(報(bào)告出品方/作者:申萬(wàn)宏源研究,袁航、駱?biāo)歼h(yuǎn))
1.半導(dǎo)體封測(cè)設(shè)備:景氣向上,行業(yè)新一輪擴(kuò)容封裝測(cè)試屬于芯片制造的后道工序,主要是將晶圓廠完成的晶圓片切割成裸片,并進(jìn)行封裝和測(cè)試,最后輸出芯片成品給芯片設(shè)計(jì)公司。產(chǎn)業(yè)鏈橫向來(lái)看,封測(cè)是我國(guó)在半導(dǎo)體行業(yè)中全球市場(chǎng)份額較高的一個(gè)環(huán)節(jié)。封測(cè)廠商也需要投資大量的專用設(shè)備,一般占半導(dǎo)體設(shè)備整體市場(chǎng)的15%。后道工廠的資本和研發(fā)投入雖然相對(duì)于前道晶圓廠較小,但先進(jìn)封裝工藝也需大量專用設(shè)備和工藝支持。
IC封測(cè)分為封裝與測(cè)試兩個(gè)環(huán)節(jié):(1)封裝環(huán)節(jié)將集成電路與引線框架上的集成電路焊盤與引腳相連接以達(dá)到穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)集成電路的目的,并使用塑封料保護(hù)集成電路免受外部環(huán)境的損傷;(2)廣義的半導(dǎo)體測(cè)試工藝貫穿集成電路設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)三大過(guò)程,是提高集成電路制造水平的關(guān)鍵工序之一。封測(cè)環(huán)節(jié)的測(cè)試工藝特指后道檢測(cè)中的晶圓檢測(cè)(CP)及成品檢測(cè)(FT)。
中國(guó)大陸封測(cè)行業(yè)已進(jìn)入第一梯隊(duì)。封裝和測(cè)試工廠主要建立在中國(guó)大陸和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū),其他一些新封測(cè)工廠設(shè)施基地大多設(shè)置在東南亞等人力成本較低區(qū)域。產(chǎn)業(yè)鏈橫向?qū)Ρ葋?lái)看封測(cè)為我國(guó)在半導(dǎo)體行業(yè)中全球市場(chǎng)份額較高環(huán)節(jié),2019年中國(guó)OSAT廠商合計(jì)擁有全球38%的市場(chǎng)份額,且這些廠商已經(jīng)展開(kāi)了全球化布局,超過(guò)30%的制造設(shè)施都新建在中國(guó)之外。
根據(jù)Chipinsights數(shù)據(jù),2020年前十大封測(cè)公司相比2019年產(chǎn)業(yè)集中度進(jìn)一步加劇,CR10占OSAT營(yíng)收的84%,較2019年83.6%增加0.4pcts。根據(jù)總部所在地劃分,前十大封測(cè)公司中,中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)有五家(日月光、力成、京元電、南茂、頎邦),市占率為46.26%,較2019年43.9%增加2.3pcts;中國(guó)大陸有三家(長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技),市占率為20.94%,較2018年20.1%增加0.84pcts;美國(guó)一家(安靠),市占率為14.62%,較2018年持平;新加坡一家(聯(lián)合科技),市占率為2.15%;營(yíng)收增速前兩名分別為通富微電(30.46%)、長(zhǎng)電科技(19.09%)都是中國(guó)大陸廠商,主要來(lái)源于先進(jìn)封裝的增長(zhǎng)。隨著并購(gòu)的不斷發(fā)生以及行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇,行業(yè)集中度預(yù)計(jì)呈現(xiàn)進(jìn)一步提升趨勢(shì)。
封測(cè)行業(yè)的高速發(fā)展,帶動(dòng)我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備規(guī)模快速成長(zhǎng)。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)(CSIA),我國(guó)半導(dǎo)體封測(cè)行業(yè)銷售收入從2011年的976億增長(zhǎng)至2020年的2510億元,年復(fù)合增長(zhǎng)為11.1%。2020年大陸封測(cè)企業(yè)數(shù)量已超過(guò)120家。英特爾、三星等國(guó)際知名公司陸續(xù)在我國(guó)大陸地區(qū)投資建廠,同時(shí)在集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金的引導(dǎo)下,大陸集成電路生產(chǎn)線建設(shè)熱情高漲。密集的集成電路產(chǎn)線投資,將帶來(lái)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)的迅速擴(kuò)張。根據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì),繼2018年超過(guò)中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)成為全球第二大市場(chǎng)后,2020年中國(guó)大陸地區(qū)半導(dǎo)體專用設(shè)備銷售規(guī)模達(dá)到187.2億美元,首次成為全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng),銷售額同比增長(zhǎng)39.2%。
前道制造三類主設(shè)備光刻、刻蝕、薄膜沉積+過(guò)程檢測(cè)設(shè)備投資占比高,后道封測(cè)支出比重約14%。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù),2020年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模約712億美元,同比增長(zhǎng)19.2%,其中前中道晶圓制造設(shè)備613億美元,占比86.1%。前道制造三類主設(shè)備光刻、刻蝕、薄膜沉積占比最高,合計(jì)市場(chǎng)規(guī)模超70%;除此之外工藝過(guò)程量檢測(cè)設(shè)備也是質(zhì)量監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵,占前中道投資比重約13%;其他設(shè)備占比相對(duì)較小。2020年全球后道封裝測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模約為98.6億美元,同比增長(zhǎng)24.9%,合計(jì)占半導(dǎo)體設(shè)備支出比重約14%,在所有地區(qū)均顯示強(qiáng)勁增長(zhǎng),其中封裝設(shè)備38.5億美元,后道測(cè)試設(shè)備60.1億美元。
據(jù)SEMI預(yù)測(cè),2021及2022年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)953/1013億美元,后道設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到135.9/144.2億美元,同比增長(zhǎng)38%/6%;其中封裝設(shè)備21/22年為60.1/63.9億美元,同比增長(zhǎng)56.1%/6.1%,測(cè)試設(shè)備為75.8/80.3億美元,同比增長(zhǎng)26.3%/5.9%。
根據(jù)VLSI數(shù)據(jù),2020年全球營(yíng)收規(guī)模前15大半導(dǎo)體設(shè)備商中測(cè)試設(shè)備和封裝設(shè)備廠商占據(jù)三分之一,其營(yíng)收規(guī)模也較為可觀,包括前道過(guò)程檢測(cè)龍頭科天和日立高新,后道測(cè)試雙寡頭愛(ài)德萬(wàn)和泰瑞達(dá),封裝設(shè)備龍頭ASMPT。
測(cè)試設(shè)備廠商毛利率高,盈利能力也較強(qiáng)。毛利率來(lái)看,科天2020年以57.81%的毛利率位列第一,要高于排名前四的半導(dǎo)體設(shè)備商;后道測(cè)試的泰瑞達(dá)、愛(ài)德萬(wàn)緊隨其后,毛利率分別為57.21%、56.72%;封測(cè)設(shè)備廠商ASMPT和前道設(shè)備接近;日立高新主要因包含其他業(yè)務(wù)不做比較。凈利率方面,泰瑞達(dá)、愛(ài)德萬(wàn)、科天則位于中游,泰瑞達(dá)2020年以25.12%的凈利率居前,科天、愛(ài)德萬(wàn)則比較接近,分別為20.96%、19.4%。
封測(cè)行業(yè)投資呈現(xiàn)一定程度周期性。封測(cè)行業(yè)營(yíng)收呈現(xiàn)一定程度周期性,2019以來(lái)隨半導(dǎo)體景氣度提升而復(fù)蘇,作為半導(dǎo)體加工的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié),其封測(cè)出片量與半導(dǎo)體晶圓的出貨量變化趨勢(shì)保持一致,因此受半導(dǎo)體整體周期性的影響,封測(cè)行業(yè)也存在著較為明顯的周期特性。2018年后期受半導(dǎo)體整體周期下行影響,封測(cè)行業(yè)增速放緩。2019年二季度起,隨著半導(dǎo)體景氣度回升,封測(cè)行業(yè)也明顯回暖。后疫情時(shí)期,中國(guó)內(nèi)地半導(dǎo)體封測(cè)行業(yè)的景氣度回升高于全球平均水平,這一趨勢(shì)預(yù)計(jì)將在未來(lái)兩年持續(xù)。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)景氣周期仍處于上行通道,封測(cè)行業(yè)迎來(lái)資本開(kāi)支大年,設(shè)備商將明顯受益。截止3Q21,國(guó)內(nèi)多家封測(cè)大廠已計(jì)劃募集資金進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn),其中長(zhǎng)電科技2020年擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目募資50億元;通富微電2020年已定增募資32.71億元,擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃總投資44億元,21年再次擬定增募資55億元,華天科技已定增募資51億元,用于天水、西安、昆山、南京四地工廠產(chǎn)能擴(kuò)張;晶方科技定增募資10.29億元(擬定增14億),用于擴(kuò)產(chǎn)12英寸TSV產(chǎn)能。封裝測(cè)試已成為我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中最具國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的環(huán)節(jié),行業(yè)景氣度持續(xù)帶來(lái)封裝測(cè)試設(shè)備強(qiáng)勁市場(chǎng)需求。
2.測(cè)試設(shè)備:全流程貫穿保駕護(hù)航2.1前道過(guò)程檢測(cè):檢測(cè)種類繁多,KLA高度壟斷
前道檢測(cè)包括量測(cè)、缺陷檢測(cè)和過(guò)程控制軟件。前道量檢測(cè)運(yùn)用于晶圓的加工制造過(guò)程,它是一種物理性、功能性的測(cè)試,用以檢測(cè)每一步工藝后產(chǎn)品的加工參數(shù)是否達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求,并且查看晶圓表面上是否存在影響良率的缺陷,確保將加工產(chǎn)線的良率控制在規(guī)定的水平之上。
由于晶圓制造工藝環(huán)節(jié)復(fù)雜,所需要的檢測(cè)設(shè)備種類繁多,因此也是所有半導(dǎo)體檢測(cè)賽道中壁壘最高的環(huán)節(jié),單機(jī)設(shè)備價(jià)格較后道測(cè)試設(shè)備高,且不同功能設(shè)備價(jià)格差異也較大。前道量檢測(cè)根據(jù)測(cè)試目的可以細(xì)分為量測(cè)和檢測(cè)。量測(cè)主要是對(duì)芯片的薄膜厚度、關(guān)鍵尺寸、套準(zhǔn)精度等制成尺寸和膜應(yīng)力、摻雜濃度等材料性質(zhì)進(jìn)行測(cè)量,以確保其符合參數(shù)設(shè)計(jì)要求;而檢測(cè)主要用于識(shí)別并定位產(chǎn)品表面存在的雜質(zhì)顆粒沾污、機(jī)械劃傷、晶圓圖案缺陷等問(wèn)題。從價(jià)值量來(lái)看,根據(jù)SEMI數(shù)據(jù),量測(cè)類設(shè)備和缺陷檢測(cè)類設(shè)備價(jià)值量分別占比約34%和55%。
按應(yīng)用范疇劃分劃分,前道量檢測(cè)包括膜厚量測(cè)設(shè)備、OCD關(guān)鍵尺寸量測(cè)、CD-SEM關(guān)鍵尺寸量測(cè)、光刻校準(zhǔn)量測(cè)、圖形缺陷檢測(cè)設(shè)備等多種前道量檢測(cè)設(shè)備。其中,價(jià)值量占比方面,膜厚量測(cè)設(shè)備約占12%,CD-SEM約占12%,套刻誤差量測(cè)約占9%,宏觀缺陷檢測(cè)約占6%,有圖形晶圓檢測(cè)約占34%,無(wú)圖形晶圓檢測(cè)約占5%,電子束檢測(cè)約占12%。其中,
(1)關(guān)鍵尺寸量測(cè):監(jiān)控線寬和孔徑,實(shí)現(xiàn)精確誤差測(cè)量半導(dǎo)體制程中最小線寬稱為關(guān)鍵尺寸,其變化是半導(dǎo)體制造工藝中的關(guān)鍵。隨著關(guān)鍵尺寸減小,容錯(cuò)率變低,必須盡可能量測(cè)所有產(chǎn)品線寬,即突顯關(guān)鍵尺寸量測(cè)重要性。
(2)薄膜厚度量測(cè):厚度、反射率、密度量測(cè),鑒定和監(jiān)控不同薄膜層在整個(gè)制造工藝中硅片表面有多種不同類型的薄膜,包含金屬、絕緣體、多晶硅、氮化硅等材質(zhì)。晶圓廠為生產(chǎn)可靠性較高的芯片時(shí)薄膜質(zhì)量成為提高成品率的關(guān)鍵,其中薄膜厚度、反射率、密度等都須要進(jìn)行精準(zhǔn)量測(cè)。
(3)圖形化晶圓檢測(cè):比較圖像生成缺陷圖,識(shí)別物理和高縱橫比缺陷AMAT表示,隨著圖形化和幾何結(jié)構(gòu)線寬的縮小,在早期技術(shù)節(jié)點(diǎn)不構(gòu)成問(wèn)題的瑕疵,現(xiàn)已成為“致命”缺陷,或成為影響成品率的主要因素。圖形化晶圓光學(xué)檢測(cè)可采用明場(chǎng)照明、暗場(chǎng)照明,或兩者的組合進(jìn)行缺陷檢測(cè)。此外,電子束成像也用于缺陷檢測(cè),尤其是在光學(xué)成像效果較低的較小幾何形狀中。但其進(jìn)程緩慢,只應(yīng)用于研發(fā)階段。
前道檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)域市場(chǎng)集中度較高,基本被海外巨頭壟斷。市占率方面,根據(jù)Gartner數(shù)據(jù),KLA52%,AMAT12%,Hitachi11%,Nano4%,HemesMicrovison3%,Nava2%。KLA呈現(xiàn)高度壟斷局面,在較高價(jià)值與技術(shù)壁壘的晶圓形貌檢測(cè)、無(wú)圖形晶圓檢測(cè)、有圖形晶圓檢測(cè)領(lǐng)域市占率分別達(dá)到85%、78%、72%,競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯,據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì)2018年KLA在前道的檢測(cè)和測(cè)量市場(chǎng)中占比過(guò)半、穩(wěn)居行業(yè)第一;應(yīng)用材料為全球最大半導(dǎo)體設(shè)備龍頭(2020年),其產(chǎn)品線貫穿半導(dǎo)體制造生產(chǎn)整個(gè)流程,在半導(dǎo)體檢測(cè)領(lǐng)域產(chǎn)品線主要為晶圓檢測(cè)設(shè)備和CD-SEM,布局量測(cè)類設(shè)備;日立高新為日立集團(tuán)下的子公司,主要布局半導(dǎo)體制造和檢測(cè)、科學(xué)醫(yī)療系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)和其他工業(yè)零部件,半導(dǎo)體測(cè)試領(lǐng)域產(chǎn)品為CD-SEM、暗場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備、宏觀檢測(cè)設(shè)備、缺陷復(fù)查顯微鏡等,主要布局量測(cè)類設(shè)備,在局部細(xì)分領(lǐng)域與KLA形成差異化競(jìng)爭(zhēng),在關(guān)鍵尺寸測(cè)量等光學(xué)設(shè)備領(lǐng)域保有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。
2020年科天半導(dǎo)體按照營(yíng)收規(guī)模為全球第五大半導(dǎo)體設(shè)備商,其銷售額為第四名東京電子的一半左右,但在半導(dǎo)體檢測(cè)設(shè)備市場(chǎng)KLA為全球絕對(duì)龍頭。科天半導(dǎo)體由KLA公司和TencorInstruments公司合并而成,位于美國(guó)加州,是一家從事半導(dǎo)體及相關(guān)納米電子產(chǎn)業(yè)的設(shè)計(jì)、制造及行銷制程控制和良率管理解決方案商。公司國(guó)際市場(chǎng)上的客戶占公司收入的75%以上。2019年2月,KLA以約32億美元的價(jià)格收購(gòu)了以色列公司Orbotech。通過(guò)此次收購(gòu),KLA切入PCB檢測(cè)、面板檢測(cè)和特殊半導(dǎo)體檢測(cè),與過(guò)程控制形成四大業(yè)務(wù)板塊。2020年公司過(guò)程控制收入47.45億美元,占比81.72%;印刷電路板、顯示和組件檢測(cè)7.27億美元,占比12.52%;特色工藝3.3億美元,占比5.67%。
營(yíng)業(yè)收入持續(xù)增長(zhǎng),毛利水平維持高位。2015-2021年,科天營(yíng)業(yè)收入呈現(xiàn)較快增長(zhǎng),CAGR達(dá)17.25%,2021年?duì)I業(yè)收入約為466.96億元,同比增長(zhǎng)8.73%.同時(shí),憑借行業(yè)龍頭地位與深厚技術(shù)積累,公司毛利率保持較高水平,2015-2021年維持在約60%水平。
中國(guó)大陸已成為公司最大市場(chǎng)。KLA業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)遍及全球,2021年公司中國(guó)大陸地區(qū)營(yíng)收占比26.47%,中國(guó)臺(tái)灣營(yíng)收占比24.43%,成為公司前兩大市場(chǎng)。伴隨著中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展,公司中國(guó)大陸及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)營(yíng)收規(guī)模快速增長(zhǎng),充分受益于行業(yè)高景氣。
目前,本土檢測(cè)企業(yè)與國(guó)外企業(yè)差距仍較大,國(guó)內(nèi)晶圓廠對(duì)國(guó)外品牌設(shè)備依賴性強(qiáng),但經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)與技術(shù)沉淀部分企業(yè)有望實(shí)現(xiàn)局部突圍。其中,上海精測(cè)和睿勵(lì)科學(xué)主要聚焦于膜厚及OCD量測(cè),已獲國(guó)內(nèi)一線存儲(chǔ)廠商重復(fù)訂單;中科飛測(cè)產(chǎn)品以形貌測(cè)試為主,已進(jìn)入國(guó)內(nèi)多家生產(chǎn)線,晶圓表面顆粒檢測(cè)機(jī)成功進(jìn)入中芯國(guó)際生產(chǎn)線,智能視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)成功進(jìn)入長(zhǎng)江存儲(chǔ)生產(chǎn)線,橢偏膜厚量測(cè)儀進(jìn)入士蘭微生產(chǎn)線;東方晶源主攻EBI和CD-SEM領(lǐng)域,產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)交付,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空缺的關(guān)鍵領(lǐng)域;賽騰股份通過(guò)并購(gòu)Optima,切入國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體前道缺陷檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)域。本土企業(yè)逐漸形成了量測(cè)領(lǐng)域切入,向檢測(cè)等較高難度領(lǐng)域延伸的國(guó)產(chǎn)替代突圍之勢(shì)。(報(bào)告來(lái)源:未來(lái)智庫(kù))
2.2第三方檢測(cè):臺(tái)資優(yōu)勢(shì)顯著,本土企業(yè)方興未艾
第三方檢測(cè)廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段,涵蓋可靠性分析RA、失效分析FA、晶圓材料分析MA、信號(hào)測(cè)試、芯片線路修改等,其中較重要的環(huán)節(jié)包括可靠性分析、失效分析等。廣義上的第三方檢測(cè)服務(wù)可以進(jìn)一步分為針對(duì)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)企業(yè)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試服務(wù)和針對(duì)制造和封測(cè)環(huán)節(jié)企業(yè)的***晶圓/成品測(cè)試服務(wù)等,本章主要討論實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)或稱特性測(cè)試。
可靠性指器件在規(guī)定條件下、規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。在可靠性的基礎(chǔ)上,第三方實(shí)驗(yàn)室對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行失效分析,確定其失效模式、失效機(jī)理及修改模式等,為半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司等提供檢測(cè)結(jié)果和建議。根據(jù)電測(cè)結(jié)果,失效模式包含開(kāi)路、短路或漏電、參數(shù)漂移、功能失效等;根據(jù)失效原因,失效模式可以分為電力過(guò)應(yīng)、靜電放電導(dǎo)致的失效、制造工藝不良導(dǎo)致的失效等。
電子元器件應(yīng)用不斷廣泛,對(duì)產(chǎn)品可靠性要求不斷提高,電子元器件在研制、生產(chǎn)和使用過(guò)程中的失效分析日益關(guān)鍵。
(1)在電子元器件的研制階段,可以通過(guò)失效分析糾正設(shè)計(jì)和研制中的錯(cuò)誤,縮短研制周期;
(2)在電子元器件的生產(chǎn)、測(cè)試和使用階段,可以通過(guò)失效分析查找失效原因、判定失效的責(zé)任方;
(3)根據(jù)分析結(jié)果,生產(chǎn)廠可以改進(jìn)元器件的設(shè)計(jì)和工藝,用戶可以改進(jìn)電路板的設(shè)計(jì)、改進(jìn)器件和整機(jī)的測(cè)試和使用的環(huán)境參數(shù)或者改變供貨商。
目前實(shí)驗(yàn)室第三方檢測(cè)所需的物理分析儀器主要包括X射線檢測(cè)儀、程控ESD試驗(yàn)臺(tái)、聚焦離子束設(shè)備(FIB)、掃描電子顯微鏡(SEM)、集成電路測(cè)試驗(yàn)證系統(tǒng)、電子束微探針(EBT)、光輻射顯微鏡、紅外熱像儀、俄歇電子譜儀(AES)、掃描聲學(xué)顯微鏡(SAM)、內(nèi)部氣氛分析儀(IVA)等分析設(shè)備和性能測(cè)試設(shè)備。
臺(tái)資優(yōu)勢(shì)顯著,大陸企業(yè)方興未艾。半導(dǎo)體第三方實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)市場(chǎng)起源于中國(guó)臺(tái)灣,目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中市占率較高的企業(yè)有宜特科技、閎康科技、中國(guó)賽寶、勝科納米等,其中宜特科技、閎康為中國(guó)臺(tái)灣企業(yè),2020年1月蘇試試驗(yàn)完成收購(gòu)上海宜特檢測(cè)切入該領(lǐng)域,中國(guó)賽寶、勝科納米均處于未上市狀態(tài)。大陸第三方檢測(cè)公司起步較晚,收入規(guī)模較臺(tái)資企業(yè)尚小,但毛利水平具備優(yōu)勢(shì)。2020年閎康科技、宜特科技、蘇試試驗(yàn)第三方檢測(cè)板塊營(yíng)業(yè)收入分別為7.11億元、7.06億元、1.70億元;毛利率分別為29.63%、27.57%、43.83%。
2.3后道檢測(cè):雙寡頭絕對(duì)壟斷,國(guó)產(chǎn)設(shè)備仍需突破
后道檢測(cè)為電性能的檢測(cè),主要聚焦于檢測(cè)批次產(chǎn)品的質(zhì)量。以確保合格產(chǎn)品進(jìn)入封裝環(huán)節(jié)與市場(chǎng),并改進(jìn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、封測(cè)工藝,以提高良率及產(chǎn)品質(zhì)量。后道檢測(cè)貫穿于半導(dǎo)體制造始末,可以有效降低封裝成本。據(jù)SEMI數(shù)據(jù),后道測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模2020年為60.1億美元,并預(yù)測(cè)2021/2022年為75.8/80.3億美元,同比增長(zhǎng)26.3%/5.9%。從設(shè)備分類來(lái)看,根據(jù)SEMI2018年數(shù)據(jù),測(cè)試機(jī)、分選機(jī)、探針臺(tái)的份額分別約為63.1%、17.4%、15.2%。
后道檢測(cè)主要可以分為CP晶圓測(cè)試、FT芯片成品測(cè)試兩個(gè)環(huán)節(jié)。1)CP晶圓測(cè)試:通過(guò)探針扎取芯片,將各類信號(hào)輸入進(jìn)芯片,再通過(guò)抓取芯片的輸出響應(yīng),計(jì)算、測(cè)試晶圓的性能。該環(huán)節(jié)發(fā)生在晶圓完成后、封裝前,主要任務(wù)為挑揀出不合格裸片,統(tǒng)計(jì)晶圓上的管芯合格率、不合格管芯的確切位置,最終反映出晶圓的制造良率。CP晶圓測(cè)試環(huán)節(jié)主要使用的設(shè)備為探針臺(tái)、測(cè)試機(jī)。2)FT芯片成品測(cè)試:FT測(cè)試即為終測(cè),由于經(jīng)歷后道工序的電路有損壞的風(fēng)險(xiǎn),因此在封裝后要根據(jù)測(cè)試規(guī)范對(duì)電路成品進(jìn)行全面的性能檢測(cè)。該環(huán)節(jié)發(fā)生在芯片封裝后,主要任務(wù)為挑選出合格的成品電路,根據(jù)器件性能的參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行分級(jí),并記錄各級(jí)的器件數(shù)以及各種參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分布情況。
2.3.1測(cè)試機(jī)
測(cè)試機(jī):芯片功能的檢測(cè)設(shè)備,后測(cè)環(huán)節(jié)核心儀器。在測(cè)試環(huán)節(jié)中,測(cè)試機(jī)占據(jù)著最為重要的地位,主要通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體器件的電路功能、電性能參數(shù)的檢測(cè)。由于目前客戶對(duì)集成電路應(yīng)用程序定制化、測(cè)試精度、響應(yīng)速度方面越來(lái)越高的要求,測(cè)試機(jī)的技術(shù)要求也相應(yīng)有所提高,從1960年開(kāi)始,測(cè)試機(jī)已從最初針對(duì)簡(jiǎn)單的、低芯片引腳數(shù)的低速測(cè)試系統(tǒng)發(fā)展到適用于超大規(guī)模、復(fù)雜結(jié)構(gòu)集成電路的高速測(cè)試系統(tǒng),技術(shù)壁壘較高。
全球測(cè)試市場(chǎng)高景氣持續(xù),產(chǎn)能向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移。據(jù)VLSIResearch預(yù)測(cè),受益于下游芯片需求強(qiáng)勁帶來(lái)的封測(cè)廠產(chǎn)能擴(kuò)張,全球測(cè)試機(jī)市場(chǎng)將繼續(xù)維持較高景氣,2020年半導(dǎo)體測(cè)試市場(chǎng)將達(dá)61億美元,同比+10%,2021年有望達(dá)到69億美元。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)方面,據(jù)賽迪顧問(wèn)預(yù)測(cè),2020年中國(guó)半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)64億元,同比+5.78%。隨著國(guó)內(nèi)封測(cè)廠陸續(xù)投入新產(chǎn)線以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能的配套擴(kuò)張,封測(cè)產(chǎn)能向大陸集中將持續(xù)帶動(dòng)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)高速增長(zhǎng)。
而對(duì)于我國(guó)而言,高端芯片國(guó)產(chǎn)化程度較低,被測(cè)產(chǎn)品集成度、復(fù)雜度高,測(cè)試功耗大,整體技術(shù)壁壘較高,因此SoC測(cè)試設(shè)備占比不大,國(guó)內(nèi)測(cè)試機(jī)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)與全球市場(chǎng)產(chǎn)生了較大差異。根據(jù)賽迪顧問(wèn)數(shù)據(jù),2018年國(guó)內(nèi)測(cè)試機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為36.0億元,存儲(chǔ)器測(cè)試機(jī)和SoC測(cè)試機(jī)分別占比43.8%、23.5%,為主要的測(cè)試機(jī)類別。目前,模擬/混合測(cè)試機(jī)已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代,根據(jù)2020年銷售額測(cè)算,華峰測(cè)控與長(zhǎng)川科技的市占率合計(jì)已超過(guò)80%;而SoC測(cè)試機(jī)方面,我們認(rèn)為未來(lái)國(guó)產(chǎn)替代將逐漸從低端市場(chǎng)轉(zhuǎn)向高端市場(chǎng),隨著國(guó)產(chǎn)化替代在高端芯片市場(chǎng)的持續(xù)放量,測(cè)試機(jī)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)有望發(fā)生改變,SoC測(cè)試機(jī)國(guó)產(chǎn)市場(chǎng)空間廣闊。
雙寡頭壟斷格局穩(wěn)固,市場(chǎng)高度集中。目前全球與國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)中,泰瑞達(dá)(Teradyne)與愛(ài)德萬(wàn)(Advantest)均占據(jù)壟斷地位,主要產(chǎn)品為SoC與存儲(chǔ)器測(cè)試機(jī)。由于雙寡頭產(chǎn)品線豐富、技術(shù)領(lǐng)先顯著,2018年合計(jì)在全球、中國(guó)市場(chǎng)份額中分別占到90%、82.0%。中國(guó)的華峰測(cè)控與長(zhǎng)川科技為國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的兩家企業(yè),產(chǎn)品以模擬/混合測(cè)試系統(tǒng)為主,分別占中國(guó)集成電路測(cè)試機(jī)市場(chǎng)份額的6.1%和2.4%。下文將主要通過(guò)復(fù)盤測(cè)試機(jī)龍頭泰瑞達(dá)與愛(ài)德萬(wàn),分析測(cè)試機(jī)市場(chǎng)未來(lái)發(fā)展方向。
2.3.2探針臺(tái)
探針臺(tái):晶圓輸送與定位任務(wù)的承擔(dān)者,檢測(cè)半導(dǎo)體芯片電、光參數(shù)的關(guān)鍵設(shè)備。CP測(cè)試環(huán)節(jié)中,探針臺(tái)首先將晶圓移動(dòng)至晶圓相機(jī)下,確定晶圓的坐標(biāo)位置;再將探針相機(jī)移動(dòng)至探針卡下,確定探針卡的坐標(biāo)位置,當(dāng)確定二者位置后,即通過(guò)載片臺(tái)將晶圓移動(dòng)至探針卡下實(shí)現(xiàn)對(duì)針。其按不同功能可以分為高溫探針臺(tái)、低溫探針臺(tái)、RF探針臺(tái)、LCD探針臺(tái)等,當(dāng)晶圓依次與探針接觸完成測(cè)試后,探針臺(tái)記錄參數(shù)特性不符合要求的芯片,并在進(jìn)入后序工序前予以剔除,以保障質(zhì)量與可靠性,降低器件的制造成本。
據(jù)SEMI預(yù)測(cè),2020年全球的探針臺(tái)市場(chǎng)規(guī)模約為42.96億元。由于半導(dǎo)體設(shè)備需求與半導(dǎo)體芯片出貨量息息相關(guān),在5G、物聯(lián)網(wǎng)等因素的催化下,半導(dǎo)體芯片出貨量維持較高規(guī)模,半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模將穩(wěn)步提升,探針臺(tái)市場(chǎng)規(guī)模在2021、2022年有望達(dá)到51.56億元、59.29億元。
2.3.3分選機(jī)
分選機(jī):進(jìn)行芯片篩選、分類的設(shè)備。在FT測(cè)試環(huán)節(jié)中,分選機(jī)負(fù)責(zé)將輸入的芯片按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的取放方式運(yùn)輸?shù)綔y(cè)試機(jī)上完成電路壓測(cè),并根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)芯片進(jìn)行取舍和分類。根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可將分選機(jī)分為三大類別,分別為重力下滑式(Gravity)分選機(jī)、轉(zhuǎn)塔式(Turret)分選機(jī)、平移拾取和放置式(PickandPlace)分選機(jī)。
競(jìng)爭(zhēng)格局相對(duì)分散,國(guó)產(chǎn)替代有望突破。據(jù)SEMI預(yù)測(cè),2020年分選機(jī)全球市場(chǎng)規(guī)模約為9.3億美元,與測(cè)試機(jī)、探針臺(tái)相比,競(jìng)爭(zhēng)格局較為分散,前五大企業(yè)為科休、Xcerra(已被科休收購(gòu))、愛(ài)德萬(wàn)、鴻勁精密和長(zhǎng)川科技,2018年CR5為59%,市場(chǎng)規(guī)模最大的科休份額為21%,國(guó)內(nèi)企業(yè)長(zhǎng)川科技占比2%。目前,長(zhǎng)川科技、金海通等國(guó)產(chǎn)企業(yè)不斷加大研發(fā)投入,并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破,將在分選機(jī)等領(lǐng)域不斷實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代;未來(lái)分選機(jī)將向增加并行工位、整合溫度控制等方向進(jìn)一步迭代發(fā)展。(報(bào)告來(lái)源:未來(lái)智庫(kù))
3.封裝設(shè)備:先進(jìn)封裝帶來(lái)國(guó)產(chǎn)化機(jī)遇3.1多環(huán)節(jié)高要求,關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)亟待突破
傳統(tǒng)封測(cè)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的保護(hù)和電信號(hào)的對(duì)外連接,具體加工環(huán)節(jié)包括磨片、劃片、裝片、鍵合、塑封、去飛邊、電鍍、打印、切筋和成型、外觀檢查、成品測(cè)試、包裝出貨等,完成從晶圓到芯片出廠的過(guò)程。前段工藝中,主要包括磨片、晶圓切割、貼片、引線鍵合等,對(duì)應(yīng)的設(shè)備有減薄機(jī)、劃片機(jī)、貼片機(jī)、引線焊接/鍵合設(shè)備等;后段工藝中,主要流程包括塑封、電鍍、切筋/成型等環(huán)節(jié),對(duì)應(yīng)的設(shè)備主要為塑封設(shè)備、電鍍?cè)O(shè)備、切筋/成型設(shè)備等。
先進(jìn)封裝則進(jìn)入到晶圓級(jí)領(lǐng)域,將多顆晶圓通過(guò)堆疊、硅通孔乃至異質(zhì)鍵合等微納加工技術(shù)將芯片提升至系統(tǒng)級(jí)水平,同時(shí)實(shí)現(xiàn)更小的體積,更低的功耗和更高的速度。此外,在以凸點(diǎn)焊(Bumping)代替引線鍵合的先進(jìn)封裝工藝中,還需用到倒裝機(jī)、植球機(jī)、回流爐等設(shè)備,少數(shù)先進(jìn)封裝工藝還會(huì)用到包含光刻、刻蝕、電鍍、PVD、CVD等一部分前道設(shè)備。
封裝設(shè)備技術(shù)和加工制造能力是封裝行業(yè)發(fā)展的要害與瓶頸,全球封裝設(shè)備呈現(xiàn)寡頭壟斷格局。ASMPacific、K&S、Besi、Disco、Towa、Yamada等公司占據(jù)了絕大部分的封裝設(shè)備市場(chǎng),行業(yè)高度集中。其中ASMPT為全球后道封裝設(shè)備龍頭且產(chǎn)品覆蓋面最廣,根據(jù)公司2020年年報(bào)封裝設(shè)備收入達(dá)8.68億美元,超50%收入來(lái)自中國(guó)大陸,根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)測(cè)算其2020年市場(chǎng)份額約23%;
K&S是全球泛半導(dǎo)體封裝設(shè)備龍頭,2020年泛半導(dǎo)體封裝設(shè)備收入為4.62億美元,超50%收入來(lái)自中國(guó)大陸,公司主要優(yōu)勢(shì)設(shè)備在引線鍵合,貼片機(jī)也有涉及;BESI為貼片機(jī)龍頭,塑封設(shè)備和切筋成型設(shè)備也有涉及,根據(jù)CIC數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)以收入口徑其2021年先進(jìn)封裝貼片機(jī)占全球32%,晶圓級(jí)封裝貼片機(jī)占45%;日本DISCO在后道工藝的減薄和劃片都占據(jù)絕對(duì)份額,根據(jù)GlobalNet數(shù)據(jù)公司劃片機(jī)2020年份額約71.3%。
3.2從頭部OSAT廠擴(kuò)產(chǎn)看封裝設(shè)備投資趨勢(shì)
我們本章根據(jù)各公司公告詳細(xì)統(tǒng)計(jì)了2020年起國(guó)內(nèi)頭部OSAT廠擴(kuò)產(chǎn)采購(gòu)設(shè)備的情況,主要公司有長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技、晶方科技。
1、長(zhǎng)電科技
長(zhǎng)電科技于2020年發(fā)布定增公告,擬募集資金不超過(guò)50億元。其中“年產(chǎn)36億顆高密度集成電路及系統(tǒng)級(jí)封裝模塊項(xiàng)目”擬投資金額約29億元,建設(shè)期3年,位于江陰D3廠區(qū);“年產(chǎn)100億塊通信用高密度混合集成電路及模塊封裝項(xiàng)目”擬投資金額22.1億元,建設(shè)期5年,位于宿遷廠區(qū)。
1)年產(chǎn)36億顆高密度集成電路及系統(tǒng)級(jí)封裝模塊項(xiàng)目:總投入金額約29億元,其中設(shè)備購(gòu)置費(fèi)約23.54億元,投資占比81.2%,該項(xiàng)目共需購(gòu)置主要工藝設(shè)備儀器1780臺(tái)(套)。其中進(jìn)口設(shè)備1095臺(tái)(套),進(jìn)口設(shè)備購(gòu)置費(fèi)折合人民幣約22.86億元,國(guó)產(chǎn)設(shè)備685臺(tái)(套),國(guó)產(chǎn)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)約6821.15萬(wàn)元。
2)年產(chǎn)100億塊通信用高密度混合集成電路及模塊封裝項(xiàng)目:總投入金額約22.15億元,其中設(shè)備購(gòu)置費(fèi)約15.6億元,投資占比70.44%,該項(xiàng)目共需購(gòu)置主要工藝設(shè)備儀器2010臺(tái)(套)。其中進(jìn)口設(shè)備1640臺(tái)(套),進(jìn)口設(shè)備購(gòu)置費(fèi)折合人民幣約11.97億元,國(guó)產(chǎn)設(shè)備370臺(tái)(套),國(guó)產(chǎn)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)約3.63億元。
2、通富微電
通富微電于2020年發(fā)布定增公告,擬募集資金不超過(guò)40億元。其中“集成電路封裝測(cè)試二期工程項(xiàng)目”擬投資金額約25.8億元,建設(shè)期3年,位于蘇通廠區(qū);“車載品智能封裝測(cè)試中心建設(shè)項(xiàng)目”擬投資金額11.8億元,建設(shè)期3年,位于崇川廠區(qū);“高性能中央處理器等集成電路封裝測(cè)試項(xiàng)目”擬投資金額6.28億元,建設(shè)期2年,位于超威蘇州廠區(qū);
1)集成電路封裝測(cè)試二期工程項(xiàng)目:總投入金額約25.8億元,其中設(shè)備購(gòu)置費(fèi)約19.87億元,核心設(shè)備投資占比77%,該項(xiàng)目共需購(gòu)置主要工藝設(shè)備儀器1612臺(tái)(套)。其中進(jìn)口設(shè)備1520臺(tái)(套),進(jìn)口設(shè)備購(gòu)置費(fèi)折合人民幣約19.41億元,國(guó)產(chǎn)設(shè)備92臺(tái)(套),國(guó)產(chǎn)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)約4566.56萬(wàn)元。
2)車載品智能封裝測(cè)試中心建設(shè)項(xiàng)目:總投入金額約11.8億元,其中設(shè)備購(gòu)置費(fèi)約7.94億元,投資占比67.25%,該項(xiàng)目共需購(gòu)置主要工藝設(shè)備儀器682臺(tái)(套)。其中進(jìn)口設(shè)備537臺(tái)(套),進(jìn)口設(shè)備購(gòu)置費(fèi)折合人民幣約6.95億元,國(guó)產(chǎn)設(shè)備145臺(tái)(套),國(guó)產(chǎn)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)約9839萬(wàn)元。
3)高性能中央處理器等集成電路封裝測(cè)試項(xiàng)目:總投入金額約6.28億元,其中設(shè)備購(gòu)置費(fèi)約4.37億元,投資占比69.52%,該項(xiàng)目共需購(gòu)置主要工藝設(shè)備儀器300臺(tái)(套)。全部為進(jìn)口設(shè)備。
3、華天科技
華天科技于2021年發(fā)布定增公告,擬募集資金不超過(guò)51億元。其中“集成電路多芯片封裝擴(kuò)大規(guī)模項(xiàng)目”總投資11.58億元,建設(shè)期3年,位于天水廠區(qū);“高密度系統(tǒng)級(jí)集成電路封裝測(cè)試擴(kuò)大規(guī)模項(xiàng)目”總投資11.50億元,建設(shè)期3年,位于西安廠區(qū);TSV及FC集成電路封測(cè)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”總投資9.83億元,建設(shè)期3年,位于昆山廠區(qū);“存儲(chǔ)及射頻類集成電路封測(cè)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”總投資15.06億元,建設(shè)期3年,位于南京廠區(qū)。
1)集成電路多芯片封裝擴(kuò)大規(guī)模項(xiàng)目:總投入金額約11.58億元,其中設(shè)備購(gòu)置費(fèi)約9.93億元,核心設(shè)備投資占比85.77%,該項(xiàng)目共需購(gòu)置主要工藝設(shè)備儀器1765臺(tái)(套)。其中進(jìn)口設(shè)備1533臺(tái)(套),進(jìn)口設(shè)備購(gòu)置費(fèi)折合人民幣約9.39億元,國(guó)產(chǎn)設(shè)備232臺(tái)(套),國(guó)產(chǎn)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)約5461.6萬(wàn)元。
2)高密度系統(tǒng)級(jí)集成電路封裝測(cè)試擴(kuò)大規(guī)模項(xiàng)目:總投入金額約11.5億元,其中設(shè)備購(gòu)置費(fèi)約10.37億元,核心設(shè)備投資占比90.13%,該項(xiàng)目共需購(gòu)置主要工藝設(shè)備儀器1441臺(tái)(套)。其中進(jìn)口設(shè)備1064臺(tái)(套),進(jìn)口設(shè)備購(gòu)置費(fèi)折合人民幣約9.14億元,國(guó)產(chǎn)設(shè)備377臺(tái)(套),國(guó)產(chǎn)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)約1.23億元。
3)TSV及FC集成電路封測(cè)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目:總投入金額約9.83億元,其中設(shè)備購(gòu)置費(fèi)約9.35億元,核心設(shè)備投資占比95.12%,該項(xiàng)目共需購(gòu)置主要工藝設(shè)備儀器481臺(tái)(套)。其中進(jìn)口設(shè)備214臺(tái)(套),進(jìn)口設(shè)備購(gòu)置費(fèi)折合人民幣約3.49億元,國(guó)產(chǎn)設(shè)備267臺(tái)(套),國(guó)產(chǎn)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)約5.86億元。
4)存儲(chǔ)及射頻類集成電路封測(cè)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目:總投入金額約15.06億元,其中設(shè)備購(gòu)置費(fèi)14.22億元,核心設(shè)備投資占比94.39%,該項(xiàng)目共需購(gòu)置主要工藝設(shè)備儀器1448臺(tái)(套)。其中進(jìn)口設(shè)備1141臺(tái)(套),進(jìn)口設(shè)備購(gòu)置費(fèi)折合人民幣約13.42億元,國(guó)產(chǎn)設(shè)備307臺(tái)(套),國(guó)產(chǎn)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)約7945萬(wàn)元。
4、晶方科技
晶方科技于2020年發(fā)布定增公告,擬募集資金不超過(guò)14.02億元,用于新建集成電路12英寸TSV及異質(zhì)集成智能傳感器模塊項(xiàng)目。該項(xiàng)目擬投資總額14.02億元,其中設(shè)備購(gòu)置費(fèi)12.24億元,投資占比87.3%,進(jìn)口設(shè)備投資金額約7.98億元,主要包括12寸步進(jìn)曝光機(jī)、12寸等離子刻蝕機(jī)、12寸等離子氣相沉積機(jī)、12寸全自動(dòng)對(duì)位壓合一體機(jī)、12寸涂布顯影一體機(jī)等設(shè)備;國(guó)產(chǎn)設(shè)備投資金額約4.26億元,主要包括12寸步進(jìn)曝光機(jī)、12寸等離子氣相蝕刻機(jī)、12寸離心旋轉(zhuǎn)涂布機(jī)、12寸自動(dòng)密封溫控烘烤裝置、12寸高精度顯影機(jī)、12寸超聲噴涂機(jī)等設(shè)備。公司擬采購(gòu)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率相對(duì)較高主要因其投產(chǎn)項(xiàng)目為晶圓級(jí)先進(jìn)封裝,測(cè)算為34.8%。
4.與封測(cè)廠商共同成長(zhǎng),國(guó)產(chǎn)浪潮推動(dòng)設(shè)備發(fā)展中國(guó)大陸的集成電路封測(cè)環(huán)節(jié)發(fā)展成熟度好于晶圓制造環(huán)節(jié),但封裝設(shè)備與測(cè)試設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率均遠(yuǎn)低于晶圓制程設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率。國(guó)內(nèi)缺乏知名的封裝設(shè)備制造廠商,也缺乏中高端測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商,從前文可看出尤其是封裝設(shè)備的國(guó)產(chǎn)突破還需產(chǎn)業(yè)鏈及政策重點(diǎn)培育。我們認(rèn)為一方面是產(chǎn)業(yè)政策支持(02專項(xiàng))主要集中在晶圓廠、封測(cè)廠、前道設(shè)備,而封測(cè)設(shè)備覆蓋較少,缺少來(lái)自下游客戶的驗(yàn)證機(jī)會(huì);另一方面因貿(mào)易限制,先進(jìn)的前道設(shè)備是重災(zāi)區(qū),而對(duì)于封裝測(cè)試進(jìn)口限制較少。我們從中國(guó)大陸的2021年半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)口來(lái)看,其中封測(cè)設(shè)備和前中道設(shè)備相似,依然保持較大需求。
短期來(lái)看,封測(cè)廠擴(kuò)產(chǎn)浪潮帶來(lái)國(guó)產(chǎn)化提速機(jī)遇。2020年以來(lái),我國(guó)封測(cè)廠產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)張,國(guó)產(chǎn)替代需求不斷提升,本土半導(dǎo)體設(shè)備廠商直接受益。據(jù)上文測(cè)算,長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技、晶方科技募投項(xiàng)目國(guó)產(chǎn)化率分別為12.3%、4.5%、18.6%、34.8%,擴(kuò)產(chǎn)浪潮帶動(dòng)上游封測(cè)設(shè)備產(chǎn)值不斷擴(kuò)張,同時(shí),也帶來(lái)了高速增長(zhǎng)的國(guó)產(chǎn)化設(shè)備需求,為國(guó)產(chǎn)化設(shè)備帶來(lái)了結(jié)構(gòu)性替代的機(jī)會(huì)。在設(shè)備廠積極研發(fā)創(chuàng)新的環(huán)境下,國(guó)產(chǎn)設(shè)備實(shí)力有望進(jìn)一步提升,從而更好地匹配上游封測(cè)廠要求。
長(zhǎng)期而言,封測(cè)廠對(duì)于供應(yīng)鏈安全、協(xié)同的要求推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化長(zhǎng)足發(fā)展。目前,中芯國(guó)際等大廠已渡過(guò)良率爬坡階段,后續(xù)將以成熟制程為主,具備封測(cè)設(shè)備替代的能力。如模擬/混合測(cè)試機(jī)領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代,華峰測(cè)控與長(zhǎng)川科技的市占率合計(jì)超過(guò)80%。同時(shí),出于對(duì)國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈安全、協(xié)同的考慮,國(guó)產(chǎn)設(shè)備低成本、認(rèn)證周期短、本土服務(wù)便利、不受貿(mào)易摩擦影響等因素的重要性將進(jìn)一步提升,國(guó)產(chǎn)化設(shè)備未來(lái)發(fā)展前景廣闊
我們主要考慮以下幾個(gè)因素進(jìn)行中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模的預(yù)測(cè):
第一,根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)2016-2020年5年間中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)CAGR為23.71%,全球?yàn)?1.37%,中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)蓬勃發(fā)展,基本為兩倍行業(yè)增速;第二,參照中國(guó)大陸占全球半導(dǎo)體設(shè)備比例,我們認(rèn)為未來(lái)國(guó)產(chǎn)設(shè)備貢獻(xiàn)占比將逐漸提升。基于以上兩個(gè)判斷,我們認(rèn)為中國(guó)市場(chǎng)整體增速將繼續(xù)超過(guò)全球,假設(shè)中國(guó)2021-2025年24%的年化增速,2026-2030年10%的年化增速;假設(shè)全球2023-2025年12%的增速,2026-2030年10%的增速。
細(xì)分市場(chǎng)方面,2016-2020年后道測(cè)試市場(chǎng)規(guī)模CAGR為10.88%,我們認(rèn)為受益于下游需求釋放,市場(chǎng)擴(kuò)張將會(huì)有所提速,復(fù)合增速達(dá)14%。另外,我們假設(shè)測(cè)試機(jī)、探針臺(tái)、分選機(jī)比例相對(duì)穩(wěn)定,分別為63%、15%、18%;其中ATE市場(chǎng)上,由于華峰測(cè)控、長(zhǎng)川科技等均在持續(xù)布局SoC測(cè)試機(jī),未來(lái)市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大,比例向海外進(jìn)一步靠攏。我們預(yù)測(cè)2021-2025年SoC測(cè)試機(jī)、存儲(chǔ)器測(cè)試機(jī)、模擬/混合測(cè)試機(jī)市場(chǎng)份額分別30%、43%、13%。
國(guó)產(chǎn)化率方面,根據(jù)中國(guó)電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會(huì)(CEPEA)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2020年國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備自給率約為17.5%。如果僅考慮集成電路設(shè)備,國(guó)內(nèi)自給率僅有5%左右,在全球市場(chǎng)僅占1-2%。
5.重點(diǎn)公司分析5.1華峰測(cè)控:領(lǐng)跑測(cè)試機(jī),布局SoC打開(kāi)成長(zhǎng)空間
華峰測(cè)控是我國(guó)前三大半導(dǎo)體封測(cè)廠商模擬測(cè)試領(lǐng)域的主力測(cè)試平臺(tái)供應(yīng)商,也是為數(shù)不多進(jìn)入國(guó)際封測(cè)市場(chǎng)供應(yīng)商體系的中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備廠商,產(chǎn)品外銷至中國(guó)臺(tái)灣、美國(guó)、歐洲、韓國(guó)、日本等境外半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)。公司產(chǎn)品聚焦于模擬和混合信號(hào)測(cè)試設(shè)備領(lǐng)域,目前正在逐漸推進(jìn)SoC測(cè)試和大功率測(cè)試領(lǐng)域布局。
前瞻布局SoC、GaN測(cè)試設(shè)備,成長(zhǎng)空間廣闊。公司在壁壘較高的SoC測(cè)試機(jī)、GaN測(cè)試機(jī)領(lǐng)域提前布局,在已有平臺(tái)延伸進(jìn)行研發(fā)與整合,開(kāi)拓?cái)?shù)字和射頻SoC技術(shù)、GaN測(cè)試技術(shù),從而加速滲透下游市場(chǎng)。目前,兩大領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)化率水平仍較低,公司業(yè)務(wù)具有持續(xù)放量的市場(chǎng)空間,在渡過(guò)2021-2022年放量元年及爬坡階段后,有望成為公司第二成長(zhǎng)曲線。
2020年公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)收3.96億元,同比+57.06%,測(cè)試系統(tǒng)為最主要的收入來(lái)源,貢獻(xiàn)占比93%;實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn)1.99億元,同比+95.31%,銷售測(cè)試系統(tǒng)709套,同比+54.8%。2020年公司毛利率為79.75%,凈利率為50.11%,高于同行業(yè)平均水平。(報(bào)告來(lái)源:未來(lái)智庫(kù))
5.2長(zhǎng)川科技:后道測(cè)試設(shè)備全覆蓋,高價(jià)值產(chǎn)品持續(xù)突破
長(zhǎng)川科技是國(guó)內(nèi)測(cè)試產(chǎn)品布局全面的設(shè)備供應(yīng)企業(yè),聚焦于圍繞半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備體系內(nèi)生外延進(jìn)行產(chǎn)品平臺(tái)化布局,覆蓋長(zhǎng)電科技、華天科技、士蘭微、日月光、德州儀器、意法半導(dǎo)體、三星等國(guó)內(nèi)外優(yōu)質(zhì)客戶。主營(yíng)產(chǎn)品包括測(cè)試機(jī)、分選機(jī)、探針臺(tái)、AOI設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備,其中,測(cè)試機(jī)包括大功率測(cè)試機(jī)、模擬/數(shù)模混合測(cè)試等;分選機(jī)包括重力式分選機(jī)、平移式分選機(jī)、測(cè)編一體機(jī);自動(dòng)化半導(dǎo)體光學(xué)檢測(cè)設(shè)備包括HexaEVO系列、晶圓光學(xué)檢測(cè)iFocus系列、Sort系列;自動(dòng)化設(shè)備包括指紋模組系列、攝像頭模組系列。
高價(jià)值量產(chǎn)品迭代,產(chǎn)品線積極拓展。公司不遺余力持續(xù)打造高價(jià)值單品,SoC測(cè)試機(jī)領(lǐng)域,2018年推出數(shù)字測(cè)試機(jī)D9000后持續(xù)迭代更新,新一代產(chǎn)品逐漸實(shí)現(xiàn)量產(chǎn);分選機(jī)方面,公司由重力式分選機(jī)向價(jià)值量更高的平移式分選機(jī)逐漸迭代;探針臺(tái)方面,公司成功開(kāi)發(fā)了我國(guó)首臺(tái)全自動(dòng)超精密探針臺(tái)CP12,在高端探針臺(tái)領(lǐng)域有所突破。高價(jià)值量及高端產(chǎn)品布局有望驅(qū)動(dòng)公司毛利進(jìn)一步提升,為公司帶來(lái)更多成長(zhǎng)空間。
5.3光力科技:外延布局劃片設(shè)備,業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型加速國(guó)產(chǎn)替代
光力科技主營(yíng)業(yè)務(wù)涵蓋半導(dǎo)體封測(cè)裝備、傳統(tǒng)安全生產(chǎn)監(jiān)控裝備兩大板塊,半導(dǎo)體封測(cè)裝備新興業(yè)務(wù)為當(dāng)前重點(diǎn)布局方向。外延布局半導(dǎo)體封測(cè)設(shè)備,并購(gòu)ADT迎新業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)點(diǎn)。公司通過(guò)并購(gòu)全球第三大切割劃片機(jī)制造企業(yè)ADT實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體劃片設(shè)備的前沿布局,并進(jìn)一步推動(dòng)該領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)替代。同時(shí),根據(jù)2021年1月公告,公司擬定增5.5億元擴(kuò)產(chǎn)年產(chǎn)300套的半導(dǎo)體精密劃片設(shè)備及系統(tǒng),且本次募投項(xiàng)目產(chǎn)品已獲得華天科技、積高電子、甬矽電子、記憶科技等二十多家客戶DEMO訂單,目前已有多臺(tái)設(shè)備在客戶處進(jìn)行演示及試用。
5.4新益昌:LED固晶機(jī)龍頭,切入半導(dǎo)體后裝市場(chǎng)
新益昌是國(guó)內(nèi)LED固晶機(jī)、電容器老化測(cè)試智能制造裝備領(lǐng)軍,在固晶設(shè)備領(lǐng)域,公司2018年位居全球第三。目前,公司成功介入半導(dǎo)體固晶機(jī)和鋰電池設(shè)備領(lǐng)域。介入半導(dǎo)體固晶機(jī)新領(lǐng)域,外延豐富產(chǎn)品矩陣。公司作為L(zhǎng)ED固晶機(jī)領(lǐng)域龍頭,在產(chǎn)品研發(fā)及技術(shù)方面優(yōu)勢(shì)顯著,充分具備切入半導(dǎo)體固晶機(jī)市場(chǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)。同時(shí),公司借力半導(dǎo)體固晶機(jī),通過(guò)外延并購(gòu)開(kāi)玖自動(dòng)化設(shè)備公司(焊線機(jī))豐富產(chǎn)品列陣,進(jìn)一步提升盈利能力。
5.5精測(cè)電子:前后道測(cè)試全領(lǐng)域布局,半導(dǎo)體檢測(cè)蓬勃發(fā)展
精測(cè)電子是是目前國(guó)內(nèi)平面顯示信號(hào)測(cè)試領(lǐng)域的龍頭企業(yè),主要從事TFT-LCD(液晶顯示器)PDP(等離子體顯示器)OLED平面顯示信號(hào)測(cè)試技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)與銷售,目前,已基本形成在半導(dǎo)體檢測(cè)前道、后道全領(lǐng)域的布局。前后道檢測(cè)全領(lǐng)域覆蓋,半導(dǎo)體檢測(cè)設(shè)備持續(xù)放量。
公司產(chǎn)品包括模組檢測(cè)系統(tǒng)、面板檢測(cè)系統(tǒng)、OLED檢測(cè)系統(tǒng)、AOI光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)、TouchPanel檢測(cè)系統(tǒng)和平板顯示自動(dòng)化設(shè)備。前道檢測(cè)方面,公司已取得國(guó)內(nèi)一線客戶的批量重復(fù)訂單,首臺(tái)OCD量測(cè)設(shè)備已取得訂單并已實(shí)現(xiàn)交付,首臺(tái)半導(dǎo)體電子束檢測(cè)設(shè)備eViewTM全自動(dòng)晶圓缺陷復(fù)查設(shè)備已正式交付國(guó)內(nèi)客戶;后道檢測(cè)方面,已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化研發(fā),在國(guó)內(nèi)一線客戶實(shí)現(xiàn)批量重復(fù)訂單。
5.6和林微納:MEMS零部件龍頭,布局高端探針打破海外壟斷
和林微納是國(guó)內(nèi)先進(jìn)的精微電子零部件制造企業(yè)之一,主營(yíng)業(yè)務(wù)為微型精密電子零部件和元器件的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷售。公司主要產(chǎn)品包括微機(jī)電(MEMS)精微電子零部件系列產(chǎn)品以及半導(dǎo)體芯片測(cè)試設(shè)備用探針系列產(chǎn)品兩大板塊,在微機(jī)電(MEMS)精微電子零部件領(lǐng)域,公司國(guó)內(nèi)少數(shù)能夠進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)MEMS廠商供應(yīng)鏈體系并且參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的微型精密制造企業(yè)之一,技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著。
高端探針產(chǎn)能爬坡,加大客戶導(dǎo)入。公司在高端基板探針等領(lǐng)域深度布局,有望打破海外公司在該領(lǐng)域的壟斷。公司前期主要通過(guò)進(jìn)入英偉達(dá)供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)了后端芯片測(cè)試探針的高速發(fā)展,目前在后端芯片測(cè)試已成為英偉達(dá)、意法、亞德諾、安靠等公司的供應(yīng)商,市場(chǎng)地位逐步穩(wěn)固;同時(shí)加大對(duì)于高通、博通等龍頭客戶的開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)小批量出貨,其份額有望快速提升。2021年11月20日公司擬向特定對(duì)象發(fā)行股票募集資金不超過(guò)7億元,用于新項(xiàng)目擴(kuò)產(chǎn),其中包含MEMS工藝晶圓測(cè)試探針研發(fā)量產(chǎn)和基板級(jí)測(cè)試探針研發(fā)量產(chǎn)。2020年公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)收2.27億元,同比+21.09%;實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn)0.61億元,同比+373.44%。2020年公司毛利率為44.96%,凈利率為26.77%。
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