揭秘中微公司:可能成為中國半導體的一張王牌名片
中微公司是一家以中國為基地、面向全球的微觀加工高端半導體設備公司,為集成電路和泛半導體行業提供極具競爭力的高端設備和高質量的服務。公司2004 年由尹志堯博士等人回國創立,2007 年首台CCP 刻蝕設備研製成功,2012 年首台MOCVD 設備研製成功,目前產品已具備國際競爭力,公司ICP刻蝕設備已趨於成熟,截至2021 年6 月已交付100 腔,Mini LED 用MOCVD設備已獲得大批量訂單。
本期的智能內參,我們推薦華創證券的報告《半導體設備龍頭,內生外延邁向新征程》,整體介紹中微公司業務情況和業績情況,再分別展開刻蝕設備業務和MCOVD 設備業務。
一、極俱全球競爭力的半導體設備龍頭
公司是技術領先的刻蝕及MOCVD 設備國產廠商,正通過內生外延加速平台化佈局。公司2004 年成立時首先開發CCP 刻蝕設備,目前設備在5nm 及以下邏輯電路產線、64 層及128 層3D NAND 生產線均得到成功應用;公司2012 年著手開發ICP 刻蝕設備,2021年6 月公司ICP 設備Primo Nanova 第100 台反應腔順利交付。薄膜沉積設備方面,2010年公司開始開發MOCVD 設備,目前已在全球氮化鎵基LED MOCVD 市場中佔據領先地位。未來公司將通過內生外延完善業務佈局,逐步成為泛半導體設備平台型企業。
▲公司發展歷程情況
公司設備主要包括刻蝕設備和MOCVD 設備,在尹志堯博士、杜志遊博士等管理團隊和技術團隊帶領下,公司相關產品已具備全球市場競爭力:
刻蝕設備:CCP 刻蝕設備方面,公司產品已批量應用於國內外一線客戶的集成電路加工製造生產線,並持續提升市場份額,在部分客戶中的市場佔有率已進入前三位,2020 年在國內邏輯器件的兩家頭部廠商中市場份額達到39%,位居第二。ICP 刻蝕設備方面,公司產品已有超過70 個工藝在客戶生產線上達到指標要求,且持續擴大應用驗證範圍,目前正持續研發以增強ICP 刻蝕產品的整體競爭力。
其他設備:公司子公司中微惠創開發製造了工業用大型VOC 淨化設備,且中微惠創已與德國DAS 環境專家有限公司簽訂戰略合作協議,雙方將在半導體行業尾氣處理設備領域展開緊密的合作。此外,公司已經組建團隊開發LPCVD 設備和EPI 設備,同時將在適當時機通過內生外延等方式擴大產品和市場覆蓋。
▲公司主要產品情況
公司憑藉在刻蝕設備及MOCVD 設備領域的技術和服務優勢,成功進入海內外半導體製造企業的採購體系,形成了較強的客戶資源優勢。刻蝕設備方面,公司產品已經進入台積電、聯電、格羅方德、SK 海力士、中芯國際、長江存儲、華虹宏力、長鑫存儲等知名企業。在MOCVD 領域,公司也給三安光電、華燦光電、乾照光電、澳洋順昌等國內外領先企業提供優質的解決方案。公司客戶資源優質,競爭優勢明顯。
▲公司設備已進入全球最先進的芯片和LED 生產線
以尹志堯博士為首的管理團隊和技術團隊保證公司競爭優勢,新生代力量正在持續壯大。2004 年尹志堯博士放棄美國百萬年薪,帶領15 人小團隊,回國創辦中微公司,專注於半導體設備的研發。尹志堯博士曾任職於應用材料、英特爾、泛林半導體等設備廠商,是國際等離子體刻蝕技術發展和產業化的重要推動者之一。杜志遊博士、倪圖強博士等均在國際半導體設備產業耕耘數十年,為公司產品和技術發展做出了不可替代的貢獻。公司也在持續培養新生代力量,目前員工已超過1000 人,為中國大陸的半導體產業鏈發展培養起一批年輕的技術和管理人才。
▲公司現任管理團隊情況
公司目前無實際控制人,上海市國資委和大基金分別持有公司15.64%、19.12%的股份。公司股權結構相對分散,無實際控制人。上海市國資委通過上海創投持有公司15.64%的股份,國家集成電路產業投資基金合計持有19.12%的股份(通過巽鑫投資持有15.15%股份,大基金二期通過參與定增持有3.97%的股份)。嘉興智微、中微亞洲、Bootes 和Grenade為員工持股平台,合計持有公司12.66%的股權,公司董事長尹志堯博士通過直接和間接方式共持股1.04%的股份。
公司刻蝕設備需求持續旺盛,2021 年前三季度刻蝕設備銷售額13.52 億元,同比增長99.0%;受LED 市場下行影響,2019 年起公司MOCVD 設備銷售額逐年下滑,2021 年前三季度MOCVD 設備銷售額3.04 億元,同比下降24.3%。整體來看,2019-2020 年公司營收增速在15%-20%,未來公司刻蝕設備需求有望持續旺盛,Mini LED 技術驅動下公司MOCVD設備有望迎來拐點,公司整體業績有望實現高增長。
▲2016-2021Q3 公司營業收入及增速
▲2016-2021Q3 公司歸母淨利潤及增速
2018 年以來公司刻蝕設備的毛利率水平保持在44%-50%,未來有望維持高位。公司2021 年推出Mini-LED 用MOCVD 設備,產品性能、複雜性顯著提升,毛利率明顯增長,2021 年前三季度公司MOCVD 毛利率增加14pct 至32.2%。整體來看,2019 年以來高毛利的刻蝕設備收入佔比提升疊加MOCVD 設備毛利率增長,帶動公司盈利有所提升,2021Q1-Q3 毛利率同比+7.91pct 至42.68%,歸母淨利率同比+7.38pct 至26.14%。
▲2017-2021Q3 公司毛利率及歸母淨利率
▲2017-2021Q3 公司期間費用率情況
分產品看,近年來刻蝕設備的快速放量帶動公司整體業績快速增長,未來需求有望持續旺盛,Mini-LED 技術創新下公司MOCVD 設備有望迎來拐點:
刻蝕設備:受益於半導體設備市場發展及產品競爭優勢,公司刻蝕設備業務快速發展,2021年前三季度刻蝕設備銷售額13.52億元,同比增長99.0%,毛利率達到44.0%。行業高景氣疊加國產替代,未來公司刻蝕設備有望持續高增長。
MOCVD設備:伴隨著LED 市場週期下行,2019 年起公司MOCVD 設備銷售額逐年下滑,毛利率短期承壓。Mini LED 需求興起為公司帶來新機遇,2021 年公司發布Mini-LED 用Prismo UniMax™ MOCVD 設備,未來盈利能力有望迎來拐點。
備品備件及設備維護:隨著公司專用設備銷售規模的擴大,備品備件收入規模逐年增長。由於備品備件與專用設備之間的銷售增長存在滯後效應,近年來公司專用設備銷售收入快速增長,未來有望帶動備品備件收入快速提升。
▲2016-2021H1 公司營業收入分產品(億元)
▲2016-2021H1 公司毛利率分產品情況
受益於下游需求旺盛,2021 年1-9 月公司新簽訂單金額達35.2 億元,同比增長超過110%,其中公司三季度新簽訂單16.31 億元。公司上半年新簽訂單以刻蝕產品為主,2021年第三季度簽署了部分批量MOCVD 訂單。根據中微公司招股說明書數據,公司刻蝕設備、MOCVD 設備從交付到確認收入的平均時間分別為5.7、10.6 個月,較高的在手訂單預計將支撐公司明年業績保持快速增長。
二、刻蝕設備,絕對龍頭
在先進邏輯電路方面,公司CCP 設備成功取得5nm 及以下邏輯電路產線的重複訂單;在存儲電路方面,公司設備在64 層及128 層3D NAND 的生產線得到廣泛應用。公司CCP刻蝕設備市場佔有率不斷提高,2020 年在國內邏輯器件的兩家頭部廠商中市場份額達到39%,位居第二;在國內存儲器件上的市場份額達到35%左右,市場發展勢頭較好。
▲公司CCP 介質刻蝕機在國內處於領先地位
公司刻蝕設備已在多個邏輯芯片和存儲芯片廠商的生產線上實現量產,參考全球半導體設備龍頭廠商應用材料、Lam Research 的數據,2020 財年其存儲領域收入佔比分別為41%、58%,而中微目前收入主要由邏輯廠商貢獻,存儲領域尤其是DRAM 領域的收入佔比相對較低。隨著公司產品能力的持續推進,以及國內存儲廠商的快速發展,未來公司CCP設備有望在存儲領域取得較大突破。
日本半導體製造裝置協會數據顯示,2020 年全球半導體設備市場銷售額達711.9 億美元,其中中國大陸地區、中國台灣地區、韓國、日本的銷售額佔比分別為26.3%、24.1%、22.6%、10.6%。公司設備一方面積極進行國產替代,另一方面也可以進入全球市場,作為國內少數具有國際競爭優勢的半導體設備廠商,公司CCP 設備已進入台積電、聯電、格羅方德、SK 海力士等全球知名企業,2020 年中國大陸以外地區的收入佔比達到20.4%。未來公司料將持續受益於國產替代紅利,同時有望憑藉產品性能和價格等優勢在全球市場取得突破。
▲全球半導體設備銷售額分地區(億美元)
▲2016-2020 年公司營業收入分地區(億元)
除CCP 設備外,公司也在積極推進ICP 設備的研發與銷售,目前已交付超過100 台反應腔。公司ICP 刻蝕設備已經逐步趨於成熟,Primo nanova®產品在10 家客戶的生產線上進行驗證,已有超過70 個工藝在客戶的生產線上達到指標要求,且持續擴大應用驗證範圍。2021 年6 月,公司ICP 設備Primo Nanova®第100 台反應腔順利交付,經過客戶驗證的應用數量也在持續增加。根據客戶的技術發展需求,公司正在進行下一代產品的技術研發,以滿足5 納米以下的邏輯芯片、1X 納米的DRAM 芯片和128 層以上的3DNAND 芯片等產品的ICP 刻蝕需求,並進行高產出的ICP 刻蝕設備的研發。
目前,半導體設備行業持續高景氣導致上游零部件供應緊張,ASML、應用材料、Lam 等半導體設備龍頭廠商均表示面臨零部件供應限制,且應用材料預計供應鏈問題將持續至2022 年。公司與全球400 多家供應商建立穩定的合作關係,同時培育眾多的本土零部件供應企業,交付能力位居行業前列,刻蝕設備的平均交付時間僅3.7 個月。在當前零部件緊張的情況下,公司供應鏈保持穩定,刻蝕設備、MOCVD 設備近期基本按計劃交付,未來公司有望憑藉供應鏈優勢實現產品和客戶領域的突破。
公司深耕集成電路關鍵設備領域、擴展在泛半導體關鍵設備領域應用並探索其他新興領域的機會:①在集成電路設備領域,公司將持續強化在刻蝕設備領域的競爭優勢,並延伸到薄膜、檢測等其他關鍵設備領域;②公司計劃擴展在泛半導體領域設備的應用,佈局顯示、MEMS、功率器件、太陽能領域的關鍵設備;③公司擬探索其他新興領域的機會,利用好設備及工藝技術,考慮從設備製造向器件大規模生產的機會,以及探索更多集成電路及泛半導體設備生產線相關環保設備及醫療健康智能設備等領域的市場機會。
▲公司持續踐行三維發展戰略
公司2021 年募集資金37.5 億元用於中微臨港總部和研發中心項目,其中部分資金將用於開發HPCVD、導體薄膜的LPCVD 低壓熱化學設備和ALD 原子層沉積設備、矽和鍺矽等EPI單晶生長設備等。目前公司已組建團隊開發EPI 設備和LPCVD 設備,其中EPI 設備主要焦距Foundry Logic Device, 主要的應用是Si、Si/Ge EPI,LPCVD 設備主要焦距MemoryDevice, 主要的應用是W、WN、TiN 等。
三、MOCVD 否極泰來,Mini LED 帶來新機遇
Mini LED 即次毫米發光二極管,其燈珠點距縮短至100-300 微米,並把由數十顆大尺寸LED 燈珠構成的側邊式背光源變成由數千顆甚至更多Mini LED 燈珠構成的直下式背光源,實現背光源結構的優化。相比傳統LCD 顯示技術,Mini LED 的高動態範圍成像精細度更高、能耗更低、畫面更細緻,並能實現“全面屏”效果。Mini LED 作為新型顯示技術,可應用於大尺寸顯示屏、電視和手機背光等。
Mini LED 作為新一代的核心顯示技術,市場空間廣闊,國內外LED 芯片廠商紛紛佈局,以三安光電為例,2018 年三安光電推出Mini LED 芯片產品並實現量產,2019 年開始實現Mini LED 的批量供貨,2020 年陸續與多家知名下游客戶展開Mini LED 導入合作,2021 年三安計劃投資120 億元用於湖北Mini/Micro 顯示產業化項目。以三安光電為代表的下游廠商加大對Mini LED 的投資力度,推動Mini LED 技術日趨成熟。
Micro LED 被認為是未來LED 顯示技術的發展方向,能夠進一步減少LED芯片尺寸,在顯示領域不斷拓展新應用。LEDinside 數據顯示,2020 年全球GaN-LED 外延片需求量為4038 萬片/年,TrendForce 集邦諮詢預計到2025 年,Mini/Micro LED 新型顯示帶來的LED 外延片需求量將達到1417 萬片/年。新型顯示技術滲透率的持續提升,將顯著提升LED 需求,全球LED 產業鏈有望迎來拐點。
MOCVD 設備作為LED 製造中最重要的設備,有望顯著受益於Mini LED 需求爆發。LED 產業鏈由襯底加工、LED 外延片生產、芯片製造和器件封裝組成,其中LED 外延片的製備是LED 芯片生產的重要步驟,主要通過MOCVD 單種設備實現。因此,MOCVD設備作為LED 製造中最重要的設備,其採購金額一般佔LED 生產線總投入的50%以上。隨著芯片廠商在Mini LED 領域的投資加大,MOCVD 設備的需求有望隨之增加。
▲全球化合物半導體MOCVD 外延設備年增量預測(台)
氮化鎵基MOCVD 佔據MOCVD 市場的主要份額,2018 年佔比約77%。以不同半導體材料為基礎製成的LED 芯片會發出不同波長的光,從而實現不同顏色的LED。目前380~570nm 的藍、綠光LED 由GaN 材料製作,由於藍綠光LED 芯片成本較低,且搭配熒光粉可產生白光,因此在照明領域普遍使用。與之對應的,氮化鎵基LED MOCVD 設備在MOCVD 市場中佔據最大份額,根據LED inside 數據,2018 年氮化鎵基MOCVD 的新增數量為215 台,約佔全部MOCVD 市場份額的77%。
2017 年以前,MOCVD 設備主要由愛思強和維易科等國際廠商高度壟斷,2017 年公司推出新一代MOCVD 設備Prismo A7,性價比顯著優於競爭對手,逐步成為國內外氮化鎵基藍光LED 器件製造的首選設備。根據IHS Markit 數據,2018 年下半年起,公司的MOCVD 佔據全球新增氮化鎵基LED MOCVD 設備市場的60%以上,佔據領先地位。
▲2016-2021Q3 公司MOCVD 設備收入及增速
▲2016-2021Q3 公司MOCVD 設備毛利率情況
行業需求衰減疊加競爭加劇,近年來愛思強和維易科等廠商逐步退出氮化鎵基LEDMOCVD 設備市場。隨著行業逐步出清,公司議價能力顯著增強,2021 年以來公司MOCVD 設備毛利率顯著提升。展望未來,Mini LED 需求爆發在即,根據中微公司2020年度業績說明會數據,2021-2025 年全球MOCVD 設備市場持續擴大,其中公司主打的氮化鎵基LED MOCVD 設備需求增長顯著。公司針對Mini LED 市場已發布相關MOCVD設備,增量市場背景下,公司MOCVD 盈利能力有望顯著提升。
公司2021 年6 月正式發布用於高性能Mini-LED 量產的MOCVD 設備Prismo UniMax®,得益於公司在MOCVD 設備和工藝領域的持續創新,並與領先客戶保持密切合作,截止2021 年12 月9 日Mini-LED 設備訂單已超100 腔。根據招股說明書數據,公司MOCVD設備平均交付時間和平均驗收通過確認收入時間分別為5 個月、5.6 個月,從收入確認節奏上看,公司在手的Mini-LED 設備訂單預計將在2022 年貢獻收入。隨著下游客戶持續加碼Mini LED 技術,公司憑藉技術優勢有望持續受益於行業需求提升。
智東西認為,全球半導體設備市場持續高景氣,作為刻蝕設備的龍頭,中微公司公司顯著受益於刻蝕設備需求增長;同時,Mini LED技術趨於成熟,下游LED 芯片廠商積極擴產,公司MOCVD 設備業務有望迎來業績拐點。公司一方面受益於國產替代機遇,另一方面積極推進全球化佈局。未來,中微公司有可能成為中國半導體的一張王牌名片。