半导体设备龙头企业北方华创

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今天我们一起梳理一下北方华创，公司主要从事基础电子产品的研发、生产、销售和技术服务， 主要产品为电子工艺装备和电子元器件 ，是国内主流高端电子工艺装备供应商，也是重要的高精密电子元器件生产基地。

公司电子工艺装备主要包括半导体装备、真空装备和锂电装备 ，广泛应用于集成电路、半导体照明、功率器件、微机电系统、先进封装、新能源光伏、新型显示、真空电子、新材料、锂离子电池等领域。电子元器件主要包括电阻、电容、晶体器件、微波组件、模块电源等，广泛应用于精密仪器仪表、自动控制等高、精、尖特种行业领域。

半导体制造过程分为硅片制造、晶圆加工和封装测试三个步骤。 半导体制造过程需要经过几百道复杂的工艺流程，但可以大致分为硅片制造、晶圆加工和封装测试三大环节。 硅片制造是半导体制造的第一大环节，主要是将天然硅石通过提炼加工得到晶圆加工所需要的硅片，其涉及的主要设备包括单晶炉、切磨抛光设备。晶圆制造是通过数百道复杂工艺将硅片加工成半导体的过程，其涉及的主要设备包括热处理、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、抛光和清洗等设备。 封装和测试是将完成加工的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程，主要涉及的设备有分选机和测试机等。

半导体设备投资中晶圆加工设备占比达80%。 半导体设备在新建的晶圆厂资本支出中占比为80%，而在半导体设备中晶圆加工设备占比为80%，为最主要的资本支出项目，封装测试设备占比15%，其余设备占比5%。根据前瞻产业研究院的数据，在晶圆加工设备中，刻蚀机投资占比最高达30%，其次是薄膜沉积设备占比25%，光刻机占比23%，其余设备合计占比22%。 在各细分领域中，我国半导体设备企业具备竞争力的设备主要包括刻蚀设备、薄膜沉积设备以及清洗设备 。

2019年全球刻蚀设备规模约115亿美元，市场集中度高，CR3达91%。 全球刻蚀设备主要由泛林半导体（LAM）、东京电子（TEL）和应用材料（AMAT）垄断，其市场占有率分别为52%、20%和19%。 国内主要的刻蚀设备企业包括中国电科、中微公司、北方华创和屹唐半导体。其中中微公司刻蚀产品以电容耦合刻蚀（CCP）为主，北方华创刻蚀产品以电感耦合刻蚀（ICP）为主 。

薄膜沉积设备以化学气相沉积（CVD）为主，占比53%，物理气相沉积（PVD）占比25%。 半导体薄膜沉积设备主要可以分为CVD、PVD和包括原子层沉积（ALD）在内的其他沉积设备。根据前瞻产业研究院数据，三者的市场份额占比分别为53%、25%和18%。在CVD市场中。应用材料、泛林半导体和东京电子占据了70%的市场份额；在PVD市场中，应用材料市占率高达85%，处于绝对垄断的地位。 国内薄膜沉积设备龙头有北方华创和沈阳拓荆。其中，北方华创产品线覆盖CVD、PVD和ALD，沈阳拓荆主要覆盖CVD和ALD 。

半导体清洗设备中，湿法清洗为主，占比90%，干法清洗占比10%。 随着半导体制程推进，对工艺水平要求也越来越高，清洗工艺显得越发重要。按照清洗原理来分，清洗设备可分为干法清洗设备和湿法清洗设备，其中湿法清洗设备市场占比达90%，是主要的清洗设备。清洗设备市场集中度较高，CR4达94%，其中Screen市占率54%，是清洗设备的主要生产商。 国内清洗设备商主要有至纯 科技 、北方华创和盛美半导体，盛美半导体目前主要产品是单片式清洗设备，北方华创和至纯 科技 目前仍主要以槽式清洗为主，三者核心产品存在差异，正面竞争较少 。

近年来我国半导体设备市场正处于快速增长的阶段，2015年我国半导体设备市场规模为49亿美元，2019年在全球市场下降的情况下，大陆半导体设备市场规模达134.5亿美元，同比增长2.6%，2015-2019年CAGR为28.7%，高于全球平均水平。 随着今年国内晶圆厂资本支出的上升，半导体设备将充分受益 ，根据SEMI的最新预测，2020年中国大陆半导体设备市场规模将达173亿美元，同比增长28.6%。而在2020年国内晶圆厂密集资本支出之后，2021年中国大陆半导体设备市场规模将小幅回落，市场规模为166亿美元，同比下降4%，仍旧为全球最大半导体设备市场。

2019年国产半导体设备销售额为161.82亿元，同比增长30%。其中集成电路设备销售额为71.29亿元，同比增长55.5%。而中国大陆2019年半导体设备市场规模134.5亿美元，国产化率约17%，具备较大国产替代空间 。

半导体设备是公司最重要的业务，也是未来最重要的发展方向。 北方华创作为国资背景的半导体设备国产化主力军，承担了863计划和国家02专项等多个半导体设备公关研发项目，包括刻蚀设备、PVD和CVD设备的研发和产业化，公司承担项目已部分完成验收实现产业化。

在集成电路刻蚀设备方面，公司主要覆盖ICP刻蚀设备，而中微公司主要覆盖CCP刻蚀设备，两者短期内并不存在直接竞争的关系。 公司ICP刻蚀设备主要用于硅刻蚀和金属材料的刻蚀，28nm制程以上刻蚀设备已经实现产业化，在先进制程方面，公司硅刻蚀设备已经突破14nm技术，进入上海集成电路研发中心，与客户共同开展研发工作。

PVD是公司最具竞争力的半导体设备产品。 磁控溅射技术属于PVD（物理气相沉积）技术的一种，是制备薄膜材料的重要方法之一。北方华创突破了溅射源设计技术、等离子产生与控制技术、颗粒控制技术、腔室设计与仿真模拟技术、软件控制技术等多项关键技术，实现了国产集成电路领域高端薄膜制备设备零的突破，设备覆盖了90-14nm多个制程。根据公司官网消息，公司PVD设备被国内先进集成电路芯片制造企业指定为28nm制程Baseline机台，并成功进入国际供应链体系。

公司氧化扩散设备技术成熟，国内市占率较高。 氧化是将硅片放置于氧气或水汽等氧化剂的氛围中进行高温热处理，退火指集成电路工艺中所有在氮气等不活泼气氛中进行热处理的过程。上述工艺广泛用于半导体集成电路制造，北方华创的立式炉、卧式炉设备达到国内半导体设备的领先水平，成为了主流厂商扩散氧化炉设备的优选，实现了较高的设备国产化率。

公司依靠地理优势，提供优质本地服务，增强了产品竞争力。随着国内晶圆厂资本支出上升，半导体设备国产化步伐加快，公司近年来在长江存储、华虹无锡、华力集成、上海积塔、燕东微电子等多个项目取得订单。公司5/7nm先进制程设备研发项目有序推进，奠定公司长期竞争力 。

一、半导体设备龙头企业

北方华创成立于2001年，前身可追溯到国家“一五”期间建设的军工重点项目；2010年深交所上市；2015年七星电子和北方微电子战略重组为北方华创；2016年完成重组并引进大基金等战略投资者实现了产业与资本的融合；2017年更名北方华创；2018设立北方华创美国硅谷研究院，开展先进半导体设备技术研发；2019年募资20亿元用于半导体设备研发及产业化项目和高精密电子元器件扩产。

二、业务分析

2015-2020年，营业收入由8.54亿元增长至60.56亿元，复合增长率47.96%，20年同比增长49.23%，2021Q1实现营收同比增长51.76%至14.23亿元；归母净利润由0.39亿元增长至5.37亿元，复合增长率0.73%，20年同比增长73.75%，2021Q1实现归母净利润同比增长175.27%至0.73亿元；扣非归母净利润分别为-0.05亿元、-2.61亿元、-2.08亿元、0.76亿元、0.70亿元、1.97亿元，20年同比增长180.81%，2021Q1实现扣非归母净利润同比增长348.98%至0.32亿元；经营活动现金流分别为-0.44亿元、-2.01亿元、0.32亿元、-0.20亿元、-9.41亿元、13.85亿元，20年同比增长247.12%，2021Q1实现经营活动现金流同比下降8.40%至6.61亿元。

分产品来看，2020年电子工艺装备实现营收同比增长52.58%至48.69亿元，占比80.40%，毛利率减少5.79pp至29.44%；电子元器件实现营收同比增长37.46%至11.65亿元，占比19.24%，毛利率增加6.26pp至66.15%；其他实现营收同比增长12.29%至2192.83万元，占比0.36%。

2020年前五大客户实现营收26.44亿元，占比43.66%，其中第一大客户实现营收11.77亿元，占比19.43%。

三、核心指标

2015-2020年，毛利率由40.62%下降至17年低点36.59%，随后逐年提高至19年40.53%，20年下降至36.69%；期间费用率16年上涨至高点64.11%，随后逐年下降至19.19%，其中销售费用率16年上涨至高点6.70%，随后逐年下降至18年低点5.08%，而后上涨至5.84%，管理费用率16年上涨至高点55.72%，随后逐年下降至19年低点13.75%，20年上涨至14.06%，财务费用率由1.96%下降至17年低点1.20%，随后逐年上涨至19年高点2.44%，20年下降至-0.71%；利润率由8.79%下降至17年低点7.53%，随后逐年提高至14.06%，加权ROE由2.09%提高至8.51%。

四、杜邦分析

净资产收益率=利润率*资产周转率*权益乘数

由图和数据可知，15-17年净资产收益率的提高是由于资产周转率和权益乘数的提高，18年净资产收益率的提高是由于利润率、资产周转率和权益乘数共振提高所致，19年 净资产收益率的下降是由于权益乘数的下降，20年净资产收益率的提高是由于利润率和资产周转率的提高。

五、研发支出

20年公司研发投入同比增长41.39%至16.08亿元，占比26.56%，资本化10.52亿元，资本化率65.38%；截止2020年末公司研发人员1415人，占比23.67%。

六、估值指标

PE-TTM 150.18，位于近3年50分位值附近。

根据机构一致性预测，北方华创2023年业绩增速在33.45%左右，EPS为2.84元，18-23年5年复合增长率43.33%。目前股价176.46元，对应2023年估值是PE 61.97倍左右，PEG 1.85左右。

看点：

公司作为国内半导体设备龙头企业，深度布局半导体装备、真空装备、新能源锂电装备和精密元器件，产品体系具有较强竞争力，同时在技术研发、客户卡位等方面优势明显，叠加晶圆厂扩产潮再度开启，国产替代进程提速可期，公司核心竞争优势凸显，有望引领半导体设备国产替代大潮崛起。

6月2日，华为鸿蒙 *** 作系统正式发布。

一款独立自主的 *** 作系统，无疑是华为手里的一把尖刀，担当着刺破美国全方位封锁的重任。

那么，鸿蒙撑得起国人的希望吗？

大家都知道， *** 作系统能不能成功，能不能形成自己的生态，关键要看用户数量。

按照华为的计划，鸿蒙系统今年就将覆盖2亿台手机设备，成为全球第三大 *** 作系统。

2亿这个数字看上去很大，其实实现并不困难。因为华为现在的存量手机用户就超过7亿，去掉那些配置太低的，只要更新一下系统，他们就变成鸿蒙用户了。

但鸿蒙想要真的有所发展，肯定不能象搞三胎生育一样，只依靠已经生了二胎的老用户，还要开疆拓土发展新用户。

这恰恰是摆在华为面前最大的一道难题。

市场研究机构Canalys发布报告显示，今年一季度，华为全球手机出货量1860万台，市场份额仅剩5%。这里面还有1500万台是国内销量，华为在海外的竞争力已经几乎归零。

而华为的至暗时刻，恐怕还在未来。

前段时间有消息称，由于缺少5G射频芯片，华为的下一代旗舰手机将不再支持5G功能，退回4G时代。

如果这种状况持续下去，华为可能在5G手机时代遭遇灭顶之灾，鸿蒙系统将成为无根之木。

大家心目中的“5G霸主”华为，怎么就被5G卡住了脖子？

事实上，不只是华为，靠制造业起家的中国，在整个半导体领域，却偏偏被卡在了制造环节。中国当前最大的焦虑，不在软件，而在硬件。

1、华为做手机，一直不“硬”气

要想看清华为手机如今的困境，我们先要搞明白，华为在整个手机产业链上，究竟处在什么位置。

2002年，任正非曾经拍桌子怒斥员工：华为不做手机，早有定论，谁再胡说，谁下岗！

这是因为，华为此前就在消费者业务上吃过大亏。

上世纪90年代，手机还没有普及，华为当时造的是无绳电话。

这些电话其实并不是华为自己生产的，而是找人代工，质量把控就是一场灾难。

有人回忆，1998年春节，华为打着“清仓大优惠”的名义，给内部员工卖了不少“孝心电话”，拿回去孝敬爸妈，结果基本都不能用。

董明珠给员工的“福利”，华为早在20多年前就给过了。

当然，任正非在那次“怒斥”后不久，又改变了主意，重新投入手机行业。因为造手机真是来钱太快了。

华为的竞争对手中兴，靠小灵通赚了100多个亿。做寻呼机起家的波导，一夜间变成“手机中的战斗机”。

这个时候，全球产业分工越来越成熟，任何一个制造环节，都有人帮你做好。手机品牌拼的不是技术，而是产品设计+营销。只要把美国、日本产的硬件拿过来，找人一组装，再配上营销噱头，谁都能来插一脚。

再往后，就连完全没有通信行业背景的雷军、罗永浩们，也能造手机了。

都说中国制造业不缺技术，缺设计。可是手机行业恰恰相反，无论是华为还是小米，大家都把设计做到了极致，却不掌握任何硬件生产技术。

具体到手机芯片，同样如此。华为虽然自己研发了麒麟芯片，但只是负责设计，生产环节则交给台积电代工。

后面的故事大家都知道了，一旦美国禁止台积电为海思代工，没有任何一家中国企业能够接过芯片制造的重任。

2、“不起眼的”射频芯片，困住了华为

尽管麒麟芯片被美国列为重点打击目标，但是在过去两三年的缓冲期内，华为已经要求台积电大量备货，暂时还不用担心断货。

谁成想，一个小小的5G射频芯片，却彻底难住了华为。

射频芯片是什么东西？

打个比方，如果说麒麟、骁龙芯片相当于手机的大脑，那么射频芯片就是运动神经，实现着手机最基本的通信功能。

大家知道，手机是通过发射和接收一定频率的电磁波，实现通话和上网的。负责收发电磁波的模块，就叫做射频模块。

没有这个模块，你的手机就是一块无法联网的板砖。

从价值量来说，射频芯片在整个手机中占的比例并不高。2G、3G、4G时代，一个射频芯片的价格大约是3美元、8美元、18美元，5G芯片也不过是25美元左右。跟动辄上百美元的手机CPU相比，简直不值一提。

但就是这个小小的射频芯片，却是所有手机零部件中，中国对美国依赖程度最高的一环。

全球射频芯片行业，完全被美国和日本垄断，包括日本的村田（Murata），以及美国的思佳讯（Skyworks）、博通（Broadcom）、威讯（Qorvo）和高通（Qualcomm）。

如果我们统计一下美国芯片企业对华出口比例，上面的4家公司刚好排在前四名。

2018年之前，思佳讯等美国企业，一直是华为手机射频芯片的主供应商。可是特朗普制裁令下，到Mate 30问世时，华为为了规避风险，排除了美国企业，但仍然要依赖日本村田。

细心的朋友应该已经发现了，上面这张图里，Mate 30的射频芯片供应商，还包括了华为海思（Hisilicon），以及另一家中国厂商卓胜微（Maxscend）。

这是怎么回事？我们已经实现了国产替代吗？

答案是替代了一部分，但最重要的部分，还没有替代。而那个最重要的部分，正严重受限于制造技术的欠缺。

到目前为止，为了不给大家添麻烦，我们一直在笼统地使用“射频芯片”这个概念。实际上，射频芯片也是由多个元器件组合而成的，主要包括滤波器、功率放大器、低噪声放大器、开关等等。

根据网友“tomato研究员”拆解，华为Mate 30的功率放大器、低噪声放大器，是由海思自研，另外还使用了两颗卓胜微的开关。

不过最难做的滤波器，以及大部分开关，仍然来自日本村田。

这里还涉及到一个模组化的问题。

我们刚才提到的几种射频元器件，既可以单独安装在手机主板上（叫做分立器件），也可以全部集成在一个芯片模组内。

模组方式比分立器件占用空间小，性能也更高，是高端手机的首选。

可是华为换用国产器件后，面临的问题就是无法模组化，从而影响性能。

另外一个问题是，国产分立器件，在4G时代或许勉强够用，却不足以支撑5G。在2020年发布的P40 Pro中，华为为了支持5G功能，重新用回了美国产品。

因此，随着美国企业对华为彻底断供，华为5G手机停产也就成了必然。

3、最大的瓶颈在哪里？

那么中国企业在射频元器件上，跟美国的差距究竟在哪？何时才能实现完全的国产替代？

我们可以从卓胜微的身上找到线索。

尽管卓胜微是华为的供应商，但其实它的开关产品，也不是自己造的。

根据卓胜微上市前的招股书解释，公司本身只负责产品设计，生产环节完全外包。以色列半导体代工企业Tower Jazz，和台积电两家，是卓胜微最主要的代工厂。

也就是说，卓胜微跟华为海思一样，都是纯粹的芯片设计企业。半导体行业内，这类企业一般被叫做Fabless，意思就是没有生产线。

相对应的，台积电、中芯国际这类没有设计，只负责代工的企业，叫做Foundry。

跟台积电比起来，Fabless企业最大的优势就是资产轻，赚钱快。2020年，卓胜微只有276名员工，营收28亿，平均每人贡献1000多万业绩，毛利率也超过50%。

可是，在低端开关领域站稳脚跟之后，卓胜微试图进军高端市场，尤其是射频领域价值量最高的滤波器时，却遇到了瓶颈。

滤波器的设计，绝不只是拿EDA软件模拟一下就能完成的。在纳米尺度上，电子在半导体材料中如何移动，不仅仅取决于理论设计，同样跟制造工艺息息相关。

一家单纯的Fabless企业，没有对生产制造工艺的深刻理解，根本无法设计出合格的滤波器。

反观美国日本的射频芯片巨头，大部分都是设计制造一体化。从芯片的设计，到制造、封装，全部流程都是自己来。

这样一来，它们既有最深刻的技术理解，也掌握着全部的行业话语权，完全不给别人分享利润的机会。

当年那个赚快钱的卓胜微，想要更进一步，就没有别的选择，只能补上制造这一课。

2020年5月，卓胜微公告定增30亿，投入两个射频芯片产业化项目，其中22.4亿元投向硬件设备，把自己变成了一个重资产公司。

只有从头把苦再吃一遍，才有资格去谈完全国产替代。

4、产业资本的责任

我们说卓胜微“吃苦”，只是就商业模式而言。其实，卓胜微的高管们，日子仍然过得很滋润。

2019年6月上市以来，卓胜微不到两年之内，股价就涨了30多倍。

对于这家承载着中国射频芯片希望的公司，中国股民可谓十分慷慨。截止到今年6月1日，卓胜微总市值达到1400亿元，PE（ttm）接近100倍。

相比之下，思佳讯当前PE（ttm）只有23倍，总市值约合不到1800亿人民币。中国人已经按照世界级巨头的水平给卓胜微估值了。

可是股民们支持中国 科技 的钱，却在被人大笔套现。

2020年6月，卓胜微首发限售股刚一解禁，3个股东就发出减持公告，合计减持公司8%的股份。截止到今年1月，其中一个股东已经套现42.39亿，超过投资生产线所需的资金。

此外，卓胜微还被质疑用业绩激励的方式，向员工输送利益。

去年底，卓胜微面向中层以上管理人员，推出股权激励计划，按当时股价计算，授予股份价值超过4000万元。但公司设置的业绩目标却非常低，毫无激励意义，相当于给员工白送钱。

当然，何师傅并不是反对投资人套现，毕竟在卓胜微发展初期，这些投资人也是真金白银为公司做出了贡献。

你或许很难想象，卓胜微这家国产射频企业，最早竟然全靠三星的订单养活。三星至今也是卓胜微最大的客户，其次才是小米。卓胜微进入华为供应链，仅仅是近两年的事。

如果没有其它国内投资机构的支持，卓胜微恐怕早就失去了为华为供货的机会。这些投资人，有资格获取相应奖励。

但问题在于，完全市场化的奖励机制，并不能匹配中国 科技 进一步攻坚克难的需要。

在纯市场机制下，资本总是流向赚钱最容易的地方。华为2020年总营收超过8900亿元，消费者业务贡献度超过50%。在整个半导体产业链上，华为找到了一块最容易吃到的蛋糕。

可是另一面，负责芯片代工的中芯国际，去年才首次实现盈利。

如果只看模拟芯片行业，只做设计的卓胜微毛利率57%，估值接近100倍。设计制造一体化的华润微，毛利率只有30%，估值相应地也只有60多倍。

设计制造一体化，是模拟芯片行业大势所趋，然而资本的选择却是相反的。

过去20年里，无论是政府和国有资本，还是中国普通股民，给中芯国际等新芯片代工厂的支持不可谓不少。然而作为一个资本开支极其庞大的行业，全指望政府和散户做风投，肯定是不现实的。

中国的产业资本，应当承担起更多的责任。

另一家国产射频芯片企业昂瑞微的董事长钱永学，在谈到行业瓶颈时一针见血：“大公司要担负大公司的责任”。他指的，是那些在终端市场赚到大钱的手机厂商们。

钱永学的呼吁是有效果的，2020年，华为哈勃入股昂瑞微，成为第四大股东。而它的第三大股东，是小米。

回顾华为手机业务发展史，最初靠全球化分工占领终端市场，随后切入芯片设计和 *** 作系统。在商业上，这都是最成功的选择。

然而，华为当下最重要的任务，恐怕不是继续做一家成功的商业公司，而是如何去反哺中国半导体制造这个最大短板。

不要让重资产的半导体制造业，一直当“孤胆英雄”。

参考资料：

1、《Global Smartphone Market Q1 2021》，Canalys

2、《一位前华为人亲历的华为手机发展史：最牛产品是如何炼成的》

3、《射频芯片千亿空间，国产替代曙光乍现》，华西证券

4、《可能是全网最详细的华为mate30系列供应链拆解》，tomato研究员

5、《拆开华为P40 Pro后，我看哭了》，好基友

6、《中科汉天下钱永学：手机厂商有责任扶持国内供应链》，集微网

n-type和p-type半导体区别为：是多数载流子不同、导电效果不同、常温电导率不同。

一、是多数载流子不同

1、n-type半导体：n-type半导体的多数载流子是电子。

2、p-type半导体：p-type半导体的多数载流子是空穴。

二、高温导电效果不同

1、n-type半导体：在相同高温温度下，n-type半导体的电子更活跃，导电效果比p-type半导体的导电效果要好。

2、p-type半导体：在相同高温温度下，p-type半导体的电子更惰性，导电效果比n-type半导体的导电效果要差。

三、常温电导率不同

1、n-type半导体：在相同常温温度下，n-type半导体的电子更惰性，电导率比p-type半导体的电导率要差。

2、p-type半导体：在相同常温温度下，p-type半导体的电子更活跃，电导率比n-type半导体的电导率要好。

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