受益建厂潮,国内半导体设备迎发展新机遇

2017-12-25 10:02:13 来源: 海通电子

 

我们认为中国半导体大致会经历三个阶段。 从1990s~2014的半导体1.0,这个时间段中国半导体以原始积累为主,技术来源为外部引进,产业链尤以注重人力成本的封测发展最快。2014~2020s是半导体2.0,这个时间段半导体产业发展以资本驱动为特征,体现为在《国家集成电路产业发展推进纲要》和国家集成电路产业投资基金的推动下,半导体产业链加速向中国大陆转移,尤其以半导体制造业发展最快,并拉动全行业发展。2030s~是半导体3.0,中国成为半导体产业强国,产业驱动模式从半导体1.0的人力成本驱动,2.0的资本驱动走向3.0的技术驱动,设计与设备等技术壁垒较高的行业迎来快速发展。

 

 

中国半导体2.0时代,半导体产业加速向中国大陆转移,大陆晶圆制造市场崛起带动半导体设备市场,势必带动国内半导体设备标的未来发展。 国际半导体制造市场增速放缓,而大陆半导体制造市场迅速崛起,在此景气形势下,大陆半导体设备厂商未来发展机遇不容小觑。世界半导体贸易统计组织(WSTS)的资料显示,2017Q2全球晶圆销售额达到了979亿美元,相比Q1增幅达6%,比去年同期增长了24%。

 

 

其中,中国半导体市场2017Q2销售额达到了312.3亿美元,占全球第二季度半导体销售额的31.89%。 当前,中国半导体市场规模已超过北美市场,成为半导体市场规模最大的地区。2016年我国半导体产业实现销售额为6378亿元人民币,实现了14.77%的增长率;我国半导体市场需求规模也从08年的6896亿元人民币增长至2016年的13859.4亿元。中国半导体市场规模的飞速发展,带来的是强烈的市场需求。预计2018年,我国半导体市场需求规模将达到15940.3亿元人民币。

 

巨大的需求带来中国大陆晶圆制造“建厂潮”。 紧跟国际半导体产业转移趋势,国内外众多晶圆制造商选择在中国大陆投资扩产。SEMI数据显示,过去两年间,全球新建17座12寸晶圆制造厂,其中有10座位于中国大陆;从2017年到2020年,预计全球新增半导体产线62条,这62条产线中有26条位于中国大陆,占总数的42%。预计2018年投产的新建12寸厂如计划月产能7万片的中芯国际(上海)、计划月产能8.5万片的格罗方德(成都)和计划初期月产2万片晶圆的台积电(南京)等。

 

 

大陆新建产线如“雨后春笋”,带来的半导体设备需求将成为设备行业新的拉动点。 晶圆制造工艺复杂,对所用设备要求高。芯片制造包含多道工艺,主要步骤有薄膜、光阻、显影、蚀刻和光阻去除等,整个过程要循环数十次,其中将用到多种设备,如。半导体设备是完成晶圆制造、实现技术进步的重要基础。根据SEMI数据估计,在集成电路生产线投资中设备的投资占到总资本支出的80%左右。

 

 

众多新建的晶圆制造厂背后是各制造厂商大量的资本投入。根据公司年报显示,2016年度中芯国际对物业、厂房及设备的付款达27.57亿美元;根据SEMI数据显示,2016年大陆积极投入晶圆厂建设,前段晶圆代工设备投资占全球设备投资比重已达到20%,晶圆建厂支出金额达到20亿美元。预计2017年全年相关投资金额将翻倍,占今年全球晶圆厂建设投入的70%以上。中国本土半导体产业的设备投资将在2018年~2020年间达到新的高峰,预计的投资金额分别为108亿美元、110亿美元、172亿美元。

 

 

国家导向,IC制造设备国产化是必然的发展趋势。晶圆制造设备在设备市场中的占比最大(约65%),技术含量最高,但也是目前国产化率最低的领域。根据政府报告《中国制造2025》内容显示,在2020年以前,90-32nm制程工艺设备国产化率要达到50%;在2025年以前,20-14nm制程工艺设备国产化率达到30%;到2030年,实现18英寸工艺设备、EUV光刻机国产化。我们认为,在大陆晶圆制造规模急剧扩张的利好形势下,国内半导体设备厂商将极大受益。

 

 

1 芯片封测行业发展石头迅猛拉动半导体设备行业增长

 

 

我们认为,伴随上游晶圆制造产业建厂潮,上游晶圆产能未来几年可预见性地增加。由于封测往往本地化配套产能,晶圆制造新增的产能流入产业链下游,将极大增加大陆封测厂的市场空间。 根据IC Insights数据显示,截至2016年12月底为止,全球晶圆产能(按照8寸晶圆计算)达到1711.4万片/月,其中中国大陆产能全球市场占有率为10.8%;预计IC制造晶圆产能(按照8寸晶圆计算)在2018年和2020年能分别达到1942万片/月和2130万片/月,预计2015年到2020年之间符合年均增速为5.4%。而大陆的晶圆代工份额将从2015年的9.3%增长至2020年的19.2%。预计到2020年,大陆晶圆制造产能将达到405万片/月。

 

对于封装行业而言,少数龙头封装厂将成为快速增长半导体制造业的“产能卡口”,最先,也最可能承接半导体制造业产能扩充。 国内封测产业2016年市场规模达1564.30亿元,04-16复合增长率达15%。而从产业占比角度,大陆2015年设计、半导体制造、封测为37%:25%:38%。而台湾封测业占比仅为21%,全球封测业占比23%,说明国内封测产业在过去十几年经历了高速发展期。

 

 

凭借全球产业转移大形势和资本投入,大陆半导体封测行业进入了“黄金上升期” 。由于封测行业具有对技术水平和资金要求相对较低,而对人力成本较敏感的特点,我国封测行业具有成本优势和市场地缘优势,相对半导体产业其他环节发展较早。根据CSIA最新数据,2017年上半年,我国半导体行业总产值达到2201.3亿人民币,其中封测行业产值为800.1亿人民币,占总额的36.3%,年平均增长率保持在15%左右。

 

 

封测行业起步最早,具有较大竞争优势。封测行业是国内半导体发展的第一步,也是综合实力与竞争力最具优势的一个市场,在国内与国际市场都具有一定影响力。 2016年国内封测行业产值达到82亿美元,增速近14%,超过全球行业平均,且国内封测行业在全球的产值占比近几年都稳定在15%左右。从2016年全球封测行业市占率上看,有三家国内企业杀入前十,分别是长电、通富微电和华天这三家国内封测龙头,对应的市占率也分别达到了9.7%、3.6%和3.1%,共计16.4%。

 

 

国内半导体封测行业作为国内半导体产业较为领先的环节,发展已较为成熟,有能力承接上游晶圆制造扩张带来的新增产能。 首先,优先实现产业提升、目前发展较为成熟的大陆封测行业也在积极进行产能扩张。国内封测行业top企业,如长电科技、华天科技和通富微电都于近几年接连上马项目,进一步扩大产能。

 

 

其次,大陆封测厂商通过多年积累,取得了技术上的卓越提升,技术水平得到提高。技术水平的提高,将有助于大陆封测行业优化产品结构、应对产业发展大势,抓住机会,将上游新增产能成功消化,实现自身的发展。 如2016年全球第三大封测企业长电科技宣布14nm封测技术取得突破并正式开始量产,这代表着目前国内高端封装的最高水平,长电科技和星科金朋江阴厂成为国内第一家能够量产14nm bumping和FCBGA的厂家;华天科技同样取得了技术上的极大突破:全国首个在国内开发并实现了等离子体划片技术(EBG)量产;开发了埋入硅基板扇出型封装技术,并取得了自主知识产权,是国内封装行业在FOWLP技术的重要突破;2016年3月,14/16nm封装生产线实现量产;TSV+SiP封装已在华为旗舰手机实现量产。通富微电于2016年4月宣布收购AMD苏州及AMD槟城各85%股权,企业在高端封测领域的竞争力得到极大提升。

 

我们有理由相信,“积极进行产能扩张”+“技术能力显著提升”双管齐下,封测行业将乘此产业发展大势,获得更大的发展机会;而封测行业的产能提升也将拉动相关设备的刚性需求提升,半导体设备厂商有望从中获得利好。

 

 

 

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本土产业链助推设备制造新增长

 

 

1 大陆产业链引领建厂潮,本土企业掌握话语权

 

 

半导体产业链在大陆的扩张,势必引爆设备制造行业新的增长点。 本次建厂潮更具特点之处在于,从投资和产能两个测度衡量,大陆厂商均在2017年进入了引领位置,作为本次产业链扩张的主力,有望给本土设备制造带来更多红利。

 

从投资情况来看,国际半导体协会(SEMI)数据显示,2017年中国大陆正在兴建的晶圆厂总计达14座,并预计仍有许多兴建计划。数据显示,2017年大陆设备支出与之前大致持平,月增长1%,成为全球支出金额排名第三的地区。 更为引人注目的是,其中来自的大陆投资将大幅增长,而且据SEMI预测,这一Fab投资风格切换将是长期性的,2017年后内资厂商将主导大陆晶圆厂的建设。

 

 

产能角度,这一更替也同样明显。 以12寸晶圆厂为例,之前在大陆建设的已有产能中,外资占到六成以上,而且把持先进技术和大型生产线。反观新建工厂情况,去年年底以来,仅12寸晶圆厂就有至少7家在中国大陆兴建。其中台积电南京厂是台湾在大陆的第一座独资12寸晶圆厂,30亿美元,也是台湾历年来对大陆最大的单笔投资,反映了世界半导体产业产能转移的趋势。 除此之外,与已有产能不同的是,多数为大陆厂商投建或大陆企业、政府与外商深度合作。

 

 

我们认为,相比市场转移,半导体制造业的话语权也在向大陆本土企业转移,这对于本土半导体设备产业尤为重要。 如果市场是蛋糕的话,话语权就决定了蛋糕的分配,这一局势下,本土设备制造商将迎来从整体产业链深度获益的新时代。

 

2 资本、政策双轮驱动本土半导体产业链,“虚拟IDM”助推设备制造增长

 

一条晶圆生产线中会综合采用高、中、低端设备。长期以来设备制造行业的高端市场几乎完全被国外巨头垄断,即使在中低端设备市场,我国设备厂商仍然面临日立、佳能等日韩厂商的竞争。此外, 由于我国设备行业产业技术相对落后导致良率不具有竞争优势,价格方面也不具有绝对优势,使得自身很难打入国际市场。 反过来,半导体设备从研发到投产,需要经过大量芯片的制程实验,完成迭代优化,带来了高昂的试验线费用,需要有足够的出货量作为支撑,质量不佳和市场萎缩形成了恶性循环。

 

以国际晶圆代工龙头台积电提出的卓越表现供应商为例,设备类入选者分别为应用材料(技术合作)、台湾先艺科技(原子层沉积设备)、荏原制作所(化学机械研磨及电镀设备)、日立国际电气(炉管设备)、科林研发(蚀刻设备)、日本Ebara(CMP)、日本大日本网板(湿法清洗)、Varian(离子注入机)、ASML(光刻),均为国际大厂,大陆仅有中微半导体等少数厂家进入其供应商名单。 即使此次来到南京建厂,也一道号召了设备清洗厂世禾、客制化光罩和晶圆盒供应商中勤、厂务工程设备商帆宣、晶圆传输盒供应商家登、自动化清洗设备铼恩帕斯、气体供应商联华、三福等,势必分掉很大部分的新增设备需求。

 

 

经验表明,单纯引入外资建厂对本土半导体设备产业拉动效应有限。 近年来,虽然国产设备的市场规模绝对额有所增加,但是国产化设备的产能与性能还远不能满足市场需求。致使半导体设备国产化率偏低,甚至在2015年出现了下降。 在本土半导体设备形成国际竞争力之前,国内产业链仍是其发展的根基。

 

 

半导体设备行业因其技术密集、资金密集的特点,最容易形成巨头垄断和行业壁垒,反过来看,也是最需要资本和政策支持的行业。 而整个半导体行业本身就是国家制造业的重中之重,关系着国家安全问题。因此, 半导体产业本土化发展势在必行,其中半导体设备的本土化是重点也是难点 ,更是最需要政府和社会的力量共同扶持的领域。

 

资本 + 政策 双轮驱动,正是我国本土半导体产业链正在进行的发展模式。 中国政府先后出台多项产业政策与国家发展基金,力图推进半导体产业的快速、健康发展,政府的积极支持,成为集成电路国产化重要的强心针。

 

一方面是政策利好。 从“十三五规划”到2014年6月国务院颁布的《国家集成电路产业发展推进纲要》,再到2015年,中国政府印发《中国制造2025》,规划中明确指出,要将集成电路放在发展新一代信息技术产业的首位。

 

另一方面,以 2014 9 月份正式成立的国家集成电路产业投资基金和科技部 “02” 专项为例,直接以资本的方式对半导体产业 输血

 

科技部 “02” 专项,以科技部项目的方式,打通上下游企业,设备供应商与用户间的联系渠道 以专项资金投入促成“产学研”一体化,提供各企业间的联合研发平台,促成本土半导体产业链在技术上的高度耦合。

 

 

大基金则直接对本土集成电路全产业链进行投资,支持 IC 设计、半导体制造、封测、设备等细分领域的龙头。 近两年大基金实际出资额超过560亿人民币,带动社会融资规模超过1500亿元, 从资本和股权的角度,打通本土产业链,布局 虚拟 IDM 模式

 

在这一由股权结构联系的 虚拟 IDM” 体系下,国内 IC 制造与封测龙头更倾向于选用本土半导体设备 ,这也就意味着,尽管“大基金”投资项目中以IC设计、制造、封测三大环节为主,但占据约68%份额的IC制造、封测行业将以设备投资的方式反哺半导体设备产业。

 

 

对于设备供应商而言,后期服务是其业务的重要组成部分,大量的经验和改进意见都是从后期服务中获取。与前期机器制造相比,大陆厂商在后期维修和调试上与经验丰富的国外承包商差距更大,使得本土设备的价格优势丧失殆尽。然而在“大基金”构筑的“虚拟IDM”生态和“02”专项搭建的“产学研”一体化平台的帮助和补贴下, 本土晶圆代工厂尽可能上马了本土设备,帮助成长期的本土半导体设备在国内市场站住了脚。更可贵的是打通了设备供应商与客户间联合研发的通道,利用地理优势提高后期服务效率与针对性,帮助设备制造商快速改进提高, 也就打破了掣肘本土设备发展的重要障碍——试产量低致使开发成本高昂,最终实现自主“造血”的能力。

 

以国内晶圆代工龙头中芯国际为例,作为大基金构筑的 虚拟 IDM 生态 的核心不仅是国产设备最重要的采购方,更是 天然实验室 中芯国际在2006年投产的一条8寸晶圆生产线中,设计费用占总投资额的10%,厂房设施占15%,其他75%的部分全部给了设备,并且几乎完全依赖进口。2010年中芯国际入驻北京市政府大力支持下建成的经济技术开发区集成电路产业园,园区集中了国内半导体产业链,中芯国际厂区不远处就是其重要设备供应商北方华创。而在中芯国际2016年投产的生产线中,设备投资额约占总投资额的65%,虽然最重要、最值钱的设备还是依赖进口,但整体设备的国产率达到了10%,即 总投资的 6.5% 左右投向了本土设备制造业 。12寸生产线上,设备国产率约为5%;成熟一些的90nm生产线则达到8%。 目前已经有十余家国内设备企业通过了中芯国际 28 纳米至 90 纳米技术节点的大生产线验证,与进口设备同台竞技。 从2012启动至2016年,仅中芯国际北京厂用本土设备加工的12寸晶圆就已突破1000万片次。

 

 

凭借国际半导体产业转移与国家战略 资本 + 政策 双轮驱动的 天时 ,依靠新时期本土产业链逐步掌握话语权,配套需求大幅增长的 地利 ,本土设备制造业有望迎来新增长。

 

3 汉微科经验增长本土半导体设备崛起信心

 

半导体设备制造占据了半导体行业总收入的半壁江山,是国际巨头全力防守的最重要阵地;其远高于其他环节的成本投入,也成为了阻碍后来者的最高壁垒。无论是日本的VLSI,台湾的工研院,还是韩国“进军LSI计划”,亦或是现在我国的“大基金”,背后都有政府资金和意志的影子。 半导体发达国家以及地区的经验,特别是后发者成功崛起的例子提示我们,半导体行业发展必须满足 天时地利 ,设备制造更是如此。

 

天时 即为国际半导体行业的周期动态和技术突破引爆的新需求; 地利 则是区域性产业链的机会。其中,国家性政策扶持尤为重要。 半导体产业是对信息安全、国民经济极其重要的战略性产业。同时,作为尖端以及具有高附加值的产业,半导体产业对其他相关产业的带动作用明显,因此世界各国都极其重视发展半导体产业。先发国家中,美国、日本、韩国都在政策和立法方面都给予了半导体产业很大的支持以推动半导体产业发展。

 

承接国际半导体第二次产业转移方才启动,如今却成长为国际上半导体行业最为活跃地区的台湾,为后来者提供了良好范本。 与我们的上述判断相印证,台湾地区也是凭着政策性驱动,扶植以台积电为代表的本土龙头企业,最终实现全产业链的增长,本土设备制造也得以乘风而起。

 

 

台湾汉民微测科技股份有限公司(汉微科)由汉民投资于1998年出资建立,后者至今已经深耕半导体行业三十余年,并于上世纪九十年代进入半导体设备领域,旗下还有汉辰科技等半导体公司。 汉微科的创业团队瞄准晶圆制程不断进步下光学检测技术已经难以为继的趋势,立足电子束晶圆检测技术 ,现在已经成长为业界的顶尖公司,并于2016年国际巨头ASML溢价31%收购。 在体量远小于国际检测设备巨头科磊的情况下,汉微科独树一帜,拿到了国际电子束检测领域 85% 订单,成为绝对龙头,半导体设备领域企业崛起的标杆。

 

然而,即便是瞄准次世代技术,汉微科初创团队的技术也一度不被看好 ,创业前他们大多在美国设备巨头科磊工作,正是因为在企业内部得不到支持,才自立门户创业。现实情况也不遂人愿,传统光学设备退出先进制程检测的进程一再延后,潜心积累多年的汉微科,在成立的头十二年遭遇连续亏损,与“天时”不无关系。 1998-2009 年,前半期国际半导体行业量产制程推进缓慢,特别是台湾本土晶圆制造突破 90nm 进度受阻,电子束检测技术迟迟没有用武之地,公司在 2004 年方才售出了第一台检测设备。后半期则遇上全球金融海啸叠加半导体行业周期性低谷,都令公司营业收入增长缓慢。

 

 

困境中,公司仍然紧跟国际先进制程发展脚步,更新技术,并争取多方认证,为认准的业绩爆发积累能量。

 

 

同样是因为 天时 ,随着国际量产制程在 2010 年后进入 28nm 以下的新时代,电子束检测的必要性日益凸显,汉微科积累多年的技术一举占据了超过 80% 的份额。

 

 

即便是占据技术主动,汉微科能够在电子束检测领域对行业巨头科磊以小博大,仍旧离不开 地利 ,也就是所处的台湾地区半导体产业的蓬勃发展。

 

政策角度,上世纪八十年代台湾当局制定 “IC 示范大厂 战略, 明确将打造明星级的IC制造大厂作为发展的重中之重。进而以台积电等龙头厂家为中心,向上下游延伸,至21世纪初已经形成了覆盖全台半导体产业链的共同体,互为业绩支撑。

 

 

在有利政策的扶持下,上世纪九十年代以来,台湾地区在全球半导体产业中占据的市场份额也一再上涨,成为世界IC重镇。 长期以来汉微科在台湾本土的销售占比保持在 35% 上下,为公司战略提供了 进可攻退可守 的空间。

 

 

 

台湾半导体产业链中,与设备制造最为相关的晶圆代工产业尤其发达。 台湾地区有着以台积电为代表的世界最先进的晶圆代工产业,它们的存在稳定了汉微科的基本业务量,以台积电为例,作为汉微科重要客户,曾于 2006 年授予汉微科 最佳产品 “Best Product Award” ),其逐年增长的资本支出也是对汉微科业绩的最有利支撑

 

 

业绩支撑以外,台湾先进的晶元制造业还为汉微科等设备供应商提供了早于竞争对手的大量试产优化改良的机会, 这种上下游的相辅相成,保证了公司的核心竞争力。

 

对标汉微科,我国大陆地区同样迎来了产业转移的“天时”,并且相对世界其他地区的比较优势强于世纪之交的台湾;“地利”角度,受益于大陆广阔的市场与地理空间,对半导体产业链的容量与需求数倍于台湾,政府对半导体行业的重视程度和政策执行力度同样强于台湾。 汉微科的成功经验让我们有理由相信,同样的 天时地利 机会下,政策、资本支撑更为扎实,与客户联系更为紧密的大陆半导体设备行业的崛起大有希望。

 

 

2
 

“创新驱动”+“并购”,国际经验昭示发展潜力

 

 

半导体制造、封测市场增长提供设备厂商巨大发展空间;半导体行业迅猛增长的背后是国内资本积极拉动,大陆产业链话语权将加重。除此之外,我们认为大陆半导体企业的综合素质也有着明显的提升。 本章将通过半导体设备商发展的两种模式:“创新驱动”及“并购发展”,对标国内半导体设备标的,探讨半导体设备企业的巨大发展潜力。

 

1 从国际领先半导体设备厂商看“创新驱动”+“并购发展”两种发展模式

 

由于半导体设备技术壁垒高,目前全球市场份额基本被欧洲、美国和日本的半导体设备厂商占据 —— 前十大设备厂商的市场份额已接近 80% 而AMAT、Lam Research和ASML是国际半导体三大龙头厂商,合计市占率接近50%。通过对其发展历史进行分析,我们发现创新驱动和并购是两种半导体设备厂商的主要发展模式。创新驱动需要长期的技术积累与研发资金支持,而并购有效降低了研发成本及风险,加速了新技术集成、应用的速度,但并购存在整合风险,需要政府与客户的协同。

 

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应用材料看创新驱动半导体设备企业成长

 

Applied Materials(以下称为应用材料公司)成立于1967年,目前已经连续十多年稳居全球半导体设备供应商龙头位置。根据Gartner的数据显示,应用材料公司在薄膜沉积设备(CVD、PVD)、刻蚀设备、离子注入机、高温炉四个领域占据40%-70%的份额,其中公司子公司AKT是全球等离子体化学气相沉积设备的领头羊。全球知名的半导体企业均采用应用材料的设备和服务生产集成电路产品,目前公司最大的客户为三星和台积电。

 

 

公司在半导体设备布局广泛,应用材料在多领域都掌握着前沿的技术,是全方位领先的龙头企业。 在薄膜沉积领域,应用材料的OLYMPIA™ ALD系统已经开始为3D NAND 芯片厂商提供最为先进的原子层沉积技术。在刻蚀领域,应用材料也推出业内首款极致选择性蚀刻工具Applied Producer® Selectra™系统,通过引入全新的材料工程能力,助力3D逻辑芯片和存储芯片的尺寸持续缩小。此外,其PROVision™系统是唯一能精确到1纳米分辨率的电子束检测工具,对于小于等于10纳米的多次图型光刻、鳍式场效应晶体管(FinFET)制造、DRAM以及3D NAND器件的研发、进入量产和生产工艺控制尤为关键。

 

2016 年,应用材料的研发费用高达 15.40 亿美元,占 2016 年营收 14.2% ,是半导体设备行业中以创新驱动发展的典型龙头企业。 作为全球销售额最高的半导体设备商龙头,应用材料虽然没有涉足光刻机业务,但在其他关键设备,如薄膜沉积设备、刻蚀机等领域均投入了大量的研发力量,相继突破了诸多技术难题,推出了一系列出类拔萃的产品。

 

 

应用材料在半导体设备领域发力较早,其刻蚀设备、沉积设备基本都经历了工艺技术的整个发展周期,因此无论在技术积累和经验认识上,应用材料都具有竞争对手不可比拟的优势。 而巨额的研发支出也在不断巩固应用材料的领先地位。2016财年15.40亿美元的研发费用,按照设备收入占比大致推算半导体设备研发费用为9.86亿美元(15.40亿美元*64%),已经超过了绝大多数半导体设备公司的全年设备业务销售额。

 

 

 

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从ASML看半导体设备企业并购发展路径

 

ASML是荷兰一家专注于光刻机研发和制造的设备商,目前公司旗下有TWINSCAN NXE/NXT/XT系列、YieldStar系列、PAS5500系列的光刻机产品。

 

 

其中,TWINSCAN系列是目前世界上精度最高、生产效率最高、应用最为广泛的高端光刻机型,全球绝大多数半导体生产厂商如英特尔,三星,海力士,台积电,联电,格罗方德等都向ASML采购 该机型 。TWINSCAN系列中的NXT 1980Di机型已能在300mm晶圆上实现10nm级别的光刻;NXE则是行业内第一个极紫外线(EUV)光刻机系列。未来ASML还将朝着更先进制程的技术路线发展。

 

ASML一枝独秀,占据了近80%的市场份额,将竞争对手Nikon,Canon等远远甩在身后。在最高端的浸润式光刻机细分市场上,ASML更是占据近90%的市场份额。ASML毋庸置疑是全球光刻机行业的龙头企业。

 

但早在2001年时,全球的光刻机市场还是三足鼎立格局。彼时日本的Nikon和Canon曾分别占据41.6%和34.8%的市场份额,ASML仅占22.4%。但到2011年,ASML的市场份额已上升至57.1%,Nikon和Canon则分别下滑至27.8%和15.2%。此后几年,ASML一鼓作气,将对手越甩越远。 ASML 在初创之时采用了模块化分工外包协同的组织模式,除核心部件自制外,其余部件采取模块化公开采购。这一模式降低了产业周期性起伏风险,帮助其顺利渡过了 1986 年和 1992 年的两次世界半导体市场大危机。

 

1995年, ASML在阿姆斯特丹和NASDQ上市后获得了充裕的资金,除增强自身的研发能力外,也具备产业并购能力。 1999年,ASML并购MaskTools,增强了在先进技术节点方面提供解决方案的能力,改善了ASML机器扫描和成像能力,显著增加了聚焦深度,扩大了光刻窗口,提高了芯片产量。2001年,ASML全股并购竞争对手Silicon Valley Group,该公司的投影掩罩瞄准技术、扫描技术对ASML生产的光刻机具有重要作用。2012年,ASML花4.437亿欧元全资收购美国Cymer,该公司的扫描仪极紫外光源技术在ASML量产极紫外光刻机时,起决定性作用。2016年,ASML宣布收购台湾最大半导体设备厂商汉微科以强化其全方位微影技术解决方案,包括微影曝光系统、运算微影及量测,并进一步介入10nm以下制程和3D整合制程。

 

 

为了进一步提高研发实力并构建稳定的核心利益群体, ASML 还于 2012 年提出客户联合投资专案。目前,三大客户英特尔、台积电、三星均已通过参股及注资等方式,支持 ASML 的研发计划,并合作研发新技术。 此外ASML的研发还引入了政府的支持。早在上世纪80年代,ASML就通过主持或参与数个合作研发项目,掌握了当时的突破性产品PAS 5000的核心技术。2010-2012年,ASML的研发项目从欧盟、荷兰、美国政府机构获得的资助金额分别为2950万欧元、2510万欧元和1790万欧元。

 

 

现在,ASML正在强者愈强的道路上越走越远。回顾其成长史,我们发现ASML的并购发展模式有效降低了其研发成本及风险,加速了新技术集成、应用的速度;而客户投资计划则将ASML与客户、政府等群体紧密联系在一起 。可以说,并购发展和客户支持成为了 ASML 成为行业巨人的重要推动力。

 

2 本土企业长期布局“创新驱动”,积极并购实现快速崛起

 

综合我们前述观点,当前大陆半导体设备产业身处 天时地利 ,在资本和政策的双轮驱动下,借鉴海外巨头经验,长期布局 创新驱动 发展模式,短期内积极并购优质标的,有望实现快速崛起。

 

长远来看, 创新驱动 决定了公司的核心竞争力,是本土半导体设备制造业崛起的必经之路。 在“02”专项等国家级科技项目的支持下,本土半导体设备产业取得了长足的进步。 目前,本土设备,特别是高端核心装备仍处于萌芽期,但展现了较好的成长潜力,在部分细分领域,特别是先进封装制程中在国内市场占据了主要份额;专利数目在七年间翻了三倍以上。

 

 

2017年“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”专项成果发布披露的数据显示,2009年以来,本土设备制造业在刻蚀机等关键装备领域,实现了从无到有至量产;55/40/28纳米三代工艺完成研发实现量产,20-14纳米工艺研发取得突破;后道封装集成技术成果全面实现量产。 本土设备供应商已研发成功并进入海内外市场的 30 多种高端装备,面向全球开展服务的 65 28 纳米产品工艺和高密度封装集成技术成果。

 

 

国家科技项目,企业创新计划等框架下形成的 产学研 一体化平台是支撑本土半导体设备行业创新能力的重要支柱 ,从“科研院所-企业”联动的角度提供智力支持,通过政策投资以及撬动的下游产业链资本,助力设备供应商跨越技术与资金的双重壁垒

 

对于国产半导体设备行业而言,发展路径不言而喻,只有加强自主研发,掌握核心技术,才能在竞争中生存下来。 但存在的问题也必须清醒地看到,比如目前国内主要设备企业的研发投入总量不到应用材料一家公司的四分之一。事实上,本土企业研发投入占营收的比例已经两倍于后者,但是营收能力的巨大差距导致了“马太效应”的陷阱。

 

 

2016 年,中国大陆的半导体设备支出占到全球的 13% ,而本土制造企业分得的份额仅 0.54% 即使研发投入在短期内快速增长,达到国际一流水平, 由于半导体设备从研发到商用的周期较长 ,新产品一般要过2至4年才可以进入市场,5至6年开始实现销售,短期之内通过自主研发开发产品、进而打入主流市场产品线仍然难以实现。 因此,除少数封装领域外,目前我国大陆市场的本土半导体设备占有率还较低。

 

 

想要打破这一困局,要求企业必须迅速成长起来。相比需要长期技术积累与研发资金支持的 创新驱动 模式,外延并购可以降低了研发成本及风险,快速完成新技术集成、应用的速度。 对于设备供应商而言,可以实现核心竞争力的迅速提高,进入“技术-资本”相互驱动的良性生态。但是并购模式同样需要充足的启动资本支持,而且对于标的选择与整合要求较高,存在相应风险。 国际经验表明即使行业巨头,也必须寻求政府支持和上下游客户的协同才能顺利完成,但这两点恰恰是本土设备制造所具备的比较优势。

 

然而长期以来,我国半导体设备产业缺乏重大并购。但是在政策支持和大基金为代表的雄厚资本扶持下,近年来这一局面正在迅速改观。 以北方华创为例,2001年成立以来,十年间都没有并购业务,公司也始终没能确立龙头地位。直到七星电子于2016年8月并购北方微电子,一举成为目前大陆规模最大、品种最全、涉足领域最广的高端半导体设备供应商,今年又瞄准海外,收购了美国Akrion公司,补强自己的清洗机产品线。此外亦庄国投以3亿美金收购了美国上市公司Mattson Technology,中微半导体也和大基金一道参股沈阳拓荆。

 

大基金堪称当前国内市场上最大规模的 私募股权投资基金,投资人多为具有国字号背景的大企业,资金有保证;另一方面,“国家队”的引领,带动了具有地方政府背景的半导体投资基金的成立,更能以1∶9或更高的杠杆,撬动社会资本。

 

 

2015 年以来,产业整合已经成为当前中国集成电路产业崛起、产业链协调发展的必然趋势,获得资金支持的龙头企业纷纷扬帆出海,寻求技术上的 跨越式追赶 ,谋求打开国际市场。

 

 

结合我们上述分析,特别是在整体“虚拟IDM生态”中, 除半导体设备行业的并购将直接拉升国内行业技术水平和市场份额外,通过晶元制造、封测企业的内部整合和海外并购,在 分蛋糕 时抢占更多国际竞争对手份额,也将令本土设备行业深度受益。

 

短期来看,依靠战略性基金投资的 输血 令原本孱弱的国产设备行业有实力通过并购迅速成长;中长期角度,在国家科技项目的指引下, 创新驱动 将令后者真正具备自主 造血 能力。 借鉴国际成功经验,这一“创新驱动”+“并购”模式将成为本土设备制造发展潜力的路线指引。

 

 

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推荐标的

 

1 本土企业长期布局“创新驱动”,积极并购实现快速崛起

 

北方华创目前是中国规模最大、涉猎领域最广、产品最全的半导体装备制造商 , 前身为北京七星华创电子股份有限公司。 2016 8 月,公司与北方微电子重组为 北方华创科技集团股份有限公司 其实际控制人为北京电子控股有限责任公司,是北京国资委所属的特大高科技产业集团,此外国家集成电路基金也是该企业的第三大股东,国有股东持股比例将近60%。国资背景在预期将要到来的国产晶圆行业发展浪潮中可以给公司带来诸如产业合作、政策方面以及资金支持上的便利。

 

 

公司产品线涉及半导体设备、真空设备、锂电设备以及电子元器件四大类产品。 其生产的半导体设备覆盖了等离子蚀刻设备、物理气相沉积设备(PVD)、化学气相沉积设备(CVD)、氧化炉、清洗设备等半导体前端生产所需的主要核心设备。北方华创的半导体设备和电子元器件所占营收比重分别为55%和33%,且这两类产品所实现的毛利率也远高于锂电设备和真空设备。

 

 

技术研发方面,北方华创在14nm制程设备方面进展显著,同时部分设备在12寸线中也实现了批量应用。 北方华创是国家《极大规模集成电路制造技术及成套工艺》重大科技专项的承担单位之一。经过九年研发,公司完成了刻蚀机、磁控溅射、氧化炉、低压化学气相沉积、清洗机、原子层沉积等集成电路设备90/55/40/28纳米工艺验证并实现产业化,其中28nm制程设备已经进入中芯国际生产线投入运行;刻蚀(ETCH)、单片退火系统、化学气相沉积(CVD)三大类集成电路设备进入14纳米工艺验证阶段,首次实现与国外设备同步验证。在以上研发成果的基础上,公司近年仍在进一步加大研发力度,研发投入占比由2014年的24%快速增长至2016年的46.7%,预计将进一步巩固国内的行业领先地位并追赶国际先进水平。

 

 

在当前国内晶圆制造业加大投资、加速国产化的背景下,国内半导体设备厂商也迎来了发展机遇。 针对不同的制程,新建和扩建线的项目投资总额可能达800亿美元。在国内具有产品线和技术双重优势的北方华创所能提供的设备大约可以覆盖200-300亿美元,市场空间非常开阔。 鉴于公司的技术积累和研发投入力度,我们也看好公司趁着此轮半导体投资热潮迎来快速发展,同时推动半导体设备的持续国产化。

 

 

公司不确定因素。 技术发展不及预期。半导体设备行业发展瓶颈。

 

2 长川科技

 

长川科技业绩增速迅猛,盈利能力远超半导体平均。 长川科技业绩表现亮眼,2016年实现营收1.24亿元,对应归母净利润0.41亿元,归母净利同比增长66.25%,2012至2016归母净利复合增速高达69.22%。2017Q1亦实现营收0.2亿元,归母净利润0.04亿元,归母净利同比增速达42.10%。就盈利能力而言,公司2016毛利率59.67%,净利率33.36%,远超半导体平均水平。

 

 

公司主要产品为集成电路测试设备,目前包括测试机和分选机。集成电路测试包括设计阶段的设计验证、晶圆加工好后的中测( CP ),以及封装后进行的成测( FT ),贯穿工艺的全环节。 测试机和分选机2016年占总收入的96.3%,收入占比实际上所差无几。 公司测试机与分选机主要客户是制造与封测企业。 公司测试机和分选机已获得长电科技、华天科技、通富微电、士兰微、华润微电子、日月光等多个一流集成电路企业的使用和认可,从侧面印证了长川科技在测试设备领域的技术优势与竞争实力。

 

 

获得大基金青睐,半导体专用设备龙头地位获得认可。 公司实际控制人为赵轶、徐昕夫妇,两人合计持有公司股份50.57%(其中赵轶直接持有公司38.59%股份),股权相对集中,且创始人刚过40岁,管理团队年轻都为创一代,具有积极的创业家精神。值得一提的是,2015年6月国家集成电路产业投资基金入股长川科技 571.52 万股,占 比 10%,成为第三大股东,半导体专用设备龙头地位得到认可。

 

 

面对海外龙头挑战,公司采取持续研发战略积累竞争优势。 公司一直以来持续进行 研发投入,2016年研发投入占比高达20.16%,公司研发人员113人,占公司员工近50%。 通过多年研发,公司掌握了高精度电压电流源控制测量技术、大电流电源高能脉冲控制 与测试技术、重力式测编一体技术等测试机与分选机的核心技术,实现了从关键零部件 的设计、选材到自动控制系统的软件开发,产品技术水平比肩欧美。以重力分选机为例, 其核心指标 UPH 从 2008 年 6K 持续上升到 2016 年的 25K。

 

 

现有产能吃紧、不能满足强烈的市场需求现状下,公司新募投项目募资 1.89 亿元,将有效解决产能不足问题,有望实现业绩突破。 公司现有测试机与分选机台 产能 400 台,处于吃紧状态,尤其是2016年测试机与分选机产能利用率都超过了100%,上市融资扩充产能需求迫切。但是另一方面远不能满足国内市场需求,根据我们预估2016年国内测试设备对应的需求量是2.55万台,而公司测试机与分选机合计销量仅426台,市占率仅1.67%。

 

公司公开发行股份1905万股,募集配套资金1.89亿元,按照急迫性投资于生产基地、研发中心和营销网络建设。公司预计新增固定投资1.77亿元,每年新增折旧10.42百万元。 生产基地建设项目完工投产后(分两年,第一年 1.06 亿,第二年投资 0.59 亿元),公司将形成年产 1100 台集成电路测试机及分选机的生产能力,产能扩充超三倍。而研发中心的投入,将进一步强化公司在测试机与分选机的竞争优势,一方面使得测试设备进一步细化应用领域,也使得公司在测试机与分选机上向深层次挖掘,产品精细化升级与针对性研发。

 

公司不确定因素。 募投项目进展不及预期。业绩增速不及预期。

 

3 晶盛机电

 

公司成立于2006年,2012年创业板上市。是国内光伏和单晶硅生产设备龙头供应商。公司14年以来业绩保持较快成长,2013-2016年营收复合增速84%,归母净利润复合增速62%,2017前三季度营收12.57亿元,同比增长87.30%,归母净利润2.53亿元,同比增长95.33%。

 

 

晶盛机电是国内领先的单晶硅设备生产设备,2017年前三季度晶体硅生产设备6.65亿元,收入占比82.20%。公司设备原先运用于太阳能光伏产业,上市后进军半导体单晶硅设备和蓝宝石材料行业。

 

 

公司是国内少有的半导体硅片单晶炉供应商,国内目前相关设备主要依赖进口,而公司2012年就率先成功拉制18英寸半导体级硅单晶棒,并且掌握12英寸硅片生产技术。公司2017年与无锡市政府、中环半导体签署合作协议,共同在宜兴市启动建设“集成电路大硅片项目”,预计将显著提升业绩。

 

公司不确定因素。 业绩增速不及预期。

 


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