2024年和林微納研究報告：國產(chǎn)半導體探針龍頭企業(yè)-攜AI東風全面導入國內(nèi)外客戶

2024年和林微納研究報告：國產(chǎn)半導體探針龍頭企業(yè)_攜AI東風全面導入國內(nèi)外客戶1.芯片測試探針：芯片檢測關(guān)鍵器件，+技術(shù)革新帶來發(fā)展機遇探針是半導體芯片測試流程中的關(guān)鍵部件，其中MEMS探針適用于高階的測試需求。半導體芯片測試將芯片的引腳與測試機的功能模塊連接起來，通過測試機對芯片施加輸入信號，并檢測芯片的輸出信號，判斷芯片功能和性能指標的有效性。其中探針通過連接測試機來檢測芯片的導通、電流、功能和老化情況等性能指標，是芯片檢測流程中的關(guān)鍵部件，其和固定配件構(gòu)成探針頭，探針頭和用于連接自動測試設(shè)備的基板組成探針卡。目前探針卡分為懸臂式、垂直式、MEMS三類，隨著測試芯片對于大電流、高頻、窄間距高密度、低阻抗等要求越來越高，而MEMS探針卡線路簡單，可使用半導體制程根據(jù)特定需求研發(fā)探針，更適用于更高階的測試需求。探針作為半導體封測中需要使用的重要耗材，在芯片生產(chǎn)多個環(huán)節(jié)使用。芯片測試分為三階段：芯片設(shè)計中的設(shè)計驗證、晶圓制造中的晶圓測試（CP測試）、封裝后的成品測試（FT測試），探針在CP測試、FT測試均有應用且具備消耗屬性，目前國內(nèi)廠家產(chǎn)品使用壽命約20～30萬次。CP測試處于芯片封裝前，主要是挑出壞的裸芯片以減少后續(xù)封裝和成品測試成本，探針存在于探針卡中；FT測試處于芯片封裝后，主要是確保每顆芯片成品向客戶交付前能夠達到設(shè)計要求指標，探針存在于測試座中。探針是探針卡和測試座中的核心組成部分，價值量占比或高達50%。根據(jù)《基于晶圓測試的探針卡設(shè)計及測試方法研究》，垂直式探針卡上探針數(shù)量至少千根級別，根據(jù)和林微納招股書公司探針單價約6元/根，根據(jù)偉測科技招股書2021年公司探針卡和測試座單價分別為13009.80元/個和10438.58元/個，因此可粗略估算單個探針卡中探針價值占比可接近50%。根據(jù)和林微納招股書，半導體芯片測試探針市場規(guī)模占半導體封測設(shè)備市場規(guī)模比例超過10%。全球/中國半導體測試探針市場將保持穩(wěn)定增長，目前海外頭部企業(yè)占據(jù)大部分市場份額，國內(nèi)廠商具備較大成長空間。全球半導體測試探針市場規(guī)模將由2021年的15.94億美元增至2025年的27.41億美元，期間復合增速為14.51%，其中中國半導體測試探針市場將從2021年的18.75億元增至2025年的32.83億元，期間復合增速為15.03%。根據(jù)QYResearch，2022年全球半導體測試探針市場中，前五大廠商Feinmetall、INGUN、Cohu、SmithsInterconnect、QATechnology占據(jù)55.17%市占率，國內(nèi)企業(yè)中和林微納排名最靠前，2022年和林微納探針收入1.21億元，按照全球/中國半導體測試探針18.26億美元（匯率1:7）、21.60億元，那么和林微納在全球市占率不超過1%，國內(nèi)市占率不超過6%，未來國產(chǎn)廠商具備較大空間。受芯片制程提升以及先進封裝等因素驅(qū)動，未來半導體檢測探針數(shù)量逐步變多、價值量逐步提升是發(fā)展趨勢。第一，先進制程要求探針數(shù)量增長。隨著電子設(shè)備的小型化、高性能化，集成電路向高密度化、高精度化方向發(fā)展，芯片尺寸不斷縮小，需要并行測試多個芯片（以減少測試時間和成本）以及需要對所謂的EWS（電子晶圓分選，這是使用探針卡的步驟）進行許多芯片功能測試，這需要單個探針卡中的探針數(shù)量顯著增加。第二，先進制程對于探針要求提高，價值量和單價也隨之提升。一方面，生產(chǎn)先進制程芯片的成本大幅增加，根據(jù)國際商務(wù)戰(zhàn)略公司（IBS），22nm制程之后每代技術(shù)設(shè)計成本增加均超過50%，7nm總設(shè)計成本為2.98億美元，5nm總設(shè)計成本為5.42億美元，預計3nm工藝成本將增加5倍，達到15億美元，隨著芯片設(shè)計成本大幅增長，對于有缺陷的芯片能發(fā)現(xiàn)的越早越好，從設(shè)計>制造>封裝測試>系統(tǒng)級應用，每晚發(fā)現(xiàn)一個環(huán)節(jié)，芯片公司付出的成本將增加十倍。另一方面，先進制程和新興技術(shù)對于探針的要求更高，比如高性能SoC以及采用SiP封裝工藝的芯片成為市場主流，高端SoC的結(jié)構(gòu)復雜、SiP工藝在封裝環(huán)節(jié)整合了各種不同的芯片，對測試探針也提出了更高的要求，如更大的可負載電流、更小的接觸阻抗、更快的測算速度等，對應探針價值量和單價提升。第三，Chiplet（芯粒）加速發(fā)展拉動測試服務(wù)需求。Chiplet相比傳統(tǒng)SoC芯片優(yōu)勢明顯，能利用最合理的工藝滿足數(shù)字、射頻、模擬、I/O等不同模塊的技術(shù)要求，把大規(guī)模的SoC按照功能分解為模塊化的芯粒，在保持較高性能的同時，大幅度降低了設(shè)計復雜程度，有效提高了芯片良率、集成度，降低芯片的設(shè)計和制造成本，加速了芯片迭代速度。CP測試環(huán)節(jié)，因為Chiplet封裝成本高，為確保良率、降低成本，需要在封裝前對每一顆芯片裸片進行CP測試，相較于SoC，Chiplet對芯片CP測試需求按照芯片裸片數(shù)量成倍增加；在FT測試環(huán)節(jié)，隨著Chiplet從2D逐漸發(fā)展到2.5D、3D，測試的難度提升，簡單測試機減少，復雜測試機增加。2.和林微納：國內(nèi)半導體檢測探針領(lǐng)先者2.1國內(nèi)半導體檢測探針領(lǐng)先者，近兩年研發(fā)投入大幅增長公司是國內(nèi)半導體檢測探針行業(yè)領(lǐng)先者，同時微機電（MEMS）精微電子零組件也在國際市場具備競爭力。公司團隊2008年開始研發(fā)布局精密結(jié)構(gòu)件，2017年在國內(nèi)微機電（MEMS）精微電子零部件實現(xiàn)領(lǐng)先地位，考慮到下游客戶對半導體芯片測試探針需求較大、微機電（MEMS）精微電子零組件和測試探針生產(chǎn)工藝有一定的相似性，公司2017年組建團隊布局半導體芯片測試探針業(yè)務(wù)并實現(xiàn)快速發(fā)展，目前是眾多國際知名芯片及半導體封測廠商的探針供應商。公司客戶包括意法半導體、英偉達、亞德諾半導體、英飛凌、博世等國際知名廠商及歌爾股份等國內(nèi)知名企業(yè)。經(jīng)濟環(huán)境、終端需求等因素導致2022年開始公司收入表現(xiàn)不佳，研發(fā)投入大幅提升為未來發(fā)展提供良好基礎(chǔ)。2019~2021年公司收入由1.89億元增至3.70億元，歸母凈利潤由0.13億元增至1.03億元，但是2022年開始公司收入表現(xiàn)開始下滑，2023年收入2.86億元，同比下降0.93%，歸母凈利潤-0.21億元，同比下降154.92%。一方面，經(jīng)濟環(huán)境變動、市場需求萎縮、渠道庫存冗余等原因?qū)е鹿臼杖胂禄?；另一方面，公司盈利能力也出現(xiàn)大幅下滑，除消費電子終端市場景氣度及需求下降導致價格下降外，公司大力增加研發(fā)投入也是主要原因之一，公司2021~2023年研發(fā)費用率分別為7.57%、18.66%、25.26%，大力研發(fā)投入為公司長期發(fā)展提供保障。2.2探針：FT探針業(yè)務(wù)困境反轉(zhuǎn)，CP探針打開新增長點2019年英偉達等驅(qū)動FT探針業(yè)務(wù)高增長，2022~2023年受到多因素影響，2024年有望迎來困境反轉(zhuǎn)。公司現(xiàn)階段探針產(chǎn)品主要是FT探針，2019年開始以英偉達為代表的大客戶訂單持續(xù)增長，探針收入由2019年的0.20億元增至2021年的1.56億元，同時毛利率也由2019年的32.10%增至2021年的46.39%。受經(jīng)濟下行、終端需求下降影響近兩年出現(xiàn)下滑，2023年探針收入0.58億元，同比下降52.24%，毛利率27.98%，同比下降17.54pct。2024年一方面隨著終端需求恢復，英偉達部分訂單有望迎來困境反轉(zhuǎn)，另一方面公司持續(xù)拓展新客戶，未來有望提供新訂單。探針具備高技術(shù)壁壘，設(shè)計技術(shù)門類多且研發(fā)周期長，公司是中高端FT探針中唯一一家可以出海競爭的大陸企業(yè)，已成為眾多國際知名封測廠商探針供應商。半導體芯片測試探針行業(yè)的主要技術(shù)門檻包括半導體芯片測試探針結(jié)構(gòu)設(shè)計能力、高頻信號插損/回損模擬及優(yōu)化技術(shù)、微型精密沖壓成型技術(shù)、微米級高光滑度表面處理技術(shù)以及探針組裝生產(chǎn)線，部分技術(shù)研發(fā)周期長達3年以上，新進入者花費3年以上時間突破技術(shù)門檻后，還需要面臨客戶資源等問題，公司作為國內(nèi)領(lǐng)先者有望充分受益于行業(yè)復蘇。公司研發(fā)支出和研發(fā)人員均保持快速增長趨勢，新技術(shù)突破幫助提高產(chǎn)能、降低成本。公司研發(fā)支出由2018年的0.09億元提至2023年的0.72億元，研發(fā)支出占收入比例由2018年的7.88%提至2023年的25.26%，研發(fā)人員數(shù)量也由2018年的29人提至2023年的166人。大力研發(fā)投入使得公司在探針新技術(shù)工藝方面不斷取得突破，比如已經(jīng)批產(chǎn)的“微型精密半導體芯片測試探針生產(chǎn)制造工藝”可以大幅提升生產(chǎn)效率，將探針產(chǎn)品每小時產(chǎn)能從150件/小時提到650件/小時，“半導體測試探針套筒深拉伸工藝”可以替代進口加工件，有效降低產(chǎn)品成本。公司通過定增布局用于CP測試的MEMS晶圓測試探針和基板級測試探針，兩大新業(yè)務(wù)提供新增長點。MEMS晶圓測試探針：和FT探針相比市場空間更大且壁壘更高，預計2024年9月投產(chǎn)。公司定增募投項目“MEMS工藝晶圓測試探針研發(fā)量產(chǎn)項目”預計2024年9月投產(chǎn)，主要是CP測試探針。從市場空間來看，根據(jù)公司W(wǎng)ind調(diào)研紀要，全球FT探針市場空間約100億元，而CP探針市場空間高達160-180億元。從產(chǎn)業(yè)格局來看，全球前三大廠商FORMFACTOR（占50%~60%）、Technoprobe、MJC占接近80%市場份額，公司處于國內(nèi)領(lǐng)先位置，目前跟隨FORMFACTOR做MEMS晶圓級測試探針?；寮墱y試探針：高端基板需求增長+，預計2024年9月投產(chǎn)。公司定增募投項目“基板級測試探針研發(fā)量產(chǎn)項目”預計2024年9月投產(chǎn)，基板可分為HDI板、柔性板和IC載板等類型，未來HDI、IC等高端基板市場需求持續(xù)增長，全球基板級測試探針市場空間約30億元，由于國內(nèi)高端基板發(fā)展較晚，且高端基本測試探針制造工藝難度高、要求精度高、材料特性復雜，因此國內(nèi)高端基板測試探針需要進口日本、韓國。公司結(jié)合現(xiàn)有探針技術(shù)儲備布局基板級測試探針，將填補國產(chǎn)行業(yè)空白。MEMS探針是未來芯片檢測探針最優(yōu)方案，公司具備國內(nèi)領(lǐng)先MEMS探針技術(shù)水平、并且具備部分海外企業(yè)不具備的制造能力，未來將充分受益于MEMS探針的國產(chǎn)化。MEMS探針廣泛應用于全球高端晶圓測試，目前市占率達60%。垂直探針常用的材料包括P7（鈀銀時效硬化合金）和H3C（鈀銅銀合金），其中H3C材料金屬絲直徑很難做到25.4μm以下，不能滿足80μm以下間距陣列排布所需的超細直徑，因此傳統(tǒng)垂直探針的技術(shù)瓶頸很難突破。使用MEMS工藝進行探針加工能夠同時滿足細間距、彈性測試范圍、高針數(shù)和高密度等測試需求。目前MEMS探針廣泛用于全球高端晶圓測試，占全球探針市場60%左右。公司憑借國內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢以及相較海外企業(yè)制造端的優(yōu)勢，有望充分受益于高端探針。首先在海外企業(yè)占據(jù)全球探針市場絕大多數(shù)份額的情況下，公司獲得英偉達、意法半導體、亞德諾半導體、安靠公司等企業(yè)認可，表明公司在國內(nèi)探針行業(yè)技術(shù)實現(xiàn)領(lǐng)先。跟海外企業(yè)相比公司在制造端具備一定優(yōu)勢，以FT探針為例，除原材料公司內(nèi)部可以完全閉環(huán)生產(chǎn)并且具備整體設(shè)計能力，而部分海外廠商不具備整體設(shè)計能力。從毛利率角度來看，中國臺灣企業(yè)穎崴和韓國企業(yè)leeno在公司收入快速增長的過程中毛利率并未出現(xiàn)明顯提升，而和林微納隨著收入大幅增長毛利率也獲得大幅增長。和林的規(guī)模效應明顯，隨著生產(chǎn)規(guī)模擴大單位成本有望下降。隨著收入增長公司探針毛利率由2018年的14.86%增至2021年的46.39%，其中制造費用占收入比由2018年的20.80%降至2021年的2.99%，規(guī)模效應非常明顯；2022年隨著探針收入下滑公司探針毛利率也從2021年的46.39%降至2023年的27.98%，其中制造費用占收入比由2021年的2.99%增至2023年的11.49%，此外直接人工占收入比由2021年的5.32%增至2023年的14.19%。2.3MEMS：消費電子、MR、機器人驅(qū)動成長MEMS是微電子領(lǐng)域新興技術(shù)，產(chǎn)品通?？煞譃镸EMS執(zhí)行器和MEMS傳感器，其中傳感器市場占比約70%。MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystem）即微電子機械系統(tǒng)，通過將微傳感器、微執(zhí)行器、微電源、機械結(jié)構(gòu)、信號處理、控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等子系統(tǒng)集成在一個微米甚至納米級的器件上，從而達到電子產(chǎn)品微型化、智能化、低成本、低能耗、易于集成和高可靠性。MEMS執(zhí)行器主要負責接收電信號并將其轉(zhuǎn)化為微動作，包括微電動機、微開關(guān)等；MEMS傳感器是一種檢測裝置，將感受到的信息按規(guī)律變換成電信號或其他形式的信息輸出，包括慣性傳感器、壓力傳感器、聲學傳感器、環(huán)境傳感器以及光學傳感器等。MEMS傳感器在消費電子、汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域廣泛應用，未來具備廣闊發(fā)展前景，中國銷量全球最高。由于移動互聯(lián)網(wǎng)的推動、5G通信網(wǎng)絡(luò)升級、數(shù)字信息與大數(shù)據(jù)時代的到來，MEMS市場需求隨著下游應用行業(yè)的持續(xù)發(fā)展而高速成長，汽車和消費電子行業(yè)將繼續(xù)是慣性MEMS的主要需求。根據(jù)Yole，全球MEMS市場空間將由2021年的136億美元增長至2027年的223億美元，期間復合增速為8.59%。中國目前在全球MEMS銷售量占比23.82%，排名第一。公司MEMS精微電子零部件主要用于MEMS傳感器，終端應用主要為蘋果、華為、三星、小米、OPPO等消費電子產(chǎn)品。公司MEMS精微電子零部件包括精微屏蔽罩、精微連接器及零部件以及精密結(jié)構(gòu)件，主要用于聲學傳感器（微型麥克風）、光學傳感器、壓力傳感器等MEMS傳感器。MEMS精微電子零部件收入保持穩(wěn)定，毛利率受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等因素持續(xù)下滑。2017年以來受益于蘋果新產(chǎn)品問世、華為智能手機出貨量上升以及蘋果AIRPODS等TWS耳機市場的崛起，公司MEMS精微電子零部件收入由2017年的0.89億元增至2021年的1.98億元，2022~2023年隨著市場需求波動等因素增長趨勢放緩。毛利率方面，2020年開始公司毛利率持續(xù)下滑，主要受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等因素影響。未來公司MEMS精微電子零部件主要受益于消費電子新產(chǎn)品放量及國內(nèi)大客戶需求恢復、在MR和機器人等新興產(chǎn)業(yè)中的持續(xù)拓展。公司是國內(nèi)最早一批參與國際競爭的MEMS精微電子零部件企業(yè)，考慮到MEMS精微電子零部件中的核心技術(shù)（高速拉伸沖壓技術(shù)、多排多列模具技術(shù)等）僅研發(fā)就需要布局2-3年甚至更久，因此公司作為國內(nèi)領(lǐng)先者，將充分受益