半導體設備行業(yè)之芯源微研究報告：涂膠顯影設備國產“破局者”

1、半導體設備行業(yè)之芯源微研究報告：涂膠顯影設備國產“破局者” HYPERLINK /SH601555.html 1. 稀缺國產涂膠顯影設備供應商，業(yè)績進入高速增長期1.1. 本土涂膠顯影設備龍頭，產品供貨知名半導體客戶 HYPERLINK /SH688037.html 芯源微成立于 2002 年，專業(yè)從事光刻工序涂膠顯影設備、單片式濕法設備等半導 體專用設備的研發(fā)、生產和銷售，并提供半導體裝備與工藝整體解決方案。公司生產的涂膠顯影設備成功打破國外壟斷，填補國內空白。經過多年技術研發(fā)， 公司已在集成電路后道先進封裝&前道晶圓加工、LED 芯片制造等領域取得重要突破， 曾承擔“凸點封裝涂膠顯影、單片

2、濕法刻蝕設備的開發(fā)與產業(yè)化”和“300mm 晶圓勻 膠顯影設備研發(fā)”兩項“02 重大專項”。2011 年公司被評定為“國家高新技術企業(yè)”、 2013 年獲認省級企業(yè)技術中心，并先后榮獲“國家級知識產權優(yōu)勢企業(yè)”、“2018 年中 國半導體設備五強企業(yè)”、“全國第一批專精特新小巨人”等榮譽稱號。公司主營產品包含光刻工序涂膠顯影設備和單片式濕法設備兩大類，可用于 8/12 英寸單晶圓處理（如集成電路制造前道晶圓加工&后道先進封裝環(huán)節(jié)）及 6 英寸及以下 單晶圓處理（如化合物半導體、MEMS、LED 芯片制造等環(huán)節(jié)）。 光刻工序涂膠顯影設備：主要包含涂膠/顯影機、噴膠機，可與光刻機聯機/獨 立作業(yè)，

3、涵蓋 LED 芯片制造、集成電路后道先進封裝和前道晶圓加工的 I-line、 KrF、ArF 等制程工藝。 單片式濕法設備：主要包括清洗機、去膠機和濕法刻蝕機，適用于前道晶圓加工的清洗，以及后道先進封裝的 Bumping 制備、WLCSP 封裝、Fanout 封裝 等的清洗、去膠和刻蝕工藝。涂膠顯影設備為公司主要收入來源，前道訂單占比持續(xù)提升。若按產品類型劃分： 2020 年公司光刻工序涂膠顯影設備收入占比高達 71.79%，構成收入主體；2016-2019 年單片式濕法設備快速放量，對應收入占比持續(xù)提升，2019 年達到 44.78%，2020 年出 現較大幅度下滑，主要系去膠機收入有所下降

4、所致。若按應用領域劃分，后道先進封 裝仍為公司主要下游，隨著技術突破&產品體系完善，公司快速導入前道晶圓加工、 OLED、化合物半導體、MEMS 等領域。特別的，2019H1 公司正式切入集成電路前道 領域，實現收入 724.42 萬元，占主營收入比重達到 11.03%。截至 2021 年 Q1，公司在 手訂單達到 11.08 億元，其中前道清洗&Track 在手訂單占比 47%，占比提升顯著。 HYPERLINK /SH600584.html 受益產品體系日益完善，供貨國內外知名半導體客戶。后道先進封裝領域：公司 長期綁定臺積電、華為、長電科技、華天科技等集成電路龍頭企業(yè)；前道晶圓加工領 域

5、：1）公司涂膠顯影設備陸續(xù)取得客戶驗證，已獲得上海華力、長江存儲、武漢新芯、 中芯紹興等多個客戶訂單；2）公司前道 Spin Scrubber 清洗機已通過中芯國際、上海華 力、廈門士蘭集科等客戶驗證，并獲得國內多家 Fab 廠批量重復訂單；公司正由后道 先進封裝&LED 拓展至 MEMS、化合物、功率器件、特種工藝等領域，下游客戶覆蓋 華為、華燦光電、廈門士蘭集科、中芯紹興、上海積塔等。1.2. 高度重視研發(fā)端投入，夯實公司核心競爭力背靠中科院資源，為公司產品技術領先性打下堅實基礎。從股權結構上來看，公司 背靠中科院沈自所，無實際控制人，截至 2021Q3，中科院沈自所仍直接持有公司 12.

6、50% 股權，長期為公司提供科研資源支持。此外，公司董事長&總經理宗潤福先生曾于中科 院沈自所任職 14 年，曾獲得國家科技重大專項突出貢獻獎，享受國務院政府特殊津貼， 擁有多年半導體一線研發(fā)經歷，仍為公司第一核心技術人員。 HYPERLINK /SH688082.html 公司持續(xù)加大研發(fā)投入，積極進行前瞻性研發(fā)布局。2017-2020 年公司研發(fā)費用 CAGR 高達 31.97%，2021Q1-Q3 達到 0.69 億元，同比+191.58%，研發(fā)投入加速擴張； 2018-2019 年公司研發(fā)費用率明顯高于盛美上海、中微公司、北方華創(chuàng)等本土同行， 2020 年開始受益規(guī)模效應顯現，公司研發(fā)

7、費用率有所下降，但仍常年高于 10%。 HYPERLINK /SH688082.html 此外，公司高度重視研發(fā)團隊建設&高端人才儲備。截至 2021H1，公司研發(fā)人員 達到 166 人，同比+66%，公司研發(fā)團隊正在快速擴建，其中碩士及以上學歷占比高達 46.99%，公司高端人才優(yōu)勢同樣顯著。橫向對比本土同行，2021H1 公司研發(fā)人員占比 為 34.58%，略低于盛美上海和中微公司，但 2019-2020 年明顯高于北方華創(chuàng)。為建立長效激勵機制，2021 年公司再次公告股權激勵計劃，擬向激勵對象授予 81.25 萬股限制性股票，其中首次授予 65 萬股，激勵對象多為核心技術人員，有望充分調

8、動 核心技術團隊積極性，再次反映出公司對技術團隊建設的高度重視。在持續(xù)性高研發(fā)投入下，公司已在光刻工序涂膠顯影設備&單片式濕法設備領域形 成了較為完善的技術儲備，核心技術包括光刻工藝膠膜均勻涂敷技術、不規(guī)則晶圓表面 噴涂技術、精細化顯影技術、內部微環(huán)境精確控制技術等，其中多項已達國際先進水平。1.3. 訂單充足確保短期業(yè)績，產能擴充打開成長瓶頸受益半導體設備國產化浪潮&前道產品拓展，公司收入規(guī)?？焖贁U張。2020 年起公 司收入端進入高速增長期，2021Q1-Q3 實現營收 5.47 億元，同比+158.20%，加速擴張， 主要系：2020 年以來半導體景氣度積極向好，疊加晶圓產能東移&政策扶

9、持，國產半 導體設備進入黃金發(fā)展期；公司積極拓展產品系列，前道涂膠顯影設備&Spin Scrubber 清洗機等陸續(xù)取得客戶認證，帶動訂單快速增長，為公司業(yè)績提升提供保障。2016 年公司歸母凈利潤僅為 0.05 億元，2020 年達到 0.49 億元，期間 CAGR 高達 77.41%，遠高于同期收入端增速（22.18%），側面反映出公司盈利能力提升。2021Q1-Q3 公司實現歸母凈利潤 0.53 億元，同比+18.80%，延續(xù)持續(xù)上升態(tài)勢。進一步分析發(fā)現，2016 年公司銷售凈利率僅為 3.34%，2017 年大幅提升，同比 +10.49pct，而后保持相對穩(wěn)定，2020 年達到 14.

10、85%。2021Q1-Q3 公司銷售凈利率出現 一定下滑，下面將從毛利率端及費用端進行詳細分析。在毛利率端，收入結構改變&濕法設備毛利率波動，2020 年起公司綜合毛利率有所 下滑。分產品來看：公司光刻工序涂膠顯影設備毛利率長期穩(wěn)定在 40%以上，奠定了 公司綜合毛利率中樞；公司單片式濕法設備毛利率常年高于涂膠顯影設備，2018-2019 年單片式濕法設備收入占比提升，是公司綜合毛利率上升的主要原因。2020 年起公司綜合毛利率出現一定下滑，一方面系涂膠顯影設備收入占比提升，另一方面系去膠機收入 下降，疊加前道清洗設備處于市場導入前期，公司單片式濕法設備毛利率有所下滑。 HYPERLINK /

11、SH688082.html 在費用端，規(guī)模效應下公司控費能力明顯提升。2020 年以來隨著收入規(guī)?？焖僭?長，公司規(guī)模效應逐步顯現，2021Q1-Q3 公司期間費用率下降至 33.30%，同比-4.43pct， 與盛美上海、北方華創(chuàng)、中微公司等本土同行基本處于同一水平。特別的，由于 2020 年公司受地方政府上市補貼，2020 年公司營業(yè)外收入高達 0.18 億元，2021Q1-Q3 大幅減少至 17.60 萬元，是 2021Q1-Q3 公司凈利率明顯下降的主要原 因之一。短期來看，公司在手訂單充足，將保障 2022 年業(yè)績繼續(xù)高增長。截至 2021Q3， 公司合同負債與存貨分別達到 2.88

12、 億元和 8.50 億元，分別較 2020 年底增長 117.58%和 111.19%；具體來看，截至 2021Q3，公司在手訂單達到 13.31 億元，較 2020 年末增長 73.44%，其中 2021Q1-Q3 前道/后道先進封裝設備新簽訂單分別為 3.10/3.62 億元，分別 同比+221.50%和+217.52%，均實現大幅度增長。后續(xù)隨著前道涂膠顯影設備以及清洗 機研發(fā)取得進展，公司預計未來新增前道設備訂單仍將呈現快速增長趨勢。2019 年以來，隨著公司前道設備訂單不斷增長，前道設備產能利用率整體呈增長趨 勢。2021 年 1-9 月，公司整體產能利用率已超過 100%，現有廠區(qū)

13、生產場地處于飽和狀 態(tài)，產能瓶頸是制約公司未來收入持續(xù)提升的重要因素，隨著 IPO+定增募投產能持續(xù) 落地，公司預計到 2024 年合計產能可以到達 27 億元，有望徹底打破公司成長瓶頸。2. 半導體設備行業(yè)景氣度延續(xù)，涂膠顯影設備空間廣闊2.1. 涂膠顯影為光刻系統核心配套設備，應用領域廣闊涂膠顯影設備與光刻機緊密協作，是光刻工序中的核心設備。涂膠顯影設備主要包 括涂膠機、噴膠機和顯影機，其中涂膠機&噴膠機應用于曝光前光刻膠涂覆，顯影機應 用于曝光后圖形顯影。涂膠顯影設備分別連接光刻機的輸入&輸出端口，直接影響光刻 圖形質量&缺陷控制，并對后續(xù)的蝕刻、離子注入等工序中的圖形轉移也有較大影響。

14、根據是否與光刻機聯機，涂膠顯影設備可分為 Off line 與 In line 兩大類，其中 Off line 多用于早期集成電路&低端制造工藝。隨著集成電路制造工藝自動化程度提升，8 英寸 及以上的大型生產線中的涂膠顯影設備一般均與光刻機聯機作業(yè)（In line），通過機械 手使晶圓在各系統間傳輸，進而完成光刻膠涂覆、固化、顯影、堅膜等工藝過程。作為光刻機的“重要搭檔”，涂膠顯影設備應用領域廣闊，現已廣泛應用于集成電 路、OLED、LED、化合物半導體&功率器件等先進制造領域。在集成電路領域，涂膠顯影是前道晶圓加工&后道先進封裝環(huán)節(jié)的重要設備。前 道晶圓加工：以 8/12 英寸設備為主，主要

15、與光刻機配合完成晶圓加工過程中的精細光 刻工藝流程，對設備精度要求極高；后道先進封裝：主要用于 Bumping、WLCSP、 Fanout 等后道先進封裝技術的涂膠、顯影等工序，對設備精度的要求低于前道晶圓加工。2.2. 半導體設備行業(yè)景氣度延續(xù)，涂膠顯影設備需求持續(xù)提升2.2.1. 晶圓產能東移背景下，前道涂膠顯影市場空間持續(xù)提升據 SEMI 數據統計，2020 年全球晶圓加工設備銷售額達到 612 億美元，在半導體設 備銷售額中占比高達 86%。具體來看，在晶圓加工設備中，薄膜沉積、光刻機、刻蝕設 備等構成半導體設備價值中心，而涂膠顯影設備價值量占比相對較低，2019 年約為 4%。全球范

16、圍內來看，受益半導體行業(yè)景氣度提升，前道涂膠顯影設備市場需求穩(wěn)步提 升。若我們以 SEMI 披露的全球半導體設備銷售額為基準，假設涂膠顯影設備銷售額占 比穩(wěn)定在 4%，則我們估算 2020 年全球前道涂膠顯影設備市場規(guī)模約為 28.44 億美元。 作為全球半導體設備市場重要的增長點之一，SEMI 數據顯示 2020 年中國大陸半導體設備銷售額全球占比達到 26.33%，若我們假設中國大陸前道涂膠顯影設備銷售額全球占 比同樣為 26.33%，則對應 2020 年市場規(guī)?？蛇_ 7.49 億美元。短期來看，受益晶圓產能東移，中國大陸對前道涂膠顯影設備的需求同樣呈現持續(xù) 提升態(tài)勢。在 2017-202

17、0 年全球投產的 62 座晶圓廠中，有 26 座位于中國大陸，占比 高達 42%，中國大陸已成為全球晶圓新增產能中心；中國大陸晶圓產能全球占比仍處 低位，晶圓廠擴建力度有望延續(xù)，SEMI 預估在 2021-2022 年全球新建的 29 座晶圓廠中， 將有 8 座位于中國大陸，本土市場對于前道涂膠顯影設備的需求有望持續(xù)放量。據公司 招股書披露，2018 年中國大區(qū)（含中國臺灣地區(qū)）前道涂膠顯影設備銷售額為 8.96 億 美元，2023 年有望達到 10.26 億美元。中長期來看，在技術升級背景下，芯片制程增加&結構復雜化，對光刻工序的需求 量和技術難度均在明顯提升，市場對于前道涂膠顯影設備的需求

18、有望實現量價齊升。 半導體工藝節(jié)點正逐步邁向28nm以下先進制程，疊加3D NAND等立體結構芯片放量， 晶圓制造過程中光刻工序循環(huán)次數將明顯增加，進而帶動涂膠顯影次數提升；另一方 面，先進制程下光刻加工線寬明顯下降，為保障光刻機高效工作，光刻膠旋涂控制和顯 影操作的技術難度均大幅提升，對應涂膠顯影設備的單位價值量也將明顯上升。2.2.2. 受益先進封裝滲透率提升，后道涂膠顯影具備較大成長彈性全球范圍內來看，相較前道晶圓加工，后道先進封裝對于涂膠顯影設備的需求量明 顯偏低。據 VLSI 數據，2018 年全球后道涂膠顯影設備銷售額僅約 0.87 億美元，明顯低 于前道晶圓加工。這一方面系光刻并

19、非后道封裝必備工序，據 Yole 統計，2019 年全 球先進封裝市場規(guī)模在整體封裝市場中的占比僅約 42.6%，故后道封裝對于涂膠顯影的 需求量明顯低于前道；另一方面系先進封裝對于光刻加工的精密度要求較低，故適用 于后道先進封裝的涂膠顯影設備的單位價值量也要明顯低于前道晶圓加工。但是相較而言，后道先進封裝對涂膠顯影設備的需求具備更大成長彈性。據 VLSI 數據，2015-2018 年全球后道涂膠顯影設備銷售額 CAGR 高達 44.22%，明顯高于同期前 道 CAGR（20.90%），主要系全球先進封裝正處于加速滲透階段。展望未來，先進制程 背景下，對封裝工藝的需求同樣量價齊升，全球封裝產業(yè)

20、有望加速向先進封裝轉型，將 催生大量后道涂膠顯影設備的市場需求。對于中國大陸市場，先進封裝滲透率更低，涂膠顯影設備成長空間更大。2020 年 中國大陸先進封裝市場規(guī)模為 328.6 億元，2011-2020 年 CAGR 達到 26.29%，明顯高于 封測市場整體增速（2011-2020 年市場規(guī)模 CAGR 為 10.92%）。但據中國半導體行業(yè)協 會數據，2020 年中國大陸封測市場規(guī)模高達 2478.9 億元（含測試），相較而言，中國大 陸先進封裝滲透率明顯低于全球平均水平，仍具備較大提升空間。2.3. 全球涂膠顯影市場被 TEL 高度壟斷，進口替代空間廣闊全球范圍來看，涂膠顯影設備市場

21、高度集中，日本 TEL 一家獨大。在光刻工序涂 膠顯影設備領域，日本仍處于全球領先地位，包括日本 TEL、日本 DNS（Screen）等， 均主要聚焦在前道晶圓加工領域，其中 TEL 占據全球 87%市場份額，在我國市占率更 是高達 90%以上，主導地位顯著。作為本土稀缺的涂膠顯影設備供應商，公司在本土市 場已經取得一定突破，市場份額約為 4%，具備廣闊的空間。具體來看，公司在后道&小尺寸加工領域已接近全球領先水平。相較 SUSS、ELS、 CND 等企業(yè)，公司涂膠顯影設備與其技術水平接近，可覆蓋后道先進封裝，MEMS、 OLED、化合物半導體和功率器件等領域。對于前道晶圓加工涂膠顯影設備，公

22、司也已 取得重要突破，但在技術水平和應用領域上，整體仍與日本 TEL 和 DNS 存在一定差距。 我們認為，隨著公司前道涂膠顯影技術日趨完善，疊加后道及小尺寸客戶資源持續(xù)擴充， 公司在本土涂膠顯影設備的市場份額有望持續(xù)提升。3. 前道產品線持續(xù)豐富完善，公司成長空間進一步打開3.1. 小尺寸涂膠顯影技術成熟，積極拓展新應用領域作為重要的小尺寸圖案加工方式，涂膠顯影還廣泛應用于 OLED、LED 芯片、功 率器件等領域。OLED：以 8/12 英寸設備為主，主要應用于 TFT 陣列加工中一次光 刻和二次光刻的涂膠、顯影；LED：以 6 英寸及以下設備為主，主要應用于 LED 芯 片圖形化藍寶石（

23、PSS）襯底制備和 LED 芯片晶圓處理；化合物半導體&功率器件： 以 6 英寸及以下設備為主，主要用于外延襯底上圖形加工過程中的涂膠/顯影工序。 HYPERLINK /SH688396.html 展望未來，在 5G、新能源汽車、工控、可穿戴電子等行業(yè)高景氣度背景下， Mini LED、OLED、功率器件等需求旺盛，將催生大量小尺寸涂膠顯影設備的市場需求。 Mini LED：在顯示終端、可穿戴設備等領域應用廣闊，即將進入高速發(fā)展期，據 GGII 預估，2020 年我國 Mini LED 市場規(guī)模約 37.8 億元，2026 年有望達到 431 億元，期間 CAGR 高達 50%；功率半導體：在

24、華潤微、聞泰科技等企業(yè)引領下，國產中高端 MOSFET 量產進度正在加速推進，同時新能源汽車也將帶動廣闊的 IGBT 市場需求?；谠诤蟮老冗M封裝領域累計的產業(yè)&技術基礎，公司積極拓展小尺寸涂膠顯影設 備應用領域，現已成功涵蓋 OLED、化合物半導體、MEMS、功率器件等行業(yè)。具體來看，公司已在小尺寸領域累積了豐富的客戶資源，并逐步體現在收入之中。 在 LED、化合物半導體、MEMS、功率半導體等行業(yè)，公司已成功覆蓋華為、華燦光 電、廈門士蘭集科、中芯紹興、上海積塔等主流客戶群體；反映到收入端，2016 年以 來公司對后道先進封裝領域的收入占比明顯下降，2019H1 分別在 OLED 和化合物

25、半導 體領域實現收入 1411.85 和 545.13 萬元。我們認為，隨著下游需求持續(xù)提升，公司在 OLED、化合物半導體、MEMS 等領域有望保持快速增長的發(fā)展態(tài)勢。3.2. 前道涂膠顯影已取得歷史性突破，定增加碼高端產品打開空間如前文所言，2021 年全球適用于前道晶圓加工和后道先進封裝的涂膠顯影設備市場 規(guī)模分別約為 38.12 和 0.98 億美元。由此可見，在集成電路領域，前道晶圓加工才是涂 膠顯影設備的主要競爭市場，但長期被日本 TEL 壟斷，進口替代空間廣闊。進一步分析，以公司部分已有產品系列為例，若僅考慮前道 Off-line（Barc 及 PI） 工藝機臺和前道 I-lin

26、e 工藝機臺，我們預計 2021-2022 年全球市場空間就分別達到 13.34 和 14.00 億美元，遠高于后道涂膠顯影設備。此外，更高制程的 Arf+Krf、Arfi 工藝機臺 占據了更大的市場份額。在后道技術基礎之上，公司積極開拓前道涂膠顯影設備，并已取得歷史性突破。2018 年下半年公司前道晶圓加工涂膠顯影設備已分別發(fā)往上海華力、長江存儲進行工藝驗證， 其中發(fā)往上海華力的機臺為前道 Barc（抗反射層）涂膠設備，可滿足客戶 28nm 技術節(jié) 點加工要求，并已于 2019M9 通過工藝驗證并確認收入；此外，公司前道 I-line 涂膠顯 影機已在長江存儲進行工藝驗證，可滿足客戶 0.1

27、8m 技術節(jié)點加工工藝。在此基礎之上，公司前道客戶群體正在不斷擴大。截至 2021H1，公司已陸續(xù)獲得 上海華力、長江存儲、武漢新芯、中芯紹興、廈門士蘭集科、上海積塔、株洲中車、青 島芯恩、中芯寧波、昆明京東方等前道客戶的涂膠顯影設備訂單。 HYPERLINK /SH600848.html 2021 年募投項目重點加碼前道涂膠顯影，將進一步推進前道產業(yè)化進程。2021M11 公司擬發(fā)行股票募集資金不超過 10 億元，主要用于“上海臨港研發(fā)及產業(yè)化項目”和 “高端晶圓處理設備產業(yè)化項目（二期）”，二者均對前道涂膠顯影進行重點布局。在前道領域，根據主流光刻工藝的技術路線，公司還將以 Offline

28、 機臺（前道 Barc 和 PI）為基點，逐步實現 KrF、ArF、浸沒式等技術要求更高的 Inline 機臺的研發(fā)與生 產，進一步豐富產品系列，同時打開更大的市場空間。具體來看，通過此次募投項目的 實施，公司有望實現多品類 Inline 機臺的產業(yè)化突破，公司預計達產后年銷售額可達 10.92 億元，將徹底打開公司在前道涂膠顯影設備領域的成長空間。3.3. 切入前道清洗設備領域，有望成為第二成長曲線公司單片式濕法設備為主要包括清洗設備、濕法刻蝕設備、去膠設備等，仍主要應 用于后道封裝領域。特別的，清洗設備在半導體設備中價值量占比較高，較易國產化， 公司已經取得前道清洗設備的產業(yè)化突破，具備較大發(fā)展?jié)摿?，以下將詳細分析。半導體清洗設備應用廣泛，是不輸涂膠顯影設備的大市場。清洗貫穿半導體全產業(yè) 鏈，據盛美上海招股書披露，清洗步驟數量約占芯片制造工序步驟的 30%以上，為第一 大工序；參照上文數據，在晶圓制造設備中，清洗設備市場規(guī)模占比約 5%，高于涂膠 顯影設備（4%