2024年京仪装备研究报告：国内半导体专用温控废气处理设备小巨人-持续受益于国产化浪潮

2024年京仪装备研究报告：国内半导体专用温控废气处理设备小巨人_持续受益于国产化浪潮一、国产半导体专用温控设备领军者，拓宽产品布局打开成长空间（一）国内半导体专用温控设备龙头，拓展产品矩阵实现快速成长公司自2013年起依托北京自动化院研发半导体专用设备，于2016年正式成立，是目前国内唯一一家实现先进制程半导体专用温控设备和国内极少数实现先进制程半导体专用工艺废气处理设备规模应用的制造商，客户覆盖长江存储、中芯国际、华虹集团等：技术积累阶段（2013-2017年）：公司自2013年开始专注于半导体专用设备赛道，2016年半导体专用温控设备率先取得突破，成功进入中芯国际供应链，2017年公司继续在温控设备领域发力，顺利导入华虹、北方华创、大连英特尔等头部客户；拓展迭代阶段（2018-2022年）：依托在初代温控设备上积累的技术经验和客户资源，公司相继研制出了首台节能温控设备、低温温控设备、嵌入式晶圆传片设备，并将等离子/电加热废气处理等设备实现大规模商用，产品组合进一步丰富；快速发展阶段（2023年-至今）：2023年11月公司成功在科创板上市，IPO募集资金将助力公司建设集成电路制造专用高精密控制装备研发生产基地，全面提升公司半导体专用设备的研发、制造和服务能力，未来多款产品份额有望持续提升。公司主营产品包括半导体专用温控设备（Chiller）、半导体专用工艺废气处理设备（LocalScrubber）和晶圆传片设备（Sorter）三大产品线，目前可被广泛应用于逻辑、存储领域，未来公司将以低温化、集成一体化、高传片量为发展方向，持续迭代产品性能：半导体专用温控设备（Chiller）：公司目前可提供-45度至120度单通道、-70度至120度双通道、-75度至120度三通道温控设备，并成功适配TEL、应用材料、北方华创等品牌的主设备，未来公司将继续研发超低温温控设备，不断拓宽产品系列；半导体专用工艺废气处理设备（LocalScrubber）：公司可提供多种废气处理设备，包括等离子式、电加热式、燃烧式，目前可覆盖成熟逻辑和先进存储芯片制造中的刻蚀、沉积等工艺，未来公司将重点向集成一体化方向发展，并持续提高市场份额；晶圆传片设备（Sorter）：公司产品可以使晶圆下线、传片、翻片、倒片、出厂过程实现全自动化运行，目前已可满足90nm-28nm逻辑芯片的各种工艺需求，且设备传片量均已超过330片/小时，未来公司将继续提升传片量增强核心竞争力。公司实际控制人为北京市国资委，管理层积极持股，股权结构稳定。截至2023年11月29日，京仪集团持有公司28.13%的股权，为控股股东，北京市国资委直接持有北控集团100%股权，通过北控集团、京仪集团间接持有京仪装备28.13%的股权，为公司的实际控制人；公司第二大股东为安徽北自投资管理中心，系公司创始股东，持有17.20%股份，其股东包括公司副董事长赵力行、总经理兼董事于浩等公司高管，股权结构较为稳定。公司核心技术团队研发经验丰富，具有知名晶圆制造厂、半导体设备公司任职经历。公司董事、总经理于浩曾任中芯国际集成电路制造（北京）有限公司制程工程师，在半导体行业中积累了17年的经验；副总经理、总工程师周亮曾任职于大连英特尔、紫光集团等，拥有13年半导体行业经验；公司Chiller、Scrubber、Sorter研发部副总工程师、技术总监均有10年以上的研发或产品经验。研发团队实力强劲，为公司长期发展保驾护航。（二）公司业绩持续高增长，规模效应下盈利能力有望稳步提高背景下半导体设备行业加速发展，公司持续拓宽产品布局，业绩实现快速增长。下游晶圆厂扩产叠加进程加速，公司作为国内半导体专用附属设备领域龙头，积极把握时代机遇拓宽产品系列，业绩实现高速增长。公司营业收入从2019年的2.31亿元增长至2022年的6.64亿元，CAGR为42.18%；归母净利润从2019年的-0.29亿元增长至2022年的0.91亿元。2023年在行业整体承压背景下，公司积极扩大客户群体覆盖度，业绩持续提高。根据业绩快报，公司预计2023年实现营业收入7.42亿元，YoY+11.84%，实现归母净利润1.18亿元，YoY+29.29%。展望未来，随着行业周期回暖，叠加公司产品系列的不断完善、市场份额的进一步提升，业绩有望保持高增态势。分业务看，公司半导体专用温控设备、废气处理设备业绩增长强劲，晶圆传片设备已实现批量出货，随着装机量的提升，公司零配件及支持性设备与维护维修业务量稳中有升。未来随着晶圆传片设备的快速放量，有望协同温控设备、废气处理设备贡献业绩增长：半导体专用温控设备：2022年公司温控设备收入3.17亿元，占比47.72%，毛利率为43.17%。受益行业发展叠加公司在温控设备领域积累的优势，公司产品快速放量，未来随着下游晶圆厂扩产叠加加速，公司温控设备收入有望持续高增；半导体专用工艺废气处理设备：2022年公司废气处理设备收入2.27亿元，占比34.18%，毛利率为46.51%。公司等离子体、电加热和燃烧型半导体专用废弃处理设备布局全面，未来有望向面板等泛半导体领域扩张，带动业绩进一步提升；晶圆传片设备：2022年公司晶圆传片设备收入0.19亿元，占比2.86%，毛利率为17.39%。公司晶圆传片设备已在逻辑芯片领域实现放量，未来随着客户群的丰富和出货量的增加，规模效应逐渐显现，公司晶圆传片设备业务毛利率有望不断提高；零配件及支持性设备及维护维修：2022年零配件及支持性设备及维护维修合计贡献0.9亿元收入，随着设备销售数量的增长，在设备质保过期后客户维保需求逐渐显现，有望为公司零配件及维修业务收入贡献新增量。规模效应下公司毛、净利率稳步提升，期间费用率趋于平稳，盈利能力有望逐步提高。随着公司温控设备和废气处理设备的放量，规模效应逐渐显现，带动公司综合毛利率从2019年的29.56%稳步提升至2023Q1-3的37.91%。期间费用率方面，由于2019年公司尚处于业务拓展阶段，为客户提供的附带质保条款及服务费用较多导致当期销售费用率较高，2020年后随着公司经营规模的增加，期间费用率逐渐趋于稳定。展望未来，随着公司晶圆传片设备的逐步放量以及产品结构的持续优化，盈利能力有望进一步提高。公司在手订单充足，经营性现金流表现良好，有望为公司长期发展提供坚实保障。公司半导体专用温控/废气处理设备性能优势显著叠加进程加速，在手订单稳步增长，2022年底公司合同负债为3.20亿元，2023Q3末增长至3.30亿元，充沛的在手订单有望支撑公司业绩长期增长。现金流方面，2019-2023Q1-3公司持续投入以提升产品性能、扩大市场份额，投资性活动现金流保持为负，2021年公司经营性活动现金流开始由负转正，并在2023Q1-3达到0.64亿元，为后续长期发展提供有力保障。（三）需求回暖有望带动晶圆厂资本支出回升，公司有望显著受益终端市场回暖+科技创新有望带动晶圆厂CAPEX恢复高增，提振半导体设备行业需求。受半导体行业周期性波动影响，2023年全球头部晶圆厂资本开支的上行趋势有所放缓。展望后续，随着手机、PC等泛消费类需求回暖叠加AI、新能源汽车等新兴产业发展，有望带动晶圆厂资本支出重回增长轨道，进而提振半导体设备行业需求。根据SEMI预测，在2022年至2026年的预测期内，芯片制造商预计将增加300mm晶圆厂产能，以满足需求增长，全球/中国大陆12英寸晶圆的产能将在2026年达到960/240万片/月，全球及国内半导体设备的市场规模也有望随之增长。京仪装备作为国内唯一一家实现先进制程半导体专用温控设备和极少数实现先进制程半导体专用废气处理设备规模应用的设备厂商，有望在下游晶圆厂新一轮扩产周期中显著受益。公司自研掌握多项核心技术和专利，成功构筑企业技术护城河。截至2023年8月31日，公司已获专利224项，其中发明专利83项。在温控设备的研发中，公司自主研发并掌握了制冷控制、精密控温等核心技术，并结合温度控制算法，实现半导体前道工序环节温度的快速切换和精准控温；在废气处理设备的研发中，公司自主设计等离子（Plasma）发生器及控制单元、燃烧点火装置等核心工艺器件，掌握低温等离子废气处理、新型材料防腐及密封和系统设计算法等核心技术，实现国产半导体专用工艺废气处理设备的突破；在晶圆传片设备的研发中，公司自主研发并掌握了晶圆自动寻心装置技术、晶圆传控技术、晶圆翻片技术和微晶背接触传控技术等核心技术，成功构筑企业技术壁垒。公司平台化布局满足客户多样化需求，持续迭代产品性能提升核心竞争力。半导体专用温控设备方面，公司产品在28nm、14nm逻辑芯片以及128、192层存储芯片领域均有良好的表现，温控范围从-70℃到120℃，温控范围、温控精度和冷却能力等指标均处于国内领先、国际先进水平，未来公司将持续向-120℃超低温领域研发。半导体专用工艺废气处理设备方面，公司已有燃烧式、等离子式和电加热式设备，可处理氢气、硅烷气体、碳氟气体、三氟化氮等；同时在处理容量、进气口数量以及燃料类型等方面又进行了多机型扩展，以满足不同客户需求，未来公司将向集成一体化方向发展。晶圆传片设备方面，公司正加速研发核心零部件多关节大气洁净机械手、晶圆载物台，以期实现供应链的自主可控。随着公司产品系列的逐步完善&性能的迭代，市场占有率有望进一步提升。二、下游需求复苏叠加替代加速，带动国内半导体专用设备市场发展复盘全球半导体行业发展，行业景气周期已触底回暖。从2000年起，全球半导体共经历5轮左右的周期，每轮周期约4年左右。2019年下半年以来，5G、新能源车等领域爆发带动半导体需求增长，供需错配形成一轮超级周期，在超级景气的半导体周期后，全球半导体行业销售额同比增速在2021Q2见顶回落，而后同比降幅在2023M5出现收窄，参考行业当前周期，我们认为半导体行业已逐步回暖。目前国内LED驱动、DDIC等行业芯片公司已率先完成去库存阶段，手机、安防等相关泛消费类芯片需求也逐渐触底回升。国际贸易形势变化凸显半导体产业国产化的战略意义，半导体设备加速进行。芯片法案等事件凸显半导体设备重要战略地位，下游客户国产设备采购意愿强烈，积极配合设备验证导入，目前成熟制程新扩产将持续加大国产设备采购比例。我国设备厂商也在积极布局更高端设备，未来有望复制成熟制程领域的成功经验。随着下游晶圆厂新一轮扩产，国内设备厂商有望在成熟制程产线提高覆盖率，并在高端制程中崭露头角，于进程中不断提升话语权，迎来业绩快速增长期。半导体专用温控/废气处理/晶圆传片设备广泛应用于众多制造环节，公司有望持续受益。在芯片制造过程中，附属设备将搭配主设备使用，其中半导体专用温控设备在刻蚀、离子注入、扩散、薄膜沉积、CMP等环节均有广泛需求，公司产品目前已在成熟或先进制程IC制造的12英寸集成电路制造产线中实现量产。在逻辑领域，公司产品已经适配国内14nm逻辑芯片制造产线；在存储领域，公司产品已可满足国内192层3DNAND存储芯片制造需求，未来公司有望在新一轮扩产周期和国产化加速进程中持续受益。（一）温控设备重要性日益凸显，公司市占率有望进一步提升半导体专用温控设备重要性不断提升，公司自研技术满足客户定制化需求。半导体专用温控设备利用制冷循环和工艺冷却水的热交换原理通过对半导体工艺设备使用的循环液的温度、流量和压力进行高精密控制，以实现控温需求。随着芯片制程的不断发展，各工艺环节对温控范围和误差的要求逐渐提高。公司通过多年的研发积累，运用制冷控制技术、精密控温技术和节能技术等，在满足高低温瞬间切换和大功率制冷负载使用需求的同时，可提升温控精度和节能效果。目前温控范围覆盖-70℃到120℃，空载与运行状态下控温误差仅为±0.05℃和±0.5℃，可满足多种半导体制造设备的定制要求。晶圆厂扩产叠加摩尔定律驱动先进制程发展，带动半导体温控设备市场规模持续增长。在摩尔定律的驱动下，集成电路前道制程步骤越来越多，工艺也越来越复杂。28nm工艺节点的工艺步骤只有数百道工序，而14nm及以下节点工艺步骤则增加至近千道工序，工艺制程提升带动半导体专用温控设备需求量价齐升。根据QYResearch统计，全球/我国半导体专用温控设备市场规模从2018年的5.08/1.12亿美元增长至2022年的6.99/1.64亿美元，CAGR分别为8.29%和10.11%。展望未来，随着终端需求回暖叠加AI创新带动晶圆厂扩产重回增长轨道，半导体专用温控设备市场规模有望持续提高。公司是国内半导体温控设备核心供应商，未来市占率有望进一步提升。公司自2016年进入半导体专用温控设备领域，陆续推出Y系列、V系列等国内领先技术水平的半导体专用温控设备，产品类型覆盖单通道、双通道与三通道，能够满足下游客户的各类需求。2018年国内半导体专用温控设备市场top6供应商中，有五家为外国厂商，京仪装备作为唯一国内厂商以12.5%的市占率排名第三，此后公司不断发展壮大，市场份额不断提升，自2020年以来市占率位居国内第一，2022年国内市占率达到35.73%。未来随着国产替代进程加速，叠加公司新产品的陆续推出，市占率有望进一步提升。公司产品性能已达到国际先进水平，可匹配海内外主流前道设备厂商需求。经过多年的深耕积累，在与主要竞争对手ATS公司和SMC公司的同类型设备比较中，公司V系列设备在通道数量、温控范围等方面具有领先优势，在平均故障时间（MTBF）、平均修复时间（MTTR）方面和机台稳定运行时间（UpTime）已达到国际先进的水平。目前公司产品可良好匹配泛林半导体、东京电子、应用材料、中微公司、北方华创等主流厂商的半导体制造前道设备。（二）废气处理设备市场快速发展，公司技术水平可比肩海外大厂半导体废气处理设备种类众多，包括燃烧水洗式、等离子水洗、电热水洗式等。半导体专用工艺废气处理设备通过真空泵排放管路与工艺设备相连，将废气通过真空泵排放管路进入工艺废气处理设备，在高温氧化后与水形成稳定水溶液后集中处理，以实现工艺废气的高效处理。公司在半导体专用工艺废气处理设备领域已形成低温等离子废气处理技术、新型材料防腐及密封技术、系统设计算法及原理、半导体废气处理纯氧燃烧技术、Harsh工艺除尘技术五项核心技术，并先后研发出了燃烧水洗式、等离子水洗、电热水洗式三种处理方式的产品，可适用于处理不同特性的工艺气体。环境保护&安全生产需求日益提升，推动半导体专用废气处理设备市场快速发展。随着我国对环境保护重视度日益提升，气体排放要求也随之提高，国务院《“十四五”节能减排综合工作方案》对气体排放做出进一步限制，半导体专用废气处理设备前景也愈发广阔。根据QYResearch统计，2018年全球/中国半导体专用工艺废气处理设备市场规模6.38/1.16亿美元，到2022年已增长至12.64/2.26亿美元，CAGR分别为18.64%和18.13%。半导体工艺废气设备市场份额较为集中，浪潮下公司市占率持续提升。公司自2018年进入半导体专用工艺废气处理设备市场，目前废气处理效率达到99%以上，产品可覆盖绝大部分市场需求。竞争格局方面，国内半导体专用工艺废气处理设备市场分布较为集中，前六大厂商合计占据90%左右份额，京仪装备作为其中唯一的本土厂商，市占率由2018年的3.12%跃升至2022年的15.57%，从2018年市占率排名第八名快速提升至2022年的第四名。随着公司技术水平的不断迭代，未来将持续受益于国产化加速进程。公司废气处理技术水平可比肩海外大厂，客户群体覆盖众多知名半导体制造厂商。废气处理效率和废气处理数量是衡量废气处理设备的核心指标，目前公司KylinBW系列产品的主要核心功能指标已优于2022年国内市占率第一的戴思的产品。除此之外，在平均故障时间（MTBF）、平均修复时间（MTTR）方面和机台稳定运行时间（UpTime）上，公司产品与海外竞品相比已无明显差异。凭借多年的技术积累，公司已与长江存储、中芯国际、华虹集团、大连英特尔、广州粤芯、长鑫科技等知名半导体制造厂商建立合作关系，并已完成设备的批量验证交付。（三）晶圆传片设备市场规模不断增长，公司加速布局追赶未来可期晶圆制造自动化&智能化发展，带动晶圆传片设备市场规模不断增长。半导体制程的不断提升对晶圆洁净程度提出了更高的要求，人工处理晶圆可能会带入杂质，降低良率削弱性能，因此采用自动化晶圆传片设备就显得尤为必要。晶圆传片设备由洁净大气机械手、晶圆载物台、晶圆对准器等组成，为晶圆在不同生产流程间转移提供洁净的转移空间，并节省转移流程，能够同时进行传片、翻片、倒片等工作，实现晶圆流转的全自动运行，显著提升晶圆制造的效率和良率。根据公司招股书数据显示，受益于晶圆厂扩产叠加晶圆制造自动化&智能化发展，全球EFEM及晶圆传片设备市场规模快速增长，由2018年4.13亿美元增长至2022年8.71亿美元。欧美大厂占据市场主要份额，国内厂商加速布局追赶，未来成长空间广阔。瑞斯福公司与平田公司等国外大厂经过长期的深耕积累，现阶段在晶圆传片设备的制作工艺与稳定性等方面仍占据领先地位，主导市场发展，以京仪装备等为代表的国内厂商近年来正加速布局追赶。目前京仪装备已逐步研发出三代晶圆传片设备，技术性能领跑国内厂商，并通过了中芯国际、华虹集团等国内集成电路大厂验证，正逐渐进入量产环节。受益于浪潮叠加国内厂商在产品性价比、本土化售后服务等方面的优势，国内厂商有望在晶圆传片设备领域实现业绩的快速增长。公司晶圆传片设备技术能力已达国际先进水平，产品放量在即未来可期。晶圆传片目的在于减少传输过程中对晶圆的损害，而传送方式是晶圆传片的关键所在，微晶背传送可以最大化减少对晶圆的损伤，真空和夹持则会对晶圆的背面和侧面造成损害，根据公司招股书披露数据，目前公司AAR-300WaferSorterG3在传送方式方面已优于瑞斯福公司和平田公司的同类型产品；另外，在WPH衡量晶圆传输效率、平均故障时间（MTBF）、平均修复时间（MTTR）方面和机台稳定运行时间（UpTime）方面已与同类型设备无差距，整体技术已达到国际先进水平，未来有望凭借技术和性能优势实现产品的快速放量。三、研发团队技术实力雄厚，平台化布局助力公司长远发展（一）核心技术团队经验丰富，自主研发构筑核心技术壁垒半导体专用设备行业技术壁垒高企，公司坚持自主创新形成核心竞争力。半导体专用设备行业属于技术密集型行业，温控设备、废气处理设备和晶圆传片设备的研发和生产技术均涉及到物理、化学、材料、机械、电气等多学科交叉知识。海外龙头企业凭借先发优势已形成了较高的市占率，并在其优势技术领域形成了技术和人才壁垒。国内厂商经过数年的技术研发和工艺积累，在部分领域已实现了技术突破和创新，并成功推出满足市场需求的产品。以京仪装备为例，目前公司在主要产品领域已掌握半导体温控设备制冷控制技术、低温等离子废气处理技术、半导体晶圆传控技术、晶圆翻片技术等共计13项核心技术，并成功将其运用于公司核心产品的大批量生产中，形成企业核心竞争力。公司研发投入不断增长，技术团队持续壮大为长远发展保驾护航。公司自成立以来持续加大研发投入，2019年至2022年，公司研发费用从2181.07万元增长至4840.70万元，CAGR达到30.44%，研发投入转化高效，推动核心产品不断升级，为公司的长期发展提供坚实保障。研发人员方面，截至2023H1公司拥有近百人的研发团队，其中核心技术人员在主营产品领域具备10年以上的研发或产品经验，并拥有在晶圆制造厂商、半导体设备公司等任职的经历，研发团队的实力已成为保障公司稳步发展不可或缺的力量。公司在研项目侧重产品优化升级，助力产品性能保持领先水平。截至2023H1报告期，公司共有10项在研项目，主要围绕三大主营产品的整体结构设计、底层算法迭代、控制方案升级和关键性能优化展开。在温控设备领域，公司将着重向-120℃更低温控区间发展，并持续优化产品能耗，提高产品竞争力；在废气处理设备领域，公司将着力研发集成一体式路线方案，并通过解决粉尘问题推出处理效率更高的废气处理设备；在晶圆传片设备领域，公司正积极布局多关节大气洁净机械手、晶圆载物台等核心零部件，有助于公司长期保证供应链安全和降本增效。（二）平台化布局&本土化服务，助力公司收获优质客户资源半导体专用设备行业验证周期长、壁垒高，客户稳定性程度较高。由于设备的技术指标、运行稳定性将对晶圆制造产线的产量、良率及稳定性产生直接影响，因此下游晶圆制造厂商对半导体设备供应商的筛选标准较为严格。只有经过全面系统性验证流程、达到工艺制程要求后，半导体设备才能进入晶圆制造厂商的合格供应商名单。考虑到前期的验证成本、晶圆生产稳定性等