2023年路维光电研究报告:深耕掩膜版行业,紧抓国产替代机遇,看好未来业绩稳增

  • 来源:长城证券
  • 发布时间:2023/09/18
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路维光电研究报告:深耕掩膜版行业,紧抓国产替代机遇,看好未来业绩稳增.pdf

路维光电研究报告:深耕掩膜版行业,紧抓国产替代机遇,看好未来业绩稳增。路维光电是国内领先的掩膜版厂商。路维光电一直致力于掩膜版的研发、生产和销售,产品主要包括石英掩膜版和苏打掩膜版,主要应用于平板显示、半导体、触控和电路板等行业。在平板显示领域,2019年落成国内第一条G11超高世代TFT掩膜版产线,是国内唯一一家可覆盖G2.5-G11全世代产线的本土掩膜版生产企业,在光阻涂布技术与高世代半色调掩膜版制造技术领域实现关键突破并打破国外垄断。公司坚持“以屏带芯”发展战略,目前公司已实现180nm及以上制程节点半导体掩膜版量产,满足先进半导体芯片封装、半导体器件、先进指纹模...

1、深耕掩膜版行业,紧抓行业发展机遇

1.1 深耕掩膜版行业,产品及技术优势显著

聚焦掩膜版产品研发:路维光电成立于 2012 年,设立之初继承路维电子(1997 年成立) 的全部业务,自成立至今,一直致力于掩膜版的研发、生产和销售,产品主要应用于平 板显示、半导体、触控和电路板等行业,是下游微电子制造过程中转移图形的基准和蓝 本。

积极进行产品和技术迭代:路维电子从成立之初,主要从事菲林的生产,随着掩膜版技 术的演进,掩膜版的主流产品逐渐由菲林迭代至铬版,路维电子于 2003 年建成第一条 铬版掩膜版产线,开始进入 TN/STN-LCD(扭曲向列型液晶显示器/超扭曲向列型液晶显 示器)平板显示领域;随着电容式触控技术的兴起与发展,从 2008 年左右开始进入触 控领域; 满足国内主流产品的应用需求:随着我国平板显示与半导体产业的快速发展,以及内嵌 式触控技术的转变,在 2014 年左右开始大规模进入平板显示及半导体封装、器件领域。 公司在较短时间内陆续实现了 G4、G5、G6 TFT-LCD 掩膜版、中小尺寸 AMOLED 及 LTPS 掩膜版、以及 250nm 制程节点半导体掩膜版等产品的研发和量产,满足当时国内平板显 示主流产品、半导体芯片封装及器件、先进指纹模组封装等产品应用需求。 发力高端掩膜版技术,发力上游材料,打破国外垄断:路维光电自 2018 年开始建设国 内首条 G11 高世代掩膜版产线,于 2019 年成功下线国内第一张 G11 TFT 掩膜版,目前 已掌握 180nm/150nm 节点掩膜版制造核心技术。公司积极探索掩膜版上游材料领域, 分别于 2016 年、2018 年自主开发中小尺寸和大尺寸掩膜版光阻涂布技术,打破国外技 术垄断。

公司已具有 G2.5-G11 全世代掩膜版生产能力,可以配套平板显示厂商所有世代产线; 公司实现了 180nm 及以上制程节点半导体掩膜版量产,并取得了 150nm 制程节点半导 体掩膜版制造关键核心技术,可以满足国内先进半导体封装和半导体器件等应用需求。 公司在G11 超高世代掩膜版、高世代高精度半色调掩膜版和光阻涂布等产品和技术方面, 打破了国外厂商的长期垄断,对于推动我国平板显示行业和半导体行业关键材料的国产 化进程、逐步实现进口替代具有重要意义。

1.2 掩膜版行业知名供应商

掩膜版是光刻复制图形的基准和蓝本:掩膜版的作用是将设计者的电路图形通过曝光的 方式转移到下游行业的基板或晶圆上,从而实现批量化生产。 根据基板材料的不同,路维光电的产品可以分为石英掩膜版、苏打掩膜版和其它(菲林 等)。

根据下游应用行业的不同,路维光电的产品可分为平板显示掩膜版、半导体掩膜版、触 控掩膜版和电路板掩膜版等。

掩膜版是连接工业设计和工艺制造的关键:掩膜版的精度和质量水平会直接影响最终下 游制品的优品率。 以 TFT-LCD 制造为例,利用掩膜版的曝光掩蔽作用,将设计好的 TFT 阵列和彩色滤光片 图形按照薄膜晶体管的膜层结构顺序,依次曝光转移至玻璃基板,最终形成多个膜层所 叠加的显示器件;以晶圆制造为例,其制造过程需要经过多次曝光工艺,利用掩膜版的 曝光掩蔽作用,在半导体晶圆表面形成栅极、源漏极、掺杂窗口、电极接触孔等。

路维光电已经成为掩膜版行业知名供应商:掩膜版对客户产品良率起决定性作用,这使 得客户对掩膜版供应商的导入和认证成为一个相对长期和严谨的过程。在平板显示领域, 主要客户包括京东方、华星光电、天马微电子、信利、上海仪电、龙腾光电等;在半导 体领域,主要客户包括国内某些领先芯片公司及其配套供应商晶方科技、华天科技、通 富微电、三安光电等。从收入角度来看,客户相对集中,根据 2023 年中报数据,前五 大客户的收入占比为 74.37%。

1.3 中高端产品规模效应逐步显现,盈利能力稳步提升

平板显示和半导体应用带动收入稳健增长:平板显示掩膜版销售收入呈快速增长趋势, 是公司最主要的收入来源,占主营业务收入的比例由 2019 年的 54.68%提高至 2021 年 的 72.00%,产品线逐步从低世代向高世代覆盖。半导体行业掩膜版是公司第二大收入 来源,其收入规模持续上升。

规模效应逐步显现,盈利能力稳健向好:产品迭代带来的短暂的利润承压,规模效应逐 步显现,2019 年,高世代线设备于 4-5 月陆续转固,折旧金额骤增,同时随着产品结构 升级,大尺寸、高精度掩膜版的生产工时更长,制造费用在成本结构中的占比提升至 30% 以上。2020-2021 年,高世代掩膜版产销规模持续增加,由于高世代掩膜基板单位材料 成本是中小尺寸基板的 3-10 倍,拉高直接材料在成本结构中的比重。因此在平板显示行 业,为持续增强配套大客户能力,新建高世代线,2019 年达产初期高额的固定成本拖 累平板显示掩膜版的毛利水平, 2020 年起产能逐步释放,产销量增加使得毛利贡献提 升。半导体掩膜版于 2019-2020 年成为公司盈利能力最强的业务领域,均贡献了 40%以 上的毛利。 按照材料分类来看,石英掩膜版产品占比逐步提升。同等尺寸石英基板的材料单价约为 苏打基板的几倍至十几倍。

综合来看,路维光电近几年营业收入保持快速增长:从行业端来看,随着终端产品的丰 富,刺激中上游材料和技术发展,间接带动掩膜版市场需求和产品精度的提升;其次电 子产业链重心的向国内转移,路维光电迎国产替代机遇;从公司来看,深耕核心客户, 调整产能布局,向中高端掩膜版渗透,随着规模效应的逐步显现,盈利能力稳步提升。

1.4 坚持“以屏带芯”的战略,持续加大研发投入

掩膜版是光刻微纳加工的核心材料,具有定制化特征,直接影响终端产品的品质和良率, 所以,客户在引进掩膜版供应商或导入掩膜版新产品时需要对多个环节进行严苛的测试 及验证,因此要求掩膜版厂商高度配合客户产品需求和认证流程、提供专业服务,获取订单。 路维光电坚持技术创新和产品领先的发展战略,产品布局上路维光电坚持“以屏带芯” 的发展战略,以公司先进的平板显示掩膜版技术为基础,持续加大研发投入,带动公司 半导体掩膜版技术革新与产品升级。

1.5 股权结构集中,管理人员行业经验丰富

股权结构较为集中,益于管理层统一决策。截至 2023 年中报,公司实际控制人为杜武 兵,杜武兵直接持股路维光电 23.81%的股权,通过深圳路维兴投资公司间接持股 4.05%, 合计持股 27.86%;实际控制人杜武兵的一致行动人肖青直接持股路维光电 7.99%的股 权,通过深圳路维兴投资公司间接持股 0.083%,合计持股 8.07%。公司股权结构较为 集中,管理层人员行业经验丰富,有助于公司决策执行。

2、行业需求稳增,国产替代带来更好机遇

2.1 产业链解析:掩膜版是重要的关键材料

掩膜版是平板显示、半导体、触控等制造过程中必不可少的关键材料之一:掩膜版的主 要原材料包括掩膜基板、光学膜、化学试剂以及包装盒等辅助材料,平板显示、半导体 等中游电子元器件厂商的终端应用主要包括消费电子(电视、手机、笔记本电脑、平板 电脑、可穿戴设备)、家用电器、车载电子、网络通信、LED 照明、物联网、医疗电子 以及工控等领域。

掩膜版上游产业链主要以国外企业为主:玻璃基板环节主要代表企业为日本东曹,遮光 膜主要有美国福尼克斯、韩国 LG-IT、日本 HOYA 等;生产设备厂商主要有日本尼康、 海德堡仪器等。 行业集中度高,国产替代仍有空间:掩膜版的主要玩家有日本的SKE、HOYA、DNP、Toppan、 韩国的 LG-IT、美国的福尼克斯、中国台湾的台湾光罩以及中国大陆的路维光电、清溢 光电等,行业集中程度较高。随着平板显示、半导体、触控等产业的快速发展,掩膜版 市场需求持续旺盛,同时下游产业正加速向中国大陆转移,掀起产业链进口替代浪潮, 国内掩膜版厂商以此为契机发展迅速。 掩膜版按照不同的分类标准分为不同的类型,按应用领域来看,掩膜版可分为半导体芯 片、平板显示、电路板和触控等类型。

半导体掩模版在最小线宽、CD 精度、位置精度等重要参数方面,均显著高于平板显示、 PCB 等领域掩模版产品。

2.2 技术更迭趋势:高精度、大尺寸

目前处于掩膜版第五代时期:掩膜版诞生至今约 70 多年历史,目前处在第五代时期, 第二代掩膜版主要是菲林掩膜版,菲林掩膜版以树脂为基板,价格较低,但是精度较低, 且使用次数有限,目前仍在部分行业使用;现阶段无掩膜技术因仅能满足精度要求相对 较低的行业(如 PCB)中图形转移的需求,且其生产效率低下,无法满足对图形转移精度 要求高以及对生产效率有要求的行业运用,因此第五代掩膜版仍有较长的应用时间。

大尺寸和高精度是未来的发展方向:掩膜版是光刻微纳加工的核心材料,具有定制化特 征,因此掩膜版的技术、规格的发展与下游终端产品的技术需求具有较强的联动性。最 近三年及可预期的未来,掩膜版朝着大尺寸与高精度的方向发展,且半色调掩膜版逐渐 兴起并快速发展。 显示屏幕尺寸的增大推动掩膜版向大尺寸演进,利用率和效益是提升的动力:面板的世 代数是按照产线所应用的玻璃基板的尺寸划分,总体来说,面板代数越高,面板的玻璃 基板尺寸越大,切割的屏幕数目越多,利用率和效益就越高。

高分辨率终端的渗透推动掩膜版向高精度方向发展。随着平板显示解析度不断提高,TFT 半导体主动层材料已逐步采用 LTPS/Oxide 技术,并朝着 LTPO(低温多晶氧化物)等 新技术演变。对于掩膜版的配套技术要求,主要体现在曝光分辨率(最小线宽线缝)、最 小孔或方块、CD 均匀性以及套合精度的不断提升。 在半导体方面,半导体产品制程节点由 130nm、100nm、90nm、65nm 等逐步发展 到 45nm、28nm、14nm、7nm 等,目前境内芯片主流先进制造工艺为 28nm,境外 主流为 14nm,最先进半导体制程节点已经进入到 3/5nm 节点领域。180nm 制程节点半 导体产品所对应的掩膜版最小图形尺寸约为 750nm,65nm 制程节点产品对应约 260 nm,28nm 制程节点产品对应约 120 nm。半导体掩膜版图形尺寸及精度随着半导体 技术节点的演化而逐步提升,目前主流制程在 100-400nm 工艺区间。3 生产材料、工艺精细化控制要求更高:在基板材料上,石英基板与苏打基板相比,具有 高透过率、高平坦度、低膨胀系数等优点,通常应用于对产品图形精度要求较高的行业, 因此基板材料逐渐由苏打基板转为石英基板。随着集成电路技术节点推动,对于掩膜版 CD 精度、TP 精度、套合精度控制、缺陷管控等环节提出更高的要求。

2.3 市场竞争:市场集中度高,国产自给率低

在高精度掩膜版领域,由于核心技术主要掌握在 HOYA、SKE、PKL 等境外厂商手中,这 些企业对于掩膜版的关键技术进行较为严格的封锁,所以境内厂商在技术上与境外专业 厂商相比存在一定的差距。其中 LG-IT 和 SKE 的掩膜版产品主要布局在平板显示掩膜版 领域,均拥有 G11 掩膜版生产线;Toppan 和台湾光罩掩膜版产品主要布局在半导体掩 膜版领域;福尼克斯、DNP、HOYA 的掩膜版产品同时布局在平板显示掩膜版领域和半 导体掩膜版领域,均拥有 G11 掩膜版生产线;清溢光电和路维光电的掩膜版产品种类多 样,路维光电也拥有 G11 掩膜版生产线。 半导体掩膜版厂商主要包括晶圆厂自建配套工厂和独立第三方掩模厂商两大类。根据社 科院工业经济研究所官方公众号显示,国内的光掩模版厂商主要分为三类: 第一类是以中科院微电子中心、中国电子科技集团为代表的科研院所,可提供个性化的 各类光掩模版产品;

第二类是专业的掩膜版制造厂商,主要有华润微电子(主要是供内部使用,部分对外)、 无锡中微掩模、苏州制版、湖北菲利华,从面板用低精度光掩模版开始逐步升级到芯片 用产品; 第三类是晶圆代工厂,例如中芯国际(供内部使用),其制版能力也处于国际较先进的水 平。 自产和采购主要取决于工艺难度和成本:由于 28nm 及以下的先进制程晶圆制造工艺复 杂且难度大,各家用于芯片制造的掩模版涉及晶圆制造厂的重要工艺机密且制造难度较 大,因此先进制程晶圆制造厂商所用的掩模版大部分由自己的专业工厂内部生产,如英 特尔、三星、台积电、中芯国际等公司的掩模版均主要由自制掩模版部门提供。对于 28nm 以上等较为成熟的制程所用的掩模版,芯片制造厂商为了降低成本,在满足技术要求下, 更倾向于向独立第三方掩模版厂商进行采购。 海外厂商占据主要市场份额:根据 SEMI、中金企信国际咨询数据显示,2021 年在全球 半导体掩模版市场,晶圆厂自行配套的掩模版工厂规模占比 65%,独立第三方掩模厂商 规模占比 35%,其中独立第三方掩模版市场主要被美国 Photronics、日本 Toppan 和日 本 DNP 三家公司所控制,三者共占八成以上的市场规模,市场集中度较高。

独立第三方厂商份额或将不断增大:1、半导体掩模版行业具有显著的资本投入大、技 术壁垒高、高度依赖专有技术的特点,晶圆制造厂商自行配套掩模工厂,主要是出于制 作能力的考量,但随着制程工艺逐渐成熟及第三方掩模版厂商的制作水平的不断提升, 在技术水平、产品性能指标符合要求前提下,独立第三方掩模版厂商对晶圆制造厂商的 吸引力不断增加。2、第三方半导体掩模版厂商作为芯片设计与芯片制造的中间桥梁,能 够更 好地发挥信息隔离功能。 国内主要厂商自给率较低:根据各公司 2022 年年报营业收入数据,我国主要厂商为台 湾光罩、路维光电、清溢光电,占比分别为 15%、5%和 6.03%。

2.4 市场空间:市场需求稳增,国内需求占比逐步提升

半导体芯片和平板显示是主要的应用市场:其中半导体芯片占比为 60%,平板显示领域 占比为 28%,在平板显示领域,主要以 LCD(液晶显示屏)为主;其他领域主要包括 PCB 和触控显示(TP)等。

掩膜版是半导体芯片制造的关键材料。根据国际半导体产业协会(SEMI)的统计分析, 2019 年半导体晶圆制造材料的市场规模达 322 亿美元,半导体材料中成本占比最高的 是硅片,占比约为 37%;其次就是掩膜版和半导体气体,分别占比约 13%。

依据 Omdia 数据,全球平板显示掩膜版市场规模从 2017 年的 47 亿元上升至 56 亿元, 年均复合增速达到 4.5%。另依据 Omdia 数据,全球平板显示掩膜版市场规模约占整体 掩膜版市场规模的 23%。依据以上数据,SEMI 测算结果为,2022 年全球掩膜版市场规 模回升至 52 亿美元。初步测算,2023 年全球掩膜版行业整体市场规模约为 54 亿美元。

2.4.1:平板显示行业:中国大陆需求占比稳步提升

在平板显示掩膜版领域,Omdia 2021 年 7 月研究报告显示,2016 年至 2019 年全球平 板显示掩膜版的市场规模增长较为迅速,2019 年全球平板显示掩膜版的市场规模约为 1,010 亿日元,2016 年全球平板显示掩膜版的市场规模约为 671 亿日元,2016 年至 2019 年的年均复合增长率达 14.58%。

根据智研咨询数据统计,2017 年中国面板产能占全球总产能的比重约为34%,预计2022 年我国面板产能的占比将达到 56%。我国的显示面板厂商持续推动产线建设,带动产能 不断增长,中国大陆的产品市占率将会得到进一步提升。

根据《2023 年全球显示材料及其关键材料产业研究报告》,预计到 2024 年中国大陆显 示掩膜版市场规模约占全球的 60%。

显示掩膜版厂商不断整合触控掩膜版需求,触控技术主要可分为外挂式触控和内嵌式触 控。对于外挂式触控技术来说,触控与显示互相独立,外挂式触控覆盖在显示器屏幕上。 内嵌式触控,其原理是 LCD Vcom 层划出多个区块,来作为触控感应,其制程工艺是在 LCD 面板的 Array 制程中同步完成,从而实现了触控与显示的融合。内嵌式触控具有轻 薄、窄边框、简化供应链的优势,自诞生以来发展迅猛。据 Omdia 统计, 2020 年内嵌 式触控在手机应用上的占比将超过 85%,同时内嵌式触控正在快速的向平板电脑、笔记 本电脑及车载触控领域渗透。

2.4.2:半导体行业:需求稳步提升,国产替代机遇来临

国内半导体材料增速远超全球,CAGR 增速为 16.95%:根据 SEMI 数据、CEMIA 数据,全球半导体材料市场规模从 2017 年 469 亿美元增长至 2021 年 643 亿美元,年复合增 长率为 8.21%;中国大陆半导体材料市场规模快速增长,从 2019 年为 87 亿美元增长至 202 年的 119 亿美元,年复合增长率为 16.95%,预计 2023 年规模为 163 亿美元,增速 远超全球半导体材料市场。

根据 SEMI 数据,作为半导体材料的重要组成部分,掩模版占半导体材料市场规模的比 例约为 12%,2022 年全球半导体掩模版市场规模为 83.76 亿美元,2023 年中国半导体 掩模版的市场规模约为 19.56 亿美元。未来随着半导体行业容量的持续上升,半导体掩 模版市场规模将不断提升。 半导体掩膜版技术壁垒高,工艺难度大,长期被福尼克斯等国外龙头企业所垄断。国内 的掩膜版企业主要生产的是显示用掩膜版,在半导体掩膜版领域,与国际领先企业还有 着明显的差距。

3、路维光电:打破国外垄断,持续发力新技术

3.1 平板显示领域:G11 等高世代掩膜版打破国外垄断,不断完善产品线

国内首条 G11高世代掩膜版产线:公司通过自主研发成功突破 G11 掩膜版在图形精度、 缺陷控制等方面的诸多技术与工艺难点,于 2018 年开工建设国内首条 G11 高世代掩膜 版项目,于 2019 年成功实现 G11 高世代 TFT-LCD 掩膜版的投产,配套京东方和华星光 电等客户的 G11 面板产线4。目前路维光电具有 G2.5-G11 全世代掩膜版生产能力,可 以配套平板显示厂商所有世代产线。 半色调掩膜版技术长期被国外厂商垄断:传统的二元掩膜版通过一次曝光会在玻璃基板 上形成两种不同的透光区域:透光区域和不透光区域,而半色调掩膜版通过一次曝光可 以在玻璃基板上形成三种不同的透光区域:透光区域、部分透光区域和不透光区域。从 结构上看,半色调掩膜版是由遮光层和半色调层叠加所形成,两层膜的图形结构不一样, 因此需要进行两道完整的光刻工艺制作。由于半色调掩膜版具有不同的膜层结构,在图 形精度、缺陷控制等方面都需要更高的工艺技术水平。长期以来,我国掩膜版企业不具 备高世代高精度半色调掩膜版制造能力,国外厂商如福尼克斯、SKE 等形成持续垄断。

攻克半色调掩膜版技术,实现客户认证和销售:公司通过自主研发与技术创新,于 2018 年成功掌握 G2.5 等中小尺寸半色调掩膜版制造技术,并于 2019 年成功将半色调制造技 术应用到 G8.5、G11TFT 掩膜版上,打破国外厂商在高世代高精度半色调掩膜版领域长 期的技术垄断。公司的半色调掩膜版已成功通过京东方和中电熊猫等下游客户的严格认 证并实现销售。 AMOLED、Micro-LED 等新型显示技术上积极布局并取得突破,完善产品线:AMOLED 制造技术的最主要步骤是曝光工艺,而曝光工艺最为关注的是掩膜版,掩膜版直接影响 AMOLED 的使用功效,与 AMOLED 的制备有着重要联系。公司通过对现有工艺进行优化 升级,使产品的图形尺寸精度、精度均匀性及缺陷控制等方面已达到国际先进水平,达 到专业 AMOLED 用掩膜版精度要求。公司针对 Micro-LED 新型显示技术开展了 “Micro-LED 显示用高精度掩膜版研发与产业化”研发项目,进行积极的技术储备并取 得了相应的技术成果,产品已成功导入部分平板显示客户。

3.2 半导体领域:布局核心技术,紧抓国产替代机遇

半导体封装掩膜版和半导体器件掩膜版是公司的主力产品,产品具体包括 8 寸和 12 寸 倒装(Flip Chip)、凸块(Bumping)、晶圆级封装(WLP)、3D 封装(TSV)等先进封装 用掩膜版,6 寸分立器件、光电子器件、MEMS 用掩膜版等。公司已实现 250nm 制程节 点半导体掩膜版量产,满足国内主流的先进半导体芯片封装、半导体器件、先进指纹模 组封装、高精度蓝宝石衬底(PSS)等产品应用,配套国内某些领先芯片公司及其配套 供应商、士兰微、晶方科技、华天科技、通富微电、三安光电、光迅科技等知名客户。 截至 2023 年上半年,公司已实现 180nm 及以上制程节点半导体掩膜版量产,满足先进 半导体芯片封装、半导体器件、先进指纹模组封装、高精度蓝宝石衬底(PSS)等产品 应用5。公司通过自主研发,储备了 150nm 节点半导体掩膜版制造核心技术,同时已掌 握的半导体掩膜版制造技术可以覆盖第三代半导体相关产品,为我国半导体行业的发展 提供关键的上游材料国产化配套支持。


(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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