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一、公司

北方华创位于半导体产业链的上游。在设备领域,除了光刻机和CMP抛光设备外,几乎所有其他设备都有布局。

因此,它可以说是我们半导体行业的先驱,遥遥领先的绝对领导者。

正如北方华创副总经理文东所说:

“一代技术依赖一代技术,一代技术依赖一代设备。”

我们平时讨论最多的问题是芯片怎么样,纳米的工艺有多少,性能有多好等等。

事实上,这只是结果。芯片的优缺点由设备、材料和工艺三个因素决定。材料完全是另一个领域,工艺依赖于设备。

因此,半导体行业毕竟取决于设备,一台光刻机卡住了我们,这让我们很不舒服。

由“七星电子”和“北方微电子”组成的北方华创本身具有良好的基因。

七星电子产业重组,承接了700厂、706厂、707厂、718厂、797厂、798厂。看这个数字就知道发生了什么。

由清华大学、北京大学和中科院组成的北方微电子产业具有很强的背景,实力雄厚。

2016年,“七星电子”和“北方微电子”组成了现在的北方华创。

正是因为有了这么好的基础,芯片制造过程中需要使用的10个核心设备是“单晶炉、氧化炉、光刻机、涂胶显影、离子注入、膜沉积、CMP抛光、蚀刻、清洗”。除了光刻机和CMP抛光,北方华创都有。

虽然光刻机还没有官方消息,但我猜公司应该是在研发的,因为中国科学院正在研究,双方可能会合作。

至于CMP抛光设备不知道为什么不参与,可能是考虑材料问题。

上图为抛光示意图。在抛光过程中,需要使用化学溶剂研磨液和持续研磨的抛光垫。这两件事都是高频消耗品。

设备本身非常困难,再加上材料的限制,可能是北方华创没有参与的原因。

虽然中国的“华海清科”相对可以,但与外国巨头相比,全球90%以上的市场都被用作材料(AMAT)和荏原(Ebara)这两家公司拿走了。

虽然北方华创正在研究其他设备,但目前只能使用单晶炉和氧化炉。与国际巨头相比,其他设备仍存在一定差距。

但差距意味着国内还有很大的替代空间,这就是增长。

当然,难度也很大。我们的半导体发展时间,也就是近20年,远远不如发达国家。

其领先优势最大的优势是每年投入巨额研发费用,以保持先进的技术。

例如,“应用材料”在许多设备领域都非常强大。他的年研发费用占收入的很大比例。北方华创的研发费用超过20亿元,只是其他人的一小部分。

这很无奈,只能勒紧裤腰带咬着牙慢慢追,进步还是很大的,业绩增长这么快就是证据。

这是一个此消彼长的过程,去年应用材料的收入为265亿美元,约为北方华创的8倍。

晶盛机电的子公司“美晶新材料”是做坩埚的

如上图所示,我们贡献了近一半的129亿美元,今年第一季度已超过50%。

这些都是潜在的市场空间。由于我们的成本相对较低,北方华创目前的毛利率并不比“应用材料”低多少,未来的业绩有很大的想象空间。

这不仅是北方华创的机会,也是他的使命。

作为中国规模最大、产品最全面的龙头企业,在某种程度上甚至可以说是我国半导体设备行业的独苗。

因此,他必须加倍努力,进步,为行业做出贡献,这也应该是每个人的期望。

从公司布局来看,北方华创明确表示正在学习“应用材料”。除了自身的技术提升,未来还会加大“外延整合”的步伐。

现在已经成为CVC,未来将投资半导体设备的上下游、零部件、新材料和未来的新技术。据估计,公司未来的股权投资可能会采取重大行动。

二、业务

北方华创的产品很多,肯定有100多种,但主销产品并不多。

例如化学气相沉积(CVD)设备,年报说有30多件,累计出货量超过1000腔,其实大部分销量都很低,属于定制产品。

单晶炉、蚀刻设备、薄膜沉积设备、立式炉、清洗设备是一般销量较高的产品。

1、单晶炉

单晶炉是长晶炉,用于光伏和半导体。国内市场主要由北方华创和晶盛机电公司占据。

这是北方华创的单晶生长炉,只用于光伏。他的官方网站上只有一张半导体单晶炉的外壳照片,什么也看不见。内部结构实际上相似。

硅料经过高温后,会变成液体状的“熔汤”,装上这种熔汤的东西叫做“坩埚”,放在设备下面。

坩埚技术难度大,半导体坩埚要求高于光伏坩埚。我们的国内技术不好。世界上绝大多数市场都是美国的Momentive、日本SUMCO JSQ和Shin-Etsu Quartz这三家公司拿走了。

晶盛机电的子公司“美晶新材料”是做坩埚的,但主要用于光伏的坩埚,去年也申请分拆单独上市。

装有熔汤的坩埚将继续加热,人们将一个单晶挂在熔汤上。这种单晶体具有种子功能,因此也称为晶种或种子晶体。

看到设备上的长杆子,就是用来挂晶种的,可以和杆子一起旋转向上移动。

这个示意图描述得非常清楚。

熔汤的温度很高,晶种的温度要低得多,所以这种温差会使熔汤中的硅在晶种周围逐渐凝固。

在凝固的同时,提拉杆会慢慢向上旋转,因此会逐渐形成硅棒。

这个过程就像植物的生长,所以被称为“长晶”,设备自然被称为长晶炉,一般生产单晶硅棒也被称为单晶炉。

北方华创累计销售单晶炉5000多台,虽然不如晶盛机电,但也非常优秀。

2、刻蚀设备

根据材料的不同,蚀刻设备主要分为三种类型:多晶、介质和金属蚀刻。自进入300mm晶圆时代以来,金属蚀刻逐渐减少,介质蚀刻占一半以上。

上图是北方华创的NMC 508RIE介质蚀刻机技术含量高,采用电容耦合等离子体干法蚀刻,价格不便宜。

干法蚀刻成本远高于湿法蚀刻成本。湿法蚀刻是浸泡在化学腐蚀液中,通过反应溶解表面的一层材料。显然,精度不高,但成本低。

干蚀刻是用离子轰击材料表面,使表面的原子和分子离开材料表面,精度高,但成本也很高。

北方华创主要研究干法蚀刻,官网上几十种蚀刻设备都是离子体干法蚀刻机。

可以说,在半导体生产过程中,最常用的加工方法是用蚀刻设备去除特定区域的材料,形成小结构和图案。

随着3D集成电路的发展,精度要求越来越高,因此刻蚀设备的地位越来越重要。

目前,在生产芯片所需的所有设备中,刻蚀设备的投资比例已达22%,是最高的。

目前,高精度蚀刻设备主要有三条路线,电感耦合等离子体蚀刻机(ICP)、等离子体的电容耦合(CCP)和硅通孔技术(TSV)。

ICP主要用于硅和金属蚀刻,CCP主要用于介质蚀刻,当然有时也可以通用。

TSV是一项新技术,也是未来的发展趋势,因为如果要延续摩尔定律,目前只能依靠它。

自从集成电路进入3D时代以来,芯片开始堆叠。如何提高系统的集成度和效率已成为提高芯片性能的关键问题。

TSV技术是在芯片上钻一个小洞,从底部填充金属, 然后用蚀刻在晶圆上再钻一个孔,用导电材料填充孔,就完成了。

这个东西的精度要求很高,北方华创的技术在中国是最强大的。当然,它在世界上没有优势。

北方华创主要做ICP,累计出货量超过3200腔,CCP只卖100腔。至于TSV,在国内各方面都是领先的,但是大部分能负担得起这个设备的公司都会选择进口。

因此,虽然北方华创2023年的刻蚀设备增长良好,但也只贡献了60亿元的收入,市场潜力仍然很大。

3、薄膜沉积设备

薄膜沉积设备的地位略低于蚀刻设备,低于1%,占所有设备资本支出的21%。

蚀刻后,电路图终于永久留在晶圆上,但只是一张图纸。一个完整的电路由许多部件组成,如常见的电容器、电阻、晶体管等。

但是芯片很小,不可能直接安装普通元件。

因此,芯片的组件非常薄,在微米级甚至纳米级,所以它被称为薄膜,就像我们的手机薄膜一样,贴在芯片上。

这个过程叫做“薄膜沉积”,沉积的方法有很多,贴在设备上叫做物理沉积(PVD),一般情况下,各种金属材料都是通过激射喷洒的。

也可以用化学物质生长,称为化学气相沉积(CVD),对物质进行化学反应,会产生组件膜。

还有原子层沉积(ALD),这是深刻的。

目前,化学气相沉积在全球范围内(CVD)由于应用范围较广,设备公司较多,主要集中在美、日、德、韩。

中国也有很多,北方华创必不可少,还有中微公司、拓荆科技、微导纳米、中盛光电等。

这些公司规模不大,但估值很高。

自2008年以来,北方华创是中国第一个做PVD的,已经16年了。

PVD的价格比CVD高很多,但是效率更高,没有废气排放。一般不缺钱就用PVD,想降低资本支出就用CVD。

然而,PVD对精度控制有很高的要求。目前,北方华创远远无法与美国的“应用材料”相比。现在他已经拿走了全球约90%的市场份额。

但在中国的表现还是不错的,目前累计出货量已超过3500腔。

虽然CVD更便宜,但实际上“绕镀”很好,可以简单地理解为涂层效果更好,但容易产生杂质。

目前,华创在北方也有30多种CVD,上图就是其中之一,销量远低于PVD,目前累计出货量刚刚超过1000腔。

2023年北方华创的薄膜沉积设备也贡献了60亿元的收入,这一块未来可能会加速增长。

还有立式炉和清洗设备。虽然去年贡献了30亿元,但销量并不高。立式炉卖了700台,清洗设备卖了1200台。

三、业绩

上周,我写了一篇关于半导体产业链的文章,详细介绍了半导体的生产过程和产业链中的许多优秀企业。

结合北方华创的业务表现,他的业绩和未来潜力其实很容易理解。

这是近年来北方华创的收入趋势,年增长率超过50%,非常快。

今年一季度收入59亿,仍同比增长51%。

我们的半导体起步很晚,到目前为止仍有大量的设备依赖进口,所以只要国内企业取得突破,国内替代就会带来良好的业绩。

北方华创的技术不断突破,在很多领域都做得很好。虽然离国际龙头还有差距,但是满足一些需求是没有问题的。

显然,这一趋势将继续下去。半导体设备行业的市场份额如此之大,北方华创的年收入仅超过200亿元,仍有很大的改善空间。

由于它在中国处于领先地位,不仅增加了收入和利润,而且利润的增长率也远高于收入。

前几年归母净利润翻了一番,2023年下降,归母净利润39亿,同比增长66%,但今年第一季度归母净利润11亿,同比再次增长90%。

由于研发投入过大,这类高科技公司也应该让他保持较高的利润。

上图显示了北方华创近五年的研发费用,增长速度也很快,2023年的研发费用近25亿元。

虽然与净利润相比,我愿意花钱做研发,但与收入相比,只有11%的比例并不高。

原因也很简单。与国际巨头相比,北方华创的竞争力仍然有限,大量业务集中在中低端设备上。因此,即使是国内领导者也不那么容易赚钱。

近年来,毛利率一直在40%左右。事实上,对于设备制造商来说,这并不高,所以北方华创必须努力继续向高端突破。

这几年净利率一直在上升,今年一季度净利率已经达到19%。

主要是作为龙头企业,不需要太多的销售费用。与200多亿元的收入相比,10多亿元的销售费用还可以。

至于财务费用,由于有息负债相对较低,账户上有超过100亿元的货币资金,近年来财务费用为负。

现在北方华创几乎没有短期贷款。今年第一季度只有400万,可以忽略不计。由于公司造血能力强,长期贷款只有58亿元。

然而,设备行业“长验收周期”的特殊性给北方华创现金流的快速扩张带来了一些压力。

现在经营现金流净额终于归正了。

事实上,公司的经营现金流入一直在增长,但现金流出的增长速度也不慢。

客户在购买设备时会预付定金。如果订单太多,付款不及时,公司会垫付原材料,导致净经营现金流为负。

随着公司规模的扩大,这种情况将逐渐削弱结算周期。

公司的合同负债仍在逐年增长。虽然增长速度较慢,但今年第一季度的合同负债高达92.5亿元,收入接近半年,订单非常充足。

从去年和今年第一季度的现金流情况来看,业绩和现金流基本平衡。

但仅仅平衡是不够的,因为公司正处于快速发展的时期,每年的资本支出就会消耗大量的现金流。

现在公司的投资活动现金流每年都是净流出,比如2023年投资活动现金流净额接近-21亿。

今年第一季度大幅下降,未来几个月是否会增长还不确定。

我认为它应该会增长,更不用说扩大生产的问题了,前面的第一部分说,北方华创现在已经成为一个CVC,未来将围绕半导体行业进行扩展投资,向“应用材料”公司学习。

不确定何时开始实施,今年总是开始布局,这也是成为平台企业的唯一途径。

因此,虽然去年和今年的现金流已经恢复正常,但压力仍然存在,需要更好的业绩来支持。

四、总结

北方华创在一定程度上代表了我们的半导体上游产业,这是一个必须突破的板块,所以可以说是一项沉重的责任。

从这些年的发展轨迹来看,确实没有让人失望,正在稳步前进。

虽然很多方面离国际巨头还很远,但只要一直这么努力,未来一定会赶上。

在此过程中,公司将继续享受国内替代红利。

即使国际巨头想降价打压,也会在一定程度上得到保护。

也许这就是为什么华创在北方一直享有高估值。本文选自木禾投研

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