嘉盛半導體(立足面板檢測)

(報告出品方/分析師:安信證券 馬良 郭旺

1. 立足面板檢測,半導體、微顯示、新能源打開成長空間

1.1. 國內優質面板檢測設備廠商,發力半導體、微顯示、新能源檢測

華興源創成立于2005年 6 月,于2019年成為全國第一家在科創板上市的企業。公司是國內領先的檢測設備與整線檢測系統解決方案提供商,主要從事平板顯示及集成電路的檢測設備研發、生產和銷售。

2018年公司進軍半導體檢測,2020年公司通過并購歐立通進軍智能穿戴領域。目前公司產品主要應用于 LCD 與 OLED 平板顯示及微顯示、半導體、可穿戴設備、新能源汽車等行業,為客戶提供從整機、系統、模塊、SIP、芯片各個工藝節點的自動化測試設備。

公司堅持在技術研發、產品質量、技術服務上為客戶提供具有競爭力的解決方案,在各類數字、模擬、射頻等高速、高頻、高精度信號板卡、基于平板顯示檢測的機器視覺圖像算法,以及配套各類高精度自動化與精密連接組件的設計制造能力等方面具備較強的競爭優勢和自主創新能力。

公司主要覆蓋四個事業方向,分別是平板檢測事業(FPD)、半導體檢測事業(SEMI)、 新能源汽車電子檢測事業(EVE)和智能穿戴檢測事業(OLT)。

公司在平板和半導體檢測板塊產品十分豐富,在平板檢測業務保持業內領先水平,MiniLED、Micro-LED 及 Micro-OLED 等新一代顯示檢測技術儲備不斷升級,半導體檢測業務包括測試機、分選機、AOI 缺陷檢測設備在內的多個標準設備也陸續進入量產。

同時,公司通過并購歐立通順利切入智能穿戴組裝和檢測業務,目前公司已初步形成平板、半導體、智能穿戴三大主營業務板塊支撐公司發展的格局。

隨著新能源車檢測業務順利獲得了美國以及國內多家造車新勢力新能源汽車企業的認可,有望在未來幾年內逐漸發展成支撐公司可持續增長的業務第四極。

公司股權結構集中,實際控制人為陳文源和張茜夫婦。

公司第一大股東為源華創興,持股52.57%,源華創興為陳文源和張茜夫婦全資控股。

因此,陳文源和張茜夫婦直接持股67.35%,并通過員工持股平臺合計控制公司76.52%的股權。

蘇州源客和蘇州源奮是公司于 2017 年為實施股權激勵而成立的員工持股平臺,公司核心員工通過員工持股平臺共持有公司 5.61%的股份。

李齊花和陸國初夫婦是公司的第五、六大股東,分別控股 4.15%,所持股份來自于公司換股并購的歐立通。

公司主要客戶包括蘋果、三星、索尼、LG、夏普(鴻海)、京東方、JDI、晶方科技、立訊精密、歌爾股份、富士康、韋爾股份、嘉盛半導體、粵芯半導體、安測半導體等國內外知名企業。

2021 年,公司在 SOC 芯片測試機、射頻專用測試機、SIP 先進封裝系統測試機、SLT(系統)平移式分選機、晶圓缺陷檢測設備五大類標準設備領域均順利實現了新產品+新客戶的批量訂單,新增客戶包括韋爾股份、嘉盛半導體、安測半導體、廣東粵芯等企業。

1.2. 平板檢測保持穩定,半導體檢測快速成長

從公司產品結構來看,消費電子檢測及自動化設備業務是目前收入主要來源,半導體檢測設備業務份額有望繼續提升。

根據公司公告,2021 年公司消費電子檢測及自動化設備業務營收 14.94 億元,同比大幅增長 83.62%,占總營收 73.94%;半導體檢測設備制造業務營收 4.17 億元,同比增長 36.45%,占總營收 20.66%。

得益于新能源汽車、AI、高性能計算對半導體芯片的旺盛需求以及半導體設備的國產化趨勢,作為全球為數不多的可以同時自主研發 ATE 架構 SOC 測試機和 PXIE 架構射頻和系統模塊測試機的企業,公司主打 SOC、射頻測試機以及 SiP 測試機,產品布局國內領先,半導體檢測設備業務份額有望繼續提升,持續收益國產化趨勢。

從公司整體營收來看,公司業務發展迅速,收入規模不斷擴大,市場份額持續提升。2018 年到 2021 年,公司營業收入分別為 10.05 億元、12.58 億元、16.78 億元、20.20 億元,2018-2021 年復合增長率達 19.07%,市場占有率逐步提高。

2021 年營收同比增長 20.43%,主要原因為自動化檢測設備產品的需求穩步增長。2022 年公司繼續保持增長,第一季度實現營收 3.73 億,同比增長 32.14%。

2021 年公司盈利能力保持穩健,半導體檢測設備業務毛利率大幅提升。

2021 年公司消費電子及自動化設備毛利率 52.12%,同比+3.32pct;半導體檢測設備制造毛利率 57.52%,同比+10.32pct;其他業務毛利率 48.57%,同比+1.15pct。

從整體盈利能力來看,2019-2021 年,公司毛利率分別為 46.55%、48.05%、53.04%,凈利率分別為 14.03%、15.80%、15.54%,隨著自動化檢測設備產品的需求進一步擴大,公司進一步優化成本結構,使成本增長低于公司收入增長,公司推進成本節約事項逐步體現,整體毛利率進一步提高。

2021 年,公司實現歸屬于上市公司股東的凈利潤 3.14 億,同比增長 18.43%,主要來自公 司收入規模擴大及降低制造成本、控制費用;實現歸屬于上市公司股東的扣除非經常性損益的凈利潤 2.88 億元,同比增長 32.15%,主要來自政府補助變化。

根據公司一季報,2022 年第一季度,公司實現營業收入 3.73 億元,同比增長 32.14%;實 現歸屬于上市公司股東的凈利潤 0.41 億元,同比增長 44.92%;實現扣非歸母凈利潤 0.27 億元,同比增長 12.24%。公司在營收持續增長的同時,盈利能力繼續穩健提升。

費用方面,公司銷售費用、管理費用穩中有升,研發費用增長迅速且占比較高,一方面來自公司研發人員增加,另一方面來自向激勵對象首次授予限制性股票產生的股份支付費用增加。隨著整體費用率呈現上升趨勢,2021 年,公司銷售、管理、研發、財務費用率分別為 8.36%、9.62%、17.46%、0.16%,同比分別+1.86pct、+0.62pct、+2.40pct、-1.15pct。

根據公司公告,公司 2022 年第一季度費用率 47.11%,較 2021 年同期增加 2.79pct,銷售、管理、研發、財務費用率分別為 8.63%、14.44%、21.97%、2.07%,相比去年分別-1.93%、 +0.15%,-0.46%、+5.01%。

1.3 發行可轉債加碼穿戴、微顯示、SiP 檢測設備,收購歐立通完善穿戴產品布局

公司持續推進研發項目,發行可轉債加碼穿戴、微顯示、SiP 檢測設備。

2021 年 11 月底,公司可轉債順利發行,募集資金總額達 8 億元,主要用于研發穿戴設備、微型顯示以及 SiP 相關檢測設備。其中“新建智能自動化設備、精密檢測設備生產項目”一期主要投資智能手表檢測及組裝設備,二期投資無線耳機檢測設備,既能鞏固公司在智能手表檢測的優勢,又能豐富公司在可穿戴設備領域的產品體系,充分把握穿戴設備市場需求的高增長。

在微顯示方面,公司的“新型微顯示檢測設備研發及生產項目”瞄準 Micro OLED 市場,發揮 公司在平板檢測領域深厚的技術積累,助力公司卡位 Micro OLED 黃金賽道。另外,此次可轉債還將投資“半導體 SIP 芯片測試設備生產項目”。

收購歐立通完善穿戴產品布局。

公司于 2020 年收購歐立通,華興源創該次發行股份購買資產的標的為歐立通 100%股權,交易金額為 10.4 億元,其中以發行股份的方式支付交易對價的 70%,即 7.28 億元,以現金方式支付交易對價的 30%,即 3.12 億元。該次發行股份募集配套資金為 5.32 億元,占交易總金額的 51.15%,除了支付交易現金對價外,其余資金將用于標的公司項目建設、上市公司補充流動資金及重組相關費用。

天眼查顯示,歐立通成立于 2015 年 2 月,主營業務為提供自動化智能組裝、檢測設備,其 產品可廣泛應用于以可穿戴產品為代表的消費電子行業,主要用于智能手表等消費電子終端的組裝和測試環節。

除了智能手表業務外,歐立通成功切入蘋果公司無線耳機、智能音箱等市場,具備開拓非智能手表市場的技術儲備、客戶基礎及開發渠道,其非智能手表收入預測具備可實現性。在交易完成后,雙方在采購渠道、技術開發、客戶資源等各方面產生協同效應。華興源創能夠進一步拓展產品種類、獲得新的利潤增長點。

歐立通能夠借助上市公司平臺,提升市場認可度,通過集約采購、交叉營銷等方式降低生產成本,提高運營效率,并借助華興源創資本平臺拓寬融資渠道,進入發展快車道。

在業績承諾方面,歐立通兩名股東與華興源創簽訂協議,盈利補償期間為 2019 年-2022 年 連續四個會計年度,累計凈利潤承諾數為 4.19 億元。若標的公司業績承諾期未能實現承諾 凈利潤,將按照協議約定對華興源創予以補償。

根據公司公告顯示,2021 年歐立通實現營業收入 3.65 億元,實現歸母凈利潤 1.43 億元, 歐立通在 2021 年已經提前完成了業績對賭承諾,預計 2022 年公司將根據歐立通的實際業 績給予團隊進行一次性業績補償。(報告來源:遠瞻智庫)

2. 國內領先的 AMOLED 檢測設備,布局 Micro OLED 打開成長空間

2.1. 中國大陸 AMOLED 行業 Cell/Module 制程檢測設備廠商的領先者

AMOLED 已經成為中國大陸主要的面板設備類別。根據 CINNO Research 數據,2021 年 中國大陸新型顯示行業設備市場規模達 1,100 億元。其中,AMOLED 設備市場規模約 600 億元,占比約 55%;Mini LED/Micro LED 市場規模約 271 億元,占比 24%;TFT-LCD 市 場規模約 228 億元,占比 21%。

在大陸面板廠持續擴產的推動下,2024 年后也將迎來高世代 AMOLED 行業新的一波建廠 周期,預計 AMOLED 行業設備市場規模將在 2024 年到達新的頂峰約 866 億元。

面板生產包含陣列(Array)-成盒(Cell)-模組(Module)三大制程,而檢測環節是各個制程中的必備環節。

檢測設備主要在 LCD、OLED 及 Micro-OLED 等平板顯示器件生產過程中進行顯示、觸控、光學、信號、電性能等各種功能檢測,從而保證各段生產制程的可靠性和穩定性,從而分辨各環節器件良品與否,實現提升產線整體良率的目的。

在 Array 制程中,2021 年中國大陸 AMOLED 行業檢測設備廠商銷售額前三位分別為 HB Tech、Yang Electronic 和 DIT,國產化率約為 8%,主要以精測電子等本土設備商為代表。

華興源創在國內 AMOLED 行業 Cell/Module 制程檢測設備市占率領先。

在 Cell/Module 制程檢測設備中,自動光學檢測設備是基于光學原理,檢測并分析產品缺陷、保證和提升產品良率及質量,主要包括畫質檢測設備、De-Mura 設備、OTP 設備等。

2021 年中國大陸 AMOLED 行業 Cell/Module 制程檢測設備廠商的銷售額前三位分別為華興源創、精測電子和精智達,其中華興源創在中國大陸市場份額高達 32%。

公司設備可在 LCD 和 OLED 產品平板顯示器件的生產過程中進行顯示質量、觸控、光學、 信號等各種關鍵功能進行驗證、檢驗、篩選和補償修復,尤其是自動化檢測設備具有精度 高、速度快、無接觸的優點,克服了人工檢測的弊端,可有效降低平板顯示廠商的生產成 本。

從公司的客戶來看,公司是蘋果公司手機屏幕檢測設備核心供應商,蘋果手機的每年的升級換代,均需要采購公司新的檢測設備。另外,公司與國內外知名平板廠商三星、夏普、LG、京東方、JDI 等建立了長期穩定的合作關系。

2.2. Micro OLED 潛力巨大,公司布局行業領先

Micro OLED 是一種在單晶硅片上制備主動發光型 OLED 器件的新型顯示技術,又稱硅基 OLED。不同于常規 OLED 屏采用的玻璃基板,Micro OLED 的基板采用了單晶硅晶圓(wafer)。Micro OLED 技術利用成熟的 CMOS 工藝,可以將行列驅動電路、像素陣列和 DC-DC 轉換器等電路集成在單個芯片上,Micro OLED 微顯示器的尺寸通常小于 1 英寸。

Micro OLED 可以在維持相近分辨率水平的基礎上顯示面積更小的 OLED,這一特性使它擁 有了更高的像素密度(PPI),并且具有讓顯示器更輕薄短小、耗電量更少、自發光、發光效率高等優點,特別適用于 AR、VR 等顯示穿戴式設備。

Micro OLED 的優勢正在逐漸得到下游消費電子廠商的認可,2021 年 12 月 8 日,索尼展示 了 VR 樣機,搭載了 Micro OLED 微顯示屏,具備低延遲處理。

在 CES 2022 期間,松下旗下全資子公司 Shiftall Inc. 展示全球首款 5.2K 高動態范圍 VR 眼鏡 MaganeX,搭載兩塊 1.3 英寸 Kopin Micro OLED(2560 × 2560)面板,刷新率達到 120Hz,像素密度為 2245ppi,售價不到 10 萬日元(約合人民幣 5500 元)。

TCL 也發布其第二代 AR 眼鏡 TCL NXTWEAR AIR,配備了兩塊 1080p 的微型 OLED,相當于佩戴者在大約 13 英尺外看到 140 英寸的屏幕。

雷鳥創新旗下全新消費級智能眼鏡產品雷鳥 Air 已于 4 月 19 日在京東上市開售,搭配了兩 塊分辨率為 1920×1080 的 Sony Micro OLED 顯示屏,支持 2D、3D 全高清觀影,可以帶 來 4 米距離等效 140 英寸的全高清觀影體驗。

2022 年 5 月 20 日,根據彭博社報道,蘋果向董事會成員展示了其即將推出的 AR/VR 設備,表明該設備的開發已經接近完成,并可能在不久的將來面向大眾亮相。第一代 AR/VR 設備或采用兩個 4K Micro-OLED 屏幕。

另外,高通也發布了一款全新的 AR 智能眼鏡參考設計,名為“New Wireless AR Smart Viewer”,采用雙 0.49 英寸 1920x1080 90Hz MicroOLED 微型顯示器,由中國的視涯科技生產。

從硅基 OLED 生產廠商來看,歐美公司較早進入市場,包括美國 eMagin 和 Kopin 公司、 日本 SONY、法國 Microoled、德國 Fraunhofer IPMS 研究機構以及英國 MED 公司。

中國從事硅基 OLED 顯示屏的公司主要以北方奧雷德、云南創視界(京東方投資)、國兆 光電和合肥視涯為主。另外像熙泰智能、湖畔光電、芯視佳、昆山夢顯(維信諾投資)、觀 宇科技和南京昀光等公司也在布局硅基 OLED 產線和產品中。

京東方是國內唯一一家同時布局 8 英寸和 12 英寸硅基 OLED 大規模生產線的企業,2022 年 5 月 24 日,京東方在實現屏幕尺寸僅 0.39 英寸的基礎上,率先推出了目前業界最高 5644ppi 超高分辨率,可以達到對比度 100000:1 的硅基 OLED 屏幕。

視涯科技從 2017 年開始建設耗資 3 億美元的 OLED 300 毫米微顯示器生產線,目前晶圓廠 現已投入運營,年產能約為 2000 萬片顯示器(月產能為 9,000 片 300 毫米晶圓)。

2021 年全球 AR/VR 設備出貨量高達 1123 萬臺,同比增長幅度為 92.1%,其中 VR 設備出 貨量達 1095 萬臺。預計到 2022 年,全球 VR 設備的出貨量有望達到 1573 萬臺,同比增 長幅度為 43.6%。

目前,大部分 VR 設備采用的還是 LCD 方案,硅基 OLED 占比未來有望快速提高,根據 DSCC 預測,硅基 OLED 將在 2025 年之后占據出貨量的最大份額。

公司在 Micro OLED 檢測設備布局業內領先,相關產品已經獲得了下游國際知名 CMOS 芯 片廠商以及消費電子廠商驗證,正在配合下游客戶為后續的產品量產進行前期的研發試做, 未來有望充分受益 Micro OLED 在 AR/VR/MR 應用中的普及。(報告來源:遠瞻智庫)

3. 新能源車檢測設備快速成長,公司有望持續受益

新能源汽車測試系統涉及研發、制造及后市場等多個環節,測試項目包括性能測試、耐久測試、環境模擬測試、下線測試等等。新能源汽車測試站點作為產品制造的重要環節,可以用于對新能源汽車關鍵產品模塊生產過程中進行各種功能和性能測試分析。

汽車是一個由數以萬計零部件組成的機電混合復雜系統,整車新能源汽車檢測可以分為整車測試和零部件測試兩大類,整車測試復雜度非常高,進入門檻高,目前主要還是由國外的專業測試儀器和設備公司提供。而零部件級測試由于種類繁多,難度不一,存在著巨大的市場機會,國內供應商目前主要集中在這個相關領域。

根據彭博數據,預計全球電動車(包括純電和插混)銷量到 2025 年將會攀升至 2060 萬輛, 然而 2021 年這一數字為 660 萬輛;到 2025 年,全球電動車銷量將會占到汽車總銷量的 23%,而 2021 年這一比例還不到 10%。

全球新能源車的發展將帶動檢測設備市場規模迅速擴大,2020 年全球新能源汽車測試設備 市場規模達到了 12.90 億元,預計 2027 年將達到 50.55 億元,年復合增長率(CAGR)為 20.91%。

從地區層面來看,國內市場占比將持續提高,2020 年中國大陸市場規模為 6.14 億元,約占 全球的 47.59%,預計 2027 年將達到 20.05億元,屆時全球占比將達到 57.48%。

在新能源車檢測方面,公司不僅為新能源汽車的頭部客戶開發了車載電腦測試機、車身控制器測試平臺和各類電子產品模塊燒錄和通訊測試相關設備等等,同時在 ADAS 傳感器領域積極布局,開發了針對激光雷達、高壓繼電器、加速度傳感器、攝像頭模塊、導航模塊的生產測試相關設備。

公司正通過不斷的加大技術和產品研發,構建在新能源汽車測試領域的核心能力和護城河, 已經形成車載電腦測試、車身控制器測試、充電槍和充電樁測試、高壓電池性能、電驅控制器、智能駕倉、ADAS 相關傳感器等相關測試的成熟解決方案。

在下游客戶方面,在新能源車行業市場拓展方面公司一方面依托美國分支機構優勢已經成為美國最大電動車廠商的多年的供應商,合作關系穩定,訂單逐年增加,另外一方面公司看到了國內造車新勢力的崛起,于 2021 年組建了國內銷售團隊積極開拓國內相關優質客戶并于期末獲得了相關客戶認可。

根據公司公告,公司已經獲得了特斯拉的供應商資格,并且已經有設備交付給上海特斯拉,除特斯拉以外公司也在積極推進國內一線電動車廠的合作,匹配客戶需求。

4. 測試機國產替代潛力巨大,布局 SoC 打開成長空間

4.1. 半導體測試設備簡介

集成電路產業鏈包括集成電路設計、集成電路晶圓制造、芯片成品制造和測試、設備和材料行業。芯片成品制造與測試位于產業鏈中下游,是集成電路產業鏈上重要的一個環節。

集成電路芯片成品制造與測試的客戶是集成電路設計公司和系統集成商,設計公司設計出芯片方案或系統集成方案,委托集成電路制造商生產晶圓(芯片),然后將芯片委托封測企業進行封裝、測試等,再由上述客戶將產品銷售給電子終端產品組裝廠。其中封裝是指將生產加工后的晶圓進行切割、焊線塑封,使集成電路與外部器件實現電氣連接、信號連接的同時,對集成電路提供物理、化學保護。測試是指利用專業設備,對封裝完畢的集成電路進行功能、性能測試。

晶圓檢測環節需要使用測試機和探針臺,成品測試環節需要使用測試機和分選機:

晶圓檢測環節:晶圓檢測是指在晶圓完成后進行封裝前,通過探針臺和測試機的配合使用,對晶圓上的裸芯片進行功能和電參數測試。

探針臺將晶圓逐片自動傳送至測試位置,芯片的 Pad 點通過探針、專用連接線與測試機的功能模塊進行連接,測試機對芯片施加輸入信號并采集輸出信號,判斷芯片功能和性能在不同工作條件下是否達到設計規范要求。

測試結果通過通信接口傳送給探針臺,探針臺據此對芯片進行打點標記,形成晶圓的 Map 圖。該環節的目的是確保在芯片封裝前,盡可能地把無效芯片篩選出來以節約封裝費用。

成品測試環節:成品測試是指芯片完成封裝后,通過分選機和測試機的配合使用,對封裝完成后的芯片進行功能和電參數測試。

分選機將被測芯片逐個自動傳送至測試工位,被測芯片的引腳通過測試工位上的基座、專用連接線與測試機的功能模塊進行連接,測試機對芯片施加輸入信號并采集輸出信號,判斷芯片功能和性能在不同工作條件下是否達到設計規范要求。

測試結果通過通信接口傳送給分選機,分選機據此對被測芯片進行標記、分選、收料或編帶。該環節的目的是保證出廠的每顆集成電路的功能和性能指標能夠達到設計規范要求。

測試設備包含測試機 、分選機和探針臺三種設備中,ATE 測試機是檢測設備中最重要的設備類型 。

ATE 測試機的檢測內容主要為功能和電參數檢測:ATE 測試機通過計算機自動控制,能夠自動完成對半導體的測試,加快檢測電學參數的速度,降低芯片測試成本,主要測試內容為半導體器件的電路功能、電性能參數,具體涵蓋直流參數(電壓、電流)、交流參數(時間、占空比、總諧波失真、頻率等)、功能測試等。

測試機主要有模擬、SoC、存儲測試機、射頻這四個類型:

模擬/混合類測試機:主要針對以模擬信號電路為主、數字信號為輔的半導體而設計的自動測試系統,被測電路主要包括電源管理器件、高精度模擬器件、數據轉換器、汽車電子及分立器件等。

模擬/混合類測試機技術難度整體不高,代表企業為國外泰瑞達、國內華峰測控、長川科技和上海宏測。

SoC 測試機:主要針對以 SoC 芯片的測試系統,SoC 芯片即系統級芯片(System on Chip),通??梢詫⑦壿嬆K、微處理器 MCU/微控制器 CPU 內核模塊、數字信號處理器 DSP 模塊、嵌入的存儲器模塊、外部進行通訊的接口模塊、含有 ADC /DAC 的模擬前端模塊、電源管理模塊 PMIC 等集成在一起,設計和封裝難度高于普通數字和模擬芯片,SoC 測試機被測芯片可以是微處理器 MCU、CPU、通信芯片等純數字芯片或數?;旌?數字射頻混合芯片,測試引腳數可達 1000 以上,對信號頻率要求較高尤其是數字通道測試頻率要求較高。目前市場上代表企業為泰瑞達、愛德萬和華峰測控。

存儲測試機:存儲測試機主要針對存儲器進行測試,通過寫入一些數據再校驗讀回的數據進行測試,盡管存儲器邏輯電路部分較為簡單,但由于存儲單元較多,其數據量巨大,因此存儲測試機的引腳數較多,且對頻率及信號同步性要求較高,目前市場上存儲測試機代表性企業為愛德萬。

射頻測試機:主要測試對象為 PA、Switch、LNA、Filter、Tuner 等射頻芯片以及 FEM。射頻芯片指的就是將無線電信號通信轉換成一定的無線電信號波形, 并通過天線諧振發送出去的電子元器件。主要對 RF 模塊的功能及性能參數進行檢測。目前國內代表企業為華興源創。

分選機在成品芯片測試環節搭配 ATE 使用,按照形態和適用情形分為重力式、平移式、轉塔式、測編一體機。

重力式結構簡單,投資小,適合體積較大、測試時間一般的傳統類型封裝形式,如 DIP、QFN、SOP 等;平移式采用機械臂運輸芯片,適合幾乎所有類型的封裝,在測試時間較長或先進封裝情況下優勢明顯;轉塔式適合體積小、重量小、測試時間短的芯片,UPH 最高,許多轉塔式結合了視覺檢測功能,多以測編一體機的形式存在。

測編一體機將測試(test)、視覺量測(inspection &metrology)、激光打標(mark)、編 帶等功能結合為一體,同樣也可以分為重力式、平移式、轉塔式等類型,由于集成功能較 多,因此結構復雜,技術壁壘較高。

探針臺主要應用于半導體行業、光電行業、集成電路以及封裝的測試。

廣泛應用于復雜、高速器件的精密電氣測量的研發,旨在確保質量及可靠性,并縮減研發時間和器件制造工藝的成本。

探針臺的核心在于真空 XYZ 工作臺控制系統,工作過程中通過 PC 和控制器調整工作臺位臵和探針位置,使得探針對準每個芯片(Die)的 Pad,完成電性能的測試。該系統對于控制速度和精度均有較高要求,例如攝像頭采用 CCD 相機、工作臺移動采用摩爾光柵閉環控制,以保證微米級控制精度。

此外,為保證測試環境的穩定和低干擾度,對探針臺的光衰減、光譜噪聲、電流噪聲等都有相當高的要求,對于某些特殊芯片如 RF 等有特殊要求。而真空腔、工作臺、承片臺的加工等也有一定難度,這一同構成了探針臺的設計和制造壁壘。

4.2 測試設備在半導體設備占比約 8%

在 5G、物聯網、汽車電子、云計算等需求的帶動下,半導體市場需求持續增長。根據 WSTS 統計,2020 年盡管受到疫情的影響,全球半導體市場規模依然同比增長 6.8%,達到了 4404 億美元,預計 2021 年、2022 年全球半導體市場規模分別為 5530 億美元、6015 億美元,同比分別增長 25.6%、8.8%。

半導體市場高景氣帶動晶圓以及封測廠提高資本開支,進而帶動設備市場規模高成長,根據 SEMI 統計,2021 年半導體設備的全球銷售額同比增長 45%,增至 1030 億美元,該預期數據比 2021 年 7 月的預期高出 8%,市場增長持續超出預期。

根據 SEMI 的預測,全球半導體設備市場將于 2022 年同比增長 10.68%,增長至 1140 億美元,2016-2022 年復合增長率將達到 18.47%。

中國大陸的半導體設備銷售額從 2013 年的 33 億美元增長至 2020 年的 187 億美元,年復 合增長率高達 27.70%,遠超全球市場增速。

從中國市場占比來看,中國大陸半導體設備銷售額在全球占比從 2013 年的 10.40%提高到 2020年的 26.25%。

2021年,中國大陸第二次成為全球半導體設備的最大市場,銷售額增長了 58%,達到 296 億美元,在全球市場占比高達 28.7%,占比進一步提高。

2022年第一季度全球半導體設備出貨金額同比增長 5%,達到 247 億美元。

測試設備合計占半導體設備比例約 8%。

全球半導體設備市場按照半導體生產過程的不 同階段,可以分為晶圓制造設備、封裝設備、測試設備和前端其他設備。

根據 semi 的數據,2021 年全球半導體設備市場 1030 億美元,其中晶圓制造、測試、封裝設備分別為 880 億美元、78 億美元、70 億美元,占比分別為 85%、8%、7%,測試設備占半導體設備比例約 8%。

全球半導體測試設備 2021 年度增長 29.6%至 78 億美元,在 5G 和高性能計算(HPC)應用的需求推動下,預計 2022 年將繼續增長 4.9%至 82 億美元。

根據 SEMI 數據,2021 年中國大陸在全球半導體設備占比約為 28.7%,如果按此比例推算,2021 年中國大陸測試設備市場規模約 22.4 億美元。

測試機為測試設備第一大細分領域。根據 2020 年 SEMI數據,從結構來看,測試設備三大類產品,測試機、分選機、探針臺占比分別為 63.1%、17.4%、15.2%,半導體測試機是半導體測試設備中占比最高的設備。

從測試機的細分市場來看,SoC 測試機占比最大,占據了測試機市場的 50%比例,存儲、模擬、射頻占比分別為 30%、12%、8%。

4.3 測試設備技術壁壘高,海外巨頭長期壟斷測試機市場

集成電路行業集計算機、自動化、通信、精密電子測試和微電子等技術于一身,是技術密集、知識密集的高科技行業,集成電路的可靠性、穩定性和一致性要求較高,對生產設備要求較高,集成電路測試設備技術壁壘較高:

(1)測試機壁壘

模塊需求多:由于集成電路參數項目越來越多,如電壓、電流、時間、溫度、電阻、電容、頻率、脈寬、占空比等,對測試機功能模塊的需求越來越多;

測試精度高:客戶對集成電路測試精度要求越來越高(微伏、微安級精度),如對測試機鉗位精度要求從 1%提升至 0.25%、時間測量精度提高到微秒級,對測試機測試精度要求越趨嚴格;

測試速度高:隨著集成電路應用越趨于廣泛,需求量越來越大,對測試成本要求越來越高,因此對測試機的測試速度要求越來越高(如源的響應速度要求達到微秒級);

適應客戶要求:集成電路產品門類的增加,要求測試設備具備通用化軟件開發平臺,方便客戶進行二次應用程序開發,以適應不同產品的測試需求;

對數據的高要求:測試設備供應商對設備狀態、測試參數監控、生產質量數據分析等方面,結合大數據的應用,對測試機的數據存儲、采集、分析方面提出了較高的要求。

(2)分選機壁壘

精度要求高:由于集成電路的小型化和集成化特征,分選機對自動化高速重復定位控 制能力和測壓精度要求較高,誤差精度普遍要求在 0.01mm 等級;

穩定性要求高:分選機的批量自動化作業要求其具備較強的運行穩定性,例如對 UPH (每小時運送集成電路數量)和 Jam Rate(故障停機比率)的要求很高;

切換能力要求高:集成電路封裝形式的多樣性要求分選機具備對不同封裝形式集成電路進行測試時能夠快速切換的能力,從而形成較強的柔性化生產能力及適應性;

測試環境要求高:集成電路測試對外部測試環境有一定要求,例如部分集成電路測試要求在-55—150℃的多種溫度測試環境、無磁場干擾測試環境、多種外場疊加的測試環境中進行,如何給定相應的測試環境是分選機技術難點。

(3)探針臺壁壘

精度要求高:探針臺精度要求非常嚴苛,重復定位精度要求達到 0.001mm(微米)等級;

穩定性要求高:晶圓檢測對于設備穩定性要求極高,各個執行器件均需進行多余度的控制,晶圓損傷率要求控制在 1ppm(百萬分之一)以內;

功能要求高:晶圓檢測需具備多套視覺精密測量及定位系統,并具備視覺相互標定、多個坐標系互相擬合的功能;

工作環境要求高:探針臺對設備工作環境潔凈度要求極高,除需達到幾乎無人干預的全自動化作業,對傳動機構低粉塵提出要求,還需具備氣流除塵等特殊功能。

從市場份額格局來看,全球測試設備市場競爭格局長期呈現出被海外巨頭企業所壟斷的局 面,市場集中度高。

根據 SEMI數據,2020 年全球半導體測試設備市場規模約為 60.1 億美 元,其中泰瑞達占比 37.6%,愛德萬占比 32.4%,科休占比 10.6%,位列市場規模前三甲。

由于國內半導體測試機行業起步較晚,相比于境外成熟的供應商,國內廠商從技術到規模均弱勢明顯,市占率極低,未來提升空間廣闊,半導體測試設備市場存在巨大國產化潛力。

全球半導體測試設備市場規模的前三甲公司分別是泰瑞達、愛德萬、科休,三家公司產品格局各有不同。雙巨頭泰瑞達與愛德萬均屬于全產品線的全能高端選手,泰瑞達在 SoC 測試機領域是絕對的龍頭,而愛德萬在存儲器測試機上總體強于泰瑞達,科休除 SOC 測試機和 RF 測試機具有一定競爭力以外,也是高端三溫型分選機領域的領先廠商。

4.4 模擬測試機國產替代率先突破,SoC、射頻有望快速推進

從國內測試機的國產化情況來看,模擬測試機已經實現了較高的國產化率,SoC、存儲、射頻測試機的國產化率依然較低。據半導體行業觀察數據顯示,2020 年 SOC 測試機領域國產化率為 4%,國內主要代表廠商有長川科技、華興源創、華峰測控等。

總體來看,國內的測試機企業目前主要集中在中 低端 SoC 測試機上,MCU、CIS、指紋等芯片的測試機將率先實現國產替代。

長川科技是國內 SoC 測試機的龍頭,公司推出的 D9000 系列測試機處于國內領先地位,可以對標海外主流測試機。

華興源創通過海外引進人才的方式,在 SoC 測試機領域迅速崛起,公司自主研發的 T7600 系列測試機頻率速率達到 400MHZ,技術參數已經達到行業內公認的中檔 SOC 測試機水平,可以直接對標泰瑞達 J750,目前已在指紋、圖像傳感、MCU、TOF 等芯片測試上實現量產。

另外,華峰測控 STS8300 主要面向 PMIC 和功率類 SoC 測試,目前成熟應用的 100M 板卡裝機量已經不少,200M 和 400M 產品應用會在今年完成驗證工作。

2020 年 RF 測試機領域國產化率為 5%,國內主要代表廠商有華興源創。

近年國內射頻放大器、射頻開關、濾波器、WIFI等國產射頻前端芯片廠商如卓勝微、唯捷創新、韋爾股份、好達等市場份額持續提高,營收快速成長。

為提高價格競爭力,國內射頻前端芯片廠商希望采用全部國產化的更有價格競爭力的 PXIe 架構測試解決方案。

2021 年在 SEMIChina 展位,華興源創發布了基于 PXIe 架構的各類板卡近十款,射頻類矢量收發儀 和分析儀板卡最高頻率均最高可支持 6GHz,是國內唯一自主研發 Sub6GHz射頻信號板 卡的廠商。

華興源創研發的基于 Pxle 架構的矢量網絡信號收發儀以及矢量網絡信號分析儀板卡主要性能指標已接近或超越對標產品(美國國家儀器 Pxle5646 和 S5090 射頻信號板卡),最高頻率達到 Sub6GHZ,VST 板卡帶寬達 200MHz,誤差矢量幅度可以達到=40db,可滿足所有 PA、濾波器、開關等 5G 射頻前端芯片以及藍牙芯片的測試要求。

2020 年存儲測試機領域國產化率為 1%,國內主要代表廠商有精鴻電子。公司 2018 年由精測電子與韓國 IT&T 合資設立(65:35),2020 年已實現關鍵核心產品技術轉移、核心零部件研發制造國產化,JH5320 存儲器測試系統在國內一線客戶實現批量重復訂單,2021 年至今公司老化產品線已在國內一線客戶實現批量重復訂單,CP、FT 產線實現送樣,相關訂單正在積極爭取。

2020 年模擬測試機領域國產化率為 85%,國內主要代表廠商有華峰測控和長川科技,其中華峰測控是國內模擬測試機的龍頭。

2008 年華峰測控推出了 STS8200,該系列平臺成為國內模擬測試機市場的暢銷機型,截止 2021 年 Q3 末,STS8200 系列設備全球裝機量已經突破 4000 臺。

另外,STS 8300 是公司 2018 年推出的全新測試系統,能夠測試更高引腳數、更高性能和更多工位的模擬及混合信號類集成電路,主要面向 PMIC 和功率類 SoC 測試,可同時滿足 FT 和 CP 的測試需求。

4.5 SoC、射頻測試機進展順利,SiP 等系統級測試解決方案優勢明顯

在半導體測試機上,公司是全球為數不多的可以同時自主研發 ATE 架構 SOC 測試機和 PXIE 架構射頻和系統模塊測試機的企業,主打 SOC、射頻測試機以及 SiP 測試解決方案。

在 SoC 測試機上,公司自主研發的 T7600 系列測試機頻率速率達到 400MHZ,部分技術參 數已經達到行業內公認的中檔 SOC 測試機水平,直接對標泰瑞達的 J750-HD,可滿足 32 位高端 MCU、高像素 CIS、指紋、DSP、Nor Flash、簡單物聯網終端 SOC 芯片、復雜 SOC 芯片 CP 測試,目前已經獲得下游知名 CIS、MCU以及指紋識別等芯片客戶訂單。

在射頻測試機上,公司是國內首家擁有自主研發 Sub-6G 射頻矢量信號收發板卡的廠商,打 破了國內在 5G 射頻專用測試領域完全依賴進口設備和進口射頻矢量板卡的局面,并獲得韋 爾股份批量訂單。

在系統級測試上,公司推出了基于 PXIe 架構測試機及配套四層平移式并測 128 工位 SLT 分選機 EP3000 的測試解決方案,目前已被可穿戴設備的歌爾電子等上游 SIP(先進系統級封裝)廠商認可進入大規模采購階段,公司目前也是國內唯一能提供 SIP128 工位高并測測試機加分選機整體解決方案的廠商。

5. 盈利預測及估值

5.1. 盈利預測

消費電子檢測及自動化:公司持續受益蘋果手機、手表等產品屏幕升級,并且在 MicroOLED、新能源車等業務的帶動下,有望持續高成長,預計 2022 年-2024 年營收 17.93 億、 24.56 億和 31.92 億,毛利率穩定在 52%。

半導體(標準):公司 SoC 測試機已經具備主流中低端 SoC 芯片檢測能力,未來有望持續受益國產替代,預計 2022年-2024 年營收 2億、4.2億和 7.15 億,毛利率 60%、68%和 70%。

半導體(非標,BMS):非標業務主要是給蘋果公司的 BMS 芯片定制化的檢測設備,營收和毛利率比較穩定,預計 2022-2024 年收入 3.1 億、3 億和 3 億,毛利率穩定在 50%。

5.2. 估值分析

我們預計華興源創 2022-2024 年收入分別為 24.12 億、32.85 億、43.17 億,歸母凈利潤分 別為 3.27 億、6.03 億、8.42 億,參考長川科技、華峰測控、精測電子 2023 年平均 31.48X PE,參考同行估值以及公司歷史情況,考慮到公司未來持續高增長預期,給予華興源創2023 年 35 XPE,對應目標價格 47.95 元。

6. 風險提示

6.1. 市場競爭風險

在目前公司所處的平板顯示檢測行業及集成電路測試行業存在較高的技術壁壘,市場準入難度高。國外廠商憑借其技術優勢在行業競爭中處于優勢地位,國內廠商技術積累相對薄弱,公司長期面臨著國內外較為嚴峻的市場競爭形勢。同時我國重點推動發展智能裝備制造領域,新進入者投資意愿較強,國內市場的競爭日趨激烈。

6.2. 研發能力未能匹配

公司在平板顯示檢測及智能裝備檢測領域主要產品具有定制化和非標準化特征,將客戶產品理念快速轉化為設計方案和產品的設計研發能力是公司從行業競爭中勝出的關鍵。雖然公司經過多年耕耘積累了豐富的技術儲備,但與國外龍頭企業仍存在一定差距。

由于公司所處下游應用行業具有技術密集、產品更新換代快、技術革新頻繁等特征。

如果公司的設計研發能力和產品快速迭代能力無法與下游行業客戶的產品及技術創新速度相匹配,則公司將面臨客戶流失風險,對整體經營產生較大不利影響。

6.3. 主要客戶集中風險

公司的主要產品應用于國內外知名的平板或模組廠商以及消費電子終端品牌商,下游行業集中度較高,受此影響,公司來自主要客戶的收入較為集中。

2020 年公司主要客戶蘋果公司的終端品牌產品生產實現的收入占營業收入比例達到 50%以上,因此若公司與主要客戶的合作關系發生重大不利變化,或主要客戶未來因經營狀況惡化導致對公司的直接訂單需求大幅下滑,將直接影響公司的經營業績。

6.4. 技術人才短缺風險

公司所處行業具有人才密集型特征,是一個涉及多學科跨領域的綜合性行業,對高素質、高技能以及跨學科的專業技術人才有著很高的需求。行業內企業為了保證自身競爭力均提高了對技術人才招募力度,公司面臨較大人才招募壓力。

同時,雖然公司建立了較為完善的技術人才激勵制度,但如果公司不能緊跟國內外專用設備制造技術的發展趨勢,或者后續研發投入不足,不能滿足技術升級需要,市場競爭力降低,將面臨人才流失的風險。

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