台積電 3nm 製程重要供應商,鑽石碟大廠「中砂」展望分析(附中砂財測)- 個股研究報告

2023/12/03閱讀時間約 10 分鐘
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Alex 的投資研究記事本觀點

  1. 隨晶圓代工產能利用率逐步回溫,加上中砂整體市占率之提升,2024 年再生晶圓業務將恢復成長
  2. 鑽石碟之用量和 ASP 隨半導體先進製程演進,具備相當成長空間
  3. 中砂鑽石碟將顯著受惠台積電 3nm 產能顯著增加,並預期在 2024 年底開始認列 2nm 相關營收
  4. 受惠台積電 3nm 產能持續提升,以及晶圓製造廠之產能利用率有望觸底反彈,中砂 2024 年獲利將恢復高成長(文末附財測及估值)

中砂事業橫跨傳統製造業和半導體產業,憑藉其鑽石碟產品躋身台積電重要供應商

中國砂輪(以下稱之中砂,市:1560)成立於 1964 年,並於 2005 年掛牌上市。主要業務為傳統砂輪、鑽石碟以及再生晶圓之製造與銷售,終端應用產業涵蓋晶圓代工、記憶體製造、工具機和 PCB 等,主要客戶包含台積電、美光、聯電等國際半導體大廠。

公司 2022 年營收占比為再生晶圓 48%、鑽石碟 30%、砂輪及刀具製品 22%。近年傳統砂輪占比持續下滑,取而代之的用於先進製程之鑽石碟,帶動整體產品組合持續優化,毛利率上揚。

Source: 中砂、自行製作

Source: 中砂、自行製作

註:2023 年因上半年砂輪營收大幅下滑,導致毛利率衰退至 10% 初,顯著影響整體毛利率表現

其中鑽石碟近六成供應至台積電(為公司最大單一客戶),近年銷貨占比均達 25% 以上,為其供應鏈在地化重要供應商之一。


中砂於 2020 完成第三代接班,經營績效維持優良;股權則持續保持集中穩定

公司以生產研磨、切削工具起家,提供各產業所需之砂輪產品,後在第二代接班人林心正前董事長的帶領下,轉至研發更高精密度的鑽石砂輪產品,並為日後公司重要業務再生晶圓和鑽石碟打下基礎。

中砂在 2020 年完成接班,現在由第三代的林伯全先生擔任董事長,近年營收持續成長,且與大客戶台積電合作日益密切、供貨比重持續提升,接班後公司經營效益仍佳。其餘經營團隊成員亦多在公司任職多年,產業經驗豐富。

Source: 中砂、自行製作

Source: 中砂、自行製作

股權部分,前十大股東由白家、林家(前董事長白永傳先生入贅林家後,其二子姓林,因此均為中砂共同創辦人林長壽先生、白永傳先生之後裔)及其投資公司所組成,合計持有近三成之股權,家族持股占比近 10 年無明顯變動,股權十分集中且穩定。

Source: 中砂、自行製作

Source: 中砂、自行製作

再生晶圓於先進製程中用量提升,需求與晶圓製造需求呈高度正相關

在晶圓加工的過程中,除了加工本體(稱為正片)外,還會使用到測試晶圓來監控生產設備以及維持良率穩定。測試晶圓根據用處不同主要可分為控片(monitor wafers)和擋片(dummy wafers),前者主要用於監控製程的狀況和生產環境是否潔凈;後者則主要用於維持機台的穩定性,以確保正片在機台內受熱穩定和薄膜、沉積生長均勻等。

測試晶圓除了可以和正片一樣使用全新的晶圓外,在成本考量下,絕大部分來自再生晶圓,也就是將使用過的擋控片回收,經過蝕刻、研磨、清洗等工序處理後再次利用,因此再生晶圓之需求與整體晶圓製造、矽晶圓需求呈高度正相關,且隨著製程越加先進、製程步驟數增加,對於測試晶圓需求也將有所提升。

Source: 中砂、自行製作

Source: 中砂、自行製作

Source: SEMI、自行製作

Source: SEMI、自行製作

供給端部分,目前再生晶圓主要由日本(包含 RS Technologies、Hamada Heavy 和 Mimasu)和台灣(包含中砂、辛耘、昇陽半導體)總共六間廠商所供應。


隨晶圓代工產能利用率逐步回溫,加上中砂整體市占率之提升,2024 年再生晶圓業務將恢復成長

2023 年起,因下游持續進行庫存去化,晶圓代工廠產能利用率嚴重下滑(例如台積電上半年 7nm 曾一度下滑至 50% 以下),間接導致再生晶圓 ASP 下滑約 15% 左右。但隨著整體半導體產業庫存恢復正常水位,並重啟庫存拉貨,參考供應鏈觀點,產能利用率有望在 2024 年起觸底反彈,並帶動再生晶圓需求成長。

中砂表示 2023 年公司再生晶圓市占率有所提升,且往高單價市場發展抵銷了中低階產品的下滑,故整體營收規模可維持去年水平。展望 2024 年,參考 SEMI 之預估,2024 年全球矽晶圓出貨量將 YoY+8.5%,加上中砂於先進製程再生晶圓供給占比之提升,2024 年再生晶圓部門有望達中低雙位數成長。


鑽石碟之用量和 ASP 隨半導體先進製程演進,具備相當成長空間

鑽石碟為半導體製程中的耗材,用於與拋光墊、拋光液同時進行化學機械拋光(CMP,Chemical Mechanical Polish)製程,以移除晶圓表面材料和平坦化晶圓,除了能夠提高後續製程之良率,也能透過晶圓薄化,製作出更輕薄短小的積體電路產品(對於降低功耗、散熱亦有助益)。

鑽石碟的功用是用來在進行晶圓拋光的同時加工拋光墊,因為隨著研磨的進行,研磨產生的反應生成物和副產物會沉積在拋光墊的孔洞內,使得拋光液無法均勻分佈其上,導致研磨特性和產出效率變差,故需要透過鑽石碟同時進行修整,使拋光墊能提供穩定與快速的晶圓移除率,同時延長拋光墊的使用壽命

Source: 中砂、自行製作

Source: 中砂、自行製作

隨著先進製程的工序數、精細度和複雜度提升,CMP 的步驟數和次數均明顯增加,參考拋光液大廠 Cabot 的資料,進入到 7nm,CMP 步驟數一舉增加至 30 步,未來在台積電 2nm 進入更為複雜的 nanosheet 結構後,其拋光次數將可想像的持續提升。

Source: Cabot、自行製作

Source: Cabot、自行製作

拋光步驟數和次數的提升也大大提高了鑽石碟的損耗率,將帶動其用量成長,此外,隨著製程進步,對於鑽石碟之規格要求亦將提升,參考中砂說法,每代製程根據工序的新增或改變都會導入新規格的鑽石碟產品(相同之製程工序則會沿用),而其中新規格產品的單價大概能提升一兩成。因此隨著製程演進,鑽石碟之用量和 ASP 將雙雙成長


中砂鑽石碟將顯著受惠台積電 3nm 產能顯著增加,並預期在 2024 年底開始認列 2nm 相關營收

中砂之鑽石碟產品與台積電關係密切,最早即是台積電向公司尋求 3M 以外的 CMP 解決方案,成為了中砂切入半導體產業的敲門磚。且隨著與客戶共同開發先進製程的關係日漸密切,中砂的供貨占比持續提升,已成功在 3nm 取得 70% 的市占率,更有望在下一代 2nm 突破 80%。另公司在美光之供貨占比也逐步回升至 20%,並有接到先進封裝、HBM 等專案。

參考台積電 3nm 之產能規劃,目前產能約 5~6 萬片/月,而隨著 2024 年更多客戶之新產品開始採用 3nm,包含:

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