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电子行业深度研究报告:从国际巨头DISCO发展看半导体切磨抛装备材料的国产化趋势-230301(30页).pdf

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电子行业深度研究报告:从国际巨头DISCO发展看半导体切磨抛装备材料的国产化趋势-230301(30页).pdf

1、 证 券 研 究 报证 券 研 究 报 告告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 未经许可,禁止转载未经许可,禁止转载 行业研究行业研究 电子电子 2023 年年 3 月月 1 日日 电子行业深度研究报告 推荐推荐(维持)(维持)从从国际巨头国际巨头 DISCO 发展发展看半导体切磨抛看半导体切磨抛装装 备备材料材料的国产化趋势的国产化趋势 全球半导体设备全球半导体设备材料巨材料巨头,专注切磨抛头,专注切磨抛加工加工。日本 DISCO 成立于 1937 年,多年来专注于“Kiru(切)、Kezuru(磨)、Migaku(抛)”领域,形成了半导体切、磨、抛

2、装备材料完善的产品布局,主要包括:1)半导体设备:切割机、研磨机等;2)半导体耗材:划片刀、研磨/抛光砂轮等。凭借产品在精度、性能和稳定性上的优势,DISCO 已成为全球半导体设备材料巨头,2021 财年公司实现营收 2537 亿日元(约合人民币 131 亿元),其中设备 1447 亿日元(约合人民币 75 亿元),耗材 584 亿日元(约合人民币 30 亿元)。半导体切、研、抛是贯穿半导体全制程的重要工艺流程,半导体切、研、抛是贯穿半导体全制程的重要工艺流程,设备需求旺盛,高设备需求旺盛,高精度要求下寡头垄断精度要求下寡头垄断。半导体切磨抛设备涵盖硅片制造、晶圆制造和封测各环节,包括研磨机/

3、减薄机、表面平坦机、划片切割机等。根据 SEMI 数据 2021年全球封装设备市场规模约 70 亿美元,其中划片机市场空间约 20 亿美元;Marketresearch 测算 2021 年全球晶圆减薄设备市场规模约 6.14 亿美元。高精度要求下划片切割/减薄市场呈现寡头垄断特点,DISCO 和东京精密两家日本企业高度垄断市场(其中中国划片机市场 ADT 等国内公司份额不足 5%,其余被 DISCO 等巨头垄断)。日本日本 DISCO 凭高精准技术凭高精准技术、高客户粘性、高客户粘性构筑进入构筑进入壁垒壁垒:(:(1)DISCO 切割设备的精度高达微米级、减薄设备可将晶圆背面研磨至 5 m,凭

4、借高精准度技术优势公司垄断全球近半数的划片机和减薄机市场;(2)近年来随着器件结构复杂化、超薄化等发展,半导体精密加工要求升级,公司通过提供最优解决方案和满足定制化需求不断加强客户粘性;(3)深耕利基市场,DISCO 从事的半导体划片切割/减薄设备市场规模不足 30 亿美金,降低了大玩家进入该领域的潜在回报;(4)深厚技术储备,公司在硅基产品上有良好市占率,在第三代半导体 SiC 加工上研发了激光切片技术(KABRA)等,充分受益于 SiC 需求增长。金刚石工具广泛应用于半导体切、磨、抛工艺流程,金刚石工具广泛应用于半导体切、磨、抛工艺流程,八十余载积累构筑八十余载积累构筑 DISCO龙头地位

5、龙头地位。金刚石超硬材料广泛应用于半导体制程各环节,产品包括研磨/减薄砂轮、切割刀片、CMP 钻石碟(CMP-DISK)等,主要用于硅棒磨外圆、硅片倒角、抛光垫研磨修整、背面减薄以及封装划片、切割等环节,下游晶圆厂扩产背景下切磨抛材料空间广阔,估算 2021 年国内半导体金刚石工具市场规模约 30 亿元。半导体金刚石工具市场由 DISCO 等国际龙头主导,大陆厂商布局较晚,在技术要求更高的晶圆减薄、划片工具方面与龙头比仍存在较大差距。凭借深厚产业经验、完善产品矩阵、设备凭借深厚产业经验、完善产品矩阵、设备+材料协同布局、材料协同布局、优异优异上海品茶上海品茶构筑行业龙头地位构筑行业龙头地位:(

6、1)DISCO 以切割刀和研磨砂轮起家,有八十多年经验积累,产品矩阵完善;(2)除材料本身性能外,还需要设备、工艺相互配合,DISCO 的半导体设备品类丰富并处于龙头地位,有助于发挥协同优势;(3)“全员创业体制”激发经营创新活力;(4)受益于旺盛需求 DISCO 三家工厂持续处于满载状态。2023 年 1 月 DISCO 表示拟投资约 400 亿日元于 2025 年将现有的切割/研磨工具、设备产能提高四成,本次扩产体现了公司对下游需求的信心,有助于公司保持全球领先地位。投资建议:投资建议:相比日本 DISCO,我国厂商起步较晚,现阶段在半导体切、磨、抛设备材料市场份额极低,近些年正逐步通过内

7、生外延式发展不断积累技术经验,对标国际龙头奋起直追。随着中国大陆晶圆厂的快速发展及供应链自主可控的重要性和紧迫性上升,国内切磨抛设备材料国产替代有望加速。建议关注建议关注国内半导体切、磨、抛设备国内半导体切、磨、抛设备材料布局完善的材料布局完善的三超新材三超新材、国机精工、光力科技、国机精工、光力科技。风险提示风险提示:半导体需求不及预期,行业竞争加剧,全球地缘政治摩擦加剧 证券分析师:耿琛证券分析师:耿琛 电话: 邮箱: 执业编号:S0360517100004 证券分析师:岳阳证券分析师:岳阳 邮箱: 执业编号:S0360521120002 联系人:姚德昌联系人:姚

8、德昌 邮箱: 联系人:马振国联系人:马振国 邮箱: 行业基本数据行业基本数据 占比%股票家数(只)415 0.06 总市值(亿元)66,654.26 7.13 流通市值(亿元)48,718.51 6.82 相对指数表现相对指数表现%1M 6M 12M 绝对表现-1.0%-6.4%-21.2%相对表现 2.2%-4.8%-9.6%相关研究报相关研究报告告 半导体行业深度研究报告:国产替代进阶,国内 MCU 厂商砥砺前行 2022-12-31 激光雷达:汽车智能化加速渗透,激光雷达赛道有望迎来放量期 2022-12-29 车载显示:新能源车智能化先锋,车载显示量价齐升产业进入快速发展期 2022-

9、12-28 -33%-22%-10%1%22/0222/0522/0722/1022/1223/022022-02-282023-02-28电子沪深300华创证券研究华创证券研究所所 电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 未经许可,禁止转载未经许可,禁止转载 投资投资主题主题 报告亮点报告亮点 以以国际巨头国际巨头 DISCO 公司公司发展发展分析为主线窥见半导体切磨抛设备及材料行业分析为主线窥见半导体切磨抛设备及材料行业国产厂家国产厂家发展历程及趋势。发展历程及趋势。日本 DISCO 公司是全球半导体切磨抛设备及

10、材料市场的龙头厂商,代表着该行业的发展历史和趋势。本报告自上而下由半导体切磨抛行业下沉到龙头公司产品布局,阐述了公司的发展历程,分析公司成长路径,剖析公司的投资价值。投资逻辑投资逻辑 切、磨、抛是半导体加工关键工艺流程,设备及材料市场需求旺盛。切、磨、抛是半导体加工关键工艺流程,设备及材料市场需求旺盛。半导体切割、研磨、抛光涵盖硅片制造、晶圆制造(前道)和封装测试(后道)各环节,对芯片性能有重要影响。随着下游晶圆厂产能提升半导体设备及材料(耗材)市场需求旺盛,粗略估算 2021 年全球划片切割/减薄设备市场约 26亿美元,2021 年仅国内半导体切磨抛金刚石工具市场空间约 30 亿元。高精准技

11、术高精准技术要求要求构筑进入壁垒构筑进入壁垒,八十余载,八十余载设备设备+材料立体式布局构筑材料立体式布局构筑 DISCO龙头地位龙头地位。半导体切磨抛设备材料对精度要求高,对从业玩家的技术能力、经验积累有很高要求,呈现寡头垄断特点。DISCO 公司从研磨砂轮业务起家拓展半导体设备,形成了半导体切磨抛设备材料立体式布局,八十余年积累产业经验丰富,产品精度高、加工质量稳定;同时公司在 SiC 切磨抛设备材料上有丰富技术储备,新材料渗透有望进一步加强公司竞争优势。国产厂家国产厂家奋起直追,奋起直追,发展发展空间广阔空间广阔。我国厂商起步较晚,现阶段在半导体切、磨、抛设备材料市场份额极低,近些年正逐

12、步通过内生外延式发展不断积累技术经验,对标国际龙头奋起直追。随着中国大陆晶圆厂的快速发展及供应链自主可控的重要性和紧迫性上升,国内切磨抛设备材料国产替代有望加速。建议关注国内半导体切、磨、抛设备材料布局完善的三超新材、国机精工、光力科技。bU8XdXdXeZaVeUfV7NdN8OpNoOmOtQjMqQnOkPrRtR7NnNyRuOsPtNMYnOqR 电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 3 目目 录录 一、一、DISCO:全球半导体切磨抛设备材料巨头:全球半导体切磨抛设备材料巨头.6(一)专注半导体切割、研

13、磨、抛光八十余载,产品布局完善.6(二)盈利能力优异,财务风格稳健.7 二、二、DISCO 是半导体是半导体划片划片/减薄设备全球龙头减薄设备全球龙头.9(一)精密加工设备产品介绍.9(二)设备晶圆加工精密设备市场的王者.11(三)DISCO 高精密加工设备优势.12 1、高精准度技术优势,抬高市场进入壁垒.12 2、解决方案导向与需求定制化,增强客户粘性.12 3、深耕利基市场稳中有进,提升耗材实力降低业绩波动.13(四)技术储备丰富,引领未来发展方向.14 1、划片机激光切割设备领军者.14 2、减薄设备独到的 TAIKO 工艺.15 3、SiC 材料加工全流程的降本提效.16 三、三、金

14、刚石工具广泛应用于半导体切磨抛,八十余载构筑金刚石工具广泛应用于半导体切磨抛,八十余载构筑 DISCO 龙头地位龙头地位.17(一)金刚石工具为半导体加工关键耗材,DISCO 为行业龙头.17(二)半导体切磨抛材料精度要求高,DISCO 八十余载立体式布局构筑龙头地位.22 1、产品布局完善.22 2、设备+材料协同优势.23 3、优异上海品茶.24 4、积极扩产应对需求增长.24(三)投资建议.25 1、三超新材:半导体材料装备&光伏金刚线新锐进入新一轮成长期.25 2、国机精工:半导体超硬材料工具国内领先,培育钻石打开新成长曲线.26 3、光力科技:半导体划片设备国内领军者,内生外延破局海

15、外垄断.26 四、四、风险提示风险提示.27 电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 4 图表目录图表目录 图表 1 DISCO 产品矩阵.6 图表 2 日本 DISCO 发展历程.7 图表 3 FY2017-FY2021 公司营收(亿日元)走势.7 图表 4 FY20Q1-FY22Q3 公司季度营收走势.7 图表 5 FY2017-FY2022 公司净利润及净利率.8 图表 6 公司毛利率稳中有升.8 图表 7 FY22Q1-3 公司收入构成.8 图表 8 FY22Q1-3 公司切割机、研削机收入分布.8 图表 9

16、 FY22 前三季度公司切割机应用分布.9 图表 10 FY22 前三季度公司研磨机应用分布.9 图表 11 FY2018-FY2022E 公司资本开支及经营性现金流走势.9 图表 12 DISCO 划片设备.10 图表 13 DISCO 减薄设备.10 图表 14 DISCO 产品被广泛应用于半导体芯片制造工序.11 图表 15 全球划片切割/减薄设备市场主要玩家.12 图表 16 DISCO 设备精准度非常高.12 图表 17 寻求试切最优解决方案需要考虑各种因素.13 图表 18 耗材占 DISCO 营收比重呈现上升趋势.14 图表 19 激光切割的两种方式对比.15 图表 20 激光切

17、割设备市场份额显著提升.15 图表 21 TAIKO 工艺流程图.16 图表 22 DISCO 使用 KABRA 技术显著提升碳化切片效率.16 图表 23 DISCO 通过 4 轴磨削和干法抛光助力碳化器件减薄效果.17 图表 24 DISCO 超声波切割和隐形切割在碳化硅加工中的应用.17 图表 25 半导体加工领域常用金刚石工具.18 图表 26 金刚石工具在半导体前道加工中的主要应用.18 图表 27 金刚石工具在半导体后道加工中的主要应用.19 图表 28 CMP 抛光示意图.19 图表 29 DISCO 激光切割.20 图表 30 划片刀切割.20 图表 31 国内半导体用金刚石工

18、具市场结构.20 图表 32 全球 CMP 修整器市场规模.21 图表 33 全球 CMP 修整器市场规模占比.21 电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 5 图表 34 国内晶圆划片刀市场结构.21 图表 35 国内减薄砂轮市场结构.21 图表 36 全球半导体加工用金刚石工具部分厂商.22 图表 37 DISCO 切割刀片产品系列及特点.22 图表 38 DISCO 减薄及干式抛光磨轮.23 图表 39 DISCO 切磨抛环节的设备和工具产品.24 图表 40 DISCO 设有三家生产工厂.25 电子行业深度研

19、究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 6 一、一、DISCO:全球半导体切磨抛设备:全球半导体切磨抛设备材料材料巨头巨头(一)(一)专注专注半导体半导体切割、研磨、抛光八十余载,产品布局完善切割、研磨、抛光八十余载,产品布局完善 日本迪思科株式会社(DISCO Corporation)成立于 1937 年,是一家专注于“Kiru(切)、Kezuru(磨)、Migaku(抛)”技术的全球知名半导体设备厂商。公司产品矩阵以切、磨、抛为纵深,设备和工具横向扩张,产品主要包括:1)半导体设备:切割机、研磨机、抛光机及其他用于半导体加工后

20、道切割和研磨的设备;2)精密加工工具:切割刀片、研削/抛光磨轮等。公司产品广泛应用于半导体精密加工及玻璃、陶瓷等硬脆材料的切割、研磨和抛光。图表图表 1 DISCO 产品矩阵产品矩阵 资料来源:DISCO官网,华创证券 专注切磨抛技术八十余载专注切磨抛技术八十余载,从材料延伸至设备,从材料延伸至设备。成立之初公司主要从事切割刀片和研磨砂轮业务,随着下游对精度要求的提高公司产品不断向超薄化发展。1968 年 DISCO 推出厚度 40m 的 MICRO-CUT 切割轮,但由于当时的设备即便在定制情况下也无法完全利用 DISCO 的超薄砂轮,公司开始自行生产设备。1970 年 DISCO 发布 D

21、AS/DAD 切割机,并在 1978 年研发出世界首台全自动切割机,在此后的 20 多年间 DISCO 不断扩充切割机、研磨机品类,于 2001 年推出世界首台干式抛光机和抛光轮,完成了切割、研磨、抛光环节设备和工具立体式布局。此后公司不断推出新型激光切割技术、8 英寸晶圆加工设备等,凭借产品在精度、性能和稳定性上的优势,DISCO 已成为全球半导体设备巨头,与下游各大半导体厂商建立了广泛的合作关系。电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 7 图表图表 2 日本日本 DISCO 发展历程发展历程 资料来源:DISCO

22、官网,华创证券(二)(二)盈利能力优异,财务风格稳健盈利能力优异,财务风格稳健 营收营收多年稳健多年稳健增长,增长,下行周期韧性十足下行周期韧性十足。下游半导体设备、材料需求旺盛,公司多年营收稳健增长,2017 财年-2021 财年公司营收从 1673.6 亿日元增长至 2537.8 亿日元,4 年复合增速达 11.0%。21Q3 以来全球半导体需求放缓,行业周期下行,公司季度营收同比增速有所下滑,但截至最新财季 FY22Q3 公司实现收入 658.4 亿日元,同比增长 2.57%,韧性十足。图表图表 3 FY2017-FY2021 公司公司营收营收(亿日元)(亿日元)走势走势 图表图表 4

23、FY20Q1-FY22Q3 公司公司季度营收走势季度营收走势 资料来源:wind,华创证券 资料来源:wind,华创证券 归母净利润同步增长归母净利润同步增长,盈利能力优异盈利能力优异。公司归母净利润与收入保持同步增长,由 2017 财年的 371.7 亿日元增长至 2021 财年的 662.1 亿日元,4 年 CAGR 15.5%。公司盈利能力优异,20172021 年净利率水平从 2017 年的 22.2%稳步提升到 2021 财年的 26.1%,毛利率方面公司 FY2020Q1 以来毛利率保持在 55%以上,FY2022Q23 毛利率高达 65.5%。-20%-10%0%10%20%30

24、%40%50%0500025003000FY2017FY2018FY2019FY2020FY2021精密加工设备精密加工工具维修业务其他总营收-同比0%10%20%30%40%50%0050060070080090020Q1 20Q2 20Q3 20Q4 21Q1 21Q2 21Q3 21Q4 22Q1 22Q2 22Q3营收/亿日元同比增速 电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 8 图表图表 5 FY2017-FY2022 公司公司净利润及净利率净利润及净利率 图表图表

25、 6 公司毛利率稳中有升公司毛利率稳中有升 资料来源:wind,华创证券 资料来源:wind,华创证券 按产品拆分按产品拆分,FY2022 Q13 来自精密加工设备、精密加工工具、维修和其他业务的收入分别占比约 62%、24%、9%及 6%。精密加工设备中,切割机、研磨/抛光机分别占公司整体收入 39%和 19%。切割机中刀片切割机占比约 60%,激光切割机收入占比约 40%;研磨/抛光机中 DGP 系列通过实现研磨、抛光一体化生产效率更高,占比 57.6%。图表图表 7 FY22Q1-3 公司公司收入收入构成构成 图表图表 8 FY22Q1-3 公司切割机、研削机收入分布公司切割机、研削机收

26、入分布 资料来源:wind,华创证券 资料来源:wind,华创证券 按下游分类按下游分类,公司切割机及研磨机主要应用于半导体加工领域,公司切割机及研磨机主要应用于半导体加工领域,来自半导体的收入占比来自半导体的收入占比分别为分别为 93%、98%。切割机下游应用中占比最高的为 IC,达 51%,光学半导体及封装切割分别占比 11%、7%。研磨机下游应用中占比最高的为 IC 领域,占比 51%,其次为光学半导体,占比 32%。非半导体应用主要为 SAW 滤波器及其他电子元件等。-40%-20%0%20%40%60%80%100%00500600700FY2017FY2018

27、FY2019FY2020FY2021净利润/亿日元同比增速净利率52%54%56%58%60%62%64%66%68%精密加工工具,24%维修业务,9%其他,6%切割机,39%研磨/抛光机,19%其他设备,4%精密加工设备,62%电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 9 图表图表 9 FY22 前三季度公司切割机应用分布前三季度公司切割机应用分布 图表图表 10 FY22 前三季度公司研磨机应用分布前三季度公司研磨机应用分布 资料来源:公司公告,华创证券 资料来源:公司公告,华创证券 资本开支回落,经营性现金流状况

28、良好。资本开支回落,经营性现金流状况良好。FY2018-2020 公司分别对三家工厂中的两家设备和工具工厂进行了扩建,并在 FY2021 投资 280 亿日元设立了 Haneda 研发中心,资本开支大幅增加。FY2018-2021 公司营收保持高速增长同时盈利能力持续上升,经营现金流由 273 亿日元增长至 837 亿日元,为公司扩产与新建项目提供了良好的现金支撑。图表图表 11 FY2018-FY2022E 公司公司资本开支及经营性现金流走势资本开支及经营性现金流走势 资料来源:wind,华创证券 二、二、DISCO 是半导体划片是半导体划片/减薄减薄设备设备全球龙头全球龙头(一)(一)精密

29、加工设备产品介绍精密加工设备产品介绍 DISCO 是全球领先的半导体制造设备厂商,是全球领先的半导体制造设备厂商,专注于晶圆减薄、抛光和切割领域。专注于晶圆减薄、抛光和切割领域。其业务模式是将 Kiru(切)、Kezuru(削)、Migaku(磨)三大核心技术整合为系统解决方案进行销售,依靠设备+材料+售后服务的组合拳,公司得以在半导体划片/减薄设备市场取得数十年来的绝对领先地位。公司官网在售的 54 款设备可分为划片和减薄两大类别:划片划片设备设备(39 款)款):切割机(Dicing Saws)、激光切割机(Laser Saws)、芯片分割机(Die Separator)、水刀切割机(Wa

30、ter Jet Saw)IC,51%封装切割,11%光学半导体,7%其他半导体,25%非半导体,7%IC,51%封装,3%光学半导体,32%其他半导体,12%非半导体,2%00500600700800900FY2018FY2019FY2020FY2021FY2022E资本开支/亿日元经营性现金流/亿日元 电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 10 图表图表 12 DISCO 划片设备划片设备 资料来源:DISCO官网 减薄设备减薄设备(15 款)款):研磨机(Grinders)、抛光机(Pol

31、ishers)、研磨抛光一体机(Grinder/Polisher)、表面平坦机(Surface Planer)、晶圆贴膜机(Tape Mounter)图表图表 13 DISCO 减薄设备减薄设备 资料来源:DISCO官网 DISCO 的大部分产品已被广泛应用于半导体芯片制造工序,涉及硅片制造、晶圆制造(前道)和封装测试(后道)各环节:硅片制造硅片制造环节:环节:DISCO 研磨机用于减薄从硅锭切割的晶圆,随着半导体芯片变得更薄且功能更高,减薄过程中的平面度精度变得越来越重要。电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 1

32、1 晶圆制造环节:晶圆制造环节:DISCO 表面平坦机是通过金刚石刨刀进行刨削加工,实现对延展性材料(Au、Cu、焊锡等),树脂(光刻胶,聚酰亚胺等),以及其他复合材料的高精度平坦化,可替代 CMP 的部分工序,提高生产效率及降低成本。封装测试封装测试(后道)(后道)背面减薄背面减薄环节:环节:DISCO 背面研磨机用于晶圆的背面研磨以使其变薄,同时保护正面的电路;损坏的层可以通过抛光去除以提高减薄晶片的强度,在此过程中 DISCO 抛光机则可大显身手。而晶圆贴膜机是为了处理 12 寸超薄晶圆,特意与背面研磨机组成联机系统的晶圆贴膜机,针对研磨薄化后的晶圆,可安全可靠地实施从粘贴切割胶膜到框架

33、上,再到剥离表面保护胶膜为止的一系列工序,是一项实现高良率薄型化技术的专用设备。封装测试(后道)封装测试(后道)晶圆切割晶圆切割环节:环节:DISCO 切割机用于将晶圆切割成一颗颗独立的裸片(die),随着芯片尺寸的持续微缩和性能的不断攀升,芯片的结构越来越复杂,芯片间的有效空间日益缩小,切割难度逐步提升,这对于精密切割晶圆的划片设备的技术要求越来越高,除了传统的刀片切割之外,近年来业内使用激光切割技术的比例大有上升趋势,DISCO 在此拥有充足且领先的布局。在芯片封装在树脂中后,DISCO 芯片分割机也用于将其切割成一颗颗独立的芯片(chip)。图表图表 14 DISCO 产品产品被被广泛应

34、用于广泛应用于半导体半导体芯片芯片制造制造工序工序 资料来源:DISCO官网(二)(二)设备晶圆加工精密设备市场的王者设备晶圆加工精密设备市场的王者 根据 SEMI 数据,2021 年全球封装设备市场规模约 70 亿美元,占全球半导体设备市场比例为 6.8%。划片机在封装设备市场份额约为 28%,2021 年全球划片机市场份额约 20 亿美元。而根据 Marketresearch 数据,2021 年全球晶圆减薄设备市场规模约 6.14 亿美元。综上,2021 年全球半导体晶圆划片切割/减薄设备市场合计约 26 亿美元。DISCO 和东京精密两家日本企业高度垄断市场。2021 年 DISCO 实

35、现营业收入 2538 亿日元,约 21 亿美元,公司 2022 财年第一季度财务报告中公布 2021 年各季度业务占比,其中精密加工设备平均占公司营收比重约 56%,DISCO 垄断全球近半数的划片机和减薄机市场,拥有绝对话语权,其次是东京精密。国内市场划片设备份额领域,ADT 公司所占份额不足 5%,其余绝大部分市场份额均被 DISCO 和东京精密所占据。电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 12 图表图表 15 全球划片切割全球划片切割/减薄设备市场主要玩家减薄设备市场主要玩家 公司公司 成立日期成立日期 主营

36、业务主营业务 DISCO 1937 年 精密加工设备:刀片切割机、激光切割机、研削机、抛光机、表面平坦机、晶圆贴膜机、芯片分割机等;精密加工工具:切割刀片、研削磨轮、干式抛光磨轮等;其他周边设备等。东京精密 1949 年 半导体制造设备:切割机及精密切割刀片、探针台、抛光研磨机、高刚性研磨盘、CMP 设备、晶圆生产系统;精密测量仪:三坐标测量仪、表面粗糙度/轮廓形状测量机、真圆度/圆柱度测量机、光学测量机。ADT 2003 年 切割机、切割刀片、贴膜机及其他周边设备。资料来源:各公司官网,华创证券整理(三)(三)DISCO 高精密加工设备高精密加工设备优势优势 1、高精准度高精准度技术优势技术

37、优势,抬高抬高市场进入壁垒市场进入壁垒 DISCO 的设备精准度非常高。切割材料的精度高达微米级,相当于将人的头发横向切割35次。而减薄设备可以将晶圆的背面研磨至5m厚度,约为日常复印机纸张厚度的1/20,加工过后材料即呈现半透明状,公司设备亦可将直径为 30 cm 的晶圆的厚度变化控制在 1.5 m 以内,这大大提高了材料的抗断裂性。在过去 10 年中,DISCO 平均将其收入的 10%用于研发,以保持其技术优势。图表图表 16 DISCO 设备精准度非常高设备精准度非常高 资料来源:DISCO官网 2、解决方案解决方案导向与需求导向与需求定制化定制化,增强客户粘性增强客户粘性 DISCO

38、的工程师会进行试切,并为客户确定设备、耗材和加工方法的最佳组合。的工程师会进行试切,并为客户确定设备、耗材和加工方法的最佳组合。寻求最优应用解决方案主要是通过客户提供的工件(加工材料)经行试切(加工测试),根据要求的生产率、安装空间、预算等选择设备,并在考虑工件材料、要求质量等因素的情况下选择精密加工工具,经行试切。通过试切,从加工工具转速、加工工作台运转速度、切削进水量和冷却去除加工颗粒的温度、供水角度等众多项目中选择最符合客户要求的加工条件,工件固定材料和方法等。细微的环境差异,例如工件状况、累计加工晶圆片数、设备安装情况等,都可能影响加工结果,因此无论是在客户考虑新购买 DISCO 设备

39、还是在老产品的效率提升时,都会经行试切。如果现有产品难以达到预期效果,将通过制作原型加工工具和/或零件来经行试切,即产生定制化需求。近年来,由于器件结构复杂、die stacking 超薄化等因素,对加工的要求越来越高。因此,这种建立在提供最优解决方案和满足定制化需求的配套服务加强了 DISCO 与客户的粘性。电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 13 图表图表 17 寻求试切最优解决方案需要考虑各种因素寻求试切最优解决方案需要考虑各种因素 资料来源:DISCODISCO CORPORATE REPORT 2020

40、,3、深耕利基市场深耕利基市场稳中有进,提升耗材实力稳中有进,提升耗材实力降低业绩波动降低业绩波动 根据 SEMI 和 Marketresearch 数据计算,DISCO 所从事的半导体划片切割/减薄设备市场规模不足 30 亿美金,占全球半导体设备市场比例不足 3%。当我们将市场数据与 DISCO的高市占率进行比较时,很明显公司处于利基市场,这带来两个优势:首先,它限制了大玩家进入该领域的潜在回报;其次,减少了来自客户方面的价格压力,利润率得以保障(公司销售净利率保持在 20%左右)。在半导体制造过程中不精确的切割、研磨或抛光极有可能会损坏晶圆和芯片,考虑到不划算的风险收益比,使得下游客户不会

41、贸然在这一低价值量环节更换供应商。DISCO 超过一半的收入来自精密设备的销售,这实际上反映了下游半导体制造客户的资本支出。多年来半导体行业的资本支出一直呈现周期性波动,这也导致了公司设备销售的起伏,而近年来,随着耗材业务(精密加工工具和维修业务)比重的不断提升,一定程度上平衡了公司的业绩波动。电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 14 图表图表 18 耗材占耗材占 DISCO 营收比重呈现上升趋势营收比重呈现上升趋势 资料来源:DISCO官网,华创证券(四)(四)技术储备丰富,引领未来发展方向技术储备丰富,引领未

42、来发展方向 1、划片机划片机激光激光切割设备切割设备领军者领军者 划片机按照加工方式的不同可分为冷加工的砂轮划片机和热加工的激光划片机。激光划片机主要分为激光烧蚀加工和隐形切割两种,DISCO 第一台激光切割设备于 2002 年发布,在这一领域亦有深度布局。激光烧蚀加工是通过在极短的时间内将激光能量集中在微小的区域,从而使固体升华、蒸发的加工方法。特征是:1)低热损伤加工;2)属于冲击和负荷都很小的非接触加工;3)还可以处理加工难度高的硬质工件;4)宽度在 10 m 以下的狭窄切割道也能加工。在烧蚀加工中,通过调整激光加工的深度,可以实现“开槽”、“全切割”和“划片”3种加工,分别适用于 Lo

43、w-k 膜/氮化铝/氧化铝陶瓷、硅/砷化镓和蓝宝石等材料 隐形切割是将激光聚光于工件内部,在工件内部形成改质层,通过扩展胶膜等方法将工件分割成芯片的切割方法。优点是由于工件内部改质,因此可以抑制加工屑的产生。适用于抗污垢性能差的工件;适用于抗负荷能力差的工件(MEMS 等),且采用干式加工工艺,无需清洗;可以减小切割道宽度,因此有助于减小芯片间隔。18%19%20%21%21%22%25%23%25%28%25%23%24%4%4%5%5%6%7%8%8%9%10%10%8%9%0%5%10%15%20%25%30%35%40%精密加工工具营收占比维修业务营收占比 电子行业深度研究报告电子行业

44、深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 15 图表图表 19 激光切割的两种方式对比激光切割的两种方式对比 资料来源:DISCO技术说明会2022 开发激光切割的目的在于处理高性能半导体,其与刀片切割设备并未形成竞争,是一种场景互补的良性发展关系,随着近年来高性能半导体市场持续高景气,激光切割设备销售增速更高,其占刀片切割比例已提升至 35%40%,DISCO 作为行业领军者深度受益。图表图表 20 激光切割设备市场份额显著提升激光切割设备市场份额显著提升 资料来源:DISCO技术说明会2022,华创证券 2、减薄设备减薄设备独到的独到的 TA

45、IKO 工艺工艺 公司独创的 TAIKO 工艺,与以往的背面研削不同,在对晶圆进行研削时,将保留晶圆外围边缘部分(约 3 mm 左右),只对圆内进行研削薄型化的技术。“TAIKO 工艺”的优点工艺”的优点:通过在晶片外围留边:减少晶片翘曲、提高晶片强度,使得晶片使用更方便、薄型化后的通孔插装/配置接线头等加工更便捷。不使用硬基体等类似构造而用一体构造的优点:晶片薄型化后需要高温工序(镀金属 电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 16 等)时,没有脱气现象发生;因为是一体构造,形状单一,可降低颗粒带入现象。不在外围区

46、域负重的优点:研削外围区域有梯状的晶片更方便;崩角现象为零。图表图表 21 TAIKO 工艺流程图工艺流程图 资料来源:DISCO官网 3、SiC 材料加工材料加工全流程的降本提效全流程的降本提效 碳化硅单晶具有优异的热、电性能,在高温、高频、大功率、抗辐射集成电子器件领域有着广泛的应用前景。碳化硅硬度高、脆性大、化学性质稳定,传统加工方法不完全适用因此在加工过程中会出现效率降低、成本增加的现象。DISCO 创造性地采用 KABRA技术、4 轴磨削和干法抛光、超声波切割和隐形切割,分别在碳化硅片制造、器件减薄、切割环节实现了显著的优化效果。碳化硅片制造:碳化硅片制造:2016 年,DISCO

47、研发出新型碳化硅晶锭激光切片技术(KABRA),显著缩短加工用时,将单片 6 寸 SiC 晶圆的切割时间由 3.1 小时大幅缩短至 10 分钟,单位材料损耗降低 56%,晶圆产量提升 1.4 倍。同时新技术可抑制晶圆起伏,无需研磨操作。图表图表 22 DISCO 使用使用 KABRA 技术显著提升技术显著提升碳化碳化切切片片效率效率 资料来源:DISCO技术说明会2022 电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 17 碳化器件减薄:碳化器件减薄:碳化硅断裂韧性较低,在薄化过程中易开裂,导致碳化硅晶片的减薄非常困难。D

48、ISCO 通过 4 轴磨削提高生产率,通过干法抛光提高质量。图表图表 23 DISCO 通过通过 4 轴磨削和干法抛光助力轴磨削和干法抛光助力碳化器件减薄碳化器件减薄效果效果 资料来源:DISCO技术说明会2022 碳化器件切割:碳化器件切割:超声波切割提高处理速度和质量、减少韧性材料的毛刺;隐形切割无需清洗,且有助于减小芯片间隔。图表图表 24 DISCO 超声波切割和隐形切割超声波切割和隐形切割在碳化硅加工中的应用在碳化硅加工中的应用 资料来源:DISCO技术说明会2022 三、三、金刚石工具金刚石工具广泛应用于半导体切磨抛,八十余载广泛应用于半导体切磨抛,八十余载构筑构筑 DISCO 龙

49、头地位龙头地位(一)(一)金刚石工具为半导体加工关键耗材,金刚石工具为半导体加工关键耗材,DISCO 为行业龙头为行业龙头 金刚石工具广泛应用于半导体各加工环节。金刚石工具广泛应用于半导体各加工环节。金刚石工具是指以金刚石及其聚晶复合物为磨削单元,借助于结合剂或其它辅助材料制成的具有一定形状、性能和用途的制品,广泛应用于半导体、陶瓷、玻璃等硬脆材料的磨削、切割、抛光加工。半导体加工领域常见的金刚石工具有研磨/减薄砂轮、切割刀片、CMP 钻石碟、电镀金刚线等。电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 18 图表图表 25

50、 半导体加工领域常用金刚石工具半导体加工领域常用金刚石工具 产品名称产品名称 减薄砂轮减薄砂轮 倒角、研磨砂轮倒角、研磨砂轮 CMP 钻石碟钻石碟(CMP-Disk)产品图片产品图片 产品名称产品名称 划片刀(硬刀)划片刀(硬刀)划片刀划片刀(软刀)(软刀)电镀金刚电镀金刚石石线线 产品图片产品图片 资料来源:三超新材2022年募集说明书,华创证券 在半导体的前道加工工序中,金刚石工具用途包括:(1)切割:)切割:包括晶棒截断与切片。电镀金刚石带锯或内圆切割片均可用于晶棒截断,但内圆或外圆切割效率低、材料损失率大、加工质量低,故目前多采用金刚石带锯来切割晶棒。晶棒切片的方法主要包括内圆切割和线

51、切割,线切割相较内圆切割具有效率高、切割直径大及锯痕损失小等优点,目前硅基半导体主要使用磨料线锯切割加工方式。(2)研磨与抛光:)研磨与抛光:包括晶棒滚圆、晶圆片表面研磨、晶圆片边沿倒角与磨边,不同的研磨区域所需的研磨砂轮形状和厚度等参数不同。图表图表 26 金刚石工具在半导体前道加工中的主要应用金刚石工具在半导体前道加工中的主要应用 资料来源:旭金刚石官网,三超新材2022年募集说明书,华创证券 在半导体的后道加工工序中,金刚石工具主要用于 CMP 修整器、背面减薄及划片。电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 1

52、9 图表图表 27 金刚石工具在半导体后道加工中的主要应用金刚石工具在半导体后道加工中的主要应用 资料来源:旭金刚石官网,三超新材2022年募集说明书,华创证券 CMP 是半导体硅片表面加工的关键技术之一是半导体硅片表面加工的关键技术之一,CMP-Disk(钻石碟)是(钻石碟)是 CMP 过程重要过程重要耗材耗材。CMP(化学机械抛光)是半导体先进制程中的关键技术,伴随制程节点不断突破已成为 0.35m 及以下制程不可或缺的平坦化工艺,关乎着后续工艺良率。CMP 采用机械摩擦和化学腐蚀相结合的工艺,与普通的机械抛光相比,具有加工成本低、方法简单、良率高、可同时兼顾全局和局部平坦化等特点。抛光垫

53、表面的沟槽起着分布抛光液和排除废液的作用,抛光垫的表面粗糙度和平整度直接影响着 CMP 结果。抛光垫在 CMP 过程中易老化、表面沟槽易堵塞,从而使抛光垫失去抛光的作用。此时需要 CMP-Disk 修整抛光垫的表面,使抛光垫始终保持良好的抛光性能,修整器起着去除抛光垫沟槽内废液、提高抛光垫表面粗糙度和改善抛光垫平面度的作用,因此 CMP-Disk 的性能直接影响晶圆表面全局平坦化的效果。图表图表 28 CMP 抛光示意图抛光示意图 资料来源:安集科技公告 划片刀划片刀是封装环节重要材料是封装环节重要材料。切割晶圆主要有激光切割及机械切割(划片刀切割)两种方法,由于(1)激光切割不能使用大功率以

54、免产生热影响区(HAZ)破坏芯片;(2)激光切割设备非常昂贵(通常在 100 万美元/台以上);(3)激光切割不能做到一次切透(因为 HAZ 问题),因而第二次切割还是用划片刀来最终完成,故划片刀在较长期内仍将是主流切割方式。划片刀一般由合成树脂、铜、锡、镍等作为结合剂与人造金刚石结合而成,主要分为带轮毂型(硬刀)及不带轮毂整体型(软刀)两大类,适用于加工不同类 电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 20 型材质的芯片及半导体相关材料。图表图表 29 DISCO 激光切割激光切割 图表图表 30 划片刀切割划片刀切

55、割 资料来源:DISCO官网 资料来源:磨澳超硬官网 划片刀和减薄砂轮是半导体晶圆加工所用的主要金刚石工具。划片刀和减薄砂轮是半导体晶圆加工所用的主要金刚石工具。根据轩闯等的论文半导体加工用金刚石工具现状,国内半导体用金刚石工具市场中减薄砂轮、划片刀分别占比26.5%、55.0%。国内半导体金刚石工具市场规模国内半导体金刚石工具市场规模约约 30 亿元。亿元。根据上海新阳公告,2018 年国内晶圆划片刀年需求量为 600-800 万片。根据 IC insights 及 Knometa Research,2018-2021 年中国大陆晶圆产能复合增速约 9.6%,因晶圆划片刀属消耗品,假设晶圆划

56、片刀需求量复合增速与同期中国大陆的晶圆产能复合增速保持一致,计算得 2021 年我国晶圆划片刀年需求量为 864-1152 万片,取中值为 1008 万片;按每片 160 元计算,2021 年国内晶圆划片刀的市场规模约为 16 亿元;根据划片刀在国内半导体用金刚石工具的占比为 55%,得到 2021年国内半导体用金刚石工具的市场规模约29.3亿元,减薄砂轮的市场规模约为7.8亿元。图表图表 31 国内半导体用金刚石工具市场结构国内半导体用金刚石工具市场结构 资料来源:轩闯等半导体加工用金刚石工具现状,华创证券 根据 QYResearch 数据,2020 年全球 CMP 抛光垫修整器的市场规模约

57、 15 亿元,预计 2026年将达到 18 亿元,年复合增长率 3.1%。其中中国台湾地区是 CMP 修整器最大市场,占比约 22%,接下来依次为韩国、中国大陆、日本,分别占比 21%、15%和 14%。减薄砂轮,26.5%划片刀,55.0%其他,18.5%电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 21 图表图表 32 全球全球 CMP 修整器市场规模修整器市场规模 图表图表 33 全球全球 CMP 修整器市场规模占比修整器市场规模占比 资料来源:QYResearch,华创证券 资料来源:QYResearch,华创证券

58、 划片刀、减薄砂轮市场划片刀、减薄砂轮市场 DISCO 一枝独秀。一枝独秀。目前国际巨头占据了划片刀、减薄砂轮市场的绝对份额,根据半导体加工用金刚石工具现状,中国约 90%的半导体加工用划片刀和减薄砂轮来自进口,高端半导体加工企业所用金刚石工具基本上被国外产品垄断。国外半导体用金刚石工具厂商主要包括日本 DISCO、日本旭金刚石、东京精密、韩国二和(EHWA)及美国 UKAM 等,其中 DISCO 产品性能更为领先,在晶圆划片刀和减薄砂轮市场具有绝对份额。2021 财年 DISCO 来自中国大陆地区的收入为 49 亿元,假设其中耗材的占比与公司总体业务中耗材的占比 23%一致,则 2021 年

59、 DISCO 在中国大陆的划片刀和减薄砂轮营收约 11 亿元,在中国大陆 23.8 亿元的市场中占比 47%。图表图表 34 国内晶圆划片刀市场结构国内晶圆划片刀市场结构 图表图表 35 国内减薄砂轮市场结构国内减薄砂轮市场结构 资料来源:轩闯等半导体加工用金刚石工具现状,华创证券 资料来源:轩闯等半导体加工用金刚石工具现状,华创证券 我国对超硬材料的研究起步较晚,在部分领域的国产金刚石工具性能已达到进口水平,如晶棒剪裁、晶棒滚圆、晶圆倒角与开槽以及晶片研磨工艺中的金刚石工具已能自给。但由于晶圆减薄及划片技术要求更高,国内减薄砂轮与划片刀产品与国外差距较大。减薄砂轮方面,中国砂轮企业股份有限公

60、司(中国台湾)、郑州三磨所、三超新材等均有布局;划片刀方面近几年郑州三磨所、上海新阳、三超新材已有相关产品量产;CMP-Disk产品布局厂商较少,主要为三超新材。020202026E中国台湾,22%韩国,21%中国大陆,15%日本,14%其他,28%9%91%国产进口10%90%国产进口 CAGR=3.1%电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 22 图表图表 36 全球半导体加工用金刚石工具部分厂商全球半导体加工用金刚石工具部分厂商 资料来源:轩闯等半导体加工用金刚石工具现状,QYResear

61、ch,三超新材公告,华创证券(二)(二)半导体切磨抛材料精度要求高,半导体切磨抛材料精度要求高,DISCO 八十余载立体式布局构筑龙头地位八十余载立体式布局构筑龙头地位 Disco 从 1937 年成立之初即从事半导体切磨抛材料,经过八十多年深耕,公司在切磨抛材料上凭借深厚产业经验、完善产品矩阵、设备+材料协同布局、全民创业上海品茶构筑行业龙头地位。1、产品布局产品布局完善完善 划片划片加工要求高加工要求高,DISCO 产品矩阵全产品矩阵全、精度高、精度高主导划片刀市场。主导划片刀市场。半导体材料具有硬度大、脆性高、断裂韧性低的特点,划片中若出现崩裂问题,将使芯片报废;此外晶圆划片还要求刀片具

62、有切缝小、蛇形小及加工质量稳定等特点。DISCO 针对不同的加工条件、加工质量标准对划片刀金刚石粒度、金刚石密度(集中度)、结合剂强度等参数进行多样化,并针对难切割材料、高速、深切、倒角切割等特殊加工条件研发解决方案,形成了完善丰富的产品组合,被加工材料覆盖完善。由于产品精度高、加工质量稳定、加工效率高,DISCO 目前占据全球划片刀市场主要份额。图表图表 37 DISCO 切割刀片产品系列及特点切割刀片产品系列及特点 产品系列产品系列 是否有是否有轮毂轮毂 结合剂结合剂 加工对象加工对象 特点特点 ZH05 电铸 硅晶片、化合物半导体晶片(GaAs、GaP等)、氧化物晶片(LiTaO3 等)

63、可满足各种加工需求的 5 个等级集中度;采用了降低晶粒飞溅及破损的技术 ZH14 电铸 硅晶片、化合物半导体晶片(GaAs、GaP等)、氧化物晶片(LiTaO4 等)使用高刚性结合剂,降低高速、深切、窄切等高负荷条件下的破损、蛇行问题 ZHCR 电铸 硅晶片等 特殊刀片结构,适用于易发生刀刃变形的加工情况,如使用切割刀片厚度超过 60 m 的加工 ZHDG 电铸 LED 芯片板,各类型半导体封装 用于各种基板的切断,其所采用的颗粒大小大于半导体晶圆用硬刀片,且开发了各种不同的集中度 ZHFX 电铸 氧化物晶片(LiTaO3 等)使用最适合于氧化物晶圆加工的磨耗性能接合剂,能够对至今为止连续加工

64、困难的氧化物晶圆实施稳定且高品质的连续切割加工 ZHZZ 电铸 硅晶片、化合物半导体晶片(GaAs、GaP等)针对狭窄切割道等的薄刃切割刀片,实现业界最小切痕宽度 10 m 电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 23 NBC-ZH 电铸 硅晶片、化合物半导体晶片(GaAs、GaP等)、氧化物晶片(LiTaO3 等)可进行高难度的倒角切割(Bevel cut)和阶梯切割加工(Step Cut)B1A 金属 电子元件,光学器件,各种类型的半导体封装,陶瓷,单晶铁氧体,玻璃等 高耐磨性,结合剂品种丰富,适用于各种不同的难

65、加工材料 P1A 树脂 玻璃,晶体,石英,LiTaO3,各种类型的半导体封装,陶瓷等 使用热固型树脂作为结合剂烧结而成,具有良好的弹性 R07 树脂 玻璃、石英、陶瓷等 根据加工材料的特性开发不同结合剂 TM11 金属 绿色陶瓷,各种包装基材 高刚度的金属结合剂,具有比电铸刀片更高的刚性 VT07 陶瓷 Si3N4,水晶,蓝宝石 实现了包括硅晶圆修边加工在内的各领域的加工 ZP07 电铸 复合材料(硅+玻璃晶片等)、SiC、陶瓷 资料来源:DISCO官网,华创证券 立体式布局立体式布局减薄减薄砂轮砂轮。晶圆背面减薄后会产生应力和翘曲,如果应力过大将延伸到正面的组件区域,由背面减薄所产生的应力和

66、变形会影响后续工艺的良率;因此通常在背面减薄后进行抛光、湿式干式刻蚀或退火消除损伤层,这会使成本或工艺时间增加。DISCO具有丰富的研磨轮产品,其中 GF01、Poligrind/UltraPoligrind 等系列通过使用特殊结合剂或超细磨粒,减小了减薄产生的应力,简化后续的消除损伤工艺。此外 DISCO 研发了不需要使用研磨剂的干式抛光轮使后续抛光工艺更为简便。图表图表 38 DISCO 减薄及干式抛光磨轮减薄及干式抛光磨轮 产品名称产品名称 产品图产品图 用于减薄用于减薄及后续工艺及后续工艺的优势的优势 GF01 系列(BK09结合剂)在精加工研削用磨轮上采用对应研磨量增加的 BK-09

67、 接合剂,无需使用干式抛光方式对工件实施去除应力加工处理,就能够研磨出更薄的晶片。Poligrind 系列 具有超细磨粒;在精加工研削时使用可以加工 8 英寸晶圆(翘曲度为 3.5mm、表面粗糙度为 0.009m),同时可以将原来需要进行去除应力加工才能制作的 12 寸晶圆减薄加工在双轴减薄机上实现。UltraPoligrind 系列在 Poligrind 基础上减小了晶圆破坏层、提升了去疵效果 DP 系列(干式抛光轮)无需使用化学药品,对环境负荷小,并且与使用研磨液(膏)相比操作更容易。资料来源:DISCO官网,华创证券 2、设备设备+材料协同优势材料协同优势 设备设备+材料协同布局材料协同

68、布局。除金刚石工具自身的性能和质量外,高质量的金刚石工具精密加工还需要设备、工艺等的相互协调配合。以晶圆划片刀为例,刀片固定在划片机主轴上并以非常高的速度旋转,转速通常在每分钟 10000 至 60000 转。主轴转速是影响切割效果、晶圆崩边发生率、刀片寿命的重要因素,因此在切割时必须对被切割材料、刀片规格、设备主轴转速、加工质量标准进行平衡选择。DISCO 的精密加工设备品类丰富并处于市场主导地位,这有助于其快速准确地针对客户设备和加工条件供应加工耗材,同时获取积累客户生产中设备与耗材运行数据进行产品优化及升级,并以最快的速度把握耗材发 电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华

69、创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 24 展趋势。图表图表 39 DISCO 切磨抛环节的设备和工具产品切磨抛环节的设备和工具产品 资料来源:DISCO官网 3、优异上海品茶优异上海品茶 上海品茶独特,“全员创业体制”激发经营创新活力。上海品茶独特,“全员创业体制”激发经营创新活力。2003 年 DISCO 开始在部门间实行一种特别的管理会计制度“Will 会计”,“Will”类似于公司内部的虚拟货币,用于衡量日常工作中无法量化的工作绩效的价值和投入成本,如销售部门需在客户取消产品订单时向制造部门支付 Will 罚款。部门间的 Will 制度有助于各部门进行详细的损

70、益管理,同时优化总体利润。2011 年 DISCO 将该制度扩展到员工个人层面,员工可以自由选择自己的工作,Will 价值则反映了一项工作在员工看来具有的必要性和重要性;同时员工可以使用 Will 对新项目进行投资集资,员工的个人 will 值将会与约 10%的半年度奖金挂钩。通过建立 Will 制度,DISCO 有效减少了不必要的工作,强化了员工的成本意识,同时为员工提供了主动创新创业创造收益的空间,使历史悠久和规模庞大的公司保持活力。4、积极扩产应对需求增长积极扩产应对需求增长 积极扩产应对需求增长。积极扩产应对需求增长。DISCO目前拥有三家生产工厂,其中两家位于日本广岛县吴市,生产设备

71、和工具,另一家位于长野县茅野市,主要生产设备。受益于下游需求旺盛,DISCO现有三家工厂持续处于满载运行状态。因新能源车、功率半导体需求旺盛,2023 年 1 月DISCO 表示拟将现有的切割/研磨工具、设备的产能提高约四成,计划投资约 400 亿日元于 2025 年在茅野市工厂附近建设一座新工厂,其产能为茅野工厂的 2 倍。本次扩产体现了公司对中长期内半导体需求的信心,有助于公司保持全球领先地位。电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 25 图表图表 40 DISCO 设有三家生产工厂设有三家生产工厂 资料来源:D

72、ISCO官网(三)(三)投资建议投资建议 切、磨、抛是贯穿半导体全制程的重要工艺流程,设备材料市场空间广阔。半导体切、磨、抛设备材料高精度要求下呈现寡头垄断特点,日本 DISCO 深耕切磨抛八十多年,设备+材料协同布局垄断了全球近半数的划片机、减薄机及半导体用金刚石工具市场,相比之下我国厂商在上述市场份额极低。随着中国大陆晶圆厂的快速发展及供应链自主可控的重要性和紧迫性上升,国内切磨抛设备材料国产替代有望加速。建议关注国内半导体建议关注国内半导体切、磨、抛设备材料布局完善的三超新材切、磨、抛设备材料布局完善的三超新材、国机精工、光力科技、国机精工、光力科技。1、三超新材:半导体材料装备三超新材

73、:半导体材料装备&光伏金刚线新锐进入新一轮成长期光伏金刚线新锐进入新一轮成长期 金刚石超硬材料平台型公司,立体式布局光伏金刚石超硬材料平台型公司,立体式布局光伏&半导体业务。半导体业务。公司自 1999 年成立以来专注于金刚石超硬材料研发、生产与销售,产品包括金刚线、金刚石砂轮类产品等。公司经过 20 多年发展形成了光伏+半导体双轮驱动格局:光伏领域公司 2011 年即开始小批量销售电镀金刚线,是国内第一批实现金刚线国产替代的厂家;半导体领域公司围绕金刚石超硬材料在半导体上的应用布局了砂轮(倒角砂轮/背面减薄砂轮)、划片刀(树脂软刀/金属软刀/电镀软刀/硬刀)、CMP-Disk 等产品线,同时

74、引入外部团队加强在半导体切、磨、抛设备上布局。围绕切、磨、抛工艺,内生丰富半导体减薄耗材,外延布局半导体减薄设备。围绕切、磨、抛工艺,内生丰富半导体减薄耗材,外延布局半导体减薄设备。公司 2015年开始布局半导体切磨抛耗材,目前已突破背面减薄砂轮/倒角砂轮/软刀/硬刀/CMP-Disk等耗材,几条主要产品线在日月光、长电、华天、华海清科、中芯晶元等主要客户逐步验证和起量,国产化进度位居国内前列。半导体设备方面,公司通过引进外部团队、成立南京三芯加快布局,根据公司调研公告 2023 年上半年硅棒开方磨倒一体机、硅片倒角机、背面减薄机三款样机将陆续推出。光伏金刚线需求旺盛叠加公司产能扩充进入快速成

75、长期,钨丝线有望弯道超车。光伏金刚线需求旺盛叠加公司产能扩充进入快速成长期,钨丝线有望弯道超车。公司自主设计金刚线加工产线(委外加工),提升生产效率和质量,构筑技术壁垒;客户方面公司深度绑定宇泽、晶澳、协鑫,并导入高景、时创等客户,金刚线供不应求。应对旺盛需求公司积极扩产,22 年光伏用细线产能约 100 万 Km/月,预计 23 年 3 月新增 150 万Km/月产能,至 23 年底公司产能有望达到 400 万 Km/月。此外,公司在钨丝金刚线布局较好,在新赛道有望实现弯道超车。董事长拟全额认购定增彰显对公司发展的信心。董事长拟全额认购定增彰显对公司发展的信心。公司拟实施“年产 4100 万

76、公里超细金刚石线锯生产项目(一期)”,募集资金不超 1.2 亿元,达产后将形成年产 1800 万公里硅切 电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 26 片线产能,预计具有良好的经济效益。董事长邹余耀拟以现金方式全额认购定增,彰显对公司发展信心。2、国机精工:半导体超硬材料工具国内领先,培育钻石打开新成长曲线国机精工:半导体超硬材料工具国内领先,培育钻石打开新成长曲线 背靠国机集团,轴研所背靠国机集团,轴研所+三磨所双轮驱动三磨所双轮驱动。公司成立于 2001 年,隶属于世界 500 强中国机械工业集团有限公司(国机集

77、团),是其精工业务的拓展平台、精工人才的聚合平台和精工品牌的承载平台。公司核心业务包括:1)轴承业务:运营主体为轴研所,主要产品包括以航天轴承为代表的特种轴承和精密机床轴承等民品轴承。轴研所是我国轴承行业唯一的综合性研究开发机构,聚焦于轴承行业高、中端产品,以综合技术实力强而知名,其航天领域特种轴承处于国内垄断地位。2)磨料磨具业务:运营主体为郑州三磨所,聚焦于超硬材料制品、行业专用生产和检测设备仪器的生产、研发和销售。三磨所成立于1958 年,曾研发出中国第一颗人造金刚石和立方氮化硼,并开发了一系列填补国内空白的超硬材料制品、行业专用生产和检测设备仪器,是中国超硬材料行业的引领者、推动者。半

78、导体超硬材料工具优势显著,国产替代需求驱动成长可期半导体超硬材料工具优势显著,国产替代需求驱动成长可期。公司用于半导体领域的超硬材料制品主要包括半导体封装用超薄切割砂轮和划片刀、晶圆切割用划片刀、磨多晶硅和单晶硅砂轮等,应用材料涵盖半导体硅晶圆、化合物半导体晶圆(GaAs、GaP 等)、第三代半导体碳化硅等。在芯片加工领域,公司产品对标国外公司同类产品并与之竞争。公司生产的划片刀具有精度高、寿命长、强度高等特点,减薄砂轮可替代进口产品,在日本、德国、美国、韩国及国产磨床上稳定使用,砂轮磨削性能优越,性价比高。凭借在产品性能上的优势及优于国外公司的服务和交货期,三磨所半导体加工工具已进入华天科技

79、、长电科技、通富微电、日月光、赛意法等知名封测厂商供应链。近年来中国大陆半导体的封测产能不断扩张,切割机、刀片等关键设备与耗材类产品需求客户对国产化的自主可控提出了更高的要求,公司半导体划片刀/研磨砂轮产品成长可期。培育钻石及相关设备贡献全新利润增长点培育钻石及相关设备贡献全新利润增长点。大单晶金刚石在培育钻石、散热材料、污水处理电极、光学窗口片、半导体材料等方面具有潜在广阔的应用前景,国内在其核心生产技术 MPCVD 关键装备的自主开发、沉积面积、金刚石尺寸、缺陷密度、热性能等重要性能指标上与国外仍存在较大的差距。公司于2016年8月立项实施新型高功率MPCVD法大单晶金刚石项目,截至目前已

80、建成年产30万片MPCVD法大单晶金刚石生产线。2022年 12 月,公司拟通过定向增发募集 1.98 亿元新增自制 MPCVD 设备建设宝石级大单晶金刚石生产线和第三代半导体功率器件超高导热金刚石材料生产线各一条,将成为国内领先的 MPCVD 法大单晶金刚石材料科研生产基地,同时公司生产目前培育钻石主要方法高温高压法设备六面顶压机,并计划在 2022 年实现产能翻倍。目前培育钻石行业处于供不应求状态,与培育钻石相关的设备和培育钻石已成为公司新的利润增长点。3、光力科技:半导体划片设备国内领军者,内生外延破局海外垄断光力科技:半导体划片设备国内领军者,内生外延破局海外垄断 三次海外并购整合优质

81、资产,战略布局半导体划片装备领域三次海外并购整合优质资产,战略布局半导体划片装备领域。公司是全球排名第三中国第一的半导体切割划片设备企业,同时也是全球行业内仅有的两家既能提供切割划片量产设备、核心零部件空气主轴、又有刀片等耗材的企业之一。公司上市后把握国际并购的战略机遇期,通过对世界领先半导体设备及高端零部件企业 LP、LPB、ADT 的收购,奠定了公司在半导体后道封测装备领域强大的竞争和领先优势,并用数年时间,对技术引进、消化吸收和再创造,实现了高端半导体划片切割设备的国产替代。目前公司已投放市场的国产化产品主要有全自动双轴晶圆切割划片机-8230、半自动双轴晶圆切割 电子行业深度研究报告电

82、子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 27 划片机-6230、半自动单轴切割划片机-6110、全自动 UV 解胶机、自动切割贴膜机、半自动晶圆清洗机等半导体封装设备和辅助设备,这些具有国际水准的半导体设备广泛应用于硅基集成电路和功率半导体器件、碳化硅、MiniLED、氮化镓、砷化镓、蓝宝石、陶瓷、水晶、石英、玻璃等许多电子元器件材料的划切加工工艺中,其中半自动单轴切割划片机-6110 是面向第三代半导体材料的高端切割设备。具备强大全球竞争实力,为国产替代奠定坚实基础具备强大全球竞争实力,为国产替代奠定坚实基础。公司全资子公司英国 LP

83、公司拥有 50 多年的技术和行业经验,在加工超薄和超厚半导体器件领域具有全球领先优势;LPB 公司产品高性能高精密空气静压主轴、空气动压主轴、空气导轨、旋转工作台、精密线性导轨和驱动器技术一直处于业界领先地位。公司控股子公司 ADT 公司已有多年的半导体划片机等设备制造与运营经验,ADT 公司的软刀在业界处于领先地位,在半导体切割精度方面处于行业领先水平,其自主研发的划片设备最关键的精密控制系统可以对步进电机实现低至 0.1 微米的控制精度。ADT 公司具备按照客户需求提供定制的刀片和微调特性的工程资源,能够为客户提供量身定制的整体切割解决方案。通过收购两个英国半导体公司和以色列 ADT 公司

84、,使得光力科技在半导体后道封测装备领域拥有 LP、LPB 及 ADT 多年积累的技术及经验,卡位优势突出,在此领域具有强大的竞争优势,为国产替代奠定了坚实的技术基础。自主研发能力卓绝,强强联手加速突破自主研发能力卓绝,强强联手加速突破。位于中国郑州的全资子公司光力瑞弘是公司半导体领域业务的实施主体,是公司半导体业务板块在中国的研发中心、生产制造中心,全力推进技术引进和国产化。公司高度重视研发投入,研发费用率常年高于 10%,短短几年时间开发了 8230、6230、6110 等一系列国产切割划片机,其中 8230 作为一款行业主流的 12 英寸全自动双轴切割划片机性能处于国际一流水平,已经进入头

85、部封测企业并形成批量销售,成功实现了高端切割划片设备的国产替代。同时郑州研发团队亦与以色列团队一道共同研发新的激光切割机,公司划片机产品线日趋完善。郑州航空港区的新生产基地占地 178 亩,建成后将成为公司半导体方面的全球研发、生产、技术服务中心,将为封测行业最为集中的中国和东南亚地区提供一流的产品与服务。四、四、风险提示风险提示 半导体需求不及预期半导体需求不及预期:半导体行业需求决定切、磨、抛行业设备材料需求量,若行业需求不及预期对相关公司业绩将造成影响 行业竞争加剧行业竞争加剧:近年来国内厂家积极布局,若竞争格局加剧对各公司盈利能力将造成影响 全球地缘政治摩擦加剧全球地缘政治摩擦加剧:地

86、缘政治摩擦加剧将影响行业公司业绩 电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 28 电子组团队介绍电子组团队介绍 TMT 大组组长、首席电子分析师:耿琛大组组长、首席电子分析师:耿琛 美国新墨西哥大学计算机硕士。曾任新加坡国立大计算机学院研究员,中投证券、中泰证券研究所电子分析师。2019年带领团队获得新财富电子行业第五名,2016 年新财富电子行业第五名团队核心成员,2017 年加入华创证券研究所。分析师:熊翊宇分析师:熊翊宇 复旦大学金融学硕士,3 年买方研究经验,曾任西南证券电子行业研究员,2020 年加入华创证券

87、研究所。分析师:岳阳分析师:岳阳 上海交通大学硕士。2019 年加入华创证券研究所。助理研究员:王帅助理研究员:王帅 西南财经大学硕士。2021 年加入华创证券研究所。助理研究员:姚德昌助理研究员:姚德昌 同济大学硕士。2021 年加入华创证券研究所。研究员:吴鑫研究员:吴鑫 复旦大学资产评估硕士,1 年买方研究经验。2022 年加入华创证券研究所。研究员:高远研究员:高远 西南财经大学硕士。2022 年加入华创证券研究所。电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 29 华华创证券机构销售通讯录创证券机构销售通讯录 地

88、区地区 姓名姓名 职务职务 办公电话办公电话 企业邮箱企业邮箱 北京机构销售部 张昱洁 副总经理、北京机构销售总监 张菲菲 公募机构副总监 侯春钰 高级销售经理 刘懿 高级销售经理 过云龙 高级销售经理 侯斌 销售经理 车一哲 销售经理 蔡依林 销售经理 刘颖 销售经理 顾翎蓝 销售助理 深圳机构销售部 张娟 副总经理、广深机构销售总监

89、 汪丽燕 高级销售经理 董姝彤 销售经理 巢莫雯 销售经理 张嘉慧 销售经理 邓洁 销售经理 王春丽 销售助理 上海机构销售部 许彩霞 总经理助理、上海机构销售总监 曹静婷 销售副总监 官逸超 销售副总监 黄畅 资深销售经理 -2552 吴俊 资深销售 张佳妮 高级销售经理 邵

90、婧 高级机构销售 蒋瑜 销售经理 施嘉玮 销售经理 朱涨雨 销售助理 李凯月 销售助理 私募销售组 潘亚琪 销售总监 汪子阳 高级销售经理 江赛专 高级销售经理 汪戈 销售经理 宋丹玙 销售经理 电子行业深度研究报告电子行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 30 华创行业公司投资评级体系华创行业公司投资评级

91、体系(基准指数沪深基准指数沪深 300)公司投资评级说明:公司投资评级说明:强推:预期未来 6 个月内超越基准指数 20%以上;推荐:预期未来 6 个月内超越基准指数 10%20%;中性:预期未来 6 个月内相对基准指数变动幅度在-10%10%之间;回避:预期未来 6 个月内相对基准指数跌幅在 10%20%之间。行业投资评级说明:行业投资评级说明:推荐:预期未来 3-6 个月内该行业指数涨幅超过基准指数 5%以上;中性:预期未来 3-6 个月内该行业指数变动幅度相对基准指数-5%5%;回避:预期未来 3-6 个月内该行业指数跌幅超过基准指数 5%以上。分析师声明分析师声明 每位负责撰写本研究报

92、告全部或部分内容的分析师在此作以下声明:分析师在本报告中对所提及的证券或发行人发表的任何建议和观点均准确地反映了其个人对该证券或发行人的看法和判断;分析师对任何其他券商发布的所有可能存在雷同的研究报告不负有任何直接或者间接的可能责任。免责声明免责声明 本报告仅供华创证券有限责任公司(以下简称“本公司”)的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。本报告所载资料的来源被认为是可靠的,但本公司不保证其准确性或完整性。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断。在不同时期,本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。本公司在知晓范围内履行披露义务。报告中的内容

93、和意见仅供参考,并不构成本公司对具体证券买卖的出价或询价。本报告所载信息不构成对所涉及证券的个人投资建议,也未考虑到个别客户特殊的投资目标、财务状况或需求。客户应考虑本报告中的任何意见或建议是否符合其特定状况,自主作出投资决策并自行承担投资风险,任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效。本报告中提及的投资价格和价值以及这些投资带来的预期收入可能会波动。本报告版权仅为本公司所有,本公司对本报告保留一切权利。未经本公司事先书面许可,任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发表、转发或引用本报告的任何部分。如征得本公司许可进行引用、刊发的,需在允许的范围内使用,并注明出

94、处为“华创证券研究”,且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。证券市场是一个风险无时不在的市场,请您务必对盈亏风险有清醒的认识,认真考虑是否进行证券交易。市场有风险,投资需谨慎。华创证券研究所华创证券研究所 北京总部北京总部 广深分部广深分部 上海分部上海分部 地址:北京市西城区锦什坊街 26 号 恒奥中心 C 座 3A 地址:深圳市福田区香梅路 1061 号 中投国际商务中心 A 座 19 楼 地址:上海市浦东新区花园石桥路 33 号 花旗大厦 12 层 邮编:100033 邮编:518034 邮编:200120 传真: 传真: 传真: 会议室: 会议室: 会议室:

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