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半导体零部件行业深度报告:国产替代核心部件百舸争流加速崛起

发布时间:2022-09-15 17:55:08 来源:hth华体会官方版 作者:hth华体会网页版

  半导体设备结构复杂,体积庞大,集成度高,由种类繁多的零部件组成。而伴 随半导体制造工艺的发展,对半导体设备提出了越来越苛刻的规格要求。半导体零 部件因此在材料、结构、工艺、品质、精度、可靠性、稳定性等各方面面临更高的 标准,有别于传统机械组件。

  以等离子体设备为例,围绕反应腔周围,分布着负责气体调配和供应的 Gas Box 和 MFC 模块,负责制造等离子体的射频电源模块,负责制造反应腔真空环境 的真空模块(包含多种泵、阀等),以及多种监测压力、真空度等反应条件的仪器 仪表等,共同构建了高集成度的晶圆制造设备。

  半导体零部件的种类划分有多种标准,若按照结构组成,可大致分为:机械类、 电气类、机电一体类、气/液/真空系统类、仪器仪表类、光学类等; 若按设备腔体内部流程和所实现的功能来区分,零部件可分为电源和射频控 制类、气体输送类、真空控制类、温度控制类、传送装置类等; 按照半导体零部件材料体系来分又可以分为金属件、石英件、硅/碳化硅件、 陶瓷件、石墨件、塑料件等; 按半导体零部件服务对象来分,又可以分为精密机加件和通用外购件。值得注 意的是这两种类别亦代表了两种零部件生产模式,精密机加件通常由各个半导体 设备公司的工程师自行设计,然后委外加工,如工艺腔室、传输腔室等,相对容易; 而通用外购件则是一些经过长时间验证,得到众多设备厂和制造厂广泛认可的通 用零部件,更加具有标准化,会被不同的设备公司使用,也会被作为产线上的备件 耗材来使用,例如硅结构件、0 型密封圈(O—Ring)、阀门、规(Gauge)、泵、气 体喷淋头(shower head)等,由于这类部件具备较强的通用性和一致性,并且需要 得到设备、制造产线上的认证,因此壁垒相对较高。

  光刻机作为一种光学设备,其主要构成包括光学相关模块和运动相关模块,该 两部分亦在光刻机 BOM 成本中占据较大比重,包括和光学相关的光源系统、透镜 系统、浸没系统等,以及和精密运动相关的晶圆工作台、晶圆传输系统、圆模板工 作台、掩膜版传输系统,以及维持内部工作环境的环境电气支持系统等。作为价值 量最高的晶圆制造设备,光刻机零部件具有全球供应链特征。

  光学部分的核心部件为光源和透镜系统。光刻机所采用的光源主要为波长 248nm 的 KrF 光源、波长 193nm 的 ArF(干式/浸没式)光源和波长 13.5nm 的 EUV 光源,业内主要供应商为美国 Cymer,并由光刻机巨头 ASML 于 2012 年以 25 亿美元收购。透镜系统则是光源之外的另一重要环节,主要用于 DUV 的光学 系统中,在 EUV 时代将由一系列高精度的反射镜系统取代,光刻机透镜组的业内 主要供应商为德国光学仪器龙头蔡司。

  精密的运动系统亦为光刻机核心组件。当图案在晶圆上光刻成像时,需要将掩 模版沿着一个狭窄的光缝平滑移动,每次只曝光图案的一小部分;同时,晶圆向相 反的方向平稳移动,以捕捉整个图案,二者的运动必须完全同步,因此运动控制的 精度至关重要。而在晶圆平台,由 ASML 主导了双工件台的设计,及同时移动两 个晶圆平台,当一个晶圆平台在给晶圆进行曝光时,另一个平台可对下一片晶圆进 行量测校正,其速度和精度直接决定了光刻机的生产效率和良率。 当前业内三大光刻机龙头厂商 ASML、Nikon、Canon 的工件台系统均由其自主设计,通过自产/代工形式自主供应而不对外销售。国内厂商华卓精科在此领 域亦投入了较大研发,进行了产品验证工作。

  等离子体设备包括 PECVD、干法刻蚀、干法去胶等,在晶圆制造前道环节占 据主导地位和主要价值量。据 Gartner 数据,2021 年全球半导体设备市场,等 离子体薄膜设备和干法刻蚀/去胶设备合计占设备市场总规模的 31%,等离子体 设备共有的等离子源、真空系统、气体系统、反应腔模组等组件因此有广泛应用, 以下我们将分类讨论。

  而设备后段的传输平腔(TM,transfer module),其作用是连接 EFEM 和反 应腔(PM),并承担晶圆传输的作用。在等离子体薄膜/刻蚀设备中,传输腔一般 为真空环境(VTM,vaccum transfer module)。传输腔的主要组成包括腔体、 中央的真空机械手、传输腔与反应腔连接处的门阀,以及各种真空密封件。

  包含反应腔在内的工艺模块(PM,process module)则有着更为复杂的结 构和功能。等离子体薄膜/刻蚀设备的工艺模块包括产生射频电压的射频发生器、外部供气模块(Gas box、Gasline、MFC 等)、创造真空环境的泵、阀、密封件、 真空仪表等,以及反应腔。而反应腔内部又有承载晶圆的静电卡盘(E-chuck)、 电极、气体喷淋头等零部件。

  热处理设备,主要包括各类立式炉、卧式炉,主要用于氧化、退火等工艺,亦 在晶圆制造过程中有广泛使用。炉管设备的主要零部件包括石英管、气体供应模块、 温控模块,以及各类泵、阀、密封件等。

  经过上述讨论,不难看出机械类和电气类零部件为大多数半导体设备的主要 组成部分,并广泛应用于各种设备类型。气/液/真空系统则依照设备的功能性不同 而搭载。仪器仪表类亦有较强的通用性,但在设备 BOM 成本中占比相对低。而光 学类零部件较为特殊,仅在光刻和量测类设备种有使用,但在这两类特定设备种有 较高的价值量占比。

  通过比较国内三家代表性设备供应商,我们发现等干法设备(如拓荆科技的 PECVD、屹唐股份的干法去胶和干法刻蚀设备)往往电气类和机电一体类零部件 占比更高,二者的招股书最新报告期内电气类+机电一体类零部件占比分别达到 39%和 43%;而湿法设备(如华海清科的主业 CMP 设备)等没有真空反应腔, 没有气体反应的设备,往往 BOM 成本中机械零部件的占比往往较高,华海清科 2021 年采购额中,机械零部件占比达 67%。

  作为半导体设备的主要成本构成,半导体设备零部件亦有百亿美元级别的市 场空间。 近年来,全球半导体设备市场规模逐步扩张。据 WSTS 统计,2010 年到 2020 年,全球半导体产品市场规模从 2,983 亿美元迅速提升至 4,404 亿美元,预计到 2030 年,全球半导体市场规模有望达到万亿美元。半导体设备的市场景气度与半 导体市场规模高度相关。根据 SEMI 统计,全球半导体设备销售规模从 2010 年 395 亿美元增长到 2021 年的 1026 亿美元,其中中国大陆市场 296 亿美元。SEMI 预计到 2022 年将进一步增长 15%至 1,175 亿美元。

  设备市场的快速增长带动设备零部件需求。据我们统计,国内半导体设备上市 公司年度营业成本中,材料采购成本占比约在 85-95%,而毛利率约在 38-45% 左右(即成本率 55-62%),可推算材料采购成本约为公司当年营收的 50%左右。 据此我们推算,2021 年全球半导体设备市场 1025 亿美元对应 500 亿美元 左右的零部件采购额,中国大陆市场 296 亿美元设备市场对应零部件市场约 150 亿美元。

  半导体设备零部件的种类繁多,其中机械类属于应用最广的品类,我国在其主 要产品技术方面已实现突破和国产替代。其他种类的产品也在不断实现技术突破, 但产品稳定性与一致性仍与国际先进水平存在差距,并且在高端先进制程应用中 的国产化率更低、突破难度更高,国产化进程仍面临诸多难点。

  我国机械加工产业成熟,但材料产业基础较为薄弱,具体指标尚待精进。如精 密陶瓷件对原料关键指标的要求较高,需要高纯度、高精密度、非常均匀且稳定的 组织结构,国内材料厂尚处于研发环节。

  公司半导体设备精密零部件产品具备高精密、高洁净、高耐腐蚀、耐击穿电压 等性能,因此在加工件中,形状加工仅是基础,仅满足形状精度要求,后端的表面 处理与清洗工艺中有更多的技术积累。例如对于反应腔而言,需要同时具备耐腐蚀、 耐击穿、高洁净度,并能实现高密封性和高真空度。

  而要实现这样严苛的性能指标,表面处理技术至关重要。以干法制程和湿法制 程为例,湿制程通常处于强酸、强碱环境中,往往需要对零部件表面进行阳极氧化 和化学镀膜。而干法制程通常处于腐蚀性气氛和高温环境,对表面处理要求更高, 常用的是电解抛光和等离子喷涂工艺,以提升零部件表面的耐腐蚀性。

  半导体设备是复杂的机电一体化系统,其中涉及到大量的电气组件使用,相较 金属加工件,电气类组件的结构更复杂,国内相关厂商仍处于起步阶段。 例如泵产品,虽然沈阳科仪已成为国内晶圆线干泵的主要供应商之一,但半导 体级的高真空度冷凝泵(cryopump)和涡轮泵(turbopump)国产化率仍旧较低。又如射频电源(RF generator)这类控制工艺制程的核心模块,直接关系到反 应腔内等离子体的浓度与均匀度,对其输出功率的稳定性、电压质量、频率质量等 指标要求极高。国内产品与 AE、MKS 等国际先进产品尚有差距,少量应用于国内 半导体设备厂商。

  半导体设备行业内有较为严格的认证体系和供应商资质认证体系,若要进入 国内外设备厂商的供应链,需要经过长期且严苛的客户认证,获得认证后也要持续 进行不定期的资质复审,才能与下游客户建立长期稳定的合作关系。

  例如 Gauge、MFC、O-ring 等零部件,不仅对精度和材料的要求高,而且半 导体级产品的市场规模很小,各品类下的厂商体量都较小。通常用于食品、医药等 领域的产品不满足半导体级规格,半导体级产品存在较多技术壁垒、软实力要求高, 有许多 Know-How。

  尽管前文中,我们将半导体设备的种类大致的分为机械类、电气类、机电一体 类等大类,但由于半导体设备精密度高、结构复杂,需要的零部件种类及数量极其 庞大,在每一个大类中也有较多的细分品类,市场高度碎片化。据芯谋研究数据, 2020 年中国晶圆厂商采购的 8-12 寸晶圆设备零部件产品结构占比较大的分别为 石英件、射频发生器、泵、阀门、吸盘、反应腔喷淋头等,分别占比 11%、10%、 10%、9%、9%、8%。

  由于细分品类的高度碎片化,并且不同零部件之间存在着一定的差异性和技 术壁垒,因此半导体零部件市场并未出现一个垄断型的大型供应商,各赛道的龙头 供应商大多是专长于单一或少数品类。例如 ZEISS 专长光学部件,Edwards、日 本荏原的真空泵,AE 布局射频发生器,VAT 的阀门零部件等。主要龙头厂商收入 体量大多在几亿美元到十几亿美元的体量,相较数百亿美元的总市场规模,各自在 总体市场中份额都不高。据 VLSI Research 数据,近 10 年里,半导体零部件市 场前十大供应商的市场份额总和稳定在 50%左右。 从地域分布上看,除了光刻机零部件市场以 ASML 和其全球供应链供应商组 成以外,其他通用型零部件市场主要由美国、日本供应商主导。国内暂无规模相当 的零部件厂商出现。

  尽管半导体零部件行业整体 CR10 在 50%左右,但在单一细分品类集中度往 往高达 80-90%,呈现出行业整体碎片化+局部高垄断的格局。

  机械手即工业机器人,通常指应用在工业生产过程中,模仿人类手臂设计具有 串联多关节结构的机器人。机械手能模仿人手臂的某些动作功能,按固定程序抓取、 搬运物件或操作工具的自动操作装置。半导体机械手主要适应于集成电路、芯片制 造等半导体前段工序,用来搬送晶圆。机械手是 EFEM(设备前端模块)和 TM(真 空传输)的核心组件,用于在抛光、刻蚀、扩散、沉积、装配、包装和测试等的半 导体加工步骤中,对半导体晶片进行传输与定位。

  按工作环境的不同,硅片搬运机器人可以分为真空机器人和大气机器人。真空 机器人大多用在集束型设备中,在线pa 环境下通过轨迹规划完成对硅 片的传输和定位。大气机器人常用在洁净大气环境中,目前应用最为广泛,占有接 近 60%的市场份额。 全球半导体机械手市场销售额稳步增长,规模逐步扩大。2021 年市场销售额 为 836.4 百万美元,QYresearch 预计 2027 年市场销售额将高达 1347.6 百万美 元,年复合增长率为 8.3%。

  生产层面看,全球半导体机械手市场主要由美国和日本厂商主导。日本是最大 的半导体机械手生产地区,占有大约60%的市场份额,美国占有20%的市场份额。中国占有市场份额不大,目前本土企业由新松机器人主导。 全球第一梯队厂商主要有 3 家,分别是 Brooks Automation、RORZE Corporation 和 DAIHEN Corporation,共占有大约 55%的市场份额。第二梯队 厂商主要是几家日本厂商 Hirata Corporation、Yaskawa、JEL Corporation、 Nidec 和 Robostar,2020 年占有大约 27%的市场份额。

  真空泵是用来产生、改善和维持真空环境的装置,是真空系统的核心。半导体 制造中,尤其是核心的干法工艺,广泛涉及到真空反应环境,而真空系统直接关系 到芯片的性能和良率。

  半导体真空泵的需求不断增长,真空设备市场持续扩张。根据 Edwards,一 个月产 4 万片的晶圆厂,大约需要上千台真空泵及尾气处理系统,和 500 台涡轮 分子泵。据华经产业研究院预测,2022 年全球半导体用干式线%。

  从竞争格局上看,全球真空泵市场较为集中,主要由 Atlas、Pfeiffer、Ebara 等少数几家公司占据。Atlas 近年来不断扩张,收购了 Quincy、Edwards、Leybold 等公司,成为全球线 年线 亿元(含非半 导体真空泵)。Pfeiffer 产品除真空泵外,还包括测量与分析设备、安装工具等, 半导体及新兴技术领域营收为 27.52 亿元。

  静电吸盘是一种适用于真空环境或等离子体环境的超洁净晶圆片承载体,它 利用静电吸附原理将晶圆片加以固定并进行控温。静电吸盘广泛应用于 PVD、 PECVD、刻蚀、离子注入等高端半导体制造设备。 静电吸盘的基本原理是异种电荷之间相互吸引,即晶圆片与电极之间通过不 同种电荷之间的库仑力相互吸引,使晶圆片稳定在电极上。因此静电吸盘的主要结 构包括陶瓷外壳、电极、用于控制温度的气体通道等。

  静电吸盘产生的吸附作用源自在整个吸附面上均匀产生的电流的力量,因此 不会对工件施加物理压力。而机械吸盘通过机械固定工件,可能导致工件破损、弯 曲;真空吸盘通过真空泵创造真空状态来固定工件,容易在工件上留下吸附压痕, 在如今的半导体制造工艺中已经基本由静电吸盘取代。

  全球静电吸盘市场具有高度垄断性,由日本和美国企业主导,包括美国企业 Applied Materials、LAM 等设备原厂的自主生产,以及日本企业 Shinko、TOTO、 NTK 等第三方供应商,市场集中度较高。中国主要厂商包括广东海拓创新和北京 华卓精科公司。2021 年,中国静电吸盘市场规模达到 21.12 亿元,Global Info Research 预计 2028 年将达到 34.81 亿元,2022-2028 年复合增长率为 7.29%。

  电源按输出类型可分为直流电源和交流电源。前者可分为线性稳压电源和开 关型稳压电源。后者可分为低频交流电源和高频交流电源。射频电源属于高频交流 电源,工作频率在 300KHz-300GHz 之间,由放大器、直流电源、检测器和控制 器四大模块构成。

  射频(RF Radio Frequency)是一种高频交流变化电磁波的简称。在电子学 理论中,电流流过导体,导体周围会形成磁场,而交变电流通过导体会形成电磁场, 称为电磁波。在电磁波频率高于 100KHz 时,电磁波可以在空气中传播,并经大气层外缘的电离层反射,形成远距离传输能力,这种具有远距离传输能力的高频电 磁波被称为射频。射频电源是等离子体发生器的配套电源,主要用于在低压或常压 气氛中产生等离子体,在集成电路制造工艺中被广泛应用于射频溅射、PECVD、 等离子体刻蚀及其他工艺领域。

  全球射频电源市场格局集中度高,呈现寡头竞争的发展趋势,两大供应商 MKS Instrument 和 Advanced Energy 均来自美国。如前文所述,射频电源占零部件 市场总体的 10%左右,即对应 2021 年约 50 亿美元的全球市场。而 AE 在 2021 年实现半导体业务收入 7 亿美元,MKS 实现半导体业务收入 18 亿美元(不全为 射频电源),占据较高市场份额。

  如前所述,半导体零部件市场具有高度碎片化的特征,因此全球市场并未出现 像设备领域的 AMAT 一样的垄断型巨头。龙头公司均是在自身所处赛道深耕,扩 大产品线。而观察海外龙头的发展路径,我们发现他们大多是通过持续的投资并购 来扩充自身业务版图。我们认为,未来设备零部件行业会持续走向整合和集中,对 于如此碎片化的市场,只有具备足够的规模,才能发挥技术复用优势、产生规模效 应,满足下游设备市场高速发展的需求。

  MKS Instruments Inc 是一家仪器、系统、子系统和过程控制解决方案的全 球供应商,为测量、控制、电源、监控和分析生产过程中的参数提供工具,子系统 和过程控制解决方案。公司产品包括质量流量控制器和仪表、电容压力机、真空计 和阀门、气体分析仪、射频电源等,深耕半导体和先进制造业市场,2020 年半导 体市场收入占总收入的 60%,先进制造业占比 40%。 MKS 公司在多个产品市场占据领先地位,尤其是干法设备种较为核心的射频 电源和 MFC 气体流量计都是公司的优势品类。

  MKS 公司业务版图来自持续的并购。公司 2013 年收购 Alter,扩充电源版图, 引入微波电源;2014 年收购 Granvile-Phillips,完善真空测量产品及控制仪器; 2016 年收购 Nowport,发展微电子、生命和健康科学以及工业制造市场;2019 年收购 ESI;2021 年收购 Photon Control,不断扩展公司业务。

  伴随下业的高速发展,公司营收体量不断壮大,亦维持了较高的利润率水 平。公司 2015 年营收为 52.83 亿元,2021 年营收为 188.06 亿元,复合增长率 为 23.57%,近年毛利率稳定在 45%附近,净利率在 2021 年达到 19%。

  UCT(Ultra Clean Holdings Inc.)是在半导体领域提供关键子系统和超高纯 度零件的开发商和供应商,制造和服务基地分布全球。公司产品包括精密机器人解 决方案、气体输送系统、各种工业和自动化生产设备产品,以及包括晶圆清洗模块、 化学品输送模块、顶板组件等的子系统。公司提供的零部件包括超洁净阀门、高纯 度连接器,气动执行器等。

  公司 1991 年作为三菱金属的子公司成立,2004 年上市,2006 年开启垂直 整合计划,围绕半导体核心业务并购数家公司,完善在半导体领域的产品矩阵,不 断扩充业务产品。

  从下游结构上看,UCT 收入主要来自 Foundry & logic 厂商,2022Q2 该领 域收入占比 42%,其次是记忆芯片领域占比 36%。公司客户集中度较高,客户关 系稳定。前两大客户提供约 64%的营业收入,其中 Lam 占比 41%,应用材料占 比 23%。

  Edwards 是真空和尾气处理解决方案制造及供应厂商的佼佼者。公司服务于 半导体、平板显示、可再生及存储能源、科学研究、LED、制药和冶金等先进行业。 公司产品种类实现从油泵到干泵、从小抽速到大抽速各个品类的大面积覆盖。

  Advanced Energy 致力于为客户完善电力的使用、输送和管理方式,为关键 工艺设计和制造精密电源转换、测量和控制解决方案。公司产品主要包括直流电源、 直流脉冲电源、低频和中频电源以及射频电源,产品应用领域广泛,覆盖半导体、 工业、制造、电信、医疗等行业。

  公司作为连续 30 年的直流电源和射频电源工艺的领导者,为半导体制造工艺 提供电力传输和控制解决方案以及温度测量技术,专注于沉积、刻蚀、热退火和检 测等关键环节,帮助半导体厂商通过精确的功率传输、频率调谐和多级脉冲来实现 先进等离子体控制。

  1981 年公司成立,提供先进的电力和控制技术。公司于 1995 年上市,不断 收购其他企业,完善电力电源产品。公司横向布局多个领域,成为各行业的通用电 力控制和运输管家。

  公司收入体量亦随着业务扩张而持续扩大。公司 2015 年营收为 26.94 亿元, 2021 年增至 92.83 亿元,复合增长率为 22.9%,2021 年公司毛利率为 36.56%, 净利率 9.26%。

  与半导体设备零部件的市场规模相较,我国国产化供给量与市场需求高度不 匹配。半导体设备零部件的国产化率整体较低,部分产品已实现技术突破,但多数 产品的稳定性和一致性仍与国外存在差距,具有一定的突破难度,应用于高制程设 备的产品技术突破难度则更高。除机械类零部件之外,较复杂的高端产品亟待开展 国产化进程。

  与国外龙头零部件企业相较,国内厂商起步较晚,产品覆盖程度与国产化率偏 低。在上述晶圆厂采购的主要零部件中,石英件、反应腔喷淋头、边缘环等部件达 到 10%以上的国产化率,其余国产化率均较低。而阀门、仪表、O 型密封圈、静 电卡盘等产品几乎完全依靠进口,尚未实现国产化,国产替代空间可观。

  我国主要从事半导体设备精密零部件研制的企业不断增多,也有多家上市公 司布局零部件行业。得益于国家政策重点鼓励并多方支持国内集成电路及其专用 设备产业的经营发展,我国主营或涉及零部件业务的厂商获得了良好的发展环境, 零部件国产化进程正在加快。当前行业整体还处在早期快速成长阶段,存在不少的 发展机会,也将面临技术迭代和市场洗牌的挑战。关于各相关标的的具体业务进展 我们将在后文中详细讨论。

  江丰电子的主要产品为超高纯金属材料的溅射靶材以及半导体产业装备机台 的关键零部件。江丰半导体精密零部件的种类繁多,包括金属、陶瓷、树脂等精密 零部件,产品已广泛用于 PVD、CVD、刻蚀机等半导体设备。产品根据客户可以 分为两大类:一类应用于设备厂商,包括工艺零部件和腔体等;另一类是应用于晶 圆厂的关键工艺零部件。 公司的零部件业务发展历程亦是基于 PVD 溅射靶材主业所积累的客户资源和 技术经验,从 PVD 设备零件出发,拓展了用于 PVD、CVD、CMP、单晶炉、清 洗机等多种设备的零部件产品。从零部件类型上,主要分为两种,一类是金属结构 件,包括腔体等,一类是附加值更高的功能性零部件,包括气体喷淋头等。公司在 两类产品上均进行了较大力度的投入和扩产。

  得益于靶材主业和零部件新业务的强势表现,江丰近年收入规模维持稳健增 长态势。2017-2021 年营业收入由 5.50 亿元增至 15.94 亿元,年均复合增速 30%, 其中,半导体零部件增势更为亮眼。2021 年江丰电子零部件销售额 1.84 亿元, 同比增长 239.96%,2022H1 则达到 1.77 亿元,同比增长 149.58%。公司在宁 波余姚、上海奉贤、沈阳沈北三地建成零部件生产基地,并与国内半导体设备龙头 北方华创、拓荆科技、芯源微、上海盛美、上海微电子、屹唐科技等多家厂商形成 战略合作,积极开发并加速放量各种半导体精密零部件产品。

  借助主业积累的丰富经验与技术储备,江丰电子不断完善半导体设备精密零 部件的横向布局。在靶材主业的长期积累中,江丰电子拥有超高纯金属提纯技术、 超高纯金属靶材组织织构控制技术、靶材异种金属大尺寸焊接技术和金属靶材精 密加工技术,是公司拓展设备零部件业务的技术基础。江丰电子亦有望基于其金属 材料特性和加工处理等领域的技术经验和客户优势,继续拓展反应腔体等金属件、 陶瓷件及石英件产品,长期增长空间可观。

  新莱应材主营业务之一为高纯及超高纯应用材料的研制与销售,主要用于半 导体、食品安全和生物医药领域。公司半导体零部件产品涵盖真空阀门、管道管件、 反应腔体、气体钢瓶等多个品类,可以满足半导体设备中洁净气体、特殊气体和计 量精度等特殊工艺以及真空度和洁净度的要求。

  作为世界领先的洁净设备及材料供应商,公司泛半导体业务规模快速增长。 2022 年 H1,公司泛半导体业务实现收入 3.17 亿元,同比增长 62.26%,毛利率 达 35.27%,同比提升 1.78 pct。公司泛半导体领域产品覆盖半导体设备的真空系 统和气体管路系统,国际顶尖客户的认可及与国内知名设备企业的合作使公司迅 速扩大销售规模。

  公司的半导体零部件产品拥有广泛的国际认证,已通过 AMAT、Lam 等全球 一流半导体设备客户认证并成为其一级供应商,顺利实现对北方华创、中微公司、 中芯国际、长江存储、无锡海力士的批量供货。在真空管配件与 UHP 超高纯等级 气体管道系统拥有完整系列对标国际品牌,并在高端真空阀门、气体管道及气体控 制元件等产品方面,与 AMAT、北方华创等国内外龙头半导体制造设备企业达成 合作。

  分业务收入预测: 包材业务主要为食品包装材料,为新莱子公司山东碧海的主要业务,下游以乳 制品、饮料等为主,国内市场需求稳定。公司 2018 年收购山东碧海以来,业务整 合顺利,2021 年包材业务收入增长可观。我们预计 2022-2024 年包材业务收入 分别实现 25/24/20%的稳健增长。毛利率方面,2021 年上游原材料大幅涨价, 导致包材业务毛利率下滑,我们预计 2023 年上游价格压力逐步缓解,2022-2024 年毛利率分别为 17/18/19%。 洁净应用材料主要应用于生物医药方向,2021 年疫情期间,医药市场需求有 较大增长,我们预计 2022-2024 年洁净应用材料收入实现 23/20/20%的稳健增 长。毛利率方面,2022 年 H1 该业务毛利率大幅提升,达到 38.8%,主要原因系 下游市场供不应求,我们预计伴随市场供需关系逐步缓和,该业务在 2022-2024 年毛利率分别为 36/36/35%。

  华亚智能专注于向国内外领先的高端设备制造商提供“小批量、多品种、工艺 复杂、精密度高”的定制化精密金属结构件产品。其精密金属结构件产品广泛应用 于半导体设备、新能源及电力设备、医疗器械和通用设备领域,深耕全球精密金属 结构制造市场。 在半导体设备领域,华亚智能的直接客户为超科林、ICHOR、捷普等设备部 件制造商,并进入了 AMAT、Lam、中微半导体等国内外半导体制造设备龙头的 供应链体系。公司的精密金属结构件首先提供给部件厂商制造设备关键子系统和 模组,最终被应用于:晶圆刻蚀设备、PECVD、气体输送设备、气相沉积设备、晶 圆检测设备等。

  得益于半导体业务的强势表现,公司近年收入稳健增长,22H1 公司实现营收 2.88 亿元,同比增长 23.77%,实现归母净利润 0.74 亿元,同比增长 55.58%。 产品结构上,半导体设备零部件为第一大业务,新能源及电力设备零部件为第二大 业务,其余分别为通用设备零部件、轨交零部件、医疗器械部件。

  技术壁垒方面,华亚智能的精密焊接及表面特殊喷涂的能力在业内享有较高 声誉,表面处理能力出色。公司焊接工艺得到欧盟、美国等的资质认证评定,还具 有通过 AMAT 认证的 Everslik 有机溶剂漆喷漆技术(国内首家、国际 4 家之一)、 静电粉末喷涂技术。焊接工艺、喷漆技术资格不仅领跑国内供应商,也具有强劲的 国际竞争力。 华亚智能一直将半导体设备领域结构件业务作为核心发展业务,并已经成为 公司销售收入和利润增长的主要来源,且生产的精密金属结构件已应用于国内外 知名半导体设备制造商的主导产品中,是国内为数不多的相关高端精密金属制造 商之一。公司未来将继续加大对半导体设备领域结构件产品研发、生产投入资源, 积极开发国内半导体设备领域的新客户,实现从半导体设备结构件制造商向半导 体设备综合配套制造服务商的转型。

  分业务收入预测: 华亚智能在 2021 年 IPO 上市之后进行了主营业务分类的调整,将主营业务 由按下游市场分类的半导体/新能源/轨道交通/医疗/通用设备调整为按业务类型 分类,分为精密金属结构件和半导体设备维修两类。 精密金属结构件业务方面,公司的马来西亚子公司、IPO 募投项目有望在 2023 年贡献较大的产能增量,我们预计该业务收入在2022-2024年分别实现33/50/50% 增长,毛利率则有望受益于半导体零部件占比提升而稳步提升,我们预计该业务 2022-2024 年毛利率分别为 39/40/41%。

  Compart Systems Pte. Ltd 是全球领先的半导体气体输送系统领域精密零 组件及流量控制解决方案供应商,具有服务于全球顶尖半导体设备公司的成熟经 验。2020 年 12 月,万业企业领头境内外投资人,以浙江镨芯和镨芯控股为持股 主体收购 Compart 的 100%股权,并成为其第一大股东。收购完成后 Compart 转变为中资控股企业,快速导入国内半导体设备厂商的供应链,填补了国内相关供 应链的空白领域。 Compart 的产品布局丰富、技术实力强大,是全球极少数可完成流量控制领 域零组件精密加工全环节的公司之一。公司主要产品包括气体输送零部件、组件、 密封件、质量流量控制器(MFC)等,是高端 MFC 组件的领先者,并且能完成半 导体设备流量控制领域的研发设计、流量控制、二次流程、装配测试等全环节。同 时,公司掌握 TriClean、Ultra-Seal、iBlock 等多项核心技术,使用其独家炼钢技 术 TriClean,可使制成品的耐腐蚀性能较普通高纯不锈钢提升 2.5-11 倍,保障了 零件生产的优质原料自给供应。

  借助全球经营经验,未来有望加速导入国内客户供应链。2021 年浙江镨芯(万 业企业子公司,Compart 的控股母公司)营业收入 9.20 亿元,净利润 1.01 亿元.。 借半导体设备高度景气之势,2021 年 6 月浙江镨芯与海宁签约启动 Compart 制 造中心项目,总投资约 30 亿元,建设制造基地和研发中心,投产后每年可实现营 收约 15 亿元。项目落成后将加速推进半导体核心零部件的国产化进程。

  在 Compart 导入国内供应链前,其相关的流量控制赛道国产化率几乎为零。 Compart 具有全球先进的独特密封件制造工艺和技术,稳定向多家国际半导体设 备龙头厂商供应零组件,其成熟经验有助于提升气体输送系统及高精度流量控制 等领域核心组件与部件的国产化率,助力国内设备厂商相关领域的国产替代。

  英杰电气是国内综合性工业电源研制领域内有较强竞争力的企业,从事以功 率控制电源、特种电源为代表的工业电源设备的研发、生产与销售,产品可应用于 新能源领域、半导体等电子材料领域等。 英杰电气的半导体行业产品主要用于材料生产设备的电源控制。在半导体材 料领域,公司产品主要应用于上游材料行业,如半导体用单晶硅、碳化硅晶体、LED 外延片等的生产设备。产品具体包括射频电源、直流模块电源、微波开关电源、感 应电源等高精度、高性能、高稳定度的电源设备,以及谐波调理、功率控制器、匹 配器等装载了高智能控制模块的设备。公司不断加大技术研发与资源投入,研制高 端射频电源以替代进口电源设备,目前已小批量试制并交客户测试。

  得益于在下游光伏、半导体等行业的收入增长,22H1 公司实现营收 4.52 亿 元,同比增长 67.87%,实现归母净利润 1.22 亿元,同比增长 68.18%。22H1 公 司半导体等电子材料业务增长迅猛,新增订单 1.73 亿元,同比上升 86.21%,实 现收入 0.58 亿元,同比增长 187.05%,毛利率为 53.15%,达到历史新高。

  富创精密是国内半导体设备精密零部件的领军企业,主要业务为金属材料零 部件精密制造,主要产品覆盖工艺零部件、结构零部件、模组产品和气体管路四大 类,应用于半导体设备领域,覆盖集成电路制造中刻蚀、薄膜沉积、光刻及涂胶显 影、化学机械抛光、离子注入等核心环节设备。

  富创精密掌握了可满足严苛标准的精密机械制造、表面处理特种工艺、焊接、 组装、检测等多种制造工艺,产品的高精密、高洁净、高耐腐蚀等性能均达到甚至 优于主流国际客户标准。当前,公司已进入多家全球半导体设备龙头厂商供应链体 系,并且是 AMAT 的全球战略供应商。同时,基于半导体设备国产化趋势,公司 积极开拓境内市场,产品已进入主流国产半导体设备厂商,保障了我国半导体产业 供应链安全。

  公司的工艺技术、行业口碑、产品质量和交付能力不断得到境内外客户认可, 业绩快速增长。2019-2021 年,公司营业收入分别为 2.53 亿元、4.81 亿元和 8.43 亿元,近三年复合增长率为 82.43%。盈利能力方面,2021 年公司毛利率/ 净利率分别达到 32.04%/14.40%。 收入结构按市场区域来看,主营业务收入主要来源于大陆以外地区,但内销占 比逐年提升。产品主要销往国际半导体设备厂商在北美和亚洲的组装工厂,而随着 国内半导体设备厂商崛起,2019-2021 年公司大陆地区销售收入占比由 15.34% 提升至 39.32%。

  在主要产品毛利率方面,2019 年公司扩产完成后产能利用率大幅提升,主要 产品毛利率在 2020 年提升显著。而模组产品毛利率较低,是因为其属于高度定制 化产品,需外购标准件结合自产零部件组装,而外购成本占比较高。此外,气体管路产品在 2019 年属于前期小批量验证阶段,毛利率不具参考性。 富创精密部分腔体、内衬、匀气盘等高端产品已应用于客户 7nm 制程的前道 设备中,是全球为数不多的能够量产应用于 7nm 工艺制程半导体设备的精密零部 件制造商,已成为多家国内外半导体设备龙头厂商的合格供应商。公司表示未来将 持续扩大 7nm 工艺制程设备精密零部件的品类,并加快研制以应用于 5nm 及更 先进工艺制程。

  正帆科技向泛半导体、光纤制造、生物医药等高科技产业客户提供关键系统、 核心材料及专业服务。公司主要业务涉及气体化学品供应系统、高纯特种气体和洁 净厂房配套系统,主要产品有电子工艺设备、生物制药设备、电子气体和 MRO(快 速响应、设备维保和系统运营)服务。 深耕于半导体行业及工艺介质供应系统业务 20 余年,正帆自主研发生产相关 半导体设备及其配件,在高纯气体供应系统、自动化控制真空装置、工艺设备等领 域都有先进工艺技术与成熟制造经验,在刻蚀、离子注入、薄膜沉积、黄光工艺等 关键制程都能提供相应的设计制造解决方案。 当前正帆半导体设备配套业务从厂务端延伸到设备端,为泛半导体行业客户 提供工艺设备或子系统 Gas Box 的委托加工(OEM)或委托设计加工(ODM)服务。 Gas Box 是一种在半导体工艺设备侧的模组化气体供应系统,也是核心零部件之 一。Gas Box 产品涉及工艺设备内部功能模块的客户机密,定制化高、纯度精度 高、工艺难度高,是导入难度极高的零部件。基于多年的耕耘与积极展开研发合作, 公司可以在纯度、工艺、安全控制上满足多项定制化要求,再加以配置超高纯管路 设计方案、材料部件、测试标准与客户需要的其他系统,能保证特种气体的密闭式 安全储存以及不间断输送,并且满足不同行业和设备对气体输送的要求。

  正帆科技始终坚持自主研发,专注于为下游客户提供关键材料的全流程综合 解决方案。作为国内最早进入电子工艺设备领域的本土厂商,正帆参与编写了 7 项 国家标准和行业标准,主导了国内老牌集成电路厂商工艺介质输送系统的建设工 作,如上海新进、华润半导体、和舰科技等。目前公司电子工艺设备业务也已导入 中芯国际、长江存储、长鑫存储等领先客户群体。 在电子工艺设备业务中,公司掌握了关键高端制造设备部件的研发能力。根据 不同行业、客户的工艺需求,可定制化研发出具有复杂理化特性工艺介质的供应系 统,并不断提升产品对介质纯度、温度、压力、流量等参数的控制能力及安全防护 能力。目前,公司在扎实的研发基础之上,已具备较为全面的设计开发能力,能够 应对客户对系统功能提出的个性化需求。未来,正帆将集中投入研发进行技术攻坚, 以满足下游先进高端制造业的前瞻性需求。

  汉钟精机是国内流体机电产业的领军企业,主要产品或服务为 R 系列制冷压 缩机、A 系列空气压缩机组和机体、L 系列冷冻冷藏压缩机组及 P 系列真空产品 等。目前汉钟精机运用在各半导体工艺中的产品有三个系列:PMF 系列、iPM 系 列和 iPH 系列产品。

  近年来汉钟精机业务发展良好,收入利润都有健康稳定的增长。2021 年实现 营业收入 29.81 亿元,同比增长 31.20%,归母净利 4.88 亿元,同比增长 33.80%。 2022 年上半年营收 13.69 亿元,归母净利 2.46 亿元,整体维持稳健增速。 公司的真空产品业绩亮眼,营收持续高增,毛利率稳中有升。2021 年线.98%;毛利率为 43.14%。

  汉钟的半导体领域产品为能满足半导体最先进工艺的全系列中真空干式真空 泵产品,并拥有 SEMI 安全基准验证证书,目前为隆基股份、晶盛机电、中环股份 等知名厂商供应真空泵。公司亦持续扩大产能释放、加强技术及产品研发、优化售 后维修体系,多方位完善真空产品业务。汉钟台中厂三期 2022 年一季度开始 逐步投入使用,上海厂三期预计 2023 年一季度开始逐步投入使用,为公司进一步 扩大产能提供保障。公司还持续开发罗茨泵、旋片泵、微油螺杆泵等并改善产品性 能,完善真空泵业务的分级维修体系,进一步覆盖市场,拓展公司产品在半导体产 业的发展。

  作为半导体硅材料领域的领先者,专注于集成电路刻蚀用单晶硅材料,神工股 份 2020 年从既有领域向下游硅零部件产品拓展,由全资子公司福建精工半导体进 行生产,并取得初步成功,实现了硅材料的自产自用。当前,公司在半导体硅零部 件板块的设计产能居全国领先地位,具备“从晶体生长到硅电极成品”的完整制造能 力,兼具制造技术优势和成本优势。 神工股份有三类主要产品:大直径硅材料、硅零部件、半导体大尺寸硅片。公 司传统产品大直径硅材料,经过切片、磨片、腐蚀、打微孔、形状加工、抛光、清 洗等一系列精密加工后,最终成为刻蚀机腔体中的硅上电极,或与晶圆直接接触的 硅片托环等硅零部件。 当前,硅零部件产品应用的国内客户可分为两类:一类是配套等离子刻蚀机设 备制造厂商,公司在与中微公司和北方华创进行开发合作,以研制出适配于不同机 型的多种硅零部件产品;另一类是终端集成电路制造厂,公司产品可覆盖其绝大多 数硅零部件规格,并已获得国内多家 12 英寸集成电路制造厂的送样评估机会,取 得了小批量订单。

  硅零部件是刻蚀工艺的核心耗材,原料大直径硅属于脆硬材料,加工难度极高。 经过长期的研发与技术积累,神工掌握了硅材料的加工技术。在硅零部件领域,公 司开发的“单晶硅及多晶硅材料细微深孔加工技术”经过科技成果评价,达到国际先 进水平;核心技术“硅电极微深孔内壁抛光技术”和“脆性材料非标螺纹加工技术”已 应用于批量生产中。公司研发团队还开展了 22 英寸以上半导体硅零部件所需多晶 质材料的工艺攻关,将持续推进相关项目。

  华卓精科以超精密测控技术为基础,研发、生产超精密测控设备部件、超精密 测控设备整机并提供相关技术开发服务。公司的超精密测控设备部件产品包括精 密运动系统、静电卡盘和隔振器等。作为国内首家可自主研发并实现商业化生产的 纳米精度运动与测控系统供应商,华卓精科在中高端精密运动系统市场取得了一 定市场份额,并在静电卡盘领域打破了国外厂商长期垄断的局面。

  承接清华原发技术积累,坚持核心技术研发及产品自主研制。华卓精科与清华 大学共有 162 项专利技术,并协议确认了独占实施权,秉持“产学研用”,推进了 高校科技成果转化。此外,华卓精科核心管理团队具有清华背景,实际控制人朱煜 参股国内 CMP 龙头厂商华海清科。

  随着国内半导体产业的蓬勃发展,华卓精科营收稳定上升。2017-2020 年公 司营收从 0.54 亿元增至 1.52 亿元,毛利由 0.34 亿元增至 0.69 亿元。主要的超 精密测控装备部件客户业务有所增长,从而使得采购量增加、公司业绩持续增长。 2018-2020 年公司超精密测控装备部件营业收入分别为 0.80 亿元、0.85 亿元和 1.18 亿元,占当期主营收入分别为 93.48%、69.96%和 77.56%。

  (本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)


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