2023年精测电子研究报告:前道量测破局者,勇闯国产替代深水区

一、跨显示、半导体、新能源的测试设备平台企业

(一)检测领域的平台化企业,持续把握新兴机遇

公司发轫于面板检测领域,切入锂电设备、半导体测试/检测量测领域。精测电子主 营业务为生产销售显示面板、半导体、锂电池检测/测试设备。在半导体行业,精测 电子18年通过和韩国ATE厂商IT&T合作进军半导体测试领域,并设立武汉精鸿(精 测电子持股65%);同年,精测电子设立全资子公司上海精测,致力于生产检测量测 设备。22年公司平板显示、新能源、半导体领域营收占比分别为79%、13%、7%。

(1)平板显示:向OLED、VR/AR等新领域发展,巩固系统集成优势。公司不断强 化“光、机、电、算、软”一体化系统集成优势,大力推动AOI及OLED、Micro-OLED、 Micro-LED、Mini-LED 等新型显示产品以及智能和精密光学仪器发展。22年公司专 门新设武汉加特林、武汉精一微两个主体深耕智能和精密光学仪器领域,23年年初 设立深圳精测,进一步助力公司拓展显示领域AR/VR产业相关业务的发展。根据公 司年报披露,截至22年底,公司在AR/VR/MR等头显设备配套检测的布局全面、深入 且已取得突破性进展,并且公司的Micro-OLED、光学显示模组等配套检测设备均已 收获国际知名头部客户批量订单,并完成部分交付。

(2)新能源:深度绑定中创新航,叠片、化成分容设备获批量订单。公司在新能源 领域的主要产品包括锂电池化成分容系统、切叠一体机和BMS检测系统等,其中化 成分容自动测试系统已获得重复批量订单,实现大批量销售;切叠一体机获得批量 订单,目前正在陆续的交付过程中。22年,公司与中创新航签署《战略合作伙伴协 议》,确定公司为其锂电设备的优选合作商, 同时公司控股子公司常州精测作为基 石投资者参与中创新航港股发行,进一步绑定头部客户。

(3)半导体:检测量测设备发力,稀缺赛道国产替代。公司半导体设备包括测试设 备和检测/量测设备两部分:武汉精鸿主要聚焦于存储测试设备,包括老化、CP、FT 测试;上海精测、精积微聚焦于检测量测设备,其中膜厚、电子束设备已实现批量销 售,OCD、三维形貌、缺陷检测(明场光学)设备正处于小批量/验证中。截至22年 底,公司在半导体领域在手订单约8.91亿元,是当年该业务营业收入的4.9倍;23年 4、8月,公司两次披露重大合同公告,获得半导体前道检测量测订单金额1.2、1.7亿 元,瞄准稀缺性赛道加速国产替代。

(二)半导体检测量测渐入佳境,冲破估值股价创历史新高

市场对公司半导体检测量测设备订单认可度高,股价创新高冲破估值。复盘公司发 展历史,23年之前,公司股价基本随业绩而变化,PE(FY1)基本波动于40x;23年 4月14日,公司披露重大合同,拟向客户出售多台半导体前道量测、检测设备,总交 易金额1.2亿元,在此影响下,公司估值中枢(PE-FY1)由23年3月的66x增长至4月 的88x,反映了对公司该类设备落地的认可。根据中商产业研究院数据,目前半导体 检测量测设备国产化率低于10%,绝大多数市场被KLA等海外企业垄断,公司核心设 备的突破除实现国产突破外,也打开远期成长天花板,完成平台化布局的关键一环。

把握时代脉搏,产品线拓展连贯发展。19年之前, 公司在平板检测领域持续完善 布局,由AOI光学、模组检测向高价值量的OLED检测等领域拓展;20-22年,公司新 能源、半导体检测设备实现快速起步,分业务收入三年CAGR达191%、239%,22 年二者合计营收占比达19%。

(三)募投进行产能扩张,研发助力未来成长

三次募投研发扩产,借助资本市场跨越式发展。公司19年至今共发行2次可转债和1 次定增,募投的项目包括新型显示智能装备项目(20年完工)、半导体检测量测设 备(22年完工)、Micro-LED检测设备、高端显示用电子检测系统(建设期3年,满 产营收10.5亿元)、新能源智能装备生产项目(建设期1.5年,满产营收14.7亿元), 公司借助资本市场在各个行业实现跨越式发展。

营业收入保持高速成长,盈利能力有所波动。公司营业收入由17年的9.0亿元增长至 22年的27.3亿元,持续保持增长,期间五年CAGR为25.0%;归母净利润由17年的1.7 亿元增长至22年的2.7亿元,期间五年CAGR为10.3%,公司盈利能力受高研发费用 有所承压。

毛利率保持稳定,净利率受高研发费用而承压。17-22年公司毛利率持续保持43%以 上,分业务看,显示行业毛利率基本保持稳定,半导体业务毛利率持续提升,由17 年的30%提高至22年51%,半导体业务的高盈利优势逐步凸显。17-22年公司净利率 有所下降,主要系期间费用率持续走阔,由17年的29%增长至22年的40%,其中研 发费用率最高。公司研发主要采用客户需求定制化研发及行业前瞻性研发相结合的 方式进行,在平板显示、半导体和新能源设备等高端制造领域持续布局。

二、开拓半导体市场,打破海外技术垄断

(一)全球半导体设备市场约千亿美元,受行业周期影响增速放缓

全球半导体设备市场规模约千亿美元。根据日本半导体制造装备协会数据,22年全 球半导体设备销售额为1076亿美元,其中中国大陆、中国台湾、韩国、北美、日本、 欧洲占比分别为26%、25%、20%、10%、8%、6%,中国大陆地区持续保持领先。 根据Semi数据,23年受全球芯片需求减弱以及消费和移动设备库存增加影响,半导体设备需求预计将有所下滑至912亿美元;24年随着全球经济回暖,市场规模有望恢 复至22年水平。 前道晶圆制造设备价值占比超过85%,下游logic/foundry需求较为旺盛。设备分应 用领域看,22年晶圆制造设备、测试设备、封装设备价值占比分别为86%、8%、6%。 其中晶圆制造设备从终端应用看,logic/foundry占据主体,由于对前沿和成熟工艺节 点的需求依然强劲,2022年logic/foundry领域的设备销售额增速最快,而随着企业和 消费者对memory和storage的需求减弱,设备增速有所下降。

(二)质量控制把关良率,包括测试和过程工艺控制两大类

(1)测试:包括设计验证、CP测试(晶圆测试)、FT测试(成品测试)。主要进 行电学参数测量,具体分为参数测试(如短路测试、开路测试、最大电流测试等DC 参数测试,传输延迟测试、功能速度测试等AC参数测试)和功能测试。主要设备是 测试机、分选机和探针台。 (2)过程工艺控制:根据工艺可细分为检测(Inspection)和量测(Metrology) 两大类型。①检测:在晶圆表面上或电路结构中,检测其是否出现异质情况,如颗粒 污染、表面划伤、开短路等对芯片工艺性能具有不良影响的特征性结构缺陷;②量 测:对被观测的晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出的量化描述,如薄膜厚度、 关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理性参数的量测。

测试设备、过程工艺控制设备约占半导体设备价值量的8%、11%。测试设备包括测 试机(占比71%)、分选机(占比10%)、探针台(占比15%),其中测试设备根据 用途可分为SoC测试、存储测试、模拟混合测试等;过程工艺控制设备包括检测设备 (占比63%)、量测设备(占比34%)。 精测电子在测试、过程工艺控制设备领域产品覆盖率较高。根据我们测算,精测电 子的存储测试机约占测试设备价值量的21%,现有的检测量测产品线约占过程工艺 控制设备价值量的40%(含小批量/验证产品);综合看,公司覆盖产品约占全部半 导体设备价值量的6%。

核心假设:(1)半导体设备:根据Semi预测,23-24年全球市场空间为912、1072 亿美元;结合历史数据,假设23-24年中国市场空间占全球的比重有所下降,均为24%。 (2)测试设备:根据Semi预测,23-24年全球市场空间为71、82亿美元,假设中国 测试设备和全部半导体设备占全球的比重相同。(3)检测量测设备:根据历史数据, 假设全球检测量测设备占全部半导体设备的比重为11%,同时假设中国检测量测设 备和全部半导体设备占全球的比重相同。 结论:(1)测试设备:预计22-24年全球市场空间为76、71、82亿美元,中国市场 空间为20、17、20亿美元;(2)检测量测设备:预计22-24年全球市场空间为118、 100、118亿美元,中国市场空间为31、24、28亿美元。我们认为,虽然受行业周期 影响,中国半导体设备市场空间所有收紧,但是目前检测量测设备国产化率低于10%, “自主可控”和“国产替代”背景下行业具备发展潜力。

(三)检测量测设备国产化率低,上海精测争当短板突破先行者

根据各检测量测设备市场空间、设备应用宽度、设备难度壁垒构建技术矩阵图,其 中市场空间引用自VLSI Research统计的2020年全球各检测量测设备市场规模,设 备应用宽度以各设备在前道制程和先进封装领域所涉及的环节总数表示,设备难度 壁垒以各设备在科磊半导体、中科飞测等共计14家海内外设备公司产品线中的被覆 盖程度表示。结论如下: (1)宽应用低壁垒:以无图形晶圆检测、图形晶圆检测、关键尺寸量测为代表,此 类设备在半导体制造过程中应用环节更多,市场空间相对较大,且技术壁垒相对较 低,为国产厂商率先替代领域,以中科飞测、上海睿励、精测电子等厂商为代表的本 土厂商以率先进行布局并获得市场认可。 (2)窄应用高壁垒:以纳米图形晶圆检测、套刻精度量测、掩膜版检测/量测为代表, 此类设备重点应用于光刻等晶圆制造核心环节,且深度参与光刻工艺,对制程节点 较为敏感。同时,通常来说设备的最小灵敏度是生产工艺节点的0.5-1倍左右的关系, 因此纳米级晶圆检测对设备要求更高,相应设备单价更贵,市场空间更大。此类设 备提供商以科磊半导体、应用材料、阿斯麦尔等海外厂商为主,同时天准科技通过 并购德国公司MueTec进军掩膜版、套刻精度量测领域。

科磊半导体占据检测+量测半壁江山,全球竞争集中度高。根据中科飞测招股说明书 及其引用的VLSI Research、QY Research数据,2020年,科磊半导体、应用材料、 日立、创新科技、雷泰光电、阿斯麦尔、新星测量仪器、康特科技在全球检测、量测 市场的市占率分别为51%、12%、9%、6%、5%、5%、3%、2%,合计CR8达92%。以中科飞测、精测电子为代表的企业持续寻求短板突破。2018-2022年,中科飞测国 内市占率由0.4%提升至2.3%,精测电子市占率由0.03%提高至0.84%,睿励、精测、 飞测三家公司的合计市占率由0.7%提高至3.5%,仍处在快速起步阶段。

海外公司在各产品线深度和广度占据优势地位,本土企业通过自研+收并购拓展产品 线。科磊半导体对于量测+检测产品线覆盖率达85.3%,且几乎在每一个所涉产品线 中均位列头位;应用材料、创新科技等公司产品覆盖率分别为49.0%、37.0%,并在 电子束缺陷复检等细分领域占据优势。本土企业中,中科飞测、东方晶源、上海微电 子、上海睿励通过自主研发提高产品覆盖率;而长川科技(STI)、赛腾股份(Optima)、 天准科技(MueTec)则通过收并购快速切入行业。 精测电子在产品覆盖广度在本土自研企业中名列前茅。根据VLSI Research、QY Research、中科飞测IPO回复意见、各公司官网、各公司年报等数据并经过我们测 算,目前上海精测、中科飞测、东方晶源、上海微电子、上海睿励批量销售产品所能 覆盖的产品份额分别为22.2%、19.9%、13.8%、16.0%、3.5%,若包含在验证及小 批量出货产品,上海精测、中科飞测、上海睿励的产品份额覆盖率将达39.6%、37.9%、 29.7%。

三、切入锂电设备行业,绑定大客户高速成长

(一)新能源车+储能处在发展快车道,锂电池产能扩张持续

预计23-25年全球锂电池设备需求量将持续超千亿元。海内外锂电池企业正处于扩产 快车道,截至22年6月,根据高工锂电、电池中国、各公司官网、各公司扩产公告, 国内厂商不完全统计,以宁德时代、比亚迪等行业龙头为首的众多锂电厂商预计25 年产能规划总和达3183GWh,以LG化学、SKI等为代表的众多海外锂电池厂预计25 年产能规划总和达1538GWh,二者合计达4721GWh,预计23-25年全球平均年度新 增产能超1000GWh,年均设备需求量超千亿元。

(二)锂电设备竞争格局相对成熟,企业头部效应明显

锂电设备分为前、中、后段。根据高工锂电、钜大锂电数据,锂电设备前、中、后段 价值量占比分别约为35%、35%、30%。锂电池设备作为生产工艺设备,直接决定了 锂电池的品质和一致性。锂电池按照形态可分为圆柱电池、方形电池和软包电池等, 其生产工艺有一定差异,但大体上其工艺流程可分为前段工序(极片制作)、中段工 序(电芯制作)以及后段工序(化成分容及电池组装)。 锂电前段工艺的内容是极片制作,主要工序包括搅拌、涂布、辊压、分切、制片、模 切等过程,对应的主要设备包括真空搅拌设备、涂布设备、辊压设备、分切设备、制 片设备、模切设备等。 中段工艺的内容是电芯制作,主要工序包括卷绕/叠片、入壳、点焊、烘烤、注液、 封口、清洗等过程,对应的主要设备包括卷绕设备、叠片设备、入壳设备、滚槽设 备、封口设备、焊接设备等。 后段工艺的内容是电池组装,主要工序包括化成分容、pack组装等过程,对应的主 要设备包括化成分容柜、激光点焊机等。

经历过第一轮扩产潮后,国内竞争格局以较为成熟。国内竞争企业大概分为三类: (1)具备整线的龙头,例如先导智能、利元亨、赢合科技等;(2)在核心工艺设备 占据较高市场份额的设备企业,例如杭可科技、联赢激光,海目星等;(3)其他自 动化企业,在锂电设备和其他制造业领域平台化拓展,如精测电子、科瑞技术等。

(三)精测电子绑定大客户瞄准核心工艺突破

叠片、化成分容为锂电设备中段、后段核心设备,价值占比高。根据高工锂电数据, 22年中国锂电池叠片设备市场规模为47亿元,约占锂电设备投资总额的5%-6%,未 来叠片凭借更高的容量和能量密度在中段加工渗透率预计将持续提升,对卷绕技术 路线形成替代,根据GGII数据,25年中国叠片设备市场规模预计达89亿元,占锂电 设备投资总额比重超过10%。根据中商产业研究院数据,20年化成分容设备约占总 设备投资额的20%,假设该比例维持不变,则预计23-25年中国化成分容设备的年均 市场空间超150亿元。

精测电子瞄准锂电中后段核心工艺突破。根据公司可转债募集说明书,公司23年募 投新能源智能装备生产项目预计满产后,可实现锂电切叠一体机、化成分容测试系 统、视觉检测系统、电芯装配线、激光模切机销售收入6.5、4.5、0.4、3.0、0.3亿元 /年,合计营业收入达14.7亿元/年,净利润为1.7亿/年。 绑定锂电池头部客户,利好公司锂电设备产业化。22年,精测电子与中创新航签署 《战略合作伙伴协议》,确定公司为其锂电设备的优选合作商,同时公司控股子公 司常州精测作为基石投资者参与中创新航港股发行,进一步绑定头部客户,利好公 司锂电设备产业化。

四、立足显示检测行业,产品线日趋完善

(一)平板显示检测是平板显示器件生产各制程中的必备环节

平板显示器分为LED、OLED等不同产品,生产工艺主要分为三段。以LCD的生产工 艺可为例,其分为Array制程、Cell制程和Module制程:Array制程的主要目的是完成 玻璃基板的生产;Cell制程的主要目的是在玻璃基板上形成液晶空盒,注入液晶后根 据需求进行分割,贴上偏光片并经载入电信号作图像检查后即成为LCD面板; Module制程是把LCD面板与外部驱动芯片和信号基板相连接,并组装背光源和防护 罩,经检测后即成为LCD模组。

平板显示检测是平板显示器件生产各制程中的必备环节,应用于不同生产制程的检 测系统技术原理差异较大。Array制程主要是对玻璃基板的生产加工,该段制程的检 测主要是利用光学、电学原理对玻璃基板或偏光片进行各种检测,如AOI光学检测系 统;Cell制程主要是在Array制程完成的玻璃基板的基础上生成液晶面板,该段制程 的检测主要是利用电学原理对面板进行各种检测,如亮点检测系统、配向检测系统 等;Module制程主要是对面板加装驱动芯片、信号基板、背光源和防护罩等组件, 该段制程的检测主要是利用电讯技术对面板或模组进行信号检测。此外,检测系统 还可以根据检测对象或检测指标分类。

(二)OLED 等新工厂建设将驱动平板检测市场持续扩张

21年中国大陆新型显示面板设备超千亿元,新型显示检测设备约59亿元。根据 CINNO Research统计,2021年中国大陆显示面板设备市场规模为1100亿元,同比 -5%,其中AMOLED、Mini/Micro LED、TFT-LCD技术占比分别为55%、24%、 21%;随着5G通讯、新能源车等新兴产业深度融合,叠加技术替代和产业向中国 大陆转移的国际趋势,预计2024年显示面板设备市场规模约达1400亿元。根据 CINNO Research统计,中国大陆2021年新型检测设备市场规模约59亿元,其中 Cell/Module光学检测设备约21亿元,占比36%。预计未来随着TFT-LCD及 AMOLED多座工厂进入建设期,新的建厂和扩产将带动中国大陆新型显示行业检测 设备市场规模在2024年将有望达92亿元。

(三)精测电子在平板检测地位领先,高端产品逐步完善

显示行业占据公司的营收主体。公司在平板显示检测设备领域的营收短期受行业景 气度影响有所波动,但长期看仍保持较好的增长势头。公司平板检测领域收入由17 年的8.9亿元增长至22年的21.7亿元,期间CAGR为19.6%。

精测在OLED等先进产品设备布局全面,Cell/Module检测市占率高。根据CINNO Research数据,精测的核心产品为信号发生器、De-Mura设备,在AVI、API、OTP 设备、老化设备均有布局,产品线较为齐全。从市场份额看,2021年精测电子在中 国AMOLED行业Array检测设备市占率为3%,位列第八(内资第一);在AMOLED 行业Cell/Module检测设备市占率为23%,位列第二。

募投项扩产完善OLED、Mini/Micro LED等高端产品线。23年公司发行可转债,募 集资金发展高端显示用电子检测系统研发及产业化项目,主要集中于中大尺寸 OLED和 Mini/Micro LED领域,主要产品包括模组信号发生器、模组老化测试系统、 多通道LED测试恒流源表、显示用晶圆信号驱动检测系统、图像传感器信号采集检 测系统、工业质检AI云服务平台等,根据公司可转债募集说明书,预计满产后实现营 业收入10.5亿元/年,实现净利润1.8亿元/年。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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