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国内半导体设备龙头(半导体设备龙头公司)

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投资要点

1 中微半导体:国内半导体设备龙头,技术研发实力雄厚

中微的主要产品为刻蚀机和MOCVD设备。其中刻蚀机已经进入到台积电7nm的供应体系,是中国目前唯一能够进入台积电供应链体系的大陆半导体设备商;MOCVD已在国内全面实现进口替代,国内蓝光LED市场占有率超过60%。受益于全球半导体产业向中国大陆转移和MOCVD设备放量,公司营收和净利润增长明显,2016-2018年营收CAGR达64%,归母净利润在2017年实现扭亏为盈,2018年增速达204%。

公司研发费用逐年增长,16-18年研发投入分别为3/3.3/4亿元,占营收比分别为50%/34%/25%;核心技术人员经验丰富,都是来自知名国际知名半导体设备公司的行业专家,公司创始人、董事长及总经理尹志尧博士有35年行业经验,是国际等离子体刻蚀技术发展和产业化的重要推动者。

2 国内半导体设备景气度不减,中微刻蚀机已具备进口替代实力

随着半导体产业向中国大陆转移,中国已成为全球第二大半导体设备市场。刻蚀机在晶圆制造产线中的占比在25%左右,是仅次于光刻机的核心设备,根据我们测算,2019-2020年全球刻蚀设备市场累计规模超过400亿人民币。

目前行业竞争格局呈现三足鼎立,LAM、AMAT、东京电子占据90%以上的刻蚀机市场。中微在长达十几年的努力后,在高端刻蚀设备领域实现重大突破,已具备国产替代进口的能力,其自主研发的5nm等离子体蚀刻机已通过台积电的验证。根据两家国内知名存储芯片制造企业的公开招标情况来看,公司在国内刻蚀设备市场份额占比约为15%-17%左右。

3 LED显示行业发展将拉动MOCVD设备投资,中微成功打破垄断,市场份额达60%以上

MOCVD设备是LED产业生产过程中最关键设备,其价值占整个产业链(外延片—芯片—封装和应用)的50%以上,MOCVD设备数是衡量LED制造商产能的直观指标。随着Mini LED以及Micro LED技术的成熟,LED显示行业有望快速发展,为MOCVD带来了较大的新增设备空间。

中微在MOCVD设备领域快速发展,其Prismo A7设备成功打破了维易科、爱思强等国际企业的垄断,在全球新增市场的份额已从2017Q1的不足20%提高到目前的超过60%。公司下游客户涵盖三安光电、华灿光电等多家国内一流LED外延片及芯片制造商,2016-2018年MOCVD在手订单从2.9亿元大幅增加至13.6亿元。公司同时也在开发更大尺寸的MOCVD设备,预计未来将进一步占领MOCVD市场份额。

4 盈利预测与投资建议

我们认为公司的合理PE估值应在70-85X,预计公司2019年净利润为2.0亿,对应市值区间为140-170亿元;给予PS估值为6-8倍,预计公司2019年收入为22.7亿,对应市值区间为136-182亿元。由于两种估值方法得到的市值区间较为接近,故选取重叠部分作为最终的参考市值区间,即为140-170亿元。按照最新招股说明书,公司本次拟公开发行股票不超过5349万股,不低于发行后总股本的10%,据此测算对应每股价格区间为为25.9-31.5元,建议网下投资者参考以上合理估值区间,积极申购。

风险提示

行业波动风险;客户开拓风险;技术开发及人才短缺风险

内容目录

正文

1 中微半导体:国内半导体设备龙头企业,技术研发实力雄厚

中微公司成立于2004年,前身为中微有限,设立时为外商独资企业,2018年7月将中微有限整体变更为外商投资股份有限公司,主要从事高端半导体设备领域。

公司共有境外法人股东6名,境内法人股东20名,尹志尧等自然人股东8名。本次发行前,第一大股东上海创投的持股比例为20.02%,是上海科技创业投资(集团)有限公司100%控股子公司,其实际控制人为上海市国资委。公司第二大股东巽鑫投资持股19.39%,是国家集成电路产业投资基金(简称“大基金”)100%控股子公司。两者持股比例接近。公司具备国资背景,重要决策均属于各方共同参与决策,无实际控制人。

图1:中微公司股权结构,具有国资背景(截止本次发行前)

公司主要业务是开发大型真空的微观器件工艺设备,包括等离子体刻蚀设备和MOCVD设备。

等离子体刻蚀设备包括电容性等离子体刻蚀设备(CCP)和电感性等离子体刻蚀设备(ICP)。公司2004年着手研发CCP刻蚀设备Primo D-RIE,2007年成功推出,目前已成功开发了双反应台 Primo D-RIE,双反应台 Primo AD-RIE和单反应台的Primo AD-RIE三代刻蚀机产品,18年CCP刻蚀设备Primo AD-RIE改进,并进入台积电5nm产线;公司2012年开始研发ICP刻蚀设备,目前已成功开发出单反应台的Primo nanova刻蚀设备,同时着手开发双反应台ICP 刻蚀设备。

MOCVD方面,2010年开始研发LED外延的MOCVD 设备,12年第一代Prismo D-Blue研制成功,17年初第二代Prismo A7研制成功,第三代30 英寸大尺寸设备尚在研发中。截止17年底已经出货100台Prismo A7 MOCVD设备。

图2:公司自设立以来主要产品演变情况

1.1. 深耕半导体设备领域,刻蚀与MOCVD双轮驱动

中微是国内半导体设备的领军企业,主要产品包括刻蚀机和MOCVD设备。其中刻蚀机在晶圆制造产线中的占比在25%左右,是仅次于光刻机的核心设备。中微的刻蚀机已经进入到台积电7nm的供应体系,是中国目前唯一能够进入台积电供应链体系的大陆半导体设备商。2018年刻蚀设备收入占比为34.5%,公司等离子体设备已被广泛应用于国际一线客户,覆盖从65纳米到14纳米,及7纳米/5纳米最先进制程的IC加工制造及先进封装。

MOCVD是生产LED外延芯片的最关键设备,2018年公司MOCVD设备收入占总营收的50.76%。中微研发成功后突破了国外龙头的垄断并迅速挤占市场。目前,中微的MOCVD设备已经在国内全面取代了德国的Aixtron和美国的Veeco的设备,2016年到2018年累计销售达166腔。2018年占据全球氮化镓基LED用MOCVD新增市场的41%,2018年下半年,公司的MOCVD设备占据了全球新增氮化镓基LED MOCVD设备市场的60%以上。在全球氮化镓基LED MOCVD设备市场中占据领先地位。

图3:公司主营业务收入结构,2018年MOCVD设备营收占比为50.76%

图4:公司主要产品一览

公司客户众多,对前五大客户的依赖度降低,利于公司长期稳定发展。刻蚀设备涵盖IC制造厂商和封测厂商,包括台积电、中芯国际、联华电子、华力微电子、海力士、长江存储、华邦电子、晶方科技、格罗方德、博世、意法半导体。公司MOCVD设备包括三安光电、璨扬光电、华灿光电、乾照光电等LED外延厂商和功率器件厂商。公司前五大客户销售占比从16年的85.74%,下降到18年的60.55%,对前五大客户依赖逐渐降低,主要系公司收入规模增大,主要客户的集中度逐年降低。

图5:公司收入规模扩大,对前五大客户依赖度逐渐降低

公司以销定产的生产模式,能根据订单情况调整生产安排。公司主要采用以销定产的生产模式,主要生产资料是原材料、人工及检测组装设备。原材料方面,供应渠道较多,并与原材料供应商建立了稳定的合作关系;人工方面,由于公司将生产流程按照模块化设计,生产过程较为简单,培训上岗较快,同时外部劳动力市场供应充足,公司也可根据实际订单灵活调整工人的数量;检测组装设备方面,绝大多数零部件主要通过外购实现,在工厂内装配、检测的周期较短,生产过程对固定资产的占用较少。因此,原材料、人工、检测和组装设备不会成为限制公司生产能力的主要因素。然而半导体产业需求存在波动,设备厂商可能有突发的较大订单需求,受限于短期配备的人工、组装检测设备和上游供应商原材料的短期供货能力,公司的生产能力也受到约束。

2016-2018年,公司刻蚀设备和MOCVD设备销量快速增长。2016年,公司刻蚀设备销量为56腔;2017年,受少数客户资本性支出消减的影响,公司刻蚀设备销量下滑至33腔,同比下降41.07%;2018年,中国大陆集成电路制造商投资持续大幅增长,公司及时重点加大在中国大陆市场的销售力度,刻蚀设备的销售数量回升至71 腔,同比增长115.15%,呈现出快速增长的势头。公司2017年新推出的Prismo A7系列产量是2013年设备的2倍以上,Prismo A7是目前LED产能最高、单位能耗最低的MOCVD设备。2016年到2018年公司MOCVD设备的产量分别是3腔、57腔、106腔,销量增长迅速。

16-18年MOCVD设备销售均价波动大,18年刻蚀设备销售均价略有下滑。2018年刻蚀设备销售单价同比下降9.02%,主要系公司Primo SSC AD-RIE型号刻蚀设备销售收入有所提升,而该型号刻蚀设备是单腔单反应台,较其它单腔多反应台设备售价相对较低所致。2018年度,公司刻蚀设备整体销售收入同比增长95.74%,回归正常水平。2016年,公司销售的MOCVD设备全部为Prismo D-Blue型号,销售均价为519.19万元/腔,相对较低;2017年,公司MOCVD设备销售单价同比大幅增长79.20%,主要系2017年公司销售的MOCVD设备主要为Prismo A7型号,销售均价大幅提高所致;2018年,公司MOCVD设备销售单价同比下降 15.63%,主要系公司为进一步扩大市场份额,策略性地降低产品销售价格。

表1:公司主营设备产销量

表2:公司主营设备销售均价

1.2. 受国内半导体新增产线利好,公司业绩表现良好

公司营收和净利润增长明显。2016-2018年营收分别为6.10/9.72/16.39亿元,17、18年同比增加59.45%、68.66%,16-18年营收CAGR达64%;同期归母净利润分别为-2.39/0.3/0.91亿元,对应2017年扭亏为盈,2018年增速达204%。2019年Q1营收为3.76亿(同比+524 %),归母净利为0.14亿元(同比扭亏为盈)。

图6:2016-2018年营收CAGR=64%

图7:2018年归母净利高增长,2019年Q1实现盈利

营收、归母净利增速快,主要受益于全球半导体产业向中国大陆转移。根据SEMI预计,2017到2020年全球将新建62条晶圆加工产线,中国大陆将新建26条,占全球新建晶圆加工产线的42%。近三年,公司产品销售主要集中在大陆地区和台湾地区,来自中国大陆和中国台湾的合计收入分别占总营收的88.98%、95.38%和95.35%。公司来源于中国大陆的收入快速增长,2016-2018年占营业收入的比例从57.43%提升至83.89%,主要系:(1)公司2017年度成功推出Prismo A7设备并迅速占领国内市场,根据IHS Markit的统计,2018年公司在全球氮化镓基LED MOCVD设备市场已占据领先地位;(2)2018年大陆地区客户投资规模扩大,对刻蚀设备的需求也大幅回升。公司有望充分受益于中国大陆对半导体设备的旺盛需求,业绩有望持续健康发展。

图8:公司来源于中国大陆的收入快速增长

1.3. 快速占领MOCVD设备市场,公司毛利率有所下滑

2016年-2018年,整体毛利率分别为42.52%/38.59%/35.50%,17年整体毛利率同比下降3.93个百分点,主要系刻蚀设备毛利率降低所致;18年整体毛利率同比下降3.09个百分点,主要系MOCVD设备毛利率下降所致,且该设备销售量较17年明显增加,占收入比重大。16-18年,净利率分别为-39.2%、3.08%、5.54%,受益于三费占营收比例下降,带动盈利水平提升。

受下游客户需求影响,公司的刻蚀设备定制化程度高,综合毛利率较高,MOCVD设备标准化程度较高,综合毛利率相对较低。17年刻蚀设备毛利率降低,主要因为(1)当年销售规模处于低谷;(2)为积累先进工艺经验,增加客户粘性,公司对部分客户使用略低于预期情况进行补偿。17年MOCVD毛利率同比增加4.31pct,主要因为推出第二代Prismo A7,技术含量提升带动价格提升;18年毛利率下降主要为扩大市场份额采取的策略性降价。

图9:整体毛利率维持在30%以上,净利率近年来有所回升

对比分析同行业可比上市公司细分产品毛利率,在刻蚀设备领域选择泛林半导体、东京电子、应用材料和北方华创,MOCVD设备领域选择维易科和爱思强。

除2017年外,公司刻蚀设备业务的毛利率基本保持在40%以上,和国际巨头基本相当。该类业务毛利率与应用材料、泛林半导体、东京电子三大国际刻蚀设备巨头基本相当,略高于国内北方华创;2017年受营收规模下降、客户补偿等因素的影响,毛利率有所下降。

16、17年公司MOCVD设备业务的毛利率与维易科、爱思强大体相当。2017年公司逐步打破上述企业对MOCVD设备的垄断;2018年公司为抢占市场份额,开始策略性降价,导致毛利率低于维易科和爱思强,2018年下半年起,中微公司的MOCVD设备抢占全球新增氮化镓基LEDMOCVD设备市场的60%以上,处于市场领先地位。

图10:公司刻蚀设备业务毛利率保持在40%左右

图11:2018年公司MOCVD设备业务策略性降价,毛利率下降

1.4. 核心技术人员经验丰富,公司研发实力雄厚

16年-18年,公司的销售费用占比分别为21.71%/16.66%/13.21%;管理费用占比稳中微降;财务费用占比整体较小,维持在0.4%-1.8%区间。

图12:16-18年公司三费占比下降

公司研发费用占比高并逐年增长,核心技术人员经验丰富。截至2018年末,公司总人数为653名,共有研发和工程技术人员381名,占员工总数的58%,其中研发人员为240名,占员工总数的比例约为37%,涵盖了物理、化学、数学、工程技术、特种工程技术等相关学科的专业人员。核心技术人员都是来自知名国际知名半导体设备公司的行业专家。

公司创始人、董事长及总经理尹志尧博士有35年行业经验,是国际等离子体刻蚀技术发展和产业化的重要推动者。曾任职于英特尔和泛林半导体,从事或领导核心技术开发工作,于1991-2004年间在应用材料担任高级管理职务,包括企业副总裁、刻蚀产品事业部总经理、亚洲总部首席技术官。同时他也是89项美国专利和200多项其他海内外专利的主要发明人。2018年美国VLSI Research的全球评比中,与英特尔董事长、格罗方德CEO一起被评为2018年国际半导体产业十大领军明星。

图13:公司核心技术人员履历一览

公司瞄准世界科技前沿,保持高研发投入。16-18年研发投入分别为3.02/3.3/4.04亿元,占营收比分别为49.62%/34.00%/24.65%。研发投入占比下降主要系主营业务高速发展,收入同比增幅高于研发投入的同比增幅。公司政府补助采用净额法核算,公司以收到的与研发相关的政府补助来冲减研发投入,17、18年分别为1.12和0.93亿元(包含在研发费用里),政府补助较高。

专利数目多,多次荣获高级别奖项。截至2019年2月末,公司共申请1,201项专利,其中发明专利1,038项,海外发明专利465项;已获授权专利951项,其中发明专利800项。专利荣获国家知识产权局和世界知识产权局联合颁发的“第十五届中国专利金奖”、“第十六届中国专利优秀奖”、“第十七届中国专利优秀奖”。此外,公司的等离子体刻蚀设备获得了中国国际工业博览会组委会颁发的“第十六届中国国际工业博览会金奖”,公司研发的超大反应腔MOCVD设备Prismo A7获得了“第二十届中国国际工业博览会银奖”等高级别奖项。

图14:公司保持高研发投入,以政府补助冲减研发投入

1.5. 募集资金投向——引领下一代设备潮流

中微公司本次拟募集资金10亿元,其中4亿元投入高端半导体设备扩产升级项目、4亿元投入技术研发中心建设升级项目、剩余2亿元补充流动资金。公司募资主要投向高端半导体设备扩产升级项目和技术研发中心建设升级项目。

高端半导体设备扩产升级项目(4亿元)包括:

①高端刻蚀设备扩产升级(包括Primo AD-RIE、Primo SSC HD-RIE和Primo nanova等);

②高端MOCVD设备扩产升级(包括高产能蓝绿光LED MOCVD、高温MOCVD、硅基氮化镓功率应用MOCVD、基于LED显示应用的MOCVD设备等)

技术研发中心建设升级项目(4亿元)包括:

①先进刻蚀设备研发(包括先进逻辑电路的CCP刻蚀设备、用于存储器的CCP刻蚀设备以及更先进的14-7纳米ICP刻蚀设备等)

②先进MOCVD设备研发(包括下一代高产能蓝绿光LED MOCVD Alpha机、基于下一代硅氮化镓功率应用的MOCVD试验平台、基于Mini LED显示应用的MOCVD试验平台、基于Micro LED显示应用的新型MOCVD试验平台等)

公司此次募集资金仍然投向刻蚀和MOCVD设备,积极布局下一代产品。根据导体行业内 “一代设备,一代工艺,一代产品”的经验 ,半导体产品制造要超前电子系统开发新一代工艺,而半导体设备要超前产品制造子系统开发新一代工艺,因此公司未来研发的刻蚀和MOCVD设备将促进半导体行业工艺的持续进步。

表3:两大募投项目资金情况

2 国内半导体设备景气度不减,国产化水平提升

2.1. 晶圆厂投资热潮带动半导体设备需求大幅增长

受益于下游汽车电子、消费电子、人工智能等行业的快速发展,半导体芯片的应用范围扩大。智能手机的出货量增长和创新升级将带动指纹识别芯片和摄像头CIS芯片的需求增加,汽车电子的普及也将带动汽车半导体快速增长,此外还有物联网MCU微控制器等IC芯片开始快速增长,这些需求端的扩大都为8英寸和12英寸硅片带来新的增量。

随着下游半导体行业景气度的持续提升以及晶圆制程工艺的不断升级,全球迎来半导体晶圆厂的投资热潮。同时,晶圆厂投资热潮带动了上游半导体设备行业高增长。

根据SEMI报告,2017-2019年间,全球规划新建的半导体晶圆厂超过60座,其中中国大陆地区占一半以上,12英寸(300mm)晶圆厂也将占到大比例。根据格罗方格晶圆厂的数据为例,晶圆厂80%的投资用于购买设备,所以晶圆厂的投资热度势必将大幅带动半导体设备行业的发展;我们预计2019年将是设备大举进场的节点。

图15:全球兴建晶圆厂数量,预计2019年是设备大举进场节点

根据国际半导体产业协会SEMI报告,全球半导体制造设备销售额从2017年的566.2亿美元飙升14%至2018年的645亿美元历史新高。2019年全球晶圆厂设备支出预计为530亿美元,同比下降14%,主要原因是存储器产业放缓。但2020年设备支出规模将触底反弹达670亿美元,同比增长27%。

中国大陆成为全球第二大半导体设备市场。韩国连续第二年成为最大的新半导体设备市场,销售额达到177.1亿美元,第二位是中国大陆,首次成为第二大设备市场,销售额达131.1亿美元;中国台湾地区销售额为101.7亿美元,滑至第三名。中国大陆、日本、世界其他地区(主要是东南亚)、欧洲和北美的年度支出率上升,而中国台湾和韩国的新设备市场在收缩。日本、北美、欧洲和世界其他地区的2018年设备市场排名从2017年起保持不变。全球晶圆加工设备市场销售额增长15%,而其他前端设备销售额增长9%。封装设备销售额增长2%,总的测试设备销售额增长了20%。

图16:2018年中国成为全球第二大半导体设备市场(单位:十亿美元)

1.2. 晶圆制造环节,关键设备国产化有待突破

晶圆环节制造环节工艺复杂,设备种类繁多。晶圆制造环节复杂。晶圆制造指的是根据设计出的电路板图,通过炉管、湿刻、淀积、光刻、干刻、注入、退火等不同工艺流程在半导体晶圆基板上形成元器件和互联线,最终输出整片已经完成功能及性能实现的晶圆片。该产业属于典型的资产和技术密集型产业。根据格罗方德晶圆厂数据,总投资的80%用于购买设备。全部设备中的80%是晶圆制造设备,20%是封测及其他设备。

图17:半导体制造工艺流程,中微主要涉及刻蚀领域

晶圆制造设备中,光刻机,刻蚀机,薄膜沉积设备为核心设备。分别占晶圆制造环节的23%、24%、18%。中微半导体主要生产刻蚀设备,属于国内刻蚀设备龙头,在国内厂商的采购中份额不断提升,根据国际招标网的招标信息显示,在国内较大的两家存储器厂商中,中微设备中标占比均超过15%。未来薄膜沉积设备中微也将发力,拓宽业务领域。

图18:刻蚀设备在晶圆制造设备中占比超过24%

光刻机是半导体芯片制造的最核心设备,被誉为皇冠上的明珠。技术难度最高。高端领域已被荷兰ASML所垄断,市场份额高达80%;EUV光刻机已经被荷兰厂商ASML100%垄断。

薄膜沉积(CVD&PVD)设备国内有所突破,国产化率持续提升。目前中微在MOCVD领域市占率持续提升,MOCVD设备主要用于LED上面,未来中微将向PVD和CVD镀膜设备进行延伸。

刻蚀机领域三足鼎立,泛林、应用材料、东京电子占据大部分刻蚀机市场。2017年全球刻蚀设备领域,泛林半导体占比55%,东京电子20%,应用材料19%。中微半导体的7nm刻蚀机已实现商业化量产,5nm刻蚀机已经通过验证,预计将在2020年进入台积电生产线正式运行。

图19:薄膜沉积、光刻、刻蚀三大晶圆制造环节流程图

2.2.1国家政策与资金持续加码,设备国产化加速进行

目前国家分别从政策层面和资金层面强力推动半导体国产化的进程。2014年,国家发布《国家集成电路产业发展推进纲要》,提出建立从晶片到终端产品的产业链规划,其中强调在设备材料端要在2020年之前打入国际采购供应链这一目标。2015年,国家集成电路大基金成立,首期募集资金达1387.2亿人民币,以直接入股方式,对半导体企业给予财政支持或协助购并国际大厂。现在大基金二期正在酝酿中,预计不低于千亿规模。此外,截止到2017 年 6月,由“大基金”撬动的地方集成电路产业投资基金(包括筹建中)达 5145 亿元,加上大基金,中国大陆目前集成电路产业投资基金总额高达 6532 亿元,如果再加上酝酿中“二期”大基金,规模将直逼一万亿。

国家集成电路的大基金已经进入了密集投资期。大基金在上中下游布局的企业数量众多,涵盖了IC设计,晶圆制造,和芯片封测等领域。设备企业投资较少,只有少数几家例如长川科技,大基金持股比例为7.5%。

我们认为,未来大基金和国家产业政策在设备方面的投资力度和政策扶持会加快。我们预计,设备国产化是IC国产化的重中之重!

图20:大基金承诺投资方向的主要比例,目前设备端仅占8%

图21:《国家集成电路半导体产业发展推进纲要》的政策目标与政策支持

大基金一期投资重点在制造,晶圆代工28nm和存储是重点投向领域。截至2017年9月,大基金累计投资55个项目,涉及40家IC企业,承诺出资1003亿,实际出资653亿。目前的投资中,制造的投资额占比为 65%、设计占 17%、封测占 10%、装备材料占 8%。芯片制造环节目前已经支持了中芯国际等先进制程的晶圆代工厂以及长江存储等存储器制造厂;设计领域则主要在CPU、FPGA等高端芯片领域展开投资;封装测试领域重点支持长电科技、华天科技、通富微电等项目。相比之下,大基金在装备和材料环节的投资规模和力度要小很多,但仍然在推进光刻、刻蚀、薄膜沉积等核心装备的发展。大基金二期将会适当加大对于设计业的投资,围绕国家战略和新兴行业,比如智能汽车、智能电网、人工智能、物联网、5G 等领域进行投资规划。

未来大基金投资将向半导体设备商倾斜。目前国家大基金在设备和材料端的投资比例尚低,占总投资比重仅为8%。我们认为,在集成电路这样的技术和资产密集型产业,并且属于精细化分工的产业,只有实现设备国产化才能够掌握最核心的工艺,才能够实现真正意义上的国产化,预计未来国家资金会继续不断地向设备端倾斜。

中微半导体股东实力强劲,大基金持股比例接近20%。公司第一大股东上海创投持股20.02%,上海创投是上海科技创业投资(集团)有限公司100%控股子公司,实际控制人为上海市国资委。公司第二大股东巽鑫投资持股19.39%,巽鑫投资是国家集成电路产业投资基金(简称“大基金”)100%控股子公司,因此公司股权结构未来将长期保持稳定。而早在2015年,中微、国家集成电路产业投资基金股份有限公司和苏州聚源东方投资基金中心宣布已完成对沈阳拓荆科技有限公司(以下简称“拓荆”)的投资,投资总额为2.7亿元人民币。

表4:中微半导体获得大基金投资,大基金持股比例接近20%

2.2.2 刻蚀处于晶圆制造关键环节,未来随着制程进步重要性凸显

刻蚀是光刻之后的关键步骤,主要是去除多余的刻蚀材料。中微的等离子体刻蚀是指在能量的作用下产生等离子体,作用于相应的薄膜表面上,会发生一定的化学和物理反应,有选择地从硅片表面去除不需要的薄膜,从而形成制造芯片时所需要的图形。

图22:刻蚀原理图

根据工艺的区别,刻蚀可以分为干法刻蚀和湿法刻蚀。湿法刻蚀是用液体化学试剂(如酸、碱和溶剂等)以化学方式去除硅片表面的材料。干法刻蚀是把硅片表面曝露于气态中产生的等离子体,等离子体通过光刻胶开出的窗口,与硅片发生物理或化学反应(或这两种反应),从而去掉曝露的表面材料;等离子刻蚀是干法刻蚀中的一种。

干法刻蚀主要分成三种:金属刻蚀、介质刻蚀和硅刻蚀。三种刻蚀主要是介质不同。介质刻蚀主要是二氧化硅,这也是中微的所采用的主要工艺;硅刻蚀(包括多晶硅)应用于需要去除硅的场合,如刻蚀多晶硅晶体管栅和硅槽电容;金属刻蚀是在金属层上去掉铝合金复合层,制作出互连线,中微的氮化钛刻蚀已经在中芯国际验证。

图23:中微公司目前主要是等离子刻蚀

晶圆制造主要采用等离子刻蚀。湿法刻蚀出现较早,一般用在低端产品上。干法刻蚀一般是能量束刻蚀,包括离子束、电子束、激光束等等,具有精度高,无污染残留的优势,晶圆制造用的就是干法刻蚀下的等离子刻蚀。

等离子刻蚀机主要用于生产逻辑或者是存储类芯片的晶圆厂。其刻蚀的薄膜的厚度相对于硅通孔刻蚀机要薄一点,沟槽的深度偏浅,但线宽较小,用于精度要求比较高的工艺;价格也相对较高,一般几百万美金一台,配置腔体的数目和应用软件要求不同,单价的差别较大。硅通孔刻蚀机主要用在封装上,是在硅晶圆片上面挖孔把芯片封装进去,一般挖的比较深,但线宽较大,最近两年发展较快。

图24:晶圆制造一般需要多次刻蚀(以10纳米多重模板工艺为例)

国产刻蚀机整体技术水平仍然落后国际先进水平,但部分领域已经达到国际一线水平。国产设备和泛林、应用材料、东京电子等设备供应商还有一段距离,他们的技术积累比中微多了二十年左右。目前中微半导体在刻蚀机领域占比达到1.4%,在国内已经打破国外厂商的垄断。公司刻蚀设备客户涵盖知名IC制造厂商和封测厂商,包括台积电、中芯国际、联华电子、华力微电子、海力士、长江存储、华邦电子、晶方科技、格罗方德、博世、意法半导体。未来两年,地方政府兴建晶圆厂热潮未减,刻蚀设备厂商在本土晶圆厂的新建产线上具备性价比、售后服务等优势,因此我们判断未来中微在国内刻蚀市场市占率将不断提升。

2.3. 2019年和2020年刻蚀设备市场规模超过400亿

假设1:我们假设2019年和2020年晶圆制造设备占半导体设备投资比重依然维持在80%左右,刻蚀设备占晶圆制造设备比重为24%。

假设2:根据SEMI在2018年12月Semicon Japan的预测的修正值作为2019年和2020年中国大陆半导体设备市场规模,当时SEMI预计2019年和2020年中国大陆半导体设备销售额将分别为125.4美元和170.6亿美元。而2018年实现了131亿美元的销售额(SEMI预测2018年中国大陆销售额为128亿美元),此外2019年国内晶圆厂兴建热潮的带动下,我们预计2019年和2020年中国大陆半导体设备投资额分别为135亿美元和175亿美元。

假设3:人民币汇率用2019年7月3日的汇率作为美元兑换人民币汇率,即1美元=6.87人民币。

综上,我们预计2019年和2020年半导体刻蚀设备市场规模将超过409亿元人民币。

表5:2019年和2020年全球刻蚀设备市场规模超过400亿

2.4. LED显示行业快速发展,MOCVD设备有望受益

金属有机化学气相沉积(MOCVD)是在气相外延生长 (VPE) 的基础上发展起来的用来制备化合物半导体单晶薄膜的一种新型技术。MOCVD技术日益受到人们的重视,主要是它具备一些显著特点:1)可以合成按任意比例组成的人工合成材料;2)可制成大面积均匀薄膜,易产业化。MOCVD技术是半导体物理、物理化学、光学、流体力学、热力学等学科交叉的一门新兴学科技术,但其关键之处在于金属有机化合物(MO)和MOCVD设备的研制。

LED产业的核心技术之一是外延生长技术,其核心是在MOCVD设备(俗称外延炉)中生长出一层厚度仅有几微米的化合物半导体外延层。MOCVD设备是LED产业生产过程中最重要的设备,其价值占整个产业链(外延片—芯片—封装和应用)的一半以上,MOCVD设备数是衡量LED制造商产能的直观指标。

图25:LED行业产业链结构

图26:全球LED行业产值

作为上、中游外延片和芯片技术,国际上有严格的技术壁垒,被美、日、德等国的少数企业掌握,以前世界上能够生产MOCVD设备的企业主要是德国爱思强以及美国维易科,在多年的努力下,我国中微半导体公司成功突破了这些公司的垄断。

近年来,我国LED芯片产业的快速发展推动了作为产业核心设备的MOCVD设备的快速增长。根据高工LED数据,我国MOCVD设备保有量从2013年的1017台增长至2017年的1718台,年复合增长率达14%。LED inside统计显示,中国已成为全球MOCVD设备最大的需求市场,MOCVD设备保有量占全球比重超40%。

图27:中国MOCVD设备保有量快速增长

当前MOCVD设备下游主要包括蓝光LED,用于照明领域,其与氮化镓紧密联系。MOCVD设备主要用于氮化镓基及砷化镓基半导体材料外延生长,根据LED inside数据显示,2018年全球氮化镓基LED MOCVD新增数量215台,砷化镓基MOCVD新增数量65台。

图28:2018年全球MOCVD设备新增数量(单位:台)

LED新型显示正逐渐成为显示行业的热点,该类产品在物理拼缝、显示效果、功耗、使用寿命等方面都有优越的表现,Mini LED和Micro LED具有高分辨率、高亮度、省电及反应速度快等特点,被视为新一代显示技术,苹果、三星、LG、索尼等国际电子设备龙头企业纷纷进行布局。

据中国产业信息网统计,2015-2017年中国LED显示的市场规模为425亿、549亿以及727亿,CAGR超过30%,高于其他细分应用领域。未来随着Mini LED以及Micro LED技术的成熟,LED显示行业有望快速发展,与LED照明形成双轮驱动,为MOCVD带来了较大的新增设备空间。

图29:LED应用领域分布

30:全球Micro LED市场规模预测

3 专注半导体设备细分领域,加速追赶国际龙头

3.1. 公司立足于刻蚀设备,MOCVD实力显著提升

中微公司从成立之初起就开始致力于研发刻蚀设备,首先着手开发甚高频去耦合的CCP刻蚀设备Primo D-RIE,目前刻蚀产品涵盖了65纳米到14纳米、7纳米甚至5纳米等关键尺寸,公司的等离子体刻蚀设备已在国际一线客户的集成电路加工制造及先进封装中得到具体应用,其刻蚀机的工艺水平已达到了世界先进水平。

表6:公司各尺寸刻蚀机的具体应用,7nm、5nm设备正在客户端验证

在刻蚀设备领域,泛林半导体、东京电子、应用材料等国际半导体龙头企业占据着全球主要市场份额,目前呈现垄断格局。中微在长达十几年的努力后,在高端刻蚀设备领域实现重大突破,已经具备国产替代进口的能力,并为部分国际半导体龙头提供设备。公司自主研发的5nm等离子体蚀刻机已通过台积电的验证,将为台积电5nm生产线供应刻蚀设备。公司销售的刻蚀设备主要是电容性刻蚀机,根据Gartner的数据统计,中微的电容性刻蚀设备在全球市场中占约1.4%的份额。

图31:2017年全球刻蚀设备市场份额情况,CR3高达94%

公司在国内刻蚀机市场中竞争力较强,根据公开招标的两家国内知名存储芯片制造企业采购的刻蚀设备台数订单份额来看,公司在国内刻蚀设备市场份额占比约为15%-17%左右。

图32:存储芯片制造企业A刻蚀机订单台数中微占比15%

图33:存储芯片制造企业B刻蚀机订单台数中微占比17%

公司在MOCVD设备领域快速发展,其Prismo A7设备技术尤为突出,打破了维易科、爱思强等国际企业的垄断。近年来公司在全球氮化镓基LED MOCVD市场中的份额逐渐提升至领先地位,2018年公司的MOCVD在全球新增氮化镓基LED MOCVD设备中的份额达41%,从2017年Q1的不足20%提高到2018年Q4的超过70%。

图34:2017-2018全球氮化镓基LED MOCVD设备市场份额,中微18年下半年显著提高

公司自主研发的MOCVD设备已被三安光电、华灿光电、乾照光电、璨扬光电等多家国内一流LED外延片及芯片制造商大量采购,2016-2018年MOCVD在手订单从2.88亿元大幅增加至13.59亿元。公司同时也在开发更大尺寸的MOCVD设备,预计未来将进一步占领MOCVD市场份额。

图35:公司在手订单变化情况(单位:百万元),MOCVD订单CAGR达117%

3.2. 相关设备达国际领先水平,未来有望比肩行业龙头

公司设备主要用于集成电路与以LED为代表的光电子器件,这两类产品的合计销售额占据全球半导体产品销售额的90%以上,是半导体产品最为重要的组成部分。在集成电路的刻蚀设备行业,公司的主要竞争对手为泛林半导体、东京电子、应用材料等国际知名企业以及国内知名公司北方华创;在LED的MOCVD设备行业中,公司的主要竞争对手是维易科、爱思强。

表7:公司与竞争对手比较情况,同泛林、应用材料、东京电子差距较大

其中泛林半导体、东京电子以及应用材料为半导体设备行业龙头,公司在半导体设备领域与之相比仍有较大差距,但在刻蚀设备领域已经具备国际竞争力。公司成功研发出刻蚀设备的双反应台高产出率技术,技术优势在于单位面积的生产效率更高,同时设备成本降低,该技术在Primo D-RIE、Primo AD-RIE及TSV等刻蚀设备上得到应用。

图36:公司双反应台刻蚀设备

公司在刻蚀设备领域的主要产品为电容性等离子体刻蚀设备、电感性等离子体刻蚀设备以及深硅刻蚀设备(TSV系列),在经过十几年的努力研发后,公司在这些产品领域均掌握了相关核心技术,并成功将之运用到产品中,以此开展主营业务。

表8:公司电容等离子体刻蚀设备核心技术达国际先进水平,多数设备已量产

表9:公司电感性等离子体刻蚀设备核心技术达国际先进水平,设备已量产

表10:公司自主研发深硅刻蚀设备(TSV系列)核心技术达国际先进水平,设备已量产

公司自2012年成功研发出第一台MOCVD设备Prismo D-Blue起,历经7年,不断研发并改进相关设备技术,迅速追赶竞争对手并成功占领氮化镓基LED MOCVD设备市场,公司已具备该领域国际先进技术,未来有望随着Mini LED与Micro LED的发展获得更大的市场空间。

表11:公司MOCVD设备核心技术达国际先进水平,设备多数已量产

当前刻蚀机行业龙头仍然是泛林半导体,中微公司中许多工程师都曾任职于泛林半导体。尽管国产设备供应商和泛林、东京电子等国际半导体设备供应商还存在一段距离,但从技术角度来看,中微在后段中的技术已基本追上,主要是在生产应用方面存在一些弱势。因为这些公司有较多长期合作的客户,形成绑定关系,同客户一起研发设备,这需要中微通过一定周期进行积累。预计随着公司的不断发展,与客户的关系持续紧密,也将形成与优质客户合作研发进步的良性循环。

图37:公司与泛林营业收入差距较大(单位:亿美元)

图38:公司近年毛利率有所下滑,主要是毛利率较低的MOCVD设备收入占比增高(单位:%)

图39:公司净利率由负转正,经营状况良好(单位:%)

图40:公司研发支出占营收比重高(单位:%)

中微在刻蚀设备领域最大的竞争对手是泛林半导体,当前公司与泛林在体量上存在较大差距,主要原因是起步较晚,核心技术掌握不够。中微在已有的技术储备上持续加大研发投入,2016-2018年研发支出占营业收入比重49.62%/34%/24.65%,同期泛林半导体研发支出占营收比重15.53%/12.9%/10.74%。随着在半导体设备领域的继续加力,公司有望制造出更多具备国际竞争力的设备,通过与国际知名客户的合作继续提升自身实力,不断缩小与国际半导体设备龙头的差距。

4 盈利预测与投资评级

4.1. 核心假设与盈利预测

中微半导体设备(上海)有限公司主要从事半导体设备的研发、生产和销售,通过向全球集成电路和LED芯片制造商提供极具竞争力的高端设备和高质量服务,为全球半导体制造商及其相关的高科技新兴产业公司提供加工设备和工艺技术解决方案。中微公司与泛林半导体、应用材料、东京电子、日立等4家美日企业组成了国际第一梯队,为7纳米芯片生产线供应刻蚀机,如今通过台积电验证的5纳米刻蚀机,预计能获得比7纳米更大的市场份额。本募集资金将依次投资于以下项目,其中4亿元投入高端半导体设备扩产升级项目、4亿元投入技术研发中心建设升级项目、剩余2亿元补充流动资金,有望对公司现有产能进行扩充、进一步提升公司的技术研发实力、业务规模和盈利水平。

专用设备业务:包括MOCVD设备和刻蚀机。其中MOCVD设备主要客户是国内外的LED厂商,已经基本完成了进口替代,未来增速基本和行业增速一致;

刻蚀机业务近几年发展迅速,国内的晶圆厂的刻蚀机目前还是非常依赖于进口设备,未来有望随着中微的技术水平的提高而国产设备市占率快速提升,且目前公司已经进入到台积电的供应链体系,未来有望进入其他国际一线晶圆厂的供应链体系,故刻蚀机业务的增速会高于MOCVD设备。

备品备件业务和设备维护业务都属于公司的收入规模和存量客户数量达到一定数量后产生的新业务,我们预计这块业务毛利率高,客户粘性大,市场空间大,未来增速非常快,故在我们的预测中,这两块业务的增速较快。

假设公司的刻蚀机等半导体设备伴随国内晶圆厂投资加速和半导体设备国产化率提高而增长,MOCVD设备伴随国内LED行业投资加速而增长,我们预计公司2019-2021年的营业收入分别为22.7亿、28.4亿、35.5亿,分别同比增长38%、25%、25%。公司2019-2021年的净利润分别为2.0亿、2.9亿、4.1亿,分别同比增长120%、43%、43%。

表12:中微公司分业务收入预测(百万元)

4.2. 公司估值

(1)估值方法一:PE(市盈率法)

根据上文分析,公司目前的主要收入来源为高端半导体设备,募投项目4.01亿元的主要投向是“高端半导体设备扩产升级项目”,预计高端刻蚀设备产能释放后公司的收入和毛利率将会显著提高,;高端MOCVD设备扩产升级增加的产能将会帮助公司提高“蓝绿光 LED MOCVD”、“高温MOCVD”、“硅基氮化镓功率用MOCVD”等高端系列产品的综合实力,且将会帮助公司的产品走向高端化和专业化;募投项目的4.01亿元的主要投向是“技术研发中心建设升级项目”,将会帮助公司提高新产品的研发实力。同类可比公司中的北方华创目前主要业务是电子工艺设备(包括光伏用设备和集成电路设备)和电子元件,由于电子元件业务普遍毛利率较低,稀缺性较小,不具备高估值能力,一般估值为15-25倍;光伏设备行业竞争激烈,且由于下游扩产具备一定的周期性,估值也普遍在20-30倍左右;市场给予北方华创高估值的是其集成电路设备,故在实际上公司集成电路设备的估值比公司的整体估值要高许多,预计在100倍以上;长川科技的主营业务为半导体封测设备中的测试机和分选机,相比半导体芯片制造环节中的晶圆制造环节,技术含量低许多,故估值也要比晶圆制造设备的估值低,中微公司的刻蚀机业务属于晶圆制造的核心环节的核心设备,故估值要比长川科技高。至纯科技的业务包括高纯工艺系统,刚刚开始发力湿法清洗设备业务,现在正处于结构转型期,业务重心向半导体行业倾斜。目前收入的主要构成是半导体工艺系统,该块业务的难度相对较低,估值较低;湿法清洗设备2019年开始获得订单,尚未开始贡献业绩。

因此,我们认为中微公司可比公司主要为北方华创,但是中微公司业务较为单一,专用设备是主要核心业务,刻蚀机业务未来潜力大和MOCVD设备业务高端化可期,故与北方华创估值应该较为接近且应该接近或者略超过北方华创的估值水平,且由于科创板公司的估值溢价,故我们给予PE估值为70-85倍,预计公司2019年净利润为2.0亿,对应市值区间为140-170亿元。

表13:可比公司估值(PE

(2)估值方法二:PS法(市销率)

考虑到中微是作为正处于成长扩张期的高新技术企业,不管是MOCVD设备还是刻蚀机设备都是专用设备领域壁垒较高的环节,均需要大量的研发投入去突破国外龙头的垄断。我们认为高研发投入容易对公司的净利润水平造成波动,故另采取PS估值法对公司进行估值较为合理。同类可比公司中长川科技由于收入体量较小,和中微可比性不强,故PS法在比较中不适用。北方华创有电子元件业务,此块业务的收入规模较大,故PS法和北方华创相比并不适用。至纯科技有有半导体工艺系统业务和半导体设备业务,三家公司中和中微较为类似。所以我们认为中微的估值应该和至纯科技较为类似,故我们给予PS估值为6-8倍,预计公司2019年收入为22.7亿,对应市值区间为136-182亿元。

表14:可比公司估值(PS)

(3)询价投资建议我们认为公司的合理PE估值应在70-85X,预计公司2019年净利润为2.0亿,对应市值区间为140-170亿元;给予PS估值为6-8倍,预计公司2019年收入为22.7亿,对应市值区间为136-182亿元。由于两种估值方法得到的市值区间较为接近,故选取重叠部分作为最终的参考市值区间,即为140-170亿元(区间小于20%)。

按照最新招股说明书,公司本次拟公开发行股票不超过5349万股,不低于发行后总股本的10%,据此测算对应每股价格区间为25.9-31.5元,考虑到科创板公司的估值溢价,建议网下投资者参考以上合理估值区间,积极申购。

5 风险提示

1)行业波动风险:集成电路专用设备行业与半导体行业发展密切相关,全球半导体行业具有技术呈周期性发展、市场呈周期性波动的特点。虽然随着近年来全球半导体产业逐渐步入成熟发展阶段,行业波动日益收窄,周期性越来越弱,但仍然存在受行业固有的周期性波动带来的不利影响。

2)客户开拓风险:公司客户集中度较高,若主要客户的经营或财务状况出现不良变化或者公司与主要客户的稳定合作关系发生变动,将可能对公司的经营业绩产生不利影响。

3)技术开发及人才短缺风险:公司与集成电路测试设备领域国际知名企业相比仍存在一定差距,如果公司不能紧跟国内外专用设备制造技术的发展趋势,或者后续研发投入不足,将面临市场竞争力降低的风险。此外,如果公司未能及时获得资金支持或招聘足够的专业人才,可能对公司的研发速度产生不利影响。

中微公司三大财务预测表

感谢您支持东吴陈显帆团队

东吴机械研究团队荣誉

2017年 新财富最佳分析师 机械行业 第二名

2017年 金牛奖最佳分析师 高端装备行业 第二名

2017年 卖方分析师水晶球奖 机械行业 第五名

2017年 每市组合 机械行业 年度超额收益率 第一名

2016年 新财富最佳分析师 机械行业 第四名

2016年 金牛奖最佳分析师 高端装备行业 第四名

2016年 每市组合 机械行业 年度超额收益率 第一名

陈显帆 东吴研究所副所长,董事总经理,大制造组组长,机械军工首席分析师(全行业覆盖)

机械行业2017年新财富第二名,2016年新财富第四名,2015年新财富第三名,2014年新财富第二名;所在团队2012-2013年获得新财富第一名。伦敦大学学院机械工程学士、金融学硕士。4年银行工作经验。2011-2015年曾任中国银河证券机械行业首席分析师。2015年加入东吴证券。

周尔双 高级分析师(工程机械,锂电设备,半导体设备,智能制造,电梯,核电设备)

英国约克大学财务管理学士、金融学硕士,六年机械研究经验,2013年加入东吴证券。

倪正洋 分析师(激光、油服、OLED、轨交、船舶、新材料)

南京大学材料学学士、上海交大材料学硕士。2016年加入东吴证券。

朱贝贝 研究助理(智能制造)

武汉大学学士、上海国家会计学院会计硕士。2018年加入东吴证券。

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