华海清科的竞争优势、战略布局及成长空间分析

最佳答案 匿名用户编辑于2023/10/12 10:13

技术实力雄厚,“产品+服务”平台化发展。

1.技术实力深厚,CMP领域国内领先

工艺制程覆盖度持续突破,产品性能对标国际大厂。公司研发的具有完全自主知识产权 的 CMP 设备已实现在国内外知名客户先进大生产线的产业化应用,在逻辑芯片制造、 3D NAND 制造、DRAM 制造等领域的工艺技术水平已分别突破至 14nm、128 层、 1X/1Ynm,均为当前国内大生产线的最高水平和全球集成电路产业的先进水平。

抛光技术全面,产品性能国内领先。公司完全掌握非金属介质 CMP、金属薄膜 CMP、 硅 CMP 等抛光工艺,高端 CMP 设备的工艺技术水平已突破至 14nm 制程。CMP 设备 中抛光驱动技术、压力调控抛光技术、智能控制系统、终点识别检测系统以及智能清洗 模块的先进程度决定了机台在化学机械抛光工艺中片内均匀性、片间均匀性、设备产出 速率、清洗后颗粒物残留率、金属离子含量控制等关键性能表现。公司先后攻克了纳米 级抛光、纳米精度膜厚在线检测、纳米颗粒超洁净清洗、大数据分析及智能化控制和超 精密减薄等关键核心技术,是全球少数实现晶圆表晶圆全局纳米级平坦化与微结构完整 无损的 CMP 设备供应商,多项产品参数跻身国内最优,性能已达到国际竞争对手同类主 流产品水平。

系统集成能力高。CMP 设备软件及系统集成技术要求极高,需要在有限的体积和重量内 通过结构设计实现纳米级的抛光厚度控制,机台内部结构、压力关系复杂,可靠性要求 极高,很少有企业能够同时解决各个细分领域的技术难题,实现 CMP 设备的规模化应 用。公司机台软件控制系统集成了智能工艺控制系统(SPAC)、动态形貌调节系统(DPT)等复杂工艺控制算法、技术,通过对庞大的电、气、液、电机、机械手等实时大数据采 集和分析,实现对设备中 340 多个电机和气动装置的精确协调与控制,并且能够满足不 同客户不同工艺的定制化需求。

14nm CMP 设备、减抛一体机客户端认证顺利推进。公司重点针对现有 28-14nm CMP 设备(Universal 300X 和 300T)的关键模块/核心技术进行优化,围绕先进抛光系统、先 进超洁净清洗系统、先进终点检测系统、精确传送系统等关键领域研发攻关。公司已有 机台在客户端做 14nm 产线验证,并不断根据客户端验证数据反馈的问题进行关键模块 的持续改进。公司成功研发 12 英寸晶圆减薄抛光一体机 Versatile-GP300 设备,已按照 公司所承担的研发课题任务书约定交付指定客户进行生产线考核验证。

2.“产品+服务”平台化战略布局初现

公司是目前国内首家推出拥有核心自主知识产权 12 英寸 CMP 设备的厂商,亦是国内 CMP 产品布局最全面的厂商,近年来以 Universal-300 系列 CMP 设备为基础加大产业布 局,开发出了 Universal-200 系列 CMP 设备、Versatile 系列减薄设备、HSDS/HCDS 系列 供液系统,以及晶圆再生、关键耗材与维保服务等技术服务,初步实现了产品+服务的平 台化战略布局。产品广泛应用于逻辑芯片、3D NAND、DRAM、MEMS、先进封装制造 领域。

1、减薄机国产替代势在必行,公司处于国内领先地位。减薄机是半导体后道工艺中的关键设备,市场规模稳步增长。晶圆厂为了保证晶圆在制 造和运送过程中有足够的强度,出厂晶圆的衬底部分占其总厚度的 90%以上。封测厂需 要先磨削掉硅晶片背面多余的部分,才能进行划片等后续封装流程。作为后道工艺首要 环节的专用设备,减薄机需求与封测端紧密相关。受益于全球封测产能持续扩张,减薄 机市场需求稳步增长。据 Marketresearch 数据,2021 全球晶圆减薄设备市场规模约 6.14 亿美元,预计到 2028 年将达到 8.99 亿美元,年复合增长率为 5.6%。

晶圆薄化趋势已定,减薄机研削精度日益提升。随着集成电路内晶体管密度持续逼近极 限,摩尔定律逐渐放缓,制造、封测厂商开始寻求通过垂直方向堆叠的方式提升芯片集 成度,将整片晶圆或不同功能的芯片封装在一起,由此衍生出以 3D IC 为代表的众多先 进封装工艺。无论是采用晶圆键合还是芯片键合的堆叠方式,封装后单芯片厚度的限制 势必要求从源头削减每片晶圆的厚度,更薄的晶圆也有利于晶片之间的信息传输。12 寸 晶圆片裸片厚度为 775µm,8 寸为 725µm,传统封测工艺要求将晶圆减薄至 70-200µm 水 平,MCP 结构下 8 层晶圆堆叠要求单片厚度降至 50µm,16 层则要低于 30µm,目前行 业最低要求为 10µm,不断精进的薄化要求驱动减薄机研削精度需求日益提升。

先进封装渗透率提升为 CMP 减薄一体机注入强劲增长动能。先进封装工艺流程与传统 封装工艺在工序上存在差异,晶圆将先由 CMP 设备抛光提高晶圆表面平整度,再由减薄 机削减达到可用于键合的晶片厚度要求。据 Yole 统计,2021 年先进封装的全球市场规模约 350 亿美元。同时其预测到 2025 年市 场规模将达到 420 亿美元,复合增速 4.67%。先进封装在所有封装方式中的占比将从 2021 年的 45%增长到 2025 年的 49.4%,CMP 减薄一体机市场发展有望受益于这一趋势。

全球减薄机市场高度集中,日企占据主导地位。全球主要的晶圆减薄机供应商为日本的 DISCO、OKAMOTO、东京精密,以色列的 Camtek 以及德国的 G&N。国内能够生产晶 圆减薄机的厂商有北京中电科、湖南宇晶和深圳方达,市场份额低且仅具备提供减薄或 抛光单一功能设备的能力,无法对标 Disco DGP8761、OKAMOTO GDM300、东京精密 PG3000RMX 等主流抛光减薄一体机产品,国产替代刻不容缓。

公司打破国外技术垄断,自主研发的国内首款减薄抛光一体机已进入送样阶段。公司承 接国家级重大专项课题,开发了国内首款具有自主知识产权的高精度减薄抛光一体机 Versatile-GP300,满足 3D IC 对 300mm(12 寸)晶圆的超精密磨削、CMP 及清洗一体化 的工艺需求。目前项目进展顺利,产品已交付指定客户开展生产线考核验证。公司目前 在超精密减薄领域拥有授权专利 11 项,同属国内领先水平。未来计划利用募集资金进行 300mm 晶圆减薄抛光一体机的成套工艺研发和产业化生产,拓宽公司在先进制程关键装 备市场布局,形成 CMP 之外新的营收增长点。

2、耗材、服务业务迅速成长,晶圆再生前景广阔。耗材、维保服务构成CMP设备制造企业重要收入来源。CMP 设备正常运行过程中,除 了需要使用抛光液、抛光垫等通用耗材外,设备自身的抛光头、保持环、气膜、清洗刷、 钻石碟等关键耗材也会快速损耗,必须进行定期维保更新。2021 年公司耗材、维保服务 营收占比仅为13.81%,仍具一定成长空间。

公司向客户销售包括保持环、探测器、气膜、7 分区抛光头在内的多项 CMP 主要耗材, 维保服务主要包括向客户提供 7 分区抛光头维保等。公司近年来配件及服务业务与 CMP 设备销售收入同步增长,2019-2021 年毛利率分别为 44.74%/53.52%/56.92%,呈持续增长 趋势。2019-2021 年营收占比分别为 7.61%/8.45%/13.91%,业务发展速度快。作为本土厂 商,公司相比国际巨头具有快速响应国内客户维保需求的优势,未来配件及服务业务有 望持续为公司贡献增量营收。

国内晶圆再生市场广阔,玩家稀缺。晶圆厂在芯片制造过程中,需要利用成本较低的控 片、挡片作为监控测试硅片,对机器设备进行热机、检测或者进行适当的填充。晶圆再 生指回收使用过的控挡片,将其工艺薄膜、金属颗粒残留等杂质去除,使其达到再次使 用的标准的过程。根据SEMI 对目前国内现有的12 英寸晶圆厂的产能统计和预测来看, 若目前国内已建以及在建 12 寸晶圆厂全部达产,按照再生晶圆数量占晶圆总产量 30% 和良品率 90%的行业特征来测算,国内 12 英寸再生晶圆的市场空间可以达到 65 万片/ 月。2020 年之前中国大陆在该领域处于空白状态,大陆市场被 RST、Hamada Heavy、中 砂、辛耘、升阳等日本、中国台湾企业占据。2021 年是中国大陆晶圆再生项目的集中投 产期,目前涉足这一领域的企业包括至纯科技、协鑫集成、富乐德长江、晶芯半导体, 份额较低。

公司技术、成本、客户优势明显。晶圆再生的主要工艺流程为对控挡片进行去膜、粗抛、 精抛、清洗、检测等工序处理,使其表面平整化、无残留颗粒。在供给端,CMP 设备也 是晶圆再生工艺产线中资金投入最大的设备,最关键的一步精抛由 CMP 设备完成。在需 求端,晶圆再生业务的客户主要是集成电路制造厂商,与公司现有 CMP 设备业务的客 户群高度重合。基于公司多年积累的 CMP 工艺技术优势、成本优势及市场拓展优势, 公司可为现有客户群体提供更加长期稳定的持续性晶圆再生服务,截至 2022 年 2 月,公 司 12 英寸再生晶圆累计出货量已超过 10 万片。

公司晶圆再生业务商业模式如下:1)客户将使用过的控挡片委托给公司进行研磨抛光及 清洗加工并支付相应的加工服务费用;2)由公司外购使用过的控挡片,然后进行研磨抛 光及清洗,形成可重新使用的控挡片,向下游集成电路制造厂商直接销售成品再生晶圆。

3.客户拓展进度领先,市占率稳步提升

切换迁移成本高,设备供应商护城河宽阔。因集成电路制造商对新的设备供应商准入极 为严格,对设备的质量、技术参数、长期稳定性、经济性、可维护性等各方面都有非常 严格的要求。在隐性成本层面,使用新厂商设备也会涉及晶圆厂工艺工程师重新培训、 使用手册重新编制等现实问题,切换供应商可能影响生产进度,因此晶圆厂对于使用新 厂商设备十分审慎,CMP 设备企业需要取得晶圆厂对产品的全方位验证,验证周期长, 进入门槛很高。

国内头部客户云集,市场占有率进步显著。尽管新厂商导入面临重重困难,公司自 2016 年以来连续成功打入中芯国际、华虹集团、广州粤芯、上海积塔、大连英特尔、厦门联 芯等国内领先晶圆代工厂供应链,2018 年开始持续导入长江存储、合肥长鑫等知名存储 IDM。公司占据国产 CMP 设备销售的绝大部分市场份额,按照 SEMI 统计的 2018 年 -2020 年中国大陆地区的 CMP 设备市场规模和公司 2018 年度-2020 年度 CMP 设备销 售收入计算,公司 2018-2020 年在中国大陆地区的 CMP 设备市场占有率约为 1.05%、 6.12%和 12.64%。

机台产量、中标率逐年攀升。公司产品中标率逐年递增,2019-2021 年公司在长江存储、 华虹无锡、上海华力一二期项目、上海积塔等四家晶圆厂的招标中,中标率分别为21.05%、 40.24%、44.26%。在国产化愈演愈烈的大背景下,过硬的技术实力将有效支撑公司进一 步抢占国内市场份额,与海外巨头同台竞技。

4.供应商集中度逐年下降,关键零部件国产化持续推进

坚持分散化采购,供应链管理能力持续提升。公司供应商集中度逐年下降,2019-2021 年前五大供应商占比分别为 44.61%/37.76%/28.65%,不存在对少数供应商严重依赖的情 况。坚持零部件自主设计,保障上游供应链自主可控。公司自主研发设计了抛光单元、清洗 单元、设备前端模块单元、传输单元这四大单元导体的大部分关键模块,提供设计图纸交给多家零部件供应商生产,最后返厂进行组装测试。目前世界范围内仅有公司、美国 应用材料、日本荏原三家公司掌握 7 分区抛光头生产技术。

积极导入国产前端模块,稳步提升关键部件国产化程度。截至 2021 年,公司 8 英寸 CMP 设备使用的设备前端模块全部向北京和崎采购,12 英寸 CMP 设备前端模块主要向日企 Rorze Corporation 采购。2021 年下半年开始,上海广川、北京锐洁、上海果纳等国内供 应商已陆续通过公司整机集成测试并批量向公司出货,前设备端模块的国产比例将逐步 提升。2019-2021 年,公司设备前端模块国内供应商采购金额逐年大幅上升,CAGR 323%。