产能提升275%,长川科技深度报告解读
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核心观点 :
我国作为全球第一大集成电路消费市场,自给能力不足40%,“缺芯之痛”亟待解决,国家意志推动的政策与资金支持下,产业大规模投资正迅速推进,为国产集成电路装备企业带来了发展契机。测试设备国内技术储备相对丰厚、市场空间足够大且竞争格局良好,将在“先易后难”进口替代路径下率先实现进口替代。长川科技作为国内集成电路测试装备积淀最深厚、渠道最完善的龙头企业,将在这一历史进程中充分获益,具备较好投资价值。
※ 集成电路国产化迫在眉睫,装备需求大周期来临 。我国集成电路消费量占全球33%以上,但自给率不足40%,高进口依赖实质性威胁产业与经济安全,“缺芯之痛”亟待解决。国家意志下的政策和资金支持正推动产业进入大规模投资周期,国内相关装备企业迎来跨越式发展契机。
※ 进口替代遵循“先易后难”路径,测试设备先行起航 。整体来看,集成电路制造过程中涉及的光刻、刻蚀、覆膜、测试等大部分设备仍存在较大进口替代难度,但进口替代正加速推进的趋势愈加明显。判断进口替代将整体沿着由技术难度高度决定的进口替代难易程度,遵循“先易后难”的进口替代路径。测试设备国内技术积累相对丰厚,市场空间足够大且竞争格局良好,有望率先实现进口替代。
※ 公司技术积淀深厚,正实现客户与产品的快速突破。 长川科技作为国内集成电路测试装备积淀最深厚、渠道最完善的龙头企业,将在这一历史进程中充分获益。公司在市场地域上正迅速打开台湾市场,在产品类型上正实现数字IC测试和晶圆制造测试设备的快速突破,具备较好成长性,投资价值凸显。
投资建议 :预计公司 2017-19 年归母净利为 0.50、0.83 和 1.28亿元,同比增 20.92%、65.61%和54.32%。对应 EPS 分别为 0.66、1.09 和 1.68 元,对应 PE 分别为67.94、41.02和26.58 倍。调升评级至强烈推荐。
风险提示 :半导体产业投资大幅下滑,新品研发进度不达预期。
1. 自给能力严重不足,“缺芯之痛”亟待解决
作为仍在持续增长的全球第一大集成电路市场,我国集成电路自给能力低下, “ 缺芯之痛”亟待解决。
一方面,随着汽车电子、智能手机等前沿应用领域快速发展,国内集成电路市场迅速扩大。 依照美国半导体产业协会统计数据,如果仅考虑设计和IDM企业,2017年1-2月中国集成电路市场规模占比超过33%,为全球第一大集成电路市场。且总体规模和全球占比均在持续提升。
注:SIA从产业研究角度分析统计全球半导体产业营收,仅包括设计和IDM企业。
另一方面,我国集成电路需求中很大比例仍需依靠进口来满足,“缺芯之痛”愈加明显。 2016年国内集成电路市场规模接近12000亿元,而国内产业销售额仅为4335亿元,自给率不足40%。集成电路已连续多年成为我国进口的最大商品类型。
直观来看,尽管经过数十年的发展,我国企业在全球集成电路市场中仍处于边缘地位,产业与全球先进水平整体差距较为明显。以2016年发布的全球集成电路销售额20强榜单来看,大陆企业无一上榜。
2. 国家意志推动,国内芯片产能将大幅提升
集成电路产业关乎国家战略和经济安全,是关乎工业体系安全的基础产业,各主要国家和地区无不把集成电路作为国家重点战略来抓。 从国家战略安全角度来看,作为实现中国制造的技术与产业支撑,集成电路是我国必须补上的一块短板。集成电路是工业的“粮食”,战略性新兴产业培养、国防现代化建设、工业化与信息化融合等各个领域的突破,集成电路都起着不可替代的作用。从经济角度来看,在集成电路产业不能获得独立,中国制造就无法突破现有全球价值分工体系。我国集成电路产业长期被国外厂商控制,每年进口2000多亿美元浪费大量国家资源。
基于上述考虑,为推动集成电路及专用装备的发展,2000年以来国家先后出台了多项支持产业发展的文件 。其中包括《国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》和《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》等。 但具有拐点意义的,是2014年6月发布的《国家集成电路发展推进纲要》 ,纲要明确提出产业发展目标:中国集成电路产业2030年前跻身全球领先阵营,在IC制造领域也提出在2020年实现16/14纳米规模化量产目标。
在资金配套上, 中央和地方各路集成电路产业基金陆续落地 。在2014年国家集成电路产业投资基金成立后,部分地方政府先后推出集成电路产业发展基金,以支持当地的IC产业发展。根据前瞻产业研究院《2017-2022年中国集成电路行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》的统计,目前除了北、上、深一线城市,各省市均有规模不等的集成电路投资基金,总计规模超过3400亿元,如果加上民间资金很可能已经超过4000亿元规模。
在政策和资金的双重支持下,国内集成电路建设项目陆续落地。 以投资门槛最高、技术难度最大的晶圆制造厂为例,国内最先进制程晶圆厂的中芯国际将在上海、深圳进行兴建12寸晶圆厂,预计新增产能高达11万片/月;紫光已经在深圳兴建12寸晶圆厂预计产能4万片/月,2018年年底完工。此外,福建晋华、合肥长鑫和长江存储等企业投资项目也正迅速推进。 目前已公告在建12寸晶圆产能超过96万片/月。
3. 产能扩张带动设备投资需求提升,国产设备商迎来发展契机
当前,全球范围内集成电路产能向中国大陆转移趋势已非常明显。密集的集成电路产线投资,将带来相关装备市场的迅速扩张。一般来讲, 设备购买是集成电路前期生产最大的投资支出,可以占到建设投资得70%以上,特别是制造工序所需要的光刻、刻蚀等核心设备耗费甚巨。
从市场空间来看,2016年全球集成电路设备市场规模为369亿美元,随着中国大陆集成电路制造厂投资加速, 2017年规模将扩大至411亿美元。 分产品看,光刻设备、刻蚀设备和薄膜设备价值量占比最高,各自占比约为20%,其余各类设备价值占比约为40%。
整体上看,集成电路装备技术和工艺门槛较高,这一市场主要由ASML等美日欧传统优势产商把控。但制造装备国产替代作为产业真正实现独立的重要基础,势在必行。
从政策角度来看,作为制造强国战略纲领文件的《中国制造2025》明确提出:在2020年之前,90~32纳米工艺设备国产化率达到 50%,实现 90 纳米光刻机国产化,封测关键设备国产化率达到50%。在 2025 年之前,20~14 纳米工艺设备国产化率达到 30%,实现浸没式光刻机国产化。到 2030 年,实现 18 英寸工艺设备、EUV 光刻机、封测设备的国产化。
从产业培植角度看,国内中电四十八所、北方华创、中国微电子和上海微电子等企事业单位均已在加速研发并有所突破。特别是难度及价值量较小的相关设备,均已具备国产化能力,相关企业有望充分受益下游投资高峰期内设备的集中采购。
以北方华创、上海微电子、中国微电子和中电各研究院所多年积淀的技术底蕴,借助国内庞大的市场体量和高速增长的投资需求,国产设备商得以在各生产线实现批量应用并不断完善。目前,部分国产12英寸设备已在生产线实现批量应用,其中刻蚀设备、PVD设备等均有超过50台的采购量。
1. 进口替代整体遵循“ 先易后难”路径
集成电路的主要工序包括三个环节:集成电路的设计,晶圆制造加工以及封装与测试,具体的工序示意图如下图。集成电路设计、制造和封测各个环节对装备均有较大需求。
整体来看,集成电路制造过程中涉及的光刻、刻蚀、覆膜、测试等大部分设备仍存在较大进口替代难度,但进口替代的趋势已经非常明显,且进程在持续加速。我们判断相关设备进口替代将遵循先封测后制造、先易后难的路径。晶圆制造领域的相关设备整体技术难度较大,短期内较难实现批量出货。封测领域所需设备在工艺精度和研发壁垒方面均可以较快突破;同时,我国作为全球封测主要市场,可以充分发挥市场优势,扶持国产设备发展。
此外,在晶圆制造领域,切片、研磨以及测试机、探针台等等相关设备国内技术储备相对丰厚,也有望实现快速突破量产。
集成电路生产设备的进口替代意义重大,除降低国内新建产线采购成本外,更重要的是夯实我国产业发展基础,从根本上实现集成电路产业的独立自主。但受制于国内薄弱的基础,我们判断这一进程将需要较长的时间周期。任重而道远。
2. 测试设备已相对成熟,市场空间广阔
2.1 集成电路测试贯穿始终,是行业健康发展的重要保障
集成电路制造过程或材料的缺陷,往往会产生不良的个体,从而就有利集成电路测试的需求。集成电路测试贯穿集成电路产业的全过程,其测试的对象主要为数字化、模拟化以及数模混合的信号电路,测试的内容包括功能性测试和参数测试两大类,通过测试过程保证器件在恶劣的环境条件下能完全实现设计规格书中所规定的功能和性能指标。 集成电路测试的能力和水平是保证集成电路性能、质量的关键手段之一,在产业中占据重要位置。
按照集成电路生产制造的先后顺序,集成电路测试主要包括:①芯片设计中的设计验证;②晶圆制造中的晶圆测试;③封装完成后的成品测试。
设计阶段 :设计阶段的测试包括对晶圆样品测试和集成电路封装样品的成品测试,通过验证样品功能和性能验证设计的有效性。 集成电路设计商对测试产品采购具备绝对话语权 :① 测试设备定制化程度高,不同规格芯片对于测试设备各项参数要求不一,IC设计企业在进行集成电路各项指标的设计,决定了测试设备的各项性能;②往往IC设计企业在设计阶段就会与测试设备商进行技术交流,提前参与IC设计阶段测试的设备商在后期晶圆制造和封测段均有先发优势;③ IC设计企业往往是晶圆厂和封测厂的甲方单位,设备商在IC设计企业中的良好声誉能够更容易获得晶圆厂和封测厂的认可。
制造阶段 :集成电路制造阶段的测试通常称为Circuitprobing (CP测试)。为了对IC生产制造过程进行监控,在流程的不同阶段会进行相关的单步工艺效果的测试测量,这些测试测量包括膜厚测试、台阶测试、方块电阻测试、形貌观察及线宽测试。以中芯国际天津T3厂设备采购清单为例,我们发现相关设备包括探针台、宏观检查仪等设备。我们将相关测试设备标红,发现在晶圆制造段,测试设备涉及类型多样、设备数量众多。
封装阶段 :在一个裸片封装之后,需要经过生产流程中的再次测试,这次测试称为成品测试(Final Test),即我们常说的FT测试。在电路的特性要求界限方面,FT测试通常执行比CP测试更严格的标准。狭义的封测段测试设备包括测试机、分选机等,广义的封测段测试设备还包括测试后的打印、编带设备。通常会出现集测试、分选、打印和编带功能于一身的一体化设备。在长电科技滁州封测项目采购的2421台设备中,广义测试设备就占到651台,数量比例超过四分之一。
2.2 测试设备 国内技术储备丰厚,市场空间广阔
测试环节需要用到三大核心设备:测试机、分选机、探针台 。在设计验证和成品测试环节,测试机需要和分选机配合使用;在晶圆测试环节,测试机需要和探针台配合使用。
测试机: 测试机包含了:① 半导体器件测试所用到的独立电源,用于向待测器件施加外部电信号激励;②独立电表,用于捕捉外部偏置条件下器件的响应,测试电压、电流值,或者电容、电感等参数;③对电源和电表进行可编程控制的测试控制器和操控人机界面等。
探针台: 探针台系统的核心为可移动片台,其携载晶圆片移动到合适的位置,此后片台上升,上方探针卡上的各探针就通过晶圆片上的各探针就通过晶圆片上的测试结构的测试压焊块,建立起片上器件与外部测试仪表的电学连接。通常在探针卡各探针和测试系统的各源与表端口之间会配置一个可编程控制的开关矩阵,用于将特定探针电信号引入或引出至特定的源表借口,以增加测试系统连线的灵活性。
分选机: 对于半导体期间的测试,由于同批流片的产品包含了几十至几百万个半导体器件,因此测试效率显得异常重要,同时照顾期间实测性能的波动性,需要在大批量测试的同时,对于器件按其实际的电学特性进行筛选分档,因此在传统半导体器件测试仪器的基础上进一步融合分拣功能,引出了器件测试所专用的分选机。
相对于光刻机、刻蚀设备等工艺和精度要求极高的集成电路装备,测试环节所需要的设备相对来说国内技术储备相对丰厚,已处于较成熟阶段。
此外,测试设备对应的市场空间不容小觑。 在2016年全球400多亿美元集成电路装备采购额中,测试设备占比9.5%左右,市场空间接近40亿美元。
根据IC Insights 判断,全球半导体芯片出货量将于2018年突破1万亿块,而到2020年之前平均年成长将达7.2%,即到2020年全球半导体出货量将超过1.2万亿块。我们假设彼时中国市场需求量占比40%,则到2020年国内半导体需求量将超过4851亿块。
根据《中国制造2025》提出的目标,2020年我国半导体自给率将达到40%。由此测算,2020年我国半导体产量将超过1940亿块。 假设:① 以1台分选机配套1台测试机;② 每台分选机每小时处理8000块半导体;③ 一台设备每年工作时间假设为8000小时。测算2020年国内生产1940亿块半导体需要封测段分选机和测试机各3031台。
以2020年分选机和测试机需求量各3031台,单台设备28万测算,2020年国内封测段测试设备(含测试机和分选机)市场空间将达16.98亿元。
由于在晶圆测试中,探针台与测试机通常配对使用,且通常晶圆制造用测试设备价格高于封测段测试设备。因此,到2020年我国晶圆制造段测试设备市场空间将显著大于此前测算的封测段测试机和分选机价值总量。粗略判断国内集成电路测试设备市场空间将超过50亿元。
3. 国内企业乘势而起,进口替代加速推进
一方面,即使是技术储备相对丰厚的测试设备,国内厂商也仅能参与低端市场竞争。全球来看,集成电路测试设备整体市场集中度较高,主要参与主体是日本爱德万、美国泰瑞达等企业。 我国集成电路装备起步较晚,当前国内高端市场仍由海外制造商主导,市场集中度高。
国外知名企业凭借较强的技术、品牌优势,在高端市场占据领先地位。据中国半导体行业协会统计, 2015年国内集成电路测试市场80%以上被美国泰瑞达(Teradyne)、日本爱德万(Advantest)、美国科利登(Xcerra)和美国科休(Cohu)等外资测试设备商占据。
另一方面,由于测试设备在集成电路装备中相对较易突破,国内企业在技术积累到一定程度时,可以充分发挥成本优势和服务响应优势。事实上,《中国制造2025》对于半导体设备国产化提出了明确要求:在2020年之前,90~32 nm工艺设备国产化率达到50%,实现90 nm光刻机国产化,封测段关键设备国产化率达到50%;在2025年之前,20~14 nm工艺设备国产化率达到30%,实现浸没式光刻机国产化。在光刻机等核心设备短期内难以实现进口替代的情况下,相对较易突破的测试设备进口替代必然加速。企业层面,当前长川科技、北京华峰等内资品牌企业正在技术和产品方面实现快速追赶,同时借助天然的渠道优势,进口替代进程正加速推进。
1. 公司技术积淀深厚,产品拓展迅速
当前,国内集成电路测试设备商仅在模拟或数模混合IC封装测试领域实现了进口替代。 随着后期在数字IC领域和晶圆制造领域的突破,产品拓展空间将显著提升。
首先,全球模拟IC、数目混合IC和数字IC市场规模比例大致为1:1:4,而公司在数字IC方面的短板仍待补齐。 公司模拟IC、数模混合IC测试设备当前已处于领先地位,但数字IC短板依然明显。公司正通过国内市场调研和国际技术发展方向调研,研制 100 MHz 的中高端数字测试机,适应 MCU(微程序控制器)、SOC(系统级芯片)、LCD Driver(液晶驱动器)等数字类产品的测试需求。随着公司数字IC相关研发项目推进,数字IC设备将快速放量,为公司打开更大的发展空间。
其次,公司当前产品主要为封测段测试机和分选机,晶圆制造相关测试设备仍待突破。 随着下游中芯国际、长江存储等厂商晶圆制造项目的陆续落地,我国对探针台及搭配使用的测试机需求将呈现爆发式增长。公司对探针台的研发工作正顺利推进,我们判断很快将迎来批量商用。随着公司探针台设备走向成熟,公司产品结构将进一步完善,综合竞争力将进一步提升。
另外,在完成封测段和晶圆制造段测试设备研发销售后,公司将围绕封装环节上百种设备,进行产品线拓展 。公司计划以倒装机、预封装切割机作为突破口,切入封装领域专用设备,推出符合市场定位的封装环节设备,进一步丰富公司产品线。
最后,公司将立足芯片制造设备,进行产业链上下游的拓展。公司在汽车电子特别是消费电子领域的积极探索也值得关注。
2. 公司渠道资源丰富,客户结构持续优化
作为国内集成电路测试装备龙头标的,公司在IPO前即获得集成电路产业基金入股扶持。截至2017年9月30日,国家集成电路产业基金持有公司7.5%股份,为公司第三大股东。集成电路产业基金具备强大产业资源,在丰富公司客户资源、提升公司产业整合能力方面或将发挥重要作用。
公司背靠大基金,立足测试机和分选机可靠的质量和稳定的性能,已获得长电科技、华天科技、士兰微等内资封测龙头客户,基本覆盖国内主流封测企业。2016年华天科技、长电科技等前五大客户占据其当年收入的近8成。
除深度绑定内资封测企业外,公司积极开拓外部市场。2017年公司成功开拓台湾市场,有序推进微矽电子、致新科技、立锜科技等优质客户的导入工作,公司客户结构持续优化。台湾作为全球集成电路重要制造基地,拥有台积电、日月光等全球集成电路制造和封测龙头。台湾市场的成功开拓,将使公司在行业内的影响力进一步提升。
3. 产能加速扩展,成长空间有效拓宽
随着公司市场地域和产品类型的快速拓展,公司收入规模将快速增长,原有产能在2016年已基本饱和,分选机产能甚至已超过产能上限。公司在2017年顺利完成IPO,随着募投项目顺利落地,公司产能瓶颈将有效打开。
按照公司IPO项目的产能规划,募投项目落地后公司产能将提升275%,年产测试机和分选机达到1500台。同时,公司数字IC、高压大功率IC、数字IC和多类别自动IC等在研项目后续落地叠加全球销售服务网络形成,将为公司打开全新的发展空间。公司作为国内集成电路测试装备积淀最深厚、渠道最完善的龙头企业,将充分获益于全球集成电路产能转移下的大规模投资。
预计公司 2017-19 年归母净利为 0.50、0.83 和 1.28亿元,同比增 20.92%、65.61%和54.32%。对应 EPS 分别为 0.66、1.09 和1.68 元,对应 PE 分别为67.94、41.02和26.58 倍。公司客户资源丰富,技术积淀深厚,产品和市场拓展加速推进,有望充分受益国内集成电路产业高景气。调升至强烈推荐评级。
半导体产业投资大幅下滑,新品研发进度不达预期。
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