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华兴源创面板检测迭代需求扩大,半导体、新能源检测迎第二成长

  • 作者:江山如梦
  • 2022-11-30 11:41:33
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(报告出品方中建投证券)

一、面板检测设备先行者,四大业务协同发展

1.1 国际领先的工业测试设备提供商,实控人持股比例高

苏州华兴源创科技股份有限公司成立于 2015 年 6 月,是一家工业自动测试设备与整线系统解决方案的提供 商。公司是行业领先的工业自动化测试设备与整线系统解决方案提供商,基于在电子、光学、声学、射频、机 器视觉、机械自动化等多学科交叉融合的核心技术为客户提供从整机、系统、模块、SIP、 芯片各个工艺节点 的自动化测试设备。目前公司产品主要应用于 LCD 与 OLED 平板显示及微显示、半导体、可穿戴设备、新能源 汽车等行业,围绕电子、光学、声学、机械自动化、视觉、射频等多学科交叉融合的技术提供给客户完整的检 测解决方案。 2019 年华兴源创登录中国资本市场并成为全国第一家荣获中国证监会注册通过的科创板上市企业。伴随着 移动互联的新兴产业发展十五年以来,公司始终坚持研发创新、逐步打破了国外的技术垄断、形成完整的自主 知识产权和研发创新平台,并积累了众多如苹果、三星、夏普、LG、京东方等世界级大客户。公司作为一家专 注于全球化专业检测领域的高科技企业,坚持在技术研发、产品质量、技术服务上为客户提供具有竞争力的解 决方案,在各类数字、模拟、射频等高速、高频、高精度号板卡、基于平板显示检测的机器视觉图像算法, 以及配套各类高精度自动化与精密连接组件的设计制造能力等方面具备较强的竞争优势和自主创新能力。

公司控股股东为源华创兴,持股比例为 52.57%,陈文源、张茜夫妇为源华创兴实际控制人,因此直接持有 公司 67.35%股权,并通过员工持股平台合计控制公司 76.52%的股权。苏州源客和苏州源奋是公司为实施股权激 励而成立的员工持股平台,公司核心员工通过该两个平台共持有公司 5.63%的股份。公司的第五、六大股东李 齐花和陆国初夫妇分别持股 4.16%,所持股份由公司换股收购欧立通产生。

1.2 立足平板检测、半导体、新能源、可穿戴设备业务

公司产品主要覆盖四个事业方向平板检测事业(FPD)、半导体检测事业(SEMI)、新能源汽车电子检测 事业(EVE)和可穿戴设备检测事业(OLT)。公司紧跟面板显示技术迭代,平板显示检测技术全面向 OLED 屏 幕提升,Mini-LED、Micro-LED 及 Micro-OLED 等新一代显示检测技术储备不断升级,其中 Micro-OLED 系列 检测设备获得终端客户首条试验线订单,在技术和市场两个维度保持了业内领先水平。公司不仅实现了第一业 务板块平板检测业务持续保持领先,随着半导体检测业务包括测试机、分选机、AOI 缺陷检测设备在内的多个 标准设备的陆续进入量产以及欧立通并购为契机的智能穿戴组装和检测业务的顺利切入,已经初步形成平板、 半导体、智能穿戴三大主营业务板块支撑公司发展的良好格局,另外随着新能源车检测业务顺利获得了美国以 及国内多家造车新势力新能源汽车企业的认可,有望在未来几年内逐渐发展成支撑公司可持续增长的业务第四 极。 平板检测事业(FPD)平板显示检测是平板显示器件生产各制程中的必备环节,公司的设备可在 LCD 和 OLED 产品平板显示器件的生产过程中进行显示质量、触控、光学、号等各种关键功能进行验证、检验、筛 选和补偿修复,尤其是自动化检测设备具有精度高、速度快、无接触的优点,克服了人工检测的弊端,可有效 降低平板显示厂商的生产成本。

半导体检测事业(SEMI)半导体测试主要包括芯片设计中的设计验证、晶圆制造中的晶圆检测和封装完 成后的成品测试,判断芯片功能和性能指标的有效性。华兴源创的半导体事业部基于公司在平板检测领域的 号技术、软硬件技术、电气技术、结构和图像算法技术等现有技术能力和研发团队,努力成为半导体测试行业 超大规模数模混合电路测试系统、晶圆测试、非标自动化、老化及测试耗材和服务等整体解决方案的全球供应 商,树立半导体智能制造装备的中国品牌。

新能源汽车电子检测事业(EVE)公司正通过不断的加大技术和产品研发,构建在新能源汽车测试领域的 核心能力和护城河,已经形成车载电脑测试、车身控制器测试、充电枪和充电桩测试、高压电池性能、电驱控 制器、智能驾仓、ADAS 相关传感器等相关测试等成熟解决方案,涵盖了新能源汽车核心电子部件,如 IGBT、 BMS、MCU、VCU 等。

可穿戴设备检测事业(OLT)与智能手机等其他消费电子产品相比,当前智能手表、无线耳机的渗透率仍 然较低,发展潜力巨大。苹果公司已发布多款智能手表及无线耳机产品,其持续迭代不断创新的产品线引领着 可穿戴产品的创新方向。苹果公司建立了严格的供应商遴选体系,华兴欧立通经过多年合作,成功进入其供应 商体系并持续供应可穿戴电子产品的检测及组装设备。

公司长期以来与市场上最优质的客户合作,行业地位突出。通过多年的积累,公司已在技术研发、品牌声 誉、产品品类、综合服务能力等方面形成了一定的优势,凭借优秀的产品研发能力、快速响应客户需求的反应 能力、全面的技术支持能力、长期稳定的生产制造能力、持续的质量控制能力、合格的技术保密能力以及提供 综合解决方案的能力,公司已成为苹果、三星、索尼、LG、夏普(鸿海)、京东方、JDI、晶方科技、立讯精密、 歌尔股份、富士康、韦尔股份、嘉盛半导体等国内外知名企业优质的合作伙伴,与客户建立了密切稳固的合作 关系和任壁垒。在产品快速迭代和稳定交付的基础上,公司凭借自身稳定持续的技术标准及技术要求,以及 不断丰富优化的测试程序,保证了产品持续稳定的高质量和检测效率,通过触控、显示、光学等多方面测试保 证客户产品质量始终如一。因此与各大面板厂商形成了较强的合作粘性,同时也保证了公司能够及时了解最新 的平板行业发展情况及检测需求,提早针对行业发展趋势进行针对性的布局及储备。

1.3 主营业务来自消费电子检测,欧立通提前完成业绩承诺

营收规模不断扩大,业务发展迅速。2021 年在全球经济增速放缓、海内外疫情不断反复、中美贸易摩擦长 期化的不利背景下,公司坚持以技术创新服务客户,各项经营数据保持增长势头,客户开发取得较大进展。2021 年,公司实现营业收入 20.20 亿元,同比增长 20.44%;2021 年归属于母公司所有者的净利润为 3.14 亿元,同比 增长 18.43%。2021 年公司发生营业成本 9.49 亿元,较上年同期增长 8.86%,自动化检测设备产品的需求进一步 扩大使得收入增长迅速,同时公司进一步优化了成本结构,使成本增长远低于公司收入增长。2020 年营收和归母净利率大幅度增长主要是公司完成了对欧立通的收购工作,欧立通纳入公司的合并报表范围,业务范围扩张 所致。

保持高效的研发能力,具备核心竞争力。公司产品研发主要通过需求响应和主动储备相结合的方式进行。 需求响应是指公司通过与苹果公司、三星、LG、夏普、JDI、京东方等全球知名消费电子厂商和液晶面板制造 商的持续沟通,通过新项目研发匹配客户需求,保证公司持续稳定发展。由于公司产品主要为非标准化的自动 化设备,客户在项目中对产品的检测性能、精度、机械性能等方面均存在一定差异,公司取得项目任务后,通 常会根据客户的需求,通过项目评审、需求分析、软硬件设计、功能测试、客户验收等多个环节,最终获得客 户订单。主动储备主要是公司针对原有项目的二次开发,在不断收集前期客户使用反馈的基础上进行更新迭代, 并针对潜在目标市场提前进行技术储备。2021 年,公司研发投入为 3.52 亿元,占营业收入比重为 17.46%,较 2020 年同期增长 39.64%,研发驱动特征明显。2021 年公司新取得 292 项知识产权(包括 29 项发明专利、191 项 实用新型专利、16 项外观设计专利及 56 项软件著作权),累计取得 641 项知识产权,研发成果持续得到体现。 截至 2022 年 3 月,公司已经建立起八百多人的研发团队和高效的研发体系,相较于去年增长了 229 人,研发人 员比例占 39.01%,核心技术团队稳定。

主营业务收入占比高,消费电子检测及自动化设备业务增长迅速。公司营业收入主要来源于主营业务收入, 即消费电子检测及自动化设备业务及半导体检测设备制造业务所形成的收入。2021 年公司消费电子检测及自动 化设备业务营收 14.94 亿元,同比大幅增长 83.62%,占总营收 73.94%;半导体检测设备制造业务营收 4.17 亿元, 同比增长 36.45%,占总营收 20.66%。主营业收入 2021 年度较 2020 年度增长 20.44%,主要原因是 2021 年度自 动化检测设备产品的需求进一步扩大,其中半导体业务占比进一步提升。2021 年公司多个系列标准半导体测试 设备产品得到客户认可,出货量稳步增长,同时公司密切关注消费电子行业发展新趋势,积极布局用于微显示 器件测试的新设备,Micro-OLED 系列检测设备在报告期内获得终端客户批量订单,为终端客户独家提供 Micro-OLED 系列产品检测设备,在技术和市场两个维度保持行业领先水平。新能源车事业部持续完善在美国 以及国内多家新能源车企业的业务和产品布局,业绩快速增长。

收购欧立通布局可穿戴设备领域,提前完成业绩承诺。欧立通一直致力于为客户提供各类自动化智能组装、 检测设备,公司产品目前主要用于智能手表等消费电子终端的组装和测试环节。公司已经进入苹果公司供应链 体系,并与广达集团、仁宝集团、立讯 精密、歌尔股份等大型电子厂商建立长期合作关系。2020 年,公司完 成了对欧立通的收购工作,欧立通成为公司的全资子公司,交易金额为 10.4 亿元,欧立通承诺 2019 年、2020 年、2021 年和 2022 年累计承诺净利润不低于 4.19 亿元,超过累计承诺利润部分的 60%作为超额业绩奖励支 付给标的公司管理层和核心管理人员,欧立通在 2019-2021 年累计扣非归母净利润已经超过业绩承诺 878 万元。 加大研发投入,发行可转债加快新赛道布局。2021 年 11 月底,公司发行可转债,募集资金总额达 8 亿 元,主要用于研发穿戴设备、微型显示以及 SiP 相关检测设备。

二、面板检测设备技术领先 ,Micro OLED 带来新需求

2.1 OLED 面板检测国内领先者 与苹果公司合作紧密

面板显示产业链向中国大陆转移,中国大陆 LCD 产能占比高,AMOLED 发展迅速。根据 CINNO Research 数据,2020 年中国大陆 TFT-LCD 产能全球占比达到 55%,首次超过一半产能,而 AMOLED 产能预计 2024 年 达到全球的 52%。经过数十年的发展,中国已成为全球新型显示行业的制造中心。新型显示行业近几年发展迅 速,AMOLED 设备占比高。根据 CINNO Research 统计数据显示,2021 年中国大陆新型显示行业设备市场规模 达 1100 亿元。其中,AMOLED 设备市场规模约 600 亿元,占比约 55%;Mini LED/Micro LED 市场规模约 271 亿元,占比 24%;TFT-LCD 市场规模约 228 亿元,占比 21%。同时,由于本土设备商强势占领市场,2024 年后 也将迎来高世代 AMOLED 行业新的一波建厂周期,预计 AMOLED 行业设备市场规模将在 2024 年到达新的顶 峰约 866 亿元。

检测设备贯穿面板制造全程,新显示技术应用将会扩大平板显示检测设备的市场需求。检测贯穿面板制造全程,是保证良率的关键环节。面板生产包含阵列(Array)-成盒(Cell)-模组(Module)三大制程,而检测 环节是各制程生产中的必备环节。检测设备主要在 LCD、OLED 等平板显示器件生产过程中进行显示、触控、 光学、号、电性能等各种功能检测,从而保证各段生产制程的可靠性和稳定性,达到分辨各环节器件良品与 否,提升产线整体良率的目的。平板显示检测设备以 LCD 检测设备为主,随着平板显示产业升级的持续加快, 对 OLED、Micro-LED、Micro-OLED 等新型显示技术和高分辨率、低能耗新兴显示产品的需求快速增加,其因 需要更为复杂的工艺,产品良率提升难度更高,推动着平板显示检测设备需求不断上升。CINNO Research 预测, 伴随着 2022 年起 TFT-LCD 及 AMOLED 多座工厂进入建设期,新的建厂和扩产将带动中国大陆新型显示行业 检测设备市场规模在 2024 年将有望达 92 亿元。

平板显示产业发展推动了检测产业的国产化进程,中国厂商集中在后端模组段。在新型显示行业检测设备 领域,主要包括 Array 制程光学检测设备、Array 制程电性及其他检测设备,Cell/Module 自动制程光学检测设 备、Cell/Module 非自动制程光学检测设备、Cell/Module 老化、触控及其他检测设备(合计统称为 Cell/Module 检测设备)。各制程检测设备技术原理存在较大差异,不同制程对应检测设备也大不相同。模组段检测设备国产 化程度高,但阵列和成盒段依然主要被外资所占据。CINNO Research 统计数据表明,中国大陆 2021 年检测设 备市场规模约 59 亿元,其中 Cell/Module 光学检测设备约 21 亿元,占比 36%。国外厂商主导中国大陆 AMOLED 行业 Array 检测设备市场。根据 CINNO Research 统计数据显示,2021 年中国大陆 AMOLED 行业 Array 制程检 测设备厂商销售额前三位分别为 HB Tech、Yang Electronic 和 DIT,国产化率约为 8%,主要以精测电子等本土 设备商为代表。 中国大陆本土厂商在 AMOLED 行业 Cell/Module 检测设备市场占据主导地位,华兴源创市占率最高。2021 年,在 Cell/Module 制程段,通过中国大陆检测设备商华兴源创、精测电子、精智达、凌云光等企业的不断发展 努力,大部分产品已实现国产化供货。华兴源创以 32%的市场规模成为中国大陆 AMOLED 行业 Cell/Module 制 程检测设备厂商的第一,主要原因为华兴源创在 De-Mura 设备业绩亮眼,同时在 API 设备领域也有较大优势, 在中国大陆市场其业绩已经超越了韩国 ANI,成为中国大陆市场 API 设备市占率最高的设备商。

华兴源创依靠自身的产品质量及研发实力成功成为苹果手机屏幕检测设备供应商,与苹果公司的合作密切。 2013 年以来华兴源创应苹果公司要求开展了多个与苹果产品相关的项目,自主完成了历代苹果手机屏幕部分检 测工序所需检测产品的研发与生产,针对每一代苹果产品开发的检测设备均得到了终端用户的认可,向苹果公 司及其指定工厂或供应商销售了大量产品,与苹果公司建立了持续、稳定的合作关系。同时,凭借快速的新技 术、新产品的迭代能力公司与国际知名平板厂商三星、夏普、LG、京东方、JDI 等也建立了长期稳定的合作关 系,形成了较强的合作粘性,同时也保证了公司能够及时了解最新的平板行业发展情况及检测需求,提早针对 行业发展趋势进行针对性的布局及储备。 on-cell Touch 技术带来检测设备新需求。全贴合屏幕即是以水胶或光学胶将面板与触摸屏以无缝隙的方式完全黏贴在一起。全贴合技术取消了屏幕间的空气,这有助于减少显示面板和玻璃之间的反光,可以让屏幕看 起来更加通透,增强屏幕的显示效果。目前市场上常见的全贴合屏幕主要是以原有触控屏厂商为主导的 OGS 方 案,以及由面板厂商主导的 On Cell 和 In Cell 技术方案。On Cell 是内嵌式触控技术的一种,将感应线路搭载于 显示面板的彩色滤光片玻璃上表面或 AMOLED 的封装玻璃上表面,通过在彩色滤光片和偏光片之间形成简单的 透明电极图案嵌入触摸屏。相比 In Cell,On Cell 技术难度降低,可以确保产品良率,并且有效显示区域面积不 会减少,画质得到提高。随着苹果 2021 年推出的 iphone13 采用了三星 on-cell Touch 技术加强了触控的体验, 京东方等国内厂家于近期启动了逐步对现有 OLED 产线触控制程的升级迭代,在 OLED 前道面板厂增加了 on-cell Touch 制程,带来了对于相关制程设备和检测设备的新需求。

2.2 Micro-OLED 带来平板检测新阶段 ,AR/VR 发展潜力大

Micro LED 开启显示新纪元。Micro LED 显示是 LED 微缩化和矩阵化技术,利用微米尺寸(一般小于 50μm) 无机 LED 器件作为发光像素,来实现主动发光矩阵式显示,有着比 Mini LED 更小的晶体,是对 LED 背光源的 薄膜化、微小化和阵列化,能够实现每个图元单独定址,单独驱动发光(自发光)。

Micro OLED 适合应用于近眼显示设备,未来发展潜力大。Micro OLED 主要是在两层电极之间使用能够发 光的萤光有机材料,电流通过后会发出单色光,再透过滤色器生成所需的颜色。Micro OLED 光源模组是将 OLED 蒸镀到基板上,若是主要的硅基 OLED 则是蒸镀到矽基板(半导体晶圆)上,除了带有 OLED 自发光优势,面 板厚度和体积也比以前更薄、更小,精细度远远高于传统器件。Micro OLED 微显示器件采用单晶硅晶圆为背板,具有自发光、厚度薄、质量轻、视角大、响应时间短、发光效率高等特性,而且更容易实现高 PPI(像素密度)、 体积小、易于携带、功耗低等优异特性,特别适合应用于近眼显示设备,例如 AR/VR 等头盔显示器、显示镜等。

索尼于 2009 年开始研发为后来 Micro-OLED 奠定基础的显示技术。为了实现高图像质量,索尼正在使用 包含彩色滤光片(CF)的 Top-Emitting White OLED 作为 Micro OLED 显示器的组件。向上发光白色 OLED 的 发光结构和所使用的技术如下图所示。Micro OLED 显示器中使用的硅衬底不传输可见光,所以通过 op-Emitting 方法从 CF 玻璃衬底侧提取光。OLED 显示器有两种形成彩色像素的方法White OLED 方法和 Shadow-Mask Patterning OLED 方法。索尼于 2007 年发布的 Super Top Emission 方案采用 Shadow-Mask Patterning OLED 方法 为每个像素形成发光材料薄膜。例如,Micro OLED 显示器的像素比例不到普通 OLED 显示器的十分之一,例 如低于 3。现有的 Fine Metal Mask(FMM)很难处理所述问题。所以,索尼使用 White OLED 方法,从而在 整个表面形成相同有机材料的薄膜。通过向硅衬底 OLED 层两端的电极施加电压,发光材料发射白光,然后通 过不同的 CF 对每个像素进行分散,并传输通过玻璃基板。通常,子像素尺寸越小,相邻像素中混合的光和电 流就越多,特性和图像质量就越可能恶化。 索尼通过优化 CF 结构,控制硅衬底和 CF 衬底之间的对准,以及优化电极和 OLED 层之间的材料和层组成 来抑制退化。为了建立这种方法,索尼利用了一系列的技术资产,例如公司多年来开发的 OLED 器件设计技术, 以及与材料制造商联合开发的高效长寿命器件。另外,3 CF RGB 处理技术采用了为 CCD 图像传感器开发 的技术。

相对于 Micro OLED,Micro LED 显示技术成熟度较低,仍处于研发阶段。Micro LED 和 Micro OLED 同 为自发光技术,与 LED 和 OLED、LCD 等材料相比,Micro LED 和 Micro OLED 具备高亮度、高分辨率、高对 比度、轻薄化、小型化、低功耗、设计灵活等特点。具体来看,Micro OLED 由 CMOS 技术与 OLED 技术紧密 结合而成,是无机半导体材料与有机半导体材料的高度融合。不过,因掺和了有机半导体材料,Micro OLED 的 使用寿命低于 Micro LED。另外,通过对比 Micro LED 和 Micro OLED 各项指标,在发光效率、亮度、对比度、 响应时间、工作温度等方面,Micro LED 均优于 Micro OLED。但 Micro LED 晶片像素尺寸更小、量产难度更大, 目前单色光源的 Micro LED 接近量产,但仍面临良率问题。

与 Micro LCoS 显示器相比,Micro OLED 更适合 AR 显示中应用。微显示器有多种技术。在投影仪中使 用的一种名为 LCOS(Liquid Crystal On Silicon)的显示器,该技术是采用液晶技术的微小反射式显示器,它反 射强光源的光,然后将其放大,过去一直都用在投影仪上。Micro LCoS 显示器不是自发光,需要外光源发射光 线和背板反光,功耗较大,而且色彩对比度只有 1000:1。OLED 微型显示器基于有机发光二级管,这些有机发 光二极管集成于硅芯片之上,且是自发光的,因此,不仅节能,而且可达到非常高的对比度,高于 10000:1。此 外,无需背光也意味着构造起来更简便,需要的光学组件更少。高对比度在 AR 眼镜的 UI 显示里有非常大的作 用,比如想要实现 AR 透明效果,透视的 UI 背景就需要纯黑色,Micro OLED 的纯黑色部分的像素可以通过像 素点不发光来实现,从而实现完全的黑,在 AR 眼镜中就是完全的透明。然而 Micro-LCoS 因为显示器的原理, 始终会有外光源背光照射,就无法做到完全的黑色显示,黑色始终会偏灰,因此在 AR 显示透视效果的时候, 总是会有一层半透明的背景,无法做到完全透明。因此,Micro OLED 的显示效果非常适合在 AR 眼镜和其他 AR 显示中应用。

2022 年 Q3 全球 VR 出货量大幅度下降,预计全年同比小幅下滑。2022 年三季度全球 VR 头显出货量为 138 万台,较去年同比下滑 42%,其中 Meta 出货量为 96 万台,Pico 出货量为 23 万台,Vavle Index、创维、大朋、 NOLO、爱奇艺 VR 等第二梯队的品牌均取得了一到三万不等的销量。三季度出货量大幅下跌的主因是 Meta 的 销量大幅下滑,Quest 2 全系涨价 100 美元叠加欧美消费市场需求下行,造成三季度 Quest 2 销量大幅低于预期。 Pico 在第三季度销量为 23 万台,其中 Pico Neo 3 为 19 万台,此外 9 月 28 日正式发售的 Pico 4 三季度销量为 2.4 万台, 截至 10 月 30 日全球累计销量 6.3 万台。预计 2022 年全球 VR 出货量达为 953 万台,较 2021 年 1029 万台下跌 7%,预计 Meta 全系产品销量 2022 年为 750 万台,其中 Quest 2 为 690 万台,Quest Pro 为 60 万台。 此外,保守预计 Pico 全年销量 100 万台,其中 Pico 4 销量 25 万台,随着流量投放加大、海外市场的开拓、以 及直播等内容场景的拓展,Pico 销量仍有超 100 万台预期的可能。

2022 年 Q3 全球 AR 出货量持续增长。2022 年三季度全球 AR 头显出货量为 9.7 万台,同比增长 29%,其 中国内 3.5 万台,海外 6.2 万台。海外缺乏新消费级 AR 品牌和新产品出现,三季度增长的主要贡献来自于国内 投屏显示类的消费级 AR 眼镜,例如 Rokid Air、Nreal Air/Nreal X、雷鸟 Air 以及影目 Air 等产品均取得了不错 的市场销量。预计 2022 年全球 AR 出货量为 37 万台,同比增长 32%,全球 AR 市场整体仍以 B 端为主,但今 年的增长来源主要来自于消费端市场,且以国产品牌为主。包括扩屏 AR 眼镜,例如 Rokid Air、Nreal Air、雷 鸟 Air 等,以及主打息提示的轻量级 AR 眼镜一体机,例如影目 Air、OPPO Air、李未可 Metalens 等。

Micro OLED 被越来越多的 VR 设备所采用。用于虚拟现实(VR) 应用的显示面板已从 AMOLED 发展到 Fast LCD,而后又升级为带有 Mini LED 背光的 Fast LCD。该技术目前正向着硅基 OLED (OLEDoS) 的方向发 展。2015 年 VR 初创期,几乎所有的品牌都没有 VR 应用的经验,由于 AMOLED 响应速度更快且色彩饱和 度更高,成为 VR 设备的最佳方案。2019 年之后的推广期,为了迅速降低 VR 显示面板成本,各品牌商逐渐 将其显示面板的选择从 AMOLED 转向快速液晶(Fast LCD) 。与 AMOLED 相比,快速液晶(Fast LCD) 可以 实现更好的 PPI,并且价格更具优势, 取代 AMOLED 成为主流显示技术。现在已经到了用户体验提升期, 增强 VR 显示面板的分辨率、色彩饱和度、响应速度等已经必不可少,自 2022 年起,领先品牌商开始使用带 有 Mini LED 背光的快速液晶显示面板,或者使用硅基 OLED (OLEDoS),来提升显示性能。Omdia 预测,配 有 Mini LED 背光的 Fast LCD 与 硅基 OLED 都将成为未来几年 VR 应用的主流显示面板。

新一代 HMD 的采用 Micro OLED 的数量正在增加。松下子公司 Shiftall 在 2022 年 1 月发布的 “Megane X”和 3 月发布的智能眼镜“Nreal Air”都使用了 micro OLED。Micro OLED 采用的器件的特点是 “轻”、“高分辨率”,同时又“高像素密度”。智能眼镜 Nreal Air 像素之间没有间隙,具有很高的显色性和分辨 率。Megane X 也是如此,它的特点是像素密度高,画质非常自然。与 Meta 的《Meta Quest 2》相比,分辨率和 像素密度都很高,可以牢牢地读取字符和细节。去年 12 月,索尼在 2021 年技术日活动中推出了一款正在为 HMD 开发的 Micro OLED 和使用它的 XR 设备,以展示正在开发的技术。2022 年 10 月 20 日,AR 品牌雷鸟 创新发布新的 XR 眼镜雷鸟 Air1S,采用 Bird Bath+Micro OLED 技术方案,可实现 4 米距离等效 130 英寸高清 巨幕的显示效果,Micro OLED 供应商为索尼。 苹果 MR 眼镜或将采用 Micro OLED 方案,有望引领市场风潮。从 2020 年初到 2022 年上半年,全球推出 了多款 AR 眼镜新品,发力的厂商包括 OPPO、VUZIX、WaveOpTIcs 等,厂商主要围绕 Micro OLED 或 Micro LED 来布局。Micro LED 晶片红光发光效率差,采用全蓝光又会面临“如何高效色转换”的问题,这使得“无法实现全 彩高亮显示”成为 Micro LED 在近眼显示领域的主要缺陷。此前,市面上已经发布的 Micro LED AR 眼镜,以采 用单色方案为主,具体或是单目或是双目,比如 OPPO 的 Air Glass 就是单目+单绿色显示方案,该类方案主要 适用于浏览简单的资讯或导航应用等。由于 Micro OLED 量产进度比 Micro LED 快,预期采用 Micro OLED 方 案的 AR 眼镜或能更快量产,比如苹果 MR 眼镜即将发布,或将配有 2 块 4K 的 Micro OLED,而 Micro LED 方案的 AR 眼镜则可能还需更久的持续投入和研发。

华兴源创积极布局用于微显示器件测试的新设备,Micro OLED 系列检测设备已获得终端客户批量订单。 华兴源创紧跟显示技术迭代,平板显示检测技术全面向 OLED 屏幕提升,Mini LED、Micro LED 及 Micro OLED 等新一代显示检测技术储备不断升级,其中 Micro OLED 系列检测设备在去年获得终端客户首条试验线订单, 今年已获得终端客户量产订单,在技术和市场两个维度保持了业内领先水平。

三、半导体检测设备国产空间大,公司业务迎来增量期

3.1 测试贯穿半导体制造流程,后道测试设备国产化率高

检测设备作为能够优化制程控制良率、提高效率与降低成本的关键,在半导体产业中占据重要地位。随着 技术发展,半导体芯片晶体管密度越来越高,相关产品复杂度及集成度呈现指数级增长,这对于芯片设计及开 发而言是前所未有的挑战。新应用需求驱动了制程微缩和三维结构的升级,使得工艺步骤大幅提升,成熟制程 (以 45nm 为例)工艺步骤数大约需要 430 道,到了先进制程(以 5nm 为例)将会提升至 1250 道,工艺步骤将 近提升了 3 倍;结构上来看包括 GAAFET、MRAM 等新一代的半导体工艺都是越来越复杂,在数千道制程中, 每一道制程的检测皆不能有差错,否则会显著影响芯片的成败。作为重要的专用设备,集成电路测试设备不仅 可判断被测芯片或器件的合格性,还可提供关于设计、制造过程的薄弱环节息,有助于提高芯片制造水平。

半导体检测设备根据环节的不同可分为前道测量与后道测试,分别涉及物理性检测与电性能检测。 广义半 导体检测设备可分为前道量测 (又称半导体量测设备)和后道测试(又称半导体测试设备)。其中,前道量检 测包括量测类和缺陷检测类,主要用于晶圆加工环节,目的是检查每一步制造工艺后晶圆产品的加工参数是否 达到设计的要求或者存在影响良率的缺陷,属于物理性检测;后道测试根据功能的不同包括分选机、测试机、 探针台,主要是用在晶圆加工之后、封装测试环节内,目的是检查芯片的性能是否符合要求,属于电性能检测。 根据功能的不同,后道测试又分为 CP(晶圆)测试和 FT(芯片)测试。

后道测试设备应用于上游设计、下游封测环节中,目的是检查芯片的性能是否符合要求,是一种电性、功 能性的检测,用于检查芯片是否达到性能要求。上游设计商需要对流片完的晶圆与芯片样品进行有效性验证, 主要设备为测试机、探针台、分选机,因为作为样品测试所以通常并不会大量采购,但是会与下游封测深度联 动,因此绑定集成电路设计商也成为后道测试设备商的壁垒之一。主要下游客户为集成电路设计商,例如高 通、联发科、海思、卓胜微、韦尔等。封测环节主要可以分为晶圆测试(CP),针对加工完的晶圆,进行电 性测试,识别出能够正常工作的芯片,主要设备为测试机和探针台。部分客户为集成电路制造商还有部份第三 方的晶圆测试商;成品测试(FT),最后晶圆切割变成芯片后,针对芯片的性能进行最终测试,主要设备为测试 机和分选机;下游客户为集成电路封装测试商,包含日月光、通富、长电等。

后道测试设备主要用于封测厂,与封测产能扩张紧密相关。封测端在经历 2018 年封测厂低迷后,2019 年 景气度回暖,长电、通富、华天三大国内厂商均宣布了扩产计划,合计投资 150 亿元扩充原有产线,从资本支 出角度来看,2021 年国内三大封测厂资本支出合计 162.98 亿元,同比增长 62.90%,预计未来仍将保持高位, 封测端资本开支扩张带动国产测试设备受益。

3.2 SOC 测试机实现突破 ,SIP 测试机技术领先

2022 年全球半导体规模将超 6000 亿美元,全球半导体设备规模预计增长 11%。近年来,随着存储器、通 讯芯片、各类传感器等高端领域的发展,与 5G、新能源汽车、物联网、AI 等新领域应用落地,集成电路产品 的需求逐年上升,半导体行业保持高增长。SIA 表示,2021 年全球半导体行业的销售额总计 5559 亿美元,创历 史新高,较 2020 年的 4403.9 亿美元增长 26.2%。为满足下游强劲需求,芯片制造商将持续扩大产能,预计 2022 年将继续增长 8.8%至 6004 亿美元。据 SEMI 统计,2021 年全球半导体制造设备销售额激增,相比 2020 年的 712 亿美元增长了 44.1%,达到 1026 亿美元的历史新高。预计到 2022 年,全球半导体制造设备市场总额将增至 1140 亿美元。

全球半导体测试设备市场规模持续扩大,2022 年预计规模达到 82 亿美元。据 SEMI 统计 ,全球半导体测 试设备行业 2020 年市场规模为 60.1 亿美元,同比增长 19.7%,高于过去 8 年行业复合增速 12%。全球半导 体测试设备市场预计将在 2021 年增长至 77.9 亿美元,同比增长 29.6%。SEMI 预测 2022 年市场规模将继续同比增长 4.9%,达到 81.7 亿美元。

测试机为测试设备市场的主要组成部分,其中 SoC 及存储类测试机应用最广。半导体设备包括晶圆制造设 备、封装设备以及测试设备。全球范围内来看,测试设备在半导体设备中的销售额占比约为 8%-9%。参照 SEMI、 Gartner 数据,测试设备在半导体设备中的销售额占比较为稳定,2016-2020 年分别为 8.9%、8.3%、8.7%、8.4% 和 8.4%。测试设备的三大类产品中,SoC 与存储测试机占比最高。根据 2020 年 SEMI 数据,测试机、分选机、 探针台占比分别为 63.1%、17.4%、15.2%,半导体测试机是半导体测试设备中占比最高的设备。从芯片种类来 看, SoC 测试机市场规模最大,占比约为 58%;存储类测试机紧跟其后,市场占比约为 22.5%;模拟测试机 市场占比分别为 15.0%;RF 射频测试机市场占比分别约为 4.5%。

测试机市场显著增长,SoC 测试机为主推动力。爱德万(Advantest)季度报告显示,受高性能和高端 SoC 产量的增加,以及汽车、工业和客户设备需求的增加,2021 年 SoC 测试机市场同比增长近 40%至 41 亿美元。 2022 年,除了 HPC 等设备产品的稳定增长外,SoC 测试机在汽车、工业和客户相关半导体领域将进一步增长, 爱德万公司预计 SoC 测试机市场的年增长率将在 10%到 20%左右。由于存储设备密度增加和 DDR5 DRAM 投 资的启动,2021 年存储测试机市场为 13 亿美元,同比增长 8.3%。未来存储设备性能的不断提升,包括更大的 密度、更快的速度和更高的带宽,将会继续推动存储机需求增长。预计到 2022 年,存储测试机市场的年增长率 在 10%至 15%左右。

公司 SIP 测试机处于行业领先水平。近年来随着晶圆代工制程的物理极限临近,封装技术对芯片性能的重 要性日益凸显,SIP 技术亦得到了主流晶圆代工厂商的积极应用。SIP 技术能够将多种功能芯片(包括处理器、存储器等)集成在一个封装内,从而实现一个基本的完整功能。SIP 技术采用堆叠方式,将性能不同的电子元 件集成在同一 IC 芯片上,在丰富产品性能同时优化了内置空间使用率,满足了消费者对终端产品的高性能与轻 薄化需求,因此具有广阔的市场前景。目前,SIP 技术已被运用于消费电子领域,苹果公司率先在其 TWS 耳机 芯片模组、Wifi 模组等核心组件的生产环节引入 SIP 技术;未来,随着可穿戴设备、5G 手机等消费电子产品的 市场规模不断扩大,SIP 技术将在更多领域得到应用 SIP 技术的广泛应用,亦带动了下游厂商对配套测试设备的 需求。华兴源创基于 PXIe 架构测试机及配套四层平移式并测 128 工位 SLT 分选机 EP3000 的测试解决方案已 被歌尔电子等 SIP(先进封装)厂商认可进入大规模采购阶段服务于美国全球顶级消费电子厂商。公司目前也 是国内唯一能提供 SIP128 工位高并测测试机加分选机整体解决方案的厂商。 自主研发的 SOC 测试机进一步突破。公司是全球为数不多的可以同时自主研发 ATE 架构 SOC 测试机和 PXIE 架构射频和系统模块测试机的企业。自主研发的第二代 SOC 测试机 T7600 系列的技术参数已经达到行业 内公认的中档 SOC 测试机的参数水平并已在指纹、图像传感、MCU、TOF 等芯片测试上实现量产,自主研发 的 PXIE 架构测试机不仅在 SIP 芯片系统级封装领域具有很强的竞争力其射频检测系统等在核心性能指标上具 有较强的市场竞争力并同时具备较高的性价比优势。

四、切入新能源检测领域,业务有望持续增长

中国的新能源汽车产业增长迅速,新能源化不可逆的态势已基本形成。中国拥有全球最大的新能源汽车市 场,新能源汽车产业目前已进入规模化快速发展新阶段。中汽协数据显示,2022 年 1-8 月,新能源汽车产销分 别完成 397 万辆和 386 万辆,同比分别增长 1.2 倍和 1.1 倍;2022 年 8 月,新能源汽车产销分别完成 69.1 万辆 和 66.6 万辆,月度产销再创历史新高,产销同比分别增长 1.2 倍和 1 倍。中国新能源汽车市场渗透率于 2021 年 达到增长的拐点且增长率在不断上升,国内汽车数字化、智能化进程进一步提速。根据中国汽车工业协会数据, 2017-2021 年,中国新能源汽车的市场渗透率从 2.7%大幅增长至 13.4%;2022 年上半年,市场渗透率达 21.6%。 从细分车型来看,2021 年我国纯电动汽车占比最大,产量达 294.2 万辆,占总新能源汽车产量的 82.9%。此外, 插电式混合动力汽车产量达 60.1 万辆,占总新能源汽车产量的 17%;燃料电池汽车产量达 1777 辆,占总新能 源汽车产量不足 0.05%。

新能源汽车的发展带动检测设备市场快速增长。新能源汽车测试系统涉及研发、制造及后市场等多个环节, 测试项目包括性能测试、耐久测试、环境模拟测试、下线测试等等。新能源汽车测试站点作为产品制造的重要 环节,可以用于对新能源汽车关键产品模块生产过程中进行各种功能和性能测试分析,因此新能源汽车测试设 备在新能源汽车生产过程中扮演着越来越重要的角色。而新能源汽车的快速发展也带来测试设备市场的快速增 长,全球汽车测试设备市场规模在 2020 年达到 23.65 亿美元,同比增长 3.7%,预计全球汽车测试设备市场规模 将保持 4.5%左右的复合增速持续增长,并在 2027 年达到 32.15 亿美元的市场规模。 国外厂商主导电动汽车测试市场,国内厂商加快布局。汽车是一个由数以万计零部件组成的机电混合复杂 系统,整车新能源汽车检测可以分为整车测试和零部件测试两大类,整车测试复杂度非常高,进入门槛高,主 要是由国外的专业测试仪器和设备公司提供。目前,全球电动汽车测试设备市场由 AVL(奥地利)、TUV Rheinland (德国)、帝目(德国)、Chroma ATE(中国台湾)和 HORIBA(日本)等主要参与者主导,这些公司为电动汽 车测试设备行业提供广泛的产品和解决方案,并在全球拥有强大的分销网络,并在研发方面投入巨资开发新产 品。而汽车零部件级测试由于种类繁多,难度不一,存在着巨大的市场机会,国内厂商正在加快布局。

新能源汽车电控市场空间广阔,国产企业强势占领市场份额。动力电池、驱动电机、电控系统是新能源汽 车的核心零部件,合称三电系统,是决定汽车性能的关键。动力电池是新能源汽车的“能量”来源,而驱动电 机、电控系统作为传统发动机功能的替代,其性能直接决定电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标。 从新能源汽车制造成本构成看,三电系统占整车成本约 50%。随着我国新能源汽车行业逐渐转向市场主导型, 及 IGBT 等电控系统核心零部件国产替代进程加快,中国电控系统市场迎来发展新机遇。根据头豹研究院数据, 中国新能源汽车电控系统市场规模由 2016 年 89.2 亿元增长至 2021 年 186.9 亿元,年复合增长率 15.94%。从市 场格局来看,我国新能源汽车电控市场集中度较高,比亚迪、汇川技术、特斯拉、联合电子和未来动力占据市 场前五,国产化程度高。

ADAS(高级驾驶辅助系统)前景向好,未来可期。ADAS(Advanced Driver Assistance System),即高级驾 驶辅助系统,是指利用安装在汽车上的各种传感器,如毫米波雷达、激光雷达、摄像头、超声波雷达等,感知车身周围环境并收集数据,进行静、动态物体辨识、侦测与追踪,并进行系统的运算和分析,从而让驾驶者预 先察觉到可能发生的危险,有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性,正是由于具有以上的优势,近年来 ADAS 市 场急速增长。根据 Statista 预计数据,2022 年全球 ADAS 市场规模有望达到 259.7 亿美元,2023 年将同比增 长 23.02%达到 319.5 亿美元。同时,根据 MarketsandMarkets 发布的《2030 年全球 ADAS 市场预测》,2025 年 全球 75%的汽车会拥有 L1 以及以上功能,ADAS 发展潜力巨大。

新能源汽车相关业务近年增长速度快,成为公司发展的新增长点。华兴源创为新能源汽车的头部客户开发 了车载电脑测试机、车身控制器测试平台和各类电子产品模块烧录和通讯测试相关设备等,同时在 ADAS 传 感器领域积极布局,开发了针对激光雷达、高压继电器、加速度传感器、摄像头模块、导航模块的生产测试相 关设备,部分设备已获得特斯拉量产测试设备订单。除特斯拉以外公司也顺利获得了国内多家造车新势力新能 源汽车企业的认可,匹配客户需求,积极推进业务,新能源检测设备业务迎来快速成长期。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关息,请参阅报告原文。)

详见报告原文。   

精选报告来源【未来智库】

 


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