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CMP 设备制造厂商

  • 作者:有梦的小孩
  • 2023-04-25 10:16:40
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华海清科国内龙头 CMP 设备制造厂商

华海清科是国内龙头 CMP 设备厂商,现已进入中芯国际、长江存储、华虹集团等国内一线 晶圆厂供应体系。公司创立于 2013 年,主要产品包括 12 英寸 CMP 设备和 8 英寸 CMP 设 备,支持 28nm 制程的成熟产业化应用,重点应用环节为集成电路制造。华海清科是国内 唯一一家能够量产 CMP 设备的上市公司,也是国内首家推出 12 英寸 CMP 设备的公司, 现已进入中芯国际、长江存储、华虹集团、大连英特尔、厦门联芯、长鑫存储等国内外一 线晶圆厂供应链。受益于国产替代浪潮,公司营收规模持续扩张,17-21 年营收 CAGR 达 154.50%,2021 年营收和归母净利润分别达到 8.05/1.98 亿元,同比增长 108.58%/102.76%, 毛利率达到 44.73%,同比增长 6.56pct。

2013 年成立起深耕 CMP 设备,逐步打开国内市场

华海清科自 2013 年成立起一直专注于 CMP 设备和工艺及配套耗材的研发, 2014 年推出 国内首台 12 英寸 CMP 设备,并打入中芯国际供应链。2017 年应市场需求推出 8 英寸 CMP 设备,成功合作长江存储、华虹集团、大连英特尔、厦门联芯、长鑫存储等国内一线晶圆 厂,2021 年新产品 12 英寸减薄抛光一体设备也已开启客户端验证。目前,公司 CMP 设备 已实现 28nm 制程的成熟产业化应用,14nm 制程工艺技术正处于验证中,产品性能已处于 国内领先水平,是国内唯一一家能够量产 CMP 设备的上市公司。

从产业链角度看,CMP 设备广泛应用于半导体产业链中硅片制造、集成电路制造、封装测 试环节,其中集成电路制造是其最重要应用环节。在硅片制造环节,在完成拉晶、硅锭加 工、切片成型环节后,在抛光环节,为最终得到平整洁净的抛光片需要通过 CMP 设备及工 艺来实现。在集成电路制造环节,芯片制造过程按照技术分工主要可分为薄膜淀积、CMP、 光刻、刻蚀、离子注入等工艺环节,CMP 设备必不可少。在先进封装领域,硅通孔(TSV) 技术、扇出(Fan Out)技术、2.5D 转接板(interposer)、3D IC 等都需要使用 CMP 设备。

12 英寸/8 英寸 CMP 设备成熟量产,12 英寸减薄抛光一体机验证中

华海清科主营 CMP 设备,产品大类涵盖 12 英寸 CMP 设备/8 英寸 CMP 设备/12 英寸减薄抛 光一体机。公司 300 系列产品是 12 英寸 CMP 设备,支持制程范围 65-130nm/45-130nm 的 工艺、28-65nm/14-45nm/28nm 以下的逻辑芯片工厂和 1xnm 存储工厂的工艺需求;200 系 列产品是 8 英寸 CMP 设备,兼容 4-8 英寸多种材料的化学机械抛光;12 英寸减薄抛光一体 机则集成超精密磨削、CMP 及后清洗工艺,精度高且工艺开发灵活。其中 12 英寸 CMP 设 备和 8 英寸 CMP 设备已量产出货,12 英寸减薄抛光一体机 21 年开启客户端验证,目前尚 未起量。此外,华海清科还经营 CMP 设备配套材料及技术服务,包括晶圆再生业务和关键 耗材销售和维保业务。

下游客户绑定龙头晶圆和存储厂商,国产替代优势显现

华海清科聚焦国内市场,自主研发生产的 CMP 设备已成功进入中芯国际、长江存储、华 虹集团、英特尔、长鑫存储、厦门联芯、广州粤芯、上海积塔等行业知名集成电路制造企 业,有效地提升了行业内半导体专用设备的国产化率,降低国内集成电路大生产线对国际 设备厂商的依赖程度,取得良好的市场口碑,客户资源优质且稳定。公司深度绑定下游龙 头厂商,19-21 年公司销售额前三大客户始终为长江存储、华虹集团和中芯国际,2021 年 销售额分别为 5.34/12.01/5.18 亿元,占总营收比重 66.37%/14.92%/6.43%。

17-21 营收 CAGR 达 154.50%,产品升级助力毛利率攀升

2021 年华海清科营收和归母净利润分别达到 8.05/1.98 亿元,同比增长 108.58%/102.76%, 17-21 年营收 CAGR 高达 154.50%。12 英寸 CMP 对营收贡献率较高,2021 年 12 英寸/8 英寸 CMP 设备营收分别为 6.82/0.12 亿元,同比增长 98.83%/13.44%,占比分别为 84.75/1.43%。此外,公司毛利率逐年攀升,2021 年达到 44.73%,同比增长 6.56pct。毛利 率的提升一方面得益于规模效应的显现,规模化原材料采购使得议价能力提高,且生产规 模的增长加大了固定成本的分摊,降低了单位生产成本;另一方面则来自于设备单价的提 升,公司坚持创新研发,不断推出新功能、新配置的高端产品,令单台设备价值量持续提 升。

研发能力董事及核心技术人员均为清华学者,研发实力雄厚

公司董事及核心技术人员主要为清华大学学者,董事长兼首席科学家路新春为中国科学院 研究所博士,任清华大学机械工程系教授、首席研究员,兼任清华大学天津高端装备研究 院副院长;董事赵燕来为清华大学化学系硕士及高级工程师,曾任汽巴精化中国区业务总 监。核心技术人员中,王同庆和赵德文均为清华大学机械工程专业博士研究生兼高级工程 师,沈攀、裴召辉、许振杰、田芳馨曾任清华大学摩擦学国家重点实验室工程师。公司核 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。截止2021年末公司有224名研发人员,占总人数比重32.37%,同比提升4.48pct; 21 年研发支出占据营收 14.17%,研发实力雄厚。

股权结构实际控股人四川国资委,产业投资公司助力企业成长

截至 2022 年 9 月 30 日,公司股权结构主要由三部分组成1)实际控制人持股公司实际 控制人为四川省政府国有资产监督管理委员会,其通过清控创投持有公司 28.19%股权。2) 产业基金与投资公司持股科海投资、国投基金、青岛民芯、上海金浦为持股比例超过 1.5% 的产业基金和投资公司,分别持股 5.57%/4.69%/1.87%/1.64%,其他参股产业基金和投资公 司还有浙江创投、国开投资、合肥石溪等 11 家。3)公司高管与员工持股公司董事长兼首 席科学家路新春持股 5.95%,员工持股平台清津厚德、清津立德与清津立言合计持股 12.22%。

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%/2.8%/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 23 年资本开支。其中,美光进一步削减 2023 财年资本支出至 70-75 亿美元(此 前计划为 80 亿美元),西部数据下调 23 财年总资本支出至 23 亿美元(上季度预期为 27 亿美元),SK 海力士维持全年资本支出预期(较 22 财年减半),而三星预计基本与 22 财年 持平。台积电预计 2023 年资本开支将介于 320-360 亿美元,上限与 2022 年持平;联电预 计 2023 年资本支出为 30 亿美元,同比增长 11%,中芯国际表示 2023 年资本开支将与 2022 年持平,华虹预计6-7亿美元(同比下滑35%)。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%,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。

CMP 设备是国产化进程推进较快的细分半导体设备领域之一

CMP 是化学机械抛光技术,是先进集成电路制造前道工序、先进封装等环节必需的关键制 程工艺。没有 CMP 技术,低于 0.35μm 技术节点的光刻将无法实施,摩尔定律也无法继 续。集成电路系把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及它们之间的连接 导线全部制作在一小块半导体晶片如硅片或介质基片上,焊接封装在一个管壳内,成为具 有所需电路功能的电子器件。其制造过程好比搭建多层的楼房,需要让楼层足够平坦齐整, 才能在其上方继续搭建,否则楼面高低不平将影响整体性能。相比于传统的化学抛光和机 械抛光,CMP 技术平坦化程度更高,抛光速率更快。CMP 是最有效的能够令集成电路楼 层达到纳米级全局平整的技术,CMP 设备是对晶片自动化实施 CMP 工艺的超精密装备。

CMP 设备包括抛光、清洗、传送三大模块。抛光作业过程中,抛光头将晶圆待抛光面压抵 在粗糙的抛光垫上,借助抛光液腐蚀、微粒摩擦、抛光垫摩擦等耦合实现全局平坦化。抛 光盘带动抛光垫旋转,通过先进的终点检测系统对不同材质和厚度的膜层实现 3~10nm 分 辨率的实时厚度测量防止过抛。制程线宽不断缩减和抛光液配方愈加复杂均导致抛光后更 难以清洗,且对 CMP 清洗后的颗粒物数量要求呈指数级降低,因此通常需要 CMP 设备 中清洗单元具备强大的清洁能力来实现更彻底的清洁效果,同时还不能破坏晶圆表面极限 化微缩的特征结构。

CMP 设备的难点主要在于晶片的平整度、适用制程和尺寸。1)为实现较为严格的平整度 需求,CMP 设备厂商通常需要对设备关键参数进行调制,包括抛光时间、研磨盘转速、抛 光头转速、抛光头分区、抛光头摇摆度、背压和下压力参数等,以实现最大效率的全局平 整,行业龙头 CMP 厂商均采用 7 分区抛光头技术。2)制程方面,先进制程 CMP 设备的 技术难度比成熟制程更高,CMP 工艺由 14nm 向 7/5/3nm 先进制程推进过程中,技术将不 断趋于抛光头分区精细化、工艺控制智能化、清洗单元多能量组合化。3)尺寸方面,12 英寸 CMP 设备较 8 英寸相比精度要求更高,需要更先进的抛光头超精密分区压力控制技 术和终点检测技术,因此 12 英寸 CMP 设备通常是业界公认的衡量一个厂家 CMP 设备研 发技术水平的标杆产品。

制造工艺升级拉动 CMP 设备市场,本土厂商迎来国产替代机遇

2021 年全球 CMP 设备市场规模达 27.83 亿美元,制程先进化推动 CMP 设备发展。随着 芯片制程的先进化,CMP 工艺在集成电路生产流程中的应用次数逐步增加,以逻辑芯片为 例, 65nm 制程芯片需经历约 12 道 CMP 步骤,而 7nm 制程所需的 CMP 处理则增加为 30 多道。随着 CMP 设备在整体生产链条中的使用频次增加,CMP 设备整体市场规模稳步 扩张,据Gartner数据,2021年全球CMP设备市场规模为27.83亿美元,同比增长57.50%。 2022 年全球 CMP 设备行业市场规模预计达 31.87 亿美元,同比增长 14.52%。

总体来说,晶圆制造设备(前道工艺设备)市场规模占据集成电路设备整体市场规模的 80% 以上,其中 CMP 占全球晶圆制造设备市场规模的 3%。虽然 CMP 占比不如刻蚀、光刻和 CVD,但是 CMP 设备增长速度则位于晶圆制造设备增速第 4 位,Gartner 预计 2020-2025 年全球 CMP 设备收入复合增速将达到 6.2%。

晶圆再生、先进封装市场的发展为 CMP 设备更多元的价值增长点

硅片制造领域,半导体抛光片生产工艺流程中,在完成拉晶、硅锭加工、切片成型环节后, 在抛光环节,为最终得到平整洁净的抛光片需要通过 CMP 设备及工艺来实现。CMP 设备 同时也是晶圆再生流程的核心,随着制程节点的升级,芯片制造对产品高良率要求带动更 多控挡片的使用以增加监控频率,晶圆再生市场需求的提升进一步带动对 CMP 设备的需求。 先进封装领域, CMP 工艺会越来越多被引入并大量使用,其中硅通孔(TSV)技术、扇出 (Fan-Out)技术、 2.5D 转接板(interposer)、 3D IC 等将用到大量 CMP 工艺,这将 成为 CMP 设备除 IC 制造领域外一个大的需求增长点。

全球再生硅晶圆市场强劲增长,日企和台企占据 90%左右份额。SEMI 数据显示 2018 年全 球再生硅晶圆市场连续第 2 年保持接近 20%的增长,规模达 6.03 亿美元。根据 SEMI 预测, 2021 年全球 8 寸、12 寸再生晶圆需求有望超过 200 万片/月,其中根据 RS Technologies 公 司公告,2021 年全球 12 寸晶圆再生市场产能达 139 万片/月,较 2016 年增长近 45%,全球 再生硅晶圆需求驱动市场规模强劲增长。根据 SEMI,12 英寸硅晶圆价格在 100-120 美元/ 片,再生晶圆价格为 30-40 美元/片,12 英寸与 8 英寸晶圆产能分别为 680 万片/月、650 万 片/月,据观研网,65nm 制程的晶圆代工厂每 10 片正片需要加 6 片挡控片,28nm 及以下制 程每 10 片正片则需要加 15-20 片挡控片,挡片可循环 5 次左右,由此测算 2021 年全球再生 晶圆市场需求空间约为 10 亿美元,CAGR 为 18.96%。全球再生硅晶圆市场集中度极高,据 RST 数据,2019 年按产能计算,日企和台企共占据 90%左右份额,其中日本 RS Technologies、 Hamada Heavy、Mimasu 三家公司占据 60%左右的份额,而中国台湾的中砂、辛耘、升阳 三家公司市占率达到 30%左右。

美日玩家占比较高,本土 CMP 装备厂商正逐步崛起

2021 年中国 CMP 设备市场(中国大陆和中国台湾)占据全球市场的 29.8%,且近年来以 高于全球的增速蓬勃发展。据 SEMI 数据,2021 年中国大陆 CMP 设备市场规模约 8.3 亿 美元,2013-2021 年中国大陆地区 CMP 设备市场 CAGR 达 34.0%,高于全球市场增速, 2022 年中国大陆 CMP 市场有望超过 9 亿美元。然而,中国市场中绝大部分的高端 CMP 设备仍然依赖于进口,主要由美国应用材料和日本荏原两家厂商供应,二者占据了全球 90% 以上的市场份额,国内 CMP 设备的主要供应商只有华海清科和北京烁科精微电子装备有限 公司两家。国内 CMP 设备市场供需不匹配为本土 CMP 设备厂商的国产替代提供了广阔的 市场空间。

公司核心竞争力分析

竞争力分析1打破美日垄断,国内领先 12 英寸 CMP 设备制造商

华海清科是国内龙头 CMP 制造商,也是国内唯一一家能够提供 12 英寸 CMP 设备商业机 型的制造商。2014 年公司推出国内首台拥有核心自主知识产权的 12 英寸 CMP 设备,打 破了国际巨头数十年的垄断。目前公司所生产 CMP 设备包括 12 英寸和 8 英寸两种,分别 用于集成电路制造中 12 英寸/8 英寸产品线。截至 2021 年 12 月 31 日,华海清科 12 英寸 CMP 设备系列累计量产晶圆超 1,300 万片,且其在逻辑芯片制造、3D NAND 制造、DRAM 制造等领域的工艺技术水平已分别突破至 14nm、128 层、1X/1Ynm,为当前国内生产线 的最高水平;8 英寸 CMP 设备系列也在国内集成电路制造商中实现了产业化应用,主要用 于晶圆制造、MEMS 制造及科研攻关。

公司 14nm 以上制程的主要 CMP 设备与国际龙头美国应用材料及日本荏原不存在明显技 术差距,已成功实现国产替代。由于国内 CMP 设备市场发展处于初期,因此公司主要竞争 对手为国际龙头公司美国应用材料及日本荏原。三者 CMP 设备原理相同,均适用于 12 英 寸晶圆产线,采用 7 分区抛光头技术令晶圆平坦化更有效,且均能达到特定颗粒物不超过 50 个的目标。此外,公司采用特色归一化抛光终点识别技术以克服在电机电流检测领域技 术的短板,令金属薄膜厚度和晶圆形貌状态检测更准确。虽然目前公司市场规模相对较小, 但是国产替代迅速。根据我们测算,公司 2018 年-2021 年在中国大陆地区的 CMP 设备市 场占有率逐年提升,分别为 1.05%、6.12%、12.64%和 16.10%。

募投资金中的 2 亿元用于研发高端设备,看好公司未来通过持续推出新产品保证盈利能力 不断提升。一方面,公司正积极研发 14nm 及以下 CMP 设备,拟针对 14nm 及以下制程集 成电路制造中更高的抛光、清洗工艺需求,建立面向 14nm 及以下制程的先进多区抛光部 件验证平台、先进工艺测试平台及前沿清洗研发平台。另一方面,公司也在继续进行 12 英 寸减薄抛光一体机的成套工艺研发。公司计划投入 3.12 亿元(其中 2 亿元来自募投资金) 用于创新研发面向 14nm 及以下制程先进半导体制造 CMP、减薄多项关键技术及系统,拓 宽公司在集成电路先进制程关键装备市场的布局,并形成新的利润增长点。我们认为,随 着公司可用于 14nm 制程的 CMP 设备逐步实现产业化应用与更多高端精密半导体设备的推 出,公司的盈利能力将持续稳步提升。

竞争力分析2:深度绑定长江存储、华虹集团和中芯国际等龙头厂商

公司下游客户均为行业国内龙头,包括中芯国际、长江存储、华虹集团、英特尔、长鑫存 储、厦门联芯、广州粤芯、上海积塔等行业知名集成电路制造企业。其中,公司与中芯国 际、长江存储和华虹集团合作时间较长,绑定较深,分别于 2015、2018 和 2018 年打入中 芯国际、长江存储和华虹集团供应链,2021 年公司向三者销售额合计占比 87.72%。由于 下游大客户需求量大且稳定,华海清科营收规模扩张迅速,2019 年在长江存储和华虹集团 的放量令公司当年营业收入突破 2 亿元,同比增长 491.44%,2021 年营收进一步达到 8.05 亿元,17-21 年营收 CAGR 高达 154.50%。截至 2022 年第三季度末,公司合同负债达 10.64 亿元,较 2021 年末增长 36.59%,目前公司在手订单与新订单增长较为可观(第三季度末 较去年同期新增 90%以上)。公司深度绑定下游龙头厂商,订单规模增长稳中有进,利于后 期营收规模持续提升。

竞争力分析3减薄抛光一体机、晶圆再生及耗材业务放量,拓展市场空间

1)CMP 装机量迅速增长,关键耗材销售和维保业务空间可观

在集成电路制造所使用的全部种类半导体设备中,CMP 设备是使用耗材较多、核心部件有 定期维保更新需求的制造设备之一。基于 CMP 工艺特点,CMP 设备正常运行过程中,除 了需要使用抛光液、抛光垫等通用耗材外,设备自身的抛光头、保持环、气膜、清洗刷、 钻石碟等关键耗材也会快速损耗,必须进行定期维保更新。

公司关键耗材销售和维保业务主要是针对已销售的 CMP 设备,向客户提供设备关键易磨 损零部件的维保、更新服务,以保证设备的稳定运行。报告期内,公司向客户销售的关键 耗材主要包括保持环、探测器、气膜、7 分区抛光头等,维保服务主要包括向客户提供 7 分 区抛光头维保等。

对比海外龙头公司,公司服务业务还有较大的提升空间。关键耗材销售和维保业务,是设 备公司重要的服务内容,同时也能为公司提供更长期稳定的持续性收入来源。具体而言, AMAT 全球应用服务业务 2022 财年实现收入 55.4 亿美元,占当年总收入的 21.6%;Lam 客户支持业务及其他 2022 财年实现收入 59.0 亿美元,占当年总收入的 34.3%;而华海清 科 2021 年配套材料及技术服务业务收入 1.1 亿美元,仅占当年总收入的 13.8%。随着公司 销售 CMP 设备数量增加,相关产线陆续投产并持续运行,公司关键耗材销售和维保业务规模将随之扩大,业务可持续性较强。按照 CMP 配套服务占 CMP 设备市场规模 20%测算, 2021 年全球 CMP 配套服务市场规模约为 6.37 亿美元,中国 CMP 配套服务市场规模约为 1.90 亿美元,2019-2021 年,公司 CMP 配套材料及技术服务毛利占比从 10.89%提升至 17.58%,该类业务毛利率较高,预计在未来会不断的帮助提升公司的盈利水平。

2)加快 12 英寸晶圆减薄抛光一体机的开发进度

公司基于自身对 CMP 技术和设备的长期研发和丰富生产经验的基础上,前瞻性地研制开 发出了自主知识产权的 Versatile-GP300 减薄抛光一体机,此类设备主要适用于先进集成 电路制造的晶圆背面减薄工艺,以满足 3D IC 对超精密磨削、CMP 及清洗的一体化工艺 需求。公司 Versatile-GP 300 的产品已交付指定客户进行大生产线考核验证。公司拟利用 募集资金进行 12 英寸减薄抛光一体机的成套工艺研发和产业化生产,拓宽公司在集成电 路先进制程关键装备市场的布局并形成新的利润增长点。未来公司计划进一步研发超精密 减薄机,提升性能和工艺水平,适应更先进制程和更复杂工艺的需求。

3)对现有 CMP 设备业务进行外延式拓展,发展晶圆再生业务

晶圆再生业务实现控挡片循环利用,助力芯片制造流程降本增效。芯片制造过程中硅片扮演 两类“角色”一是直接用于半导体加工的正片(Prime Wafer),二是用于监控、测试机台制 程能力或维持机台运行稳定性的控片(Monitor Wafer)/挡片(Dummy wafer)。晶圆再生业 务指回收使用过的控挡片,将其工艺薄膜、金属颗粒残留等杂质去除,使其达到再次使用的 标准。公司晶圆再生的业务模式为利用自身 CMP 技术和自产晶圆再生关键设备为客户提供 晶圆再生服务和再生晶圆销售,即客户将使用过的控挡片委托给公司进行研磨抛光及清洗加 工并支付相应的加工服务费用;或由公司直接对外采购使用过的控挡片,然后进行研磨抛光 及清洗,形成可重新使用的控挡片,向下游集成电路制造厂商直接销售成品再生晶圆。

国内晶圆再生业务供需存在巨大缺口,看好市场成长前景。中国大陆本土化、规模化晶圆再 生产能仍有待填补空白。2020 年之前,大陆在晶圆再生专业代工领域为空白,多数代工业务 由台企、日企垄断。目前在中国大陆地区,除公司已开展少量晶圆再生业务外,至纯科技、 协鑫集成、富乐德长江半导体与晶芯科技均公告新进入晶圆再生业务,其中至纯科技 12 英寸 晶圆再生一期项目已于 2021 年 7 月量产,预计 2023 年达产 7 万片/月,二期项目规划产能 14 万片/月,正在投资建设;协鑫集成 8 英寸晶圆再生项目规划产能 5 万片/月,12 英寸晶圆 再生项目规划产能产 25 万片/月;富乐德长江半导体 12 英寸晶圆再生项目已于 2021 年实现 量产,产能达 15 万片/月;晶芯科技总投资 23.13 亿元,建设 4 条 12 英寸再生晶圆产线,目 前项目一期产能已达 10 万片/月,项目全部达产后可达总产能 480 万片/年。

公司具备进入晶圆再生市场的先发优势,募投资金赋能晶圆再生业务成长。晶圆再生业务存 在一定的技术门槛,其难点与核心是 CMP 工艺,而公司作为国内 CMP 设备龙头,具备多年 积累的 CMP 工艺技术和自产设备成本优势,同时晶圆再生客户与公司已有的丰富客户资源 高度重合,晶圆再生业务的技术、设备、客户协同性为公司带来进入市场的先发优势。本次 公司拟投入募集资金 1.5 亿元,总投资 3.6 亿元赋能晶圆再生项目,基于公司 CMP 设备生产 能力切入发展晶圆再生业务,客户反响良好,有望为公司提供新的成长动能。

可比公司对比华海成长性强,收入增速、毛利率均行业领先

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、拓荆科技与 华海清科,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%,平台化战略逐步推进。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,目前华海清科在收入规模上落后于北方华创、中微公司与盛美上海,但 高于拓荆科技,系公司目前专精小而美的 CMP 市场,平台化战略仍处初始阶段,整体经营 规模较小;毛净率方面,华海清科 2021 年毛利率为 44.73%,均高于可比公司,较 2017 年提升 27.20pct,净利率低于中微公司(32.54%),但均高于其他可比公司,系公司规模 效应不断扩大及有竞争的产品带来更高的议价能力等因素多轮驱动。未来三年,得益于公 司产品突破与创新叠加产品结构优化、国产 CMP 龙头地位持续稳固等因素,我们认为,华 海清科在收入规模、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,华海清科收入体量快速成长,19-21 年营收 CAGR 高达 182.60%,远高于北方华创(42.82%)、中微公司(23.77%)、盛美上海(43.35%)、 拓荆科技(120.56%)。我们预计未来三年公司营收 CAGR 可达 66.39%,根据目前市场一 致预期,北方华创、中微公司、盛美上海、拓荆科技 22-24 年营收 CAGR 分别为 37.05%/36.92%/46.48%/60.42%,我们认为,得益于持续突破更高端的制程、核心 CMP 业务带动相关衍生业务实现多维复合增长及较低的收入基数,华海清科未来收入增速将持 续领先于可比公司。

从研发能力来看,近年来华海清科研发费用率处于同行业公司上游水平。华海清科 2021 年研发费用率达 14.17%,高于北方华创(13.40%)与中微公司(12.79%),低于盛美上海 (17.18%)与拓荆科技(38.04%),在行业内处于较高水平。截至 2021 年末,研发人员 224 人,占员工总数比例达到 32.37%,高于北方华创。2021 年研发人员人均薪酬达 25.03 万元,高于北方华创与拓荆科技。华海清科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。

财务分析盈利能力趋稳

利润表毛利率水平稳中向好;研发费用占比高

盈利能力受益于半导体设备国产替代,我们看好公司深耕强化 12 英寸 300 系列和 8 英寸 200 系列 CMP 设备,拓展晶圆减薄设备,拓展客户群体,持续提升市场份额及产品认可度。 我们预测 22/23/24E 华海清科收入增速为 108.0%/57.5%/40.6%;归母净利润增速为 129.1%/51.1%/35.5%。其中,2022 年归母净利润同比高增主因 12 英寸 300 系列 CMP 设 备持续放量,对营收贡献率较高。 利 润 率  我 们 预 测 , 未 来 3 年 公 司 毛 利 率 将 为 47.3%/47.9%/48.5%,净利率为 27.1%/26.0%/25.1%。总体上毛利率较为稳定,22 年毛利率提升得益于设备单价的提升及 规模效应下单位生产成本的降低。 费用率我们预测,未来 3 年公司营业费用率为 26.2%/26.3%/26.4%。其中,研发费用率 为 14.2%/14.2%/14.2%。研发投入将是企业费用率中最核心的支出。

资产负债表资产负债率优化

资产负债率公司营收能力持续增加,资本支出和研发费用继续提升,偿债能力良好。我们 预计未来 3 年公司将进一步优化资金使用效率,资产负债率平稳提升,维持在 50%以内。 周 转 天 数 我们预测 未来 3 年 公司应 收账款 /应 付账款 /存货周 转天数将 维持在 33-52/331-370/664-913 天的区间内。

现金流量表经营性活动现金流状况良好

公司今年前三季度因使用现金支付劳务费用经营性净现金流为负。我们预测,受益于客 户结构的优化和新产品的持续推出,公司营收将稳步提升,2022 年之后,公司经营性 活动现金流将维持净流入状态。


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