鼎龙股份成立于2000年,2006年启动彩色聚合碳粉研发项目,2010年于创业板上市,2012年开始CMP抛光垫项目研发,2016年抛光垫投产,2017年启动清洗液项目研发。此外,公司2013年PI浆料项目研发开始,2018年中试产线吨产业化项目投产。
目前公司形成了两大业务板块,光电半导体材料板块以及打印复印通用耗材板块,其中光电半导体材料板块包括光电显示材料和IC制程材料,打印复印通用耗材板块包括彩色聚合碳粉、通用硒鼓、通用墨盒、耗材芯片、胶件、显影辊等。
CMP抛光垫业务实现从0到1。公司目前形成营收规模的主要是打印复印耗材类产品以及CMP抛光垫产品。2018-2021年,公司打印复印耗材业务营收占比从接近100%降至85%,仍是第一大业务营收来源;CMP抛光垫业务营收从0逐渐增至3.07亿元,占比也从0提升至13%,成为公司的第二大业务营收来源。
朱双全、朱顺全是公司实际控制人。截至2022年半年报,朱双全、朱顺全分别持有公司14.74%、14.61%股权,为公司控股股东、实际控制人;其余股东持股均低于5%,并且大多数股东是投资基金。此外,公司拥有10多家全资及参控股子公司,主要在武汉、长三角、珠三角三地区布局。
公司目前正在进行的股票期权激励是2020年通过的,2020年2月4日为股票期权首次授权日,现已完成第二期股票期权的行权,第三期行权将于2024年2月3日结束,行权条件为2022年营业收入不低于26.76亿元或者不计算股权支付费用的扣非净利润不低于5.64亿元。此外,子公司鼎汇微电子、柔显科技分别拥有员工持股平台,能够更好地激励员工。
受战略调整及市场景气等影响,营收、归母净利润先降后升。公司营业收入从2017年的17亿元降至2018年的13.38亿元,系南通龙翔未纳入合并报表及科力莱战略调整所致;2019年受市场影响导致硒鼓收入下降,营收降至11.49亿元;2020年北海绩迅、珠海天硌并表,营收提升至18.19亿元;2021年公司抛光垫业务批量出货及通用耗材业务稳步增长,营业收入同比增长29.47%至23.55亿元;2022H1,公司实现营业收入13.12亿元,同比增长19.72%。公司2017-2021年归母净利润亦波动较大,2022H1实现归母净利润1.94亿元,同比大幅增长112.74%。
毛利率、净利率逐渐改善,费用率趋于稳定。2017-2021年,公司毛利率分别为37.21%、38.87%、35.66%、32.77%、33.44%,净利率分别为20.16%、20.28%、1.43%、-7.21%、10.40%。其中2019年、2020年公司受到合并报表范围变更、汇兑损益、股权激励等影响,费用率上升较大,故净利率下降较多。2022H1,公司毛利率、净利率分别提升至37.87%、17.34%,费用率亦趋于稳定。
研发费用大幅提升,研发费用率处于行业中游水平。2017-2021年,公司研发费用从0.91亿元提升至2.55亿元,2022H1研发费用为1.40亿元,同比增长22.99%。行业同比来看,公司研发费用率处于中上游水平,维持在10%左右。
CMP是用来实现晶圆表面平坦化的关键工艺。晶圆制造过程主要包括七大工艺:光刻、刻蚀、薄膜生长、扩散、离子注入、化学机械抛光、金属化。
化学机械抛光(CMP)技术结合了化学腐蚀与机械研磨的协同配合作用,实现物体表面多余材料的高效去除与全局纳米级平坦化。
CMP抛光基本原理是在晶圆抛光过程中,抛光头将晶圆待抛光面压抵在粗糙的抛光垫上,借助抛光液腐蚀、微粒摩擦、抛光垫摩擦等耦合实现全局平坦化,随后通过清洗清除晶圆表面的颗粒。
与传统平坦化工艺相比,使用CMP工艺的硅片能够获得硅片表面的全局平坦化,拥有更好的均匀性和平整度。多层金属互连技术的出现导致IC制造过程中不可避免的在层与层之间产生台阶,层数越多起伏越明显。为了减小台阶高度,出现了较早的是反刻、玻璃回流、旋涂膜层等平坦化工艺,这些传统工艺随着多层金属互连技术迭代,台阶高度减小的效用降低,并逐渐不能满足先进IC制造需求。在IBM引进CMP技术后,晶圆全局平坦化得以实现。
CMP工艺过程中所用到的设备和耗材主要包括CMP抛光设备、抛光液、抛光垫、清洁剂及其他耗材等。
CMP应用领域越来越广泛。最初,CMP用于互连技术中。随着IC制造的不断演进,CMP应用更加广泛,目前主要应用于衬底、金属(互连、扩散阻挡层)、介质层、平板显示等其他半导体领域中。
CMP工艺之所以拥有更好的均匀性和平坦度,与抛光材料密切相关。控制CMP工艺是困难的,因为影响均匀性和平坦度的不同参数之间存在相互影响、相互作用。其中抛光液磨料成分、抛光垫成分及结构设计是影响CMP抛光速率、非均匀性、稳定性等平坦化效果的重要考虑部分。
1)建立抛光液循环,并使抛光液有效均匀分布至整个加工区域;2)去除晶圆表面CMP残留物;3)去除传递材料机械载荷;4)维持抛光过程所需的机械和化学环境。
此外,抛光垫必须对抛光液具有良好的保持性,在加工时可以涵养足够的抛光液,使CMP中的机械和化学反应充分作用。
按照抛光垫材质结构的不同,可以分为聚合物抛光垫、无纺布抛光垫、带绒毛结构的无纺布抛光垫以及复合型抛光垫。
聚合物抛光垫的主要成分是发泡体固化聚氨酯,是最常用的抛光垫材料之一,主要用于粗抛工艺中;无纺布抛光垫容纳抛光液能力强,但是材料去除率较低,常用于细抛工艺中;带绒毛结构的无纺布抛光垫硬度小、压缩比大、弹性好,常用于精抛工序中;复合型抛光垫采用“上硬下软”的两层结构,兼顾平坦度和非均匀性,同时在基体中加入了能溶于抛光液的高分子或无机填充物,能有效延长抛光垫的使用寿命并降低缺陷率,减少抛光液的使用量。
抛光垫的技术难点主要包括使用寿命和表面沟槽设计,抛光垫使用寿命与其基体材料有关,沟槽设计则与其表面纹理相关。
抛光垫基体通常用聚氨酯做成,因为聚氨酯(聚合物)有像海绵一样的机械特性和多孔吸水特性,多孔的特点能帮助传输磨料和提高抛光均匀性。此外,抛光垫的另一大技术难点是其表面上的沟槽及突起图案,它可以促进抛光垫表面抛光液的流动,提高抛光垫与晶圆之间的摩擦,对抛光产物的排出、抛光液利用率以及晶圆片的材料去除率有着较大的影响;目前抛光垫表面纹理主要有常见表面纹理、放射同心圆复合纹理、螺旋状纹理、葵花籽状纹理,抛光性能各有优劣。
除了技术门槛高之外,抛光垫行业还具有客户认证周期长、供应链上下游利益紧密、行业集中度高、产品更新换代快的特征,这在某种程度上加大了抛光垫行业的进入门槛。
根据SEMI数据,全球半导体材料市场规模从2016年的428.2亿美元增至2021年的642.74亿美元,5年CAGR为8.46%;同期中国半导体材料市场规模从68亿美元增至119.29亿美元,5年CAGR为11.90%。
从细分市场来看,2019年半导体抛光材料占比接近7%,占全球半导体材料市场份额排名第五,位于大硅片、气体、光掩模、光刻胶之后。
从抛光材料细分价值量来看,抛光液、抛光垫占比较高。2018年抛光液占全球CMP抛光材料市场份额比重49%,抛光垫占比33%,调节器占比9%,清洁剂占比5%。
晶圆制造技术升级进步带来CMP工艺步骤大幅增长,CMP抛光材料在晶圆制造过程中的消耗量增加。
根据Cabot微电子数据,14纳米以下逻辑芯片工艺要求的关键CMP工艺将达到20步以上,使用的抛光液将从90纳米的五六种抛光液增加到二十种以上,种类和用量迅速增长;7纳米及以下逻辑芯片工艺中CMP抛光步骤甚至可能达到30步,使用的抛光液种类接近三十种。
同样地,存储芯片由2D NAND向3D NAND技术变革,也会使CMP抛光步骤数近乎翻倍。随着抛光次数的增加,抛光垫耗材的使用量也将随着提高。
预计2020-2025年全球CMP抛光垫市场规模年复合增速将超过6%,2025年将达到13.75亿美元。根据Techcet数据显示,预计全球半导体CMP抛光材料市场在2021年增长了近13%,达到30亿美元,2022年预计增长9%达到33亿美元,预计至2026年CMP抛光材料市场规模将超过40亿美元。同时预计全球抛光垫市场规模将从2020年的10.18亿美元增至2025年的13.75亿美元,复合年均增速为6.2%。
从国内市场来看,抛光垫市场规模由上游晶圆厂产量决定,2021-2024年晶圆厂产能CAGR为31.59%。根据中国内资晶圆厂官网及公告,国内12寸主要晶圆厂产能规划合计约为197.33万片/月,我们预计2024年产能将达到132.3万片/月,2022-2024年新增产能增速分别为43.82%、26.35%、25.40%。
预计2024年中国12寸抛光垫市场规模达到14.61亿元。根据鼎龙公告,公司抛光垫均价在2600-3000元之间,我们假设2022-2024年12寸抛光垫单价为3000元/片;同时根据中芯北方规划10万片/月产能使用抛光垫的量为36804片/年,我们预计2022-2024年中国12寸抛光垫市场规模约为9.22亿元、11.65亿元、14.61亿元,增速分别为43.28%、26.35%、25.40%。
全球半导体材料市场主要被日美欧等国外厂商垄断,而根据Mordor Intelligence统计显示,CMP抛光液市场集中度较整个半导体材料而言更加高。
CMP抛光垫市场集中度更高,Dow垄断市场份额 79%。根据Cabot Microelectronics统计,2019年全球CMP抛光液市场主要被Cabot、Hitachi、Fujimi和Versum四家厂商所垄断,合计占比约65%。抛光垫行业因为产品种类没有抛光液丰富,故行业集中度更加高,仅Dow一家市场份额达到79%,排名第二、第三的Cabot、Thomas West份额为5%、4%。
国内鼎龙率先瓶颈,市占率快速提升。目前国内仅鼎龙股份一家在半导体CMP抛光垫领域有所突破,公司产品得到了国内关键客户的认可,2019-2021年抛光垫收入分别为0.12亿元、0.79亿元、3.02亿元,我们估算得出公司在国内12寸抛光垫市场占有率分别4.74%、20.72%、47.16%。随着公司产能进一步提升,市占率将进一步提高,预计2022-2024年市占率分别为53%、60%、65%。
通用耗材又称为兼容耗材,是指能替代原装打印机的耗材。从产业链来看,上游主要是彩色聚合碳粉、显影辊、有机颜料、通用耗材芯片、胶件及光电辊等,下游主要应用于商业喷码、彩色激光打印机、彩色复印机、彩色激光一体机以及其他等。打印机主要有喷墨打印机和激光打印机,替换核心耗材分别为墨盒和硒鼓,而彩色聚合碳粉、通用耗材芯片、显影辊等主要用于制造墨盒、硒鼓等通用打印耗材。
从耗材行业价值链来看,耗材芯片阶段毛利率最高。原材料供应商的毛利率在20%-45%之间;通用耗材芯片厂商的毛利率最高,在40%-70%之间;通用耗材制造商的毛利率在25-%40%;分销商的毛利率最低,为10%-20%。
全球打印机安装量趋于稳定,约4.2亿台。根据灼识咨询数据,2015-2019年,全球激光打印机安装量从1.61亿台上升至1.645亿台,4年CAGR为0.5%;同期喷墨打印机安装量从2.67亿台下滑至2.61亿台,4年CAGR为-0.5%。预计至2024年全球激光打印机安装量将达到1.67亿。