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1、 有關分析師的申明,見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 芯源微 688037.SH 公司研究 | 首次報告 國內涂膠顯影設備龍頭,背靠中科院沈自所國內涂膠顯影設備龍頭,背靠中科院沈自所。公司 2002 年由中科院沈陽自動化研究所發起創建。后獲批承擔國家 02 專項中的“凸點封裝涂膠顯影、單片濕法刻蝕設備的開發與產業化”項目,是 02 重大專項支持的唯一一家國產涂膠顯影設備企業;后又承擔 02 重大專項的“300mm 晶圓勻膠顯影設備研發”項目,拓展先進封裝領域的同時成功突破前道領域多項核心關鍵技術。公司設備
2、過去主要應用于先進封裝、小尺寸設備領域,市場空間 2-3 億美元,突破前道設備(Track、清洗)將使公司下游市場空間拓展至 80 億美元以上,目前公司前道設備客戶已覆蓋中芯國際、長江存儲等國內一線廠商,新產品新客戶驗證持續推進,公司有望迎來加速增長階段。 引領涂膠顯影設備國產替代,布局清洗設備進一步打開成長空間引領涂膠顯影設備國產替代,布局清洗設備進一步打開成長空間。2021 年預計全球半導體設備銷售額超千億美金,同比提升 40%以上,中國大陸半導體設備銷售額占比持續提升,達到 29%。芯源微具備涂膠顯影、清洗、濕法刻蝕等設備供應能力,覆蓋半導體前道設備市場達 10%以上的需求。公司是國內目
3、前唯一能提供前道涂膠顯影設備的廠商,offline 涂膠顯影機產品已實現批量銷售,I-line 涂膠顯影機已經通過部分客戶驗證并進入量產銷售階段、KrF 涂膠顯影機已經通過客戶 ATP 驗收,有望持續放量引領國產替代。同時公司積極拓展清洗設備業務,物理清洗設備已取得國內領先地位,公司僅通過 Spin Scrubber 設備(物理清洗)便已占據國內主要前道產線清洗設備中標量的 9%,未來化學清洗設備新品將進一步打開公司成長空間。 后道后道/小尺寸設備需求旺盛,公司優勢顯著。小尺寸設備需求旺盛,公司優勢顯著。先進封裝拉動后道設備需求旺盛:隨著電子產品趨向于功能化、輕型化、小型化、低功耗和異質集成,
4、先進封裝需求旺盛,根據 Yole 的統計和預測,2021 年先進封裝市場體量約為 27.4 億美元,到 2027年將將達到 78.7 億美元,復合年化增長率高達 19%。 小尺寸領域,Mini/MicroLED滲透率提升驅動 LED 設備需求,新能源汽車帶動功率/化合物半導體需求,拉動小尺寸設備需求。公司后道/小尺寸設備已成國內應用主力機型,產品應用于長電科技、三安光電等一線大廠,并持續開拓中國臺灣以及海外市場,目前已進入臺積電供應鏈。 我們預測公司 22-24 年每股收益分別為 1.58、2.40、3.73 元,由于前道涂膠顯影設備國產化空間巨大,我們采用絕對估值法(FCFF),給予232.
5、30元目標價,首次給予買入評級。 風險提示風險提示 半導體設備行業景氣度不及預期;客戶驗證進展不及預期;零部件斷供風險;盈利能力改善不及預期;市場份額提升不及預期。 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 營業收入(百萬元) 329 829 1,309 1,843 2,567 同比增長(%) 54.3% 152.0% 57.9% 40.8% 39.3% 營業利潤(百萬元) 36 76 145 219 341 同比增長(%) 39.6% 109.0% 91.2% 51.3% 55.5% 歸屬母公司凈利潤(百萬元) 49 77 133 202 314 同比增長(%) 66.8%
6、 58.4% 72.4% 51.3% 55.5% 每股收益(元) 0.58 0.92 1.58 2.40 3.73 毛利率(%) 42.6% 38.1% 36.4% 35.5% 36.4% 凈利率(%) 14.8% 9.3% 10.2% 10.9% 12.2% 凈資產收益率(%) 6.3% 9.1% 13.8% 17.8% 22.6% 市盈率 266.8 168.4 97.7 64.6 41.5 12.6 10.6 8.4 資料來源:公司數據. 東方證券研究所預測. 每股收益使用最新股本全面攤薄計算. 盈利預測與投資建議 核心觀點 公司主要財務信息 股價(2022年03月14日) 154.8
7、元 目標價格 232.3 元 52 周最高價/最低價 302.35/75.32 元 總股本/流通 A 股(萬股) 8,416/4,481 A 股市值(百萬元) 13,027 國家/地區 中國 行業 電子 報告發布日期 2022 年 03 月 15 日 1 周 1 月 3 月 12 月 絕對表現 2.72 26.37 -22.41 86.01 相對表現 9.97 46.83 -5.05 118.05 滬深 300 -7.25 -20.46 -17.36 -32.04 引領涂膠顯影設備國產替代,積極開拓清洗設備市場 買入(首次) 芯源微首次報告 引領涂膠顯影設備國產替代,積極開拓清洗設備市場 有關
8、分析師的申明,見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 2 目 錄 一、國內涂膠顯影設備龍頭,前后道業務全面布局 . 5 二、前道設備:引領涂膠顯影設備國產替代,布局清洗設備進一步打開成長空間 . 10 2.1 半導體行業高景氣,設備開支大幅提升 . 10 2.2 涂膠顯影:前道涂膠顯影設備國產替代領軍者 . 13 2.3 清洗設備:物理清洗設備國內領先,積極拓展化學清洗 . 15 三、 后道及小尺寸設備:先進封裝、MiniLED、化合物驅動市場增長,公司優勢顯著 . 19 盈利預測與投資建議 . 23 盈利預測
9、 . 23 投資建議 . 24 風險提示 . 24 qWtZyUeYmVMB9P8Q6MtRrRtRtRiNoOnOfQrQqO9PmMxONZmRrRMYnNoM 芯源微首次報告 引領涂膠顯影設備國產替代,積極開拓清洗設備市場 有關分析師的申明,見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 3 圖表目錄 圖 1:公司發展歷程. 5 圖 2:公司股權結構(截至 2021 年末) . 6 圖 3:公司產品線覆蓋光刻環節涂膠顯影設備及單片濕法設備 . 6 圖 4:公司客戶覆蓋廣泛 . 7 圖 5:突破前道設備大幅打開公司
10、成長空間 . 7 圖 6:公司營收加速增長 . 8 圖 7:公司歸母凈利潤快速提升 . 8 圖 8:光刻工序涂膠顯影設備與單片濕法設備雙輪驅動公司業績成長(百萬元) . 8 圖 9:客戶開拓迅速,盈利能力短期承壓 . 9 圖 10:公司分業務毛利率情況 . 9 圖 11:公司管理費用率及銷售費用率受益收入規模提升明顯下降 . 9 圖 12:公司持續高研發投入,積蓄成長動能 . 10 圖 13:新應用、新技術驅動半導體市場快速增長 . 11 圖 14:全球半導體銷售額 2021 年同比提升 26% . 11 圖 15:半導體產業向中國大陸擴散 . 11 圖 16:21、22 年全球新建晶圓廠中國
11、大陸及臺灣地區占比最大(單位:個) . 11 圖 17:中國大陸半導體設備行業快速增長,全球占比持續提升(單位:十億美元) . 12 圖 18:晶圓制造設備占半導體設備市場份額約 86% . 12 圖 19:集成電路前道制造設備投資占比情況-2019 . 12 圖 21:涂膠顯影是光刻環節重要步驟 . 13 圖 22:涂膠顯影設備隨光刻工藝迭代,技術難度提升 . 14 圖 23:2019 年全球涂膠顯影行業市場占有率 . 15 圖 24:2019 年中國大陸涂膠顯影行業市場占有率 . 15 圖 25:制程縮小帶來清洗工序步驟數量大幅增加(次) . 16 圖 26:清洗機示意圖 . 16 圖 2
12、7:濕法、干法清洗涉及的主要清洗方法情況 . 16 圖 28:濕法清洗設備為主流設備 . 16 圖 29:單片、槽式清洗設備各有優劣 . 17 圖 30:單片清洗設備為市場主流-2019 . 17 圖 31:全球半導體清洗設備市場格局-2020 . 18 圖 32:國內主要晶圓廠清洗設備招標中標廠商份額情況 . 18 圖 33:主要先進封裝廠商投入大額資本開支-2021 年 . 19 圖 34:全球先進封裝市場有望快速增長 . 19 圖 35:全球后道涂膠顯影設備市場規??焖僭鲩L . 20 芯源微首次報告 引領涂膠顯影設備國產替代,積極開拓清洗設備市場 有關分析師的申明,見本報告最后部分。其他
13、重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 4 圖 36:全球 MiniLED 背光迎來快速發展(單位:百萬平方米) . 20 圖 37:新能源汽車拉動功率半導體/化合物半導體需求提升 . 20 圖 38:2019H1 后道先進封裝及小尺寸設備占公司收入較大比重 . 21 圖 39:公司核心技術積累助力提升產品性能 . 21 圖 40:公司 LED、先進封裝涂膠顯影設備技術不輸海外廠商 . 21 表 1:光刻工藝迭代路徑 . 13 表 2:中國大陸前道涂膠顯影設備市場規模測算(億美元) . 14 表 3:主要涂膠顯影設備廠商工藝覆蓋能力
14、對比 . 15 表 4:國內清洗設備市場空間測算 . 17 表 5:國內封測廠商積極定增擴產 . 19 表 6:估值假設主要參數 . 24 表 7:絕對估值敏感性分析表 . 24 芯源微首次報告 引領涂膠顯影設備國產替代,積極開拓清洗設備市場 有關分析師的申明,見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 5 一一、國內國內涂膠顯影涂膠顯影設備龍頭,前后道業務全面布局設備龍頭,前后道業務全面布局 1.1 國內涂膠顯影設備龍頭,前道突破打開成長空間 國內涂膠顯影設備龍頭,國內涂膠顯影設備龍頭,多年承擔國家“多年承擔國家
15、“02 專項”專項”。2002 年 12 月 17 日 公司前身沈陽芯源先進半導體技術有限公司設立,由中科院沈陽自動化研究所發起創建。2008 年,公司獲批承擔國家“十一五”極大規模集成電路制造裝備及成套工藝專項(“02 專項”)中的“凸點封裝涂膠顯影、單片濕法刻蝕設備的開發與產業化”項目,是 02 重大專項支持的唯一一家國產涂膠顯影設備企業;2012 年之前,公司產品主要面向小尺寸封裝及 LED 等領域;2012 年公司承擔的國家“十二五”02 重大專項的“300mm 晶圓勻膠顯影設備研發”項目獲得立項批復,加大力度拓展先進封裝領域,在項目執行期 2012-2015 年,成功突破前道領域超薄
16、膠膜均勻涂覆、精細化顯影、精密溫控熱處理等多項核心關鍵技術;2018 年,公司出廠驗證第一臺前道涂膠顯影機,成功切入前道市場;2020-2021 年,公司加速拓展前道產品,持續突破高端涂膠顯影設備、清洗設備。 圖 1:公司發展歷程 數據來源:招股說明書,公司官網,東方證券研究所 公司背靠中科院沈自所,無實際控制人公司背靠中科院沈自所,無實際控制人。截至 2021 年末,中科院沈自所直接持有公司 12.48%股權,長期為公司提供科研資源支持。公司董事長宗潤福先生在沈陽自動化研究所任職 14 年,享有享受國務院政府特殊津貼,曾獲得多項國家級、省級獎項;董事胡琨元先生自 2006 年至今一直供職于沈
17、自所;董事 CTO 陳興隆先生曾先后擔任應用材料資深工程經理、三星電子生產技術研究所首席工程師、SEMES America Inc.技術創新官。 芯源微首次報告 引領涂膠顯影設備國產替代,積極開拓清洗設備市場 有關分析師的申明,見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 6 圖 2:公司股權結構(截至 2021 年末) 數據來源:Wind,東方證券研究所 公司產品線覆蓋光刻環節涂膠顯影設備及單片濕法設備。公司產品線覆蓋光刻環節涂膠顯影設備及單片濕法設備。公司主要產品包括光刻工序涂膠顯影設備(涂膠/顯影機、噴膠機)和
18、單片式濕法設備(清洗機、去膠機、濕法刻蝕機),可用于8/12英寸單晶圓處理(如集成電路制造前道晶圓加工及后道先進封裝環節)及 6 英寸及以下單晶圓處理(如化合物、MEMS、LED 芯片制造等環節)。 圖 3:公司產品線覆蓋光刻環節涂膠顯影設備及單片濕法設備 數據來源:公司公告、東方證券研究所 公司公司客戶覆蓋廣泛,供貨各領域頭部廠商客戶覆蓋廣泛,供貨各領域頭部廠商。 (1)集成電路前道晶圓加工領域:中芯國際、上海華力、長江存儲、積塔半導體等;(2)集成電路后道先進封裝領域:臺積電、華為、長電科技、通富微電、華天科技、日月光集團等;(3)化合物、MEMS、LED 芯片制造等領域:三安光電、華為、
19、Silex、乾照光電、華燦光電等。 芯源微首次報告 引領涂膠顯影設備國產替代,積極開拓清洗設備市場 有關分析師的申明,見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 7 圖 4:公司客戶覆蓋廣泛 數據來源:公司年報,東方證券研究所 定增項目定增項目進一步加碼研發、進一步加碼研發、擴充產能,擴充產能,有望持續突破有望持續突破前前道高端設備道高端設備。公司前道設備業務推進順利,適用于前道晶圓加工工序的涂膠顯影設備和單片清洗設備在特定工藝上已通過客戶驗證并投入使用,2020 年,前道 track 獲得重復訂單,前道清洗設備獲
20、得多個前道大客戶訂單。同時公司擬通過 22 年定增項目募資 10 億元,推進 ArF 光刻工藝涂膠顯影機、浸沒式光刻工藝涂膠顯影機及單片式化學清洗機等高端半導體專用設備的研發和產業化;同時提升現有量產半導體設備的供貨能力,主要用于前道 I-line 與 KrF 光刻工藝涂膠顯影機、前道 Barc(抗反射層)涂膠機以及后道先進封裝 Bumping 制備工藝涂膠顯影機。公司原有設備業務主要應用于先進封裝、小尺寸設備領域,市場空間 2-3 億美元,突破前道設備(Track、清洗)將使公司下游市場空間拓展至 80 億美元以上,公司有望迎來加速增長階段。 圖 5:突破前道設備大幅打開公司成長空間 數據來
21、源:公司 2020 年業績推介材料、東方證券研究所 芯源微首次報告 引領涂膠顯影設備國產替代,積極開拓清洗設備市場 有關分析師的申明,見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 8 1.2 業績高速增長,研發持續高投入 前道設備業務持續突破,前道設備業務持續突破,公司業績公司業績加速增長加速增長。受益于半導體行業高景氣,公司在保持小尺寸(如LED、化合物半導體等)及集成電路后道先進封裝領域產品收入穩步增長的同時,集成電路前道晶圓加工領域產品收入也實現快速放量,2021 年公司實現營收 8.3 億元,同比增長 152
22、%;公司利潤持續增長,2021 年實現歸母凈利潤 0.77 億元,同比增長 58%。 圖 6:公司營收加速增長 圖 7:公司歸母凈利潤快速提升 數據來源:Wind、東方證券研究所 數據來源:Wind、東方證券研究所 光刻工序涂膠顯影設備與單片濕法設備光刻工序涂膠顯影設備與單片濕法設備雙輪驅動公司業績成長雙輪驅動公司業績成長。2021年,公司光刻工序涂膠顯影設備收入占比為 61%,單片濕法設備收入與占比 35%,其中光刻工序涂膠顯影設備收入同比 114%以上,單片濕法設備同比增長 281%。 圖 8:光刻工序涂膠顯影設備與單片濕法設備雙輪驅動公司業績成長(百萬元) 數據來源:Wind、東方證券研
23、究所 0%20%40%60%80%100%120%140%160%0100200300400500600700800900201620172018201920202021營業收入(百萬元)YOY-100%0%100%200%300%400%500%0102030405060708090201620172018201920202021歸母公司凈利潤(百萬元)YOY0100200300400500600700800900201620172018201920202021光刻工序涂膠顯影設備單片式濕法設備其它設備其他業務 芯源微首次報告 引領涂膠顯影設備國產替代,積極開拓清洗設備市場 有關分析師的申明
24、,見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 9 前道設備業務快速拓展致盈利能力短期承壓,未來有望逐步回歸至較高水平前道設備業務快速拓展致盈利能力短期承壓,未來有望逐步回歸至較高水平。半導體設備行業技術壁壘、客戶認證壁壘較高,過去幾年毛利率整體穩定在 40%以上。2021 年毛利率水平略有下滑,主要由于公司前道設備業務正處于快速的市場開拓階段。未來隨公司前道設備業務體量擴大、客戶逐漸形成穩定合作關系以及上游零部件的國產化,毛利率有望回歸至前期水平,甚至高于前期水平。 圖 9:客戶開拓迅速,盈利能力短期承壓 圖 10
25、:公司分業務毛利率情況 數據來源:Wind、東方證券研究所 數據來源:Wind、東方證券研究所 2021 年公司費用率明顯下降。年公司費用率明顯下降。2020 年公司由于人員規模的快速擴張各項費用率有所上升,2021年前三季度隨公司收入快速提升帶來的規模效應以及公司管理水平的持續提升,管理費用率由2020 年的 17.4%下降至 2021 年的 11.16%,銷售費用率由 2020 年的 11.3%下降至 2021 年的8.77%。 圖 11:公司管理費用率及銷售費用率受益收入規模提升明顯下降 數據來源:Wind,東方證券研究所 公司持續強研發投入,推進自研核心技術。公司持續強研發投入,推進自
26、研核心技術。公司高管均有豐富的半導體專業背景和相關從業經歷。其中董事長宗潤福先生曾在中科院沈陽自動化研究所工作,歷任室主任、科技處長等職,主持過多項大型自動化系統工程、國家攻關項目,曾獲國家科技重大專項突出貢獻獎等多項獎勵。公司0%10%20%30%40%50%60%201620172018201920202021毛利率(%)凈利率(%)0%20%40%60%80%201620172018201920202021光刻工序涂膠顯影設備單片式濕法設備0%5%10%15%20%201620172018201920202021管理費用率銷售費用率 芯源微首次報告 引領涂膠顯影設備國產替代,積極開拓清洗
27、設備市場 有關分析師的申明,見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 10 持續保持高研發投入水平,2021 年研發支出占營業收入比重 11.16%。公司在主要的業務領域掌握了一系列具有自主研發的核心技術,截至 2021 年末,公司及其子公司已獲授權專利共計 217項,其中發明專利 162 項,實用新型專利 33 項,外觀設計專利 22 項;同時公司擁有軟件著作權54 項。 圖 12:公司持續高研發投入,積蓄成長動能 數據來源:Wind,東方證券研究所 二、前道設備:二、前道設備:引領涂膠顯影設備國產替代,布局清
28、引領涂膠顯影設備國產替代,布局清洗設備進一步打開成長空間洗設備進一步打開成長空間 2.1 半導體行業高景氣,設備開支大幅提升 新應用、新技術驅動半導體產業快速成長。新應用、新技術驅動半導體產業快速成長。應用角度來看,從家電、PC 到智能手機,再到如今的智能汽車、智能物聯網產品等,終端不僅品類不斷豐富,智能化程度也不斷提升,基數擴容的同時半導體含量也在快速增長。技術角度來看,通訊、定位與連接技術方面,5G、UWB、Wifi-6等技術持續滲透,帶動相關芯片需求;交互技術方面,3D 深感攝像頭、各類傳感器在手機、可穿戴設備中應用不斷提升;存儲技術方面,DDR5 標準蓄勢待發;顯示技術方面,MiniL
29、ED 在 TV、顯示器等領域的應用也愈發成熟。半導體產業迎來黃金發展時期,2021 年全球半導體產值達 5559 億美元,相比 2020 年同比增長 26%。 0%5%10%15%20%020406080100201620172018201920202021研發支出(百萬元)占營業收入比重 芯源微首次報告 引領涂膠顯影設備國產替代,積極開拓清洗設備市場 有關分析師的申明,見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 11 圖 13:新應用、新技術驅動半導體市場快速增長 圖 14:全球半導體銷售額 2021 年同比提升
30、 26% 數據來源:東方證券研究所整理 數據來源:SEMI、WSTS、東方證券研究所 國內半導體產業崛起,帶動配套制造和設備需求。國內半導體產業崛起,帶動配套制造和設備需求。上世紀70年代半導體產業在美國形成規模,其后,半導體產業總共經歷了三階段產業擴散:第一階段是從 20 世紀 60 年代開始,半導體產業中心由美國本土向日本擴散,成就了東芝、松下、日立等知名半導體企業;第二階段是在 20 世紀90 年代末期到 21 世紀初,半導體產業中心由美國、日本向韓國以及中國臺灣擴散,造就了三星、海力士、臺積電、日月光等一流半導體廠商;第三階段,是當前正在發生的,半導體產業向中國大陸擴散,有望造就新一批
31、的一流的半導體設計、制造、設備及材料企業。制造端,SEMI 數據顯示,全球半導體制造商在 2021 年建設了 19 座全新晶圓廠,2022 年將另外建設 10 座晶圓廠,其中中國大陸、中國臺灣地區各有 8 座晶圓廠建設項目,領先其他地區??傮w來看,未來數年這29 座晶圓廠的設備支出預計將超過 1400 億美元。 圖 15:半導體產業向中國大陸擴散 圖 16:21、22 年全球新建晶圓廠中國大陸及臺灣地區占比最大(單位:個) 數據來源:前瞻產業研究院、東方證券研究所 數據來源:SEMI、東方證券研究所 中國大陸半導體設備行業快速增長,全球占比持續提升。中國大陸半導體設備行業快速增長,全球占比持續
32、提升。如上所述,受益于半導體產業的高景氣及向國內的轉移,制造、設備需求快速提升。相關數據顯示, 2021 年前三季度全球半導體設備銷售額達 752 億美元,已超越 2020 年全年設備銷售,同比提升 46%;其中,中國大陸半導體設備銷售額占比達到 29%,相比于 10 年之前不足 10%的占比有明顯提升。 -30%-20%-10%0%10%20%30%01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,000全球半導體市場規模(億美元)YOY(%)024681020212022 芯源微首次報告 引領涂膠顯影設備國產替代,積極開拓清洗設備市場 有關分析師的申明,見本報告最后部分。其
33、他重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 12 圖 17:中國大陸半導體設備行業快速增長,全球占比持續提升(單位:十億美元) 數據來源:wind、東方證券研究所 芯源微具備涂膠顯影、清洗、濕法刻蝕芯源微具備涂膠顯影、清洗、濕法刻蝕等等設備供應能力,覆蓋設備供應能力,覆蓋晶圓制造晶圓制造設備市場設備市場達達 10%以上的需以上的需求。求。半導體設備市場中,晶圓制造設備占比約 86%。公司主要業務涂膠顯影設備在前道設備投資中占比約 4%,清洗設備占比約 5%,濕法刻蝕設備占比約 2%(濕法蝕刻在刻蝕中占比 10%),公司合計前道市場覆蓋
34、率達到 10%以上。 圖 18:晶圓制造設備占半導體設備市場份額約 86% 圖 19:集成電路前道制造設備投資占比情況-2019 數據來源:華經產業研究、東方證券研究所 數據來源:華經產業研究、東方證券研究所 0%5%10%15%20%25%30%01020304050607080中國大陸半導體設備銷售額全球半導體設備銷售額中國大陸占比晶圓制造設備, 86%封裝設備, 8%測試設備, 5%薄膜沉積, 22%光刻, 21%刻蝕, 21%檢測, 11%清洗, 5%涂膠顯影, 4%CMP, 3%其他, 13% 芯源微首次報告 引領涂膠顯影設備國產替代,積極開拓清洗設備市場 有關分析師的申明,見本報告
35、最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 13 2.2 涂膠顯影:前道涂膠顯影設備國產替代領軍者 涂膠顯影是光刻環節重要步驟。涂膠顯影是光刻環節重要步驟。涂膠/顯影機作為光刻機的輸入(曝光前光刻膠涂覆)和輸出(曝光后圖形的顯影),主要通過機械手使晶圓在各系統之間傳輸和處理,從而完成晶圓的光刻膠涂覆、固化、顯影、堅膜等工藝過程,其不僅直接影響到光刻工序細微曝光圖案的形成,顯影工藝的圖形質量對后續蝕刻和離子注入等工藝中圖形轉移的結果也有著深刻的影響,是集成電路制造過程中不可或缺的關鍵處理設備。 圖 20:涂膠顯影是光刻環節重
36、要步驟 數據來源:公司招股說明書、東方證券研究所 不同光源的光刻工藝需要不同的涂膠顯影設備不同光源的光刻工藝需要不同的涂膠顯影設備。在早期的集成電路和較低端的半導體制造工藝中,此類設備往往單獨使用(Off Line) 。隨著集成電路制造工藝自動化程度及客戶對產能要求的不斷提升,在 200mm(8 英寸)及以上的大型生產線上,此類設備一般都與光刻設備聯機作業(In Line) ,組成配套的圓片處理與光刻生產線,與光刻機配合完成精細的光刻工藝流程。inline 設備整體上來講技術要求相對更高,隨著半導體產品制造技術特征尺寸的不斷減小,光刻機光源持續升級,對應的涂膠顯影設備亦持續升級。 表 1:光刻
37、工藝迭代路徑 類型 光源 波長 對應設備 制程節點 是否與光刻機聯機 第一代 G-line 436nm 接觸式光刻機、接近式光刻機 800-250nm offline 第二代 I-line 365nm 接觸式光刻機、接近式光刻機 800-250nm inline 第三代 KrF 248nm 掃描投影式光刻機 180-130nm inline 第四代 ArF 193nm 步進掃描投影光刻機、浸沒式步進掃描投影光刻機 130-14nm inline 第五代 EUV 13.5nm 極紫外光刻機 14nm- inline 數據來源:招股說明書,東方證券研究所 芯源微首次報告 引領涂膠顯影設備國產替代,
38、積極開拓清洗設備市場 有關分析師的申明,見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 14 從涂膠顯影設備技術難度看,Off-line 工藝設備難度低于 In-Line 工藝設備,而 InLine 工藝設備中,I-Line工藝設備難度小于KrF、ArF工藝設備小于ArFi工藝設備(浸沒式ArF工藝設備)小于EUV工藝設備。 圖 21:涂膠顯影設備隨光刻工藝迭代,技術難度提升 數據來源:公司公告、東方證券研究所 國內前道涂膠顯影設備市場規模國內前道涂膠顯影設備市場規模 2021 年約年約 10.3 億美元。億美元。其中
39、,若按照 off-line 設備占比 15%、I-line設備占比20%、KrF+ArF設備占比35%、ArFi設備占比30%計算,off-line設備、I-line設備、KrF+ArF 設備、ArFi 設備對應國內市場規模分別為 1.5、2.1、3.6、3.1 億美元。 表 2:中國大陸前道涂膠顯影設備市場規模測算(億美元) 2016 2017 2018 2019 2020 2021E 2022E 中國大陸前道設備銷售額-億美元 55 71 113 116 161 257 284 涂膠顯影設備占比 4% 4% 4% 4% 4% 4% 4% 中國大陸前道涂膠顯影設備市場規模 2.2 2.8 4
40、.5 4.6 6.4 10.3 11.4 其中 off-line(15%) 0.3 0.4 0.7 0.7 1.0 1.5 1.7 I-line(20%) 0.4 0.6 0.9 0.9 1.3 2.1 2.3 KrF+ArF(35%) 0.8 1.0 1.6 1.6 2.3 3.6 4.0 ArFi(30%) 0.7 0.8 1.4 1.4 1.9 3.1 3.4 數據來源:華經產業研究、wind、東方證券研究所 TEL壟斷全球涂膠顯影市場壟斷全球涂膠顯影市場,國產替代空間廣。,國產替代空間廣。從全球數據來看,2019年東京電子占據涂膠顯影設備 87%市場份額。國內市場來看,東京電子占據國內
41、市場 91%市場份額,DNS 占據 5%市場份額,國內僅芯源微占據 4%市場份額,國產替代空間十分廣闊。 芯源微首次報告 引領涂膠顯影設備國產替代,積極開拓清洗設備市場 有關分析師的申明,見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 15 圖 22:2019 年全球涂膠顯影行業市場占有率 圖 23:2019 年中國大陸涂膠顯影行業市場占有率 數據來源:華經產業研究院、東方證券研究所 數據來源:華經產業研究院、東方證券研究所 公司為前道涂膠顯影設備公司為前道涂膠顯影設備國內國內目前唯一供應商,持續技術升級,替代路徑清晰
42、。目前唯一供應商,持續技術升級,替代路徑清晰。公司目前產品可覆蓋 PI、Barc、SOC、SOD、I-line、KrF、ArF 等工藝,ArFi(浸沒式 ArF)工藝設備也正在研發驗證過程中。由于目前國內暫無 EUV 光刻設備,EUV 工藝涂膠顯影設備國內暫無需求。公司有望逐步按照 I-lineKrFArFArFi(浸沒式)的路徑實現對海外涂膠顯影設備的替代,同時在膠膜涂覆均勻性、平均故障間隔時間、產能等核心技術指標方面有望逐步追平甚至趕超海外廠商。 表 3:主要涂膠顯影設備廠商工藝覆蓋能力對比 PI Barc SOC SOD I-line KrF KrFi ArF ArFi EUV 東京電子
43、 迪恩士 芯源微 研發及驗證 數據來源:公司招股書、東方證券研究所 目前公司已實現小批量替代,大客戶認證進展順利。目前公司已實現小批量替代,大客戶認證進展順利。目前,公司生產的前道涂膠顯影設備獲得了多個前道大客戶訂單及應用,下游客戶覆蓋邏輯、存儲、功率器件及其他特種工藝等多家國內廠商,實現了小批量替代。認證進展方面,公司生產的 offline 涂膠顯影機已實現批量銷售,I-line 涂膠顯影機已經通過部分客戶驗證并進入量產銷售階段、KrF 涂膠顯影機已經通過客戶 ATP 驗收。隨著各項關鍵技術的突破及工藝驗證的穩步推進,公司前道涂膠顯影機具備快速實現國產替代的技術實力。 2.3 清洗設備:物理
44、清洗設備國內領先,積極拓展化學清洗 工藝制程推進,雜質敏感度提升影響芯片良率,推動清洗步驟不斷增加。工藝制程推進,雜質敏感度提升影響芯片良率,推動清洗步驟不斷增加。隨著半導體芯片工藝技術的發展,工藝技術節點進入 28 納米、14 納米等更先進等級,工藝流程不斷延長且越趨復雜,87%13%東京電子DNS及其他91%5%4%東京電子DNS芯源微 芯源微首次報告 引領涂膠顯影設備國產替代,積極開拓清洗設備市場 有關分析師的申明,見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 16 小尺寸污染物的高效清洗更困難,而先進制程對雜
45、質的敏感度更高,從而使得產線成品率下降,解決的方法主要是增加清洗步驟,晶圓清洗變得更加重要。 圖 24:制程縮小帶來清洗工序步驟數量大幅增加(次) 圖 25:清洗機示意圖 數據來源:中國產業信息網、東方證券研究所 數據來源:芯源微官網、東方證券研究所 濕濕法清洗設備為主流法清洗設備為主流,市場占比,市場占比 90%以上以上。按照清洗原理來分,清洗設備可分為干法清洗設備和濕法清洗設備。濕法清洗是指使用腐蝕性或氧化性較強的溶劑進行噴霧或擦洗,使硅表明的雜質與溶劑發生化學反應,生成可溶性物質或氣體,從而將晶圓表明的顆?;蚱渌饘匐x子清洗掉。干法清洗是指不使用化學溶劑的清洗技術,主要包括等離子清洗、超
46、臨界氣相清洗、束流清洗等技術。干法清洗雖然具有對不同薄膜有高選擇比的有點,但可清洗污染物比較單一,目前在28nm 及以下技術節點的邏輯產品和存儲產品有應用。晶圓制造產線通常以濕法清洗為主,少量特定步驟采用濕法和干法清洗相結合的方式互補所短。預計未來清洗設備仍將呈現二者并存發展的局面,并均向節點更先進、功能多樣化、體積小、效率高、能耗低的方向發展,在短期內二者無相互替代趨勢。整體來看,濕法清洗步驟占總體清洗步驟的 90%以上。 圖 26:濕法、干法清洗涉及的主要清洗方法情況 類別 清洗方法 清洗介質 濕法清洗 溶液浸泡法 化學藥液 機械刷洗法 去離子水 二流體清洗 SC-1 溶液,去離子水等 超
47、聲波清洗 化學溶劑加超聲輔助 兆聲波清洗 化學溶劑加兆聲波輔助 批式旋轉噴淋法 高壓噴淋去離子水或清洗液 干法清洗 等離子清洗 氧氣等離子體 氣相清洗 化學試劑的氣相等效物 束流清洗 高能束流狀物質 圖 27:濕法清洗設備為主流設備 數據來源:中國產業信息網、東方證券研究所 數據來源:中國產業信息網、東方證券研究所 在濕法清洗工藝路線下,單片清洗設備為主流。在濕法清洗工藝路線下,單片清洗設備為主流。在濕法清洗工藝路線下,目前主流的清洗設備主要包括單片清洗設備、槽式清洗設備等,其中單片清洗設備市場份額占比最高,達到 75%。單片清洗的優勢主要在于能夠在整個制造周期提供更好的工藝控制,改善了單個晶
48、圓和不同晶圓間的9013514015017520521505010015020025090755445382820清洗步驟濕法清洗, 90%干法清洗, 10% 芯源微首次報告 引領涂膠顯影設備國產替代,積極開拓清洗設備市場 有關分析師的申明,見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 17 均勻性,提高了產品良率;更大尺寸的晶圓和更先進的工藝對于雜質更敏感,槽式清洗出現交叉污染的影響會更大,進而危及整批晶圓的良率,會帶來高成本的芯片返工支出,因而單片清洗設備更適合用于更先進工藝。槽式清洗設備相對而言則具有更高的清洗
49、產能,適合大批量生產,對于工業、汽車電子、電力電子用途的芯片,仍在大量使用 6 英寸和 8 英寸晶圓及m 級工藝,槽式清洗設備能更好滿足該類應用需求。 圖 28:單片、槽式清洗設備各有優劣 設備種類設備種類 清洗方式清洗方式 應用特點應用特點 單片清洗設備 旋轉噴淋,兆聲波清洗,二流體清洗,機械刷洗等 具有極高的工藝環境控制能力與微粒去除能力,有效解決晶圓之間交叉污染的問題;每個清洗腔體內每次只能清洗單片晶圓,設備產能較低 槽式清洗設備 溶液浸泡,兆聲波清洗等 清洗產能高,適合大批量生產;但顆粒,濕法刻蝕速度控制差;交叉污染風險大。 圖 29:單片清洗設備為市場主流-2019 數據來源:盛美上
50、海招股說明書、東方證券研究所 數據來源:Gartner、東方證券研究所 中國大陸清洗設備市場規模中國大陸清洗設備市場規模 2021 年約年約 12.8 億美元。億美元。按照其中單片清洗設備占比 75%、槽式清洗設備占比 18%、其他類型清洗設備占比 7%計算,2021 年中國大陸單片清洗設備、槽式清洗設備、其他類型清洗設備市場規模約 9.6、2.3、0.9 億美元;按照單片清洗設備中物理清洗設備占比13%,化學清洗設備占比 87%計算,單片物理清洗、單片化學清洗設備市場規模為 1.3、8.4 億美元。 表 4:國內清洗設備市場空間測算(億美元) 2016 2017 2018 2019 2020