着业绩提升,公司大幅增 加研发投入,为后续发展提前工艺储备。公司历年研发费用率远高于可比公司,主要系一方面可比公司规模远大于 公司,另一方面公司不断优化提高工艺水平和新产品开发。
近年来公司盈利能力大幅提升,2022 年至今各季度业绩保持同环比高增长态势。受行业景气度影响,2019 年公司 产能利用率和业绩出现一定程度亏损;近年来伴随行业景气度向好,公司盈利能力大幅提升,2020 年公司实现大幅 扭亏为盈,2021 年归母净利润和扣非归母净利润分别同比+35.3%和 136.8%;进入 2022 年以来,公司季度净利润 保持同比高增长,主要系 1)行业景气度持续旺盛,公司产品供不应求,随着产能持续提升,公司业绩进一步释放; 2)公司产能紧张,聚焦高附加值产品订单,综合毛利率同比提升;
3)规模化效应凸显,期间费用率逐渐下降;公 司预计 2022 年前三季度实现归母净利润 1.62-1.75 亿元,同比+98%-113%,预计扣非归母净利润为 1.23-1.33 亿元, 同比+132%-150%;从 22Q3 单季度来看,按指引中位数计算,22Q3 预计归母净利润为 0.68 亿元,同比+78%/环 比+14.7%,扣非归母净利润为 0.53 亿元,同比+73.7%/环比+23.5%,继续保持同环比高增长态势。
二、全球设备零部件行业近600亿美元空间,国产化率亟待提升
1、零部件承载半导体设备大部分核心技术,呈现多品种、小批量、定制化特点
精密零部件是半导体设备核心技术的直接保障,是半导体设备行业的支撑。半导体行业遵循“一代技术、一代工艺、 一代设备”的规律,半导体设备是延续摩尔定律的瓶颈和关键。半导体设备厂商往往以轻资产模式运营,绝大部分 核心技术往往需要物化在精密零部件上,或以精密零部件为载体来实现,因此精密零部件是半导体核心技术的直接 保障。半导体设备的升级迭代很大程度上依赖于精密零部件技术首先突破,半导体设备的交付也很大程度上取决于 精密零部件的供应能力。
精密零部件针对不同设备定制化特点明显,包括机械类、电气类、机电一体类、气体/液体/真空系统类、仪器仪表类、 光学类等细分品类。针对不同设备,精密零部件种类众多,其中机械、电气、机电一体类、仪器仪表类可用于所有 设备,起到支撑、传输、控制、监测等机械或电气类功能,占设备成本比例最低仅 1-3%(仪器仪表类),最高可达 40%左右;气体/液体/真空系统类主要起到传输气体和液体并保持真空的作用,可用于薄膜沉积、刻蚀、离子注入等 干法设备,以及 CMP、清洗、去胶等湿法设备;光学类零部件最典型应用场景为光刻机及量测设备,起到控制和传 输光源的作用,壁垒相对较高。
由于不同设备技术特点差异较大,因此不同设备中不同种类零部件成本的占比差异较大。 机械类零部件应用最为广泛,在设备成本中占比最高。由于各种腔体、接头、泵等机械类零部件起到关键的支 撑、传输、控制等作用,因此在湿法与干法设备中应用最为广泛,根据拓荆科技/华海清科/屹唐/盛美上海的零 部件采购比例,机械类零部件在采购成本中占比均为 30%+;
电气类零部件必不可少,在等离子体设备中应用比例大大提高。电气类零部件包括射频电源、射频匹配器等, 由于设备几乎均需要通电使用,因此电气类零部件也必不可少。在等离子体相关的设备,如 PECVD、等离子体 刻蚀机中,需要在电感线圈上施加高频信号,进而在电感线圈内部感应出电场,加速等离子体中的电子至更高 的能量,因此电气类作用更为关键,例如拓荆科技电气类采购比例为 27%,远高于华海清科、盛美上海等其他 非等离子体设备厂商;
气体/液体元件在湿法设备中占比更高。常见的气体元件包括气柜、气体管路等,用于各种需要通气的设备中; 液路元件包括阀门、流量控制器等,用于控制液体的流量等。例如,盛美上海采用兆声波清洗技术,工作原理 是通过兆声波在传输的液体介质中产生周期性的压缩或拉伸,液体会被拉开形成一个空穴,液体中溶解的气体 向空穴中扩散,进而产生显著的清洗效果;华海清科 CMP 设备也是湿法设备的一种,工作原理是晶圆表面材料 与研磨液发生化学反应,在抛光头的作用下进行抛光,关键在于研磨液和抛光头的选择。因此华海清科和盛美 的气体/液路元件占比远高于拓荆科技、屹唐股份等以干法设备为主的厂商;
真空系统用于含真空腔的设备中。部分设备如 PECVD,在应用场景中需要保持真空状态,因此会配备真空腔, 拓荆科技 21Q1-Q3 真空系统占比大约 7%,而由于华海清科 CMP 设备不配备真空腔,因此不需要真空系统相 关零部件;输送系统:用于晶圆、气体输送等,干法/湿法设备均广泛应用。常见的输送系统零部件包括机械手等,虽然不 参与晶圆相关的反应,但由于对晶圆生产效率产生重要影响,因此广泛应用; 光学零部件:包括透镜等,主要用于光刻、量测设备等特定场景,在其他干法/湿法设备中使用较少。
我们通过拆解几类典型的干法/湿法/光学设备,来介绍其中部分核心零部件的作用,具体如下:刻蚀、薄膜沉积相关等离子反应设备:使用传输系统、反应腔、工期系统、加热冷却系统等零部件,其中反应腔是核心零部件。反应腔体对反应速率、均匀性、准确度都有直接影响,反应腔内包括反应电极、射频单元、静电吸盘E-chuck、控温系统、供气系统等;供气系统作用是向腔体内输送各种反应气体,通过压力控制器和质量流量控制器(MFC)精准的控制气体的流速和流量;真空系统有两套,分别用于预真空室和反应腔体,核心零部件包括真空阀、真空泵、密封件等;传输系统支持整个反应过程,属于非真空反应部分,晶圆由EFEM传送进入刻蚀机,而后经由机械手传递进入真空环境,继而送入反应腔体。
热处理设备:以快速退火炉为例,主要由真空腔室、加热室、进气系统、真空系统、温度控制系统等几部分组成。热处理系统包括灯泡、激光和加热器等。CMP设备:包括抛光、清洗、传送三大模块,其中抛光模块为核心模块。晶圆通过传送模块输送至抛光盘进行作业,之后继续被传送装置转移进行清洗。CMP的抛光工作过程中,抛光头以一定压力将晶圆按压在表面粗糙的抛光垫,通过抛光液腐蚀、微粒摩擦对晶圆表面进行物理、化学方式的平坦化。
清洗、去胶设备等:与 CMP 类似,湿法设备不具备等离子真空反应腔,机械件和液路元件占比较高。 光刻设备:主要由真空模块、传送模块、光学模块组成。光学模块包括光源系统、透镜系统、浸没系统等。晶 圆和掩膜版在光刻机中的传输需要及其精准的传输控制系统,由于所有气体都会吸收 13.5nm 的光源,为保证 EUV 稳定工作,光刻机的真空环境要求也十分严苛。
2、2022年全球半导体设备零部件规模约接近600亿美元,大部分零部件被海外垄断
全部品类设备零部件占全球半导体设备市场 50%以上,2022 年全球市场空间有望超 600 亿美元。主要精密零部件 包含工艺及结构零部件、气体管路、模组产品,也包含仪器仪表(如气体流量计灯)、电气类(如射频电源等)、光学类(光学元件、光栅等)产品。根据国内外半导体设备厂商公开信息,设备成本中一般 90%以上为原材料(即 不同类型的精密零部件产品),考虑国际半导体设备公司毛利率一般在 40-45%左右,因此全部精密零部件市场约为 全球半导体设备市场规模的 50-55%。根据 SEMI 数据及预测,2021 年全球半导体设备市场空间为 1026 亿美元, 预计 2022 年大约 1200 美元左右,对应全球半导体设备零部件市场空间有望接近 600 亿美元。
2023 年全球设备行业增速预计明显放缓,国内下游晶圆产线资本支出增长可能性较小。SEMI 预计前道设备支出在 2022 年同比增长 18%,2023 年同比增长 3.2%,分类别来看,2022 年 Foundry&logic 设备市场规模预计同比+20.6% 至 552 亿美元,2023 年预计同比+7.9%至 595 亿美元;2022 年 DRAM 设备市场规模预计同比+8%至 171 亿美元, NAND 设备市场规模预计同比+6.8%至 211 亿美元,但 DRAM 和 NAND 设备支出预计在 2023 年分别下滑 7.7%至 2.4%。国内下游晶圆产线虽然逆势扩产,但考虑到目前中芯国际等产线产能利用率有所下滑,尽管我们预计 2023 年国内晶圆产线资本支出同比增长可能性较小。
设备零部件下游市场基本被海外厂商垄断。从竞争格局来看,零部件市场主要为海外垄断,根据VLSI Research,2021年全球前十大设备零部件厂商均为国外厂商,部分细分品类海外厂商占比50%以上甚至高达90%,目前中国半导体设备零部件厂商也以外资控股公司为主,国内规模较大的厂商包括中国台湾的京鼎精密和日本Ferrotec等外资企业的境内子公司。
设备零部件技术壁垒较高,除机械类之外各个零部件国产化率亟待提升。设备零部件生产工艺融合精密机械制造、 工程材料、表面处理特种工艺、电子电机整合及工程设计等多个领域和学科,是半导体设备制造环节中难度较大、 技术含量较高的环节之一,也是国内半导体设备公司“卡脖子”的环节之一,技术壁垒较高。国内厂商在机械类主 要产品和技术实现了突破和国产替代,国产化率相对较高,但一方面机械类的高端产品国产化率仍较低,另一方面 电气、机电一体类、气体/液体/真空系统类、仪器仪表类、光学类等其他品类零部件国产化率整体处于较低水平,主 要系学科与技术积累相对较晚,同时国内配套设备发展也相对较晚。
三、四大产品线逐步打破国外垄断,技术实力不断提升
1、2022年公司产品覆盖市场空间预计超250亿美元,市占率提升空间巨大
公司四大精密零部件产品线定制化特点明显,验证及生产周期较长。公司产品为用于半导体和泛半导体设备及其他 领域的精密零部件,具体包括工艺零部件、结构零部件、模组产品和气体管路。公司产品特点为多品种、小批量、 定制化,产品需生产与验证周期持续时间较长,以客户 A 为例,公司产品首先需要经过质量认证体系,认证周期约 为 1 年;通过质量认证体系后,产品需要经过工艺能力和性能指标认证等特种工艺认证,该认证周期约为 1 年;经 过两轮认证后,公司获得首件试制资格,首件样品交付并通过客户验收后才具备批量生产资格,首件试制及验收周 期一般为半年左右;公司采用以销定产模式,单个批次生产周期一般在 5 至 6 周。
工艺零部件:与晶圆直接接触或直接参与晶圆反应,包括过渡腔、传输腔、反应腔、内衬和匀气盘。工艺零部 件起到延长设备寿命、提升晶圆制造良率的作用,具备高精密、高洁净、超强耐腐蚀、耐击穿电压等特点;核 心技术包括精密机械制造技术、表面处理特种工艺技术及焊接技术,公司不同腔体、内衬和匀气盘的制造流程 差异在于不同表面处理特种工艺和精密机械制造工艺的选择和组合;
结构零部件:一般起连接、制程和冷却等作用,但一般不直接参与晶圆接触或反应,包括托盘轴、铸钢平台、 流量计底座、定子冷却套、冷却板。结构零部件对机械加工的精度(平面度、平行度和表面粗糙度等性能)要 求较高,部分结构零部件基于定制化要求同样需要具备高精密、高洁净、超强耐腐蚀、耐击穿电压等特点,工 艺制程相对简单;制造技术主要包括精密机械制造工艺及焊接技术,也需要相对简单的表面处理特种工艺,制 造流程差异主要在于精密机械制造工艺的选择和设定;
气体管路:用于特殊工艺气体传送,是连接起源到反应腔的传输管道。气体管路对管路的密封性、洁净度及耐 腐蚀能力有较高要求,工艺制程相对标准化;主要运用焊接技术,部分产品存在少量精密机械制造和表面处理 特种工艺;
模组产品:将公司自有工艺零部件、结构零部件、气体管路和外购的电子及机械标准件进行装配,包括离子注 入机模组、传输腔模组、过渡腔模组、刻蚀阀体模组、气柜模组。公司不断加强现有技术实力,在研气体流量 控制器基座、高端管路制造、材料自动化焊接等工艺技术,同时研发原子层沉积零部件保护薄膜、高洁净度高 真空半导体门阀等新品;应用工艺除了工艺和结构零部件制造技术外,还涉及装配和测试,根据不同模组产品 组装差异需要通过不同的测试,如氦气测试、功能测试、保压测试、颗粒测试;
2022 年公司产品线覆盖市场空间预计高达 270 亿美元。首先,以客户设备售价为基础,根据自身产品价格和对应半 导体设备使用自身产品数量估算主要产品占下游不同类型设备售价比例区间;其次,根据公司公开披露信息,按照 采购占比*(1-毛利率)*原材料占成本比例估算公司主要产品占不同设备售价的比例区间;最后,整合前两步获得的 区间,按中值计算公司主要产品占下游不同设备售价的比例,根据 SEMI 公布的 2020 年下游设备市场空间计算得出 公司主要产品面向的市场空间为 160 亿美元。根据 SEMI 数据,考虑到 2021 年和 2022 年全球设备市场空间预计分 别增长 44%和 18%,假设各比例不变,我们预计公司 2022 年主要产品覆盖的市场空间高达约 270 亿美元。
公司长期深度绑定客户 A,客户不断拓展,长期市占率不断提升。公司为中国大陆少数进入客户 A 的供应商,由于 半导体厂商所选用的精密零部件要求极为苛刻,一旦确定合作关系往往长期深度绑定,公司基于与客户 A 的合作关 系不断拓展产品品类和下游客户。目前,公司其他国际客户包括东京电子、日立高新、ASMI 等,国内客户包括北方 华创、屹唐股份、中微公司、拓荆科技、华海清科、芯源微、中科信装备、凯世通等。根据我们前文所述,公司客 户 A 收入占比逐年降低,中国大陆客户营收比例不断提高,体现公司深度受益于本轮国内设备国产替代与高景气行 情,产品在国内设备客户端放量。按照 2021 年各产品对应全球市场规模和公司收入计算,公司目前全球市占率预计 不足 1%,长期伴随零部件国产化率提升,份额仍有较大提升空间。
2、核心技术国内领先,各产品线技术实力不断提升
公司在精密机械制造、表面处理特种工艺、焊接等环节具备领先的核心技术能力。公司核心技术包括精密机械制造、 表面处理特种工艺或焊接工序,充分用于工艺零部件、结构零部件和气体管路产品,模组产品均包含公司自制的精 密零部件产品,相应自制件已与外购机械标准件和电子标准件充分结合;另外,公司可自主设计或参与设计部分模 组产品,如用于先进制程的 IC 气柜模组。
精密机械制造:具备高精密多工位复杂型面制造技术、高精密微孔制造技术、不锈钢超高光洁度制造技术。精 密机械制造技术结合材料科学和材料力学。旨在满足设备厂商功能性需求的同时,通过机械制造精度和所加工 材料的精准把控,提升半导体设备的整体性能及使用寿命。公司通过高端数控机床的设备选型、加工流程设计、 精密加工程序的自主二次开发、以及加工刀具、夹具、辅助切削液的自主设计和调配,可实现产品极高的工艺水平;
表面处理特种工艺:具备耐腐蚀阳极氧化技术、高洁净度精密清洗技术、高性能化学镀镍技术、等离子喷涂氧 化钇涂层技术。表面处理特种工艺是实现精密零部件的超洁净、超强耐腐蚀、耐击穿电压等性能的关键工序, 分为干式和湿式制程,干式制程包括抛光、喷砂及喷涂等,湿式制程包括化学清洗、阳极氧化、化学镀镍及电 解抛光。公司具备自主专利技术和 know-how,能够实现包括化学清洗、阳极氧化、电解抛光、电镀镍、化学镀 镍和陶瓷喷涂等多种高洁净、超强耐腐蚀、耐击穿电压的工艺技术及检测能力;
焊接技术:具备电子束焊接、激光焊接、自动超洁净管路焊接等技术。焊接技术旨在实现精密零部件焊接区域 的零气孔、零裂纹、零瑕疵。保证设备零部件的产品性能及使用寿命,实现真空环境下的半导体设备工艺制程 的稳定。公司可针对铝合金、不锈钢、高温合金、哈氏合金、铼合金等多种金属材料进行焊接,并针对客户零 部件产品特点选取合适焊接方式。
公司金属机械类零部件技术实力较强,处于国内领先水平。公司专注于金属机械零部件(包括工艺及结构零部件)、 不涉及非金属机械零部件,已经进入国际半导体设备厂商供应体系,可实现部分用于 7nm 前道设备零部件的量产, 直接与国际厂商竞争。国内其他友商主要供应国内半导体设备厂商,相较而言公司技术处于国内领先水平。 公司机电一体类产品与国内友商差异化竞争,与国际厂商相比尚有一定差距。机电一体类(包括非气柜模组的模组 类产品)品类繁多,公司和华卓精科、新松机器人和京仪自动化等国内厂商产品品类各有侧重。公司目前产品主要 包括腔体模组、刻蚀阀体模组等功能相对简单模组产品,不涉及国内其他厂商产品,和京鼎精密等国际厂商相比仍 有一定差距。
公司气体/液体/真空系统类产品进入国际设备厂商,但工艺制程和业务体量与国际厂商相比尚有差距。公司气体/液体/真空系统类产品(对应气体管路和气柜模组产品)和国内新莱应材、万业企业存在一定竞争关系,公司产品进入国际半导体设备厂商,并可为国内厂商提供自主设计的气柜模组产品,但技术水平相较国际厂商有一定差距。
公司长期产品逐步高端化,用于 7nm 及以下制程产品比例预计不断增长。从 7nm 工艺制程开始,半导体设备对精 密零部件洁净度要求更高,金属零部件在反应中产生的金属粒子将影响半导体设备制造良率,相应产品需要使用新 的特种工艺。目前公司 7nm 及以下制程产品占比较小,2021 年,发行人 7 纳米制程零部件收入金额和占比降低, 主要系:首先,2020 年 TOCALO 向公司采购量较大,其平衡自身库存和下游需求,当年减少了对公司相应型号内 衬(均为 7 纳米)的采购。其次,公司内销收入当年大幅提升,内销产品均应用于 7 纳米以上制程。考虑到公司产 品技术继续发展,我们预计 7nm 及以下制程产品比例将不断提高。
3、长期扩产规划清晰,产能逐步释放将贡献公司未来收入增长动力
公司产能供不应求,长期产能规划清晰。公司现有沈阳原厂房,随着行业景气度上升,产能利用率超 90%,订单供 不应求。目前新厂房尚在建设或尚未达产,公司原厂房持续改造扩产,保证订单交付。长期来看,根据公司产能扩建规划,南通、沈阳、北京新厂房将分别于 2025 年 11 月、2026 年 11 月、2027 年 1 月完全达产,预计达产后年 收入分别为 20 亿元、5 亿元、7.5 亿元,另外公司专用领域精密零部件产能建设项目预计于 2030 年 12 月完全达产, 预计达产后年收入为 10 亿元。
公司此前拟募资 16 亿元,实际募资 35 亿元,IPO 募资扩产项目预计 2025 年完全达产。公司此前拟募资 16 亿元 , 实际募资 35 亿元,超募 19 亿元,此前预计募资中 10 亿元拟用于“集成电路装备零部件全工艺智能制造生产基地” 项目,通过精密机械制造、焊接、表面处理特种工艺及精密零部件、气体管路和模组产品生产线,搭建智能信息化 管理平台,扩大现有产品产能。项目建设期预计 2 年,地点位于江苏南通高新技术产业开发区,建成后预计另需 3 年(到 2025 年)完全投产;募资其余 6 亿元用于补充流动资金。本次募资项目在完全达产后预计形成 20 亿元的收 入增量,其中工艺零部件、结构零部件(含钣金)、模组产品、气体管路(对外销售部分)收入增量预计分别为 2.8、 7.2、8.4、1.6 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。)
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