光刻机工艺制造龙头企业——上海微电子技术公司已成功完成了22nm光刻机的研制工作。从技术角度来看,虽然该设备在工艺制程上与国际顶尖大厂荷兰ASML相比还是有一定差距,但从近几年国内光刻机整体研制进程来看,这是我国在光刻机领域所取得的一大突破。
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今天我们一起梳理一下北方华创,公司主要从事基础电子产品的研发、生产、销售和技术服务, 主要产品为电子工艺装备和电子元器件 ,是国内主流高端电子工艺装备供应商,也是重要的高精密电子元器件生产基地。
公司电子工艺装备主要包括半导体装备、真空装备和锂电装备 ,广泛应用于集成电路、半导体照明、功率器件、微机电系统、先进封装、新能源光伏、新型显示、真空电子、新材料、锂离子电池等领域。电子元器件主要包括电阻、电容、晶体器件、微波组件、模块电源等,广泛应用于精密仪器仪表、自动控制等高、精、尖特种行业领域。
半导体制造过程分为硅片制造、晶圆加工和封装测试三个步骤。 半导体制造过程需要经过几百道复杂的工艺流程,但可以大致分为硅片制造、晶圆加工和封装测试三大环节。 硅片制造是半导体制造的第一大环节,主要是将天然硅石通过提炼加工得到晶圆加工所需要的硅片,其涉及的主要设备包括单晶炉、切磨抛光设备。晶圆制造是通过数百道复杂工艺将硅片加工成半导体的过程,其涉及的主要设备包括热处理、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、抛光和清洗等设备。 封装和测试是将完成加工的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程,主要涉及的设备有分选机和测试机等。
半导体设备投资中晶圆加工设备占比达80%。 半导体设备在新建的晶圆厂资本支出中占比为80%,而在半导体设备中晶圆加工设备占比为80%,为最主要的资本支出项目,封装测试设备占比15%,其余设备占比5%。根据前瞻产业研究院的数据,在晶圆加工设备中,刻蚀机投资占比最高达30%,其次是薄膜沉积设备占比25%,光刻机占比23%,其余设备合计占比22%。 在各细分领域中,我国半导体设备企业具备竞争力的设备主要包括刻蚀设备、薄膜沉积设备以及清洗设备 。
2019年全球刻蚀设备规模约115亿美元,市场集中度高,CR3达91%。 全球刻蚀设备主要由泛林半导体(LAM)、东京电子(TEL)和应用材料(AMAT)垄断,其市场占有率分别为52%、20%和19%。 国内主要的刻蚀设备企业包括中国电科、中微公司、北方华创和屹唐半导体。其中中微公司刻蚀产品以电容耦合刻蚀(CCP)为主,北方华创刻蚀产品以电感耦合刻蚀(ICP)为主 。
薄膜沉积设备以化学气相沉积(CVD)为主,占比53%,物理气相沉积(PVD)占比25%。 半导体薄膜沉积设备主要可以分为CVD、PVD和包括原子层沉积(ALD)在内的其他沉积设备。根据前瞻产业研究院数据,三者的市场份额占比分别为53%、25%和18%。在CVD市场中。应用材料、泛林半导体和东京电子占据了70%的市场份额;在PVD市场中,应用材料市占率高达85%,处于绝对垄断的地位。 国内薄膜沉积设备龙头有北方华创和沈阳拓荆。其中,北方华创产品线覆盖CVD、PVD和ALD,沈阳拓荆主要覆盖CVD和ALD 。
半导体清洗设备中,湿法清洗为主,占比90%,干法清洗占比10%。 随着半导体制程推进,对工艺水平要求也越来越高,清洗工艺显得越发重要。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,其中湿法清洗设备市场占比达90%,是主要的清洗设备。清洗设备市场集中度较高,CR4达94%,其中Screen市占率54%,是清洗设备的主要生产商。 国内清洗设备商主要有至纯 科技 、北方华创和盛美半导体,盛美半导体目前主要产品是单片式清洗设备,北方华创和至纯 科技 目前仍主要以槽式清洗为主,三者核心产品存在差异,正面竞争较少 。
近年来我国半导体设备市场正处于快速增长的阶段,2015年我国半导体设备市场规模为49亿美元,2019年在全球市场下降的情况下,大陆半导体设备市场规模达134.5亿美元,同比增长2.6%,2015-2019年CAGR为28.7%,高于全球平均水平。 随着今年国内晶圆厂资本支出的上升,半导体设备将充分受益 ,根据SEMI的最新预测,2020年中国大陆半导体设备市场规模将达173亿美元,同比增长28.6%。而在2020年国内晶圆厂密集资本支出之后,2021年中国大陆半导体设备市场规模将小幅回落,市场规模为166亿美元,同比下降4%,仍旧为全球最大半导体设备市场。
2019年国产半导体设备销售额为161.82亿元,同比增长30%。其中集成电路设备销售额为71.29亿元,同比增长55.5%。而中国大陆2019年半导体设备市场规模134.5亿美元,国产化率约17%,具备较大国产替代空间 。
半导体设备是公司最重要的业务,也是未来最重要的发展方向。 北方华创作为国资背景的半导体设备国产化主力军,承担了863计划和国家02专项等多个半导体设备公关研发项目,包括刻蚀设备、PVD和CVD设备的研发和产业化,公司承担项目已部分完成验收实现产业化。
在集成电路刻蚀设备方面,公司主要覆盖ICP刻蚀设备,而中微公司主要覆盖CCP刻蚀设备,两者短期内并不存在直接竞争的关系。 公司ICP刻蚀设备主要用于硅刻蚀和金属材料的刻蚀,28nm制程以上刻蚀设备已经实现产业化,在先进制程方面,公司硅刻蚀设备已经突破14nm技术,进入上海集成电路研发中心,与客户共同开展研发工作。
PVD是公司最具竞争力的半导体设备产品。 磁控溅射技术属于PVD(物理气相沉积)技术的一种,是制备薄膜材料的重要方法之一。北方华创突破了溅射源设计技术、等离子产生与控制技术、颗粒控制技术、腔室设计与仿真模拟技术、软件控制技术等多项关键技术,实现了国产集成电路领域高端薄膜制备设备零的突破,设备覆盖了90-14nm多个制程。根据公司官网消息,公司PVD设备被国内先进集成电路芯片制造企业指定为28nm制程Baseline机台,并成功进入国际供应链体系。
公司氧化扩散设备技术成熟,国内市占率较高。 氧化是将硅片放置于氧气或水汽等氧化剂的氛围中进行高温热处理,退火指集成电路工艺中所有在氮气等不活泼气氛中进行热处理的过程。上述工艺广泛用于半导体集成电路制造,北方华创的立式炉、卧式炉设备达到国内半导体设备的领先水平,成为了主流厂商扩散氧化炉设备的优选,实现了较高的设备国产化率。
公司依靠地理优势,提供优质本地服务,增强了产品竞争力。随着国内晶圆厂资本支出上升,半导体设备国产化步伐加快,公司近年来在长江存储、华虹无锡、华力集成、上海积塔、燕东微电子等多个项目取得订单。公司5/7nm先进制程设备研发项目有序推进,奠定公司长期竞争力 。
一、半导体设备龙头企业
北方华创成立于2001年,前身可追溯到国家“一五”期间建设的军工重点项目;2010年深交所上市;2015年七星电子和北方微电子战略重组为北方华创;2016年完成重组并引进大基金等战略投资者实现了产业与资本的融合;2017年更名北方华创;2018设立北方华创美国硅谷研究院,开展先进半导体设备技术研发;2019年募资20亿元用于半导体设备研发及产业化项目和高精密电子元器件扩产。
二、业务分析
2015-2020年,营业收入由8.54亿元增长至60.56亿元,复合增长率47.96%,20年同比增长49.23%,2021Q1实现营收同比增长51.76%至14.23亿元;归母净利润由0.39亿元增长至5.37亿元,复合增长率0.73%,20年同比增长73.75%,2021Q1实现归母净利润同比增长175.27%至0.73亿元;扣非归母净利润分别为-0.05亿元、-2.61亿元、-2.08亿元、0.76亿元、0.70亿元、1.97亿元,20年同比增长180.81%,2021Q1实现扣非归母净利润同比增长348.98%至0.32亿元;经营活动现金流分别为-0.44亿元、-2.01亿元、0.32亿元、-0.20亿元、-9.41亿元、13.85亿元,20年同比增长247.12%,2021Q1实现经营活动现金流同比下降8.40%至6.61亿元。
分产品来看,2020年电子工艺装备实现营收同比增长52.58%至48.69亿元,占比80.40%,毛利率减少5.79pp至29.44%;电子元器件实现营收同比增长37.46%至11.65亿元,占比19.24%,毛利率增加6.26pp至66.15%;其他实现营收同比增长12.29%至2192.83万元,占比0.36%。
2020年前五大客户实现营收26.44亿元,占比43.66%,其中第一大客户实现营收11.77亿元,占比19.43%。
三、核心指标
2015-2020年,毛利率由40.62%下降至17年低点36.59%,随后逐年提高至19年40.53%,20年下降至36.69%;期间费用率16年上涨至高点64.11%,随后逐年下降至19.19%,其中销售费用率16年上涨至高点6.70%,随后逐年下降至18年低点5.08%,而后上涨至5.84%,管理费用率16年上涨至高点55.72%,随后逐年下降至19年低点13.75%,20年上涨至14.06%,财务费用率由1.96%下降至17年低点1.20%,随后逐年上涨至19年高点2.44%,20年下降至-0.71%;利润率由8.79%下降至17年低点7.53%,随后逐年提高至14.06%,加权ROE由2.09%提高至8.51%。
四、杜邦分析
净资产收益率=利润率*资产周转率*权益乘数
由图和数据可知,15-17年净资产收益率的提高是由于资产周转率和权益乘数的提高,18年净资产收益率的提高是由于利润率、资产周转率和权益乘数共振提高所致,19年 净资产收益率的下降是由于权益乘数的下降,20年净资产收益率的提高是由于利润率和资产周转率的提高。
五、研发支出
20年公司研发投入同比增长41.39%至16.08亿元,占比26.56%,资本化10.52亿元,资本化率65.38%;截止2020年末公司研发人员1415人,占比23.67%。
六、估值指标
PE-TTM 150.18,位于近3年50分位值附近。
根据机构一致性预测,北方华创2023年业绩增速在33.45%左右,EPS为2.84元,18-23年5年复合增长率43.33%。目前股价176.46元,对应2023年估值是PE 61.97倍左右,PEG 1.85左右。
看点:
公司作为国内半导体设备龙头企业,深度布局半导体装备、真空装备、新能源锂电装备和精密元器件,产品体系具有较强竞争力,同时在技术研发、客户卡位等方面优势明显,叠加晶圆厂扩产潮再度开启,国产替代进程提速可期,公司核心竞争优势凸显,有望引领半导体设备国产替代大潮崛起。
1、大族激光(002008):2020年6月17日公司在互动平台称:公司在研光刻机项目分辨率3- 5μm,主要聚焦在分立器件、LED等领域的应用,今年有望实现小批量销售。 2、张江高科(600895):公司在互动平台表示,上海张江浩成创业投资有限公司2016年投资了 上海微电子装备有限公司22,345万元,投资比例为10.779%。 3、晶方科技(603005):公司在互动平台表示,荷兰光刻机制造商ASML为公司参与并购的荷兰 Anteryon公司的最主要客户之一。Anteryon为全球同时拥有混合镜头、晶圆级微型光学器件工艺 技术设计、特性材料及量产能力的技术创新公司,其产品可广泛应用于半导体精密设备、工业自 动化、汽车、安防、3D传感器为代表的消费类电子等应用领域。 4、赛微电子(300456):公司在互动易平台披露:公司一直为全球光刻机巨头厂商提供透镜系 统MEMS部件的工艺开发与晶圆制造服务。ASML为公司商业合作伙伴。公司瑞典与北京分别拥有 数台光刻机;瑞典产线2017-2019年产能利用率一直保持在80%以上的高水平 5、万业企业(600641):全资子公司凯世通采取“领先一步”的策略、采用有国际竞争力的设 计理念,着力研制16纳米及以下制程的FinFET集成电路离子注入机,并针对研制低能大束流离子 注入机所需要解决的关键技术和技术难点,建立起相应的研发平台、相关核心关键技术及工艺的 研究参数数据库和性能检测规范标准。2019年凯世通的低能大束流离子注入机迁机成功,顺利进 入离子注入晶圆验证阶段。参股公司上海半导体装备材料基金持有华卓精科2.08%股权。 6、上海新阳(300236):公司在互动易平台表示,中芯国际是公司的主要客户之一。2020年2 月,公司在互动易平台披露,公司KRF光刻机能支持96层3D NAND用光刻胶研究,及250nm、 130nm工艺制程逻辑电路用光刻胶研究。公司正在加快开发第三大核心技术——光刻技术,在集 成电路制造用ArF干法、KrF厚膜胶、I线等高端光刻胶领域已有重大突破。同时,积极布局半导体 硅片、半导体湿法工艺设备、平板液晶显示用光刻胶等业务领域。 7、南大光电(300346):超募资金投资”ArF光刻胶产品的开发与产业化”项目。 8、飞凯材料(300398):公司从事PCB光刻胶专用化学品。 9、胜利精密(002426):胜利精密计划募资不超过20亿元,投向光刻机产业化。 10、华特气体(688268):华特气体是特种气体龙头企业。 11、福晶科技(002222):公司是全球最大的LBO、BBO晶体供应商,也是全球重要的Nd: YVO4晶体供应商,控股子公司青岛海泰光电技术有限公司是国内最大的KTP晶体生产商。公司产 品已被全球各大激光器公司广泛采用,公司与客户建立了良好的合作关系,在客户中享有良好的 声誉,并树立了良好的品牌形象。公司品牌“CASTECH”已在全球激光界树立了高技术、高品 质、优服务的市场形象,核心产品被国际业界誉为“中国牌晶体”。 12、智光电气(002169):粤芯采购的是荷兰ASML阿斯麦公司的光刻机。智光电气间接持有粤 芯半导体股权。 13、容大感光(300576):公司为拓展业务范围及产品应用领域,投资设立控股子公司上海芯刻微 材料技术有限责任公司进行193nm干法光刻胶研发及产业化项目。 14、强力新材(300429):公司从事PCB刻胶专用化学品。 15、晶瑞股份(300655):该公司光刻胶产品已经通过中芯国际上线测试并取得订单。 16、光华科技(002741):针对面板行业对光阻材料的巨大需求,公司引入韩国光阻材料供应商 SMS、KISCO、DKC,国内部分客户已进入材料打样测试认证阶段,下一步公司将配合客户逐步 实现量产。 17、蓝英装备(300293)公司在互动平台称:公司瑞士子公司UCMAG主要为光学和精密仪器行 业提供清洗设备。对于精密光学、医学工程、精密机械以及PVD、CVD涂层前清洗等典型的清洁 度要求最高的应用领域,公司在精密清洗业务板块的代表产品UCM系统可提供全套个性化的设备 及解决方案。凭借行业领先的技术实力,UCMAG为ASML(荷兰光刻机制造商阿斯麦公司)及其 供应商提供极紫外光刻机(EUV)的光学系统相关关键部件的清洗设备。 18、江化微(603078):公司孙公司无锡澄泓生产的产品主要是光刻胶剥离液,目前主要用在液 晶面板领域。 19、高盟新材(300200):公司主营业务为超净高纯试剂、光刻胶配套试剂等湿电子化学品的研 发、生产和销售。 20、奥普光电(002338):公司从事的主要业务为光电测控仪器设备、光学材料和光栅编码器等 产品的研发、生产与销售。2020年5月31日互动平台讯,公司大股东长春光机所正在研发更高水 平的光刻机曝光系统。 21、西陇科学(002584):公司是一家专业从事微电子化学品的产品研发、生产和销售的高新技 术企业,主导产品包括超净高纯试剂、光刻胶、功能性材料、锂电池材料和基础化工材料等。 相关推荐 22、同益股份(300538):2019年3月13日公司互动平台披露博砚电子为宝通辰韬投资,该公司 是一家研发、生产光阻的厂家,主要产品为彩色滤光片用光阻黑色矩阵光阻、感光间隙材料,产品广 泛适用于液晶显示屏、印刷电路和集成电路以及印刷制版等。 23、广信材料(300537):2018年公司主营业务产品仍以光刻胶专用化学品为主,分为光刻胶用 光引发剂和光刻胶树脂两大系列。
一、晶瑞股份
核心逻辑:进口替代助力业绩增长,国产光刻胶核心标的。
晶瑞股份是国内技术领先的微电子化学品龙头,产品包括超净高纯试剂、光刻胶、功能性材料、锂电池粘结剂等。
二、上海新阳
核心逻辑:半导体业务驱动21Q1经营业绩高增长,购买光刻机布局高端光刻胶项目。
上海新阳为拓展业务范围及产品应用领域,投资设立控股子公司上海芯刻微材料技术有限责任公司进行193nm(ArF)干法光刻胶研发及产业化项目。
三、南大光电
核心逻辑:ArF光刻胶认证通过,国产材料持续推进。
南大光电主要从事先进前驱体材料、电子特气、光刻胶及配套材料三类半导体材料产品生产、研发和销售。公司设立光刻胶事业部,并成立了全资子公司“宁波南大光电材料有限公司”,全力推进“ArF光刻胶开发和产业化项目”的落地实施
四、扬帆新材
公司是全球光引发剂重要供应商,公司主要的光引发剂品种众多,其中部分产品可以用于光刻胶生产领域。
关于手机系统及生态的开发难度,有这样一个共同的认知:砸数十亿进去了,可能连个水花都不一定能见到;见到了水花,又一个数十亿进去了,也可能意味着只是“失败”的晚一些,多浪费了几十个亿而已。一套成熟的手机系统及相应生态开发的难度可想而知,花费的不只是成千上万名的顶级技术人员,更需要庞大的资金体系予以支持,以及长达数年之久时间的通宵达旦。比尔盖茨自己曾磕到过一次,并且表示过不看好华为鸿蒙,也认为他只是晚些时间失败!
而芯片的开发难度,恐怕再大上一个数量级也不为过。试想,当日夜钻研终于有了技术,也有了材料,但是你没有顶级的光刻机,恐怕也生产不了顶级的芯片。我国的光刻机龙头企业上海微电子公司,目前已达到28nm的工艺技术,虽能满足基建与部分国防需求,然而与大家经常看到的7nm(头发丝的万分之一粗细)甚至是5nm级工艺相比,还是有点相形见绌、捉襟见肘了。而世界上能生成5nm工艺芯片的光刻机,只有荷兰阿斯麦公司的EVU光刻机,相信大家对“荷兰光刻机”这个词汇并不陌生。
阿斯麦公司EVU光刻机技术的高壁垒性,或许不亚于甚至远超氢弹的工艺难度,由数个国家共同打造,它是集多国高 科技 之力,比如由美企提供光源和计量技术,德国提供精密器械以及光学技术支持等。阿斯麦公司经过30多年的发展,已经处于芯片行业绝对的垄断地位,真正掌控了全球顶级芯片的命脉。
造手机系统难吗?难!造芯片难吗?难!而就是这样,明知路途极为艰辛、人力物力财力的消耗更是难以计量,并且数年的研究发展还不一定会有成效和收益、甚至稍不留神一切都会打了水漂!那华为公司,为何还要去做这种吃力不一定能讨到好处的事情?或许,一个真正有良知、有极强 社会 责任感的企业,才会真正奉献于他所热爱的国。华为,一直在默默中,为大家,为整个他爱的 社会 负重前行!
直到近些天,我们终于看到,华为早几年开始的,无论是手机操作系统还是海思芯片的未雨绸缪提前布局,显得是那么必要和迫切。
华为近些年的迅猛发展,在特朗普看来已触动了其根本利益。从非法扣留华为美女高管孟晚舟、继而限制谷歌gms的提供、而后将华为纳入实体名单,近期的芯片断供等一系列对华为的制裁、频频升级;而近日又修改规则出台“新规”,明确凡是使用美国芯片技术和设备的国外芯片公司,须经过美国同意方可生产出售;很明显,特朗普的这一行为是想直接切断华为的芯片供应链,将对华为的制裁再度升级!
没有伤痕累累,哪会有皮糙肉厚,自古英雄多磨难!滔天巨浪方显英雄本色,艰难困苦共筑诺亚方舟!这是海思总裁何庭波致员工信中所说。字里行间,流露出华为高层对打压制裁毫不畏惧,直面困难,迎难而上。华为一直在负重前行,而华为精神,令国人与其一起沸腾。
有朋友说过这样一句话:尽管最近几年华为手机的价格一路水涨船高,然而换机还是必选华为。他认为华为并非是要撸羊毛,只是在研发手机系统和自研芯片的道路上缺钱了,他也想尽一份绵薄之力,仅此而已。
笔者认为:支持华为,不仅仅是在支持国货,更是在支持中国最高新 科技 的成长!假如你不喜欢华为,那没有关系;假如你仍旧买iPhone手机,那也没有关系;但是!在最关键的大是大非上,至少在我们心中的信念和最关键的行动上,一定要力挺中国企业和中国 科技 !一定要同祖国站在一起,不为什么,我们都是中国人!