2023年华峰测控研究报告:国产测试机龙头,新品放量打造多元化平台公司

  • 来源:中国银河证券
  • 发布时间:2023/08/01
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华峰测控研究报告:国产测试机龙头,新品放量打造多元化平台公司。国产半导体测试设备行业龙头,行业多年积累造就公司壁垒。华峰测控深耕半导体测试行业近30年,各系列产品可覆盖模拟、数字、继电器、分立器件等类别的测试需求。公司营收2017-2022年间稳步增长,CAGR为48.36%,虽然2023Q1在全球半导体周期下行的影响下,公司业绩承压,但是随着23Q2后半导体行业复苏,公司业绩有望迎来反转。公司2018-2023Q1综合毛利率维持在70%左右,净利率维持在50%左右,远超国内可比公司和国际测试机龙头。半导体测试设备领域亟待突破,国产替代正当时。IC测试设备领域目前由海外厂商主导,国产化率暂时较...

一、国产半导体测试设备行业龙头,行业多年积累造就公司壁垒

(一)扎根于自主可控,于半导体测试机领域已成参天巨木

致力于半导体测试行业的自主可控,华峰封测自 1993 年成立以来已在行业深耕近三十年。从早期自主研发的 STS2000 系列测试系统开始,公司各系列产品广泛应用于航天、航空、电子、核工业、船舶、铁路等关键领域。公司于 2003 年进入集成电路测试机领域,聚焦于模拟和混合信号测试机领域,依托自主研发的科技成果,在模拟、数模混合测试机领域成功实现进口替代,提高了测试机的国产化水平,促进了我国半导体测试机行业的发展,同时为我国集成电路产业提供了优质的国产产品,提升了我国半导体产业链的完整性与自主性。

专注于半导体测试设备,不断丰富产品矩阵。1993 年-2004 年,公司推出 STS2000 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。2008 年,公司成功开发STS8200 系统。2009 年,推出国内最早量产的 32 工位全浮动的 MOSFET 晶圆测试系统 STS8202,率先得到了中国台湾和美国客户的认可和使用,并取得了广泛的装机。2014 年,推出 CROSS 技术平台,可在同一个测试技术平台上通过更换不同的测试模块实现模拟、混合、分立器件、MOSFET 等多类别的测试。2018 年,公司成功开放 STS8300 平台。目前 STS8200 成熟机型已逐步实现模拟测试机领域国产替代,占国内模拟测试机市场 60%以上。STS8300 产品成功导入 SoC 测试领域,目前正处于加速放量阶段。

凭借技术优势和稳定性能,装机量扶摇直上。STS8200 系列测试系统装机量自 2011 年以来快速增长,产品不但在中国境内批量销售,还外销至美国、韩国、日本、中国台湾、东南亚等境外的国家或地区,客户装机量不断提升。2020 年 9 月 17 日,STS 系列测试机全球发货总台数突破 3000 台,浮动源 FOVI 单板累计发货超过 10000 块。2021 年 9 月 8 日,全球累计发货台数突破 4000 台大关,2022 年 7 月 18 日,STS8000 系列测试机全球第 5000 台交付,截止2022 年底,公司研发制造的测试系统装机量已超过 5600 台。

客户粘性高,锐意进取开拓新市场。知名半导体厂商的供应商认证程序非常严格,认证周期较长,对技术和服务能力、产品稳定性、可靠性和一致性等多个方面均要求较高,新进入者获得认证的难度较大。公司拥有广泛且具有较高粘性的客户基础,本土化服务优势显著。公司目前为国内前三大半导体封测厂商(长电科技、通富微电、华天科技)模拟测试领域的主力测试平台供应商,除此之外,公司还获得大量国内外知名半导体厂商的供应商认证,包括但不限于华润微电子、华为、意法半导体、芯源系统、微矽电子、日月光集团、三垦等。目前公司前五大客户留存率达到 100%,并不断拓展新的优质客户资源。

(二)公司营收稳步增长,利润率一骑绝尘

公司坚持以客户和市场为导向,结合自身情况,快速响应市场需求,推进研发项目的进程,加大新产品的市场推广力度,拓宽营收渠道。作为国内最大的半导体自动化测试系统本土供应商,受半导体行业持续向好和半导体下游封测厂的加速扩产影响,公司业绩表现良好。公司营收稳步增长,净利润节节攀升。2016~2019 年,公司营收复合增速为 31.52%,2019 年实现营收 2.55 亿元。2020 年公司上市后,营收仍旧保持高速增长,2021 年公司营业收入同比增速为 120.96%,达到 8.78 亿元;2021 归母净利润为 4.39 亿元,实现 120.28%的同比增速。2022 年起,受全球半导体周期下行影响,公司业绩短期承压,2023 年 Q1 营业收入和归母净利润分别同比下降-22.90%和-38.88%。但是随着后续半导体行业复苏,公司业绩有望逐步修复。

从细分业务来看,公司营收主要来源是测试系统,2022 年营收占比 94.95%,同比增长23.63%。配件营收占比较小,只有不足 10%。公司按照“夯实国内,开拓海外”的既定方针,在不断扩大公司境内市场份额的同时,积极开拓海外市场,扩大在欧美、东南亚等地区的市场影响力,争取更大的市场份额。按地区分类,公司境内营收占比维持在 90%左右,境外营收占比在 10%。

公司盈利能力突出,利润率一骑绝尘。半导体测试设备行业进入门槛高,竞争壁垒大,整体利润率较高。而公司产品技术门槛较高,产品竞争力较强,具有较强的议价能力,在盈利能力方面一骑绝尘。公司 2019-2023Q1 综合毛利率维持在 70%左右,销售净利率维持在50%左右。国内可比公司长川科技综合毛利率只有 50%左右,销售净利率则只有 20%不到;国际测试机龙头企业泰瑞达只有 58%左右的毛利率和 25%左右的销售净利率。

公司费用端表现向好,研发投入逐年增加。2016 年公司销售费用率、管理费用率、财务费用率分别为 17.86%、8.93%、14.29%。随着公司收入逐步走高,公司各项费用率稳定优化,到 2022 年,三大费用率大幅下降,达到 9.15%、5.70%和-4.39%。费用端向好的同时,公司逐年加大研发投入,2022 年研发支出 1.18 亿元,同比增长 25.53%。

(三)公司掌舵手经验丰富,股权结构稳定

公司股权集中,管理层稳定。截止 2023 年 7 月,公司前五大股东分别是天津芯华投资控股有限公司、中国时代远望科技有限公司、香港中央结算有限公司、深圳芯瑞创业投资合伙企业和王皓。其中芯华控股持有公司 27.63%的股权,为控股股东。同时,孙镪、蔡琳、徐捷爽、周鹏签署一致行动人协议,并通过芯华控股持有华峰测控股权。其中,孙镪同时担任芯华控股董事长及华峰测控董事长。公司整体经营核心保持稳定,保证了公司既定的发展战略能够推进落实并持续回报社会,努力实现公司投资者的利益最大化。

公司重视研发人才与科技创新,员工团队稳定。半导体测试系统行业属于技术密集型行业,资深人员掌握行业核心技术、管理和技术人员稳定十分必要。公司注重人员内部培养和外部人才引进,建立了一支拥有行业领先技术和专业能力、高度认同公司企业文化的核心管理和员工团队。公司核心技术人员保持长期稳定,均为公司服务超过 10 年,技术能力卓越、经验丰富。核心管理和员工长期持股,个人利益与公司长期和整体利益保持一致。同时公司重视研发人才与科技创新,2022 年研发人员总计 199 人,占公司总人数 39.41%。

公司激励机制完善,拥有股权激励计划。公司建立了核心技术人员薪酬管理体系,每年对员工岗位和级别进行评定调整。同时公司上市后还实行了两次股权激励:第一次是2020 年4 月 25 日发布,公司实施 55 万股限制性股票的激励计划,占当时公司总股本 0.90%,首次授予的激励对象总人数为 94 人,约占公司 2019 年底全部职工人数的 39.83%,包括公司高级管理人员、核心技术人员及董事会认为需要激励的其他人员。第二次是 2021 年 5 月 6 日,授予26.25 万股限制性股票,约占公司当时总股本的 0.43%,其中首次授予的激励对象共计 6 人,占公司2020 年底全部职工人数 297 人的 2.02%,主要为对公司发展做出了较大贡献的高管人员。

二、半导体测试设备空间广阔,国产替代正当时

(一)IC 行业规模不断扩大,半导体测试设备市场广阔

IC 资本投入持续增加,半导体设备领域投资热情高涨。2021 年和 2022 年全球半导体资本支出分别为 1531 亿美元和 1817 亿美元,较上一年增加 35%和 19%。半导体是近年来最受资本青睐的市场之一,其中 IC 设计和半导体设备领域热度最高。IC 设计投入少,资本回收速度快。而半导体设备需要大量资本投入,在国内先进制程加速突破与 IC 产业持续扩产背景下,中国半导体设备环节迎来黄金发展期。

半导体设备市场增速迅猛,测试设备市场广阔。受益于下游市场需求持续扩大,2021 年全球半导体设备市场增速迅猛,销售额达 1026.4 亿美元,同比增长 45%。2022 年受半导体行业周期下行影响,销售额增速放缓至 4.88%。中国是成长最快的半导体设备市场,半导体设备市场规模由 2015 年的 49 亿美元增长到 2022 年的 283 亿美元,年复合增长率达到 28.47%。从测试设备市场情况来看,WSTS 预计 2022 年全球半导体测试设备市场规模为 82 亿美元,同比增长 5.13%。

(二)IC 测试技术含量高,测试机设备需求巨大

半导体测试贯穿集成电路设计、制造的核心环节,是半导体产业链的关键一环。半导体测试涉及到集成电路设计、集成电路制造和封装测试环节,具体为: 设计验证测试:对晶圆样品和集成电路封装样品进行验证,以确保样品功能和性能的有效性,需要使用测试机、分选机和探针台。 晶圆检测(CP):晶圆检测是指在晶圆完成后进行封装前,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。探针台将晶圆逐片自动传送至测试位置,芯片的 Pad 点通过探针、专用连接线与测试机的功能模块进行连接,测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号,判断芯片功能和性能在不同工作条件下是否达到设计规范要求。测试结果通过通信接口传送给探针台,探针台据此对芯片进行打点标记,形成晶圆的Map 图。该环节的目的是确保在芯片封装前,尽可能地把无效芯片筛选出来以节约封装费用。

成品测试(FT):在芯片完成封装后,通过分选机和测试机的配合使用,对封装完成后的芯片进行功能和电参数测试。该环节的目的是保证出厂的每颗集成电路的功能和性能指标能够达到设计规范要求。

从测试内容来看,集成电路测试包括参数测试和功能测试。集成电路测试在集成电路产业链中有着举足轻重的作用,集成电路产品开发的成功与失败、产品生产的合格与不合格、产品应用的优秀与不良均需要验证与测试。其中,参数测试包括直流参数测试、交流参数测试、混合信号参数设置、射频参数测试。功能测试包括数字电路模块功能测试、存储器读写功能测试。

测试设备分为测试机、探针台和分选机,2021 年测试机市场占比 63.10%,分选机占比17.40%,探针台占比 15.20%。在测试设备中,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。

测试机是测试设备中最重要的门类,2022 年全球市场规模达 55 亿美元。测试机可以细分为存储 IC 测试、模拟混合测试、SoC 测试和 RF 测试 ATE 等产品。根据 SEMI 的数据,2020 年存储 IC 测试、模拟混合测试、SoC 测试和 RF 测试 ATE 规模分别为 9 亿、6.3 亿、25 亿、1.8 亿美元左右,分别占比 21%、15%、60%以及 4%。

(三)测试机寡头垄断,国产替代正当时

IC 测试设备领域由海外厂商主导,国产化率较低。根据 SEMI 数据,泰瑞达和爱德万总共占据全球测试机 84%的市场,处于垄断地位,华峰测控仅占 3%。从国内半导体测试设备竞争格局来看,依旧是国外厂商占主导地位,泰瑞达和爱德万占据 76%的市场份额,半导体测试设备国产化任重道远。

美国芯片法案签署,半导体产业链国产化迫在眉睫。自 2018 年 4 月美国对中国加征关税、制裁中兴起,美国逐渐加大对华半导体产业制裁。2022 年 8 月 9 日,美国总统拜登签署《2022 芯片与科学法案》,该法案 A 部分第 102、107 条表明美国试图通过补贴和税收减免来刺激制造企业在美国的投资,第 103 条直接禁止获得资助的企业十年间在中国增产先进制程芯片。该法案是限制我国半导体产业发展和追赶的标志性举措,但同时也昭示着中国半导体产业链国产化的迫在眉睫。

封测为我国集成电路领域最具国际竞争力的环节,国产替代正当时。2022 年全球营收前十大封测厂商中有三家是中国企业,市占率总计达到 20%。同时国内封测前三厂商不断扩大规模,相继进行并购,长电科技并购星科金朋、华天科技并购 Unisem、通富微电并购 AMD 封测厂。中国封测行业发展态势良好,乘国产替代之东风,半导体封测设备行业大有可为。

三、半导体测试设备国际先进,开启多极化成长空间

(一)公司 ATE 设备种类丰富,研发驱动不断拓展新机型

公司半导体自动化测试系统主要包括 STS8200 系列、STS8250 系列和 STS8300 系列三个系列。截止 2022 年,全球装机量已达 5600 台。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。STS8250 系列和 STS8300 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。

公司重视研发和技术创新,被认定为国家级专精特新“小巨人”企业。2022 年,公司共申请专利 53 项,其中 23 项为发明专利,并已授权 2 项发明专利,29 项实用新型专利以及3 项软件著作权。研发投入总额占营业收入比例为 11%,较上年提升了 25.53%。不断加大的研发投入和高效率的成果产出保证了公司顽强的生命力,在竞争激烈的测试机市场稳步前行。

在研项目注重测试系统优化与升级,构筑公司核心竞争力。2022 年公司在研项目共十项,投入金额约 1.18 亿元。在研项目包括提高测试设备中国产物料占比,致力于供应链的自主可控。同时也有对于 8200 系统、8300 系统的通用模块的研制,着眼于测试系统的高性能、高动态测试需求等。公司通过不断的科技研发增强核心竞争力,并在构建自主可控的供应链过程中展示着公司的责任与担当。

(二)板卡定制性高,公司通过迭代更新扩大产品版图

测试板卡是测试机的重要组成部分,根据芯片的功能特性需要选择不同的测试板卡。测试机由机身和内部的测试板卡构成,均由测试机厂设计和制造。测试机机身是一种标准化的设备,内部可以插入不同的测试板卡。每一种测试板卡可以满足对某些功能的测试,在进行芯片测试时,需要根据芯片的功能特性选择不同的测试板卡进行搭配。每一种芯片都需要编写一套特有的测试程序。因当一款芯片更新换代时,测试机的机身不需要更换,内部的测试板卡则会根据接下来要测试的芯片做调整,测试程序则一定需要更新。

根据板卡类型不同,可以分为电源板卡、数字板卡、模拟板卡和支持板卡。由于数字板卡可以抓取功能测试向量详细的失效位置,而电源板卡是影响测试质量,产品良率的重要因素,因此数字板卡和电源板卡是 ATE 设备使用最多的两种资源。据统计,2022 年全球电源板卡市场规模为 14.21 亿美元,数字板卡市场规模为 4.74 亿美元,两者占据全球整个板卡市场的80%。从中国市场来看,2022 年中国电源板卡市场规模为 5.22 亿美元,数字板卡市场规模为1.74 亿美元,预计 2024 年中国电源板卡和数字板卡市场规模分别达到 7.37 亿美元、2.46 亿美元。

公司坚持迭代更新,并不断扩大产品版图。华峰 STS8200 主要应用于模拟芯片测试,随着产品迭代、板卡研发,已经成为了模拟、混合和功率器件测试的经典平台。STS8300 主要针对于数模混合和 SoC 芯片,目前 100Mhz 主频板卡已成熟商用,200Mhz、400Mhz 板卡已完成研发,并持续推进 800M 高速数字通道测试模块的研发。 同时,公司下一代产品将于今年展出,新机台拥有 1024 模拟通道、5120 数字通道测试能力,数字板的频率为 400-800M,配置水冷散热系统。公司将针对新机型进行配套板卡的研制和迭代,先覆盖大部分能覆盖的测试领域进行量产,然后随着后续产学研、公司自主定制芯片等解决方案的成熟,进一步覆盖更高频率的测试领域。

(三)STS 8200:对标泰瑞达 ETS 88,不断实现模拟测试领域国产替代

不断夯实模拟和数模混合领域优势,STS8200 成熟机型对标泰瑞达 ETS 系列。泰瑞达是全球知名半导体测试系统制造企业,在存储器、数字、SoC、模拟及数模混合测试系统均有所布局。公司坚持自主研发,凭借不断的科技创新和技术积累,目前在模拟及数模混合类集成电路自动化测试系统领域处于国内领先地位。公司产品质量可靠、服务一流,目前国内模拟测试市占率已达 60%,并不断开拓海外市场,国际竞争力也日益增强。

STS8200 系列产品技术先进,各项指标已达到国际先进水平。集成电路测试系统的核心技术指标包括测试功能模块、测试精度、响应速度、平台可延展性、应用程序开发平台通用化以及测试数据存储、采集和分析等。在核心指标对比上,公司承担 02 专项自主研发的STS8200 模拟测试系统、混合电路测试系统已达到国际先进水平,已得到长电科技、通富微电、华天科技、芯源系统、华为、意法半导体等大型集成电路企业的认可和使用。

STS 8200 系列产品稳定放量,单价维持在 60 万/元台左右。凭借 STS 8200 系列产品卓越的性能,以及高客户粘性,STS 产品出货量稳步提升,2016 年出货量仅有 182 台,2022 年已超1000 台,整体测试系统(包括 STS 8300)销售量达 1500 台。在产品不断放量并开拓市场过程中,单价稳定,目前维持在 60 万元/台左右。

(四)STS 8300 平台拓展公司应用场景,目前处于放量阶段

STS 8300 性能优越,客户拓展顺利。华峰 STS8300 对标泰瑞达 ETS364,主要针对于数模混合和 SoC 芯片,目前各项指标已达国内领先水平,并能够与国际先进水平比肩。凭借卓越的性能,公司客户拓展顺利。前十大 IDM 公司目前已有 5 家成为公司客户,其中意法半导体2017 年成为公司客户,2019 年做完大批量验证,目前已是公司前十大客户之一。同时意法半导体将STS 8300 平台明确写到战略规划中,未来有扩产计划会优先使用。 客户结构不断优化,设计和 IDM 客户占比不断增加。依靠技术积累和产品竞争优势,凭借着 STS8300 等平台不断拓展应用场景,公司在不断夯实模拟和数模混合领域优势的同时,也切入了第三代化合物测试领域、功率模块测试以及 SoC 类集成电路测试领域。从客户结构来看,2019 年公司 80%订单来自于封测厂商,到 2022 年封测类客户占比只有 40%,设计和IDM类客户占比提升到 50%。客户结构的优化说明公司产品得到更广泛领域的公司认可,市场份额和品牌知名度不断提升。

(五)不断开辟市场,开启多极化成长空间

SoC 测试是最大的测试市场,公司技术积累雄厚。2020 年 SoC 测试机在测试市场占比60%,市占率最高。2022 年全球 SoC 测试机市场规模约 40 亿美元,应用前景美好。SoC 测试机具有研发难度高的特点,目前仅有部分国产企业在低速数字测试机领域取得突破,中国 SoC 测试机自给率只有 10%不到,国产替代任重道远。公司 SoC 测试技术积累雄厚,公司具备产能消化能力。按照公司规划,IPO 项目达产后将形成 200 套 SoC 类集成电路自动化测试系统的生产能力。公司部分现有客户具有较大的 SoC 类集成电路的测试需求,基于在模拟集成电路测试领域的良好合作历史,公司已逐渐获取现有客户在 SoC 类集成电路测试领域的订单。

多年布局第三代半导体测试领域,GaN、SiC 未来可期。第三代半导体性能优异,主要包括 GaN、SiC 材料,在汽车电子、光伏发电、轨道交通、智能电网等领域应用火爆。2016 年公司就开始在氮化镓领域进行布局,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。台积电 2020 年 10 月首次直接采购 GaN 测试设备,公司 GaN 测试设备市场认可度很高。基于 SiC 的产品应用于功率更大的方向,公司推出 PIM 测试系统,可以覆盖高压大功率市场,尤其是在车载、新能源等方向,目前已经实现批量装机。

功率半导体需求旺盛,客户拓展顺利。中国功率半导体市场增速迅猛,根据 Omida 数据显示,2022 年中国功率半导体市场规模约为 191 亿元,预计 2023 年市场规模将达到212 亿美元。分行业来看,移动通讯、消费电子、轨道交通、光伏发电、电网传输和新能源汽车需求增速较快。

公司在大功率器件测试领域有较好技术储备,公司 STS 8203 分立器件测试系统,能测试2000V/200A 以下的分立器件,如 MOSFET、IGBT 等,同时掌握功率模块的交流直流参数测试技术以及第三代功率半导体的测试技术。设备已经过验证交付客户,处于放量阶段,2021 年公司订单中功率类占比已达 20%。目前公司在功率测试机领域已进入 ST、台积电、华为等国内外知名厂商,全球话语权不断提升。


(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。)

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