加入星计划,您可以享受以下权益:

  • 创作内容快速变现
  • 行业影响力扩散
  • 作品版权保护
  • 300W+ 专业用户
  • 1.5W+ 优质创作者
  • 5000+ 长期合作伙伴
立即加入
  • 正文
    • 1、设备各领域国产化进度如何?
    • 2、设备的高光三年后,成长两家百亿级设备厂商
    • 3、结语
  • 推荐器件
  • 相关推荐
  • 电子产业图谱
申请入驻 产业图谱

工业大盘点的风吹到了半导体设备

02/12 10:25
1296
阅读需 43 分钟
加入交流群
扫码加入
获取工程师必备礼包
参与热点资讯讨论

2020年至2023年的三年是半导体上游设备行业黄金发展期。始于2020年的全球缺芯潮引发全球晶圆厂扩产建能,给上游的设备、材料厂商带来甜蜜的烦恼。同时近几年在国产替代的政策东风下,设备行业加速发展。叠加国际形势多变,新冠疫情后产能在地化趋势蔓延,都推动着我国设备行业进入一个新的阶段。

2023年国内设备厂商财报颇有亮点,笔者选取了A股14家具有代表性的设备企业近四年(2019年~2023年)的财报数据,主要从营收、净利润、毛利率、年复增长率、合同负债几项指标综合考量,一探国内设备行业近四年发展态势。但讨论不限于A股企业,还将关注上海精测、屹唐半导体、上海微电子、中科共芯等重要代表企业。

业界曾指出,半导体设备是“近几年半导体产业中业绩确定性最强的细分领域”,从厂商业绩来看,上述定论似乎没有改变,但2023年受到全球经济增速放缓以及局部地缘冲突等因素叠加影响下,增速有所放缓。从未来晶圆代工扩产、国产替代大背景等重要驱动因素看,把握发展机遇,国内设备企业发展空间足够大。

1、设备各领域国产化进度如何?

设备产业链服务于半导体产业链,按照工艺流程划分,半导体设备可分为单晶生长、晶圆制造前道设备和后道设备。其中单晶生长流程有长晶、切片、抛光、外延等,除了长晶外,切片、抛光、外延都已归入前道设备中。长晶主要针对的是硅片和碳化硅两种不同代际材料进行晶圆制造,这个部分本文中重点讨论的主要是晶盛机电及晶升股份设备两家企业。

图片来源:全球半导体观察制表

综合行业各方数据及各大代表企业近年财报数据看,国内设备基本可以覆盖半导体制造流程的各阶段所需(除光刻机外),各领域设备国产化率及主要厂商如下图所示。

图片来源:全球半导体观察制表

整体上,我国在去胶、清洗、刻蚀设备方面国产化率较高,在CMP、热处理、薄膜沉积上近几年国产化突破明显,而在量测、涂胶显影、光刻、离子注入等设备上,仍较为薄弱。值得注意的是,上述提及的企业正是在经历了2020至2022年的两年设备短缺潮后,接单能力有了明显提高,业绩实现大幅增长。

设备市场规模上,SEMI数据显示,包括晶圆加工、晶圆厂设施和掩模/掩模版设备在内的晶圆厂设备领域预计将在2023年下滑3.7%,至906亿美元。展望未来,预计半导体制造设备将在2024年恢复增长,在前端和后端市场的推动下,2025年的销售额预计将达到1240亿美元的新高。

设备市场规模的增长离不开晶圆代工的巨额扩张。据悉,晶圆厂扩产的资本支出中约有70%-80%是用于购买半导体设备。据全球半导体观察此前不完全统计,目前中国大陆建有44座晶圆厂(12寸晶圆厂25座,6英寸厂4座,8英寸晶圆厂/产线15座)。此外,还有正在建设晶圆厂22座(12英寸厂15座,8英寸厂8座)。未来包括中芯国际、晶合集成、士兰微等在内的厂商还计划建设10座晶圆厂(12英寸厂9座,1座8英寸晶圆厂)。总体来看,中国大陆预计至2024年底,将建立32座大型晶圆厂,且全部专注于成熟制程。

TrendForce集邦咨询统计,2023~2027年全球晶圆代工成熟制程(28nm及以上)及先进制程(16nm及以下)产能比重大约维持在7:3。中国大陆由于致力推动本土化生产等政策与补贴,扩产进度最为积极,预估中国大陆成熟制程产能占比将从今年的29%,成长至2027年的33%,其中以中芯国际(SMIC)、华虹集团(HuaHongGroup)、合肥晶合集成(Nexchip)扩产最为积极。

虽然近年来我国设备产业发展非常迅猛,但是与应用材料、东京电子、泛林集团、ASML、科磊等国际半导体设备大厂的千亿体量以及丰富高端的产品线相比, 我国半导体厂商仍然存在追赶空间。以下将对14家设备厂商近五年财报及发展情况做出说明,以便读者更好了解国内设备企业现状与未来潜力。

2、设备的高光三年后,成长两家百亿级设备厂商

2020-2022年是半导体设备发展的高光三年。三年内,绝大部分企业均实现业绩同比正增长。其中,业绩同比增长超50%的企业,2020年至2022年分别有7家、11家、8家。也正是从2022年开始,设备行业诞生了两个百亿设备巨头,北方华创和晶盛机电。此外,十亿量级企业则从2019年的3家上升至7家,分别是中微公司、盛美上海、至纯科技、华海清科、拓荆科技、长川科技、芯源微。

图片来源:全球半导体观察制表

单从刚过去的2023年前三季度营收看,有12家企业营收同比正增长,7家同比增速超过40%,4家同比增速超50%。营收最高的前五位为北方华创、晶盛机电、中微公司、盛美上海、至纯科技。2023年营收增速有所放缓,主要是受到全球经济复苏缓慢以及局部地缘冲突等因素叠加影响。

图片来源:全球半导体观察制表

从净利润看,2020年有9家企业同比增长在50%以上,8家同比增长在90%以上,一家出现亏损;2021年15家企业净利润正向增长,同比增长在90%以上及50%以上分别有8家和11家;2022年有3家企业净利润不及往年,同比增长在90%以上及50%以上分别6家和7家;2023年前三季度有3家净利润不及往年,有8家同比增长在50%以上,同比增长在90%以上有3家,其中净利润前五为晶盛机电、北方华创、中微公司、盛美上海、华海清科。

图片来源:全球半导体观察制表

而从毛利率情况看,近几年半导体设备行业的毛利率水平可观。2020年至2023三季度,平均毛利率从40%上升至46%,体现出近年较高的行业景气度。在统计的14家A股企业中,2019年至2023年前三季毛利率超40%分别有8家、8家、12家、12家、12家。毛利率超50%的企业,则分别有3家、2家、3家、3家、6家。

图片来源:全球半导体观察制表

(一)平台型企业:北方华创成熟,中微公司、盛美上海、万业企业加速成长

目前,全球前5大半导体设备厂商均属于前道设备的应用厂商,分别为应用材料、ASML、东京电子、泛林半导体、柯磊,其中3家为平台型企业,横跨刻蚀、薄膜、清洗、离子注入等多个领域。若想挤入全球设备第一梯队行列,往平台型发展是十分关键有效的路径。目前正在壮大设备产业链的国内设备厂商主要有北方华创、中微公司、盛美上海、万业企业四家。各家发展情况不一,北方华创较早发展形成规模,是国内唯一成型平台型设备企业;中微公司、盛美上海则在加速成长,拥有一定规模;万业企业则处于发展初期,但是对于发展成为“平台型”企业目标明确。

北方华创:国内唯一平台级半导体设备厂商,首季挤进全球设备企业前十榜单

北方华创是我国设备龙头企业,也是目前唯一的平台级半导体设备厂商(设备类型覆盖ICP刻蚀(ICP+CCP)、沉积设备(PVD+CVD+ALD)、清洗、氧化、退火、MFC(气体流量质量控制器)等)。从近五年财报数据看,北方华创从2019年的40.58亿元营收成长为2023年的220亿元(2023年预计营收在210~230亿元间,取中位),CAGR(年复增长率)为52.6%。净利润从3.09亿元成为至38.80亿元(2023年预计营收在210~230亿元间,取中位),CAGR为88.2%。毛利率稳定在35%~45%间,并呈现上升趋势。

2023年,其营收、净利继续增长,但是在历年高基数下,增速稍微放缓。北方华创表示,2023年北方华创应用于高端集成电路领域的刻蚀、薄膜、清洗和炉管等数十种工艺装备实现技术突破和量产应用,工艺覆盖度及市场占有率均得到大幅提升。其中值得一提的是,北方华创自主研发的12英寸高密度等离子体化学气相沉积(HDPCVD)设备OrionProxima正式进入客户端验证,为进军12英寸介质薄膜设备领域,打开百亿级市场迈出了坚实的一步。另外2023年北方华创新签订单超过300亿元,其中集成电路领域占比超70%。

值得注意的是,根据各半导体设备公司公布的财报数据及营收预测,编辑梳理出了全球前十大半导体设备供应商的营收数据,北方华创第一次挤进全球设备企业前十榜单。荷兰光刻机巨头荷兰阿斯麦(ASML)以276亿欧元(约297亿美元)的销售额排名第一;美国应用材料(AMAT)以265.2亿美元(截至2023年10月29日)的收入排名第二;美国泛林(LAM)以143.17亿美元(截止2023年12月24日)的营收排名第三;日本东京电子(TEL)预估今年度(2023年4月-2024年3月)合并营收目标为1.73万亿日元(约116亿美元),排名第四;美国科磊(KLA)预计营收为96亿美元排名第五;日本迪恩士(Screen)预计2023财年销售额为5000亿日元(约34亿美元),排在第六位;日本爱德万(Advantest)预计2023财年销售额为4700亿日元(约32亿美元);北方华创预计营收209.70亿元至231亿元人民币(约29至32亿美元);荷兰ASMI2023年第四季预测6-6.3亿欧元,总体营收达28.15亿欧元(约30亿美元);美国泰瑞达(Teradyne)合并营收26.76亿美元,上述四家厂商排名第七到第十。

中微公司:刻蚀全覆盖,沉积、量检测加强布局

中微公司重点发展刻蚀(CCP与ICP)、物理气相沉积和化学气相沉积三大类设备,从近五年财报数据看,中微公司从2019年19.47亿元营收成长为2023年的62.60亿元,CAGR为33.9%。净利润从1.89亿元成为至17.75亿元(取中位),CAGR为75.1%。毛利率稳定在37%~47%间,并呈现上升趋势。

中微公司表示2023年业绩增长主要源于其刻蚀设备市占率的提升,目前中微公司CCP已进入7-5nm的晶圆生产线,在5nm以下也取得可喜进展。据悉2022年刻蚀设备收入为31.47亿元,约占总收入的66.40%,中微公司预计其2023年刻蚀设备销售约47亿元,同比增长约49.4%。此外,中微公司2023年新增订单金额约83.6亿元,其中,新增刻蚀设备订单金额约69.5亿元,同比增长约60.1%。而MOCVD设备收入受到终端市场波动影响营收下降34.0%,2022年收入7亿元,约占总收入的14.77%,2023年则预计收入4.6亿元。

总体来看,中微公司也有往平台型企业发展的趋势。当前正从刻蚀设备拓展到薄膜沉积、检测等其他集成电路关键设备领域。研发方面,中微公司表示,公司在新产品开发方面取得了显著成效,近两年新开发的LPCVD(低压化学气相沉积)设备和ALD(原子层沉积)设备已有四款设备产品进入市场,其中三款设备已获得客户认证,并开始得到重复性订单;新开发的硅和锗硅外延EPI(在衬底上生长出的半导体薄膜)设备、晶圆边缘Bevel(斜角或倒角)刻蚀设备等多个新产品,也会在近期投入市场验证;此外,公司开发的包括碳化硅功率器件氮化镓功率器件等器件所需的多类MOCVD设备也取得了良好进展,2024年将会陆续进入市场;量测领域,公司通过控股睿励进行外延式布局,睿励科学仪器主营膜厚量测设备和光学缺陷检测设备,以及硅片厚度及翘曲测量设备等。

盛美上海:聚焦清洗,六大类业务版图加速发展

盛美上海主要有清洗、电镀、先进封装湿法、立式炉管、涂胶显影、PECVD六大类业务版图,其中清洗设备是核心业务。近五年财报数据看,盛美上海从2019年7.57亿元营收成长为2023年的39.5亿元(取中位),CAGR为51.1%。毛利率稳定在40%~55%间,呈上升趋势。鉴于对未来业绩的良好预期,该公司还透露预计2024年将实现营收50亿元至58亿元。

盛美上海的核心业务是清洗设备,目前全球半导体清洗设备市场高度集中,尤其在单片清洗设备领域,DNS(日本迪恩士)、TEL(日本东京电子)、LAM(美国泛林)与SEMES(三星子公司细美事)四家公司合计市场占有率超90%以上,其中以DNS市场份额最高。目前本土12英寸晶圆厂清洗设备主要来自DNS、盛美上海、LAM、TEL、北方华创、至纯科技几家,从国际招标网数据看,盛美上海是国内中标数量最多的企业。

盛美上海近几年注重往平台化大企发展,今年1月25日,盛美上海45亿元大额募资计划发布,其中拟投入9.40亿元用于“研发和工艺测试平台建设项目”;拟投入22.55亿元用于“高端半导体设备迭代研发项目”;拟使用13.04亿元用于补充流动资金。

虽然企业营收、净利、毛利、合同负债等指标均较好,但是其现金流近几年一直处于负数状态。2022年为-2.69亿元,2023年三季度末为-2.58亿元。对此盛美上海表示,该公司虽然成功开发了前道半导体工艺设备、后道先进封装工艺设备以及硅材料衬底制造工艺设备等,但随着“产品平台化”战略的逐步实施,也对其研发实力和产业配套能力提出了更高的要求,该公司亟需搭建一套完善的研发及工艺测试平台。至于高端半导体设备迭代研发项目,这一领域具有较高的技术壁垒,国产化进程相对缓慢,是国内企业需要加强自主创新和技术研发的领域。

值得注意的是,盛美上海表示,2024年公司将聚焦KrF设备进入市场,同时公司也将研发浸没式ArF设备。2025-2026年度,公司PECVD、Track开始实现销售收入,预计随着这两款设备市场的不断开拓,将再次推动公司业绩高增长。

万业企业:专注离子注入,1+N设备平台战略展开

万业企业原本专注于房地产行业,近年来,在其控股股东浦科投资的带领下,万业企业通过“外延并购+产业整合”双轮驱动,陆续收购了凯世通和Compart Systems,并成立嘉芯半导体,致力于打造1+N设备平台战略,该公司表示其向集成电路领域转型决心坚定不移。虽然目前营收大头还在房地产行业上,但是万业企业半导体设备近年已开始交付,正在逐步形成规模量产中,营收比重上升明显,值得关注。

据悉,其2022年共计营收11.58亿元,其中,专用设备制造业务收入2.06亿元,同比增加 67.96%。值得注意的是,2022年万业企业现金流量净额呈现负增长,财报上显示该年研发费用猛增136.99%,万业企业表示系本期子公司凯世通研发投入较上年增加所致。据悉,凯世通产品主要是离子注入机,是目前国内极少实现28nm低能离子注入工艺全覆盖的国产供应商,并率先完成了高能离子注入机产线验证及验收,目前该公司还在加速推进离子注入机设备的产品迭代与产线丰富。离子注入机开发难度仅次于光刻机,目前以应用材料公司、Axcelis 为主导, 国内主要代表企业除了凯世通还有中科信。

嘉芯半导体旗下则设有子公司嘉芯迦能、嘉芯闳扬和新产品研发部等,目前已形成多个半导体前道核心设备产品线,业务覆盖刻蚀、薄膜沉积、快速热处理等多类主制程设备以及尾气处理等支撑制程设备,为汽车芯片、功率芯片、逻辑芯片等集成电路晶圆制造厂提供成套的前道设备解决方案。

万业企业发布的2023年年度业绩预告显示,2023年度实现归属于母公司所有者的净利润1.20亿元到1.80亿元,同比下降57.5%~71.67%。但是值得注意的是,该公司集成电路专用设备制造业务收入较上年同期大幅增长约80%。其中,第四季度集成电路设备收入约为2.40亿元,同比增长约120%。万业企业表示,由于公司房地产板块进入收尾阶段利润减少,加之公司目前在半导体设备业务领域仍处于高投入期等综合原因影响,本期利润较上年同期减少。子公司凯世通在技术升级、产品研发及市场拓展方面均取得重大进展,于第四季度签约出售多台12英寸集成电路设备。

(二)值得期待的碳化硅市场

单晶炉(硅及SiC)属于晶圆制造的头道工序设备,国产化率相对较高,其中,大硅片12英寸单晶硅炉技术壁垒还较高,供应商以国外企业为主,国内代表企业主要有北方华创、晶盛机电、晶升股份等。

晶盛机电:晶体生长设备厂商,营收直逼北方华创

晶盛机电作为晶体生长设备龙头,下游覆盖光伏设备、半导体设备、蓝宝石材料、SiC材料4大板块。从近五年业绩看,该企业从2019年的31.10亿元直线上升至2022年的106.39亿元,CAGR为50.7%。净利润从6.37亿元成为至46.76亿元(2023年预计净利润在41.2-47.1亿元间,取中位),CAGR为64.60%。毛利率同样稳定在35%~45%间,呈现上升趋势。

2023年11月,晶盛机电正式启动了“年产25万片6英寸、5万片8英寸碳化硅衬底片”项目。据称,目前晶盛机电已基本实现8-12英寸大硅片设备的全覆盖并批量销售,6英寸SiC外延设备已实现批量销售且订单量正在快速增长,并成功研发出具有国际先进水平的8英寸单片式SiC外延生长设备,实现了成熟稳定的8英寸SiC外延工艺。此外,公司成功研发第四代半导体材料MPCVD法金刚石晶体生长设备,并建设基于大尺寸和高产能的研发试验线。另外,2023年三季度末,晶盛机电合同负债增长到了111亿元,再创新高。

晶升股份:看准碳化硅市场放量,产品向大尺寸靠近

晶升股份主要产品包括半导体级单晶硅炉、SiC单晶炉、以自动化拉晶控制系统为代表的其他长晶设备三大类。近五年财报数据看,晶升股份营收从2019年的2300万上升至2023年前三季度的2.39亿元,CAGR接近79.5%。净利润从2019年的亏损转至2023年前三季度的4300万,毛利率稳定在30%-40%间。

虽然2018年度,晶升股份向沪硅产业子公司上海新昇提供的12英寸半导体级单晶硅炉验收通过,实现了12英寸半导体级单晶硅炉的国产化。但是在2019年之前,晶升股份主营业务收入还是以蓝宝石单晶炉为主,毛利率较高。转至2020年后,其半导体级长晶设备开始批量交付验收,主营业务毛利率维持增长。2022年营收利润承压主要是上海地区供应链受到疫情影响,2022年下半年晶升股份财报各项数据开始上升。但是在总体设备行业中看,晶升股份体量还较小,考虑到目前碳化硅市场还处于放量增长期,未来业绩有望实现阶梯式成长。从晶升股份财报数据显示,北方华创SiC单晶炉市场占有率约50%以上,晶升股份市场占有率约27.47%-29.01%。

(三)刻蚀设备、清洗设备、后道测试设备

刻蚀

目前全球刻蚀设备大部分市场份额主要被泛林半导体、东京电子、应用材料所占据,国内主要的代表企业是中微公司、北方华创、屹唐半导体、嘉芯半导体。中微公司、北方华创、嘉芯半导体上述已做介绍,以下主要简单观察屹唐半导体相关数据。

屹唐股份

屹唐股份自2021年6月IPO获受理以来,一直到现在都没有获得证监会同意IPO注册的批复。根据屹唐股份2021年发布的招股书,屹唐股份的干法去胶设备、快速热处理设备可用于90nm到5nm逻辑芯片、10nm系列DRAM芯片以及32层到128层3D闪存芯片;其干法刻蚀设备主要可用于65nm到5nm逻辑芯片、10nm系列DRAM芯片以及32层到128层3D闪存芯片制造。2019年屹唐半导体的营收落在中微公司之后,作为国内干法去胶的龙头企业,加之在干法刻蚀设领域的积累,相信这几年业绩也实现较大增长。

清洗

全球清洗设备市场高度集中,主要由日本迪恩士(Dainippon Screen)、东京电子(TEL)、美国细美事SEMES(三星旗下子公司)等国外企业垄断,目前迪恩士能够完成7nm/14nm及以上规格的硅片清洗,东京电子能够完成14nm及以上规格的硅片清洗。

国内清洗设备主要有盛美上海、北方华创、至纯科技、芯源微等,各家大多采用差异化的竞争路线。芯源微主要采用二流体清洗法,精确控制惰性气体及水流量,达到杂质去除目标;盛美上海与北方华创积极布局兆声波技术,并且取得技术突破,已经能够商业化量产14nm/28nm规格的清洗设备;至纯科技采用的NanoSpray技术,可以提供28nm节点及以上的全部清洗设备以及14nm节点的部分清洗设备。

至纯科技

至纯科技业务起步于高纯工艺系统,于2017年开始拓展半导体湿法清洗设备、半导体材料等业务。近几年,至纯科技营收和净利均在不断上升,利率稳定在30%~40%间,但是其公开财报数据显示,近年其归母净利润关于非经常损益部分较多,经营活动现金流净额属于负增长,总体数据对比其他同行看较为不佳。通过对该公司分析发现,至纯科技近年来主张多元化发展策略,横向拓展了多项业务但是尚未形成核心竞争力。

值得注意的是,2021年国家大基金二期入股了至纯科技子公司至微半导体,该公司重点发展单片和槽式清洗设备。

后道测试

后道测试设备主要包括分选机、测试机、探针台等,较其他核心半导体前道设备看,突破难度较低,国产化率较高,代表企业主要有华峰测控、长川科技。

华峰测控

在众多企业中,华峰测控的毛利率是出奇的高且稳定,甚至其毛利增速远高于营收增速,足以说明华峰测控产品的竞争力和在产业链上的议价能力都比较强。华峰测控专注于集成电路测试机销售,产品主要有两款,分别是2008年推出的STS8200,目前已形成成熟的产品和配件,下游客户基础稳固;以及2018年推出的STS8300,目前处于市场导入期,未来增长潜力巨大。

华峰测控的高毛利与其其所在的行业特性息息相关,从设备领域看,后道检测设备往往比前道制造设备毛利要高一些,属于典型的“高盈利能力,低成本”模式。就拿KLA、泰瑞达、爱德万、长川科技等企业近几年的毛利看,显著的高于AMAT、LAM、台积电、ASML同期毛利。最近三年华峰测控的毛利率有降低的趋势,从2020年的80%毛利率减少约10%到2023年三季度的71%。华峰测控表示上半年毛利率下滑的主要原因是公司产品结构发生了变化,公司混合测试设备、功率测试设备等新品的毛利率相比传统模拟测试设备的毛利率偏低。

华峰测控毛利高原因还在于其专一性,该公司产品只有模拟测试机,并且在后道测试行业沉淀已久,顾客积累深厚。测试机核心技术在于整体软硬件一体化的设计、技术参数的控制和软件系统的开发,而半导体测试厂商会将PCB焊接和机柜采购组装等外包出去达到成本降低的效果。对比同行,泰瑞达还有工业机器人、爱德万、长川科技还有分选机等,产品结构相较丰富一些,企业经营的成本较高。

但是值得注意的是,华峰测控的模拟测试机营收占比达85%,占据营收大头,该类产品国产率已经挺高了;而Soc测试机业务贡献占比还较低,该产品国产化率则较低,未来有望在国产替代东风下继续发力创造核心竞争优势。

长川科技

长川科技财报看,营收、毛利率近几年在不断上升,但是其净利润却一直下降,其中2023年营收、净利双降。2023年前三季度长川科技实现营收12.09亿元,同比下降31.06%;归母净利润0.01亿元,同比下降99.59%。但值得注意的是,自2019年至今,长川科技的毛利率稳定维持在50%以上,2023年前三季度该公司毛利率增长到57.51%。

据悉,营收及净利下降主要是半导体市场景气度下降,需求下降以及大客户收入确认节奏调整,导致销售收入下滑。并且该公司大力投入研发,长川科技2023前三季研发费用5.26亿元,同比增长16.9%,占营收比重高达43.48%。毛利率较高增长还是回归行业属性,中科飞测主要处于前道测试设备段,长川科技产品则专注在后道测试,主要产品是测试机(为测试设备第一大细分领域)、分选机等,尤其是测试机,该业务的毛利率高达70%。

如今长川科技、华峰测控等实现了部分半导体测试设备国产替代。其中,长川科技以模拟/数模混合的测试机以及分选机实现了进口替代,在积极向数字测试机、探针台市场推进。

(四)涂胶显影设备、薄膜沉积设备

涂胶显影

涂胶显影设备是光刻工序中与光刻机配套使用的涂胶、烘烤及显影设备,全球涂胶显影设备行业集中度较高,日本东京电子(TEL)、Screen(迪恩士)占据主导地位,芯源微则是国内唯一一家能够量产前道涂胶显影机的厂商。

芯源微

据悉,芯源微主营业务是涂胶显影设备(涂胶/显影机、喷胶机)和单片式湿法设备(清洗机、去胶机、湿法刻蚀机)。其中芯源微涂胶显影设备在28nm及以上技术节点,达到国际先进水平;在I-line和Krf设备工艺上,实现规模化量产;在ArFi设备工艺上,已显著减少与国际知名企业差距,通过客户工艺、良率验证,达到量产运用能力。

从近五年财报数据看,芯源微2019-2022年营收从2.13亿元增长到13.85亿元,CAGR为86.6%;净利润从0.29亿元增至2亿元,CAGR为90.3%,期间毛利率稳定在35%-50%间。而2023年前三季度业绩继续保持高速增长趋势,实现营收12.06亿元,同比增长30.36%;归母净利润2.2亿元,同比增长53.98%。

近几年芯源微研发费用增长明显。2023年上半年,芯源微研发费用7697.75万,约占营收11%。目前芯源微还在进行设备各领域技术升级与扩产,财报数据显示,其第三代浸没式高产能涂胶显影FT300目前客户导入良好,超高温烘烤Barc设备也实现了客户重复订单,临时键合、解键合机均进入客户验证阶段。产能上,上海临港厂区生产基地已于23年1月顺利封顶,主要生产前道 ArF 涂胶显影机、浸没式涂胶显影机、单片化学清洗机等设备,该公司预计在2024年能达到 40-50亿的产能。

薄膜沉积

从市场竞争格局来看,薄膜沉积设备行业呈现出高度垄断的竞争局面,主要被由AMAT、ASML、Lam Research、TEL等国际巨头垄断。我国在薄膜沉积设备有所布局的企业主要有北方华创、中微公司、拓荆科技、盛美上海、微导纳米,各家发展进程不同,北方华创产品多在 PVD技术上占优势,拓荆科技专攻薄膜沉积设备,其中CVD技术较为成熟;微导纳米则在ALD技术上领先,盛美上海则在近年切入薄膜沉积赛道。

拓荆科技

拓荆科技前身为中科仪PECVD事业部,自其成立始便聚焦半导体薄膜沉积设备的研发生产,拥有PECVD、SACVD和ALD三大产品系列,行业数据显示,该公司是国内唯一一家产业化应用的集成电路PECVD、SACVD设备厂商,打破国外技术垄断。

2019到2022年,拓荆科技营收从2.51亿增长至17.06亿元,CAGR为89.4%;净利润从负0.19元增至3.68亿元,期间毛利率延年递增,从2019年的31%到2023年前三季50%毛利率。该公司不断加大研发力度,数据显示,2019到2022年,公司研发投入从0.74亿元增长到了3.79亿元,年复合增速高达72%。财报数据显示,拓荆科技PECVD、ALD和SACVD设备持续拓展工艺,量产规模持续扩大;新产品HDPCVD、混合键合设备顺利通过客户端产业化验证,实现产业化应用。截止2023年Q3,拓荆科技合同负债余额15亿元,同比增长62%,占前三季度收入比例为88%。2023年年末公司在手订单超过64亿元(不含DEMO订单)。

此外值得注意的是,随着制程技术接近物理极限,三维集成被业界寄予厚望,从而混合键合设备需求渐高涨。拓荆科技抢先布局混合键和设备,成功研发出晶圆对晶圆键合产品和芯片对晶圆键合表面预处理产品,前者已经量产,后者也进入验证阶段。

(五)量测设备、光刻

量测

公开资料显示,量测检测设备的市场空间仅次于光刻机、刻蚀机和薄膜沉积设备,据中国国际招标网公开数据统计显示,量测检测设备是除光刻机外,国产化率最低的一环核心设备,市场主要被科磊半导体(KLA)、应用材料(AMAT)、日立(HItachi)所垄断。国内前道量测设备代表企业主要有中科飞侧、上海微电子、精测电子。

中科飞测

中科飞测专注于检测和量测两大类集成电路专用设备,于2023年5月上市,2019到2023年,中科飞测营收从0.56亿元增长至8.75亿元(取中位),CAGR为98.8%;近几年净利润数据波动却很大,2019年净利润为-9746万元,2020年和2021年由亏转盈后,2022年净利润同比增长-78.02%。该公司表示主要是该年研发费用2.06亿元,占营收比例40.4%。

对于2023年营收净利增长,中科飞测表示是因为产品突破核心技术迭代成功(如第三代半导体芯片检测设备CH-900系列产品)、客户群体覆盖度扩大、规模效应逐步凸显、国产化推动下游市场规模,推动公司盈利能力提升。目前该公司技术上还在加大研发投入,2023年前三季度研发投入达1.44亿元,较2022年同期增长5.9%。值得注意的是,2023年三季报中显示,该公司合同负债达到5.27亿元,比期初增加了8.7%。

精测电子

精测电子主营业务在于显示端,半导体业务体量较小,所以未归入上述财报统计中。从其股权结构看,精测电子主要通过上海精测、上海精积微、深圳精积微、北京精测、武汉精鸿等开展半导体业务,主要聚焦半导体前道和后道测试设备,包括膜厚量测系统、光学关键尺寸量测系统、电子束缺陷检测系统、半导体硅片应力测量设备等,目前该企业多款产品已在国内主要集成电路厂商取得重复批量订单,并打破国外厂商垄断,国产化进程进一步加快,从而值得关注。今年以来公司半导体订单表现亮眼,截至2023年三季报披露日,公司半导体领域在手订单为14.89亿元,占公司在手订单总额的比例提升到46%,订单饱满。

光刻

在整个半导体芯片制造过程中,光刻是最复杂工艺,光刻工艺的费用约占芯片制造成本的1/3左右,耗费时间占比约为40-50%,光刻工艺所需的光刻机也是其中最贵的半导体设备。目前前道光刻机的供应商主要是荷兰的ASML(80%以上市场份额)、日本的NIKON和CANON三家。中国大陆先进制程设备和技术严重受限,光刻设备获取艰难,自研进程道阻且长,国产化率不足1%。

上海微电子

目前,在光刻机领域被寄予厚望的上海微电子还正在IPO辅导中,此次IPO,上海微电子预计将募集资金约50亿元,主要用于28nm浸润式光刻机项目、先进封装光刻机项目、光刻机关键零部件项目等。此外,上海微电子与全球多家优秀的企业和机构建立了紧密的合作关系,共同推进光刻机的核心零部件和技术的研发和生产。高端光刻机的自主研发之路注定是条布满荆棘却不得不走的道路,中国大陆必将用自己无往不前的勇气与毅力,一路生花。

2023年除了上述企业外,还有一家企业值得关注。2023年12月12日,拓荆科技、中科飞测、盛美上海、微导纳米4家半导体设备厂商联合成立合资公司广州中科共芯半导体技术合伙企业(有限合伙)(以下简称“中科共芯”),其定位为投资平台,投资范围将聚焦半导体设备零部件,并将以战略性投资为主。

据《科创板日报》披露消息,除中科共芯,近两年有多家名称类似的一系列公司如中科同芯、中科锐芯、中科众芯成立。其中2023年11月,中科同芯首次对外投资项目为锐立平芯,据介绍,该公司聚焦FDSOI特色工艺量产平台。上述平台均是由行业头部设备企业共同持有,行业人士表示国产半导体设备厂商成立上述合资公司或将是为了共同研发,以集中力量加速突破相关卡脖子设备的国产化难题。

3、结语

经过多年的发展和追赶,我国半导体设备实现了从无到有的发展阶段,涌现出了一批代表性企业,也在部分细分领域做出了突破。但是据中国电子专用设备工业协会副秘书长、积塔半导体(上海)有限公司总工程师李晋湘表示,国内设备行业目前的挑战主要有三点,一是不能完全形成体系化生产流程;二是大致设备齐全,但特殊工艺要求无法满足;三是设备和工艺虽然完善,但关键工艺不稳定、不可靠。百亿甚至千亿量级企业成长非一日之功,国内设备企业还有很长的路要走。

推荐器件

更多器件
器件型号 数量 器件厂商 器件描述 数据手册 ECAD模型 风险等级 参考价格 更多信息
74HC595PW,118 1 Nexperia 74HC595; 74HCT595 - 8-bit serial-in, serial or parallel-out shift register with output latches;n 3-state@en-us TSSOP 16-Pin

ECAD模型

下载ECAD模型
$0.4 查看
SY89113UMY-TR 1 Microchip Technology Inc 89113 SERIES, LOW SKEW CLOCK DRIVER, 12 TRUE OUTPUT(S), 0 INVERTED OUTPUT(S), QCC44
$2.69 查看
74HC1G14GW,125 1 NXP Semiconductors 74HC(T)1G14 - Inverting Schmitt trigger TSSOP 5-Pin
$0.12 查看

相关推荐

电子产业图谱

DRAMeXchange(全球半导体观察)官方订阅号,专注于半导体晶圆代工、IC设计、IC封测、DRAM、NAND Flash、SSD、移动装置、PC相关零组件等产业,致力于提供半导体产业资讯、行情报价、市场趋势、产业数据、研究报告等。