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【东吴机械】陈显帆/周尔双13915521100/朱贝贝/黄瑞连/严佳/罗悦
公司是国内最大的半导体测试系统本土供应商,在国内模拟类测试设备细分领域市占率达40.14%。
公司是为数不多进入国际封测市场供应商体系的中国半导体设备厂商,客户包括
长电科技、通富微电、华天科技、华润微电子、日月光集团等国内外知名半导体厂商,覆盖半导体产业设计、制造、封装三大环节
。2016-2019年,公司营收由1.12亿元上升至2.55亿元,CAGR为32%,归母净利由0.41亿元上升至1.02亿元,CAGR为35%,毛利率始终维持在80%以上的高水平。
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半导体产业链国产化加速,测试机进口替代空间广阔
测试设备是集成电路设计、生产环节的核心设备,占所有半导体设备比重在8-10%左右,主要包含测试机(占比63%)、探针机(占比15%)和分选机(占比17%)等,
我们测算2020年我国半导体测试机市场规模约为43.6亿元,其中模拟类约5.1亿元,低端数字类约10.1亿元,SoC类约22.7亿元。
国家政策与资金持续加码加速半导体国产化,国内晶圆厂扩产潮和下游封测厂产能配套,将带动晶圆检测环节和成品测试环节测试设备需求放量。
测试机空间大、进口替代相对难度较小,
但国内半导体测试设备仍由国外厂商主导,2019年国内测试机国产化率未超过16%,本土测试设备公司成长空间仍然广阔。华峰依托本土优势和先进技术,切入模拟测试设备领域成果显著,目前模拟测试机国产化率已达85%,2018年华峰市占率达40.14%,我们判断公司未来有望逐步向高端领域延伸。
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拓展SoC及大功率器件领域,技术+客户优势打开成长空间
20年2月,公司上市募资16亿元,主要用于扩产及SoC、大功率器件测试设备的研发。项目落地后
可形成年产800台模拟及混合信号类集成电路自动化测试系统以及年产200台SoC类集成电路自动化测试系统产能。
2018年国内SoC类测试机市场规模8.5亿元,是模拟类测试机的两倍,
且
SoC测试机自给率几乎为0。
募投项目巩固公司传统优势领域的同时,切入了市场空间更大、技术壁垒更高的SoC赛道,公司具备技术和客户优势,
预计项目达产后SoC类测试机将带来年均超5亿元的营收增量。
同时,随着快充电源、新能源汽车等应用迅猛发展,以GaN、SiC材料为代表的第三代半导体市场规模快速增长,将为功率半导体测试贡献增量。
公司在第三代半导体检测领域卡位较早,产品已得到大客户认可,未来3-5年,公司有望成为GaN等新兴领域的全球龙头。
预计公司2020-2022年的净利润分别为1.8亿、2.9亿、4.1亿,分别同比增长79%、59%、41%。对应PE为130倍、82倍、58倍,低于可比公司平均值,考虑到半导体封测设备国产替代趋势和行业高度景气,首次覆盖给予“增持”评级。
SoC测试机和大功率器件测试系统研发不及预期、募投项目产能消化风险、半导体行业景气度下滑风险
1.1. 深耕细分领域二十年,成就国内模拟测试设备龙头
北京华峰测控技术股份有限公司(简称华峰测控)始于1993年,前身是航空航天工业部第一研究院下属企业北京光华无线电厂出资设立的华峰技术。
公司主要从事半导体自动化测试系统的研发、生产和销售,产品主要用于模拟及混合信号类集成电路的测试,
产品销售区域覆盖中国大陆、中国台湾、美国、欧洲、日本、韩国等全球半导体产业发达的国家和地区。
专注半导体模拟测试设备领域,成就细分赛道龙头。
公司是国内最早进入半导体测试设备行业的企业之一,自成立以来始终专注于半导体自动化测试系统领域,以其自主研发的产品实现了模拟及混合信号类集成电路自动化测试系统的进口替代。在行业内深耕二十余年,公司已成长为国内最大的半导体测试系统本土供应商,也是为数不多进入国际封测市场供应商体系的中国半导体设备厂商。根据公司招股说明书,2018年,在半导体模拟测试设备细分市场中,公司在国内市场的占有率高达40.14%。
公司股权结构稳定,董监高利益高度绑定。
公司的实际控制人为孙铣、蔡琳、孙镪、付卫东、徐捷爽、王晓强、周鹏和王皓,近两年内未发生变化,公司于20年2月在科创板发行后,孙铣等8人直接及间接控制公司共计34.59%的股份。孙铣等8人均持续参与公司的经营管理,蔡琳、孙镪、付卫东和徐捷爽为董事会成员,王晓强担任监事会主席。同时,蔡琳担任公司总经理,付卫东、徐捷爽担任副总经理,孙镪担任副总经理兼董秘,周鹏担任总工程师、核心技术人员,王皓担任销售经理,孙铣担任核心技术人员、技术顾问。公司治理结构稳固,董监高利益高度绑定。
子公司分工明确。
盛态思为公司提供软件产品;天津华峰专注于测试系统的组装生产;爱格测试为公司的境外销售平台。公司19年入股山东阅芯,投资额300万,持股占比为2.26%。山东阅芯在大功率和超高功率领域具备技术团队和技术储备,正在推进和公司的部分产品合作。
1.2. 公司产品覆盖IC产业三大环节,产品平均售价不断提升
公司主要产品为半导体自动化测试系统及测试系统配件,客户覆盖半导体产业设计、制造、封装三大环节。
半导体自动化测试系统用于测试半导体的电压、电流、时间、温度、电阻、电容、频率、脉宽、占空比等参数,判断芯片在不同工作条件下功能和性能的有效性。公司拥有广泛且具有较高粘性的客户基础,
产品广泛应用于半导体产业链从设计到封测的主要环节,包括集成电路设计中的设计验证、晶圆制造中的晶圆检测和封装完成后的成品测试。
封装环节,
公司目前为国内前三大半导体封测厂商模拟测试领域的主力测试平台供应商;
制造环节,
公司相关产品已在华润微电子等大中型晶圆制造企业中批量使用;
设计环节,
公司产品已在矽力杰、圣邦微电子、芯源系统等知名集成电路设计企业中批量使用。
公司自成立至今,一直专注于半导体测试系统的研发,坚持自主研发和持续创新,独立开发并推出了STS 2000 系列、STS 8200 系列、STS 8300 系列等半导体测试系统产品。截至2020/11/30,公司测试系统产品全球累计装机量已超过3000套。其主要产品和核心技术演变历经三个阶段:
技术初创阶段(1993-2004年):主要产品为STS 2000系列。
公司历时数年完成了STS 2000平台企业标准,并在此平台上开发了STS 2000系列产品,覆盖模拟、数字、继电器、分立器件等类别的测试需求。STS 2000系列产品主要为单工位测试,主要客户为科研院所及高校。2018年12月,第一代测试系统STS 2000已经停产。
技术积累阶段(2005-2010年):推出STS 8200系列。
2008年,公司成功开发了满足集成电路测试行业需求的新一代STS 8200平台,并推出主力机型STS 8200共地源测试系统;2009年突破全浮动技术,并于当年推出了国内企业最早量产的32工位全浮动的MOSFET晶圆测试系统STS 8202,率先得到中国台湾和美国客户的认可和使用,取得了广泛装机。
快速发展阶段(2011 年至今):主要产品为STS 8200及STS 8250系列,未来将大力发展STS 8300系列。
凭借技术优势和稳定性能,STS 8200系列测试系统装机量自2011年以来快速增长,产品不但在国内批量销售,还销售至美国、韩国、日本、东南亚等海外国家或地区。2018年成功开发了下一代的STS 8300平台,特色是“ALL in ONE”,即将所有测试模块装在测试头中,具备64工位以上的并行测试能力,能够测试更高引脚数、更多工位的电源管理及混合信号集成电路,是公司未来重点发展的技术平台,目前已获得中国大陆、中国台湾及美国客户的订单。
截至目前,公司生产的半导体自动化测试系统主要包括STS 8200系列、STS 8250系列和STS 8300系列三个系列:
STS8200系列测试系统
主要应用在模拟集成电路、混合信号集成电路、电源管理类集成电路以及IPM功率模块分立器件等测试领域。该系列产品具体包括STS8200、STS8202和STS8203等多个子系列产品,其中:STS8200主要用于线性类、电源管理类、音频类、模拟开关类、LED驱动类等器件的模拟及混合信号测试;STS8202主要用于MOSFET晶圆测试;STS8203主要用于中大功率分立器件测试。
STS 8250系列和STS 8300系列测试系统
是公司开发的新一代半导体自动化测试系统,主要用于模拟及混合信号集成电路测试。
此外,公司还提供测试系统配件,主要包括浮动 V/I 源表、时间测量、数字测量、继电器控制、交流 V/I 源表等关键测试模块。
公司主流产品配置提升+新品单价高,拉动平均单价提升。
公司测试系统产品受到销量上升和单价上升趋势的推动,测试系统产品收入总体呈现上升趋势。公司主流产品STS 8200测试系统的配置不断提升,并于2017年推出了STS8250/8300系列新一代数模混合半导体自动化测试系统,平均产品售价呈不断上升趋势。新推出STS8250/8300 系列产品配置较高,因为单价水平较高,带动了公司整体产品单价提升。2017-2019年,公司整体产品单价水平分别提升4.2%、8.5%、13.2%,呈加速上升趋势。其中,2018 年STS8250/8300 系列产品均价有所下降主要是因为销售的两台测试机中有一台为客户的产品升级,配置模块较少,价格较低。长期来看,随着 STS8250/8300系列销量和营收占比的提升,将拉动公司产品平均单价进一步提升。
我们判断,公司STS 8200系列产品单价将进一步提升,主要由于客户配置的提升以及高单价的功率半导体测试系统占比提升带动,我们预计2020-2022年STS 8200系列单价将分别达到61、63、64万元/套。STS 8300系列产品单价有望保持稳定,我们预计2020-2022年STS 8300系列单价约为100万元/套。SoC类测试机实际基于STS 8300系列,有望在2021年形成销售,我们预计单价将达到300万元/套左右。
1.3. 抓住半导体发展机遇,营收利润稳步增长
2016年至今,公司抓住半导体行业发展机遇,收入规模和净利润快速增长。
2016-2019年,公司营业收入分别为1.12亿元、1.49亿元、2.19亿元、2.55亿,复合增长率约为31.5%;归母净利润分别为0.41亿元、0.53亿元、0.91亿、1.02亿,复合增长率为35.3%。2020年前三季度,公司实现收入2.93亿元,同比+45.5%,归母净利润1.37亿元,同比+68.1%,营收及净利润规模已超过2019年全年,业绩增长依然强劲。根据公司业绩预告,2020年全年实现归母净利润1.8-2.1亿元,同比增长76.5%-105.9%。公司测试系统销量持续增长,2020年上半年共销售测试系统334套,同比+60.6%。截至2020/11/30,公司测试系统产品全球累计装机量已超过3000套。
产能释放+产品单价提升将共同驱动公司业绩提升。
在国内半导体市场需求旺盛的大环境下,公司订单量在2020Q3大幅增加,产能较为紧张。公司对现有产线进行了重新规划和调整,在2020年平均产能70-80台/月的基础上,2021年1月已增加至120-140台/月。同时,公司预计募投项目天津生产和研发基地将于2021年上半年投入使用,我们判断届时产能有望超过200台/月,保障长期产能。
公司主营业务突出,其中测试系统收入大幅增长。
公司主营业务为半导体自动化测试系统及测试系统配件,其中测试系统业绩表现突出。2016-2019年,公司测试系统销售收入占总收入的比例分别为82.3%、83.2%、90.5%和92.4%,占比不断提升。公司测试系统产品收入增长较快的原因主要是受益于公司下游半导体行业的快速增长,测试系统增量需求较大,客户资本性支出计划较高,采购测系统整机较多,配件收入占比则出现了一定程度的下降。
分区域来看,公司主要收入来自于国内大陆地区,近年来港澳台地区及海外销售占比在10%左右。2018年港澳台地区及海外销售收入中,中国台湾省、香港特别行政区、美国、意大利分别占比25.7%、27.2%、16.6%、25.0%,其中STS 8200系列测试系统为主力产品,占比超过60%。
1.4. 公司毛利率高于竞争对手,拥有较高的附加值
公司稳定在较高的盈利水平,预计未来仍能延续较强的盈利能力。
2016年至今,公司综合毛利率保持在80%以上,净利率保持在35%以上。公司维持了较高的毛利率,我们认为主要由于:
(1)产品技术附加值高:
公司产品技术含量较高,能稳定,拥有较高的附加值,取得了市场的广泛认可;
(2)客户粘性高:
半导体测试系统行业进入门槛较高,客户要求高,产品粘性强,公司具有较强的竞争优势和议价能力;
(3)定制化产品:
公司产品主要为定制化配置,因此公司测试机等产品将参照历史成本经验和目标毛利率进行报价,毛利率水平较为稳定。由于公司技术水平较高、行业地位稳固、规模效应已稳定实现,我们预计公司未来毛利率将继续保持稳定。
公司毛利率显著高于海内外同业公司。
2019年华峰测控毛利率约为81.3%,远高于海内外竞争对手50%左右的毛利率,
原因在于:
(1)自产率高:
公司营业成本相对较低,而营业成本低的主要系公司在组装和调试阶段为自生产,只将焊接PCB等基础生产工作外包,自制率高,有效提高了毛利率,海外竞争对手则将生产、加工与组装环节外包给专业工厂,导致测试系统成本较高;
(2)专注于模拟及混合信号类IC测试系统,规模效应更为显著:
国内同类公司长川科技生产多种型号的测试机和分选机,海外龙头泰瑞达和爱德万也均拥有丰富的产品线,多业务并举对这些公司整体毛利率产生了一定的影响。华峰测控目前聚焦于模拟及混合信号类集成电路测试系统,因而毛利率较高。
我们预计,未来随着公司切入SoC类测试机和大功率器件测试机领域,产品型号的增多以及生产模式的变化,会对公司的毛利率造成一定的影响,但营收规模将会较快扩大。长期来看,我们预计公司的综合毛利率将维持在70%-80%的水平。
同时,随着公司业务规模的扩大,规模效应显现,单位成本有所下降,销售费用率和管理费用率都有所降低,整体费用管控良好,2016-2019年期间费用率分别为39.9%、40.4%、36.0%、34.6%,近年来改善明显。2020年前三季度,公司期间费用率进一步下降至32.4%,同比-0.4pct。
较高的毛利率和良好的费用管控能力共振,公司净利率呈提升趋势,
公司净利率已由2017年的35.55%上升至2020年前三季度的46.73%。
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半导体产业链国产化加速,测试机进口替代空间广阔
2.1. 测试设备是集成电路设计、生产环节的核心设备
半导体产业主要包括集成电路(简称IC)和分立器件两大类,集成电路是半导体产业的核心,也是信息产业的基础和核心,占整个半导体行业规模的80%以上。集成电路应用领域覆盖了几乎所有的电子设备,是计算机、家用电器、数码电子、自动化、通信、航天等诸多产业发展的基础,是现代工业的生命线,也是改造和提升传统产业的核心技术。
IC是指经过特定平面制造工艺,将晶体管、二极管、电容和电阻等元器件及布线互连一起,成为能够执行特定功能的微型电子器件,具体包括逻辑IC、模拟IC、存储器、微处理器四种。
从产业链来看,集成电路产业可以分为
上游的IC设计、中游IC制造以及下游IC封装测试三个环节。
集成电路测试贯穿整个产业链,包括芯片设计中的设计验证、晶圆制造中的晶圆测试和封装完成后的成品测试:①集成电路设计
流程需要芯片验证,即对晶圆样品和集成电路封装样品进行有效性验证;
②晶圆制造和封装测试这两个环节
中可能由于设计不完善、制造工艺偏差、晶圆质量、环境污染等因素,造成集成电路功能失效、性能降低等缺陷,因此,分别需要完成晶圆检测(CP)和成品测试(FT),通过分析测试数据,能够确定具体失效原因,并改进设计及生产、封测工艺,以提高良率及产品质量。
只有每一道工序都拥有高良率(95%以上),才能保证成品达标,因此
测试是集成电路制造中的重要工程。
生产过程中IC测试的主要目的有三个:(1)提高出厂产品的合格率;(2)降低集成电路出厂前的开发制造成本和芯片应用系统开发成本;(3)为制造工艺提供缺陷分析依据。
半导体测试设备主要包含测试机、探针机和分选机等,
其中,测试机用于检测芯片功能和性能,技术壁垒高,尤其是客户对于集成电路测试在测试功能模块、测试精度、响应速度、应用程序定制化、平台可延展性以及测试数据的存储、采集和分析等方面提出愈来愈高的要求。探针台与分选机实现被测晶圆/芯片与测试机功能模块的连接。
在晶圆检测环节,测试机和探针台配合使用;在成品测试环节,测试机和分选机配合使用。
晶圆检测(CP)环节:
在IC制造环节,通过探针台和测试机的配合使用,对晶圆上的裸芯片进行功能和电参数测试。探针台将晶圆传送至测试位置,测试机判断芯片的电性性能和产品功能的有效性,探针台据此打点标记出有缺损的晶圆,在封装前筛选出无效芯片。
成品测试(FT)环节:
在IC封装环节,通过分选机和测试机的配合使用。分选机将芯片传送至测试工位,测试机判断芯片功能和性能是否达到设计要求,分选机据此对被测芯片进行标记和分选。
2.2. 预计2020年我国半导体测试机市场规模将达43.6亿元
中国半导体设备市场空间增速高于全球。
随着半导体产业向中国转移,国内半导体设备需求快速增长。根据国际半导体产业协会SEMI数据,
2019年全球半导体设备销售总金额达598亿美元,同比下滑7.4%,而中国大陆于2018年首度成为第二大设备市场,2019年在中国市场的半导体设备销售总金额达134.5亿美元,同比增长19.0%,在全球的占比提升至22.5%
(2013年为10.6%)。随着技术水平的提高和国内大力新建及扩建产能,国内半导体设备投资将稳步增加,
SEMI预计2020年我国半导体设备规模将达到173亿美元。
半导体专用设备根据其在半导体产品生产过程中所处环节可以进一步划分为晶圆制造设备、封装设备、测试设备以及其他设备四大类。
其中晶圆制造设备占比最高,2019年占比达81.9%。测试设备占比第二为8.4%,仅次于晶圆制造设备,2010-2019年测试设备在全球半导体设备市场占比8%-10%左右,占比变动较为平稳。2019年,全球测试设备市场规模为50亿美元,同比-11%,主要受到2019年半导体行业景气度下滑影响,SEMI预计2020年全球半导体测试设备市场规模将回调至57亿美元。
半导体测试设备根据其类型及用途,又可以分为测试机、分选机、探针台、其他设备四大类。
据SEMI统计,2019年国内集成电路测试设备市场规模约8.3亿美元,折合人民币约57.7亿元,其中测试机、分选机和探针台分别占比62.8%、17.4%和15.1%,其它设备占4.7%,即2019年国内测试机市场规模为5.2亿美元左右。
随着2018-2020年中国大陆多家晶圆厂陆续投建及量产,国内封测厂将陆续投入新产线以实现产能的配套扩张,将带动国内半导体测试设备市场高速增长。
我们预计,2020年国内半导体测试设备市场需求将达80.6亿元人民币(不含存储测试设备),其中测试机市场规模为43.6亿元(不含存储测试机)。
2.3. 需求端:半导体加速国产化,晶圆扩产+封测配套带动测试机需求
国家政策与资金持续加码,强力推动半导体国产化进程。
2014年,国家发布《国家集成电路产业发展推进纲要》,提出建立从晶片到终端产品的产业链规划,
其中强调在设备材料端要在2020年之前打入国际采购供应链这一目标。
2015年,国家集成电路大基金成立,首期募集资金达1387.2亿人民币,以直接入股方式,对半导体企业给予财政支持或协助购并国际大厂。目前大基金一期已投资完毕,公开投资公司23家,累计投资项目达70个左右。分领域来看,一期投资项目中集成电路制造占比最高达67%,设计和封测分别占17%和10%,而设备和材料仅占6%。
大基金二期投资将向半导体设备和材料倾斜。
大基金一期在设备和材料端的投资比例尚低,占总投资比重仅为6%。
我们认为,在集成电路这样的技术和资产密集型产业,并且属于精细化分工的产业,只有实现设备国产化才能够掌握最核心的工艺,才能够实现真正意义上的国产化,预计未来国家资金会继续不断地向设备端倾斜。
我们认为大基金二期将带动设备行业的发展,龙头企业将明显受益。
大基金二期已于2019年底完成筹资,注册本为2041.5亿元,按照一期1:3的撬动比,所撬动的社会资金规模在6000亿元左右,按照加重投资装备行业的投资思路,
预计设备端的投资占比为15%左右,则设备方面的投资额可达900亿元。
我们认为:1)二期基金将对包括刻蚀机、薄膜设备、测试设备、清洗设备等领域已有布局的企业提供强有力的支持,帮助龙头企业巩固自身地位,继续扩大市场。此外,提升企业成线能力可以帮助扩大设备产品布局。2)产业资源和产业链的整合可以提高资源的有效利用率,帮助国产设备提供工艺认证条件并且打造良好的口碑和品牌,最终实现国产替代进口。
全球范围内的半导体产业向国内转移,国内晶圆厂扩产潮将带动测试机需求提升和下游封测厂同步配套。
随着国内技术成熟和下游市场蓬勃发展,中国大陆已成为全球最大的集成电路和分立器件市场,国际半导体产业开始逐渐向中国大陆转移。中国纯晶圆代工在全球的市场份额由2015年的11%增长到2018年的19%。
2018年,国内纯晶圆代工销售额107亿美元,同比增长41%,晶圆代工需求提升将带动晶圆检测环节测试机需求提升,同时下游封测厂同步配套,也将带来后道测试机需求。
根据SEMI统计,预估2017年到2020年的四年间,将有26座新晶圆厂在中国大陆投产,整个投资计划占全球新建晶圆厂高达42%(全球共62座),成为全球新建投资最大的地区。其中2017-2019年国内分别实现6/10/12座晶圆厂在国内落成投产,已超过SEMI预测数,预计2020年还至少有5座晶圆厂落成投产。
随着晶圆厂建设投资,国内的封测厂也开始进入新一轮资本密集投资期。
国内三大龙头封测厂2020年均公布扩产计划:通富微电于2020年2月公告,拟募资不超过40亿元用于集成电路封装测试二期工程、车载品智能封装测试中心建设、高性能中央处理器等集成电路封装测试等项目;长电科技2020年固定资产投资计划安排30亿元人民币,20年3月再次公告追加固定资产投资8.3亿元;华天科技南京集成电路先进封测产业基地项目于20年5月开始试生产,二期建设稳步推行。封测厂加大资本开支投入,将相应带来半导体设备订单需求。2020年前三季度,三家龙头封测厂的归母净利润增速均创新高:通富微电实现净利润2.62亿元(同比+1058%),长电科技实现净利润7.64亿元(同比+520%),华天科技实现净利润4.47亿元(同比+167%),封测厂加大CAPEX动力充足。
受益半导体行业高度景气和晶圆厂投资热潮,国内封装测试设备市场规模不断扩大。
2019年封测环节销售收入占集成电路产业销售额的31%,竞争力强劲;中国封装测试业销售额在行业景气度回落背景下仍同比增长7%。
相比于晶圆制造环节和芯片设计环节,封测环节进口替代难度较小,国内封测产业已经具备规模和技术基础, 国产化率高。
从半导体核心产业链三大环节来看,设计处于半导体价值链高端,毛利率高,但主要为欧美日韩企业垄断。由于设计具有依靠经验积累的特殊性,对人才和专利的倚重程度最高,市场化竞争程度最高,所以目前难以赶超。制造属于资本和技术密集型产业,早期进入的英特尔、三星、台积电凭借其先发优势获取市场份额,赚取高额利润,然后将部分利润投入研发,取得技术上的领先,从而形成市场上强者恒强的局面。目前中国台湾省在制造端技术较为领先,但大陆地区技术仍远落后于发达国家,且在中短期内无超越的可能性。
而
后段的封测环节属于劳动密集型,技术含量最低,国内发展较快。
国内大陆地区集成电路发展早期主要以封装测试环节作为切入口,目前整体国产化率较高。
我们认为,设计环节客户有望成为公司未来最大增长来源。
根据我们的测算,2020年公司封测环节客户订单占比超过50%,设计环节客户订单占比超过30%,制造环节客户订单占比超过10%。设计环节客户若在公司测试平台上进行芯片研发和测试,其设计的芯片一旦放量,公司测试设备即可顺势推广到制造环节和封测环节,因此设计环节客户对于公司产品销售有驱动作用和放大效应。
依托下游市场带动和半导体国产化加速,国内封装厂增速显著优于海外同类企业。
2011-2018年,国内封测行业销售收入CAGR为12.3%,而全球封测行业销售收入CAGR仅为3.0%。分时段来看,2011-2014年国内封测行业收入CAGR为8.8%,2014-2018年CAGR则达到了15.0%,呈加速成长态势;而全球封测行业2011-2014年收入CAGR为4.9%,2014-2018年CAGR仅为1.6%,增速逐渐放缓。
长期看封测行业的向大陆封测厂倾斜的趋势明确,
Capex是封测企业成长能力重要的前期指标,从Capex/营收相对值来看,大陆地区封测厂较海外巨头保持了较高的资本开支投入。
2.4. 供给端:全球半导体测试机市场高度集中,华峰切入细分领域获突破
全球集成电路测试设备依旧是国外厂商占主导,行业集中度高。
全球先进测试设备制造技术基本掌握在美国、日本等集成电路产业发达国家厂商手中,根据我们测算,2019年美国泰瑞达(Teradyne)、日本爱德万(Advantest)、美国科休(Cohu)三家公司全球市场份额占比接近79.3%。
根据赛迪顾问数据,2019年中国集成电路测试设备市场规模为8.3亿美元,折合人民币为57.6亿元左右,其中,泰瑞达和爱德万2019财年中国区销售收入分别约为35.5亿元和27.3亿元。泰瑞达和爱德万全球市场总收入中,半导体测试设备收入占比约为65%-70%,我们假设中国区收入结构和全球收入结构相近,测算得出泰瑞达和爱德万分别占中国集成电路测试机市场份额的40.1%、30.8%;而
国内厂商长川科技和华峰测控2019年测试设备销售收入仅3.62亿元和2.54亿元,分别占中国集成电路测试机市场份额的6.3%和4.4%。
随着进一步半导体设备国产化,国内厂商还有较大的发展空间。
按照制造技术分类,半导体产品可以分为集成电路和分立器件。
1)集成电路
从功能、结构角度主要分为数字集成电路、模拟集成电路与数/模混合集成电路三类,其中:数字集成电路主要与数字信号(离散变化的信号)的产生、放大和处理有关;模拟集成电路主要与模拟信号(连续变化的信号)的产生、放大和处理有关;数/模混合集成电路是指输入模拟或数字信号,输出为数字或模拟信号的集成电路。
2)分立器件
是具有单一功能的电路基本元件,主要包括功率二极管、功率三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等半导体功率器件产品。
按半导体产品的划分,半导体测试机可以划分为存储器、SoC、模拟、数字、分立器件以及RF测试机。从我国设备市场发展情况看,目前的测试设备中:
模拟测试设备进口替代率已达到85%,
但设备一致性和可靠性较差,使用寿命远低于进口设备;更高端的存储、RF测试设备短期内无进口替代可能性,核心技术仍掌握在爱德万、泰瑞达等高端设备厂商手中,
国产半导体测试设备公司成长空间仍然广阔,国产设备逐步向高端领域延伸拓展。
华峰测控切入国内模拟类测试机细分领域,市占率超过40%。
根据赛迪顾问数据,2018年中国(大陆地区)存储器测试机市场规模为15.78亿元,SoC类集成电路测试机市场规模为8.45亿,模拟测试机市场规模为近4.31亿元。华峰测控2018年境内模拟测试相关的收入为1.73 亿元,可推算出
华峰测控占中国模拟测试机市场的市场占有率为40.14%。
我们认为,本土优势和专精的技术研发和是华峰测控产品能够在细分领域打破国外垄断的主要原因。
①公司成立于1993年,当时中国半导体产业处于发展初期,国内半导体测试机市场主要为国外龙头所垄断。公司历时数年完成STS 2000系列测试系统的研发和生产,实现了中文界面及图形化编程界面的软件功能,极大地便利了当时不适应国外复杂系统的本土客户, 且本土化服务优势显著。②同时,泰瑞达、爱德万等国外知名半导体测试设备企业一般产品线齐全、所测产品覆盖广泛,而公司自成立以来一直聚焦于模拟及混合信号类集成电路自动化测试系统。经过二十多年的研发投入和技术迭代,公司已掌握了模拟集成电路测试系统的核心、关键技术,在测试功能模块、测试精度、响应速度、应用程序定制化和测试数据存储、采集和分析方面达到了国际领先水平或与国际一流水平持平。
凭借产品的高性能、易操作和服务优势等特点,公司成功成为国内前三大半导体封测厂商模拟测试领域的主力测试平台供应商,实现了在模拟及数模混合测试机领域的进口替代。
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拓展SoC及大功率器件领域,技术+客户优势打开成长空间
3.1. SoC测试机空间大、自给率低,成长空间广
2020年2月,公司上市募资16亿元,主要资金将投资用于集成电路先进测试设备产业化基地项目和科研创新项目。
1、集成集成电路先进测试设备产业化基地项目
包括生产基地建设项目、研发中心建设项目和营销服务网络建设项目3个子项目:
(1)生产基地建设项目
主要用于产能扩建,预计在2021年末达到可用状态,在2024年达到预定产能。
(2)研发中心建设
主要包括SoC测试技术实验室、动态及交流测试技术实验室、大功率技术实验室和ATE软件中心四个实验室,主要针对高性能电压电流源表(V/I源)、高性能数字通道、同步技术、高压大功率测试技术、动态参数测试技术和ATE配套软件六个研发方向进行深入研发,从而为公司未来可持续发展提供强有力的技术支撑。
(3)营销服务网络建设项目
旨在提高公司在天津、北京、上海、江苏等地区半导体自动化测试系统市场的知名度和影响力,将有助于进一步拓展美国、欧洲、日本、韩国、东南亚等市场,提高营销服务网络的售后服务能力和及时响应能力,不断提高客户的满意度和公司综合竞争力。
2、科研创新项目
主要包括800M高速数字通道测试模块、复杂芯片系统级测试解决方案等,旨在进一步增强公司技术储备,持续推出新产品以完善业务体系、巩固行业地位。
根据公司招股说明书披露,待生产基地项目建成后,可形成年产800台模拟及混合信号类集成电路自动化测试系统以及年产200台SoC类集成电路自动化测试系统的生产能力。
公司预计,SoC类测试机产品将在2021年至2024年分别为公司带来1.80亿元、3.48亿元、5.04亿元和5.40亿元营业收入。
SoC测试机用于检测SoC芯片,SoC芯片即系统级芯片(System on Chip),是将系统关键部件微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器集成在单一芯片上,从而将更多的功能集成到单芯片内,提升工作效能。SoC芯片降低了零件制造成本,但其功能复杂度使得测试环节更具难度。
SoC测试机设备空间大、自给率低,有较大的成长空间。
根据赛迪顾问数据, 2018年中国(大陆地区)集成电路测试机中存储器测试机和SoC测试机所占份额位居前两位,分别为43.8%和23.5%,其中,存储器测试机是目前国内空间最大的测试机细分领域,也是整个半导体测试领域技术要求最高、设备投入金额最高的领域,技术难点阻力较大;数字测试机、模拟测试机、分立器件测试机紧随其后分别为12.7%、12.0%以及6.8%,RF测试机为0.9%。其中,模拟类集成电路测试系统市场规模为4.31亿元,
SoC类集成电路测试系统市场规模为8.45亿元,约是模拟类测试机市场规模两倍。
而根据Gartner的数据,2018年全球SoC测试机占测试机总市场份额的64%,模拟IC测试机市场规模占比则仅有2%。我们认为,伴随汽车电动化、5G 和人工智能等的迅速发展和未来中国在SoC 芯片设计和封测领域国产化趋势,国内SoC类集成电路测试需求将持续攀升,市场规模占比仍有很大提升空间。在SoC测试机领域,本土企业还尚未形成成熟的产品和市场突破,具有较大的国产替代的空间。
3.2. 第三代半导体蓄势待发,公司抢占市场先机
根据分立器件使用材料的不同,半导体分立器件可以分为三代,第一代半导体材料以硅单质(Si)、锗(Ge)为代表,第二代半导体材料为砷化镓(GaAs) 磷化铟(InP)等化合物为代表,
第三代半导体材料是以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、金刚石、氧化锌(ZnO)为代表的的宽禁带半导体材料,
可以被广泛应用于消费电子、照明、新能源汽车、导弹、卫星等各个领域,具备众多的优良性能,可突破第一、二代半导体材料的发展瓶颈,随着技术的发展有望全面取代第一、二代半导体材料。
第三代半导体器件具有更大带宽、更高能效、更小尺寸等优点。
相比于第一代和第二代半导体材料,第三代半导体材料具备比较突出的优势特性:
(1)高可靠:
禁带宽度大、导热率高,GaN器件可在200°C以上的高温下工作,因此能够承载更高的能量密度,可靠性更高;
(2)高效:
较大的禁带宽度和绝缘破坏电场,使得器件导通电阻减少,有利于提升器件整体的能效;
(3)高速:
电子饱和速度快,以及较高的载流子迁移率,可让器件高速地工作。
快充电源、新能源汽车等应用市场发展迅猛,有望推动以GaN、SiC材料为代表的功率半导体快速增长。
快充渗透率逐步提升,GaN材料优势显著。
快充技术是指在单位时间内向锂电池充入更多的电荷来缩短充电时间的充电技术,当前已成为各大品牌智能手机的主要卖点与核心产品竞争力。
根据市调机构BCC Research的数据,快充充电器在充电器市场中的渗透率有望从2017年的20.2%提升至2022年的24%。
GaN材料具有超强的导热效率、耐高温和耐酸碱的特性。新型的GaN快充与传统快充相比,拥有更大的功率密度,能够实现
更快的充电速度
;同时,由于具有更高的能量转化效率,所以GaN快充具有
更低的功耗并减少发热
,此外,GaN功率器件的开关频率显著高于传统快充中的Si功率器件,因此可以实现体积
更小的充电器产品设计
,有望成为快充技术升级的重要方向。
在功率半导体应用市场,相对于传统的Si材料,SiC是制作更高功率、高效率、高压、高频、高温以及小型化和轻量化功率半导体器件的理想材料之一。
这使得SiC功率半导体成为新能源汽车电子市场的理想选择,在逆变器和车载充电器等场景加速普及。在逆变器场景中,相比Si基逆变器(Si IGBT和Si FRD),SiC(SiC MOSFET)可将逆变器效率提升3%-5%,开关损耗降低75%。在车载充电器场景中,与Si基功率半导体相比,SiC功率半导体能够减少充电过程的能量损失,缩短充电时间。
随着新能源汽车市场的快速发展,功率半导体单车用量将大幅提升。
新能源汽车市场规模持续增长,根据Evtank的数据,2020年,全球新能源汽车销量将达285万辆,同比增长29%,其中,中国新能源汽车销量有望达145万辆,同比增长33%,增速高于全球水平,并且未来新能源汽车的市场规模有望继续扩张。并且,随着汽车电气化趋势的深入和智能驾驶技术的应用,新能源汽车中功率半导体器件产品的单车用量有望进一步提升。根据中商产业研究院的数据,2019年,传统汽车中功率半导体在汽车半导体中的用量占比约为21%,低于IC产品的用量(23%),但在纯电动新能源汽车中,功率半导体的用量显著增加,在汽车半导体中的用量占比约达56%。
2020-2024年,全球GaN及SiC功率半导体市场规模有望快速扩容。
根据Yole的数据,2018年全球GaN功率半导体的市场规模约873.05万美元,2024年有望增长至3.5亿美元,2018-2024年的CAGR达85%。根据Yole的数据,2020年,全球SiC功率半导体的市场规模约7.16亿美元,同比增长约27.63%。预计至2024年,全球SiC功率半导体的市场规模将超20亿美元。
大功率器件测试系统未来会有较大的需求。
2018年国内分立器件测试机市场规模为2.45亿元,其中,功率器件目前多以分立器件的形式存在,但随着新能源、电动汽车的兴起,功率器件逐渐模块化、集成化,功率不断加大,成为区别于分立器件的新领域,大功率器件测试系统的市场需求持续增加。
公司在第三代化合物半导体检测领域卡位较早,产品已得到大客户认可,发展空间值得期待。
在宽禁带半导体测试方面,公司量产测试技术取得了重大进展,实现了晶圆级多工位并行测试,解决了多个GaN晶圆级测试的业界难题,并已成功量产。根据公司公告,公司2020年GaN功率半导体测试设备订单增速显著,我们判断SiC功率半导体测试设备也有望在2021年开始放量。公司规划,在未来3-5年,GaN、消费类IPM等新兴领域可以达到第一第二的市场份额。
目前公司在SoC类集成电路和大功率器件测试领域已具备了深厚的技术储备和一定的相关测试经验,具备与该细分领域主要参与者竞争的实力,取得了阶段性进展。