半導體設備行業專題報告:全產業鏈視角看半導體檢測設備

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一、檢測設備:芯片良率控制關鍵

1.1 半導體檢測設備分前道量測設備和後道測試設備

 定義:廣義上的半導體檢測設備,分為前道量測(又稱半導體量測設備) 和後道測試(又稱半導體測試設備)。前道量檢測主要用於晶圓加工環 節,目的是檢查每一步製造工藝後晶圓產品的加工參數是否達到設計的要 求或者存在影響良率的缺陷,屬於物理性的檢測;半導體後道測試設備主 要是用在晶圓加工之後、封裝測試環節內,目的是檢查芯片的性能是否符 合要求,屬於電性能的檢測。

 作為物理性檢測的前道量檢測設備,注重過程工藝監控。根據功能的 不同又分為兩種設備:一是量測類,二是缺陷檢測類。(1)量測類設 備:主要用來測量透明薄膜厚度、不透明薄膜厚度、膜應力、摻雜濃 度、關鍵尺寸、套準精度等指標,對應的設備需求分別為橢偏儀、四 探針、原子力顯微鏡、熱波系統、掃描電子顯微鏡和相干探測顯微鏡 等。 (2)缺陷檢測類設備:主要用來檢測晶圓表面的缺陷,分為光 學顯微鏡和掃描電子顯微鏡。

 作為電性能檢測的後道測試設備,注重產品質量監控。根據功能的不 同又分為三種,一是測試機,二是分選機,三是探針臺。其中測試機 根據測試產品不同,分為 Soc 測試機、存儲器測試機和其他測試機 等。根據對象不同,後道測試又劃分為 CP(晶圓)測試和 FT(芯 片)測試。

 本報告對半導體檢測設備的定義為廣義上的半導體檢測設備。

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 前道量測設備與後道測試設備具有本質區別:(1)工作原理不同,量測設 備為物理性的檢測,測試設備為電性能的檢測;(2)檢測環節不同,前道 量測設備主要應用於晶圓製造環節,後道測試設備主要應用於芯片設計和 封裝測試環節;(3)檢測技術不同,量測設備主要用到光學和電子束檢測 技術,測試設備主要用到電路測試技術;(4)檢測設備類型不同。

 根據工藝在封裝環節的前後順序,後道測試可以分為晶圓測試(CP)和芯 片測試(FT):(1)CP 測試需要搭配探針臺和測試臺,待測硅片被放置 到真空托盤上,軟件控制探針完成對準和電路測試,不合格的芯片會被墨 水標註,在封裝前被剔除,確保合格的產品進入封裝環節;(2)FT 測試 需要搭配測試機和分選機,分選機將封裝好的芯片傳送至測試工位,測試 臺對集成電路實施測試命令,判斷芯片的功能有效性。測試結果將傳送給 分選機,分選機據此進行標記、分類。

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 先進製程升級要求半導體檢測技術快速迭代

 提高製程控制良率,提高效率降低成本是客戶的重要訴求:半導體檢 測設備的核心功能是用來檢測晶圓製造和芯片成品的質量,輔助降 本、提高良率和增強客戶的訂單獲取能力。檢測設備自身不會改變晶 圓或芯片的質地,但是經過優化的測試方法,可以在具有高測試覆蓋 率的前提下,控制成本並降低在最終客戶那裡的 DPPM(Defective Parts Per Million),減少退貨率。

 衡量半導體檢測設備先進性的主要指標包括精度、速度、並測能力、 自動化程度、平臺延展性等指標。從技術指標來看,國內部分測試設 備的產品已經逐漸接近國際領先水平。以測試機為例,目前的技術差 異主要集中測試功能模塊。

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 先進製程升級對檢測設備各項指標的要求大大提升。根據良率公式 (Seeds,1967 年),良率 Y 與單位面積平均檢測缺陷密度 Do 呈反 比。隨著製程工藝的升級,單位晶圓面積的平均檢測缺陷密度將增 加,從而導致良率下降,成本上升。這要求半導體檢測設備的精度和 速度等指標需要進一步提升來進行匹配。

1.2 半導體檢測設備相比面板檢測設備技術門檻更高

 半導體檢測設備相比面板檢測設備:技術門檻更高,市場容量更大。

1)市場容量差異較大:全球半導體檢測設備市場規模超過 800 億元, 是面板檢測設備的 4 倍,面板檢測設備龍頭致茂電子收入規模 34 億 元,而半導體檢測設備龍頭收入超過百億元。

(2)競爭格局差異較大:半導體檢測設備競爭格局更趨於集中,面板 檢測設備競爭格局更為分散。

(3)檢測對象標準化程度不一樣:半導體檢測設備檢測對象為定製化 芯片,面板檢測設備檢測對象為相對標準化的顯示面板。不同場景、 不同製程的芯片檢測基本是定製化的設備。因此,某一公司的半導體 檢測設備產品即使在某一個領域做的很成熟,但是橫向擴張存在天然 的障礙。

(4)技術難度差異較大:面板的 Array 和 Cell 環節與半導體前道量測 設備檢測原理相似,均採用光學和電學原理進行物理性的檢測。但是 同樣為光學檢測,半導體檢測的精密程度(半導體檢測至少到納米 級,面板檢測最高到微米級)、檢測維度(比如膜厚檢測設備要求對 圖像三維立體有三維立體效果,而面板檢測要求二維平面圖像即可) 等許多指標要求更高,技術難度更大。

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1.3 全球超 800 億規模,寡頭壟斷格局

 根據 SEMI 統計及我們的測算口徑,全球半導體檢測類設備市場規模超 800 億,其中前道量測設備市場規模 406 億元左右,後道測試設備 399 億 元左右。

 半導體檢測設備市場結構特徵包括(以下數據僅為我們粗略測算依據或假 設,僅供參考):

 半導體設備佔整線投資的 80%左右;

 半導體檢測設備佔半導體專用設備 17%左右,其中前道量測設備佔比 8.5%左右,後道測試設備佔比 8.3%左右;

 前道量檢測設備中,其中測量設備佔 34%左右,缺陷檢測設備佔比 55%左右,過程控制軟件佔 11%左右。

 後道測試設備中,測試機佔 63%,分選機佔 17%,探針臺佔 15%。在 測試機中,Soc 測試機佔 68%,存儲器測試機佔 20%,其他佔 13%。

 半導體檢測設備呈現寡頭壟斷格局。前道檢測設備領域,科磊、應用材 料、日立合計佔比 76%;在後道測試設備領域,愛德萬、泰瑞達兩家合計 合計佔有 80%的份額;在後道分選機設備領域,愛德萬、泰普達、愛普生 合計展有 60%的份額;在後道探針臺設備領域,東京精密和東京電子合計 佔有 80%的份額。

 半導體前道量測設備裡,除了薄膜測量設備、宏觀缺陷檢查設備的龍頭份 額低於 50%以外,其他細分設備領域的龍頭市場份額都在 50%以上。由此 推斷,薄膜測量設備、宏觀缺陷檢查設備可能是比較容易突破的兩種前道 量測設備類型。

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二、景氣追蹤:目前處於第 9 輪半導體設備的上行週期

2.1 終端需求:宏觀經濟強相關,依賴半導體下游資本開支

 半導體檢測設備採購需求直接取決於下游半導體廠商的資本開支,而半導 體廠商的資本開支直接依賴下游終端需求。

終端需求裡邊,消費電子佔 14%、汽車電子佔 12%、PC/平板電腦佔 30%、通信及智能手機佔 32%、工 業佔 14%。

目前終端需求構成裡,大部分行業進入平緩增長階段,打破行業增長邊界 的增長點依賴於新的技術創新,技術創新帶動下游產品結構升級對芯片制 程提出更高的要求,這些增長點包括 5G 及其應用場景、新能源汽車帶動 的電子化趨勢、可穿戴設備等。

 國產半導體設備的採購需求除了跟隨半導體資本開支週期外,還有國產替 代的邏輯。

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2.2 目前處於半導體設備的第 9 輪上行週期 ,短期受疫情衝擊

 1991~2019 年,全球半導體設備先後經歷了 9 輪小週期,每一輪週期基本 與全球經濟的庫存週期保持同步,持續時間在 3.5 年左右。對每一輪週期 的覆盤見下圖。

 目前半導體設備正處於第 9 輪上行週期。高頻指標顯示,10 月份北美半導 體設備商出貨額同比增速轉正,截止到 2020 年 2 月,北美半導體設備商出 貨額同比增速 26%。驅動本輪半導體景氣向上週期的主要動力為 5G 及物聯 網技術發展,中國對芯片自主可控需求。

 目前受到新冠疫情影響,全球經濟陷入短期衰退的概率在增加,覆盤歷 史,雖然本輪上行週期持續的時間不到半年,可能復甦週期的節奏被突然 打亂,但只要待疫情可控經濟企穩,5G 商用加速的動力將繼續支撐半導體 景氣上行。

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2.3 下游資本性開支擴張確定,重點關注長江存儲和中芯國際

 半導體檢測設備採購需求依賴於下游客戶資本性支出。

 2020 年臺積電資本性支出或再創歷史新高。臺積電作為全球最大的晶圓代 工製造廠,其每年的資本開支力度是行業的風向標。2019 年,臺積電資本 性開支投入 1072 億元,創歷史新高,同比增長 49%,預計 2020 年資本性 支出將達到 1120 億元,同比增長 4.4%,繼續創歷史新高。

 臺積電鉅額資本預算主要用於擴增先進工藝產線,除了滿載的 7nm 工藝生 產線之外,2020 年還將提升 6nm 及 5nm 工藝產能。近些年來,臺積電先後 從泰瑞達、科磊半導體、應用材料、ASML 等公司訂購超過百億新臺幣的設 備。其中 2019 年先後向 ASML 和應用材料等公司訂購價值 152.79 億新臺幣 (約 35.82 億元人民幣)和 56.68 億新臺幣(約 13.29 億人民幣)的設 備。

 臺積電測試設備的供應商主要來自於國外龍頭企業,國內供應商比例較 低。隨先進製程的線寬越來越細,避免光刻膠產生晶圓報廢事件再次發生 給公司帶來利潤損失,臺積電專門成立了 200 人規模的品質管理檢測單 位,在臺積電 2020 年二季度實現全球首條量產 5nm 製程的目標推動下,預 計未來對測試設備的需求將會有所增加。

 能否進入以臺積電為代表的國際主流晶圓廠供應商體系決定了國產半導體 檢測設備長期空間。

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 我們將國內主要半導體檢測設備廠的主要客戶群做了統計,華峰測控、長 川科技、精測電子目前的客戶群主要為中芯國際、士蘭微、華虹半導體、 長電科技、通富微電、華天科技、華潤微電子、日月光、長江存儲等。除 長江存儲外,其餘都有連續披露的資本性開支數據。

 2018 年,8 家公司每年半導體檢測設備需求採購總規模在 40~50 億元。我 們根據半導體設備佔總支出 80%和半導體檢測設備佔總設備比重 17%測算, 2018 年 8 家晶圓和封測廠商對應每年的檢測設備需求分別為:中芯國際 (17 億)、士蘭微(1.36 億元)、華虹半導體(2.1 億元)、長電科技 (5.9 億元)、通富微電(3.0 億元)、華天科技(2.2 億元)、華潤微電 子(0.7 億元)、日月光(7.3 億元)。(長江存儲未披露公開數據)。

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 存儲器是驅動 2017~2019 年行業資本開支的主要動力。2016H2~2017 年, DRAM 和 NAND 供不應求,出現大幅漲價,刺激了存儲器廠商的資本開 支,產能投放集中在 2017~2019 年。進入 2020 年,隨著部分新增存儲器產 能的投放,DRAM 和 NAND 價格回落到 2016 年水平。但是進入到 2019 年 隨著 5G 及其物聯網技術的發展,各大存儲器廠商加大對 3D NAND 堆疊技 術的投入,繼續引領資本開支增長。

 三星:存儲器行業風向標。2018 年三星在 NAND Flash 閃存上的資本 支出為 64 億美元,2019 年提高至 90 億美元,同比增長 40%。

 紫光集團:預計紫光集團在 2018~2027 年期間,或至少投資 1000 億美 元,相當於平均每年年均 100 億美元投入。(1)紫光重慶 DRAM 存 儲芯片製造工廠專注於 12 英寸 DRAM 存儲芯片的製造,該工廠計劃 於 2019 年底開工建設,預計 2021 年建成投產;(2)長江存儲-武漢 存儲基地,計劃 5 年累計投資 240 億美元,到 2030 年形成月產能 30 萬片芯片的生產規模。一期項目已經於 2019 年 3 月實現量產,主要生 產 3D NAND 32 層產品。我們預計長江存儲武漢工廠若如期實施,對 半導體檢測設備的需求有望保持年均 44 億元的規模。

 長鑫存儲: 2017 年 5 月,計劃總投資 72 億美元,興建 12 吋晶圓廠以 發展 DRAM 產品,項目建設三期工程。目前建設的是一期工程 12 英 寸晶圓廠,投資 25 億美元,月產能為 12.5 萬片晶圓,2019 年四季度 正式量產。二期和三期項目擇機啟動,我們判斷將帶動半導體檢測設 備需求 6 億元左右。

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 中芯國際

:2019 年中芯國際資本開支 131 億元,同比增長 4%。2020 年計 劃投入 217 億元,同比增長 66%,其中 20 億美元用於上海 300mm fab,5 億美元用於北京的 300mm fab 的設備和設施建設。中芯國際的資本開支主 要投向 14nm 以及改進型的 12nm 工藝生產,加快 N+1、N+2 代工藝試產 的進程。2019 年 14nm 工藝開始為公司貢獻收入,收入佔比 1%。預計 2020 年採購半導體檢測設備 30 億元左右。

 長電科技:2020 年計劃資本開支30 億元。

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 半導體檢測設備的進入門檻較高,強者越強屬性突出。半導體檢測設備的 門檻體現在技術門檻、人才壁壘、客戶資源壁壘、資金壁壘和產業協同壁 壘。

 半導體設備整體的國產化率不升反降。半導體設備國產化率目前在 10%左 右,較 2013 年有所下滑,我們判斷這是由於半導體設備層面國產化的速度 低於下游資本開支的速度。

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 半導體前道量測設備國產化有零星出貨。國產半導體量測設備主要參與者 為精測電子和上海睿勵。

(1)精測電子:2020 年 1 月份,上海精測中標長江存儲 3 臺膜厚光學關 鍵尺寸量測儀;電子顯微鏡產品正在研發階段;

(2)上海睿勵:成立於 2005 年 6 月,專注集成電路工藝檢測設備已耕 耘 14 餘年。目前擁有的主要產品包括光學檢測設備、硅片厚度及翹曲測 量設備及子公司宏觀缺陷檢測設備等。上海睿勵自主研發的 12 英寸光學 測量設備 TFX3000 系列產品,已應用在 28 納米芯片生產線並在進行 14 納米工藝驗證,在 3D 存儲芯片上達到 64 層的檢測能力。產品目前已成功進入世界領先芯片客戶 (三星)3D 閃存芯片生產線,並取得 7 臺次重 復訂單。

 半導體測試設備國產化程度相對較高。華峰測控和長川科技在測試機和分 選機領域取得不錯的國產化進展,精測電子後來居上。

(1)華峰測控:2018 年收入 2.19 億元,以測試系統為主,主要客戶包括 長電科技、通富微電子、承歐科技、傑群 dianzi 和天水華天電子集團;

(2)長川科技:2018 年總收入 2.16 億元,其中分選機 1.18 億元,測試機 0.86 億元,主要客戶面向長電科技、華天科技、通富微電、士蘭微、華潤 微電子、日月光等;

(3)精測電子:2019 年 12 月份,中標長江存儲存儲芯片測試設備(5 臺 高溫老化測試機),執行主體是武漢精鴻;2020 年 3 月份,Wintest LCD 驅動芯片檢測設備獲臺灣客戶訂單。

三、海外對標:科磊半導體&愛德萬&泰瑞達

3.1 科磊半導體:全球前道量測設備龍頭

 發展歷程:每年投入 15%~20%的收入用於研發

(1)科磊半導體,1976 年成立於美國硅谷,1997 年由 KLA Instruments 與 Tencor Instruments 合併而成,是全球最大的半導體前道量測設備供應 商。2018 年公司收入 314 億元人民幣,最早依靠掩膜檢測業務起家,每年 拿出其營業額的 15%~20%用於研發,成立以來先後外延收購了 10 餘家半 導體檢測設備領域的公司,對半導體前道檢測業務全面完成佈局。2015 年 10 月 21 日,科林研發公司宣佈將斥資 106 億美元,以現金加股票的方式 收購科磊半導體。

(2)科磊半導體與臺積電均為美系資本控制,兩者深度綁定。公司前四大 股東分別為美國先鋒集團、黑石集團、PRIMECAP 管理公司、威靈頓管理 公司,合計持有 31.63%股權。而臺積電的前十大股東基本為花旗、摩根、 大通等美系資本。美系資本出於扶持本國設備廠發展,遵循訂單優先原 則。

(3)科天半導體長期壟斷半導體前道量測設備 50%~60%的市場份額。

 業務梳理:2018 年中國大陸向科磊半導體採購 84 億元

(1) 設備+服務是檢測企業的發展路徑。科磊半導體,按照主營業務結 構,產品和服務收入分別佔比 75%和 25%;單看產品結構裡邊, 23%來自度量業務,77%來自缺陷檢測業務。

(2) 2018 年中國大陸向科磊半導體採購了 84 億元設備+服務。根據區域 結構看,中國大陸和中國臺灣合計收入佔比 50%(其中兩者各佔一 半),北美、日本和韓國各佔 12%左右。中國大陸向科磊半導體採 購 84 億元設備,是國內半導體前道量測設備廠商國產化最直接的 替代空間。

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 財務指標:年利潤規模超過 80 億元,毛利率穩定在 60%

(1) 科磊半導體總收入規模超過 300 億元,淨利潤規模超過 80 億元, 毛利率長期穩定在 60%,淨利率長期穩定在 25%左右。

(2) 截至到 3 月 31 日,科磊半導體 PE(TTM)為 21 倍,市值規模 1660 億元。

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3.2 愛德萬:全球半導體後道測試設備巨頭

 發展歷程:每年研發佔比 15%~20%

(1) 愛德萬,1954 年成立於日本東京,公司以電子測量儀器業務起 家,經過 60 多年的發展,目前已成為全球最大的集成電路自動測 試設備供應商之一。公司產品覆蓋存儲器、SoC 芯片、LCD 芯片、 MCU以及傳感器 IC 等幾乎所有芯片的測試。公司在全球半導體後 道測試設備的市佔率超過 40%。

(2) 愛德萬主要股東方均為日系資本。富士通、野村證券、三菱銀行、 三井住友銀行等前六大股份持有公司 51%的股權。

 業務梳理:SoC 芯片測試為主,中國大陸和中國臺灣收入佔比近 60%

(1) 產品結構:SoC 芯片測試和存儲器芯片測試業務佔公司總收入比重 81%,其中 SoC 芯片測試佔 57%,存儲器芯片測試佔 24%。2018 年 SoC 和存儲器芯片測試收入分別增長 69%和 19%。受消費電子 增長驅動的 SoC 芯片測試增幅更高。

公司存儲器測試對象主要為動態隨機存取存儲器(DRAM)和閃存 (Flash Memory)。DRAM 主要下游包括個人計算機電腦內存、服 務器和電腦顯卡等。閃存被廣泛應用於數字消費產品和通訊工具 中,分為 NOR 和 NAND 型閃存。

公司 SoC 芯片測試對象為高度集成的系統級芯片,包含微處理器/ 微控制器、存儲器以及其他專用功能邏輯。主要用於下游智能手 機、視頻監控、移動通信、航空航天、醫療電子等領域。

(2) 區域結構:按區域劃分,愛德萬最大的收入來源為中國臺灣地區,主 要為臺積電的採購,2018 年規模為 77 億元,佔愛德萬總收入比重 41%,中國大陸 2018 年採購規模為 30 億元,佔愛德萬收入比重 16%。

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 市場地位:穩居半導體後道測試設備全球龍頭地位

市場份額:公司在全球后道測試設備領域的份額長期穩定在 30%-40%,超過泰 瑞達,位列全球第一。公司的市場份額經歷了 2004 年、2011 年兩個明顯提升 市場份額的時期。

2003 年實現份額擴張的原因主要為公司在 2003 年率先推出全球首個真正實現 開放式架構的測試系統 T2000,通過切換不同的模塊可使客戶擁有靈活的配 置,從而實現測試不同芯片的能。同時,T2000 不僅能滿足客戶當前的需求, 更能延伸至未來的測試需求,其能使客戶用最小的投資,最短的時間來實現新 產品的量產化,並推向市場。

2011 年公司實現份額擴張的原因為 2011 年 7 月公司收購惠睿捷將全球最成功 的高性能測試系統 V9300 納入自身產品體系。V9300 補充了公司在中高端 SoC 市場的競爭優勢。

公司每年投入的研發支出為20 億左右

,佔收入比重 15%~20%。

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 財務指標:盈利能力持續穩定,毛利率長期維持在 60%左右

淨利潤規模超過 30 億元。2018 年公司收入規模 172 億元,同比 36%的增長, 淨利潤規模 34 億元,同比增長 215%。公司毛利率長期穩定在 60%左右。2018 年公司淨利率水平達到 20%。

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3.3 泰瑞達:僅次於愛德萬的半導體後道測試設備企業

 發展歷程:與科磊半導體核心股東有重合

(1) 泰瑞達,1960 年成立於美國馬薩諸塞州北雷丁,全球半導體測試 設備核心供應商,主要業務包括半導體測試、系統測試、無線測試 以及工業自動化等。公司在全球擁有 70 個分支機構,先後進行 10 餘次外部收購,2019 年收入規模為 160 億元。

(2) 股東結構:黑石集團和美國先鋒集團均為泰瑞達和科磊半導體的前 兩大股東,黑石集團佔泰瑞達股本 10.83%,美國先鋒集團佔泰瑞 達股本 10.42%。

 業務梳理:半導體測試設備佔比 68%

(1) 產品結構:公司 2019 年營業收入 160 億元,其中半導體測試業務佔 比 68%,系統測試業務佔 12.5%。

(2) 區域結構:2019 年泰瑞達來自中國臺灣收入體量在 34 億元,主要為 臺積電等貢獻的收入,來自中國大陸的收入規模為 36 億元,佔比 最高。

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 市場地位:泰瑞達在半導體測試設備領域的市場份額在 30%左右,僅次於 愛德萬。公司每年投入研發費用超過 20 億元,研發佔比在 15%~20%。

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 財務指標:泰瑞達淨利潤規模超過 30 億元,毛利率長期維持 60%左右

(1)2019 年泰瑞達收入規模 160 億元,同比增長 9%,淨利潤規模 31 億 元,同比增長 3.5%。泰瑞達毛利率長期維持在 60%左右,淨利率呈現一定 的波動性。

(2)泰瑞達目前 PE(TTM)為 19 倍,市值 608 億元。

四、國產之光:精測電子具備國產半導體檢測設備龍頭潛力

4.1 國產半導體檢測設備領域有望誕生 300 億市值以上龍頭

 科磊+愛德萬+泰瑞達三家合計中國大陸地區銷售收入規模為 150 億元。其 中科磊半導體中國大陸地區收入 84 億元, 愛德萬 30 億元,泰瑞達 36 億 元。我們判斷這三家公司在中國大陸地區的市佔率超過 70%,因此中國大 陸每年對半導體檢測設備的需求量在 200 億元以上。

 且我們在前邊章節做過測算,中芯國際年採購的規模在 30 億元左右,長江 存儲 44 億元左右,長鑫存儲在 6 億元左右,此三家佔據目前國產化需求的 40%-50%左右。

 4 家國產半導體檢測設備企業的收入規模 8.4 億元。其中精測電子 2020 年 預計實現 1.5 億元,華峰測控 2019 年收入 2.55 億元,長川科技 2019 年收 入 4.03 億元,上海睿勵 2019 年預計實現收入 0.3 億元,目前半導體國產化 率較低。

 未來半導體檢測設備國產龍頭市值規模有望達到 300 億以上市值規模。靜 態看,不考慮行業增長,未來 5-10 年將誕生一家國產半導體檢測設備廠商 崛起佔國內份額的 20%,則對應的收入規模可以達到 40 億元以上。再假設 淨利率可以實現 25%,淨利潤規模可以達到 10 億元以上,按照 30 倍估 值,市值規模可以達到 300 億。

半導體設備行業專題報告:全產業鏈視角看半導體檢測設備

 精測電子在半導體檢測設備領域佈局最為完整。

國內目前實現半導體檢測 設備產業化的公司主要有精測電子、長川科技、華峰測控和上海睿勵。從 業務佈局來看,精測電子同時佈局前道量測設備和後道測試設備,從業務 佈局最為完整。目前在已上市的前道量測設備公司裡邊,精測電子也是唯 一一家。

 半導體後道測試領域,精測電子也全面覆蓋 SoC 芯片測試、存儲器芯片測 試和 LCD 驅動芯片測試。精測電子在後道測試領域較長川科技和華峰測控 佈局更為完整。

半導體設備行業專題報告:全產業鏈視角看半導體檢測設備

4.2 苦練內功+積極外延是龍頭崛起的發展路徑

 半導體前道量測領域:精測電子與上海睿勵均獲國家集成電路基金入股。 精測電子前道量測設備主要依託於上海精測實施。

 上海精測半導體技術有限公司成立於 2018 年 7 月,通過自主構建研發團隊 機海外併購引入國產化等手段,實現半導體測試、製程設備技術的突破, 旨在未來十年打造成為全球領先的半導體測試設備供應商及服務商。

 上海精測股東包括精測電子(持股 46.2%)、國家集成電路大基金(持股 15.4%)等,對賭業績要求其 2020~2022 年實現營收分別不低於 6240 萬 元、1.47 億元和 2.3 億元。

 馬駿為原天馬微電子研發中心總監。1979 年出生,博士學歷,南京大學凝 聚態物理專業,中國國籍,無境外永久居留權。2007 年 7 月至 2015 年 6 月,擔任上海天馬微電子有限公司技術開發部經理,研發中心副總工程 師,研發中心總監,高級總監,2015 年 6 月至 2017 年 11 月任天馬微電子 股份有限公司助理總經理。2017 年 12 月至今兼任天馬微電子股份有限公 司顧問,2018 年 2 月至今兼任上海暢山企業管理合夥企業(有限合夥)執 行事務合夥人。2018 年 7 月至今擔任公司子公司上海精測半導體技術有限 公司常務副總經理。

 劉瑞林為原天馬微電子副總經理。1968 年 8 月,研究員級高級工程師,華 中理工學院碩士研究生畢業。1992 年加入深圳天馬微電子股份有限公司, 歷任新品主管、副主任工程師、生產部經理、總經理助理、副總經理、常 務副總經理。

 上海睿勵是上海精測半導體有力的國內競爭對手。上海睿勵創立於 2005 年 6 月,法人代表呂彤欣,半導體前道量測設備核心供應商。主要產品包括 電子光學檢測儀器、硅片薄厚及漲縮精確測量機器設備及分公司宏觀經濟 缺陷檢測機器設備等。經過多年的發展,睿勵目前已經成長為國內技術領 先的集成電路工藝檢測設備供應商,已申請國內外專利 130 餘項,其中已 授權發明專利 63 項,獲得軟件著作權登記 30 餘項。

 上海睿勵股東背景雄厚。上海睿勵第一大股東上海創業投資有限公司是中 微公司的第一大股東,上海創業投資有限公司經理沈偉國為中微公司董 事、上海睿勵執行董事。中微公司董事朱民也出任上海睿勵的董事。2019 年 8 月,中微半導體投資 1375 萬元,佔股 10.41%。2020 年,國家大基金 認繳 3758 萬元 ,佔股 12.12% 。

 上海睿勵技術研發能力強大。上海睿勵自主研發的 12 英寸光學測量設備 TFX3000 系列產品,已應用在 28 納米芯片生產線並在進行 14 納米工藝驗 證,在 3D 存儲芯片上達到 64 層的檢測能力。產品目前已成功進入世界領 先芯片客戶 3D 閃存芯片生產線,並取得 7 臺次重複訂單,是目前進入該 國際領先芯片生產企業唯一的國產集成電路設備產品。上海睿勵產品還進 入國內多家領先芯片生產企業生產線,其產品和技術能力已獲得業界的認 可。此外,上海睿勵應用於 LED 藍寶石襯底圖形檢測的自動光學檢測設 備,也已成功進入眾多客戶國內 LED 外延芯片生產線。

 上海睿勵 2018 年、2019 年上半年的營業收入分別為 2733 萬元、80 萬元; 淨利潤分別為-4037 萬元、-1889 萬元。

半導體設備行業專題報告:全產業鏈視角看半導體檢測設備

 半導體後道測試領域:精測電子通過持續外延積極入局,並獲取訂單,打 破該領域長期依賴進口的局面。

(1)2018 年,公司與韓國 IT&T 合資設立武漢精鴻電子,聚焦於自動檢測 設備(ATE)領域(主要產品是存儲芯片測試設備)。2019 年 12 月份,中 標長江存儲存儲芯片測試設備(5 臺高溫老化測試機)。

(2)2019 年 7 月 31 日,公司與日本 WINTEST 簽訂合作協議,通過認購 WINTEST 株式會社定向增發新股的形式向其增資,增資完成後,公司持有 WINTEST60.53%的股權。2020 年 3 月份,Wintest LCD 驅動芯片(Soc)檢 測設備獲臺灣客戶一臺訂單。

WINTEST 成立 28 年,核心產品包括 LCD/PDP/有機 EL 驅動器 IC 檢查設備、 數字輸出 CMOS 圖像傳感器和邏輯 IC 檢查設備、有機 EL/LCD/LCOS 陣列 /CCD/CMOS 圖像傳感器檢測設備、模擬混合 IC 檢查系統和老化裝置。根據 官網,2018~2019 年,WINTEST 收入 2815 萬元、2835 萬元,淨利潤分別為 -1884 萬元和-2227 萬元。

 華峰測控和長川科技在後道測試設備領域具有一定的競爭力。

(1) 華峰測控在模擬及混合信號類集成電路自動化測試系統具有較強的 市場競爭力。公司在 V/I 源、精密電壓電流測量、寬禁帶半導體測 試和智能功率模塊測試四個方面擁有國內領先的技術。但是面臨模 擬測試機市場空間較小的問題,2018 年中國大陸地區模擬測試機 市場規模僅為 4.31 億元(公司收入 2.19 億元)。

2019 年公司上市募投項目將形成 800 套模擬及混合信號類集成電 路自動測試系統和 200 套 Soc 類集成電路自動化測試系統的生產能 力。其主要股東為天津芯華投資控股有限公司和中國時代遠望科技 有限公司。公司高管基本從內部提拔,市場化運行。公司未來發展 空間取決於能否在 SoC 類芯片測試領域獲得重要的突破。

(2) 長川科技是國內領先的測試機和分選機供應商。公司在模擬測試機 領域市場份額低於華峰測控。公司面臨跟華峰測控同樣的問題,下 遊市場空間較小。公司核心股東包括國家集成電路產業投資基金 (佔比 6.5%)、上海半導體裝備材料產業投資管理有限公司(佔 比 2%)。

公司收購新加坡 STI100%股權—半導體晶圓光學檢測設備供應商。 公司的管理團隊主要來自士蘭微電子。STI 經營團隊主要來源於德 州儀器在新加坡的工藝自動化中心,在 AOI 設備製造相關領域均具 有超過 25 年的工作經驗。

4.3 財務比較:行業普遍盈利能力較強

 半導體檢測設備公司盈利能力普遍較高。無論是海外的巨頭還是國產龍 頭,毛利率基本穩定在 60%左右,甚至華峰測控的毛利率高達 80%,精測 電子目前的毛利率反映了面板設備的毛利率,未體現半導體業務的毛利率 水平。半導體設備的定價策略為綜合考慮產品配置、生產研發成本、市場 競爭等情況,與客戶協商確定產品價格。

海外半導體檢測設備公司人均產出較高。科天半導體、愛德萬、泰瑞達公 司人均產出接近 300 萬元,因此其單品價值量較高。華峰測控和長川科技 人均產出較低,主要是因為其產品單價較低,不超過 50 萬元。

半導體設備行業專題報告:全產業鏈視角看半導體檢測設備

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泰瑞達的存貨週轉天數明顯低於其他競爭對手:泰瑞達存貨週轉天數在 2 個月左右,其他半導體檢測設備公司存貨週轉天數都在 200 天以上,華峰 測控的存貨週轉天數最高,接近一年的時間;海外的半導體檢測設備公司 應收賬款週轉天數在 2 個月左右,國內的半導體檢測設備公司應收賬款周 轉天數較高,其中長川科技高達 300 天,華峰測控 5-6 個月。

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(報告觀點屬於原作者,僅供參考。報告來源:國金證券)

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