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【国君机械】中科飞测首次覆盖报告:半导体量检测设备龙头,国产替代正当时

   日期:2023-09-06 00:11:24     来源:网络整理    作者:本站编辑    浏览:28    评论:0    

报告导读


公司是国内半导体量检测设备龙头,率先打破国外垄断局面,设备已开始放量,随着国产替代趋势的延续,公司的市占率会持续提升。

投资要点

▶ 首次覆盖,给予“增持”评级,目标价106.8元。公司为国产半导体量检测设备龙头,持续拓展产品深度与广度,成长空间不断打开。预计公司2023-2025年营收为8.24/12.20/16.73亿元。可比公司2024年PS为10.64倍,考虑到量检测设备国产化率远低于可比公司所在赛道以及公司的龙头地位,给予公司2024年28倍PS,对应市值341.6亿元,对应目标价106.8元。

▶ 国内半导体量/检测设备领军者。公司已形成9项核心技术并成功应用于各系列产品,成立以来承担多项国家级、省级、市级研发任务,是国产半导体量/检测设备龙头。随着公司产品不断通过下游验证,公司设备持续放量,2019-2022年分别实现销量32/101/108/138台,预计公司业绩将进入爆发期。

▶ 半导体量检测设备国产化率极低,本土企业大作为。2022年全球和中国大陆半导体量检测市场规模分别为92.1亿美元、31.1亿美元。2022年半导体量检测设备国产化率仅3.45%,国内市场主要被科磊等海外巨头垄断。

▶ 公司技术实力领先,大力拓展产品广度和深度。2022年,公司研发投入2.06亿,营收占比43%;研发人员324人,员工占比43%。2022年公司占国产份额68%,为国产龙头;目前批产产品可服务市场空间27.7%,在研纳米图形晶圆缺陷检测和OCD推向市场后,可服务市场空间将扩大到62.6%。公司也在加大对14nm制程的攻关。公司已有客户覆盖国内一线集成电路厂商,前道覆盖中芯国际、长江存储等,先进封装覆盖长电科技等,半导体设备商覆盖北方华创、华海清科等。

▶ 风险提示:行业周期波动、竞争加剧、研发不及预期、原材料缺货等。

01

盈利预测与估值


1.1  盈利预测

公司主营为半导体量检测设备。当前,三大类设备(无图形晶圆缺陷检测设备、图形晶圆缺陷检测设备、三维形貌量测设备)贡献公司主要营收。2020-2022年,三大类设备营收贡献合计为87.6%/84.9%/63.3%。

1)无图形晶圆缺陷检测设备:为公司核心大单品。仅考虑SPRUCE-600和SPRUCE-800两款设备。2017年,公司成功过研制出首款SPRUCE-600机型,主要应用于半导体前道检测领域。2020年,公司推出检测精度更高的SPRUCE-800产品。公司正在持续进行产品迭代升级以及进行下游客户拓展。在半导体国产化加速窗口期,我们预计无图形晶圆缺陷检测设备2023-2025年收入增速分别为68.03%/49.54%/38.08%。此外,伴随产品结构升级与放量,规模效应有望持续体现,我们预计无图形晶圆缺陷检测设备2023-2025年毛利率分别为57.44%/59.71%/60.99%。

2)图形晶圆缺陷检测设备:仅考虑BIRCH-60和BIRCH-100两款设备。2018年,公司成功研制出BIRCH-60,主要应用于半导体先进封装。2020年,推出升级款BIRCH-100。此外,公司也在储备推出更多其他机型用于半导体前道检测领域。当前正值半导体量检测设备国产化最佳窗口期,随着公司产品谱系的持续扩充与迭代,我们预计图形晶圆缺陷检测设备2023-2025年收入增速分别为61.91%/53.60%/26.37%。此外,伴随产品结构升级与放量,规模效应有望持续体现,我们预计图形晶圆缺陷检测设备2023-2025年毛利率分别为44.94%/47.08%/48.22%。

3)三维形貌量测设备:2017年,公司成功研制出CYPRESS-T910。2021年,推出升级款CYPRESS-U950。当前正值半导体量检测设备国产化最佳窗口期,随着公司产品谱系的持续扩充与迭代,我们预计三维形貌量测设备2023-2025年收入增速分别为30.48%/22.92%/19.02%。此外,伴随产品结构升级与放量,规模效应有望持续体现,我们预计图形晶圆缺陷检测设备2023-2025年毛利率分别为38.19%/39.46%/40.69%。

4)其他:除无图形晶圆缺陷检测设备的两款主力机型SPRUCE-600和SPRUCE-800、图形晶圆缺陷检测设备的两款主力机型BIRCH-60和BIRCH-100、三维形貌量测设备的两款主力机型CYPRESS-T910和CYPRESS-U950六款主要设备外,公司仍在持续加大研发投入和加快设备在客户端的导入进展,过去处于小批量状态未作详细披露的产品型号有望陆续放量。现阶段公司无图形晶圆缺陷检测设备、图形晶圆缺陷检测设备、三维形貌量测设备、晶圆介质薄膜量测设备可服务的市场空间仅占整体量/检测设备市场规模的19.9%。公司仍在积极布局其他大类产品,其中套刻精度量测设备和晶圆金属薄膜量测设备已经进入到小批状态,两款设备对应的可服务市场规模占比分别为7.3%/0.5%。纳米图形晶圆缺陷检测设备和关键尺寸量测设备正处于样机研发中,未来也将逐步进入产业化验证、贡献收入,两款设备对应的可服务市场规模占比分别为24.7%/10.2%。综合来看,若公司纳米晶圆缺陷检测设备和关键尺寸量测设备均成功通过客户验证后,公司可服务市场的规模占比将由此前的19.9%提升至62.6%,公司的成长天花板将大幅抬高。另外,随着产品升级和规模效应的体现,毛利率有望稳步提升。基于此,我们预计2023-2025年公司其他业务营收增速分别为60%/50%/40%,毛利率分别为42%/45%/46.5%。

综合来看,我们预计公司2023-2025年营收分别为8.24/12.20/16.73亿元,yoy分别为61.72%/48.17%/37.12%;归母净利润分别为1/1.51/2.31亿元,yoy分别为749%/52%/52%;EPS分别为0.31/0.47/0.72元。

1.2  估值

我们选取中科飞测招股书列示可比公司中微公司、芯源微、盛美上海、华海清科、华峰测控作为部分可比公司,以上公司均为半导体前道工艺设备供应商。此外,我们追加拓荆股份为可比公司。拓荆股份主营为薄膜沉积设备,为半导体前道工艺设备。考虑到公司未来成长空间广阔且当前仍处于高投入期,收入有望快速增长,故采用PS估值法和绝对估值法对公司进行估值。

PS估值法:2024年可比公司PS均值为10.64倍,考虑到可比公司所在赛道均为半导体前道工艺设备,公司所在赛道为半导体量检测设备,对应国产化率低于5%。此外,公司作为半导体量检测设备龙头以及唯一一家主营半导体量检测设备上市公司,具备稀缺性,故我们给予公司2024年28倍PS,对应市值为341.6亿元,对应目标价为106.8元。

绝对估值法:采用FCFF估值法对公司进行绝对估值,假设公司加权平均资本成本WACC=7.40%,永续增长率为2%,估算公司股价为107.39元。

综合PS和FCFF两类估值方法,出于谨慎考虑,我们选取估算目标价更低的PS估值法所得价格106.8元作为公司目标价,给予公司“增持”评级。

02

国内质控设备领军者,打破国外垄断局面

2.1  专注质控设备研发,产品不断通过主流客户产线验证

注重自主研发创新,持续拓宽产品谱系和客户广度。公司前身深圳中科飞测技术有限公司(飞测有限)成立于2014年12月31日。2020年12月29日,飞测有限整体变更设立成为深圳中科飞测技术股份有限公司。自成立以来,公司始终专注于高端半导体质量控制(检测/量测)设备的研发、生产和销售。公司已形成9项核心技术并成功应用于各系列产品,拥有专利239项,承担多项国家级、省级、市级研发任务。2017年公司的无图形晶圆缺陷检测设备通过中芯国际的产线验证,首次敲开国产集成电路厂商的大门。之后陆续推出三维形貌量测设备、图形晶圆缺陷检测设备、3D曲面玻璃量测设备、薄膜膜厚量测设备及相关设备的升级版本,陆续进入国产主流集成电路厂商设备供应商序列,包括中芯国际、长江存储、士兰集科、长电科技、华天科技、通富微电等。目前,公司设备已成功应用于国内28nm及以上制程的集成电路制造产线。

公司产品主要包括检测和量测设备两大类。公司依托光学检测技术、大数据检测算法和自动化控制软件的相互结合,针对半导体前道和中道检测独立研发产品并进行技术创新。公司产品主要包括检测和量测两类,检测产品包括无图形晶圆缺陷检测设备和图形晶圆缺陷检测设备等;量测产品包括三维形貌量测设备、薄膜膜厚量测设备、套刻精度量测设备和3D曲面玻璃量测设备等。1)无图形晶圆缺陷检测设备:已实现2Xnm以上节点的成熟覆盖,对应1Xnm工艺节点检测需求的型号设备研发进展顺利。2)图形晶圆缺陷检测设备:公司持续拓展该产品应用领域,产品广泛应用于逻辑、存储和先进封装等制造领域。具备三维检测功能的图形晶圆缺陷检测设备已在客户端进行产线工艺验证,进展顺利。3)三维形貌量测设备:能够支持2Xnm及以上制程工艺中的三维形貌测量。4)薄膜膜厚量测设备:公司介质膜厚量测设备已取得广泛应用,覆盖国内先进和成熟工艺的主要集成电路客户,同时在积极覆盖更多种类的薄膜材料、厚度、层数等客户工艺需求。金属薄膜膜厚量测设备覆盖更多集成电路客户需求,市场认可度进一步提升。5)套刻精度量测设备:应用在集成电路90nm及以上工艺节点的已实现批量销售,2Xnm已通过国内头部客户产线验证,获得多个国内领先客户的订单。6)其他设备:应用在2Xnm工艺节点的明场纳米图形晶圆缺陷检测设备、暗场纳米图形晶圆缺陷检测设备及应用在2Xnm工艺节点的关键尺寸量测设备研发进展顺利。

陈鲁和哈承姝夫妇为公司的实际控制人,公司背靠国内顶尖科研机构,众多半导体产业链参与者和战略投资者入股。

(1) 陈鲁和哈承姝夫妇为公司实际控制人。苏州翌流明直接持有公司11.81%股份,陈鲁、哈承姝夫妇合计持有苏州翌流明100%股份。小纳光直接持有公司5.89%股份,为公司员工持股平台,苏州翌流明为小纳光执行事务合伙人,陈鲁、哈承姝夫妇通过苏州翌流明对小纳光享有控制权。同时,哈承姝直接持有公司5.20%股份。综上,陈鲁、哈承姝夫妇合计控制公司22.90%股份,为公司实际控制人。管理上来看,陈鲁担任公司董事长兼总经理,同时也是公司核心技术人员;哈承姝担任公司董事。陈鲁和哈承姝持股且担任核心管理层,可在决策层面决定公司未来的发展方向,有利于公司稳定向好发展。

(2) 背靠国内顶尖科研机构,众多半导体产业链参与者和战略投资者看好公司。国内顶尖的半导体科研机构中科院微电子所在公司创立之初以专利入股,目前持有公司股份3.63%。公司主要核心技术骨干也均有中科院微电子所背景,依托中科院微电子所的研发实力,公司有望在半导体量测设备技术上保持国内领先性。国投基金作为国有资本控制主体,持有公司股份11.40%,体现出国家对于以中科飞测为代表的半导体量测设备企业的战略支持。芯动能、哈勃投资(华为背景)、深创投、创新一号等半导体产业投资者合计持股13.3%。聚源载兴、聚源启泰、聚源铸芯合计持股3.7%,上述三个主体均有与公司下游客户中芯国际的投资主体相关的股东,客户中芯国际战略投资公司也意味着公司技术实力得到认可。

在半导体产业聚集地开设多家分、子公司。1)产、研、售一体化全资子公司:广州中科飞测、北京中科飞测、上海中科飞测均开展设备的研发、生产和销售工作。2)香港中科飞测:负责零部件采购和设备海外销售。3)厦门中科飞测:负责厦门及周边客户的本地化技术支持服务工作。4)分公司:北京分公司主营技术开发、推广、服务、转让等相关事宜。苏州分公司从事自动化设备及软件系统开发及技术相关工作。5)未实际经营公司:除1)-4)介绍公司外,截至2023年3月28日,其他子公司均尚未开展实际经营,其中前海中科飞测和珠海中科飞测未来拟作为部分人才引进平台,吸引高端优秀人才。

公司核心人员阵容强大,技术背景深厚。作为高精尖的半导体设备公司,技术实力是公司的核心竞争力。公司董事长陈鲁为物理学博士,曾在全球头部的半导体设备公司创新科技和科磊半导体有过长期工作经历,回国后在中科院微电子所长期担任研究员和博士生导师,技术底蕴深厚。董事陈克复(与陈鲁为父子关系)为中国工程院院士(2003年起)。董事周俏羽为凝聚态物理物理博士。首席科学家黄有为是光学工程博士、清华大学博士后;首席科学家杨乐为光学工程博士;两人均曾在中科院微电子所任助理研究员。截至2023年6月30日,公司共有研发人员334人,占员工总数之比为43.04%。整体看,公司技术背景深厚。董事哈承姝为耶鲁国际和发展经济学硕士、华盛顿大学博士,同时在德勤、金沙江创投等头部会计和投资机构均有多年从业经验。

通过持股绑定公司核心人员,奠定良好的发展基础。小纳光为公司的员工持股平台,持有公司5.89%的股份,共计1885.6万股,公司于2019年因股权激励一次性确认了股份支付费用4847.58万元,公司的董事、监事、高级管理人员以及核心技术人员等均直接或间接持有公司股份。公司通过股权激励建立了长效激励机制,将公司利益及核心人员利益进行绑定,保证了公司团队的稳定性,为公司的良好发展奠定了基础。


2.2  客户认可度稳步提升,公司营收高速增长

公司产品谱系拓展+国产替代需求提升,营收和利润均实现快速增长。2019年-2022年,公司营业收入分别为0.56/2.38/3.61/5.09亿元,同比增幅分别为87.6%/324.4%/51.8%/41.24%。2019-2022年公司营收CAGR高达108.69%。盈利方面,2019-2022年公司归母净利润分别为-0.97/0.40/0.53/0.12亿元。剔除一次性股权支付费用0.49亿元后,2019年实现归母净利润-0.48亿元。2022年,公司归母净利润同比下降78.53%,主要系公司加大各类费用投入,尤其是研发费用。

公司主营收入确认集中在下半年,尤其是Q4。2018-2022年下半年主营收入占比分别为80.9%/93.7%/87.1%/84.4%/76.2%,Q4主营收入占比分别为61.9%/69.9%/63.6%/57.5%/49.1%。公司主营收入主要集中在下半年尤其是Q4确认,主要系下游客户一般在年初确定资本开支,随之开展采购、安装、验收工作。公司产品的生产周期一般在半年左右,再加上客户安装和验收的时间,收入主要集中在Q4确认具有合理性。此外现阶段,公司销售规模小、客户群体数量不大,季度收入占比受单个客户的季节性规律影响较大,未来随着收入达到一定规模后季节性特征有望减弱。

6款产品贡献公司主要营收,同时公司也在多元化拓展。现阶段公司主力产品包括无图形晶圆缺陷检测设备SPRUCE-600和SPRUCE-800;图形晶圆缺陷检测设备BIRCH-60和BIRCH-100;三维形貌量测设备CYPRESS-T910和CYPRESS-U950。2018-2022,上述六款产品贡献公司营收比例分别为97.1%/87.3%/87.6%/84.9%/63.3%,贡献公司主要营收,但占比逐年下降,尤其是2022年下降显著,体现出公司产品正向多元化拓展。

直接材料构成公司主要成本,材料又以运控系统和光学两大类为主。2019-2022年,公司直接材料占主营成本之比分别为78.2%/81.5%/84.0%/82.8%,直接材料构成公司主要成本。公司原材料主要包括运动与控制系统类、光学类、电气类、机械类等,其中运控系统和光学零部件为主要材料,2019-2021年两者合计占原材料采购之比分别为75.0%/77.7%/73.5%。

设备型号升级叠加规模效应推动产品毛利率稳步提升。2019年,公司销售的产品多为基础产品且经营规模不大,尚未形成规模效应。2020年和2022年公司陆续推出升级产品SPRUCE-800、BIRCH-100、CYPRESS-U950。新产品因性能更优,一般毛利率较基础产品更高。此外伴随时间的推移,老产品和新产品共同上量,规模效应带动下,各产品的毛利率均有较大幅度提升。SPRUCE-600为公司在2017年2月推出的第一款无图形晶圆缺陷检测设备,通过多年的打磨和上量,毛利率由2018年的31.3%提升至2022年的61.2%。BIRCH-60为公司在2018年12月推出的第一款图形晶圆缺陷检测设备,毛利率已由2018年的30.3%提升至2022年的42.1%。CYPRESS-T910为公司在2017年9月推出的第一款三维形貌量测设备,毛利率已由2018年的16.0%提升至2022年的38.26%。

高毛利产品占比提升叠加规模效应,公司综合毛利率持续抬升。2019-2022,检测设备毛利率由38.3%提升至52.6%,量测设备毛利率由27.2%提升至35.8%。量/检测设备毛利率提升主要系高毛利新品和规模效应推动。2019-2022,高毛利检测设备收入占比由59.7%提升至76.6%,也带动综合毛利率由33.9%提升至48.7%。

保持高强度研发投入,期间费用率整体下降,但仍维持相对高位。2018-2022年,公司期间费用率分别为257.6%/245.5%/37.7%/45.2%/62.7%。2020年大幅下滑主要系2019年一次性的股权支付费用在当年不再有影响。2019年,公司股权支付费用达0.49亿元,分摊至销售费用、管理费用、研发费用数额分别为33.8/4847.6/72.7万元。单独拆分费用来看,1)研发费用:2018-2022年研发费用率分别为117.4%/100.0%/19.4%/26.4%/40.4%,随着营收的快速增长大幅下滑,但仍维持较高水平。2022年,公司研发费用为2.06亿元,同比增长116.5%。2)销售费用:2018-2022年,销售费用率分别为28.1%/21.5%/7.8%/8.8%/10.6%,随着销售规模的快速提升以及公司产品知名度的建立,销售费用率大幅下降。3)管理费用:2018-2022年管理费用率分别为111.9%/120.9%/10.7%/11.0%/11.8%,2019年有大额一次性股权支付费用影响,整体来看随着规模提升也处于下降区间。4)财务费用:始终维持在低位。

现阶段政府补助占利润比重大,伴随项目的开展和收入规模的增加逐年递增。公司作为国内领先的半导体量/检测设备企业,自成立以来承担了多项国家级、省级和市级科研项目,并获得一定的政府补助。公司所获政府补助绝大部分均与研发项目直接相关,只要公司持续开展新的研发项目,则有望持续获得新的政府补助。现阶段,公司尚处于产品推广和客户导入期,经营性利润规模仍较小,政府补助占据了贡献了较大比重的归母净利润。当前,正处于国家鼓励半导体国产替代的攻坚期,各类相关鼓励政策陆续出台,预计在未来几年半导体行业依旧是国家大力支持的重点行业。此外,公司也在持续升级现有产品和拓展新的产品,也在持续承担新的科研项目。预计在未来数年,公司政府补助将伴随着产品升级和新品推出及收入规模的增长,继续保持增长。

公司负债大部分以经营性负债为主,有息负债处于较低水平。2018-2022年公司资产负债率分别为40.7%/33.7%/23.8%/48.8%/65.6%,有息负债率分别为1.4%/7.6%/0%/13.5%/13.3%,两项指标对比可看出公司负债以经营性负债为主。2020年,公司资产负债率大幅下降主要系当年通过融资引入新的投资者,资本得到扩充,同时将借款全部偿还。2021年,随着业务规模的扩大,公司借入了1亿短期借款,导致有息负债率大幅提升,不过公司的借款系补充营运资金,有基础业务支撑。公司目前尚处于持续完善产品谱系,导入国内半导体生产制造厂商的窗口期,预计未来数年需要较多的流动资金进行维持。基于此,公司已通过IPO拟募集18.88亿元,资产结构已大幅改善。

伴随回款能力提升,公司现金流逐渐好转。2018-2022年,公司经营活动产生的现金流净额分别为-0.58/-0.28/-0.87/-1.0/0.67亿元,现金流情况相对较差,这主要受公司当前规模体量较小以及公司业务开展周期相对较长所致。但伴随回款能力的逐渐提升,公司经营性现金流净额于2022年实现转正。从应收账款/营业收入之比来看,从2019年的69.2%降至2022年的25.8%,回款情况改善较大。从应收账款账龄来看,2018-2022年,6个月及以内应收账款占比分别为59.28%/74.42%/87.16%/91.88%/85.94%,占比持续提升。账龄在2年以上的应收账款基本没有,公司应收账款账龄情况良好。公司下游客户基本为国内头部的半导体制造厂商,大多为上市公司,预计应收账款产生坏账的概率较小。

2.3 产销量不断扩大,在手订单持续放量

公司主要产品的产销量持续攀升。下游客户认可度的提升叠加半导体量/检测设备行业景气度的支撑,公司不断扩大产能,销量持续提升。2019-2022年公司量/检测产品合计产量分别为46/110/192/326台;合计销量分别为32/101/108/138台。


公司量检测设备平均销售单价稳步提升。2019-2022年公司的检测设备平均销售单价分别为238.7/318.1/408.0/469.0万元;量测设备平均销售单价分别为123.5/156.8/218.5/209.9万元。随着SPRUCE-800、BIRCH-100等更高端产品的推出,公司检测设备平均销售单价稳步提升。随着纳米级精度的CYPRESS-U950产品销量的提升,公司量测设备销售单价在2019-2022年稳步提升。2022年,量测设备销售均价下降主要系单价更高的三维形貌量测设备当期销售数量较少,而单价更低的3D曲面玻璃量测设备当期销量提升较多导致;拆分单品来看,公司主要产品的单价均呈现持续提升态势。

公司在手订单和合同负债均快速增长。受益于公司核心技术的不断突破和产品种类的日趋丰富,半导体产业的快速发展和公司市场认可度稳步提升等积极因素,公司订单规模不断放量,2019-2021年公司分别实现在手订单数量42/68/213台,实现在手订单金额(含税)1.16/2.61/9.95亿元,2021年公司在手订单增长率高达281.07%。此外,凭借产品性能的优势与性价比,公司的行业地位及话语权优势逐渐显现。2021年和2022年的公司合同负债分别为1.56亿元/4.85亿元,2022年同比增长+211.57%。

03

半导体质控设备国产化率低+下游需求旺盛:本土企业大有可为

3.1 质量控制设备—集成电路“质检员”

质量控制设备处于半导体产业链上游,具有支撑性作用。半导体产业链上游包括半导体材料和半导体专用设备;中游为芯片设计、制造、封装;下游为消费电子、汽车电子、航空电子等需要使用芯片的行业,覆盖十分广泛。半导体设备对整个半导体产业具有支撑性作用,质控设备作为细分品类主要应用于中游芯片制造、封装中,作用是对晶圆或芯片的质量进行检测或测试,以便把控芯片产品的最终良品率。仅就半导体质控设备来看,其上游主要是运动与控制系统、光学零部件、电气及机械零部件等生产厂商;下游以芯片制造厂商、芯片封装测试厂商、科研院所等为主。

半导体制程升级对质控设备精度和速度提出更高的要求。为满足产业化需要,半导体行业对良品率有非常苛刻的要求,其中质控设备扮演了非常重要的角色。在有500道生产工序的情况下,单道工序良品率从99.99%下降到99.98%,将会导致最终的良品率从95%下降到90%。28nm工艺节点有数百道工序,由于采用多层套刻技术,14nm及以下节点工序增加至近千道。随着工艺节点的不断升级,对于单道生产工序的良品率要求也越高。此外,根据YOLE统计,工艺节点每缩减一代,工艺中产生的致命缺陷数量会增加50%,这也对质控设备的效率提出更高的要求。整体来看,随着制程越来越先进、工艺环节不断增加,质控设备在半导体生产中的重要性将不断提升,需求量也会倍增。

按照芯片工序进行分类,半导体质量控制设备可以分为前道检测设备、中道检测设备和后道测试设备。传统的芯片制造工艺分为前道制程和后道制程,但是随着后道封装技术向晶圆级封装发展,衍生出了2.5/3D封装等一系列中道先进封装制程。

(1) 前道检测设备:应用于集成电路的前道制程,以光学/电子束等非接触式手段对晶圆制造环节的光刻、刻蚀、沉积、CMP等核心工艺进行质量检测。

(2) 中道检测设备:应用于集成电路的中道先进封装制程,以光学等非接触手段对先进封装环节的重布线结构、凸点和硅通孔等进行检测。

(3) 后道测试设备:应用于集成电路的后道制程,以电性检测等接触式手段对芯片的功能和参数进行最终测试,把控出厂前的最后一关,分为晶圆测试和成品测试两个环节。

按照设备功能进行分类,半导体质量控制设备可以分为检测设备和量测设备。

(1) 检测设备:主要功能是检测晶圆表面或电路结构中是否出现如颗粒污染、表面划伤、开短路等缺陷。

(2) 量测设备:主要功能是对晶圆电路上的薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等结构尺寸和材料特性做出量化描述。

当前半导体检测/量测设备主要包括三种技术路线:光学检测技术、电子束检测技术和X光量测技术。

(1) 光学检测技术路线:基于光学原理,通过对光信号进行计算分析以获得晶圆表面的检测结果,具有速度快、精度高、无损伤的特点。

(2) 电子束检测技术路线:指通过聚焦电子束至某一探测点,逐点扫描晶圆表面产生图像以获得检测结果。因为精度高的优势,通常用于部分线下抽样测量部分关键区域。

(3) X光量测技术:基于X光的穿透力强及无损伤特性进行特定场景的测量,应用领域主要集中在金属成分测量和超薄膜测量等特定领域。

与光学检测相比,电子束检测精度更高,但电子束检测速度远不及光学检测,光学检测速度较电子束检测快1000倍以上。速度缺陷导致电子束检测技术难以满足吞吐量需求,不具备规模化生产能力。X光量测技术虽然具备穿透力强且无损伤等优点,但在应用场景广度和检测速度等方面均不及光学检测技术。基于上述原因,光学检测技术成为半导体检测/量测的主流技术路线。

光学检测技术未来将朝着更高的检测精度和速度发展。主流半导体制程正从28nm、14nm向10nm、7nm发展,部分先进半导体制造厂商已实现5nm工艺的量产并开始3nm工艺的研发。随着工艺的进步,产品制程步骤越来越多,微观结构逐渐复杂,生产成本呈指数级提升。未来检测和量测设备需在灵敏度、准确性、稳定性、吞吐量等指标上做进一步提升,保证每道工艺均落在容许的工艺窗口内,保证整条生产线平稳连续的运行。

全球半导体检测/量测设备中,光学检测应用技术占比75.2%。根据中科飞测招股说明书,2020年全球半导体检测/量测设备市场中,光学检测技术、电子束检测技术和X光量测技术的市场占有率分别是75.2%、18.7%和2.2%,可见光学检测技术具有绝对领先优势,电子束检测技术次之,而X光量测技术尚未得到大范围应用。

光学检测技术按照功能又可以分为检测和量测两类。

(1) 检测环节:光学检测技术可进一步分为无图形晶圆激光扫描检测技术、图形晶圆成像检测技术和光刻掩膜板成像检测技术。

无图形晶圆激光扫描检测技术:以单波长光束照射晶圆表面并通过光学系统采集晶圆表面缺陷散射的光信号进行分析,从而达到识别缺陷、判别缺陷种类、定位缺陷的目的。

图形晶圆成像检测技术:以宽光谱或DUV高功率激光照明,通过明场或暗场获取电路图像,从而达到实时对准、降噪、分析以及准确捕捉图形缺陷等目的。

光刻掩膜版成像检测技术:通过宽光谱或DUV照明,以光学方法成像,捕获、识别和判定掩膜版图案图像的缺陷。

(2) 量测环节:光学检测技术基于光的波动性和相干性可实现纳米级别尺度的测量,广泛应用于集成电路的前道制程以及中道先进封装制程当中,主要包括三维形貌量测、薄膜膜厚量测、套刻精度量测和关键尺寸量测。

三维形貌量测:通过宽光谱大视野的相干性测量技术,得到晶圆级别、芯片级别和关键区域电路图形的高精度三维形貌,从而测量晶圆表面的粗糙度、电路特征图案的高度均匀性等参数。

薄膜膜厚量测:在前道制程中,需在晶圆表面覆盖包括金属、绝缘体、多晶硅、氮化硅等多种材质的多层薄膜,膜厚测量通过精准测量每一层薄膜的厚度、折射率和反射率,来分析晶圆表面薄膜膜厚的均匀性分布。

套刻精度量测:分析晶圆表面特征图案的高分辨率成像和细微差别,并将数据反馈给光刻机,帮助光刻机优化不同层之间的光刻图案对齐误差。

关键尺寸测量:测量从晶圆表面反射的宽光谱光束的光强、偏振等参数,来测量光刻胶曝光显影、刻蚀和CMP等工艺后的晶圆电路图形的线宽、高度和侧壁角度,从而提高工艺的稳定性。

3.2 半导体资本开支长期保持增长,量/检测需求旺盛

半导体资本开支受经济影响周期性波动,长期看有望保持上升趋势。半导体设备市场需求的直接驱动力是下游晶圆厂不断攀升的资本开支。根据IC Insights预测,2022年全球半导体资本开支将攀升至1817亿美元,同比增长18.7%,半导体厂商投资需求持续旺盛。23年受通货膨胀和美国制裁等影响,台积电、力积电、英特尔、美光等半导体厂商均下调其资本支出计划,预计全球半导体资本开支将下行。据IC Insights预测,2023年全球半导体资本开支为1466亿美元,同比下降19.3%,但始终维持相对高位。考虑到智能、自动化需求的持续攀升,对半导体的需求未来也有望持续增长,对应半导体资本开支也有望在长期维持上行趋势。

中国大陆IC市场空间广阔,IC自给率有望稳步提升。根据IC Insights数据,2021年,中国大陆IC市场规模和产值分别为1865亿美元/312亿美元。在中国大陆制造的312亿美元的IC中,总部位于中国的大陆公司产值为123亿美元(占比39.4%),仅占中国大陆IC市场规模1865亿美元的6.6%,可见中国大陆本土厂商的IC占有率仍处于极低的水平。根据IC Insights预测,2021-2026年,中国大陆集成电路(IC)产值和市场规模CAGR分别为13.3%/8.0%,中国大陆IC自给率有望从16.7%提升至21.2%。在自主可控背景下,中国大陆IC厂商份额的提升有望拉动对国产半导体设备的需求。

全球半导体设备市场规模突破1000亿美元,长期看有望保持增长态势。得益于全球半导体产业产能的持续扩张以及下游晶圆厂资本开支的攀升,半导体设备市场近年来规模快速增长。根据SEMI数据,2016-2021年全球半导体设备市场CAGR为20%。根据SEMI预测,2022年全球半导体设备市场规模有望攀升至1085亿美元,达到历史记录,同比增长6%。2023年,受半导体厂商削减资本开支影响,预计市场规模将降至912亿美元,同比下降16%;不过预计半导体设备市场在2024年将增长至1072亿美元,同比增长18%。

中国大陆为全球第一大半导体设备市场,2021年占比28.8%,占比逐年提升。半导体产业经历了从美国到日本、再从日本到韩国和中国台湾的两次转移,目前已经表现出向中国大陆转移的趋势。根据SEMI数据,中国大陆半导体设备的市场规模增速明显,2018年市场规模为131.1亿美元,同比增长59.3%;2019年,在全球半导体设备市场规模缩减的背景下,中国大陆逆势增长2.6%;2020年和2021年,中国大陆半导体设备市场分别实现销售额187.2亿美元和296.0亿美元,同比增幅分别为39.2%和58.1%。2016-2021年,中国大陆半导体设备市场规模年复合增长率为35.6%,增速显著高于全球市场。2020年和2021年,中国大陆已经连续两年为全球第一大半导体设备市场。

中国半导体量/检测市场增速快于全球,占全球之比持续提升。据中科飞测招股说明书显示,晶圆厂生产线建设资本支出主要包括前道制造设备、后道封测设备及厂房建设,其中前道制造设备支出占比可达到80%,是集成电路制造产线的主要支出部分。在前道制造设备的支出构成中,量/检测设备支出占比约为10%,是设备生产的重要组成部分。根据SEMI数据,2022年全球量/检测设备市场规模为92.1亿美元,占全球半导体设备市场之比为8.53%,占比不高,但是对于半导体生产至关重要。从市场规模增速来看,2016-2022年,全球和中国质控设备的CAGR分别为11.6%/28.2%,中国增速显著高于全球市场。2016-2022年,在半导体量测和检测设备市场中,中国大陆占全球的比例不断提升,从14.7%提升至2020年的33.8%。

中国大陆为全球第一大半导体量测和检测设备市场,2020年占比27.5%。从市场结构来看,前三大量测和检测设备市场分别是中国大陆、中国台湾和韩国,2020年占比分别为27%.5/24.8%/18.4%。2020年,中国大陆占比较2019年提升1个百分点,维持全球第一大半导体量/检测设备市场地位。

半导体量/检测设备主要有十四个细分类型,检测设备6种、量测设备8中。

(1) 检测设备有6种主要类型:掩膜版缺陷检测设备、无图形晶圆缺陷检测设备、图形晶圆缺陷检测设备、纳米图形晶圆缺陷检测设备、电子束缺陷检测设备以及电子束缺陷复查设备。

(2) 量测设备有8种主要类型:关键尺寸量测设备、电子束关键尺寸量测设备、套刻精度量测设备、晶圆介质薄膜量测设备、X光量测设备、掩膜版关键尺寸量测设备、三维形貌量测设备和晶圆金属薄膜量测设备。

从设备覆盖工序的角度看:图形晶圆缺陷检测设备覆盖工序最多,为9道。其次是无图形晶圆缺陷检测设备、晶圆介质薄膜量测设备和三维形貌量测设备,均覆盖6道工序。

从工序对设备的需求来看:前道制程的光刻环节需要的量/检测设备类型最多,达8种。其次是前道制程的刻蚀环节和CMP环节,均需要7种量/检测设备。

市场份额较高的量/检测设备包括纳米图形晶圆缺陷检测设备、掩膜版缺陷检测设备、关键尺寸量测设备以及无图形晶圆缺陷检测设备。据中科飞测招股说明书数据,2020年全球半导体量/检测设备市场中,检测设备占据主要市场,占比约为62.6%,量测设备占比33.5%。按单品来看,2020年市场份额前四的设备分别为纳米图形晶圆缺陷检测设备、掩膜版缺陷检测设备、关键尺寸量测设备、无图形晶圆缺陷检测设备,占比分别为24.7%/11.3%/10.2%/9.7%,绝对值分别为18.9/8.6/7.8/7.4亿美元。

3.3 半导体量/检测设备国产化率极低,本土企业未来空间广阔

半导体量/检测设备技术壁垒高,研发难度大。半导体量/检测设备的研发具有较高的技术壁垒,具有研发投入大、市场验证周期相对较长等特征,导致行业进入难度大。全球和中国范围来看,半导体量/检测企业市场集中度均较高,主要市场份额被美国科磊、应用材料等厂家占据,行业具有“胜者为王”的属性。当前来看,中国大陆的半导体量/检测企业的目标市场还聚焦在国内,且市占率较低。现阶段来看,中科飞测属于国产半导体量/检测领先企业,聚焦光学检测领域。现阶段中科飞测主要竞争对手包括:1)国外:科磊半导体、应用材料、创新科技、新星测量仪器、康特科技和帕克公司等;2)国内:上海睿励和上海精测。

海外半导体量/检测企业无论在产品覆盖广度还是深度上都远超国内企业。

(1) 半导体量/检测产品覆盖广度:国内较国外仍有很大差距。半导体量/检测设备有14种主要类型。全球龙头美国科磊半导体成熟设备覆盖度最广,达11种,只有电子束关键尺寸量测、X光量测、晶圆薄膜量测3款设备未实现成熟覆盖。美国创新科技和应用材料也分别实现了6/4款产品的成熟覆盖。国内企业,从公开披露数据来看,中科飞测、上海精测、上海睿励分别实现了6/3/1款产品的成熟出货。国内,中科飞测覆盖的成熟产品最多,但与国外科磊相比差距仍很大。除成熟出货的设备外,国内中科飞测的纳米图形晶圆缺陷检测和OCD设备仍处于样机研发阶段;上海精测有图形晶圆缺陷检测正在客户处验证;上海睿励有图形晶圆缺陷检测和关键尺寸量测两款设备正在客户处验证;国内厂家正处于快速扩充产品线,追赶海外厂家的进程当中。

(2) 半导体量/检测设备覆盖深度:国内仍处于追赶国外阶段。根据中科飞测招股书数据,海外科磊半导体、应用材料、创新科技、新星测量仪器的半导体量/测设备已实现对28nm以下制程的成熟覆盖,其中科磊已经实现工艺节点的全覆盖。国内中科飞测、上海睿励、上海精测都只推出了28nm或以上制程的设备,28nm以下制程的设备各家仍在研发中。以中科飞测为例,公司目前有对应1Xnm产线的SPRUCE-900型号设备正在研发中,对应2Xnm以下产线的DRAGONBLOOD-600型号设备正在产线进行验证,并已取得两家客户的订单。在向28nm以下制程布局方面,公司处于国内领先地位。

半导体量/检测市场科磊一家独大,国外企业形成垄断。根据中科飞测招股说明书显示,从VLSI Research和QY Research统计数据的数据来看,2020年全球半导体量/检测设备市场,前五名分别是科磊半导体(美国)、应用材料(美国)、日立(日本)、雷泰光电(美国)、创新科技(美国),市场占比分别为50.8%/11.5%/8.9%/5.6%/5.6%,CR5合计为82.4%。2020年中国半导体量/检测设备市场,前五名分别为科磊半导体、应用材料、日立、雷泰光电、阿斯麦(荷兰),市场占比分别为54.5%/9.0%/7.1%/4.3%/2.9%,CR5合计为78.1%。中国半导体量/检测设备市场目前主要的国产厂家有中科飞测、上海睿励、上海精测等,国产化率仍低于5%。

半导体量/检测设备国产化率低,但提升趋势明显。国内半导体量/检测设备企业主要有中科飞测、上海精测、上海睿励,其他大多体量很小或产品尚在研发中,故采用这三家的市占率来拟合国产化率。2018-2022年,中科飞测、上海精测、上海睿励三家合计收入由0.6亿元增长到7.46亿元,CAGR为87.8%,国产化替代背景下三家收入快速增长。与此同时,半导体量/检测设备国产化率也从2018年的0.69%快速提升至2022年的3.45%。现阶段,国产半导体量/检测设备厂商正处于加速国产替代阶段,海外布局预计将在国内市占率提升到一定程度后才会进行。

政策端推动叠加美国半导体霸权行为影响,国产替代势在必行。半导体关键设备作为具有战略意义的高端装备,对于我国半导体产业的发展意义非凡,国家对于半导体相关装备的发展给予高度重视,制定并出台了一系列法律法规和政策支持。如《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提到,“在集成电路领域,关注集成电路设计工具、重点装备和高纯靶材等关键材料研发”,又如《国务院关于印发“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的通知》中提到,“推动封装测试、关键装备和材料等产业快速发展”。半导体量/检测设备作为集成电路领域重点高端装备,该领域的企业必将受益于相关政策。

美国对中国半导体产业的持续打压有望加速半导体设备的国产替代。2022年10月7日,美国商务部工业与安全局(BIS)将31家中国公司、研究机构和其他团体列入所谓“未经核实的名单”,限制它们获得某些受监管的美国半导体技术的能力,意在进一步限制中国获得先进计算芯片、开发和维护超级计算机以及制造先进工艺的能力。美国此举是继对中国禁售高端光刻机、向华为公司施加“芯片禁令”、组织“芯片四方联盟”、颁布芯片法案等一系列限制行为后的升级政策。在美国持续施压的背景下,半导体关键设备的国产替代已成必然趋势。为拥有长期、稳定的设备供应商来满足生产需求,国内下游芯片制造商对于国内设备厂商的重视程度将会达到空前的高度。以国内领先的芯片制造企业中芯国际为例,其招股说明书和定期报告也特别提到“为降低供应链风险,中芯国际建立了供应渠道多元化的持续改善机制,有计划地导入新的供应商,减少单一供应商对生产活动造成的影响。为有效缩短供应周期与减少对关键供应商的依赖,在与国际供应商合作的同时,重视供应链国产化的推动及本土供应商的培养”。量/检测设备是半导体生产的关键设备之一,在此背景下,我国国内半导体量测和检测设备的国产替代速度有望加快,中科飞测等企业将迎来发展机遇。

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自研核心技术,部分产品性能媲美国际主流企业

4.1  研发底蕴深厚,自研多项核心技术

研发团队阵容强大,背靠国内顶尖科研机构。公司核心技术人员包括董事长陈鲁、首席科学家黄有为和杨乐三位。董事长陈鲁在创建中科飞测之前,先后于全球头部半导体量/检测企业创新科技、科磊半导体供职多年,具有深厚的项目经验和技术积累。2010年回国后,加盟国内顶尖半导体科研院所中科院微电子所,长期从事半导体设备开发相关工作。两位首席科学家黄有为和杨乐曾在中科院微电子所长期供职,加入中科飞测后主导了众多国产替代的核心项目。除三位核心技术人员外,公司董事中也不乏技术派人员,如中国工程院院士陈克复、中科院凝聚态物理博士周俏羽。此外,中科院微电子自公司创立之初就入股,截至2023年2月20日,持有公司4.84%的股份。作为致力于在半导体量/测设备领域打破国外垄断的企业,强大的技术班底和股东背景无疑是一大助力。

公司的研发人员及研发费用呈快速增长趋势。公司所在行业为技术密集型行业,产品竞争力的提升与公司的研发能力密不可分,为了提高竞争力,公司重视研发投入和人才的吸引。行业龙头科磊2020-2022年研发投入累计为28.98亿美元。2019-2022年公司研发费用分别为0.56/0.46//0.95/2.06亿元,其中2022年研发费用率达40.40%,较2021年提升14.04pct。2019-2022年公司研发人员数量分别为96/121/223/324人,其中2022年研发人员占总员工之比为43.03%。

公司研发团队学历层次高,全方位覆盖光机电软等人才。作为高科技企业,公司研发团队学历层次较高。2019-2021年,公司本科以上研发人员占比分别为97.9%/97.5%/97.8%。半导体量/测设备的开发涉及到光学检测技术、大数据检测算法、自动化控制软件、机电自动化控制等多学科、多领域知识的综合运用,技术壁垒较高。公司研发团队已实现相关领域人才的全方位覆盖,具备可持续的产品开发和迭代能力。

公司在技术层面国内领先。公司专注于量测和检测两大类半导体关键设备的研发、生产与销售。根据公司招股说明书数据,截止2023年2月20日,公司共拥有境内外授权专利340项,其中发明专利68项,实用新型专利271项。根据Wind数据,上海精测授权专利数量为113项,其中发明专利112项,实用新型专利1项;上海睿励授权专利数量为128项,其中发明专利101项,实用新型专利24项。

公司通过自主研发掌握9项核心技术。通过多年的自主研发投入,公司在半导体质量控制设备领域掌握了9项核心技术,涉及光学检测技术、大数据检测算法和自动化控制软件等。依托于公司掌握的核心技术,公司在半导体质量控制设备灵敏度/重复性精度、吞吐量、功能性等关键的性能指标上实现了持续提高和突破,使得公司产品整体上可以与国际竞品相媲美,满足了客户持续提升产品良率和降低客户成本等方面的需求。

自成立以来公司承担多项科技研发项目。凭借着较强的研发实力,公司先后承担了若干项国家科技重大专项科研项目及其他重大科研项目,并取得了突破性进展。在“无图形晶圆缺陷光学在线检测设备研发与产业化”科研项目中,公司形成了深紫外成像扫描技术,并将该技术进行实际应用,完成了设备型号升级(SPRUCE-800),用于替代科磊的Surfscan SP3产品。在“图形晶圆缺陷光学在线检测前瞻性研究”科研项目中,公司已经形成了相关理论基础,正在进行设备研发。

公司有多项国内领先的在研项目正处于设计或产业化验证阶段。公司致力于打造国内领先,乃至全球领先的先进行业技术企业,长期致力于高端半导体质量控制设备的产业化,目前公司仍积极开展设备研发和测试平台研发项目,大部分在研项目进入了产业化验证阶段。例如2020年,应用在集成电路前道领域的薄膜膜厚量测设备通过士兰集科产线验证。2021年无图形晶圆缺陷检测设备通过国家科技重大专项验收等。公司新产品持续涌现进一步彰显了公司产品和技术的创新能力,成果转化取得明显进展。

4.2  产品性能媲美海外同行,可服务规模将进一步提升

4.2.1  持续拓展产品布局,同规格产品可无差别替代海外竞品

公司已形成五大产品系列,陆续进入国内头部半导体厂商供应商序列。自成立以来,公司立足于采用光学检测技术的高端半导体质量控制设备的研发,经过多年的技术积累,陆续推出了图形晶圆缺陷和无图形晶圆缺陷2款检测设备,三维形貌、薄膜膜厚、3D曲面玻璃3款量测设备。同时,通过中芯国际、长电先进、长江存储、士兰集科等头部半导体制造厂商的和蓝思科技的验证。

半导体量/测设备研发验证周期长,公司通过多年研发积累已具备先发优势。半导体量/检测涉及光学、算法、软件、机电自动化控制等多学科、多领域知识的综合运用,技术壁垒较高。新进入企业通常需要经过相对较长时间的研发积累、市场培育推广、客户验证等,较难在短时间内迅速形成市场竞争力。公司经过多年的积累,在半导体量/测设备行业已具备先发优势。现阶段,公司主力产品包括无图形晶圆缺陷检测设备SPRUCE-600和SPRUCE-800;图形晶圆缺陷检测设备BIRCH-60和BIRCH-100;三维形貌量测设备CYPRESS-T910和CYPRESS-U950。2018-2021年上述六款产品贡献公司营收比例分别为97.1%/87.3%/87.6%/84.9%。六款产品的研发周期在1-5年不等,大部分集中在2年以上;验证周期正在2-16个月不等,大部分在1年左右。

公司主要产品可以在下游产线中无差别替代国外同规格设备。凭借自研掌握的多项核心技术,公司主要产品性能均达到了国际先进水平,可以在下游国产厂商中对国外产品进行无差别替代。1)无图形晶圆检测设备:同规格(工艺节点相同)产品,公司产品灵敏度与全球龙头科磊基本一致,且已在中芯国际等知名产商中无差别应用。2)图形晶圆缺陷检测设备:同规格产品,公司BIRCH-100的最小灵敏度已经比肩创新科技的Rudolph F30,均支持三种彩色复查模式。公司产品已在长电先进、华天科技等知名厂商中进行无差别应用。3)三维形貌量测设备:同规格产品,公司CYPRESS-U950的重复性精度与帕克公司的NX Wafer一致,均可实现数据自动采集与分析,已在长江存储等知名厂商中实现无差别应用。

4.2.2  凭借产品性能优势,客户拓展与中标频创佳

伴随产品打磨升级,客户群体覆盖面不断扩大。同规格产品,公司性能不输海外。高端装备国产自主可控背景下,国内半导体厂商采购国产半导体设备意识提升。2019-2021年,公司销售人员由7人增加至21人,实现产品销售的客户数量由18家增至38家,在手订单客户数量由21家增至61家,客户全体覆盖面快速扩大。截至2021年底,公司客户已广泛覆盖半导体前道制程、先进封装、设备及材料领域的国内主要头部厂家。

新客户销售占比不断提升,存量客户复购率高。2021年,公司对新客户销售金额为19978.73万元,同比增长67.80%,销售占比由2020年的50.15%提升至55.62%。2021年,公司对存量客户销售金额为15940.82万元,同比增长34.71%,存量客户复购率较高。

公司2021年中标情况良好,仍有较大提升空间。根据中科飞测公告数据,2021年度国内主流厂商共招标前道检测及量测设备185台,其中中科飞测中标14台,上海精测中标1台,东方晶源微电子科技(北京)有限公司中标1台,公司中标数量虽略多于其余国内厂商,但国内半导体质量控制设备领域整体国产化率仍有较大提升空间。

公司国内市占率第一,国产替代空间巨大。根据VLSI Research的统计,2020年中国大陆半导体检测与量测设备市场规模为21.0亿美元,CR5市占率为78.1%,均为海外厂商。2022年,中科飞测/上海精测/上海睿励在国内市占率分别为2.35%/0.76%/0.33%,公司市占率虽然在国内厂商中保持第一,但是较海外厂商如科磊差距很大。在国产自主可控背景下,公司凭借优异的产品性能和产品矩阵的拓展,有望加速对海外竞品的替代。


4.2.3  产品布局国内最全,持续拓展产品的覆盖广度和深度

公司的可服务市场规模大于国内竞争对手,且有望进一步提升。目前,公司成熟产品线包括无图形晶圆缺陷检测设备、图形晶圆缺陷检测设备、晶圆介质薄膜量测设备、三维形貌量测设备四大类。以2020年各设备市场份额占比作为计算口径,公司四类成熟产品可服务市场规模占比为19.9%。对比来看,竞争对手上海精测和上海睿励成熟产品可服务市场规模占比分别为18.9%/3.0%。此外,公司仍在积极布局其他类型设备,其中套刻精度量测设备和晶圆金属薄膜量测设备已实现小批出货,两款设备对应的可服务市场规模占比分别为7.3%/0.5%;纳米图形晶圆缺陷检测设备和关键尺寸量测设备正处于样机研发中,两款设备对应的可服务市场规模占比分别为24.7%/10.2%。综合来看,若公司小批出货+样机尚在研发中的4款设备后,公司可服务市场的规模占比将由此前的19.9%提升至62.6%,公司的成长天花板将大幅抬高。

凭借扎实的技术基础,公司向28nm以下制程节点发起冲击。现阶段,国内以公司、上海精测、上海睿励为代表的半导体量/检测设备公司的成熟制程仍位于28nm及以上,而全球龙头科磊半导体已实现制程的全覆盖。为突破28nm以下制程,公司已储备深紫外激光暗场照明整形技术、深紫外多通道大数值孔径成像探测技术、基于智能学习的复杂缺陷特征快速识别与准确分类技术、超高精度干涉量测技术、干涉测量误差标定补偿技术、超宽光谱椭偏量测技术等6项核心技术。上述技术有助于公司进一步提高激光功率、缩小照明线宽,从而提升设备检测的灵敏度;有助于进一步增大光学系统的数值孔径,从而优化和提高光学成像 的分辨率;通过引入机器学习和深度学习算法,从而实现复杂多变缺陷的识别和分类等。当前,公司正在中芯国际、合肥长鑫等多家客户处进行2Xnm及以下制程的设备验证,处于国内领先地位。

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风险提示


研发投入无法取得预期效果的风险。公司所处半导体设备行业为典型的技术和资金密集型行业。为提升产品和技术创新能力,公司将保持高水平的研发投入,相关研发投入短期内对公司的经营业绩造成一定的影响。如果公司的技术研发方向不能顺应市场需求,或公司在关键技术、关键产品的研发进展落后于行业内竞争对手,亦或公司研发出的新产品不能满足客户要求,公司将面临技术研发投入无法取得预期效果的风险,进而对公司经营业绩造成一定不利影响。


存货跌价和毛利率水平波动的风险。随着公司业务规模的扩大,公司存货规模可能持续上升,如果公司未来下游客户需求、市场竞争格局发生变化,或者公司不能有效拓宽销售渠道,可能导致存货无法顺利实现销售,从而使得公司存在增加计提存货跌价准备的风险。公司主要为集成电路前道制程、先进封装等企业提供质量控制设备,不同客户的产品性能要求和采购预算等有所不同,导致各产品的毛利率存在一定差异。未来若公司不能保持技术优势并把握下游市场需求持续提升产品性能,或者行业竞争加剧导致主要产品价格下降,亦或公司成本控制能力下降,都将可能导致公司毛利率水平出现波动,给公司的经营带来一定风险。


应收账款坏账的风险。公司实际控制人合计控制公司22.90%股份,其中,部分出资来源于向亲属或股东的借款。如果实际控制人未能及时、足额筹措资金满足还款资金需要,实际控制人会面临债务纠纷的风险。随着公司经营规模的扩大,公司应收账款规模整体呈现增长趋势。如果经济形势恶化或者客户自身发生重大经营困难,则可能导致公司应收账款无法及时收回,进而对公司的经营业绩产生不利影响。


知识产权争议和技术开发的风险。公司所处行业为知识与技术密集的行业,知识产权至关重要。公司在产品研发过程中,存在与竞争对手等相关方产生知识产权争议的可能,亦可能产生公司的知识产权被竞争对手等相关方侵权的可能,此类知识产权争议将有可能对公司的正常经营活动产生不利影响。高端光学检测和量测设备涉及光学、算法、软件、机电自动化等多项跨领域技术,对设备制造企业的技术研发实力和跨领域技术资源整合能力有较高求。如果公司不能紧跟全球半导体质量控制设备领域技术发展趋势,及时预见并跟进行业技术升级迭代,或者后续公司研发资金投入不足,无法保证持续的技术升级,公司将面临市场竞争力下降的风险,公司的产品和技术存在被替代的风险。


行业周期性波动和收入的季节性风险。由于半导体行业受国际经济波动、终端消费市场需求变化等方面影响,其发展往往呈现一定的周期性波动特征。若未来半导体行业进入下行周期,半导体行业企业削减资本性支出,将对公司经营造成不利影响。公司客户主要为集成电路前道制程、先进封装等领域知名企业,公司取得客户验收及收入确认时间点相对集中于第四季度,第四季度的收入占比较高。公司收入季节性波动的趋势符合行业特征。上述影响公司收入季节性波动的因素预计在一段时期内将持续存在,因此,公司整体的经营状况和业绩存在季节性波动的风险。


部分供应商位于境外及供应商无法及时供货的风险。公司相关核心零部件不存在单一依赖,但随着未来公司经营规模快速增长,若部分核心零部件的供应商生产能力无法满足公司采购需求,有可能导致公司生产进度、交付周期等受到影响。同时,随着国际贸易摩擦的前景不明确,公司不能排除受贸易摩擦等因素导致部分核心零部件供应商减少或者停止对公司零部件的供应,进而对公司生产经营产生不利影响。


政府补助与税收优惠政策变动的风险。公司承担了多项国家级、省级和市级科研项目,并获得一定规模的政府补助。如果未来相关政府部门对公司所处行业的政策支持力度减弱或其他产业政策发生不利变化,公司取得的政府补助金额可能有所降低,进而对公司的经营业绩造成一定的影响。

募集资金投资项目新增产能消化风险公司本次募集资金投资项目主要投向高端半导体质量控制设备产业化项目、研发中心升级建设项目和补充流动资金。如果未来半导体行业政策发生重大不利变化、半导体设备下游市场增长不及预期、客户拓展及销售增幅低于产能新增速度,将对募集资金的使用和回报产生不利的影响,出现新增产能难以消化及募投项目短期内无法盈利的风险。


国泰君安高端装备团队


徐乔威

高端装备团队首席分析师

上海交通大学工学硕士

2021年2月加入国泰君安证券研究所,6年证券从业经验。

张越

高端装备团队分析师

南开大学金融学硕士

2021年12月加入国泰君安证券研究所,2年公募基金战略研究经验,2年证券从业经验。

李启文

高端装备团队分析师

浙江大学金融硕士

2023年2月加入国泰君安证券研究所,2年证券行业从业经验。

王楠瑀
高端装备团队研究助理
上海交通大学工学硕士
2023年5月加入国泰君安证券研究所。

刘麒硕

高端装备团队研究助理

北京大学金融学硕士

2023年7月加入国泰君安证券研究所。

法律声明

本公众订阅号(微信号: 国君高端装备 )为国泰君安证券研究所高端装备研究团队依法设立并运营的微信公众订阅号。本团队负责人徐乔威具备证券投资咨询(分析师)执业资格,资格证书编号为S0880521020003

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