2022年拓荆科技主营业务及发展趋势分析.docx

2022年拓荆科技主营业务及发展趋势分析1、拓荆科技：国内 CVD 设备龙头，产品逐渐迎来放量1.1、国内 CVD 设备龙头，客户覆盖国内主流晶圆厂拓荆科技成立于 2010 年，由中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司和孙丽杰（代公司创始人姜谦先生出资）设立，并于 2022 年上市。公司聚焦于半导体薄膜沉积设备，目前主要产品包括 PECVD 设备、ALD 设备和SACVD设备，广泛应用于国内晶圆厂 14nm 及以上制程集成电路制造产线，客户覆盖中芯国际、华虹集团、长江存储、长鑫存储、厦门联芯、燕东微电子等国内主流晶圆厂。公司是国内 CVD 设备龙头，在集成电路 PECVD 和SACVD 设备领域都是唯一实现产业化应用的厂商，是当之无愧的国产替代先锋，广泛覆盖下游国内主流客户；同时在 ALD 领域也是领先厂商，PE ALD 设备已实现出货销售，Thermal ALD则在积极研发中。公司目前销售收入主要来源于 PECVD 设备，2021 年前三季占比高达88.7%，而其余 11.3%收入则来源于 SACVD 设备。公司近年产品收入结构受机台的验证节奏影响而有所波动，但整体上 PECVD 设备贡献了绝大多数销售额且持续快速增长，SACVD 设备自 2020 年开始形成销售并同样快速增长，而ALD设备收入则与机台出货验证情况相关。公司客户广泛覆盖国内主流晶圆厂/存储厂，2021 前三季度前五大客户为中芯国际、屹唐股份、长江存储、华虹集团、睿力集成（长鑫存储母公司），合计占比92%，此外合肥晶合、广州粤芯、重庆万国、北京燕东微等也均为公司客户。1.2、广泛实行员工持股，持续大力研发投入公司股权结构分散，无实际控制人。公司前三大股东依次为大基金、国投上海、中微公司，分别持股 19.86%、13.68%、8.40%，此外姜谦及其一致行动人（多为公司高管及员工持股平台）也持有较多股权，比例均不足控股。而按照最新公司章程，公司 6 名非独立董事中，大基金、姜谦及其一致行动人各有权提名2名，国投上海、中微公司各有权提名 1 名，均不足董事会席位一半，因此公司不存在实际控制人。同时，公司创始人姜谦长期秉持全员持股理念，因此公司分两批次设立了11个员工持股平台，实现了广泛的员工持股，以此吸引海外专家和境内优秀人才，使员工与公司共享发展成果。公司最初由中科仪与姜谦（由孙丽杰代其以技术出资）设立，姜谦曾在英特尔和Novellus Systems（知名沉积设备公司，被 Lam Research 收购）任职，回国后设立拓荆科技并曾任公司董事长。除姜谦先生外，公司现任董事长吕光泉、总经理田晓明以及其他高管和核心技术人员也多有在 Novellus Systems、LamResearch等业内知名公司任职经历，为公司打下了良好的人才和技术基础。在优秀的人才基础和广泛的员工激励外，公司还持续大力研发投入，2021年研发支出高达 2.88 亿元，占营收比例高达 38%。半导体设备行业技术含量高，公司尚处于体量较小的早期，持续的研发投入是公司能不断实现技术突破、开拓市场与客户的重要依托，为公司未来进一步产品放量和业绩增长奠定基础。在强大的核心技术人员与持续的研发投入下，通过核心技术人员出资和自主研发，公司已形成先进薄膜工艺设备设计技术等多项核心技术，并达到国际先进水平，且申请了数十项发明专利进行了保护，其中大多已成功于PECVD设备、ALD设备和 SACVD 设备上量产应用。1.3、产品逐渐放量，带动规模持续增长公司作为国内稀缺的实现集成电路 PECVD 设备量产的厂商，随着自身技术不断突破以及下游客户快速扩产并加速导入国产供应商，近几年公司客户数量及市场份额逐渐提升，沉积设备机台迎来放量，带动公司销售额也持续快速增长。而由于公司尚处于体量较小的发展早期，规模效应不显著，还需要努力开拓市场和客户，因此销售费用率等处于较高水平，同时半导体设备行业投入较大，公司为了实现持续的技术突破和追赶更是需要巨额的研发投入，导致公司扣非后归母净利润尚处于亏损状态。而归母净利润方面，则还受政府补助等非经常性损益影响而有所波动。公司近年毛利率整体呈持续提升趋势，主要是因为：1）随着公司技术水平和市场地位提升，公司议价能力有所增强；2）公司产品工艺和制程演进，开始进入先进制程设备市场，具有更高价格和毛利率；3）规模效应开始显现。而公司净利率则还受研发费用、政府补助等影响而有所波动。分产品来看，公司 PECVD 设备毛利率逐年提升，无论是12 英寸产品还是8英寸产品毛利率都呈提升趋势，2021 前三季度分别为 44.51%和41.17%；而ALD设备和 SACVD 设备销售机台数量都还较少，毛利率通常仅反映该台设备的情况。而随着公司技术进一步提升、产品快速放量，带来产品结构优化和规模效应显现，预计未来公司毛利率仍有提升空间。站在当前时点，我们认为，公司作为国内 CVD 设备龙头厂商，在下游客户快速扩产和加速推进国产替代的背景下，公司订单和业绩有望迎来快速增长。这从公司的合同负债和存货情况也可以得到验证，自 2020 年以来呈现明显加速趋势，证明公司在手订单势头良好并有较多的发出商品和原材料储备。2、国内晶圆厂资本开支高企，本土CVD设备厂商受益国产化加速2.1、全球主要晶圆厂积极扩产，半导体设备市场持续景气半导体行业结构性景气持续，全球市场规模有望再创新高。2021 年，得益于汽车电子、5G、IoT 等下游需求高景气，行业整体供给偏紧，全球半导体市场规模同比大增 26%，达到创纪录的 5560 亿美元。展望 2022 年，汽车电子、云计算等细分领域持续高景气，有望带动市场规模继续成长，超过6000 亿美元。全球主要 IC 制造厂展望乐观，积极进行产能扩充。虽然部分芯片供给紧缺情况逐渐缓解，但主要晶圆厂判断行业整体供需依然偏紧，因此纷纷宣布了积极的扩产规划和资本开支计划。如代工龙头台积电看好 5G、HPC、汽车电子的长期增长趋势，在全球范围内积极扩产，2022 年的资本开支指引也在去年300 亿美元的高基数上进一步显著提高，达到 400-440 亿美元。在全球主要晶圆厂积极的资本开支下，半导体设备龙头厂商也都持续处于供不应求状态，根据 SEMI 统计，2021 年全球半导体设备市场规模激增44%，创下1026亿美元的新高。其中占比最大的前道晶圆制造设备市场同样增长40%以上，超过900 亿美元，并预计 2022 年将继续增长 18%，达到1070 亿美元的新高，且2023年市场也将保持健康，维持在千亿美元之上。中国大陆的晶圆厂/存储厂随着技术逐渐突破，近年更是积极进行产线建设，尤其是 2020 年以来，随着国内领先晶圆厂/存储厂实现关键技术突破，其扩产更是处于高峰期。我们统计了国资背景主要晶圆厂/存储厂的扩产规划，12 寸逻辑代工及IDM 产能将从 2021 年底的 40 多万片/月提升至 2024 年底的超过130 万片/月；长江存储和长鑫存储的总产能也将从 2021 年底的 16 万片/月提升至2024 年底的约50 万片/月，均有显著提升。国内下游本身的快速扩产外，自主可控进程的加速更是进一步为国产供应商带来了前所未有的发展良机。近年中美贸易关系存在不确定性，美国先后对华为、中芯国际等国产厂商逐步加大制裁，使得国内半导体行业意识到了产业链自主可控的必要性，纷纷加速国产替代进程。在当前中美贸易摩擦的大背景下，国内晶圆厂对于核心供应链自主可控的需求日益增强，国内设备、材料厂商迎来千载难逢的好机会，国产化速度将进一步提速，以长江存储为例，国产设备在各个环节的比例在逐渐提升，未来随着资本开支进一步加大，国产化比例有望进一步提升，相关细分领域的龙头公司订单及业绩有望持续加速。2.2、CVD 设备市场巨大，国产替代空间广阔2.2.1、薄膜沉积设备：IC 前道制造三大主设备之一，市场规模巨大薄膜沉积指的是半导体制造中在硅片衬底上沉积薄膜的工艺。芯片内部结构是3D立体式形态，衬底上的薄膜构成了制作电路的功能材料层，无论是前道器件形成过程还是后道金属互连层形成阶段都需要通过薄膜制备-光刻-刻蚀的反复进行来实现芯片的立体结构。而薄膜沉积便是其中用于制备薄膜的技术，也是芯片制造的核心工艺环节。具体来讲，薄膜沉积技术是以各类适当化学反应源在外加能量（包括热、光、等离子体等）的驱动下激活，将由此形成的原子、离子、活性反应基团等在衬底表面进行吸附，并在适当的位置发生化学反应或聚结，渐渐形成几纳米至几微米不等厚度的薄膜。所沉积薄膜材料可以是二氧化硅、氮化硅、多晶硅等非金属以及铜、铝、钨等金属。而由于材料自身性质的不同，往往需要通过不同原理的沉积方式来进行制备，因此薄膜沉积也有多种技术原理，主要包括 CVD（化学气相沉积）、PVD（物理气相沉积）、ALD（原子层沉积）、ECD（电化学/电镀沉积）等，各自又可以进一步细分。其中，CVD 和 PVD 是目前应用最多的两种沉积技术，分别主要用于沉积绝缘薄膜和金属薄膜；ALD 作为具有精确膜厚控制和优越台阶覆盖率的沉积技术，在 28nm 以下得到了越来越广泛的应用；ECD 则主要用于电镀铜等环节。薄膜沉积设备作为晶圆制造的三大主设备之一，其规模约占晶圆制造设备总规模的四分之一左右，仅次于刻蚀设备，和光刻机相仿。据Maximize Market Research数据统计，近年全球薄膜沉积设备规模稳定较快增长，2020 年约172 亿美元。而2021 年在全球前道晶圆厂设备支出激增 42%的情况下，我们判断薄膜沉积设备市场规模也有较快的增长，保守达到 200 亿美元以上。具体来看，如前文所述，CVD 设备和 PVD 设备是占比最大的两类薄膜沉积设备，CVD 设备占比高达一半以上，其中 PECVD（等离子体增强CVD）最为主流，在整个薄膜沉积设备市场中占比 33%，而 LPCVD（低压CVD）/APCVD（常压CVD）合计占比也在 20%以上；而 PVD 设备以溅射为主，占比约两成；ALD设备占比约 11%，未来有望进一步提升。2.2.2、CVD 设备：介电材料沉积关键设备，美日厂商主导CVD（化学气相沉积）是通过化学反应的方式，利用加热、等离子或光辐射等各种能源，在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化学反应形成固态沉积物的技术，是一种通过气体混合的化学反应在硅片表面沉积薄膜的工艺，可应用于绝缘薄膜、硬掩模层以及金属膜层的沉积。CVD 按照沉积条件的条件又可以分为 PECVD、LPCVD、APCVD、SACVD（次常压 CVD）等，适用于不同工艺节点对膜质量、厚度以及孔隙沟槽填充能力等的不同要求。其中：1）APCVD 是最早的 CVD 设备，结构简单、沉积速率高；2）LPCVD 则是在 APCVD 基础上发展的，其工作压力大大降低，薄膜均匀性和沟槽覆盖填充能力有所改善，较 APCVD 应用更为广泛；3）PECVD 由于等离子体作用，化学反应温度明显降低，薄膜纯度和致密度得到加强，在从亚微米到 90nm 往下的发展中扮演了重要角色，目前也是应用最广、占比最大的；4）SACVD 则主要用于沟槽填充工艺，顺应 IC 结构中沟槽孔洞的深宽比越来越大的趋势，目前仍处于发展早期，占比较小。前文已述 CVD 设备的市场规模占比，按 2020 年全球薄膜沉积设备市场规模172亿美元测算，则全球 PECVD 设备市场规模约 60 亿美元，APCVD/LPCVD设备市场规模约 40 亿美元。而根据公司招股书按国内半导体设备市场占全球市场26.29%的比例测算，则国内 PECVD 市场规模约为 15 亿美元。格局方面，全球CVD设备行业呈现出高度垄断局面，AMAT 一家占据了约三成的市场份额，再加上LamResearch 和 TEL 三家便占据了约七成市场份额。此外，ALD 从原理上来说也是通过化学反应得到生成物，只是在沉积反应原理、沉积反应条件的要求和沉积层的质量上都与传统的CVD 不同。相对于传统的沉积工艺而言，ALD 工艺具有自限制生长的特点，可精确控制薄膜的厚度，制备的薄膜具有均匀的厚度和优异的一致性，台阶覆盖率高，特别适合深槽结构中的薄膜生长，在 28nm 以下关键尺寸缩小的双曝光工艺方面取得了越来越广泛的应用。ALD 设备在薄膜沉积设备中比例约为 11%，对应 2020 年的市场规模接近20亿美元，而据市场调查机构 Acumen research and condulting 预测，由于半导体先进制程产线数量增加，2026 年全球 ALD 设备市场规模约为32 亿美元。ALD设备市场同样由海外龙头主导，其中日本 TEL 和荷兰 ASMI 各占据约三成份额。2.3、CVD 设备进入壁垒高，国产厂商逐渐取得突破半导体专用设备属于技术密集型行业，涉及等离子体物理、射频及微波学、微观分子动力学、结构化学、光谱及能谱学、真空机械传输等多种科学技术及工程领域学科知识的综合应用，对于技术人员的知识结构、研发能力和产线经验积累均有较高要求。而海外厂商有雄厚的学科人才和技术研发积累，有更为全面和广泛的专利布局，且和下游客户共同研发，产品技术与客户产线制程相匹配。同时，半导体设备行业具有极高的认证壁垒。新进入者即使在完成产品设计、性能参数指标满足研发目标、并完成厂内测试后，仍需在客户端经过长期的验证调试，从进入客户产线装机后，依次需要进行单机可靠性测试、工艺测试、小批测试、大批压力测试以及正常跑片的持续观察，且根据客户反馈通常会反复进行，尤其是首次验证的 Demo 机台，验收周期约为 15-24 月。国内此前无论是相关学科教育基础、具备从业经验的人才还是下游产线的发展程度都不及海外，因此国产厂商相对落后于海外龙头，但近年随着下游产线持续壮大以及加速导入国产供应商，以及国产厂商本身在技术、专利、经验等多方面不断突破，也逐渐有一批优质厂商在部分领域取得进展、部分实现国产替代。具体来看，拓荆科技在 PECVD 设备领域表现亮眼，成熟制程部分工序可实现国产替代，在 ALD 和 SACVD 设备领域也都有一定突破；北方华创在LPCVD和ALD 设备等领域也有产品量产；盛美上海、中微公司等也都在积极布局CVD设备和 ALD 设备。从长江存储的招标情况来看，以拓荆科技为代表，国产厂商在下游客户产线持续取得份额突破，而随着国产厂商进一步实现技术突破以及自主可控进一步加速，我们判断拓荆科技等优质设备厂商客户数量和份额将会进一步拓展，订单和业绩有望持续快速增长。3、拓荆科技：CVD设备国产替代先锋，迎来快速增长期3.1、国内 CVD 设备龙头，先发优势明显拓荆科技为国内稀缺的 CVD 设备厂商，目前主要在PECVD、ALD、SACVD三类设备有较好突破，具有较强竞争力，尤其是 PECVD 设备已经在国内头部晶圆厂/存储厂客户得到广泛应用，是细分领域的国产替代先锋。PECVD 设备方面，公司是国内唯一一家实现产业化应用的集成电路PECVD设备厂商，逻辑芯片方面可适配 180-14nm 制程，同时 10nm 制程产品也在研发中；存储芯片方面可适配 128 层 3D NAND 和 19/17nm DRAM，同时面向存储芯片、用于沉积 NO stack 及 Thick TEOS 等介质材料的设备也在有序验证中。公司可较大程度满足各领域客户国产替代需求，目前已覆盖中芯国际、华虹集团、长江存储、长鑫存储等国内主流晶圆厂/存储厂。公司近年 PECVD 设备销量和收入整体上都处于快速增长态势，2018-2020年销售机台数量分别为 4、19、31 台，实现销售收入 0.52 亿、2.48 亿、4.18 亿元，系公司不断推进客户拓展和份额提升，对应设备平均单价约1300 万元/台，当然，公司不同产品系列、不同配置的产品售价仍有较大区别。具体来看，公司目前形成销售的主要为 12 英寸 PF-300T 系列和8 英寸PF-200T系列，公司产品由 1 个平台（TM）和多个反应腔（PM）组成，通常PM数量为1-3 个不等、腔数越多设备售价也越高。总体上公司12 英寸设备收入占比更大，但两者销量和收入都呈较快增长趋势。ALD 设备方面，公司同样处于国内领先地位，目前PEALD 设备已成功量产，可以沉积 SiO2 和 SiN 材料薄膜，目前已适配 55-14nm 逻辑芯片制造工艺需求，在2018 年完成向客户 ICRD 的发货验收，实现销售 1459.58 万元，并在2020年将其反应腔升级，而目前仍有两台设备在武汉新芯、北方创新验证中。逻辑芯片外，公司应用于存储芯片 SiO2 和 SiN 材料薄膜的ALD设备FT-300H也已发往长江存储装机验证中；此外，公司正在研发 Thermal ALD设备，以满足28nm以下的 Al2O3、AlN 等金属化合物薄膜的工艺需要。PEALD 设备的市场推广和Thermal ALD 设备的研发使公司在 ALD 设备有较为全面的布局，在未来ALD市场的快速发展趋势下有望占得先机。而在 SACVD 设备方面，公司是国内唯一一家产业化应用的集成电路SACVD设备厂商。公司的 SACVD 设备可以沉积 BPSG、SAF 材料薄膜，适配12 英寸40/28nm以及 8 英寸 90nm 以上的逻辑芯片制造工艺需求，公司继2020 年首台设备向北京燕东微出货后，2021 年继续实现产品的验收销售，且该机台可用于2.5D/3D先进封装领域、价值量更高，实现收入 4115.89 万元。同时，公司成熟产品 8 英寸 SA-200T 设备已有三台在上海积塔、中芯绍兴验证，而 12 英寸 SACVD 设备 SA-300T 也已有 BPSG 工艺和SAF 工艺首台套产品向北方创新发货验证中，首台套 FT-300H 设备也已向长江存储发货验证中，12英寸产品的验证将进一步打开公司 SACVD 设备覆盖空间，未来和8 英寸产品一道有望成为公司新的增长点。国内也有其他厂商在 IC制造用薄膜沉积设备有一定布局和突破，但整体上在CVD和 ALD 设备领域实现规模量产的厂商寥寥无几。具体来看，国内同行北方华创在PVD 设备优势明显，AP/LPCVD 设备也有一定竞争力，Thermal ALD也有较好突破；而中微公司和盛美上海则也在积极布局 CVD 和ALD 领域，具体细分领域突破程度不一。但总体上来看，公司在已有设备出货销售的 PECVD 和SACVD领域先发优势明显，尚无国内对手真正实现规模量产；而在 ALD 领域也在积极推进，有望深度受益于国产替代趋势，实现订单和业绩快速增长3.2、技术追赶国际龙头，覆盖工艺持续拓展公司作为近年逐渐突破并崛起的国内 CVD 龙头厂商，整体上与海外龙头大厂仍有不小的差距，但在细分产品上也在持续追赶龙头厂商，部分领域甚至比肩国际领先水平。据北方创新出具的评估，在公司产业化应用的PECVD设备等产品方面，公司总体性能和关键性能参数已达到国际同类设备水平。同时，和海外龙头相比，由于成立时间较晚、技术积累相对更短，公司在制程节点和工艺领域覆盖的全面性上尚有不足，但公司在持续积极推进更多介质材料在更先进制程节点的研发和应用。以 PECVD 设备为例，公司已研发并生产16种不同工艺型号的 PECVD 设备，并积极推进其在更先进制程的验证工作。我们预计随着下游客户更积极推进公司产品验证，公司的产品覆盖面和技术先进性未来会得到进一步提升。3.3、客户覆盖广泛，国产替代先锋迎来发展良机公司在国内市场已有良好的客户基础，广泛覆盖了中芯国际、长江存储、华虹集团、长鑫存储等国内主流晶圆厂/存储厂客户，并得到了较好的认可度。近几年公司的客户覆盖面整体上持续拓展，且主要头部客户对公司的采购额也整体上呈现增加趋势。随着近几年公司的客户拓展和份额提升，公司在国内也已获得了一定的市占率。据公司公告整理，根据长江存储、华虹无锡、上海华力、上海积塔在中国国际招标网上公布的 2019-2020 年的设备评标/中标结果，公司在国内PECVD设备市场的份额达到 16.56%，仅次于 Lam Research 和 AMAT；在SACVD设备市场占比达到 25%，其余 75%为 AMAT；而 ALD 设备市场均为海外厂商供应，尚无本土厂商中标。而分客户来看，据公开招标数据，公司在长江存储、华虹集团、上海积塔等厂商都已占据一定份额，考虑到该数据是基于 2019-2020 年的中标统计，而近年国内客户对于国产供应商的采用力度在显著提升，我们判断公司目前在客户处的采购份额应会更高。因此，综合来看，公司作为国内 CVD 设备龙头厂商，在下游客户快速扩产和加速推进国产替代的背景下，订单和业绩有望迎来快速增长，前文已从合同负债和存货情况加以说明。此外，从机台发货情况来看，公司预计2021 年度完成40台以上薄膜沉积设备销售，且截止 2021 年 9 月 10 日，公司在手销售订单已超过90台，不含税金额超过 15 亿元（不包含 demo 订单），为业绩增长奠定了坚实的客观基础。