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半导体设备行业之盛美上海研究报告

(报告出品方/作者:海通证券,郑宏达,肖隽翀)

1. 盛美上海:国内半导体专用制造设备领先厂商

1.1 业务主营:专注于半导体专用设备的研发、生产和销售

盛美半导体设备(上海)股份有限公司主要从事半导体专用设备的研发、生产和销 售,产品包括半导体清洗设备、半导体电镀设备和先进封装湿法设备等。公司通过向晶 圆制造、先进封装、半导体硅片制造企业及科研院所等客户销售定制化的半导体清洗设 备、半导体电镀设备、无应力抛光设备、立式炉管设备和先进封装湿法设备等产品,并 提供服务,实现收入和利润。

公司坚持差异化竞争和创新的发展战略,通过自主研发的单片兆声波清洗技术、单 片槽式组合清洗技术、电镀技术、无应力抛光技术和立式炉管技术等,向全球晶圆制造、 先进封装及其他客户提供定制化的设备及工艺解决方案,有效提升客户的生产效率、提 升产品良率并降低生产成本。目前,公司在上海有两处厂房设施,此外临港基地正在建 设中,总面积达 13.6 万平方英尺。

国内半导体清洗设备龙头企业。公司已成功研发出全球首创的 SAPS/TEBO 兆声波 清洗技术和 Tahoe 单片槽式组合清洗技术,可应用于 45nm 及以下技术节点的晶圆清 洗领域,有效解决刻蚀后有机沾污和颗粒的清洗难题,并大幅减少浓硫酸等化学试剂的 使用量。援引中国半导体行业协会数据显示,盛美上海在中国 半导体设备五强企业中名列第三。


1.2 股权结构:美国 ACMR 为控股股东,持有发行后 82.50%股权

美国 ACMR 为公司控股股东。ACM Research(NASDAQ:ACMR)成立于 1998 年,2017 年 11 月 3 日在美国纳斯达克上市。盛美上海的前身于 2005 年 4 月 25 日在上 海松江成立,由美国 ACMR 出资设立盛美半导体设备(上海)有限公司,注册资本为 120 万美元;2019 年 10 月 30 日,公司名称整体变更为“盛美半导体设备(上海)股 份有限公司”,注册资本为 37264.98 万元。HUI WANG 持有美国 ACMR 16.80 万股 A 类股股票和 114.69 万股 B 类股股票,合计持有美国 ACMR 投票权不低于 35%,并通过 美国 ACMR 控制公司 82.50%的股权(发行后),为公司的实际控制人。

多家知名投资机构参与其中。截止公司招股说明书披露,美国 ACMR 总计持有盛美 上海发行后 82.50%股权,为公司控股股东;此外芯时咨询、芯维咨询、海通旭初、上 海集成电路产投、浦东产投、金浦投资、张江科创投、芯港咨询等多家投资机构合计持 有公司发行后 7.50%股权,其中芯时咨询和芯港咨询为公司员工持股平台。

公司拥有 5 家控股子公司,其中香港清芯主要从事半导体专用设备的销售;盛美无 锡主要为公司部分客户提供产品售后服务;盛帷上海拟从事半导体专用设备的研发、生 产和销售,正在筹建中;盛美韩国进行半导体专用设备和零部件的研发,同时为公司采 购半导体专用设备的零部件;盛美加州为公司采购半导体专用设备的零部件。公司拥有 3 家参股公司,包括盛弈科技(15%)、石溪产恒(10%)、青岛聚源(4.34%)。

1.3 产品布局:不断丰富设备产品,已形成四大半导体设备产品系列

不断丰富产品类别,扩宽市场领域。成立至今,公司的技术和产品经历了从半导体 清洗设备到先进封装清洗设备、先进封装电镀设备、无应力抛光设备、立式炉管设备等 不同设备类型不断拓展的发展历程:

持续积累,形成四大半导体设备产品系列布局。经过多年持续的研发投入和技术积 累,目前已形成了①、单片清洗、槽式清洗以及单片槽式组合清洗等半导体清洗设备; ②、用于芯片制造的前道铜互连电镀设备、后道先进封装电镀设备等半导体电镀设备; ③、用于先进封装的湿法刻蚀设备、涂胶设备、显影设备、去胶设备、无应力抛光设备 等先进封装湿法设备;④、立式炉管系列设备等其他设备的产品布局。 公司的兆声波 单片清洗设备、单片槽式组合清洗设备及铜互连电镀工艺设备领域的技术水平达到国际 领先或国际先进水平。

自主研发,不断实现技术突破。截止 2021 年 6 月 30 日,公司及控股子公司拥有 已获授予专利权的主要专利 322 项,其中境内授权专利 152 项,境外授权专利 170 项, 其中发明专利共计 317 项。公司获得“上海市集成电路先进湿法工艺设备重点实验室” 称号,是“20-14nm 铜互连镀铜设备研发与应用”和“65-45nm 铜互连无应力抛光设 备研发”等中国“02 专项”重大科研项目的主要课题单位。根据上海科技微信公众号 披露,中国上海网站公布了《上海市人民政府关于表彰 2020 年度上海市科学技术奖获 奖人员(项目)决定》,公司的“SAPS(空间交变相位移)兆声波清洗技术”获得“科 技进步奖(一等奖)”荣誉。

公司凭借在清洗设备及半导体电镀设备领域的技术和服务优势,部分产品已经通过 验证并成为海力士、长江存储、华虹集团等行业知名半导体企业的供应商,进入客户的 多条生产线,取得了良好的市场口碑,与客户建立了良好的信任关系。(报告来源:未来智库)

2. 财务情况:高速成长,盈利能力强

2.1 盈利能力:收入、利润规模快速成长,净利润提升明显

收入规模快速增长。公司主营业务为半导体专用设备的研发、生产和销售,2018、 2019、2020 实现营业总收入分别为 5.50 亿元、7.57 亿元和 10.07 亿元,分别同比增 116.99%、37.52%和 33.13%,规模快速增长。

归母净利润增速超收入规模增速。公司 2018、2019、2020 分别实现归母净利润 0.93 亿元、1.35 亿元和 1.97 亿元,分别同比增 751.98%、45.78%和 45.88%,归母净 利润增速超收入规模增速。


目前公司已实现收入的设备可以分为半导体清洗设备、半导体电镀设备、先进封装 湿法设备、立式炉管设备四大类。

(1)、半导体清洗设备为主要收入来源。2018、2019、2020 公司半导体清洗设备实现 收入分别为 5.01 亿元、6.25 亿元和 8.16 亿元,在主营业务收入中占比分别达到 92.91%、 84.10%和 83.69%。

(2)、半导体电镀设备收入增长较快。2018、2019、2020 分别实现收入 1191.13 万元、 7857.39 万元和 5290.13 万元,在主营业务收入中占比为 2.21%、10.57%和 5.42%。 半导体电镀设备收入 2018 年、2019 年持续增长的原因系销售数量及销售单价均实现增 长所致,其中销售数量增长的原因是:①2018 年,公司首台后道先进封装半导体电镀 设备成功获得客户验证并实现销售;②2019 年,公司后道先进封装半导体电镀设备销 量继续增加以及公司首台前道铜互连电镀设备实现销售。

(3)、先进封装湿法设备收入 2020 年增长较为明显。2018、2019、2020 分别实现 2634.07 万元、3961.12 万元和 9856.51 万元,在主营业务收入中占比为 4.88%、5.33% 和 10.11%。2020 年先进封装湿法设备收入增加的原因主要为多家半导体公司增加了先 进封装设备的投入,导致公司先进封装湿法设备的销售量和收入大幅增加。

毛利率稳中有升。公司 2018、2019、2020 综合毛利率分别为 44.19%、45.14%和 43.78%。其中主营业务毛利率分别为 43.80%、44.67%和 42.65%,其他业务毛利率分 别为 63.85%、71.36%和 77.93%。公司其他业务主要为备品备件销售及提供售后服务, 毛利率相比主营业务毛利率高出较多。


从细项来看,2018、2019、2020 半导体清洗设备的毛利率分别为 44.50%、45.34% 和 45.01%,与综合毛利率基本持平;2018、2019、2020 半导体电镀设备的毛利率分 别为 16.68%、39.25%和 24.65%;2018、2019、2020 先进封装湿法设备的毛利率分 别为 42.73%、44.73%和 34.07%,略低于综合毛利率水平。

净利率持续提升。公司2018、2019、2020净利率分别为16.82%、17.82%和19.53%, 净利率持续提升,主要得益于归母净利润的快速增长。

2.2 研发投入:研发费用率高,人均创利能力持续增强

持续研发投入。公司不断加大研发投入力度,2018、2019、2020 研发费用金额分 别为 7941.50 万元、9926.80 万元和 14079.11 万元,占营业收入的比例分别为 14.43%、 13.12%和 13.97%。体现在专利申请费上,公司 2018、2019、2020 的专利申请费分别 为 156.62 万元、162.94 万元和 207.25 万元,同比增 49.83%和 4.04%和 27.19%,逐 年增加。

持续研发突破,新产品不断推出市场、实现销售。根据公司招股说明书披露,半导 体清洗设备、半导体电镀设备、先进封装湿法设备三大设备产品的销售平均单价每年略 有不同。主要原因包括:(1)半导体清洗设备的腔体数量越多,销售价格越高,公司目 前销售的单片清洗设备从 8 腔向 12 腔升级,12 腔单片清洗设备的销售占比提升带动平 均单价提升;(2)单价较高的前道铜互连电镀设备实现销售,使得半导体电镀设备的销 售平均单价提升;(3)先进封装湿法设备领域的销售平均单价变化则是由于产品结构、 设备自身配臵(包括腔体数量、功能差异、客户定制化要求等)存在差异导致。

根据公司目前主要项目的研发费用情况来看,SAPS 清洗技术、ECP 电化学电镀技 术两个项目的研发费用较大,2018-2020 两个项目合计投入研发费用分别达 5669.89 万 元、6359.62 万元和 5838.88 万元。此外,公司在 WET Bench 槽式清洗技术、Backside 背面清洗技术、Tahoe 技术、Furnace 立式炉管技术、Backend Tools 先进封装湿法技 术等项目上投入的研发费用增长较快。


公司 2018、2019、2020 人均创收分别为 203.80 万元/人、211.38 万元/人和 185.88 万元/人;人均创利分别为 34.27 万元/人、37.68 万元/人和 36.30 万元/人。

我们认为公司持续加大研发投入力度,在产品品类、产品配臵等方面不断拓展、升 级迭代,产品核心竞争力不断提升,做宽做深半导体设备平台型企业,业绩进入发展快 车道非常值得期待。

2.3 费用情况:费用规模扩大,流动性持续变好

期间费用持续增加。公司 2018、2019、2020 期间费用分别为 1.57 亿元、2.11 亿 元和 3.29 亿元,期间费用占营业收入比重分别为 28.60%、27.85%和 32.67%。可以看 到公司 2020 年期间费用率上升较为明显,主要是财务费用、研发费用有所增加导致。

销售费用方面。公司 2018、2019、2020 销售费用分别为 6004.69 万元、8475.49 万元和 10563.95 万元,占营业收入比重分别为 10.91%、11.20%和 10.49%。从细项来 看,销售佣金、职工薪酬、售后服务费占比较大,2020 年销售佣金、职工薪酬、售后服 务费在销售费用中的占比分别达 38.31%、23.66%和 11.06%,合计占比达 73.03%。

管理费用方面。公司 2018、2019、2020 管理费用分别为 2040.41 万元、3029.73 万元和 5031.89 万元,占营业收入比重分别为 3.71%、4.00%和 4.99%。从细项来看, 职工薪酬、中介机构费、咨询服务费占比较大,2020 年职工薪酬、中介机构费、咨询服 务费在管理费用中的占比分别达 38.18%、8.18%和 10.11%,合计占比达 56.47%。

财务费用方面。公司 2018、2019、2020 财务费用分别为-251.46 万元、-357.79 万元和 3237.14 万元,占营业收入比重分别为-0.46%、-0.47%和 3.21%。从细项来看, 利息费用、利息收入和汇兑损益占比较大,其中 2020 年美元兑人民币汇率大幅下降, 公司销售形成的汇兑损失金额较大。


流动性方面。公司 2018、2019、2020 流动比率分别为 1.34 倍、2.93 倍和 2.39 倍,速动比率分别为 0.71 倍、2.18 倍和 1.36 倍。(报告来源:未来智库)

3. 行业发展:半导体设备行业高景气周期,设备供应商迎 发展良机

3.1 半导体设备:预计 2022E 年全球半导体设备销售额达 1140 亿美元

半导体专用设备泛指用于生产各类半导体产品所需的生产设备,属于半导体产业链 的支撑环节,其中应用于集成电路领域的设备通常可分为前道工艺设备(晶圆制造)和 后道工艺设备(封装测试)两大类。根据 SEAJ 官网资料,晶圆加工设备可以分为光刻 设备(Exposure/Drawing Device)、抗蚀剂加工设备(Resist Processing Equipment)、蚀刻设备(Etching Device)、清洗/干燥设备(Cleaning/Drying Equipment)、热处理设 备(Heat Treatment Equipment)、离子注入设备(Ion Implanter)、薄膜形成设备(Thin Film Forming Device)、检测设备(Inspection Evaluation Device)、抛光设备(CMP Device)以及其他设备等。

根据日本半导体制造装臵协会数据,2018、2019、2020 全球半导体设备销售额分 别为 645.30 亿美元、597.50 亿美元和 711.80 亿美元,分别同比增 13.97%、-7.41%和 19.13%。

根据 SEMI《World Fab Forecast Report》(2Q 2021 Update)预计,全球半导体 制造商将在 2021 年底前开始建造 19 个新的大型晶圆厂,并在 2022 年动工建造另外 10个晶圆厂,这 29家晶圆厂的设备支出在未来几年预计将超过 1400亿美元。根据SEMI 数据,2021 年全球半导体设备销售额达 1030 亿美元,预计 2022E 将达到 1140 亿美 元,创记录新高。


根据 Besi Investor Presentation(2021.11)援引 VLSI 资料,近 2 年全球半导体晶圆 制造景气度受宏观经济波动、国际贸易、晶圆制造资本开支、疫情、下游终端发展等因 素影响处于周期性上行波动中。我们认为半导体设备的销售额与整个半导体产业的资本 开支息息相关,未来 2-3 年 5G、物联网、人工智能、新能源汽车、高效能运算等的快 速发展将带动半导体行业进入高景气周期,而半导体设备市场规模将不断创历史新高。

半导体设备领域,龙头公司处于垄断地位。根据 EETimes Japan 援引《世界半导 体制造设备/测试/检查设备市场年鉴(2019 年)》数据,2018 年光刻设备,ASML 占据 全球 84%的市场份额,尼康和佳能的总份额下降至 14.3%。此外,可以看到日本半导体 设备公司在使用液态材料的制造设备中占有很高的份额。比如:2018 年涂布机领域 TEL 和 SCREEN 的总份额达到了 82.6%;单片晶圆清洗设备领域,SCREEN 和 TEL 的总 份额为 60%;槽式清洗设备领域,SCREEN 和 TEL 的总份额达 67.6%;CMP 设备领 域,荏原制作所和 Tokyo Precision Co., Ltd.的总份额为 35.8%。

2020 年前十五大设备供应商实现同比 18%的正增长。根据 VLSI Research 数据, 2020 年应用材料、ASML、LAM Research、东京电子、KLA 继续为全球半导体设备的 顶级供应商(包含服务+系统收入),排名前十五的公司合计销售额较 2019 年同期增长 了 18%。从细分应用领域来看,2020 年逻辑/代工领域对于半导体设备的需求十分强劲, 此外 5G 和数据中心芯片以及 7nm/5nm 工艺的需求激增都推动了设备的资本开支。

3.2 半导体清洗设备:重要性日益凸显,需求量伴随制程提升而增加明显

清洗方案以湿法清洗为主。当前的芯片制造流程在光刻、刻蚀、沉积等重复性工序 后均设臵了清洗工序,清洗步骤数量约占所有芯片制造工序步骤的 30%以上,是所有芯 片制造工艺步骤中占比最大的工序。


根据清洗介质的不同,半导体清洗技术主要分为湿法清洗和干法清洗两种工艺路 线,湿法清洗是针对不同的工艺需求,采用特定的化学药液和去离子水,对晶圆表面进 行无损伤清洗;干法清洗是指不使用化学溶剂的清洗技术,主要包括等离子清洗、超临 界气相清洗、束流清洗等技术,晶圆制造产线上通常以湿法清洗为主,少量特定步骤采 用湿法和干法清洗相结合的方式互补所短,构建清洗方案。

随着集成电路制程工艺节点越来越先进,清洗环节的重要性日益凸显。随着晶圆制 造工艺不断向精密化方向发展,芯片结构的复杂度不断提高,芯片对杂质含量的敏感度 也相应提高,微小杂质将影响到芯片产品的良率;随着技术节点的继续进步,清洗工序 的数量和重要性将随之提升。

集成电路产业遵循摩尔定律不断发展。按照摩尔定律,当价格不变时集成电路上可 容纳的元器件的数目约每隔 18-24 个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。根据 ASML 《Industry Roadmap and Technology Strategy》(2018)Martin van den Brink 披露, 2021 年 Logic 领域已经开始 5nm 制程的 EUV 生产,DRAM 领域进入 1Z 时代,3D NAND 领域也在朝 152 层/192 层发展。

制程越先进,清洗步骤增加越明显。根据 ACMR《Advanced Wet-Cleaning Tools For Leading Edge IC Fabs》(2020.05)披露数据,制程工艺节点每提升一个节点,清洗步 骤数量提升 15%左右。伴随制程节点越来越先进,清洗步骤在整个工艺步骤中占比将达 到三分之一,清洗步骤数高达 200 次以上。


在湿法清洗工艺路线下,目前主流的清洗设备主要包括单片清洗设备、槽式清洗设 备、组合式清洗设备和批式旋转喷淋清洗设备等,其中单片清洗设备市场份额占比最高。 单片清洗能够在整个制造周期提供更好的工艺控制,改善单个晶圆和不同晶圆间的均匀 性,提高产品良率;更大尺寸的晶圆和更先进的工艺对于杂质更敏感,槽式清洗出现交 叉污染的影响会更大,进而危及整批晶圆的良率,会带来高成本的芯片返工支出,因此 在集成电路制造的先进工艺中,单片清洗已逐步取代槽式清洗成为主流。

根据锐观网数据,在半导体设备市场中,晶圆制造设备采购大约占整体的 80%,其 中清洗设备在晶圆制造设备中的占比约为 6%,因此可以预估清洗设备约占半导体设备 投资的 4.8%,为了方便计算,我们统一预估清洗设备在半导体设备中占比为 5%。根据 SEAJ 数据以及锐观网数据,海通证券研究所测算得出 2018、2019、2020 全球半导体 清洗设备的市场规模分别为 32.27 亿美元、29.88 亿美元和 35.59 亿美元。根据 SEMI 预估 2021E、2022E 全球半导体设备销售额将逐年创新高,我们认为伴随制程越先进、 清洗设备的需求越大、单台清洗设备的价值量越大,2021E-2022E 全球半导体清洗设 备的市场规模将逐年增长、创新高。

3.3 半导体电镀设备:预计 2024E 全球市场规模为 5 亿美元左右

半导体电镀是指在芯片制造过程中,将电镀液中的金属离子电镀到晶圆表面形成金 属互连。

1)芯片制造前道电镀。随着芯片制造工艺越来越先进,芯片内的互连线开始从传 统的铝材料转向铜材料,半导体镀铜设备便被广泛采用。目前半导体电镀已经不限于铜 线的沉积,还有锡、锡银合金、镍、金等金属,但是金属铜的沉积依然占主导地位。

2)后道先进封装电镀。半导体电镀随着晶圆级封装工艺的发展,在三维硅通孔、 重布线、凸块工艺中都需要金属化薄膜沉积工艺,使用电镀工艺进行金属铜、镍、锡、 银、金等金属的沉积。


根据 SEMI 和 Besi Investor Presentation(2021.06)援引 VLSI 数据,2018、2019、 2020 全球封装设备市场规模分别为 44 亿美元、30 亿美元和 35 亿美元,同比-2.40%、 -31.50%和 16.67%。根据 SEMI 预计,2021E、2022E 全球封装设备市场规模将分别 实现 8%、5%的正增长。

先进封装快速发展。根据 SEMI Engineering 援引 Cadence,伴随封装形式逐渐从 引线框架封装到 3D IC 封装的演变,Yole Developpement 预计 2019-2025E 全球 Fan-Out 封装、Flip-Chip 封装、Fan-In WLP、3D Stacking、Embedded Die 的复合增 速将分别达 12.3%、5.9%、1.3%、25%和 17%。

根据盛美上海招股说明书援引 Gartner 数据,预计到 2024E 全球半导体电镀设备 的市场规模将达到 5 亿美元左右。我们认为半导体电镀设备市场的发展与晶圆制造前道 互联工艺、后道先进封装工艺的发展息息相关。

目前在前道晶圆制造的电镀设备领域,全球市场主要被 LAM 垄断;后道先进封装 电镀设备领域,全球范围内的主要设备商包括美国 Applied Materials、LAM,日本的 EBARA CORPORATION 和新加坡的 ASM Pacific Technology Limited。


3.4 先进封装湿法设备:先进封装的快速发展带动设备需求

半导体封装设备主要包括湿法刻蚀设备、刷片设备、涂胶设备、显影设备、去胶设 备、减薄设备、切割设备、电镀设备、切割成型设备等。先进封装包括倒装芯片结构 (FC)的封装、晶圆级封装(WLP)、2.5D 封装、3D 封装和扇出型封装等。综上所述, 先进封装湿法设备则主要指在先进封装领域与化学试剂使用相关的半导体封装设备,包 括湿法刻蚀设备、涂胶/显影设备、去胶设备、无应力抛光设备等。

1)湿法刻蚀设备。主要是利用溶液与预刻蚀材料之间的化学反应来去除未被掩蔽 膜材料遮蔽的部分而达到刻蚀的目的,湿法刻蚀设备是湿法刻蚀工序运用的主要设备。

2)涂胶/显影设备。主要通过机器人手臂使晶圆在各系统之间传输和处理,从而完 成晶圆的光刻胶涂覆、固化、显影、坚膜等工艺过程,影响到光刻工序细微曝光图案的 形成。

3)去胶设备。用于在晶圆刻蚀后,去除晶圆表面作为阻挡层的光刻胶,以避免残 留的光刻胶影响后续工艺质量。

4)无应力抛光设备。该设备整合了无应力抛光、化学机械研磨和湿法刻蚀工艺, 在化学机械研磨和湿法刻蚀工艺前,采用电化学方法无应力的去除晶圆表面铜层,释放 晶圆的应力。

我们认为,伴随先进封装技术的不断发展,市场规模不断扩大,先进封装湿法设备 的发展空间也将不断发展壮大。


4. 公司优势:自主核心技术驱动、差异化竞争策略引领, 多产品线布局、受益下游优质客户认可快速发展

4.1 国家出台多项重大政策大力支持集成电路产业发展

集成电路的产业链较长,除了设计、芯片制造和封装测试三个分支产业外,还包括 集成电路设备制造、关键材料生产等相关支撑产业。我国为推动半导体产业发展,增强 产业创新能力和国际竞争力,中国中央及地方政府近年来推出了《信息产业发展指南》、 《国家集成电路产业发展推进纲要》、《国务院关于印发新时期促进集成电路产业和软件 产业高质量发展若干政策的通知》(国发【2020】8 号)、《中国(上海)自由贸易试验 区临港新片区集聚发展集成电路产业若干措施》等各项政策支持集成电路产业的发展。

加强人才培养,集成电路科学与工程正式成为一级学科。2020 年 12 月 30 日,教 育部发布《国务院学位委员会 教育部关于设臵“交叉学科”门类、“集成电路科学与工 程”和“国家安全学”一级学科的通知》(学位【2020】30 号),根据党和国家事业发 展需要,经专家论证,国务院学位委员会批准,决定设臵“集成电路科学与工程”一级 学科(学科代码为“1401”),加强“集成电路科学与工程”学科建设,做好人才培养工 作。

进一步明确税收优惠政策。2020 年 12 月 11 日,财政部、税务总局、发改委、工 信部四部委联合发布《关于促进集成电路产业和软件产业高质量发展企业所得税政策的 公告》,明确了相关企业享受减免企业所得税的具体条件,以及新老所得税优惠政策衔 接问题,并对部分享受优惠政策的企业及项目采取清单进行管理。


我们认为我国集成电路产业在核心芯片、关键器件、核心装备等领域仍处于研发跟 进的阶段。因为集成电路先进工艺制程依赖于最新的半导体设备,半导体设备的研发需 要超前半导体产品制造至少一代以上水平,在我国加大集成电路产业重视程度、从人才、 税收到资本等各方面都助力集成电路产业发展的背景下,半导体专用设备行业在面临挑 战的同时,也充满了重大发展机遇。

4.2 自主研发、不断实现技术突破和差异化发展

公司坚持自主研发、不断实现技术突破;以解决工艺难点为突破口,坚持差异化发 展战略。公司高度重视技术研发团队建设和培养,鼓励自主创新和独立研发,经过多年 的积累,公司拥有了一支国际化、专业化的技术研发团队,以 HUI WANG 博士为核心, 主要的核心技术人员大多有海外求学或从业经验,拥有国际化的视野和思维。截止 2021 年 6 月 30 日,公司及控股子公司拥有已获授予专利权的主要专利 322 项,其中境内授 权专利 152 项,境外授权专利 170 项,其中发明专利共计 317 项。

1)半导体清洗设备

半导体清洗设备是公司的核心产品, 2018、2019 和 2020 半导体清洗设备占公司主营业务收入的比例分别为 92.91%、84.10%和 83.69%。

单片清洗设备领域,公司解决了兆声波技术的全球性难题,并有效提升生产效率。 公司自主研发并具有全球知识产权保护的 SAPS 和 TEBO 兆声波清洗技术,SAPS 技术 将兆声波能量发生器和晶圆之间的间隙做周期性变化,达到了对晶圆表面兆声波能量分 布的精确控制,有效解决了兆声波能量在晶圆表面分布不均匀的难题,同时 TEBO 清洗 技术使得兆声波清洗产生的气泡不会爆炸,实现了硅片均匀和无损的兆声波清洗重要突 破。解决了兆声波技术在集成电路单片清洗设备上应用时,兆声波能量如何在晶圆上均 匀分布及如何实现图形结构无损伤的全球性难题。为实现产能最大化,公司单片清洗设 备可根据客户需求配臵多个工艺腔体,最高可单台配臵 18 腔体,有效提升客户的生产 效率。


单片槽式组合清洗设备领域,公司的 Tahoe 清洗设备可大幅减少硫酸使用量,降 低生产成本。公司自主研发的具有全球知识产权的 Tahoe 清洗设备在单个湿法清洗设备 中集成了两个模块:槽式模块和单片模块,该设备的清洗效果与工艺适用性可与单片清 洗设备相媲美,同时与单片清洗设备相比还可大幅减少硫酸使用量,帮助客户降低生产 成本,又能更好的符合节能减排的政策。

2)半导体电镀设备

公司自主研发的具有全球知识产权保护的电镀设备已获得下游客户的验证,用于后 道先进封装的电镀设备已进入市场并获得重复订单。

前道铜互连电镀铜设备领域,公司是目前全球少数几家掌握芯片铜互连电镀技术核 心专利并实现产业化的公司之一。

后道先进封装电镀设备领域,公司进行差异化开发,解决了更大电镀液流量下实现 平稳电镀的难题,并采用独创的第二阳极电场控制技术更好地控制晶圆平边或缺口区域 的膜厚均匀性控制。

3)半导体抛铜设备

前道铜互连抛铜设备领域,公司提出 SFP 技术解决抛光表面损伤的问题。在 CMP 过程中需要有一定的压力作用在晶圆上,容易造成晶圆表面的划伤,更有甚者会造成图 形边缘铜线的缺失。公司在全球范围内首次提出了全球无应力抛光 SFP 技术,该技术 的优势是不会对晶圆表面产生机械损伤,保证最终铜互连线的质量。

后道先进封装无应力抛铜设备领域,公司自主研发了具有知识产权保护的无应力抛 光设备,具有工艺无应力、化学可回收使用、降低耗材成本、工艺环保排放少等特点。


4)先进封装湿法设备

公司坚持差异化竞争战略,基于先进的集成电路前端湿法清洗设备的技术,将产品 应用拓展至先进封装应用领域。

我们认为技术是公司和龙头公司竞争的最大武器,公司坚持自主研发、通过专利保 护的方式为公司未来地持续成长打下坚实的基础;公司与龙头公司相比尚不具正面竞争 的规模体量,只有找到工艺技术难点、寻求差异化的解决方案,提供更具吸引力的设备 产品才能实现不断成长。

4.3 多产品系列布局,发展的市场空间不断打开

发展的市场空间不断打开,目前产品布局为 50 亿美金的大赛道。可以看到,公司 逐年推出新的设备产品,目前已形成包括半导体清洗设备、半导体电镀设备、先进封装 湿法设备、立式炉管设备等其他设备在内的四大产品系列。根据盛美上海的测算,包括 半导体清洗设备、半导体电镀设备、先进封装湿法设备、立式炉管设备等在内的市场规 模将接近 50 亿美金。

产品布局有望进一步实现在立式炉管设备领域的延伸,市场空间进一步拓展可期。 与此同时,我们看到公司研发的立式炉管设备主要由晶圆传输模块,工艺腔体模块,气 体分配模块,温度控制模块,尾气处理模块以及软件控制模块所构成,针对不同的应用 和工艺需求进行设计制造,首先集中在 LPCVD 设备,再向氧化炉和扩散炉发展,最后 逐步进入到 ALD 设备应用。我们认为伴随募投项目“盛美半导体设备研发与制造中心” 的实施,公司将有望快速实现立式炉管设备(退火炉、氧化炉、LPCVD、ALD)等关 联工艺设备的集成开发与生产,市场空间得到进一步扩展可期。


2018 年 中 国 大 陆 地 区 晶 圆 厂 收 入 占 比 极 小 。 根据《 U.S. Industry,GlobalCompetition,and Federal Policy》中援引的 CRS 数据显示,按照公司总部所在区域进 行划分,2018 年全球 IDM 的收入规模中美国、韩国、日本、欧洲、中国台湾地区公司 的占比分别为 51%、28%、11%、7%和 2%;全球代工厂的收入规模中,中国台湾地区、 美国、中国大陆、韩国、日本公司的占比分别为 73%、10%、7%、6%和 2%。

预计中国大陆地区在运营的 300mm 晶圆厂数量将持续增加。根据《U.S. Industry,Global Competition,and Federal Policy》中援引的 SEMI 数据显示,中国大陆 地区在运营的 300mm 晶圆厂数量 2015、2017、2019 分别为 8 座、12 座和 24 座,持 续增加。

中国大陆地区晶圆厂的等效 300mm 晶圆产能从 2015 年占比 8%提升至 2019 年的 12%。根据《U.S. Industry,Global Competition,and Federal Policy》中援引的 IC Insights 数据显示,中国大陆地区晶圆厂的等效 300mm 晶圆产能在全球晶圆产能的占比从 2015 年的 8%提升至 2019 年的 12%。

2021E-2022E 中国大陆将是新建晶圆厂数量最多的地区之一。根据 SEMI《World Fab Forecast Report》(2Q 2021 Update)披露,在 2021E、2022E 预计全球将有 29 座 新晶圆厂投入建设,其中中国大陆将占主力,预计将有 8 座新晶圆厂开工建设。

公司产品得到众多国内外主流半导体厂商的认可。公司凭借先进的技术和丰富的产 品线,已发展成为中国大陆少数具有一定国际竞争力的半导体专用设备提供商,主要客 户包括①、晶圆制造领域的海力士、华虹集团、长江存储、合肥长鑫等;②、先进封装 领域的中芯长电、NEPES 等;③、半导体硅片制造及回收领域的上海新昇、金瑞泓、 中国台湾合晶科技、中国台湾昇阳等;④、科研院所中国科学院微电子研究所、上海集成电路、 华进半导体等。根据《ACMR Investor Presentation》(202101)公开披露,在新客户 拓展方面,公司已获得 2 家领先的模拟/电源管理芯片制造厂商的刷洗设备、湿法刻蚀设 备、清洗设备等订单。


综上,我们认为公司设备产品系列的不断拓宽、成长的天花板不断提高,且伴随中国大陆地区晶圆制造产能的持续成长,公司在获得众多主流半导体厂商认可的背景下, 将获得更多的设备订单,快速成长。

5. 募投项目

公司在科创板首次公开发行股票数量 4335.58 万股,发行后总股本为 433.56 百万 股,于 2021 年 11 月 18 日在科创板上市,发行价格 85 元/股,发行价格确定后的上市 时市值为 368.52 亿元,募集资金净额为 34.81 亿元。根据招股说明书披露,科创板首 次公开发行股票募集的资金扣除发行费用后将投资于以下项目:

(1)盛美半导体设备研发与制造中心。项目拟在上海临港新片区新建半导体设备 研发与制造中心,项目实施主体为公司全资子公司盛帷上海。项目建设用地位于临港重 装备产业区,总用地面积为 42786.30 平方米,总建筑面积为 125977.50 平方米,计划 建设生产厂房 2 座、辅助厂房 1 座、研发楼 2 座以及化学品库等相关配套设施。项目将 于 2023 年投入使用,公司全部产能将迁移至新建研发制造中心。

项目的建设将促成公司扩展和建立起湿法和干法设备并举的种类齐全的产品线,加 快研发成果产业化,有利于公司快速响应集成电路制造、先进封装产业对设备持续迭代 升级的需求,将为公司提高市场份额、扩大领先优势奠定坚实的基础。

(2)盛美半导体高端半导体设备研发项目。研发项目具体方向包括 TEBO 兆声波 清洗设备技术改进与研发、Tahoe 单片槽式组合清洗设备技术改进与研发、单片背面清 洗设备技术改进与研发、单片刷洗设备技术改进与研发、前道工艺电镀设备技术改进与 研发、无应力抛光设备技术改进与研发、以及立式炉管设备技术改进与研发七个方向。 投资主要用于研发项目相关的研发材料购臵,支付测试、检验费用以及人员薪酬等。

本募投项目将在原有产品和技术的基础上,针对更先进技术节点和技术性能,进行 技术改进与研发,并扩展和建立湿法工艺和干法工艺设备并举的种类齐全的产品线,巩 固公司市场地位,增强盈利能力。

(3)补充流动资金项目。拟使用募集资金 65000 万元补充流动资金。

6. 盈利预测

6.1 盈利预测

盛美上海成立至今一直专注于半导体专用设备的研发、生产和销售,主要产品包括 半导体清洗设备、半导体电镀设备和先进封装湿法设备以及其他设备(立式炉管设备) 等。我们预测公司 2021E-2023E 收入分别为 16.37 亿元、27.07 亿元、38.36 亿元,同 比增 62.47%、65.36%和 41.70%;归母净利润(扣非前)分别为 2.99 亿元、4.85 亿 元、6.46 亿元,同比增 51.87%、62.16%和 33.33%。根据公司招股说明书披露口径, 我们对主要业务进行如下假设:

假设 1: 公司 2018 年、2019 年、2020 年半导体清洗设备业务收入分别为 5.01 亿元、6.25亿元和8.16亿元,在主营业务收入中占比分别为92.91%、84.10%和83.69%。 半导体清洗设备又可以细分为单片清洗设备、槽式清洗设备和单片槽式组合清洗设备, 2020 年单片清洗设备、槽式清洗设备和单片槽式组合清洗设备收入分别为 7.16 亿元、 0.33 亿元和 0.67 亿元,在主营业务收入中占比分别为 73.42%、3.39%和 6.88%。目前全球半导体清洗设备市场高度集中,尤其在单片清洗设备领域,DNS、TEL、LAM 与 SEMES 四家公司合计市场占有率 90%以上。

2021E-2022E 中国大陆将是新建晶圆厂数量最多的地区之一。根据 SEMI《World Fab Forecast Report》(2Q 2021 Update)披露,在 2021E、2022E 预计全球将有 29 座 新晶圆厂投入建设,其中中国大陆将占主力,预计将有 8 座新晶圆厂开工建设。


国内晶圆厂的发展非常快速。我们以长江存储的发展为例,长江 存储首席运营官程卫华在 2021 中国闪存市场峰会上发表了主题为《创新协作共筑存储 生态》的演讲,他表示长江存储在 2020 年 4 月宣布推出 128 层 QLC 3D NAND 闪存, 以及 128 层 512Gb TLC(3 bit/cell)闪存;并在演讲过程中透露长江存储的 128 层 QLC 已经准备量产,TLC 良率做到相当高的水准,产品也已经进入高端智能手机和企业级的 应用。根据中国机电产品招标投标电子交易平台公示,盛美中标长江存储 2021 年 8 月 18 日的项目招标,我们认为伴随国内新增晶圆产能建设的不断推进,公司凭借差异化 的兆声波清洗技术,下游客户的认可度不断提高,半导体清洗设备的市占将逐年提升。

与此同时,还要考虑到:①、公司 TEBO 清洗设备在器件结构从 2D 转换为 3D 的 技术转移中,可应用于更为精细的具有 3D 结构的 FinFET、DRAM 和新型 3D NAND 产品,我们认为公司在长江存储、合肥长鑫等下游客户的设备销量将伴随长江存储、合 肥长鑫等的扩产而增加较为明显;②、Tahoe 单片槽式组合清洗设备可以将槽式清洗的 低硫酸使用量优势延伸至更低的技术节点,并且保证和单片清洗相媲美的工艺表现,我 们认为在 14nm 及以下技术节点,公司 Tahoe 单片槽式组合清洗设备也将逐步获得客户 认可,销量增加等。

基于以上几个因素,我们预计公司的半导体清洗设备的销量将从 2020 年的 35 台 逐步提升,2021E-2023E 的销量将分别达到 60 台、94 台、126 台;平均单价则每年维 持一个低个位数的同比下降水平,2021E-2023E 的平均单价分别为 2230.00 万元/台、 2218.09 万元/台、2166.67 万元/台;我们预计半导体清洗设备的毛利率将保持相对稳 定,维持在 45.00%左右。


假设 2:公司 2018 年、2019 年、2020 年半导体电镀设备业务收入分别为 0.12 亿 元、0.79 亿元和 0.53 亿元,在主营业务收入中占比分别为 2.21%、10.57%和 5.42%。 半导体电镀设备又可以分为前道铜互连电镀设备和后道先进封装电镀设备两大类,在前 道晶圆制造的电镀设备领域,全球市场主要被 LAM 垄断,目前除了 LAM 外公司是全球 范围内少数几家掌握芯片铜互连电镀铜技术核心专利并实现产业化的公司之一,自主开 发了针对 20-14nm 及更先进技术节点的芯片制造前道铜互连镀铜技术(Ultra ECP map),目前公司的半导体电镀设备已持续接到了客户的订单。

后道先进封装电镀设备和无应力抛光设备是公司发展早期的业务方向之一,公司历 经多年的研发和市场推广,分别于 2018 年及 2019 年取得了长电科技订单;前道铜互 连电镀设备于 2019 年取得华虹集团的订单。

我们认为:①、公司的前道铜互连电镀设备在下游晶圆制造厂的销量将伴随国内晶圆制造厂的扩产而逐年增加,比如华虹半导体 21H1 半年报显示资本开支为 3.04 亿美 元;②、后道先进封装的重要性越来越重要,长电科技、华天科技、华润微等定增项目 逐步实施落地,比如长电科技募集资金总额 50 亿元,公司后道先进封装电镀设备的销 量将增长较为明显。

基于以上几个因素,我们预计公司的半导体电镀设备的销量将从 2020 年的 4 台放 量明显,2021E-2023E 的销量将分别达到 10 台、25 台、45 台;平均单价则维持在 1300 万元/台;毛利率则随着规模效应提升,逐渐趋于稳定达 40.00%左右。

假设 3:公司 2018 年、2019 年和 2020 年先进封装湿法设备业务收入分别为 0.26 亿元、0.40 亿元和 0.99 亿元,在主营业务收入中的占比分别为 4.88%、5.33%和 10.11%。 目前公司在先进封装行业的产品领域已覆盖全部单片湿法设备,产品先后进入封装企业 生产线及科研机构,包括中芯长电、Nepes、华进半导体和中国科学院微电子研究所等 知名封装企业和科研院所。我们认为,先进封装越来越重要,公司基于先进的集成电路 前端湿法清洗设备的技术,将产品应用拓展至先进封装应用领域,先进封装湿法设备将 慢慢扩大在封装企业中的渗透率,我们预计公司的先进封装湿法设备销量 2021E-2023E 将稳步增加,分别为 25 台、35 台和 50 台;平均单价则逐渐从 2020 年的 492.83 万元 /台下降到 2023E 的 400 万元/台;毛利率则随着规模效应提升至 40.00%左右。


假设 4:公司研发的立式炉管设备主要由晶圆传输模块、工艺腔体模块、气体分配 模块、温度控制模块、尾气处理模块以及软件控制模块所构成,针对不同的应用和工艺 需求进行设计制造,首先集中在 LPCVD 设备,再向氧化炉和扩散炉发展,最后逐步进 入到 ALD 设备应用。

2018 年、2019 年立式炉管设备没有实现收入,2020 年实现收入 758.90 万元,考 虑到公司的立式炉管设备已成功研发,并顺利进入客户端验证。根据招股说明书显示,公司 2020 年实现一台立式炉管设备的销售,客户为华虹集团;援引华虹公司总裁兼执行董事唐均君在对 2021 年第一季度业绩评论时提到的,2021 年 5 月上 海华虹集团无锡基地一期项目全面达产、提前实现月投片 4 万片目标,并加速推进无锡 12 寸厂扩产计划,预计 2021 年底月产能达 6.5 万片,有望在 2022 年年中超过 8 万片。

我们认为伴随公司的立式炉管设备在客户端顺利完成验证并实现销售,下游客户的 扩产将有望进一步带动设备的销售;与此同时,我们认为除了华虹集团以外,公司在别 的下游客户中也在不断推进销售,我们认为公司 2021E-2023E 立式炉管设备的销量分 别为 2 台、10 台和 25 台,收入分别为 1460 万元、8500 万元和 25000 万元;毛利率 与公司综合毛利率相似,2021E-2023E 的毛利率分别为 45.00%、45.00%和 45.00%。

假设 5:公司的其他业务收入主要来自备品备件销售及提供售后服务,2018 年、 2019 年、2020 年的其他业务收入分别为 1065.74 万元、1332.48 万元和 3214.40 万元, 在总收入中占比分别为 1.94%、1.76%和 3.19%,占比较小。我们认为伴随公司各设备 产品的逐步扩大销售,备品备件的销售以及售后服务将逐渐增加。我们预计,公司 2021E-2023E 其他业务收入分别为 0.42 亿元、0.54 亿元和 0.71 亿元,同比增 30.00%、 30.00%和 30.00%。

假设 6:公司 2018 年、2019 年、2020 年计入其他收益的政府补助金额分别为 2082.34 万元、2666.69 万元和 2592.98 万元。我们认为伴随地方政府对集成电路产业 的愈发大力支持,给予半导体设备企业等资金支持(政府补助)仍将维持一定金额,仍 将计入其他收益科目;考虑到盛美半导体针对高端半导体设备研发项目的建设地点选址 上海临港产业区,根据《中国(上海)自由贸易试验区临港新片区战略性新兴产业发展 专项实施细则》的通知,预计当地政府对盛美将给予支持性资金等,我们假设 2021E-2023E 计入其他收益/营业收入比例分别为 3.20%、2.00%和 2.00%,其他收益 分别为 5238 万元、5414 万元和 7671 万元。


假设 7:2020 年公司的销售费用率 10.49%、管理费用率 4.99%、研发费用率 13.97%、财务费用率 3.21%。2020 年销售费用中销售佣金、职工薪酬和售后服务费占 比较大,在销售费用中分别占比 38.31%、23.66%和 11.06%,合计 73.03%;管理费用 中职工薪酬、中介机构费、咨询服务费较大,分别占比 38.18%、8.18%和 10.11%,在 管理费用中占比合计 56.47%;公司产品前期研发及后期持续改进的投入较大,研发费 用较高;财务费用中主要是利息费用和汇兑损益:

将不断增长,但公司与客户的粘性也会越来越强,公司 2021E-2023E 销售费用占收 入比重分别为 11.00%、11.00%、10.50%;

2)2020 年管理费用率 4.99%,主要由职工薪酬、中介机构费、咨询服务费等构成, 我们预计随着公司收入规模的增长,管理费用率 2021E-2023E 分别为 5.00%、5.00%、 5.00%;

3)2020 年研发费用率 13.97%,我们预计公司仍将在半导体清洗设备、半导体电 镀设备、先进封装湿法设备、立式炉管设备等领域持续进行研发投入,2021E-2023E 研发费用率分别为 14.00%、14.00%、14.00%;

4)2020 年财务费用率 3.21%,主要由利息费用、汇兑损益构成。我们预计公司在 科创板上市募集资金将有部分资金用于归还银行借款,减少利息支出金额;且伴随公司 收入规模的提升,2021E-2023E 财务费用率分别-3.18%、-3.94%和-2.50%;

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库】。未来智库 - 官方网站