2023年路维光电研究报告:平板显示领域逐步实现国产替代,“以屏带芯”蓄力关键节点突破

1 国内掩膜版领先企业,“以屏带芯”双轮驱动

1.1 发展历程:深耕掩膜版二十余载,产品及技术领先

高世代掩膜版领先企业,“以屏带芯”双轮驱动。路维电子成立于 1997 年,成立初 从事菲林掩膜版的生产,主要用于 PCB 行业,2008 年开始进入触控领域。2012 年路维 光电成立,继承路维电子全部业务,2014 年左右公司开始大规模进入平板显示及半导体 封装、器件领域,陆续实现 G4、G5、G6 TFT-LCD 掩膜版、中小尺寸 AMOLED 及 LTPS 掩膜版、以及 250nm 制程节点半导体掩膜版等产品的研发和量产。2019 年公司建成国内 首条 G11 高世代掩膜版产线,并同步突破半色调(HTM)掩膜版和上游光阻涂布技术, 打破国外垄断。目前是国内唯一一家覆盖 G2.5-G11 世代掩膜版的企业,坚持“以屏带芯” 战略,实现 180nm 制程半导体掩膜版量产。

公司产品以平板显示掩膜版和半导体掩膜版为主。公司产品以平板显示与半导体掩 膜版为主。根据公司招股说明书,公司 21 年来自平板显示的收入占公司的 72.00%,来 自半导体的收入占 19.51%。凭借可靠的产品质量与优质的客户服务,公司已赢得下游客 户的广泛认可,与众多知名客户建立了长期稳定的合作关系,例如京东方、华星光电、 天马微电子、信利、晶方科技、华天科技、通富微电、三安光电等。

1.2 股权结构:股权结构稳定集中,子公司分工明确

公司股权结构较为集中稳定。截至 23Q3 末,公司实际控制人杜武兵先生直接持有 公司 23.81%的股权,公司副总经理/董秘肖青女士直接持有 7.99%的股权,并与杜武兵先 生存在一致行动关系。公司第三大股东则为路维兴投资公司,直接持股 7.61%。此外, 杜武兵先生持有路维兴投资公司 53.19%的股权,肖青女士持有路维兴投资公司 1.09%的 股权。公司较为集中,有助于公司进行决策执行。 子公司分工明确、发展稳定。1)全资子公司路维科技主要负责低世代平板显示掩膜 版与半导体掩膜版的研发、生产与销售业务;2)全资子公司香港路维负责境外采购与销 售;3)公司控股子公司成都路维主要负责高世代 TFT-LCD 掩膜版及 AMOLED 掩膜版 的研发、生产与销售、拥有 G11 和 G8.5 掩膜版生产线;4)公司持股 99.50%的路维盛德 主要业务则是围绕公司产业背景以股权投资方式促进产业发展。

1.3 财务数据:产品结构优化带动盈利能力提升

公司近年来收入持续增长。2018-2022 年公司营收稳步增长,CAGR 为 44.95%, 2023 年前三季度公司实现营收 4.82 亿元,同比减少 1.96%;公司 2023Q3 单季度实现 营收 1.74 亿元,同比减少 12.74%,环比增长 1.16%;2018-2022 年归母净利润实现大 幅增长,CAGR 为 106.48%,2023 年前三季度公司实现归母净利润 1.08 亿元,同比增长 27.27%,其中 23Q3 单季度实现归母净利润 0.38 亿元,同比减少 3.43%,主要受下 游需求疲软影响。

公司产品结构持续优化,毛利率和净利率持续改善。公司销售毛利率从 2019 年 的 21.42%提升至 2023 前三季度的 34.81%,逐渐恢复至 2018 年的毛利率水平,主要 系公司从 2019 年起进军 G11 高世代掩膜版市场,产能爬坡早期毛利率较低,且为了 打破国外垄断采取降价让利策略;近年来公司产能规模效应逐渐显现,高世代产线向 下兼容生产情况减少,带动毛利率持续改善。公司净利率也从 2019 年的负净利提高至 2023 年前三季度的 21.73%。

2 掩膜版:平板显示逐步实现国产替代,半导体蓄力 突破关键节点

掩膜版是微电子制造过程中的图形转移母版。掩膜版由不透明的遮光薄膜在透明基 板上形成掩膜图形,用于选择性地阻挡曝光、辐照或物质穿透,将设计好的芯片电路图 通过曝光等工艺转移至下游行业的基板或晶圆上,是微电子制造过程中的图形转移工具 或者母版。面板制造中采用接近式光刻工艺,技术演进趋势为大尺寸化、高精度化;半导体领域常采用投影式光刻工艺,掩膜版和下游晶圆制程节点对应关系通常为 4: 1/5:1,其技术演进趋势为伴随半导体制程不断缩小,掩膜版不断缩小自身制程。

掩膜版属于定制化产品,具有一定抗周期属性。由于掩膜版属于定制化产品,在电 子行业景气度下行周期时,下游客户为刺激消费会不断尝试研发新品,每一款新品都需 要新的掩膜版。并且,在半导体领域中,晶圆厂为提升产能利用率,会为更多中小型芯 片设计企业提供代工服务,从而在一定程度上降低掩膜版由于行业下行带来的影响。

根据基板材料不同,掩膜版可分为石英掩膜版、苏打掩膜版和其他(菲林等)。其中 石英基板具有高透过率、高平坦度、低膨胀系数等优点,常用于制程较先进、精度要求 较高的掩膜版,如半导体领域、高精度平板显示领域等。

根据下游行业不同,掩膜版可以分为平板显示掩膜版、半导体掩膜版、触控掩膜版 和电路板掩膜版等。其中半导体领域为下游最大应用市场,占比超过一半,应用于逻辑 电路制造、功率器件制造、IC 封装等;其次为平板显示领域,占比近 30%,主要应用于 LCD、OLED、Micro-LED 等面板制造。

2.1 平板显示:产能转移&高清化演进提升需求量和价值量

2.1.1 下游面板厂商主要集中在国内,国产替代空间广阔

平板显示产能向中国大陆转移,已成为全球面板产能最多地区。2000 年后中国大陆 依靠完备的制造业基础和显著的劳动力优势,开始承接全球平板显示产能。根据 Omdia 数据,2020 年中国大陆平板显示产能占比超 50%,预计 26 年占比可提升至 60%。随着 全球面板产能的转移,国内平板显示掩膜版需求持续上升。

高世代面板带动高世代掩膜版需求。受平板显示大尺寸化发展趋势影响,掩膜版的 世代相应演进。根据 Omdia,2016 年全球 G10 及以上世代掩膜版的销售额占全球掩膜版 销售额的比例为 8%,2019 年占比提升至 16%,销售额 CAGR 为 44.92%,2020 年后受 新冠疫情影响 G10 及以上世代掩膜版销售额有所下降。国内面板企业积极扩产高世代面 板产线,根据 Omdia 2022 年 9 月统计,国内至 2024 年预计有 24 条 8.5 代以上高世代 线,其中 8.5/8.6 代合计有 19 条,有望带动国内高世代掩膜版配套需求。

AMOLED 相比 LCD 具有更高的精度要求,也具有更高价值量,未来 AMOLED 渗 透率提升有望带动面板用掩膜版市场规模扩大。显示技术的演进经历了 CRT-LED-LCDOLED 等进程,LCD 凭借其高性价比成为 20 世纪最主流的显示技术,而 OLED 由于具有轻薄、低功耗、高对比度、自发光等特性而高速发展,尤其是在中小尺寸移动终端领 域逐步取代 LCD。根据 IHS 的统计数据,2019 年全球平板显示市场规模约为 1078 亿美 元,TFT-LCD 和 AMOLED 的市占率在 99%左右,其中 TFT-LCD 面板市场规模约为 819 亿美元,占比约 76%;预计至 2024 年 AMOLED 市场规模达 537 亿美元,市占率提升至 41%。AMOLED 相较 TFT-LCD 对于精度有着更高要求,对掩膜版精度要求更高、层数 更多,带动掩膜版需求数量和价值量提升,未来 OLED 渗透率提升也有望带动面板用掩 膜版市场规模扩大。

显示技术朝更高精度演进,新技术带动掩膜版开版需求。Micro-LED 被视为下一代 显示技术,通过将原有的 LED 显示技术进行薄膜化、微小化、阵列化实现 LED 单元小 于 100 微米,通过无机物自发光,实现比 OLED 更长的寿命;Mini-LED 是 LED 向 MicroLED 之间的过渡技术。二者的制造工艺中前段工艺并无发生变化,通过掩膜版曝光实现 微电路转移仍是必备工艺,但是精度要求显著提升。未来需实现在更小制程的芯粒上曝 光显影,提升了掩膜版的精度要求和价值量,同时新显示技术带动新的掩膜版开版需求。据 Omdia,21 年 Mini-LED 终端产品出货量约 1630 万台,预计 26 年增长至 3590 万台。 全球 AR/VR 出货量的增长也将带动显示面板需求增长,从而带动掩膜版开版需求。

平板显示掩膜版客户主要集中在国内,22 年中国平板显示掩膜版市场达 35 亿元。 根据 Omdia 数据,2022 年全球平板显示掩膜版市场规模约为 61 亿元,预计 2025 年全球 显示掩膜版市场规模达 65 亿元。按照 2022 年中国大陆平板显示行业掩膜版需求占全球 比重达 57%,测算得 22 年国内平板显示掩膜版市场规模约 35 亿元。

2.1.2 国内企业实现相关技术突破,逐步打破美日韩垄断

平板显示掩膜版美日韩占据主要市场。全球平板显示掩膜版市场中,美日韩处于垄 断地位,根据 Omdia 统计,2020 年全球各大掩膜版厂商平板显示掩膜版的销售金额情况 前五名分别为福尼克斯、SKE、HOYA、LG-IT 和清溢光电,全球销售额 CR5 达 88%,供给集中度较高。

公司已实现 G2.5~G11 全世代覆盖,客户涵盖国内面板巨头。路维光电 2019 年建成 国内首条 G11 高世代 TFT-LCD 掩膜版产线,突破国外垄断,是国内唯一一家可覆盖 G2.5- G11 全世代产线的掩膜版企业,下游客户主要为京东方、华星光电等面板龙头厂商。

2.2 半导体:晶圆扩产、制程缩短和 Chiplet 技术提升需求量 和价值量

2.2.1 全球市场规模近 90 亿美元,竞争壁垒较高

半导体掩膜版壁垒较高,在各个参数方面要求显著高于其他领域。半导体掩膜版具 有多个壁垒:1)设备壁垒,光刻机为掩膜版制造的核心设备,国内掩膜版厂商主要向瑞 典 Mycronic、德国海德堡仪器和日本 JEOL 采购光刻机,进口依赖度高;且根据冠石科 技募集说明书,光刻机设备交付时间长达 18-48 个月不等,交付周期长。2)高度定制化、 生产过程 Know-how 特点显著,上游芯片设计公司 EDA 软件多样存在大量非标准化语 言,需积累大量经验进行标准化 CAM 版图处理的数据转换;光刻环节需根据下游厂商 的设备差异、工艺差异、调校习惯等做出工艺匹配,转换为定制化的掩膜版工艺参数, 技术、经验门槛较高。3)客户壁垒,掩膜版产品直接决定下游产品的良率和制造,客户 认证周期长,客户粘性高不会轻易更换供应商。

全球半导体掩膜版市场规模近 90 亿美元。根据 SEMI,全球半导体材料市场规模稳 步增长,从 2017 年的 469 亿美元增长至 2022 年的 727 亿美元,CAGR 为 9.16%。掩膜 版占半导体材料市场规模的比例约为 12%,据此测算 2022 年全球掩膜版市场规模为 87 亿美元。根据 SEMI,130nm 以上制程掩膜版市场规模占比超过一半,由于成熟制程多使 用三方掩膜版,因此对于国内三方掩膜版厂商而言成长空间广阔。

中国承接全球晶圆产能,国内晶圆厂持续扩产带动掩膜版需求增加。全球成熟制程 晶圆产能不断向我国转移,中国大陆地区晶圆产能已从 2011 年占比全球的 9%提升至 2020 年的 18%。根据 SEMI 预测,2020~2025 年中国大陆地区晶圆产能占全球比例将从 18%增长至 22%,随着国内晶圆厂产能提升,国内半导体掩膜版配套需求有望随之提升。

半导体产品集成度提升有望带动半导体掩膜版市场需求增长。随着终端应用产品的 功能日趋复杂和行业技术进步,半导体产品的集成度持续提高,半导体产品的细微电路 图越发复杂。晶圆表面需光刻的图案由传统的二维电路图像发展成含多层结构的三维电 路图像,芯片堆叠层数不断增加,导致所需要的半导体掩膜版的张数不断增加。同时, CAM 版图处理难度进一步加大,对多层光刻的掩膜版套刻精度控制提出更高要求,或将 带动价值量的提升,从而带动半导体掩膜版市场的增长。

Chiplet 封装工艺分解芯片为多个功能模块,对应成熟制程掩膜版需求提升。Chiplet 技术将大型单片芯片分解为不同功能的小芯片,使得小芯片可以使用不同的工艺节点制 造,再通过跨芯片互联和封装技术进行封装集成。其将大面积芯片成本从晶圆制造环节 转嫁到封装环节,将芯片分解成特定模块可以各自选择合适的制程工艺,降低先进制程工艺需求,提升工艺良率并降低综合成本。Chiplet 技术下的每一个功能模块芯片都对应 一套掩膜版需求,将多个功能模块芯片封装在一起时,也需要相对应的掩膜版进行先进 封装作业,因此 chiplet 技术也有望促进半导体掩膜版需求的提升。

2.2.2 海外三家巨头份额超 80%,国内蓄力关键节点突破

第三方掩膜版市场主要被海外企业占据,三家巨头占比超 80%。半导体掩膜版竞争 格局可以分为晶圆厂自建配套工厂和独立第三方掩膜版厂商两大类,根据 SEMI 数据, 2019 年全球半导体掩膜版晶圆厂自行配套的掩膜版工厂规模占比 65%,独立第三方掩膜 版厂商规模占比 35%。独立第三方掩膜版市场主要被美国 Photronics、日本 Toppan 和日 本 DNP 三家公司所控制,三家企业占全球超过 80%的份额,此外还有日本 HOYA、日本 SK 电子以及少量中国台湾企业。

国内企业尚未突破 130nm 以下制程掩膜版,国产化率较低。根据中国电子协会数据 统计,目前中国半导体光掩膜版的国产化率约为 10%,高端光掩膜版国产化率仅为 3%。 国内生产厂商主要包括中芯国际光罩厂、华润迪思微、中微掩模、龙图光罩、清溢光电、 路维光电等。中芯国际光罩厂、华润迪思微为晶圆厂自建工厂,主要内部配套使用。 2023 年下半年,国内第三方掩膜版厂商先后公告 130nm-28nm 节点的掩膜版研发 和产能规划,加速半导体掩膜版材料国产替代。

公司已实现 180nm 及以上制程产品量产。公司 180nm 及以上制程节点半导体掩膜 版满足现金半导体芯片封装、半导体功率器件、先进指纹模组封装和高精度蓝宝石衬底 (PSS)等产品需求,通过自主研发储备 150nm 节点制造核心技术,同时已掌握第三代 半导体用掩膜版制造技术,积极开展 130nm 及以下制程的工艺技术开发。半导体领域客 户已涵盖晶方科技、华天科技、通富微电、三安光电等企业。 公司拟投资建设 130-28nm 制程节点半导体掩膜版产能。2023 年 8 月 31 日路维光 电发布公告,其持股 99.50%的产业基金路维盛德与苏州工业园区产业投资基金、睿兴投 资签署合伙协议共同投资路行维远,路行维远以全部出资额 2.7 亿元增资路芯半导体, 路芯半导体作为项目实施主体。拟投资 20 亿元逐步建设并量产 130-28nm 制程节点半导 体掩膜版产品,加速高端制程国产替代进程。


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