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         半導體設備供應商 - 科林研發LRCX

出處：美股研習社

核心觀點：

1. 處於半導體產業鏈上游的設備廠商，明顯得益於此輪半導體超級週期 - 市場規模持續膨脹、新增訂單堆積、營收快速增長。而當前缺晶片（芯）依舊，代工廠晶圓產能尚未大規模落地，半導體設備需求保持強勁，預計2022年全球晶圓廠設備支出將擴大至1140億美元。

2. 作為全球第四大半導體製造設備和服務供應商，科林研發（拉姆研究，Lam Research）採取自主研發+戰略併購的路線來打造護城河，同時展開全球擴張的市場戰略布局。半導體超級週期的加持下，該公司營收連續六個季度創新高，完成V型反轉。

3. 由於同樣應用電漿技術（等离子体技术），蝕刻（刻蚀）和薄膜沉積製程（工艺）存在一些技術交集，設備也多出自同一批廠商。因此，科林研發（拉姆研究）、應用材料（应用材料）和東京威力科創（东京电子）三大巨頭在蝕刻（刻蚀）和薄膜沉積設備領域均具備壟斷地位。

4. 科林研發（拉姆研究）在蝕刻（刻蚀）領域占據主導地位：2016年推出的Flex™系統，提供業界首創的介電質（电介质）ALE生產製程（工艺），並已應用於量產，實現原子級的變數可控性（可变控制性）和業內最高的選擇性（选择比，Selectivity）。2019年推出的KIYO設備透過自我維護設備落實創紀錄的生產力，達到365天無需維護清潔操作、一年不間斷生產的里程碑，創下蝕刻（刻蚀）生產率的新行業基準。

5. 薄膜沉積領域裡，科林研發（拉姆研究）掌握最先進的ALD技術，能夠提供多種產品。其中，與傳統CVD的鎢填充相比，ALTUS MaxE系列採用的業界首款低氟鎢（LFW）ALD製程（工艺），可使檢測到的氟減少100倍、內在應力降低10倍、薄膜電阻降低30%。這項技術已連續領先行業15年，且被視為鎢原子層沉積行業的標竿。

6. 科林研發（拉姆研究）絕大部分的營收源自儲存（存储）領域，受記憶體（內存）價格影響較大，而得利於智慧型（智能）手機、伺服器（服务器）的更新換代，DRAM、NAND密度獲得提升，加上電動車ADAS的加速採用，以及DDR5的推廣，市場對DRAM、NAND的需求將進一步提升。同時，美光也預計2022年NAND需求將增長30%，DRAM需求將保持中高雙位數增長。

7. 馬太效應下，科林研發（拉姆研究）將繼續保持在蝕刻（刻蚀）和薄膜沉積領域的壟斷地位，同時，公司2022年營收將持續受益於全球半導體設備投資金額的擴張以及DRAM、NAND需求的提升。儘管近期受升息預期、通膨、反壟斷及疫情等宏觀因素影響，半導體設備板塊跟隨大盤調整，但短期回檔不改中期看好趨勢。

缺晶片（芯）依舊，代工廠晶圓產能尚未大規模落地，半導體設備需求強勁

         5G、IoT、AI、自動駕駛及資料中心（数据中心）伺服器（服务器）等市場的驅使下，又逢疫情催生全球數位化（数字化）趨勢，再加上減碳（脱碳）的環保相關投資的拉抬，市場對半導體的需求持續放量，原有晶圓產能跟不上客戶訂單量。因此，晶圓廠商紛紛擴產，半導體行業進入新一輪的上升週期。處於產業鏈上游的半導體設備廠商，明顯得益於此輪半導體超級週期 - 市場規模持續膨脹、新增訂單堆積、營收快速增長。

         據SEMI預估，2021年、2022年全球將新建29座晶圓廠（2021年增加19座，2022年增加10座），並於2023年~2024年陸續投產。其中，龍頭代工廠台積電新建晶圓產能大批落地將在2023年以後。因此，當前半導體的需求雖出現一定的結構性分化，但整體仍處於高榮景以及供需緊張的狀態，預計2022年整體產能依舊偏緊，仍有結構性的缺貨漲價：就SusquehannaFinancial Group的數據顯示，2021年12月半導體元件交期拉長至25.8週，季增6天，創2017年以來新高。幾乎所有類別的產品交期都延後，其中MCU和PMIC交期最長。

         而新晶圓廠落地投產前，必將採購大量半導體設備用以生產，因此，全球半導體設備銷售額將保持高增長：預計2021年年增44.7%至1030億美元，2022年全球晶圓廠設備支出將擴大至1140億美元，或完成罕見的連續三年增長，但增速有所放緩。

         另外，根據1月13日台積電最新財報，預計公司2022年資本支出為400億美元~440億美元，較2021年增加超過100億美元，暗示引起長達數月供應鏈緊縮的旺盛晶片（芯）需求或將持續數年，台積電此舉也將推動全球半導體設備投資金額穩步上升。



         半導體設備是推動IC技術創新的引擎，設備的研發通常需要領先製程3年~5年。半導體設備的技術迭代加快設備的更新換代，同時也推動半導體行業的發展。根據Gartner的資料，積體（集成）電路製造設備投資一般占總資本支出的70%~80%，且隨著製程升級，設備投資所占的比例還將進一步提高。





         半導體設備總支出中，晶圓製造設備所占的比例最大。2020年全球半導體設備銷售額年增19%至約712億美元，前中段（道）晶圓製造設備占86%，市場規模為613億美元。其中，前段（道）製造三大主設備 - 薄膜沉積設備、蝕刻（刻蚀）機、微影（光刻）機為晶圓製造的核心設備，同時技術門檻較高，2020年對應的全球市場規模分別為161億美元、128億美元和122億美元，所占的比例分別為23%、18%及17%。



半導體設備市場呈寡占格局，馬太效應下集中度不斷提升

         半導體設備是晶圓廠的基石，而美系半導體設備廠商約占Fab產線（薄膜沉積設備、蝕刻（刻蚀）機、微影（光刻）機等）50%的市場占有率，諸如科林研發（拉姆研究）、應用材料（应用材料）、科磊等全球壟斷層級的半導體設備巨頭，在先進製程依舊無可替代。其中，作為蝕刻（刻蚀）領域的霸主，科林研發（拉姆研究）於半導體超級週期的加持下，營收連續六個季度創新高，完成V型反轉。2021財年（FY21）營收增加45.6%至146.26億美元；淨利潤年增26.7%至39.08億美元。





         截止2022年1月24日收盤，科林研發（拉姆研究）2021年漲幅為53.66%。而2022年漲幅為-13.53%，跑輸同期標普500指數ETF（SPY：-7.39%），納斯達克100指數ETF（QQQ：-11.2%）和費城半導體指數ETF（SOXX：-11.85%）的漲幅。

         作為全球第四大半導體製造設備和服務供應商，憑藉著技術、產品、團隊、客戶等方面的優勢，科林研發（拉姆研究）在蝕刻（刻蚀）領域坐擁半壁江山。該公司創立於1980年，總部位於美國加州，致力於蝕刻（刻蚀）、薄膜沉積、光阻去除和晶圓清洗（去胶和清洗）等環節為全球客戶（如英特爾、台積電、三星、美光、海力士、東芝等）提供頂級設備與相對應的解決方案。



         除了蝕刻（刻蚀）領域完全依靠獨立研發達到領先水準之外，科林研發（拉姆研究）在其它領域和幾大半導體設備巨頭一樣，採取自主研發+戰略併購的路線來打造護城河，同時展開全球擴張的市場戰略布局，先後開拓了歐洲、韓國、中國、台灣、新加坡、日本、印度等市場。





持續高研發投入，產品迭代與差異化

         科林研發（拉姆研究）一直保持著較高的研發投入，研發費用率常年保持10%以上，近五年（FY17~FY21）累計研發投入達61.6億美元，透過產品的更新換代，以及差異化的策略，滿足不同客戶的訴求。同時，隨著產品的迭代和技術的提高，公司淨利率也大幅改善，從2020財年（FY20）的22.4%增至2021財年（FY21）的26.7%。



科林研發（拉姆研究）在蝕刻（刻蚀）和薄膜沉積設備領域占據壟斷地位，未來市場空間增量較大

         隨著製程升級，浸潤式微影機（浸没式光刻机）受波長限制，關鍵尺寸無法滿足要求，必須採用多重曝光製程（多重模板工艺），重複多次薄膜沉積和蝕刻（刻蚀）工法以施行更小的線寬，步驟和次數也相對應增加。據SEMI指出，20nm製程（工艺）需要的蝕刻（刻蚀）步驟約為50次，而10nm製程（工艺）和7mn製程（工艺）所需蝕刻（刻蚀）步驟則超過100次。因此，蝕刻（刻蚀）和薄膜沉積設備逐步成為更關鍵且投資所占比例最高的半導體設備，科林研發（拉姆研究）、應用材料（应用材料）和東京威力科創（东京电子）在這兩大領域均占據壟斷地位，且馬太效應加持下繼續保持寡占格局。



         蝕刻（刻蚀）是利用化學或物理方法有選擇性的從矽晶圓（硅片）表面去除特定區域的過程，目的是在塗光阻（涂胶）的矽晶圓（硅片）上正確複製光罩圖形（掩模图形）。蝕刻（刻蚀）領域裡，DRIE和ICP是目前兩大主流的技術路線：相比傳統的RIE技術，DRIE可實施高蝕刻（刻蚀）速率和深度蝕刻（刻蚀）；相比ECR技術，ICP技術的設備有所簡化，成本降低。另外，ALE技術能夠執行等向性蝕刻（Isotropic Etching）或非等向性蝕刻（Anisotropic Etching），可實現原子級的可控性、業內最高的選擇性（选择比），還是使某些積體（集成）製程（工艺）步驟能夠在7nm和5nm進行蝕刻（刻蚀）的唯一方式，有望成為下一代蝕刻（刻蚀）設備的產業趨勢，但目前尚屬於發展早期，其產能仍有待提高。



         科林研發（拉姆研究）在蝕刻（刻蚀）領域占據主導地位。2016年推出的Flex™系統，提供業界首創的介電質（电介质）ALE生產製程（工艺），並已應用於量產，實現原子級的變數可控性（可变控制性）和業內最高的選擇性（选择比）。另外，2019年推出的KIYO設備透過自我維護設備落實創紀錄的生產力，達到365天無需維護清潔操作、一年不間斷生產的里程碑，創下蝕刻（刻蚀）生產率的新行業基準。

         蝕刻（刻蚀）設備是晶圓設備裡所占比例第二高的市場，由科林研發（拉姆研究）、應用材料（应用材料）以及東京威力科創（东京电子）三分天下。2011年以來，蝕刻（刻蚀）於晶圓設備的所占比例從11%逐漸提升到20%左右。艾司摩爾於2015年推出EUV微影（光刻）機後，先進製程的生產效率獲得提升，多重曝光製程（多重模板工艺）的使用也相對減少，但晶圓產線對蝕刻（刻蚀）製程（工艺）精密度的要求仍在提高，因此蝕刻（刻蚀）設備於晶圓製造裡依然占有相當的重要性。2020年全球蝕刻（刻蚀）設備市場規模為136.9億美元，2022年有望達到183.9億美元。



         薄膜沉積製程（工艺）採用物理或化學方法使物質附著於基底（衬底，Substrate）材料表面，由於同樣應用電漿技術（等离子体技术），薄膜沉積和蝕刻（刻蚀）製程（工艺）存在一些技術交集，設備也多出自同一批廠商。因此，科林研發（拉姆研究）、應用材料（应用材料）和東京威力科創（东京电子）三大巨頭在蝕刻（刻蚀）和薄膜沉積設備領域均具備壟斷地位。



         PVD和CVD是目前主要的薄膜沉積技術，而基於CVD發展的ALD是未來產業技術的趨勢。其中，CVD市場為科林研發（拉姆研究）、應用材料（应用材料）和東京威力科創（东京电子）三大寡占，PVD市場是應用材料（应用材料）一家獨大，市占率長期約80%以上，ALD市場則受科林研發（拉姆研究）、艾司摩爾和東京威力科創（东京电子）三家公司主導。

         作為前段（道）製造三大主設備之一，薄膜沉積設備於晶圓產線各類設備裡的價值所占比例穩定在20%以上，是半導體設備裡價值最高的，未來市場空間增量較大。根據Maximize Market Research所提供的報告，2020年全球薄膜沉積設備市場規模約為172億美元，CAGR達11.2%。隨著產能擴張、產品及製程升級，2025年薄膜沉積市場規模有望達到340億美元，7年CAGR為11.9%。

         薄膜沉積領域裡，科林研發（拉姆研究）掌握最先進的ALD技術，能夠提供多種產品。其中，與傳統CVD的鎢填充相比，ALTUS MaxE系列採用的業界首款低氟鎢（LFW）ALD製程（工艺），可使檢測到的氟減少100倍、內在應力降低10倍、薄膜電阻降低30%。這項技術已連續領先行業15年，且被視為鎢原子層沉積行業的標竿。憑藉此技術，科林研發（拉姆研究）引領從CVD鎢晶核升級到ALD鎢晶核製程，並推出ALTUS® Max with PNLxT™、ALTUS® Max with LRWxT™、ALTUS® Max ExtremeFill™等一系列產品，提高填充性能的同時，進一步推動低電阻鎢解決方案的發展，延續公司在這一領域的領導地位。

科林研發（拉姆研究）絕大部分的營收源自儲存（存储）領域，受記憶體（內存）價格影響較大


         作為全球半導體最大的區隔領域，儲存（存储）裝置市場空間廣闊，2020年所占的比例達27%。其中，DRAM（53%，市場價值達854億美元）和NAND Flash（42%，市場價值達677億美元）合計占儲存（存储）晶片（芯）95%的市場占有率。


         得利於智慧型（智能）手機、伺服器（服务器）的更新換代，DRAM、NAND密度獲得提升，加上電動車ADAS的加速採用，以及DDR5的推廣，市場對DRAM、NAND的需求將進一步提升。同時，美光在最新的財報說明會上，預計2022年NAND需求將增長30%，與行業長期的CAGR一致，DRAM需求將保持中高雙位數增長。



         展望未來，科林研發（拉姆研究）預計2022財年第二季（FY2022Q2）營收介於41.5億美元~46.5億美元之間，年增至少20%，毛利率為45%~46%，non-GAAP EPS預計介於7.95美元~8.95美元之間。

         馬太效應下，科林研發（拉姆研究）將繼續保持在蝕刻（刻蚀）和薄膜沉積領域的壟斷地位，同時，公司2022年營收將持續受益於全球半導體設備投資金額的擴張以及DRAM、NAND需求的提升。儘管近期受升息預期、通膨、反壟斷及疫情等宏觀因素影響，半導體設備板塊跟隨大盤調整，但短期回檔不改中期看好趨勢。