【华泰证券】薄膜沉积设备龙头进口替代加速.pdf
拓荆科技:行稳致远的国内半导体薄膜沉积设备龙头
拓荆科技为国内唯一一家产业化应用的集成电路 PECVD 和 SACVD 设备厂商。拓荆科技 成立于 2010 年,前身为中科仪 PECVD 事业部,自成立始便聚焦半导体薄膜沉积设备的研 发生产,拥有等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备、原子层沉积(ALD)设备和次 常压化学气相沉积(SACVD)设备三大核心产品,在晶圆制造、TSV 封装、光波导、MicroLED、OLED 显示等高端技术领域有广泛应用。公司是国内唯一一家实现产业化应用的集成 电路 PECVD、SACVD 设备厂商,在 ALD 设备领域同样具有领先地位,其客户已覆盖中芯 国际、华虹集团、长江存储、长鑫存储等国内重要厂商。凭借本土化领先工艺,2021 年公 司实现营收 7.58 亿元,同比增长 73.99%,2018-2021 年 CAGR 达 120.56%。
发展历程:深耕薄膜沉积设备工艺,坐拥中芯国际大客户
2010 年拓荆科技正式成立,2011 年便出厂首台 12 英寸 PECVD 到中芯国际并通过验证。 伴随公司持续推进新产品新工艺型号研发、生产工艺改进和技术节点升级,公司已覆盖二十 余种工艺型号薄膜沉积设备,产品技术参数已达到国际同类设备水平。同时,公司采取优先 攻克重点行业、重点客户需求市场策略,迅速导入并锁定中芯国际大客户,新推出产品不断 在中芯国际通过验证并取得订单。通过从行业知名企业客户切入市场,为公司树立良好的市 场声誉和品牌形象,2019-2020 年公司 PECVD 设备中标机台数量占长江存储、上海华力、 无锡华虹和上海积塔四家招标总量 16.65%。截至 2021 年 7 月,公司累计发货 PECVD、 ALD 及 SACVD 设备系列化产品超 150 台。
公司目前已形成 PECVD、ALD、SACVD 三大核心产品矩阵,在国内市场均具备突出的领 先优势:
1)等离子体增强化学气相沉积设备(PECVD):PECVD 设备系公司核心产品,2021 年实 现收入 6.75 亿元,占比达 89.11%,2022 年上半年实现营收 4.67 亿元,占比略提升至 89.26%,公司作为国内唯一一家产业化应用的集成电路 PECVD 设备厂商,已有多种型号 PECVD 设备得到成熟应用,部分更先进工艺节点设备也已进入验证阶段。制造工艺方面, 公司 PECVD 产品已适配 180-14nm 逻辑芯片、19/17nm DRAM 及 64/128 层 FLASH 制造 工艺需求,可全面覆盖逻辑电路、DRAM 存储、FLASH 闪存制造各技术节点产线多种通用 介质材料薄膜沉积工序。公司 PECVD 设备主要客户有中芯国际、华虹集团、长江存储、重 庆万国半导体等,2020 年某国际领先晶圆厂向公司增订一台 PECVD 设备用于先进制程产 线,对公司实现海外市场突破具有重要意义。
2)原子层沉积设备(ALD):公司 ALD 设备于 2016 年首次出厂至客户端,2021 年创造收 入 0.29 亿元,占比为 3.78%。1H2022 实现营收 0.08 亿元,占比略有下降。ALD 设备主要 分为 PE-ALD 和 Thermal ALD,目前公司的 PE-ALD 设备在逻辑芯片/3D NAND FLASH/DRAM 存储芯片验证顺利并已成功实现量产,可沉积 SiO2 和 SiN 材料薄膜,并适 配 55-14nm 逻辑芯片制造工艺需求,拥有 ICRD 等重要客户;同时公司用于 28nm 以下工 艺芯片制造的 Thermal ALD 设备研发正顺利开展,公司 Thermal-ALD【PDF-300T(双站 式)】已完成开发并取得订单,有望之后为公司营收带来较大提升。
3)次常压化学气相沉积设备(SACVD):2021 年公司 SACVD 设备创造收入 0.41 亿元, 占比为 5.43%。1H2022 实现营收 0.41 亿元,占比为 7.84%。公司于 2019 年成功研制首 台 SACVD 设备并出厂至客户端,目前是国内唯一一家产业化应用的集成电路 SACVD 设 备厂商,自主研发 BPSG、SAF、SATEOS 等多种工艺,其产品可沉积 BPSG、SAF 材料 薄膜,适配 12 英寸 40/28nm 以及 8 英寸 90nm 以上逻辑芯片制造工艺需求,当前已实现广 泛应用并获得新客户订单。公司 SACVD 设备主要客户为北京燕东微电子科技。
股权结构:公司无实际控制人,国家大基金为第一大股东
截至 2022 年 12 月 5 日,由于公司第一大股东持股比例不足控股,同时其他持股股东比例 相对分散,公司不存在控股股东。其中,国家集成电路基金直接或间接共持有公司 20.66% 股份,为第一大股东;国投上海持有 13.86%股份,位列第二,两大股东持股彰显公司在国 产半导体产业链重要位置。此外,国内刻蚀龙头企业中微公司持有 8.40%股份,代工龙头中 芯国际通过子公司也间接持有公司股份,有望为公司在产品研发和业务拓展等方面带来协 同效应。参股控股方面,公司共有三家子公司,其中拓荆北京主要为华北区提供高端薄膜装 备研发、设备供应等服务;拓荆上海拟作为“ALD 设备研发与产业化项目”实施主体,开 展国际国内技术交流合作;拓荆海宁作为高端半导体新兴工艺设备研发与生产制造中心。
研发团队:董事长领衔公司核心技术研发,团队实力背景雄厚
公司核心技术团队由董事长吕光泉、董事姜谦等 7 位核心技术人员组成,均有资深半导体 行业从业经验,其中多位有在美国诺发、德国爱思强、英特尔、应用材料、泛林半导体等国 际一线半导体公司工作经历。同时,核心成员近两年内均未发生重大变化,稳定的核心团队 为公司产品优化、推进技术更新提供牢固基础。经过十余年发展,公司现已形成一支以国际 技术专家为带头人、以国内技术骨干为基础,研发经验和产线调试经验丰富的研发团队。截 至 22 年 6 月 30 日公司有 296 名研发人员,较上年同比增长 80.49%,占员工总数 43.72%, 包括海外技术专家及高端技术人才十余人。
产业链位置:身处半导体支撑性产业,行业壁垒高
公司所生产薄膜沉积设备与光刻设备、刻蚀设备并称集成电路前道生产工艺的三大核心设 备,是半导体产业的重要支撑基础。半导体设备作为晶圆代工和封装测试的核心生产工具, 行业具有很高技术壁垒、市场壁垒和客户认知壁垒,不仅需要在研发环节持续加大研发投入 以实现技术创新,同时还需要积极响应客户需求,只有通过下游客户严格验证才能建立正式 合作关系。基于半导体设备的行业特点,公司采取直销为主的销售模式,主要通过与潜在客 户商务谈判、招投标等方式获取客户订单,并根据客户的差异化需求和采购意向,进行定制 化设计及生产制造。通过多年技术和客户累积,公司已与中芯国际、华虹集团、长江存储等 国内半导体企业形成稳定合作,有望充分受益国产化加速带来的市场红利。
营业收入增长稳健,归母净利润扭亏为盈
营收方面,2021 年公司抓住下游晶圆厂大力扩产良机,成功导入多家客户,全年实现营业 收入 7.58 亿元,同比增长 73.99%,2018-2021 年复合增速达 120.56%,成长迅速。具体 产品来看,PECVD 仍为公司营收主要贡献来源,2021 年占比达 89.11%,随公司 ALD、 SACVD 逐渐发力,其占比有下降趋势。盈利方面,2021 年公司实现归母净利润 6849 万 元,首次扭亏为盈,但扣非归母净利润仍-8200 万元,主要系公司前期研发投入较高所致。 从毛利率来看,公司毛利率稳中有升,受益于产品结构优化,2021 年毛利率达 44.01%。公 司 ALD、SACVD 设备毛利率显著高于 PECVD 且前期客户导入时毛利率低于稳定出量阶 段,因此随公司 ALD、SACVD 产品占比进一步扩大,公司毛利率有望继续提升。
国产替代加速中国半导体设备行业发展,看好国产化长逻辑
SEMI 预计 2023 年全球半导体设备市场规模同比下滑 16%至 912 亿美元,而 2024 年恢复 成长 17.6%至 1071.6 亿美元。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,由于半导体行业的强周期属性,晶圆厂的扩产节奏及资本开支同样也呈现较强的周期性 特征,带动半导体设备行业呈现一定的周期性。近年来,随着先进制程投资比例逐步加大, 以及本地建厂的趋势兴起,全球半导体设备市场的周期性有所减弱,呈现波动上行的趋势。 在经历了 2020-21 年高昂的资本开支后,SEMI 预计 2022 年全球半导体设备市场规模仍有 望同比增长 5.9%至 1,085 亿美元。但受下游需求及宏观经济转弱影响,半导体自 2H22 进 入下行周期,台积电、美光等半导体制造商宣布削减 2023 年资本开支,SEMI 预计 2023 年 全球半导体设备市场规模将同比减少 16.0%至 912 亿美元,而 2024 年恢复成长 17.6%至 1071.6 亿美元。
根据 Gartner 数据,综合晶圆前后道加工,以及封测设备来看,全球半导体设备市场中北 美和日本则处于绝对的优势地位。就晶圆处理设备而言,美国公司实力非常强劲,在 2021 年 全球半导体设备供应商前 10 名中,美国公司占 4 席,分别为 AMAT/Lam Research/KLA/Teradyne,市占率为 24.0%/16.0%/8.0%/3.6%,排名 1/4/5/7。日本公司在 电子束描画设备、涂布/显影设备、清洗设备、氧化炉、减压 CVD 设备等重要前端设备、以 划片机为代表的重要后道封装设备和以探针器为代表的重要测试设备环节竞争力强劲,21 年全球半导体设备供应商前 10 名中日本公司占 4 席,分别为
TEL/Advantest/Screen/Hitachi, 市占率为 17.0%/3.8%/3.5%/2.4%,排名 3/6/8/10。中国半导体设备公司并未上榜。
受全球通货膨胀及经济不确定性影响,全球半导体市场景气持续下行,众半导体头部厂商 大幅削减 22 及 23 年资本开支。其中,根据各公司 Q3 业绩会,台积电再度下修资本开支 至 360 亿美元(前值为 400 亿美元);英特尔下调本年度资本开支至 250 亿美元(前值为 270 亿美元),并计划到 2025 年累计减少 100 亿美元资本开支;SK 海力士预计 2023 年下 调资本开支 50%以上(前值为 15~20 万亿韩元);美光预估 2023 年全年资本支出约 80 亿 美元,同比下滑超 30%,其中晶圆制造设备投资将减少 50%。LAM 预测全球半导体重资产 企业 WFE 2023 年将由 950 亿美元下滑 21%至 750 亿美元。
供应链安全催化产能区域化,利好上游本土设备厂商。近年来受到中美贸易摩擦影响,供应 链安全问题日益凸显,中国系统厂商和本土设计厂纷纷转向本土代工厂,为其带来庞大市场 需求。因此,不同于全球半导体资本开支放缓趋势,本土晶圆厂产能仍持续扩张,我们预计 2023 年中国内资晶圆厂合计产能(折合 8 寸)有望增长 21%。 受下行周期及美对华出口管制影响,中国大陆 23 年资本开支或下滑。根据各公司公开披露 数据,国内内资晶圆厂/IDM/存储厂 2022 年资本开支有望从 2021 年的 198 亿美元提升至 269 亿美元,同比增长 36%,较 2021 年同比增速提升 3.5pct。在 2023 年,根据中芯国际 及华虹业绩说明会,中芯国际仍保持相同资本开支强度,华虹因周期下行原因略有下滑,同 时由于美国出口管制影响,长江存储自主技术进展与量产能力将受阻碍,并可能推迟部分产 线的建设。我们预测 2023 年中国大陆地区半导体设备资本开支下滑 31.5%,但仍有望接近 200 亿美元,2024 年同比提升 32.5%。
看好未来设备行业国产化率持续提升
本土半导体设备公司已进入多个细分领域,但国产替代仍处于早期。当前重要的本土半导 体设备公司涵盖产品已涵盖半导体全产业链,包括清洗设备(盛美上海、北方华创、至纯科 技)、氧化设备(屹唐股份、北方华创)、光刻设备(上海微)、涂光显影设备(芯源微)、刻 蚀设备(屹唐股份、北方华创、中微公司)、去胶设备(屹唐股份、北方华创)、离子注入设 备(万业企业)、CMP 设备(华海清科)、过程控制设备(上海睿励、中科飞测)等。根据 我们的测算,21 年中国已上市 A 股的半导体设备公司营收规模约为 32 亿美元,约占中国 半导体设备销售额的 12%。 当前半导体设备国产化率较低,国产替代空间广阔。由于半导体设备行业本身的商业模式, 行业龙头通常会拥有较强的规模效应及用户粘性,故设备各细分赛道市场集中度较高,且大 多被国际龙头垄断。干法刻蚀、清洗、去胶设备等均已实现较高比例国产设备采用率,且在 2020-2022 年维持较高水平,CMP、薄膜沉积、量测等设备 2022 年国产设备采用率均有提 高。国内在尚未获得突破的设备主要为光刻设备,另外,28nm 及以下薄膜沉积、刻蚀、量 测检测、离子注入和涂胶显影等环节中国产设备仅覆盖环节的几个步骤,目前尚未完成整个 环节的覆盖。
薄膜沉积设备市场:制造技术升级驱动行业长期稳步增长
薄膜沉积设备长期增长稳健,2025 年市场规模有望突破 340 亿美元。薄膜沉积是指在硅片 衬底上沉积一层待处理的薄膜材料,所沉积薄膜材料可以是二氧化硅、氮化硅、多晶硅等非 金属以及铜等金属,薄膜沉积设备主要负责各个步骤当中的介质层与金属层的沉积。受益下 游晶圆厂持续扩产,全球薄膜沉积设备长期稳健增长。根据 Gartner 统计,2021 年全球薄 膜沉积设备市场规模达 190 亿美元,2025 年有望突破 340 亿美元,2021-2025 年 CAGR 达 15.7%。从设备的工艺类别来看,PECVD 占比达 33%,位列第一,溅射 PVD 和 ALD 分 别以 19%和 11%位列第二、第三,而 SACVD 属于新兴设备类型,占比较小,归于其他薄 膜沉积设备类下。
薄膜沉积设备的主流工艺包括 CVD(化学气相沉积)设备、PVD(物理气相沉积)设备/电 镀设备和 ALD(原子层沉积)设备:
1)化学气相沉积设备(CVD):主要用于制备高纯、高性能固体薄膜。在典型的 CVD 工艺 过程中,把一种或多种蒸汽原子或分子引入腔室中,在外部能量作用下发生化学反应并在衬 底表面形成需要的薄膜。由于 CVD 技术具有成膜范围广、重现性好等优点,被广泛用于多 种不同形态的成膜。根据反应类型和压力的不同 CVD 设备可以分为 PECVD、LPCVD、 APCVD、SACVD 等。相比传统的 CVD 设备,PECVD 设备在相对较低的反应温度下形成 高致密度、高性能薄膜,不破坏已有薄膜和已形成的底层电路,实现更快的薄膜沉积速度, 推动了 IC 制造技术从亚微米发展到 90nm。
2)物理气相沉积设备(PVD):在真空条件下, 通过先将材料源(固体或液体)表面气化成 气态原子、分子或部分电离成离子, 并通过低压气体(或等离子体)过程, 在基体表面沉积具 有某种特殊功能的薄膜的技术。PVD 镀膜技术主要分为三类:真空蒸发镀膜、真空溅射镀 和真空离子镀膜。对应于 PVD 技术的三个分类,相应的真空镀膜设备就有真空蒸发镀膜机、 真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机这三种。主流仍为溅射法,此应用下形成的薄膜附着力较 强、薄膜质量较好、应用范围广,蒸镀以及离子镀方法应用较少。
3)原子层沉积设备(ALD):隶属于 CVD 的一种,在镀膜过程中两种或更多的化学气相前 驱体依次在基底表面发生化学反应从而产生固态的薄膜。依据反应原理可进一步分为 PE ALD 和 Thermal ALD 两种。PE ALD 是通过等离子体离解反应气体提供反应所需的活性基 团的技术,主要沉积介质薄膜,用于 SADP 工艺和 STI 工艺;Thermal ALD 是一种通过 加热的方法来为薄膜沉积过程的化学吸附提供活化能的技术,主要沉积金属化合物薄膜,用 于 HKMG 工艺。
本土晶圆厂扩产情绪高企,助力 2025 年国内薄膜沉积设备市场突破 85 亿美元。全球缺芯 大背景下,我国本土晶圆厂扩产情绪高企,产能扩张速度显著高于其他国家地区。据 IC Insights 数据估计,2022 年至 2026 年我国大陆将新增 25 座 12 英寸晶圆厂,总规划月产 能合计超 160 万片,为国内薄膜沉积设备市场带来广阔需求空间。根据 Gartner 统计 2021 年全球薄膜沉积设备市场规模约为 190 亿美元,我们根据国内薄膜沉积设备占比 30%计算, 2021 年我国薄膜沉积设备市场规模为 57 亿美元,预计到 2025 年市场规模将突破 100 亿 美元,对应 CAGR 为 15%。国产替代加速背景下,本土晶圆厂国产设备使用率大幅提升, 国内薄膜沉积设备厂商有望充分受益,有望迎来快速增长期。
从市场竞争格局来看,薄膜沉积设备行业呈现出高度垄断的竞争局面。整体来看行业基本 由 AMAT、ASML、Lam Research、TEL 等国际巨头垄断。CVD 设备而言,全球 AMAT、 LAM、TEL 三足鼎立,合计占据市场 70%份额,国内主要企业为拓荆科技、北方华创;PVD 设备方面,AMAT 一家独大,占据全球 87%的市场份额,国内北方华创正逐步开启国产化 之路;ALD 设备方面,ASM、TEL 寡头垄断市场,合计占据 75%市场份额,国内设备厂商 拓荆科技、北方华创、盛美上海均有布局,但占比较小。按 2021 年的收入占比大致推算, 目前国内企业的半导体薄膜设备市占率不足 10%,存在广阔提升空间,考虑半导体设备板 块国产替代加速,我们预计国产半导体设备厂商市占率有望迎来快速提升期。
先进制程、产品结构复杂化等技术升级长期驱动薄膜沉积设备需求增长
1)集成电路制造线宽缩小带来薄膜沉积使用次数显著增加,设备需求提升。为提高元器件 集成度,集成电路制造线宽逐渐缩小,在实现相同芯片制造产能情况下,薄膜沉积需被多次 重复使用以适应更小线宽。对比中芯国际 180nm 8 寸晶圆产线与 90nm 12 寸晶圆产线,先 进制程工艺提升带来薄膜沉积设备需求量的大幅提升。据 Gartner 数据,2019 年 14nm 节 点以下的设备投资占比已达 36.3%,预计 2024 年 14nm 以下先进制程的设备投资占比将升 至 55.2%,其中 7nm 以下设备投资占比将提升至 34.3%。随制程工艺不断进步,薄膜沉积 设备需求或将不断增加。
2)立体化产品结构下,结构复杂化带动薄膜沉积设备需求提升。在 Flash 存储器领域,主流 制造工艺正逐步由 2D NAND 向 3D NAND 结构发展,据 Yole 数据,2019 年 3D NAND 渗透 率已达到 76%,预计 2025 年 3D 渗透率将达到 97.5%。同时,3D NAND 堆叠层数也在不断 增加,已从 32/64 层量产发展到 128/196 层,Yole 预测 2024 年 192 层及以上将占据主导地 位,由于每层均需要经过薄膜沉积工艺步骤,因而催生出更多设备需求。据东京电子披露, 薄膜沉积设备占 FLASH 芯片产线资本开支比例从 2D 时代的 18%增长至 3D 时代的 26%。 随 3D NAND 制造技术不断精进及堆叠层数增加,对薄膜沉积设备需求将逐步增长。
公司核心竞争力分析
我们认为拓荆科技在国内半导体薄膜沉积设备领域具有显著领先优势,看好公司 1)国产薄 膜沉积设备龙头,坐拥中芯国际、长江存储大客户;2)持续拓宽产品与工艺覆盖,扩增潜 在市场空间;3)研发实力雄厚,募投项目助力工艺突破。
竞争力分析#1:国产薄膜沉积设备龙头,坐拥中芯国际、长江存储大客户
国内唯一实现集成电路 PECVD、SACVD 产品产业化应用的设备厂商,与本土厂商错位竞 争。公司是国内唯一一家在 PECVD、SACVD 实现产业化应用设备厂商,同时在 ALD 领域 具有领先优势。除公司外,国内半导体薄膜沉积设备主要厂商为北方华创和中微公司。北方 华创的薄膜沉积设备主要为 PVD 类型,同时覆盖 CVD、ALD 系列产品,其中 PVD 设备为 金属导电成膜,应用领域为集成电路;CVD 设备采用晶硅抗减反膜,面向光伏及 LED 市场, CVD 设备的应用工艺及客户群体均与拓荆不同,不存在直接竞争关系;ALD 设备上,北方 华创采用 HKMG 工艺,拓荆采用 SADP、STI 工艺,两家公司采用的技术原理不同,亦不 存在同类型产品竞争。中微公司主要产品为 MOCVD 设备,应用于 LED 领域,同样与公司 不存在竞争关系。
迅速打入本土重要厂商供应链,坐拥中芯国际、长江存储等优质客户。拓荆科技主要客户均 为国内主流晶圆厂。分产品看,PECVD 主要客户包括中芯国际、华虹集团、长江存储与万 国半导体,ALD 主要客户为 ICRD,SACVD 主要客户为燕东微电子。公司自成立次年便完 成首台 12 英寸 PECVD 出厂至中芯国际并通过验证工作,且自 2018 年以来,中芯国际、 长江存储、华虹集团公司均属于拓荆科技前五大客户之列,与公司已建立稳定可持续合作关 系。此外,拓荆正积极开拓国际市场,逐步打开待开发市场空间,目前已发货两台设备至某 国际领先晶圆厂的先进制程研发产线,建立业务联系。
龙头地位充分受益国产替代,国产市占率将进一步提升。公司主要竞争对手为海外厂商,根 据 2019-2020 年期间长江存储、华虹无锡、上海华力和上海积塔各类薄膜沉积中标结果来 看,公司占据国内 PECVD 设备市场 16.6%的市场份额;而公司 2019-2020 期间未实现 ALD 设备完整机台销售,国内市场份额被 KE、东京电子等海外厂商占据;在国内 SACVD 市场, 公司与 AMAT 实现寡头垄断,拓荆科技持有 25.0%份额。整体来看公司所占市场份额与海 外厂商仍有一定差距,但受益国产替代公司市占率提升具有强确定性,2019-2020 年公司 PECVD、SACVD 设备占上海积塔同类产品采购份额分别达到 68.75%和 66.67%,国产替 代加速趋势明显。截至 2022 年第三季度末,公司合同负债达到 9.22 亿元。
竞争力分析#2:持续拓宽产品与工艺覆盖,扩增潜在市场空间
产品线拓宽与工艺覆盖同步推进,不断完善布局。从产品布局来看,公司 PECVD、PE-ALD、 SACVD 设备已得到产业化应用,其中 PECVD 设备推出较早,已全面覆盖逻辑电路、DRAM 存储、FLASH 闪存制造各技术节点产线多种通用介质料薄膜沉积工序; PE-ALD、SACVD 均处于产品发往不同客户端进行产线验证的市场开拓阶段,公司还将推进 Thermal ALD 的 研发,进一步完善产品布局。从工艺覆盖来看,PECVD 设备已适配 180-14nm 逻辑芯片、 19/17nmDRAM 及 64/128 层 FLASH 制造工艺,SACVD 设备适配 12 英寸 40/28nm 及 8 英寸 90nm 以上的逻辑芯片制造工艺;ALD 设备也已适配 55-14nm 逻辑芯片制造工艺需 求,新开发了 Thermal-ALD【PF-300T(双站式)】和 Thermal-ALD【TS-300(多边形高 产能平台)】设备,沉积氧化铝和氮化铝等金属化合物薄膜材料。公司将紧跟晶圆制程推进 步伐,持续开展先进制程、先进工艺研发;同时公司在 CVD 细分领域不断丰富设备种类, 开发了高密度等离子增强化学气相沉积(HDPCVD)设备和紫外线固化处理(UV Cure)设 备,并且均取得了客户订单。
三大产品矩阵助力公司打开 34 亿美元国内市场空间。在国产化驱动下,公司所布局 PECVD、 SACVD 和 ALD 三大半导体薄膜沉积设备均有望实现高速增长。根据 Gartner 数据,我们 测算 2025 年全球 PECVD、ALD、SACVD 设备市场规模将分别突破 97 亿美元、29 亿美 元、12 亿美元,其中国内市场规模分别为 24 亿美元、7 亿美元和 3 亿美元,三类产品合计 国内市场规模达 34 亿美元,2022-2025 年复合增速为 15.62%,公司有望充分受益潜在市 场增长带来的红利。
竞争力分析#3:研发实力雄厚,募投项目助力工艺突破
研发团队背景雄厚,重视研发支出。公司由姜谦董事和吕光泉董事长领头的核心技术人员 团队拥有丰富的产业技术研发经验,在应用材料、泛林半导体等海外行业龙头公司具有多年 的工作经验累积,实力背景雄厚。截至1H2022,公司拥有技术研发人员296人,占比达43.72%。 公司还积极通过员工持股平台授予核心技术人员股权激励,充分调动其研发工作的积极性和 创造性。研发费用方面,公司秉持重研发、重技术的初衷,持续进行较大研发投入,不同年度 间虽存在一定波动,但总体增长趋势显著。2021 年公司研发支出达 2.88 亿元,同比增长 134.8%,2022 年前三季度研发支出达 2.21 亿元,继续保持高速增长态势,公司致力于进 一步提升公司核心技术水平、提高行业竞争力。
科技研发实力突出,八大核心技术均达国际领先水平。公司具备突出研发实力,受国家科技 部等相关部门认可,承担 PECVD、ALD 设备先进工艺相关多项国家科技重大专项及其他省 部级重大科研项目,顺利完结并取得重大成果。此外,公司通过自主研发和核心技术人员出 资掌握八大薄膜沉积设备制造核心技术,均达到国际先进水平,现已在公司 PECVD、ALD、 SACVD 设备上成功应用并实现量产,在愈加先进的逻辑和存储芯片制造中将进一步显现优 势。据公司公告,截至 2022 年 6 月 30 日,公司获专利授权达 187 项,其中发明专利 107 项,实用新型专利 79 项,2022 年 4 月公司专利“负载腔室及其使用该负载腔室之多腔室 处理系统”入围中国专利优秀奖,充分彰显了公司突出研发创新实力。
拓荆科技科创板上市募集资金净额为 21.28 亿元,其中 10.00 亿将被用于投资高端半导体 扩产、先进半导体设备技术研发与改进、ALD 设备研发与产业化项目以及补充流动资金, 通过建设现有生产基地产能、新建贴近市场的研发生产基地,提高公司的研发条件和产能水 平,提升公司在行业内的竞争力。具体而言,将围绕开展先进制程、先进工艺产品研发及产 能建设的规划,在现有产品基础上,开展适配 10nm 以下制程的 PECVD 产品研发;通过开 发 Thermal ALD 和大腔室 PE ALD,进一步丰富 ALD 设备产品线;并持续升级 SACVD 设备,研发 12 英寸满足 28nm 以下制程工艺需要的 SACVD 设备。
可比公司对比:拓荆单一品类市场空间及研发处于行业上游
我们选取国内半导体设备领域的代表性厂商北方华创、中微公司、盛美上海、华海清科与拓 荆科技,从产品布局,财务数据,成长性,研发能力,产业链多个维度进行比较。
从产品线来看,北方华创业务多元化,涉足集成电路装备、泛半导体装备、真空装备和精密 电子元器件等多领域。中微公司以刻蚀设备为核心,兼具 MOCVD 设备,产品逐步系列化。 盛美上海布局晶圆前后道工艺,主要应用于清洗、电镀、先进封装,各占总体营收的 65.14%/16.90%/13.45%。华海清科深耕 CMP 设备,收入占比为 86.19%,晶圆再生、耗材 销售与维护等业务营收占比为 13.81%。拓荆科技则为国内薄膜沉积设备龙头,专注于 PECVD/SACVD/ALD 等薄膜沉积设备的供应与精进。
从市场空间及竞争格局来看,北方华创覆盖清洗、热处理/氧化扩散、刻蚀、去胶、CVD、 PVD 设备等多个领域,市场空间共计达到 440 亿美元,其中热处理/氧化扩散设备市占率 2.1%,刻蚀设备市占率 0.9%,去胶设备市占率 1.66%,PVD 设备市占率 2.8%,CVD 设 备市占率 0.2%。中微公司主要以刻蚀设备为主,逐步布局 MOCVD 设备,市场空间 335 亿 美元,其中刻蚀设备领域中微市占率达 1.9%,国际上 Lam Research、TEL 和 AMAT CR3 高达 90%左右。盛美上海主要生产清洗设备、镀铜、PECVD、涂胶显影,市场空间 160 亿 美元,其中清洗设备占全球份额的 2.3%,国际上 SCREEN、东京电子、SAMS 和 Lam Research CR4 达 95%以上。华海清科主要生产 CMP 设备,其行业总规模达到 28 亿美元, 公司市占率达 4%,国际上 EBARA 和 AMAT CR2 高达 90%。拓荆科技主要生产 PECVD、 SACVD 和 ALD 设备,其中全球 CVD 设备规模 135 亿美元,国际上 AMAT、Lam Research、 TEL、ASM 和 Kokusa CR5 达 90%。
从技术节点来看,北方华创清洗设备已具备 28nm 制程技术,14nm 在研;刻蚀设备 ICP 刻 蚀机国内领先,14nm 等离子硅刻蚀机在客户端通过验证,已实现量产;PVD 设备 28nm Hardmask PVD、AI-Pad PVD 设备率先进入国际供应链体系,覆盖 90-14nm 多个制程。中 微公司在刻蚀设备上以介质刻蚀为主,已成功产出 5nm 刻蚀机。盛美上海在清洗设备领域 已率先研发出 14nm 清洗设备并处于客户验证中,7/15nm 在研。华海清科 28nm 及以上制 程的主要 CMP 设备与国际龙头已不存在明显技术差距,14nm 制程工艺正处于验证中,美 国 AMAT 与日本荏元已分别实现 5nm 制程和部分材质 5nm 制程的工艺应用。拓荆科技主 要生产薄膜沉积设备,其中 14nm PECVD 设备、19/17nmDRAM 及 64/128 层 FLASH 制 造工艺均已具备,SACVD 设备适配 12 英寸 40/28nm 及 8 英寸 90nm 以上的逻辑芯片制 造工艺,ALD 设备也已适配 55-14nm 逻辑芯片制造工艺需求。
从盈利能力来看,目前拓荆科技在收入规模上落后于北方华创、中微公司、盛美上海与华海 清科,系公司 CVD 设备市占率较低;毛净率方面,拓荆科技 2021 年毛利率为 44.01%,低 于华海清科(44.73%),但均高于其他公司,净利率低于其他公司,系公司盈利水平仍处于 爬升阶段。未来三年,得益于公司所处单一品类赛道市场空间大,竞争格局更优以及国产龙 头的技术能力,我们认为,拓荆科技在收入规模、净利润等财务指标上有望快速提高,进一 步缩小差距。
从公司成长性来看,过去三年受益于国产替代加速、下游晶圆厂持续扩产、公司深度绑定客 户,新产品持续放量等因素持续叠加,拓荆科技收入体量快速成长,过去三年营收 CAGR 高达 120.56%%,显著高于北方华创(42.82%)、中微公司(23.77%)、盛美上海(43.35%), 仅低于华海清科(182.60%)。我们预计未来三年公司营收 CAGR 可达 60.42%,根据目前 市场一致预期,北方华创、中微公司、盛美上海、华海清科未来三年营收 CAGR 分别为
37.05%/36.92%/46.48%/66.39%,我们认为,得益于在国产薄膜沉积设备的龙头地位与大 客户基础、凭借雄厚的研发实力与募投助力,拓荆科技将持续拓宽产品与工艺覆盖,扩增 潜在市场空间,未来收入增速将持续领先于行业平均水平。
从研发能力来看,近年来拓荆科技研发费用率处于同行业公司领先水平。拓荆科技 2021 年 研发费用率达 38.04%,均高于可比公司。截至 2021 年末,研发人员 189 人,占员工总数 比例达到 44.06%,高于北方华创(25.07%)、中微公司(39.60%)和华海清科(32.37%), 仅略低于盛美上海(44.99%)。拓荆科技近年来持续高强度研发与创新,研发人员数量逐步 上升,但因发展时间短、经营规模较小,研发投入规模与团队规模上仍然落后于北方华创、 中微公司、盛美上海。
财务分析:盈利能力稳中有增
利润表:营收持续增长,毛利率稳步提升,研发费用占比高
盈利能力:2022 年全球半导体行业仍将处于需求增长上行周期,同时考虑公司前期新产品、 新工艺得到多家客户验证开始进入稳步放量阶段,我们预计公司 2022/23/24 年营收将分别 增 长 122.3%/62.5%/38.9% 至 16.85/27.38/38.03 亿 元 , 归 母 净 利 润 将 分 别 增 长 450.3%/9.3%/85.5%至 3.77/4.12/7.64 亿元。 利润率:我们预计公司 2022/23/24 年毛利率分别为 48.2%/48.5%/49.2%。由于 1)2018- 2020 年公司处于收入增长期,规模效应不明显;2)开拓新业务时,部分商务谈判接受优惠 报价,公司毛利率有所承压。考虑到未来公司技术水平、市场地位的提升以及公司产品线的 持续扩充,规模效应将逐渐显现,公司毛利率水平将在 2022-2024 年明显提升。 费用率:我们预测随公司收入增加,规模相应凸显,公司期间费用率将进一步优化,未来 3 年公司期间费用率为 38.5%/41.8%/35.6% 。 研发费用率 22-23 年分别为 23.0%/29.0%/25.0%,研发费用仍将是企业费用中的最大支出。
资产负债表:资产负债率提升
资产负债率:公司在营业能力持续增加,资本支出和研发费用继续提升,仍保持健康的资产 负债结构。我们预计随着公司规模扩张,22-23 年公司资产负债率将有所增加。 周转天数:公司运营能力未有大波动,我们预测未来 3 年公司存货/应收账款/应付账款周转 天数为 630/42/164 天。
现金流量表:公司继续加大研发投入
由于 2022 年 1)公司订单规模大幅增长,原材料需求增长;2)新技术、新工艺的研发 投入,将导致经营性现金流暂时出现负数,预计随着公司销售规模上升,销售回款良好 的情况下,23-24 年经营活动现金流将由负转正。
(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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