研究报告全文：证券研究报告广立微301095CH深耕良率赛道EDAWAT稀缺标的华泰研究首次覆盖投资评级首评买入2023年2月28日中国内地计算机应用目标价人民币12141研究员谢春生广立微深耕良率赛道EDAWAT稀缺标的SACNoS0570519080006xiechunshenghtsccomSFCNoBQZ938862129872036公司是国内领先的集成电路EDA软件及晶圆级电性测试设备提供商成立以来始终聚焦良率提升赛道2019-2021年公司营收分别同比增长联系人林海亮1122587305992成长性突出我们认为芯片制造业降本增效SACNoS0570122060076linhailianghtsccom的需求有望驱动良率提升行业持续高景气发展公司在这一领域具备全流862128972228程布局优势通过软硬件协同实现更高测试效率和更强客户粘性短期有望基本数据受益于国产替代中长期或将打开全球商业市场空间我们预计公司22-24年EPS分别为060105167元可比公司平均23E326xPSWind目标价人民币12141考虑到EDA行业技术壁垒公司软硬件协同优势国产替代稀缺性基于收盘价人民币截至2月28日9319公司23E38xPS目标价12141元买入市值人民币百万186386个月平均日成交额人民币百万2700452周价格范围人民币8589-14835良率提升行业芯片产业降本增效利器有望实现快速增长BVPS人民币1547良率提升环节贯穿芯片设计制造封测全过程行业发展的核心驱动力来自芯片生产的成本节约需求随着芯片设计难度不断提升制造工艺日益复股价走势图杂芯片生产成本正不断上升通过WAT检测提高良率是节约成本的必然广立微选择随着国内集成电路产能扩张良率提升需求有望快速释放我们预计人民币相对沪深3002023年全球测试芯片设计EDA市场规模将达16亿美元预计2025年149155WAT电性测试设备全球市场规模约67亿元国内市场规模约13亿元13311311771核心优势全流程拓展软硬件协同客群持续拓宽10128公司的核心竞争力主要体现在1从软件到软件硬件再到软硬件协8514同公司通过跨产品线拓展逐步打通良率提升全环节2基于软硬件协Aug-22Oct-22Dec-22Feb-23同公司良率提升方案得以实现更高的设计效率更高的测试效率以及更高的晶圆面积利用率从而为客户创造价值亦带来更高的客户粘性3强资料来源Wind大的客户粘性帮助公司逐步积累行业Know-how下游客户从早期的IC设计公司到IDMFoundryFabless全面覆盖客群范围持续扩张未来推演短期受益于国产化加速长期商业化空间逐步打开短期来看内外部环境共同驱动下集成电路产业国产替代进程有望加速公司作为良率赛道国产化稀缺标的2025年以后WAT业务或将为公司带来每年近10亿元级别收入增量对标海外龙头Keysight和PDFSolution1公司产品线布局宽度介于PDF与Keysight之间未来有望补齐制造封测等环节产品2公司WAT测试设备具备一定性能优势有望实现规模化扩张3公司卡位数据要素入口数据分析能力有望持续加强长期来看我们认为公司可能通过跨产品线跨垂直领域产品线迭代持续拓宽产品矩阵有望从良率赛道切入智能制造蓝海市场实现市场空间的进一步扩宽风险提示下游景气度不及预期市场竞争加剧经营预测指标与估值会计年度202020212022E2023E2024E营业收入人民币百万123891981335715639171011-87305992802678975816归属母公司净利润人民币百万49876375120102103433387-158002782884075145873EPS人民币最新摊薄025032060105167ROE28191974283835753880PE倍36901288701532487505512PB倍65075069380926541791EVEBITDA倍32766247011376876024711资料来源公司公告华泰研究预测免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读1广立微301095CH正文目录广立微深耕良率赛道的小而美稀缺标的3核心观点3与市场观点不同之处3广立微集成电路良率提升行业领导者4公司背景深耕集成电路良率提升领域步入高速拓展期4商业模式盈利模式明确产品链完整4公司治理股权较为集中高管行业经验丰富6财务分析公司营收持续增长盈利表现亮眼7良率提升行业芯片产业降本增效利器有望实现快速增长9产业链良率提升环节贯穿芯片设计制造封测全过程9驱动力良率提升的动力来自芯片生产中的成本节约需求10现象芯片生产成本在不断上升10原因设计难度不断提升制造工艺日益复杂11解法提高良率是节约成本的必然选择13未来前景集成电路产能扩张有望带动良率提升需求快速增长15集成电路产业产能持续扩张市场规模快速增长15测试芯片设计EDA价值占比有望逐步提升17WAT电性测试晶圆产能扩张或将带动测试设备需求放量19核心优势全流程拓展软硬件协同客群持续拓宽20全流程拓展打通良率提升所有环节20测试芯片设计工具提供高性能高可用的测试芯片解决方案20测试数据分析设计工具提供数据高效管理工具21测试机及配件实现高精度WAT测试21拓展逻辑从软件到软硬件结合实现跨产品线拓展22软硬件协同提升检测效率提高客户粘性23客群持续拓宽客户粘性帮助公司积累行业know-how实现客群扩张25未来推演短期受益于国产化加速长期商业化空间逐步打开27短期视角内外部环境双轮驱动稀缺标的有望受益于国产替代27中长期视角对标海外龙头商业市场空间有望逐步打开28对比维度一产品线布局29对比维度二测试能力29对比维度三数据分析能力31长期空间产品线拓展有望进一步打开全球智能制造市场空间32盈利预测34收入预测34盈利能力预测35费用率预测35风险提示37免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读2广立微301095CH广立微深耕良率赛道的小而美稀缺标的核心观点广立微是国内领先的集成电路EDA软件及晶圆级电性测试设备提供商自成立以来公司聚焦并长期深耕集成电路良率提升行业主要布局测试芯片EDAWAT测试设备数据分析三大环节从行业视角来看良率提升环节贯穿芯片设计制造封测全过程在产业中扮演重要角色随着先进制程工艺不断向微观深入芯片设计制造成本不断攀升提高良率已成为下游晶圆厂的必然选择未来随着集成电路产能持续扩张良率检测行业需求有望快速增长在这一过程中一方面测试芯片设计EDA软件的重要性有望凸显产业价值占比或将逐步提升另一方面产线扩张或将带动WAT测试设备需求进一步放量我们认为广立微从事良率提升业务的核心优势在于通过全流程拓展软硬件协同实现客群的持续拓宽具体来看公司产品线从测试芯片EDA软件向数据分析软件WAT逐步拓展并通过软硬件协同实现更高的检测效率我们认为在此基础上公司通过良率检测效率的提升为客户创造价值带来更高的客户粘性从而与客户一同打磨产品积累行业know-how最终实现客群范围的持续扩张展望未来1短期来看在外部环境刺激以及国内政策扶持下公司作为半导体良率赛道稀缺标的有望充分受益于国产替代进程2025年以后或将为公司带来每年近10亿元级别的收入增量2长期来看公司对标海外龙头在测试产品通用性底层数据可得性等方面具备一定优势未来有望通过跨产品线跨垂直领域拓展以及产品线迭代实现全球市场空间的扩张与市场观点不同之处1市场对广立微所处行业空间的理解大多从WAT测试环节入手我们认为公司以良率检测业务为切入点EDA数据分析等产品线正在不断拓宽未来有望切入全球智能制造市场实现市场空间大幅提升2市场认为公司核心业务主要为WAT测试设备软硬件业务相对独立我们认为软硬件业务协同才是公司的核心竞争力广立微通过近20的研发已经实现良率检测全流程拓展并自研可寻址超高密度阵列等技术实现软硬件协同以提升检测效率最终带来更强的客户粘性和客群拓展能力3市场对于公司市场竞争地位的观察更多从EDAWAT等产业整体入手我们认为公司在细分市场的差异化竞争能力值得关注短期来看国内良率赛道国产替代有望加速公司或将凭借测试芯片设计的差异性WAT设备的稀缺性实现国内市场份额进一步提升中长期来看公司有望从跨产品线跨垂直领域产品线迭代几个方向逐步打开全球商业市场空间免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读3广立微301095CH广立微集成电路良率提升行业领导者公司背景深耕集成电路良率提升领域步入高速拓展期深耕集成电路良率提升领域构建软硬件一体化产品生态广立微是国内领先的集成电路EDA软件及晶圆级电性测试设备提供商自设立以来公司始终聚焦深耕集成电路良率提升行业形成了目前EDA软件工具授权软件技术开发测试机及配件销售经营模式公司发展可以分为三个维度初创研发期2003-2010公司在集成电路设计领域进行研发尝试结合国内外集成电路产业市场需求和研发团队技术优势打造了初代软件产品发展积累期2011-2016根据市场需求和技术进步公司对软件产品和服务进行升级与拓展同时布局圆晶级电性测试设备的研发与生产并完善了公司的产品生态实现从测试芯片设计WAT测试到数据分析的一站式解决方案高速拓展期2017-至今公司在原有的业务基础上专注提升多类型多节点的先进工艺技术开发出高精度多应用场景的良率提升系列产品以保持行业领先图表1公司发展三大阶段资料来源招股说明书华泰研究商业模式盈利模式明确产品链完整致力提供良率提升一站式服务探寻差异化盈利模式公司以EDA软件及电性测试监控为起点业务范围不断拓宽目前主要布局测试芯片EDA电学性能测试设备测试数据分析三大环节各业务盈利模式有所不同测试芯片设计软件在测试芯片设计软件环节公司为客户提供软件工具授权及软件技术开发两大产品软件工具授权即公司向客户出售SmtCellTCMagicATComplierDenseArray软件使用许可以此来赚取软件使用费公司采用直线分摊法来确认收入2021年后公司新增永久授权软件工具业务在客户验收后确认收入软件技术开发即公司根据客户的工艺节点和类型采用公司EDA软件电路IP协助客户完成测试芯片设计公司采用项目制在客户验收后确认收入电学性能测试在电学性能测试环节公司为客户提供测试机及测试服务两大产品测试机即公司采用常规硬件销售方式销售测试机及配件在客户验收后确认收入测试服务及公司在一段时间内为客户提供测试服务按照服务期直线法确认收入免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读4广立微301095CH数据测试分析在数据测试环节公司为客户提供软件工具授权及软件技术开发两大产品软件授权工具即公司向客户提供DateExp软件使用许可并用直线分摊法来赚取软件使用费软件技术开发即协助客户在完成测试芯片设计之后将数据通过数据分析工具进行分析公司采用项目制在客户验收后确认收入图表2公司业务及产品情况资料来源招股说明书华泰研究以自主研发生产为中心直销为主构建产品链研发层面公司采取自主研发模式并于成立以来持续加大研发投入在杭州长沙多地组建研发团队目前公司拥有国内外专利68项其中发明专利32项生产层面公司生产仅设计测试机及配件业务采取以销定产适当库存的原则其中主要产品由公司生产其余部分由委托加工销售层面公司采用直销为主经销为辅的销售策略2018-2020年公司直销收入占比分别为9329770192779582四年平均比例为8972免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读5广立微301095CH公司治理股权较为集中高管行业经验丰富股权较为集中股权激励或利于未来发展据Wind数据截至2023年2月28日公司最大股东以及实际控制人为公司创始人郑勇军实际持股比例为2640其中直接持股比例为602除郑勇军外其余直接持有公司股权前五的股东分别为广立微股权投资1662广立共创1187史峥819武岳峰亦合720以及广立共进345其中广立共创及广立共进为郑勇军与多名高管所设立高管持股有利于公司重大决策推进或助力公司未来长远发展图表3公司股权架构截至2023年2月28日资料来源Wind华泰研究董事长及高管团队行业经验充足公司高管团队深耕集成电路良率提升领域其中公司董事长郑勇军以及副总经理赵飒在相关行业从事二十余年公司董事长郑勇军2000年起任PDFSolutions高级工程师2004年起任XilinxINC资深主任工程师2007年7月起担任浙江大学聘任特聘研究员广立微有限历任总经理董事长公司副总经理赵飒1995年起任ZilogSemiconductor工程师1997年起任STMicroelectronics工程师1999年起任PDFSolutions主任工程师部门主管2017年起任KLACorporation项目总监2019年7月起任广立微有限副总经理图表4公司高管团队背景姓名职务相关内容郑勇军董事长2000年8月至2004年5月任PDFSolutions高级工程师2004年5月至2007年6月任XilinxINC总经理资深主任工程师2007年7月至2015年6月由浙江大学聘任为特聘研究员2020年11月至今任广立微董事长兼总经理史峥董事1992年7月至1996年3月任西湖电子集团工程师1996年4月至2000年8月任SymmetryDesignSystems工程师2000年9月起在浙江大学任职历任工程师副研究员副教授2003年8月至2020年11月在广立微有限任职历任监事董事兼总经理董事2020年11月至今任广立微董事蔡颖董事2004年4月至2009年12月在中芯国际集成电路制造有限公司任职2010年1月至6月任普迪飞半导体技术上海有限公司数据分析工程师2010年7月至2015年4月任国际半导体设备材料协会产业分析师2020年11月至今任广立微董事杨慎知董事2003年9月至2008年6月任PDFSolutions资深咨询工程师2008年7月至2013年8月任IBM副总经理公司工程部经理2013年9月至2016年3月任PDFSolutions项目总监2020年11月至今任广立微董事兼副总经理陆梅君副总经理2006年6月至2007年6月任上海宏力半导体制造有限公司主任工程师2007年6月至2015年3月任GlobalFoundriesSingaporePteLtd部门经理2015年3月至2017年5月任上海新微科技服务有限公司运营总监2020年11月至今任广立微副总经理赵飒副总经理1995年5月至1995年7月任ZilogSemiconductor工程师1997年5月至1998年10月任STMicroelectronics工程师1999年4月至2017年4月任PDFSolutions主任工程师部门主管2017年4月至2019年6月任KLACorporation项目总监2020年11月至今任广立微副总经理陆春龙董秘2012年7月至2017年11月任浙江瑞能财务总监兼董秘2017年12月至2019年1月任杭州德意财务负责人电器董事财务总监兼董事会秘书2020年11月起担任广立微财务负责人简董秘资料来源Wind华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读6广立微301095CH财务分析公司营收持续增长盈利表现亮眼营业收入和利润规模迅速提升2018-2021年公司营收分别为031亿066亿124亿以及198亿2019-2021年营收同比增长为112258730以及59922018-2021年均复合增长率为8525主要因2019年软件技术开发业务的快速增长以及2020年WAT测试机业务营收规模迅猛提升归母净利润规模随营业收入增长大幅提升2018-2021年归母净利润分别为-010亿019亿050亿以及064亿元2020-2021年归母净利润同比增长为158002782图表5营业总收入及同比增速情况图表6归母净利润及同比增速情况营业收入亿元同比增速右归母净利润亿元同比增速右31200718011225061580016010087300514028004120031005499605992028014001600030604020012027820002020182019202020212022Q1-Q320182019202020212022Q1-Q3资料来源Wind华泰研究资料来源Wind华泰研究软件工具授权软件技术开发及测试机销售业务合计营收占比超90软件工具授权软件技术开发及测试机销售营收占比逐年上升2018-2021年三项业务总收入占主营业务收入917596359809以及9992其中测试机业务增长迅速由2018年的1800增长至2021年的5077主要是因公司WAT测试设备在2021年实现性能和稳定性的提升优化在公司内部实现标准化量产流程产品被国内多家大型圆晶厂采购并应用于芯片制造除测试机及配件产品毛利率轻微下降其余主营业务毛利率波动较小主营业务中软件技术开发和软件工具授权毛利率维持在高位水平2018-2021年平均毛利率分别为9892及9620测试机及配件业务毛利率小幅度下降由2019年的6604降至2020年的5340并于之后维持相对稳定主因毛利率较低的量产环节测试机放量导致测试机业务毛利率下滑测试服务业务毛利率有所增长由2019年的6723升至2020年的7905并在之后保持相对平稳图表7主营业务收入拆分按比例图表8主营业务综合毛利率变化情况软件工具授权软件技术开发测试机及配件测试服务综合毛利率软件工具授权软件技术开发测试机及配件测试服务1001009080757060505040302520100020182019202020212022H120182019202020212022H1资料来源Wind华泰研究资料来源Wind华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读7广立微301095CH销售管理研发费用率下行2019年后净利率转正综合毛利率综合毛利率先上升并于2019年之后有所下降2018-2021年综合毛利率分别为916292028525及7647费用率方面2018-2020年销售管理研发费用率持续下行原因是随着公司营收规模实现逐步提升规模效应凸显三费率对经营影响逐步减弱并持续下行2021年研发费用率轻微上涨其主要是公司为进一步加大研发力度导致2021年销售费用率轻微上涨原因是当年股份支付影响及销售人员规模扩张净利率方面2018-2021年净利率分别为-319928724017及3218原因是随着营收规模快速增长其增长速率大于费用支出增长率净利润随之增长公司净利率自2019年由负转正图表9销售管理研发费用率变化情况图表10综合毛利率净利率变化情况销售费用率管理费用率研发费用率综合毛利率净利率1009162920210085257925764765648050401760287232184440192140453305403487326901731-3199201052103391314489979041211-50097820182019202020212022Q1-Q320182019202020212021Q1-Q3资料来源Wind华泰研究资料来源Wind华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读8广立微301095CH良率提升行业芯片产业降本增效利器有望实现快速增长产业链良率提升环节贯穿芯片设计制造封测全过程良率提升环节贯穿芯片设计制造封测全过程1设计环节中版图设计师需要遵循芯片制造商给出的一系列特殊工艺和制造的设计规则并根据良率测试结果调整设计方案从而提高芯片的良率2芯片制造主要的工艺流程包括热处理光刻刻蚀离子注入薄膜沉积化学机械研磨和清洗晶圆制造厂采取一系列良率提升措施包括对进厂原材料进行检验对如清洗刻蚀显影等生产工艺监控并开展分析检测3芯片封装是把铸造厂生产出来的集成电路裸片固定包装为芯片最终产品的过程封装前需要经过WATCP测试封装后需要经过FT测试测试结果对于评价改进封装工艺具有重要意义图表11芯片制造核心环节资料来源CSDN华泰研究良率检测环节主要包括WAT测试CP测试FT测试其中WAT测试属于前道测试主要进行电学性能测试其测试精度较高测试结果能够体现被测样本的电学性能表现而CP测试与FT测试又通常称为后道测试或功能测试测试结果一般仅能体现被测样本的功能是否完整而无法具体得知被测样本的电学性能表现具体来看1WAT测试WAT测试是在晶圆产品流片结束之后和品质检验之前测量特定测试结构的电性参数WAT的目的是通过测试晶圆上特定测试结构的电性参数检测每片晶圆产品的工艺情况评估半导体制造过程的质量和稳定性判断晶圆产品是否符合该工艺技术平台的电性规格要求WAT数据可以作为晶圆产品交货的质量凭证还可以反映生产线的实际生产情况通过收集和分析WAT数据可以监测生产线的情况也可以判断生产线变化的趋势对可能发生的情况进行预警公司目前提供的设备为用于WAT测试的高速电性测试机主要用于在晶圆制造过程中对晶圆进行电性检测监测晶圆生产过程中是否存在工艺瑕疵2CP测试CPChipProbing测试是指在晶圆制造完成后和进行封装前通过探针台和测试机配合使用对晶圆上的每一个芯片晶粒进行功能和电参数性能测试的过程是晶圆制造的最后一道工序CP测试的目的是把好的和坏的晶粒分别挑出来并进行标记形成晶圆的Map图此后只对性能良好的晶粒进行封装以节省后续的封装成本CP测试一般在晶圆厂封测厂或专门的测试代工厂进行主要用到的设备为测试机和探针台此外还有定制化的测试电路板和探针卡探针卡上装有探针免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读9广立微301095CH3FT测试FTFinalTest测试是指芯片完成封装后通过分选机和测试机配合对每一颗芯片进行电参数性能测试保证出厂的每颗集成电路的功能和性能指标能够达到设计规范要求FT测试的目的是把好的和坏的芯片分别挑出来只有好的芯片才会被销售给终端客户以保证芯片出货时的良率FT测试一般在封测厂完成主要用到测试机和分选机此外还有定制化的测试电路板和底座图表12集成电路良率测试流程资料来源半导体制造中的质量可靠性与创新简维廷2016华泰研究驱动力良率提升的动力来自芯片生产中的成本节约需求现象芯片生产成本在不断上升先进制程工艺不断向微观深入设计环节成本持续上升2001年芯片制程工艺为130nm2012年制程工艺发展到22nm2015年制程工艺进入14nm2017年制程达到10nm设计开发先进制程芯片需要高昂的研发和人力费用据Semiengingeering数据28nm节点上开发芯片只要5130万美元投入16nm节点需要1亿美元7nm节点需要297亿美元到了5nm节点开发芯片的费用将达到542亿美元设计成本不断攀升图表13先进工艺设计成本亿美元款先进工艺设计成本654254298321741060701051029038065nm40nm28nm22nm16nm10nm7nm5nm资料来源Semiengingeering华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读10广立微301095CH晶圆单价随着原材料成本和制程发展不断上涨1从晶圆的原材料成本看2016年开始半导体硅片价格上涨势头强劲据SEMI统计2021年半导体硅片的平均价格为099美元平方英寸较2020年同比增长近102单片晶圆的价格还与晶圆尺寸和光罩层数有关随着芯片光罩层数增加单片晶圆价格进一步提升据CSET以5nm节点制造的12英寸晶圆成本约为17万美元约合人民币116万元远高于7nm制程每片12英寸晶圆的9346美元的成本5nm单片晶圆成本较高的原因是其生产需要14层以上EUV光罩昂贵的设备使用增加了生产成本图表14全球半导体硅片平均价格上涨全球半导体硅片平均价格美元平方英寸1210909909609510090090083075074080690670604020020112012201320142015201620172018201920202021资料来源SEMI华泰研究原因设计难度不断提升制造工艺日益复杂芯片设计开发难度上升1在先进制程下设计规则越发复杂集成电路制造的随机缺陷类型与数量大大增多2随着集成电路产品的快速升级特别是对人工智能5G移动通讯物联网汽车电子方向应用需求的高性能低功耗高密度可靠性及高度功能集成需求促使各种新材料新工艺新器件的引进为集成电路产品的设计制造带来挑战3半导体市场持续扩容芯片品类在不断扩张例如智能手机中有CPU存储芯片电源管理芯片闪存芯片等几十种不同类型的芯片芯片设计种类持续增长芯片测试仿真日趋复杂芯片设计的复杂程度提升也意味着芯片测试仿真变得更加复杂主要体现在三个方面1先进工艺下随着测试样本类型及生产工艺的复杂化多样化测试需求快速增加2对芯片进行校准修复和测试所需要的步骤越来越多一次偏差良率将大幅下降极大地提高单个芯片的生产成本3由于集成电路器件密度与复杂度快速提升因此需要测试的环节与对象亦有所增加满足低质量标准所需要的故障覆盖率标准更高图表15芯片设计图复杂度对比资料来源CSDN华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读11广立微301095CH芯片制造工艺步骤增多延长生产周期一个芯片的产生往往要经过上百道甚至上千道工艺步骤而芯片制程的精进需要制造工艺步骤的大幅增加尤其在20纳米节点以后采用多次曝光的浸入式光刻大幅度增加了光刻和刻蚀的次数目前采用非EUV光刻制作的10纳米和7纳米的工艺刻蚀步数已经超过100次制造工艺步骤的增多带来生产周期的延长制造一个半导体晶圆平均需要12周而高级工艺预计需要14-20周图表16逻辑器件刻蚀步骤数随制程演进而快速增长逻辑器件制程刻蚀工艺的步骤数次18016016014014011512010080655560404020028nm20nm14nm10nm7nm5nm资料来源SEMIGartner中微公司华泰研究芯片中晶体管数量继续遵循摩尔定律的速度增长摩尔定律揭示了集成电路行业的发展速度集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月到24个月便会增加一倍尽管有些产品类别的增长率已经放缓但每两年将每芯片晶体管数量增加一倍仍然是业界继续遵循的指导原则以英特尔4004的诞生为开端一个微处理器包含2300个晶体管1993年英特尔奔腾处理器问世其已经含有300万个晶体管2002年英特尔奔腾4处理器推出晶体管达到5500万个现在到了2022年苹果的M1Ultra芯片做到了1140亿晶体管据英特尔官网PonteVecchio超级计算机芯片将拥有超过1000亿个晶体管随着芯片所含晶体管数量保持快速增长总硬件成本也会随之增长图表17英特尔晶体管数量增长情况10000英特尔晶体管数量增长情况百万个指数英特尔晶体管数量增长情况百万个1000100101000196519701975198019851990199520002005201020152020资料来源Intel官网华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读12广立微301095CH扩大的晶圆面积对硅片质量要求更加严苛硅晶圆片按直径划分主要可以分为6英寸8英寸12英寸和18英寸等理论上来说晶圆面积越大切割芯片也就越多边角料浪费也就越少根据SIMI数据同2015年相比2020年全球6英寸和8英寸半导体硅片产量占比分别下降13pct和27pct12英寸硅片产量占比上升4pct目前8英寸和12英寸是主流产品SEMI数据显示2020年全球8英寸和12英寸合计产量占比超90随着硅片尺寸的扩大对缺陷密度的容忍度随之降低相同缺陷率下大晶圆产生的成本浪费更大因此需要更严格地控制硅单晶缺陷金属杂质表面颗粒数量等指标进而带来成本的增加以12英寸半导体硅片为例其纯度需要达到11N表面平整度和微粒大小小于10nm才能通过国际主流厂商的审核认证图表182015年全球不同尺寸半导体硅片产量占比图表192020年全球不同尺寸半导体硅片产量占比6英寸6英寸86738英寸8英寸25528212英寸12英寸672632资料来源SEMI华泰研究资料来源SEMI华泰研究解法提高良率是节约成本的必然选择高良率是晶圆厂的核心竞争力决定产品在市场上的成败成品率又称良率指有效芯片占晶圆片上的总芯片数量的比例良率越高一片晶圆的商业价值越高如果良率低下代表制造工艺尚不成熟产品不能进入量产对于晶圆厂来说能够通过优化工艺和制造方法实现先进工艺下芯片的高良率达到量产水平这不仅代表着其自身的核心竞争力决定产品在市场上的成败也间接反映国家的集成电路技术水平Bose-Einstein模型较为广泛地应用于良率预测良率结合缺陷密度能对产品做出合理的预测对工艺改善进行指导公式中A为产品面积D0是缺陷密度即每单位面积上的缺陷个数仅和制造工艺相关于产品面积无关并且该缺陷是指产品最终电性测试上的失败而非工艺中的物理缺陷n是制程复杂度的指标在数值上等于各工艺层关键层普通层非关键层其他非关键层的复杂度之和各层取值对应不同公司生产线工艺可能不同图表20Bose-Einstein良率模型资料来源CSDN华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读13广立微301095CH提升良率的核心在于降低缺陷密度需要物理电性检测参与随着晶圆制程不断向微观层面拓展制造工艺难度自然上升先进工艺如FinFETGAA不断迭代使得工艺日趋复杂同时1物理检测主要通过光学电子束等方法获取制造过程中的缺陷情况和相关物理参数如关键尺寸薄膜厚度等设计企业根据晶圆厂缺陷检测后的反馈改进优化产品芯片和掩模的设计使芯片更适合晶圆厂的制造工艺提高产品的可制造性和良率2电性检测在晶圆制造到一定阶段或完成制造环节后通过对器件或测试结构的电学性能测试获取相关电学参数表征工艺状况和芯片良率根据相关参数制造端对关键设备工艺模块工艺方法等进行改进升级设计端改进设计方案从而实现提高芯片产品的良率的目的通常采用测试芯片替代产品芯片进行电性测试测试芯片即支持电学性能测试功能的专用芯片与产品芯片使用相同的工艺甚至可能集成在同一片晶圆上测试芯片的电性测试结果可以反映产品芯片中关键器件的特性以及制造工艺的风险状况相比产品芯片由于测试芯片将工艺良率风险拆解到各自独立的结构中能够直接找到需要改进的风险点因此采用测试芯片技术是业内进行工艺开发良率提升的主要方法随着工艺开发逐渐成熟对良率有影响的风险和器件范围缩小到了产品导入或量产环节测试芯片仅被放置在产品芯片间隔的区域图表21通过电性测试提升良率一般流程资料来源招股说明书华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读14广立微301095CH未来前景集成电路产能扩张有望带动良率提升需求快速增长集成电路产业产能持续扩张市场规模快速增长下游市场需求带动国内芯片产量快速扩张根据国家统计局数据显示2011-2021年我国集成电路制造行业总产量呈逐年上升趋势2021年中国生产了3594亿块集成电路含本土企业和外资企业生产的集成电路同比增长375较2020年产量增速295有明显增长目前芯片产能仍处于供不应求的局面受下游需求带动国内芯片行业仍处于扩充产能提高产量的阶段图表222011-2021年我国集成电路行业总产量中国集成电路制造行业总产量亿块同比增速右400040374935003530002953302500252122200018712018411589150015124010001083589470650050020112012201320142015201620172018201920202021资料来源国家统计局华泰研究中国集成电路行业市场规模增速高于全球平均水平近年来随着宏观经济持续稳定的增长电子通信等下游市场的迅猛扩张及产业政策的大力支持中国集成电路行业实现了快速发展根据WSTS预测2022年全球集成电路行业销售额为5023亿美元2013-2022年CAGR为775而根据中国半导体行业协会预测2022年中国集成电路产业销售额为12331亿元2013-2022年CAGR达1904显著高于全球平均水平图表232012-2022年全球集成电路行业市场规模图表242012-2022年中国集成电路市场规模全球集成电路行业市场规模亿美元同比增速右中国集成电路产业市场规模亿元同比增速右1400030600027573024032512000247950002520207014601820100001520172011400090120101383417911080001973170130005715162715600015790800200010-101-54000-101000-152320005-150-200020122013201420152016201720182019202020212012201320142015201620172018201920202021E2022E2022E资料来源WSTS华泰研究资料来源中国半导体行业协会华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读15广立微301095CH主要晶圆厂持续扩产有望带动良率检测需求从下游客户的视角来看对良率检测软硬件设备的采购需求通常主要来自三类场景1新建扩建晶圆产线需要进行工艺开发带来检测设备配置需求2产线从试产转向量产带来工艺监控需求需要增加设备配置数量3原有工艺发生迭代旧产线的改造带动检测设备配置需求基于上述逻辑我们认为观察下游客户产能规划及资本开支变化情况有助于判断良率检测行业未来成长前景据Bloomberg及各公司年报2022年国内主要晶圆厂预计建设8寸等效产能39303千片月同增3032022年国内主要晶圆厂CAPEX支出规划1356亿美元同增409随着国内主要晶圆厂产能持续扩张良率检测软硬件设备需求有望进一步增长图表25国内主要晶圆厂产能规划kwpm8寸等效202020212022E2023E中芯国际9354118801473317608华虹半导体4455546862556368粤芯半导体3604736751013合肥晶合675225033754500合肥长鑫900135031504950华力微1238146316881913华润微2655290331283353士兰微1125213831503375长江存储1125225031503600合计21887301733930346678资料来源Bloomberg各公司年报华泰研究图表26国内主要晶圆厂CAPEX支出规划百万美元25000中芯国际华虹宏力华力微长江存储合肥长鑫20000150001000050000202020212022E资料来源Bloomberg华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读16广立微301095CH测试芯片设计EDA价值占比有望逐步提升集成电路行业的不断发展集成电路EDA行业的市场规模亦在稳步增长根据ESDAlliance数据2015至2020年全球EDA市场规模从78亿美元增长到115亿美元年均复合增长率达807随着国内集成电路行业整体进入发展的快车道EDA行业也在快速增长根据中国半导体行业协会数据2016年至2020年中国EDA软件行业市场规模从574亿元增长至931亿元复合增长率为1285图表272015-2020年全球EDA行业市场规模图表282016-2025年中国EDA软件市场规模全球EDA行业市场规模亿美元同比增速右中国EDA软件市场规模亿美元同比增速右1401420030277118012011651225160205310094110140897175520808120128961910015118060680116711061040460430832405202499200000201520162017201820192020201620172018201920202021E2022E2023E2024E2025E资料来源ESDAlliance华泰研究资料来源中国半导体协会华泰研究预计2023年全球测试芯片设计EDA市场规模158亿美元1据ESD联盟数据2020年全球EDA市场规模为115亿美元据WSTS预测全球集成电路行业市场规模2013-2022年CAGR为775受益于集成电路行业增长以及EDA软件重要性提升我们预计2021-2024年全球EDA市场增速为102据ESD联盟2018-2020年芯片设计和验证EDA市场规模占全球EDA市场规模的比例为195820262038我们预计2021-2023年继续保持稳定且略有增长分别为2048205820683考虑到随着晶圆厂降低制造成本提升产品良率的需求扩大测试芯片设计EDA的市场规模也随之增加占设计和验证EDA的份额有望逐年增长我们假设2021-2023年分别为40455由此我们测算得2021-2023年全球测试芯片EDA市场规模分别为104129158亿美元图表29测试芯片设计EDA市场规模预测20202021E2022E2023E全球EDA行业市场规模预测亿美元115127139153芯片设计和验证EDA占比预测2038204820582068芯片设计和验证EDA市场规模预测亿美元2344259128643165其中测试芯片设计EDA占比预测-404550全球测试芯片设计EDA市场规模预测亿美元-104129158资料来源ESDAlliance华泰研究预测国内集成电路EDA行业受外国厂商垄断国产替代前景广阔国内EDA产业竞争格局主要由CadenceSynopsys和SimensEDA垄断三者合计占据78的国内市场份额伴随着国内集成电路行业的发展国内也出现了包括广立微华大九天概伦电子等一批在部分细分领域内占据一定市场份额的EDA企业其中华大九天主要从事设计类EDA软件的研发与销售广立微专注于制造类EDA软件我们认为随着国内EDA产业国产替代进程推进国产EDA厂商有望市场份额的逐步提升免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读17广立微301095CH图表302020年中国EDA行业竞争格局其他Keysight83AnsysCadence532华大九天6SimensEDA17Synopsys29资料来源赛迪智库华泰研究差异化竞争有望帮助公司在国产EDA市场站稳脚跟对比主要国产EDA厂商我们看到1从收入体量来看广立微2021年EDA业务收入053亿元低于华大九天486亿元概伦电子140亿元主要受公司所处的测试芯片设计赛道空间限制影响2从产品类型来看公司EDA产品围绕测试芯片设计展开而华大九天概伦电子主要针对产品芯片设计提供相关EDA产品3从下游客户来看广立微和华大九天主要面向芯片设计厂商提供EDA设计产品概伦电子主要面向晶圆厂提供器件建模及验证EDA工具我们认为广立微主要凭借测试芯片设计EDA实现与其他国产企业的差异化竞争随着客群扩张未来有望实现EDA市场份额提升图表31EDA代表性企业产品布局领域资料来源各公司官网华泰研究图表32主要国产厂商EDA业务对比广立微华大九天概伦电子主要产品SmtCell测试结构设计TCMagicAetherSE原理图编辑工具器件建模及验证EDA工具外围电路的设计测试结构的摆ALPS电路仿真工具PDK生成及验证EDA工具放及绕线ATCompiler外围电AetherLE版图编辑工具标准单元库设计及验证EDA路的设计测试结构的摆放及绕Argus物理验证工具工具通用并行SPICE电路仿线DenseArray外围电路的设RCExplorer寄生参数提取工真器NanoSpice计测试结构的摆放及绕线具ALPS电路仿真工具GigaSPICE电路仿真器ICSpider设计基于产品版图的测ALPS-GT异构仿真系统NanoSpiceGiga试芯片Polas可靠性分析工具FastSPICE电路仿真器NanoSpiceProEDA收入2021年亿元053486140产品类型测试芯片设计产品芯片设计产品芯片设计制造工艺设计下游客户芯片设计厂商居多芯片设计厂商居多晶圆厂居多资料来源Wind各公司官网华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读18广立微301095CHWAT电性测试晶圆产能扩张或将带动测试设备需求放量全球集成电路设备市场规模增速较快在全球晶圆产能持续释放的大背景下半导体设备市场迎来快速发展据SEMI数据2020年全球集成电路设备行业市场规模达712亿美元2017-2022年CAGR达1849根据SEMI统计2020年中国半导体设备行业市场规模达1872亿美元同比增长39182010-2020年中国半导体设备行业市场规模复合增长率为1766据SEMI预测2022年全球半导体设备市场规模增速将达1068仍将保持较快增长图表332016-2022年全球半导体设备行业市场规模图表342010-2020年中国半导体设备行业市场规模全球半导体设备行业市场规模亿美元中国半导体设备行业市场规模亿美元1200同比增速右50200同比增速右705934466180601000373840501603923481404080030314297301202781906206002010010682610137880121-0804001060-10402000-2020-315-30-7140-100-40201620172018201920202021E2022E20102011201220132014201520162017201820192020资料来源SEMI招股说明书华泰研究资料来源SEMI招股说明书华泰研究预计2025年WAT电性测试设备全球市场规模约67亿元WAT测试仪器需求与产能扩张相关我们假设1据ICInsight数据2021年全球集成电路8英寸晶圆约当新增产能为158万片月据SEMI预计22-25年全球晶圆产能CAGR将达10基于此我们假设22-25年全球晶圆产能同比增速均为10计算得22-25年全球新增8英寸晶圆约当新增产能分别为202222245269万片月2我们预计2000片月新增产能需要配置1台WAT测试设备3据公司招股书2021年广立微测试机单价为49588万元台因此我们假设WAT测试设备单价500万最终计算得2022-2025年全球WAT设备市场规模分别为505556611672亿元预计2025年我国WAT电性设备市场规模约13亿元据ICInsight2021年中国大陆晶圆厂产能占全球的160据KnometaResearch预计2025年中国在全球IC晶圆产能中的占比将达19考虑到晶圆产能的快速增长或将带动半导体设备需求的增长我们以中国晶圆产能在全球的占比作为中国WAT设备市场规模的全球占比预计2022-2025年这一比例分别为168175183190测算得2025年中国WAT电性设备市场规模将达128亿元图表35中国WAT电性设备市场规模测算2019202020212022E2023E2024E2025E全球8英寸晶圆约当产能万片月1748186320212223244526902959全球8英寸晶圆约当新增产能万片月-114158202222245269全球WAT电性设备需求量台-5717921010111112231345WAT电性设备单价万元台-500500500500500500全球WAT电性设备市场规模预测亿元-285396505556611672中国晶圆产能在全球占比预测-153160168175183190中国WAT电性设备市场规模亿元-44638597112128资料来源KnometaResearchSIAICInsight华泰研究预测免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读19广立微301095CH核心优势全流程拓展软硬件协同客群持续拓宽全流程拓展打通良率提升所有环节测试芯片设计工具提供高性能高可用的测试芯片解决方案1SmtCell高效参数化单元工具加速物理版图设计SmtCell是一款参数化单元版图设计工具在公司的良率提升全流程中被用于测试结构设计环节在集成电路设计中物理版图设计是一个非常重要的环节而单元Cell是物理版图的最基本单位一方面单元分非参数化单元和参数化单元参数化单元的优势在于相同结构的单元版图只需创建一次版图中几何图形的相关属性可用参数来表征单元版图重复费时的物理设计过程用参数赋值来代替另一方面SmtCell的优势还在于友好的图形用户界面清晰的功能模块分区和丰富的参数化版图单元库大幅提升了设计效率和版图的重复利用率图表36广立微的高效率良率提升全流程平台资料来源招股说明书华泰研究2TCMagic满足先进工艺布局布线设计需求TCMagic是一款通用型的测试芯片版图自动化设计平台在良率提升全流程中被用于测试芯片设计中的绕线电路设计和物理拼接可以实现基本单元版图批量生成模块级版图自动布局布线最终版图布局整合等功能TCMagic基于其独特的软件架构设计和算法支持在测试芯片设计过程中大幅提升设计效率此外平台还能够有效支持FinFET等先进工艺开发例如在布局布线方面能够根据先进工艺的设计规则实现层内与层间规则自动摆放区别于传统平面绕线的创新3D绕线方法具有最优化绕线判断自动检测绕线节点等功能3ATCompiler可寻址技术具备面积利用率高使用场景丰富的特点ATCompiler是一款可寻址测试芯片版图设计平台提供了完整的大型可寻址及划片槽内可寻址测试芯片的版图设计解决方案包括基于公司电路IP的外围电路快速设计基本单元版图批量生成模块级版图自动布局布线最终版图布局整合全芯片仿真和验证等功能利用ATCompiler设计出的测试芯片具有面积利用率高多场景使用的特点为集成电路纳米级先进工艺研发提供有力的良率提升支持同时ATCompiler内置有公司设计的经过验证可重复使用且具备特定功能的电路IP电路IP能够有效提升测试芯片面积利用率测量精度和测试速度满足日益复杂的测试需求4ICSpider基于产品版图的电性测试自动化后道工艺层改造全流程ICSpider是一款用于产品芯片良率和性能诊断的定制化测试芯片工具在良率提升全流程中ICSpider属于测试芯片设计环节常被用于先进工艺节点ICSpider可以帮助客户通过改变产品芯片版图从实际产品芯片中读取待测器件的电性参数帮助快捷完成失效分析以提升产品良率和性能指标此外可根据客户需求自动识别和提取器件在保证产品芯片前道中道工艺层不变的情况下将连接层与后道工艺层改造成测试芯片从而实现对产品芯片关键器件在真实物理环境下的测试免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读20