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芯源微-引领涂胶显影设备国产替代积极开拓清洗设备市场-220315(25页).pdf

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芯源微-引领涂胶显影设备国产替代积极开拓清洗设备市场-220315(25页).pdf

1、 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 芯源微 688037.SH 公司研究 | 首次报告 国内涂胶显影设备龙头,背靠中科院沈自所国内涂胶显影设备龙头,背靠中科院沈自所。公司 2002 年由中科院沈阳自动化研究所发起创建。后获批承担国家 02 专项中的“凸点封装涂胶显影、单片湿法刻蚀设备的开发与产业化”项目,是 02 重大专项支持的唯一一家国产涂胶显影设备企业;后又承担 02 重大专项的“300mm 晶圆匀胶显影设备研发”项目,拓展先进封装领域的同时成功突破前道领域多项核心关键技术。公司设备

2、过去主要应用于先进封装、小尺寸设备领域,市场空间 2-3 亿美元,突破前道设备(Track、清洗)将使公司下游市场空间拓展至 80 亿美元以上,目前公司前道设备客户已覆盖中芯国际、长江存储等国内一线厂商,新产品新客户验证持续推进,公司有望迎来加速增长阶段。 引领涂胶显影设备国产替代,布局清洗设备进一步打开成长空间引领涂胶显影设备国产替代,布局清洗设备进一步打开成长空间。2021 年预计全球半导体设备销售额超千亿美金,同比提升 40%以上,中国大陆半导体设备销售额占比持续提升,达到 29%。芯源微具备涂胶显影、清洗、湿法刻蚀等设备供应能力,覆盖半导体前道设备市场达 10%以上的需求。公司是国内目

3、前唯一能提供前道涂胶显影设备的厂商,offline 涂胶显影机产品已实现批量销售,I-line 涂胶显影机已经通过部分客户验证并进入量产销售阶段、KrF 涂胶显影机已经通过客户 ATP 验收,有望持续放量引领国产替代。同时公司积极拓展清洗设备业务,物理清洗设备已取得国内领先地位,公司仅通过 Spin Scrubber 设备(物理清洗)便已占据国内主要前道产线清洗设备中标量的 9%,未来化学清洗设备新品将进一步打开公司成长空间。 后道后道/小尺寸设备需求旺盛,公司优势显著。小尺寸设备需求旺盛,公司优势显著。先进封装拉动后道设备需求旺盛:随着电子产品趋向于功能化、轻型化、小型化、低功耗和异质集成,

4、先进封装需求旺盛,根据 Yole 的统计和预测,2021 年先进封装市场体量约为 27.4 亿美元,到 2027年将将达到 78.7 亿美元,复合年化增长率高达 19%。 小尺寸领域,Mini/MicroLED渗透率提升驱动 LED 设备需求,新能源汽车带动功率/化合物半导体需求,拉动小尺寸设备需求。公司后道/小尺寸设备已成国内应用主力机型,产品应用于长电科技、三安光电等一线大厂,并持续开拓中国台湾以及海外市场,目前已进入台积电供应链。 我们预测公司 22-24 年每股收益分别为 1.58、2.40、3.73 元,由于前道涂胶显影设备国产化空间巨大,我们采用绝对估值法(FCFF),给予232.

5、30元目标价,首次给予买入评级。 风险提示风险提示 半导体设备行业景气度不及预期;客户验证进展不及预期;零部件断供风险;盈利能力改善不及预期;市场份额提升不及预期。 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 营业收入(百万元) 329 829 1,309 1,843 2,567 同比增长(%) 54.3% 152.0% 57.9% 40.8% 39.3% 营业利润(百万元) 36 76 145 219 341 同比增长(%) 39.6% 109.0% 91.2% 51.3% 55.5% 归属母公司净利润(百万元) 49 77 133 202 314 同比增长(%) 66.8%

6、 58.4% 72.4% 51.3% 55.5% 每股收益(元) 0.58 0.92 1.58 2.40 3.73 毛利率(%) 42.6% 38.1% 36.4% 35.5% 36.4% 净利率(%) 14.8% 9.3% 10.2% 10.9% 12.2% 净资产收益率(%) 6.3% 9.1% 13.8% 17.8% 22.6% 市盈率 266.8 168.4 97.7 64.6 41.5 12.6 10.6 8.4 资料来源:公司数据. 东方证券研究所预测. 每股收益使用最新股本全面摊薄计算. 盈利预测与投资建议 核心观点 公司主要财务信息 股价(2022年03月14日) 154.8

7、元 目标价格 232.3 元 52 周最高价/最低价 302.35/75.32 元 总股本/流通 A 股(万股) 8,416/4,481 A 股市值(百万元) 13,027 国家/地区 中国 行业 电子 报告发布日期 2022 年 03 月 15 日 1 周 1 月 3 月 12 月 绝对表现 2.72 26.37 -22.41 86.01 相对表现 9.97 46.83 -5.05 118.05 沪深 300 -7.25 -20.46 -17.36 -32.04 引领涂胶显影设备国产替代,积极开拓清洗设备市场 买入(首次) 芯源微首次报告 引领涂胶显影设备国产替代,积极开拓清洗设备市场 有关

8、分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 2 目 录 一、国内涂胶显影设备龙头,前后道业务全面布局 . 5 二、前道设备:引领涂胶显影设备国产替代,布局清洗设备进一步打开成长空间 . 10 2.1 半导体行业高景气,设备开支大幅提升 . 10 2.2 涂胶显影:前道涂胶显影设备国产替代领军者 . 13 2.3 清洗设备:物理清洗设备国内领先,积极拓展化学清洗 . 15 三、 后道及小尺寸设备:先进封装、MiniLED、化合物驱动市场增长,公司优势显著 . 19 盈利预测与投资建议 . 23 盈利预测

9、 . 23 投资建议 . 24 风险提示 . 24 qWtZyUeYmVMB9P8Q6MtRrRtRtRiNoOnOfQrQqO9PmMxONZmRrRMYnNoM 芯源微首次报告 引领涂胶显影设备国产替代,积极开拓清洗设备市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 3 图表目录 图 1:公司发展历程. 5 图 2:公司股权结构(截至 2021 年末) . 6 图 3:公司产品线覆盖光刻环节涂胶显影设备及单片湿法设备 . 6 图 4:公司客户覆盖广泛 . 7 图 5:突破前道设备大幅打开公司

10、成长空间 . 7 图 6:公司营收加速增长 . 8 图 7:公司归母净利润快速提升 . 8 图 8:光刻工序涂胶显影设备与单片湿法设备双轮驱动公司业绩成长(百万元) . 8 图 9:客户开拓迅速,盈利能力短期承压 . 9 图 10:公司分业务毛利率情况 . 9 图 11:公司管理费用率及销售费用率受益收入规模提升明显下降 . 9 图 12:公司持续高研发投入,积蓄成长动能 . 10 图 13:新应用、新技术驱动半导体市场快速增长 . 11 图 14:全球半导体销售额 2021 年同比提升 26% . 11 图 15:半导体产业向中国大陆扩散 . 11 图 16:21、22 年全球新建晶圆厂中国

11、大陆及台湾地区占比最大(单位:个) . 11 图 17:中国大陆半导体设备行业快速增长,全球占比持续提升(单位:十亿美元) . 12 图 18:晶圆制造设备占半导体设备市场份额约 86% . 12 图 19:集成电路前道制造设备投资占比情况-2019 . 12 图 21:涂胶显影是光刻环节重要步骤 . 13 图 22:涂胶显影设备随光刻工艺迭代,技术难度提升 . 14 图 23:2019 年全球涂胶显影行业市场占有率 . 15 图 24:2019 年中国大陆涂胶显影行业市场占有率 . 15 图 25:制程缩小带来清洗工序步骤数量大幅增加(次) . 16 图 26:清洗机示意图 . 16 图 2

12、7:湿法、干法清洗涉及的主要清洗方法情况 . 16 图 28:湿法清洗设备为主流设备 . 16 图 29:单片、槽式清洗设备各有优劣 . 17 图 30:单片清洗设备为市场主流-2019 . 17 图 31:全球半导体清洗设备市场格局-2020 . 18 图 32:国内主要晶圆厂清洗设备招标中标厂商份额情况 . 18 图 33:主要先进封装厂商投入大额资本开支-2021 年 . 19 图 34:全球先进封装市场有望快速增长 . 19 图 35:全球后道涂胶显影设备市场规模快速增长 . 20 芯源微首次报告 引领涂胶显影设备国产替代,积极开拓清洗设备市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他

13、重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 4 图 36:全球 MiniLED 背光迎来快速发展(单位:百万平方米) . 20 图 37:新能源汽车拉动功率半导体/化合物半导体需求提升 . 20 图 38:2019H1 后道先进封装及小尺寸设备占公司收入较大比重 . 21 图 39:公司核心技术积累助力提升产品性能 . 21 图 40:公司 LED、先进封装涂胶显影设备技术不输海外厂商 . 21 表 1:光刻工艺迭代路径 . 13 表 2:中国大陆前道涂胶显影设备市场规模测算(亿美元) . 14 表 3:主要涂胶显影设备厂商工艺覆盖能力

14、对比 . 15 表 4:国内清洗设备市场空间测算 . 17 表 5:国内封测厂商积极定增扩产 . 19 表 6:估值假设主要参数 . 24 表 7:绝对估值敏感性分析表 . 24 芯源微首次报告 引领涂胶显影设备国产替代,积极开拓清洗设备市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 5 一一、国内国内涂胶显影涂胶显影设备龙头,前后道业务全面布局设备龙头,前后道业务全面布局 1.1 国内涂胶显影设备龙头,前道突破打开成长空间 国内涂胶显影设备龙头,国内涂胶显影设备龙头,多年承担国家“多年承担国家

15、“02 专项”专项”。2002 年 12 月 17 日 公司前身沈阳芯源先进半导体技术有限公司设立,由中科院沈阳自动化研究所发起创建。2008 年,公司获批承担国家“十一五”极大规模集成电路制造装备及成套工艺专项(“02 专项”)中的“凸点封装涂胶显影、单片湿法刻蚀设备的开发与产业化”项目,是 02 重大专项支持的唯一一家国产涂胶显影设备企业;2012 年之前,公司产品主要面向小尺寸封装及 LED 等领域;2012 年公司承担的国家“十二五”02 重大专项的“300mm 晶圆匀胶显影设备研发”项目获得立项批复,加大力度拓展先进封装领域,在项目执行期 2012-2015 年,成功突破前道领域超薄

16、胶膜均匀涂覆、精细化显影、精密温控热处理等多项核心关键技术;2018 年,公司出厂验证第一台前道涂胶显影机,成功切入前道市场;2020-2021 年,公司加速拓展前道产品,持续突破高端涂胶显影设备、清洗设备。 图 1:公司发展历程 数据来源:招股说明书,公司官网,东方证券研究所 公司背靠中科院沈自所,无实际控制人公司背靠中科院沈自所,无实际控制人。截至 2021 年末,中科院沈自所直接持有公司 12.48%股权,长期为公司提供科研资源支持。公司董事长宗润福先生在沈阳自动化研究所任职 14 年,享有享受国务院政府特殊津贴,曾获得多项国家级、省级奖项;董事胡琨元先生自 2006 年至今一直供职于沈

17、自所;董事 CTO 陈兴隆先生曾先后担任应用材料资深工程经理、三星电子生产技术研究所首席工程师、SEMES America Inc.技术创新官。 芯源微首次报告 引领涂胶显影设备国产替代,积极开拓清洗设备市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 6 图 2:公司股权结构(截至 2021 年末) 数据来源:Wind,东方证券研究所 公司产品线覆盖光刻环节涂胶显影设备及单片湿法设备。公司产品线覆盖光刻环节涂胶显影设备及单片湿法设备。公司主要产品包括光刻工序涂胶显影设备(涂胶/显影机、喷胶机)和

18、单片式湿法设备(清洗机、去胶机、湿法刻蚀机),可用于8/12英寸单晶圆处理(如集成电路制造前道晶圆加工及后道先进封装环节)及 6 英寸及以下单晶圆处理(如化合物、MEMS、LED 芯片制造等环节)。 图 3:公司产品线覆盖光刻环节涂胶显影设备及单片湿法设备 数据来源:公司公告、东方证券研究所 公司公司客户覆盖广泛,供货各领域头部厂商客户覆盖广泛,供货各领域头部厂商。 (1)集成电路前道晶圆加工领域:中芯国际、上海华力、长江存储、积塔半导体等;(2)集成电路后道先进封装领域:台积电、华为、长电科技、通富微电、华天科技、日月光集团等;(3)化合物、MEMS、LED 芯片制造等领域:三安光电、华为、

19、Silex、乾照光电、华灿光电等。 芯源微首次报告 引领涂胶显影设备国产替代,积极开拓清洗设备市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 7 图 4:公司客户覆盖广泛 数据来源:公司年报,东方证券研究所 定增项目定增项目进一步加码研发、进一步加码研发、扩充产能,扩充产能,有望持续突破有望持续突破前前道高端设备道高端设备。公司前道设备业务推进顺利,适用于前道晶圆加工工序的涂胶显影设备和单片清洗设备在特定工艺上已通过客户验证并投入使用,2020 年,前道 track 获得重复订单,前道清洗设备获

20、得多个前道大客户订单。同时公司拟通过 22 年定增项目募资 10 亿元,推进 ArF 光刻工艺涂胶显影机、浸没式光刻工艺涂胶显影机及单片式化学清洗机等高端半导体专用设备的研发和产业化;同时提升现有量产半导体设备的供货能力,主要用于前道 I-line 与 KrF 光刻工艺涂胶显影机、前道 Barc(抗反射层)涂胶机以及后道先进封装 Bumping 制备工艺涂胶显影机。公司原有设备业务主要应用于先进封装、小尺寸设备领域,市场空间 2-3 亿美元,突破前道设备(Track、清洗)将使公司下游市场空间拓展至 80 亿美元以上,公司有望迎来加速增长阶段。 图 5:突破前道设备大幅打开公司成长空间 数据来

21、源:公司 2020 年业绩推介材料、东方证券研究所 芯源微首次报告 引领涂胶显影设备国产替代,积极开拓清洗设备市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 8 1.2 业绩高速增长,研发持续高投入 前道设备业务持续突破,前道设备业务持续突破,公司业绩公司业绩加速增长加速增长。受益于半导体行业高景气,公司在保持小尺寸(如LED、化合物半导体等)及集成电路后道先进封装领域产品收入稳步增长的同时,集成电路前道晶圆加工领域产品收入也实现快速放量,2021 年公司实现营收 8.3 亿元,同比增长 152

22、%;公司利润持续增长,2021 年实现归母净利润 0.77 亿元,同比增长 58%。 图 6:公司营收加速增长 图 7:公司归母净利润快速提升 数据来源:Wind、东方证券研究所 数据来源:Wind、东方证券研究所 光刻工序涂胶显影设备与单片湿法设备光刻工序涂胶显影设备与单片湿法设备双轮驱动公司业绩成长双轮驱动公司业绩成长。2021年,公司光刻工序涂胶显影设备收入占比为 61%,单片湿法设备收入与占比 35%,其中光刻工序涂胶显影设备收入同比 114%以上,单片湿法设备同比增长 281%。 图 8:光刻工序涂胶显影设备与单片湿法设备双轮驱动公司业绩成长(百万元) 数据来源:Wind、东方证券研

23、究所 0%20%40%60%80%100%120%140%160%005006007008009002001920202021营业收入(百万元)YOY-100%0%100%200%300%400%500%007080902001920202021归母公司净利润(百万元)YOY005006007008009002001920202021光刻工序涂胶显影设备单片式湿法设备其它设备其他业务 芯源微首次报告 引领涂胶显影设备国产替代,积极开拓清洗设备市场 有关分析师的申明

24、,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 9 前道设备业务快速拓展致盈利能力短期承压,未来有望逐步回归至较高水平前道设备业务快速拓展致盈利能力短期承压,未来有望逐步回归至较高水平。半导体设备行业技术壁垒、客户认证壁垒较高,过去几年毛利率整体稳定在 40%以上。2021 年毛利率水平略有下滑,主要由于公司前道设备业务正处于快速的市场开拓阶段。未来随公司前道设备业务体量扩大、客户逐渐形成稳定合作关系以及上游零部件的国产化,毛利率有望回归至前期水平,甚至高于前期水平。 图 9:客户开拓迅速,盈利能力短期承压 图 10

25、:公司分业务毛利率情况 数据来源:Wind、东方证券研究所 数据来源:Wind、东方证券研究所 2021 年公司费用率明显下降。年公司费用率明显下降。2020 年公司由于人员规模的快速扩张各项费用率有所上升,2021年前三季度随公司收入快速提升带来的规模效应以及公司管理水平的持续提升,管理费用率由2020 年的 17.4%下降至 2021 年的 11.16%,销售费用率由 2020 年的 11.3%下降至 2021 年的8.77%。 图 11:公司管理费用率及销售费用率受益收入规模提升明显下降 数据来源:Wind,东方证券研究所 公司持续强研发投入,推进自研核心技术。公司持续强研发投入,推进自

26、研核心技术。公司高管均有丰富的半导体专业背景和相关从业经历。其中董事长宗润福先生曾在中科院沈阳自动化研究所工作,历任室主任、科技处长等职,主持过多项大型自动化系统工程、国家攻关项目,曾获国家科技重大专项突出贡献奖等多项奖励。公司0%10%20%30%40%50%60%2001920202021毛利率(%)净利率(%)0%20%40%60%80%2001920202021光刻工序涂胶显影设备单片式湿法设备0%5%10%15%20%2001920202021管理费用率销售费用率 芯源微首次报告 引领涂胶显影设备国产替代,积极开拓清洗

27、设备市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 10 持续保持高研发投入水平,2021 年研发支出占营业收入比重 11.16%。公司在主要的业务领域掌握了一系列具有自主研发的核心技术,截至 2021 年末,公司及其子公司已获授权专利共计 217项,其中发明专利 162 项,实用新型专利 33 项,外观设计专利 22 项;同时公司拥有软件著作权54 项。 图 12:公司持续高研发投入,积蓄成长动能 数据来源:Wind,东方证券研究所 二、前道设备:二、前道设备:引领涂胶显影设备国产替代,布局清

28、引领涂胶显影设备国产替代,布局清洗设备进一步打开成长空间洗设备进一步打开成长空间 2.1 半导体行业高景气,设备开支大幅提升 新应用、新技术驱动半导体产业快速成长。新应用、新技术驱动半导体产业快速成长。应用角度来看,从家电、PC 到智能手机,再到如今的智能汽车、智能物联网产品等,终端不仅品类不断丰富,智能化程度也不断提升,基数扩容的同时半导体含量也在快速增长。技术角度来看,通讯、定位与连接技术方面,5G、UWB、Wifi-6等技术持续渗透,带动相关芯片需求;交互技术方面,3D 深感摄像头、各类传感器在手机、可穿戴设备中应用不断提升;存储技术方面,DDR5 标准蓄势待发;显示技术方面,MiniL

29、ED 在 TV、显示器等领域的应用也愈发成熟。半导体产业迎来黄金发展时期,2021 年全球半导体产值达 5559 亿美元,相比 2020 年同比增长 26%。 0%5%10%15%20%02040608020021研发支出(百万元)占营业收入比重 芯源微首次报告 引领涂胶显影设备国产替代,积极开拓清洗设备市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 11 图 13:新应用、新技术驱动半导体市场快速增长 图 14:全球半导体销售额 2021 年同比提升

30、 26% 数据来源:东方证券研究所整理 数据来源:SEMI、WSTS、东方证券研究所 国内半导体产业崛起,带动配套制造和设备需求。国内半导体产业崛起,带动配套制造和设备需求。上世纪70年代半导体产业在美国形成规模,其后,半导体产业总共经历了三阶段产业扩散:第一阶段是从 20 世纪 60 年代开始,半导体产业中心由美国本土向日本扩散,成就了东芝、松下、日立等知名半导体企业;第二阶段是在 20 世纪90 年代末期到 21 世纪初,半导体产业中心由美国、日本向韩国以及中国台湾扩散,造就了三星、海力士、台积电、日月光等一流半导体厂商;第三阶段,是当前正在发生的,半导体产业向中国大陆扩散,有望造就新一批

31、的一流的半导体设计、制造、设备及材料企业。制造端,SEMI 数据显示,全球半导体制造商在 2021 年建设了 19 座全新晶圆厂,2022 年将另外建设 10 座晶圆厂,其中中国大陆、中国台湾地区各有 8 座晶圆厂建设项目,领先其他地区。总体来看,未来数年这29 座晶圆厂的设备支出预计将超过 1400 亿美元。 图 15:半导体产业向中国大陆扩散 图 16:21、22 年全球新建晶圆厂中国大陆及台湾地区占比最大(单位:个) 数据来源:前瞻产业研究院、东方证券研究所 数据来源:SEMI、东方证券研究所 中国大陆半导体设备行业快速增长,全球占比持续提升。中国大陆半导体设备行业快速增长,全球占比持续

32、提升。如上所述,受益于半导体产业的高景气及向国内的转移,制造、设备需求快速提升。相关数据显示, 2021 年前三季度全球半导体设备销售额达 752 亿美元,已超越 2020 年全年设备销售,同比提升 46%;其中,中国大陆半导体设备销售额占比达到 29%,相比于 10 年之前不足 10%的占比有明显提升。 -30%-20%-10%0%10%20%30%01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,000全球半导体市场规模(亿美元)YOY(%)024681020212022 芯源微首次报告 引领涂胶显影设备国产替代,积极开拓清洗设备市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其

33、他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 12 图 17:中国大陆半导体设备行业快速增长,全球占比持续提升(单位:十亿美元) 数据来源:wind、东方证券研究所 芯源微具备涂胶显影、清洗、湿法刻蚀芯源微具备涂胶显影、清洗、湿法刻蚀等等设备供应能力,覆盖设备供应能力,覆盖晶圆制造晶圆制造设备市场设备市场达达 10%以上的需以上的需求。求。半导体设备市场中,晶圆制造设备占比约 86%。公司主要业务涂胶显影设备在前道设备投资中占比约 4%,清洗设备占比约 5%,湿法刻蚀设备占比约 2%(湿法蚀刻在刻蚀中占比 10%),公司合计前道市场覆盖

34、率达到 10%以上。 图 18:晶圆制造设备占半导体设备市场份额约 86% 图 19:集成电路前道制造设备投资占比情况-2019 数据来源:华经产业研究、东方证券研究所 数据来源:华经产业研究、东方证券研究所 0%5%10%15%20%25%30%007080中国大陆半导体设备销售额全球半导体设备销售额中国大陆占比晶圆制造设备, 86%封装设备, 8%测试设备, 5%薄膜沉积, 22%光刻, 21%刻蚀, 21%检测, 11%清洗, 5%涂胶显影, 4%CMP, 3%其他, 13% 芯源微首次报告 引领涂胶显影设备国产替代,积极开拓清洗设备市场 有关分析师的申明,见本报告

35、最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 13 2.2 涂胶显影:前道涂胶显影设备国产替代领军者 涂胶显影是光刻环节重要步骤。涂胶显影是光刻环节重要步骤。涂胶/显影机作为光刻机的输入(曝光前光刻胶涂覆)和输出(曝光后图形的显影),主要通过机械手使晶圆在各系统之间传输和处理,从而完成晶圆的光刻胶涂覆、固化、显影、坚膜等工艺过程,其不仅直接影响到光刻工序细微曝光图案的形成,显影工艺的图形质量对后续蚀刻和离子注入等工艺中图形转移的结果也有着深刻的影响,是集成电路制造过程中不可或缺的关键处理设备。 图 20:涂胶显影是光刻环节重

36、要步骤 数据来源:公司招股说明书、东方证券研究所 不同光源的光刻工艺需要不同的涂胶显影设备不同光源的光刻工艺需要不同的涂胶显影设备。在早期的集成电路和较低端的半导体制造工艺中,此类设备往往单独使用(Off Line) 。随着集成电路制造工艺自动化程度及客户对产能要求的不断提升,在 200mm(8 英寸)及以上的大型生产线上,此类设备一般都与光刻设备联机作业(In Line) ,组成配套的圆片处理与光刻生产线,与光刻机配合完成精细的光刻工艺流程。inline 设备整体上来讲技术要求相对更高,随着半导体产品制造技术特征尺寸的不断减小,光刻机光源持续升级,对应的涂胶显影设备亦持续升级。 表 1:光刻

37、工艺迭代路径 类型 光源 波长 对应设备 制程节点 是否与光刻机联机 第一代 G-line 436nm 接触式光刻机、接近式光刻机 800-250nm offline 第二代 I-line 365nm 接触式光刻机、接近式光刻机 800-250nm inline 第三代 KrF 248nm 扫描投影式光刻机 180-130nm inline 第四代 ArF 193nm 步进扫描投影光刻机、浸没式步进扫描投影光刻机 130-14nm inline 第五代 EUV 13.5nm 极紫外光刻机 14nm- inline 数据来源:招股说明书,东方证券研究所 芯源微首次报告 引领涂胶显影设备国产替代,

38、积极开拓清洗设备市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 14 从涂胶显影设备技术难度看,Off-line 工艺设备难度低于 In-Line 工艺设备,而 InLine 工艺设备中,I-Line工艺设备难度小于KrF、ArF工艺设备小于ArFi工艺设备(浸没式ArF工艺设备)小于EUV工艺设备。 图 21:涂胶显影设备随光刻工艺迭代,技术难度提升 数据来源:公司公告、东方证券研究所 国内前道涂胶显影设备市场规模国内前道涂胶显影设备市场规模 2021 年约年约 10.3 亿美元。亿美元。其中

39、,若按照 off-line 设备占比 15%、I-line设备占比20%、KrF+ArF设备占比35%、ArFi设备占比30%计算,off-line设备、I-line设备、KrF+ArF 设备、ArFi 设备对应国内市场规模分别为 1.5、2.1、3.6、3.1 亿美元。 表 2:中国大陆前道涂胶显影设备市场规模测算(亿美元) 2016 2017 2018 2019 2020 2021E 2022E 中国大陆前道设备销售额-亿美元 55 71 113 116 161 257 284 涂胶显影设备占比 4% 4% 4% 4% 4% 4% 4% 中国大陆前道涂胶显影设备市场规模 2.2 2.8 4

40、.5 4.6 6.4 10.3 11.4 其中 off-line(15%) 0.3 0.4 0.7 0.7 1.0 1.5 1.7 I-line(20%) 0.4 0.6 0.9 0.9 1.3 2.1 2.3 KrF+ArF(35%) 0.8 1.0 1.6 1.6 2.3 3.6 4.0 ArFi(30%) 0.7 0.8 1.4 1.4 1.9 3.1 3.4 数据来源:华经产业研究、wind、东方证券研究所 TEL垄断全球涂胶显影市场垄断全球涂胶显影市场,国产替代空间广。,国产替代空间广。从全球数据来看,2019年东京电子占据涂胶显影设备 87%市场份额。国内市场来看,东京电子占据国内

41、市场 91%市场份额,DNS 占据 5%市场份额,国内仅芯源微占据 4%市场份额,国产替代空间十分广阔。 芯源微首次报告 引领涂胶显影设备国产替代,积极开拓清洗设备市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 15 图 22:2019 年全球涂胶显影行业市场占有率 图 23:2019 年中国大陆涂胶显影行业市场占有率 数据来源:华经产业研究院、东方证券研究所 数据来源:华经产业研究院、东方证券研究所 公司为前道涂胶显影设备公司为前道涂胶显影设备国内国内目前唯一供应商,持续技术升级,替代路径清晰

42、。目前唯一供应商,持续技术升级,替代路径清晰。公司目前产品可覆盖 PI、Barc、SOC、SOD、I-line、KrF、ArF 等工艺,ArFi(浸没式 ArF)工艺设备也正在研发验证过程中。由于目前国内暂无 EUV 光刻设备,EUV 工艺涂胶显影设备国内暂无需求。公司有望逐步按照 I-lineKrFArFArFi(浸没式)的路径实现对海外涂胶显影设备的替代,同时在胶膜涂覆均匀性、平均故障间隔时间、产能等核心技术指标方面有望逐步追平甚至赶超海外厂商。 表 3:主要涂胶显影设备厂商工艺覆盖能力对比 PI Barc SOC SOD I-line KrF KrFi ArF ArFi EUV 东京电子

43、 迪恩士 芯源微 研发及验证 数据来源:公司招股书、东方证券研究所 目前公司已实现小批量替代,大客户认证进展顺利。目前公司已实现小批量替代,大客户认证进展顺利。目前,公司生产的前道涂胶显影设备获得了多个前道大客户订单及应用,下游客户覆盖逻辑、存储、功率器件及其他特种工艺等多家国内厂商,实现了小批量替代。认证进展方面,公司生产的 offline 涂胶显影机已实现批量销售,I-line 涂胶显影机已经通过部分客户验证并进入量产销售阶段、KrF 涂胶显影机已经通过客户 ATP 验收。随着各项关键技术的突破及工艺验证的稳步推进,公司前道涂胶显影机具备快速实现国产替代的技术实力。 2.3 清洗设备:物理

44、清洗设备国内领先,积极拓展化学清洗 工艺制程推进,杂质敏感度提升影响芯片良率,推动清洗步骤不断增加。工艺制程推进,杂质敏感度提升影响芯片良率,推动清洗步骤不断增加。随着半导体芯片工艺技术的发展,工艺技术节点进入 28 纳米、14 纳米等更先进等级,工艺流程不断延长且越趋复杂,87%13%东京电子DNS及其他91%5%4%东京电子DNS芯源微 芯源微首次报告 引领涂胶显影设备国产替代,积极开拓清洗设备市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 16 小尺寸污染物的高效清洗更困难,而先进制程对杂

45、质的敏感度更高,从而使得产线成品率下降,解决的方法主要是增加清洗步骤,晶圆清洗变得更加重要。 图 24:制程缩小带来清洗工序步骤数量大幅增加(次) 图 25:清洗机示意图 数据来源:中国产业信息网、东方证券研究所 数据来源:芯源微官网、东方证券研究所 湿湿法清洗设备为主流法清洗设备为主流,市场占比,市场占比 90%以上以上。按照清洗原理来分,清洗设备可分为干法清洗设备和湿法清洗设备。湿法清洗是指使用腐蚀性或氧化性较强的溶剂进行喷雾或擦洗,使硅表明的杂质与溶剂发生化学反应,生成可溶性物质或气体,从而将晶圆表明的颗粒或其他金属离子清洗掉。干法清洗是指不使用化学溶剂的清洗技术,主要包括等离子清洗、超

46、临界气相清洗、束流清洗等技术。干法清洗虽然具有对不同薄膜有高选择比的有点,但可清洗污染物比较单一,目前在28nm 及以下技术节点的逻辑产品和存储产品有应用。晶圆制造产线通常以湿法清洗为主,少量特定步骤采用湿法和干法清洗相结合的方式互补所短。预计未来清洗设备仍将呈现二者并存发展的局面,并均向节点更先进、功能多样化、体积小、效率高、能耗低的方向发展,在短期内二者无相互替代趋势。整体来看,湿法清洗步骤占总体清洗步骤的 90%以上。 图 26:湿法、干法清洗涉及的主要清洗方法情况 类别 清洗方法 清洗介质 湿法清洗 溶液浸泡法 化学药液 机械刷洗法 去离子水 二流体清洗 SC-1 溶液,去离子水等 超

47、声波清洗 化学溶剂加超声辅助 兆声波清洗 化学溶剂加兆声波辅助 批式旋转喷淋法 高压喷淋去离子水或清洗液 干法清洗 等离子清洗 氧气等离子体 气相清洗 化学试剂的气相等效物 束流清洗 高能束流状物质 图 27:湿法清洗设备为主流设备 数据来源:中国产业信息网、东方证券研究所 数据来源:中国产业信息网、东方证券研究所 在湿法清洗工艺路线下,单片清洗设备为主流。在湿法清洗工艺路线下,单片清洗设备为主流。在湿法清洗工艺路线下,目前主流的清洗设备主要包括单片清洗设备、槽式清洗设备等,其中单片清洗设备市场份额占比最高,达到 75%。单片清洗的优势主要在于能够在整个制造周期提供更好的工艺控制,改善了单个晶

48、圆和不同晶圆间的905205220025090755445382820清洗步骤湿法清洗, 90%干法清洗, 10% 芯源微首次报告 引领涂胶显影设备国产替代,积极开拓清洗设备市场 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 17 均匀性,提高了产品良率;更大尺寸的晶圆和更先进的工艺对于杂质更敏感,槽式清洗出现交叉污染的影响会更大,进而危及整批晶圆的良率,会带来高成本的芯片返工支出,因而单片清洗设备更适合用于更先进工艺。槽式清洗设备相对而言则具有更高的清洗

49、产能,适合大批量生产,对于工业、汽车电子、电力电子用途的芯片,仍在大量使用 6 英寸和 8 英寸晶圆及m 级工艺,槽式清洗设备能更好满足该类应用需求。 图 28:单片、槽式清洗设备各有优劣 设备种类设备种类 清洗方式清洗方式 应用特点应用特点 单片清洗设备 旋转喷淋,兆声波清洗,二流体清洗,机械刷洗等 具有极高的工艺环境控制能力与微粒去除能力,有效解决晶圆之间交叉污染的问题;每个清洗腔体内每次只能清洗单片晶圆,设备产能较低 槽式清洗设备 溶液浸泡,兆声波清洗等 清洗产能高,适合大批量生产;但颗粒,湿法刻蚀速度控制差;交叉污染风险大。 图 29:单片清洗设备为市场主流-2019 数据来源:盛美上

50、海招股说明书、东方证券研究所 数据来源:Gartner、东方证券研究所 中国大陆清洗设备市场规模中国大陆清洗设备市场规模 2021 年约年约 12.8 亿美元。亿美元。按照其中单片清洗设备占比 75%、槽式清洗设备占比 18%、其他类型清洗设备占比 7%计算,2021 年中国大陆单片清洗设备、槽式清洗设备、其他类型清洗设备市场规模约 9.6、2.3、0.9 亿美元;按照单片清洗设备中物理清洗设备占比13%,化学清洗设备占比 87%计算,单片物理清洗、单片化学清洗设备市场规模为 1.3、8.4 亿美元。 表 4:国内清洗设备市场空间测算(亿美元) 2016 2017 2018 2019 2020

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