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天虹科技(市:6937)為台灣少數能做半導體前段製程設備的公司,聚焦在薄膜沉積、晶圓減薄兩大主題。未來隨半導體技術往先進製程、先進封裝持續發展,加上半導體設備本土化趨勢,天虹將可直接受惠。看完這篇文章,你將瞭解以下幾件事:

1.天虹簡介及商業模式

2.經營層及股權分析

3.產品分析:PVD、CVD、ALD、Bonder、Debonder

4.產業及營業分析

5.產能分析

6.財測與估值

 

富果觀點
a)半導體設備國產化,天虹為台灣少數能提供前段製程設備者,將直接受惠。以 ALD 為例,天虹只要拿下 1% 市占率,年營收就是 50% 的成長

b)天虹的薄膜沉積設備(尤其是 ALD)以及 Bonder/Debonder 設備,精準踩在包含晶背供電、2nm GAAFET、先進封裝 CoWoS、CPO、FOPLP 等大風口,未來任何一話題發酵,公司都有望被市場關注提高估值

c)預計 2024 年賺 7.2 元、2025 年粗估 10.9 元,2025 年 P/E 30X,和設備同業差不多。但未來產業大趨勢明確,天虹只要每多出一台設備,約可貢獻 0.2~0.4 元 EPS,獲利會明顯跳升

一、公司簡介及商業模式

天虹科技(市:6937)成立於 2002 年,原先從提供半導體設備零配件、維修件起家,後於 2017 年進軍半導體前段製程設備,且營收占比逐年增加,截至 2023 年營收占比為設備 42%、零組件 58%,並預計 2024 年設備營收占比將超過零配件。

公司設備聚焦在半導體製程中的兩大主題:薄膜沉積及晶圓減薄,目前主要量產的設備有三大類:PVD(Physical Vapor Deposition,物理氣相沉積)、ALD(Atomic Layer Deposition,原子層沉積)、Bonder/De Bonder(鍵合/解鍵合),並在近年持續推出新設備,為台灣少數專注在晶圓製造前段製程設備的公司。

圖一、天虹主要專注在半導體前段製程的沉積設備

Source:天虹

而零組件則包括各式於蝕刻、擴散、薄膜的半導體設備的耗材、配件等,例如波紋管、陶瓷件、石英件、金屬件、氣體均流器、工程塑膠等多種零件,主要用於海外設備大廠如應用材料、ASM 的維修零配件。

圖二:天虹提供多種半導體前段製程設備零配件及耗材

Source:天虹

公司目前最大客戶為台積電(市:2330),主要出貨半導體設備零配件(尚未出貨設備),約佔營收 20%,其餘客戶營收佔比皆低於 10%,包括聯電、漢磊集團、華潤微電子等台灣及大陸的晶圓代工廠和化合物半導體廠。

其中,公司 2023 年中國的營收占比提升到 45%(2022 年為 30%),主要因出貨第三代半導體 SiC 設備出貨增加所致(其餘銷售區域為台灣 42%、新加坡 8%、其他 5%)。競爭對手方面,沉積設備競爭對手包括應用材料、TEL、ASM、拓荊科技等海外企業;鍵合設備競爭對手則有 EV Group、ASMPT、梭特(興:6812)等海內外企業。

 二、經營層及股權分析

天虹由現任董事長兼總經理黃見駱、現任執行長易錦良、現任執行副總羅偉瑞、以及目前淡出營運的王偉旭(目前專注經營媽媽魚水產事業)四人共同成立,四人皆出自於應用材料之高階主管層,皆在半導體設備端有豐富經驗,且目前合計持股比例高達 50%。

而天虹另一大股東鄭瑞俊(台灣人,後於中國半導體創業)則持有 9.2% 股份,其為中國合肥新匯成微電子股份有限公司之總經理,為顯示、驅動 IC 之封測廠,推測為天虹合作之客戶。

圖三:天虹主要經營層皆為創辦人且皆出自應用材料高管

Source:天虹年報、富果研究部

圖四:天虹股權集中於經營層

Source:天虹年報、富果研究部

公司於 2017 年正式跨入半導體設備行業,初期以沉積設備為主,後來持續往鍵合設備、蝕刻設備發展,設備營收佔比也從 2020 年的 16.3% 成長到 2023 年的 42.4%,並於 2024 年超越零件佔比。

圖五:天虹設備營收占比逐年增加

資料來源:天虹公開說明書、年報、富果研究部

三、產品分析

天虹業務分成設備及零配件耗材兩大部分,其中,零配件耗材為穩定成長業務,公司預計未來每年穩定成長約 5~10%,未來成長重點則聚焦於設備。

公司主力機台包括 PVD、ALD、Bonder/Debonder,過去 7 年已累積出貨 110 台設備(截至 2024/9),並於 2023 年推出了去光阻去膠設備(Descum)、PECVD(電漿輔助化學氣相沈積)等,只要半導體製程中有薄膜沉積或晶圓減薄,就是天虹的機會。

圖六:天虹過去維持每年推出一台新設備之節奏

Source:天虹

天虹設備應用則為矽基半導體、第三代半導體(碳化矽)及光電,過往佔比約 33%、42%、21%,但預計矽基半導體營收占比將逐年增加,單價也高於化合物半導體。

 

圖七:天虹設備應用以半導體、化合物半導體為主

Source:天虹

以下簡單介紹 PVD、ALD、Bonder/Debonder 在半導體製程中扮演的角色。

薄膜沉積設備:PVD、PECVD、ALD

薄膜沉積為半導體前段的關鍵製程之一,我們目前看到的晶片,都是由一顆顆電晶體組成的,在邏輯 IC 中,這些電晶體稱為 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor),翻譯成中文,就是金屬+氧化物+導體場效電晶體。

薄膜沉積白話來說,就是在矽晶圓上面,透過沉積一層層的材料,包括金屬導體和氧化物絕緣層。這些薄膜在半導體元件製程中,主要用來形成導電通道(如金屬層)和隔離材料(如氧化物層,例如二氧化矽),以控制電流的流動,特別是在 MOSFET(場效電晶體)結構中,用來構成導電通道和絕緣的關鍵部分。

 

圖八:薄膜沉積為半導體前段關鍵製程之一

Source:富果研究部

圖九:薄膜沉積的方式從簡單到複雜依序有物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)

Source:國家實驗研究院

物理氣相沉積(PVD)

原理最為簡單, 主要將特定金屬材料放入設備,利用高溫把固態材料蒸發成氣態,並濺射到矽晶圓上形成薄膜。白話來說,可以想像成在用噴霧器對著矽晶圓噴漆。但因為是用噴灑的,因此僅能應用在平面的電晶體結構。

圖十:天虹 PVD 機台

Source:天虹

化學氣相沉積(CVD)

顧名思義是用化學反應來形成薄膜。我們可以想像它是在煮一鍋雞湯:將氣體反應物(各式香料)放入設備(鍋子),這些氣體在高溫下發生化學反應形成固體材料,最後均勻沉積在晶片上,形成一層薄膜(就像香料附著在雞肉上)。

原子層沉積(ALD)

為最複雜的沉積方法,使用化學反應,每次只沉積一層原子的材料,再一步步的堆疊薄膜。由於每次只沉積一層,因此比起 CVD 或 PVD,可以精準控制每層的厚度,產生更均勻的薄膜。

隨著摩爾定律持續演進,電晶體結構由一開始的 MOSFET 轉至 FinFET,尤其是到現在的立體結構 GAAFET,傳統的 PVD、CVD 已不敷使用,ALD 的重要性也越來越高。

到這邊,讀者可以記住一個結論,晶圓製程越先進,就越需要使用 ALD。

 

圖十一:天虹 ALD 機台

Source:天虹

鍵合/解鍵合設備 Bonder/Debonder

隨著晶片越做越薄,加上 SiC 等硬度較脆容易碎裂的化合物半導體普及,在晶圓製程中,必須將脆弱的晶圓放置在其他臨時的承載晶圓/基板上加工,完成後再將兩者分離。

Bonder 的作用即為將兩個晶圓或材料黏合在一起,Debonder 則是把已黏合的晶圓或材料分開。這兩個製程雖看起來簡單,但如何將晶圓精準鍵合,以及如何將減薄的晶圓剝離,並避免破碎、翹曲,設備商及晶圓廠必需要經過一定時間的配合才能達到。

圖十二:鍵合、解鍵合製程

Source:Semantic Scholar

圖十三:天虹 Bonder/Debonder 機台

Source:天虹

目前天虹 Bonder/Debonder 主要應用在 SiC 等化合物半導體,但隨著台積電將在 A16 製程(1.6nm)導入晶背供電,以及 CoWoS、SoIC 等先進封裝發展下,對晶圓的要求將越來越薄,判斷對 Bonder/Debonder 需求也將持續增加。

四、產業及營運分析

天虹未來將受惠於兩大趨勢:

1.半導體設備國產化,天虹為台灣少數能提供前段製程設備者,將直接受惠。

2.隨先進製程、封裝的發展,對薄膜沉積、晶圓減薄需求將明顯提升。

半導體設備國產化,天虹為台灣少數能提供前段製程設備者,將直接受惠

全球半導體設備一直以來都掌握在歐、美、日大廠手中,前五大廠美國的應用材料(AMAT)、荷蘭的艾司摩爾(ASML)、美國的科林研發(LAM)、日本的東京威力科創(TEL)及美國的科磊(KLA)合計就掌控了近 80% 市佔率。

圖十四:半導體設備為寡佔市場,掌握在海外大廠

Source:statista

其中前段製程(到封測前)因技術更複雜,市場又更為寡佔,例如 ASML 佔光刻機約 80% 市場、LAM 佔蝕刻機 50% 市場、應用材料佔薄膜沉積設備、離子植入機約 55% 市場、荷蘭另一家設備廠 ASM 則佔有原子層沉積設備(ALD)約 60% 市佔率。

而大家熟知的台灣設備廠們,則多聚焦在後段製程例如濕製程、檢測、封裝、廠務工程等領域,天虹為少數專攻前段製程設備的台灣廠商。

自 2018 年中美貿易戰以來,國際地緣衝突持續加劇,為了降低投資及採購風險、分散供應鏈過度集中風險,台積電近年來持續在推動設備本土化,在其 ESG報告 提出目標在 2030 年達成在地化採購比率達原物料 50%、零配件 68%、後端設備達 38%的目標。

從台積電的角度來看,目前設備供應集中在海外大廠的痛點主要有三個:議價/客製化要求能力受制、溝通及安裝維修效率較低(例如在非上班時間要求維修難度高)、以及保密協議的處理。如果能納入本土的第二供給商,就能有效解決以上問題。

以天虹成長潛力最高的 ALD 為例,目前全球市場規模約 30 億美金(約 1,000 億新台幣),而 ASM 市佔率約 55%,公司並預估到 2027 年 ALD 設備市場將以每年 10~14% CAGR 成長。

對天虹來說,只要拿到整個市場 1% 的市佔率,就能貢獻天虹 10 億元新台幣營收(相當於公司目前營收的 50%)。換個角度來看,ALD 設備的 ASP 約 400 萬美金,因此天虹要拿下 1% 市佔率相當於要出貨 8 台 ALD 設備,以公司目前產能一年 30~40 台來看,並不會遇到產能瓶頸。

而若能打入其他如 PVD、CVD、Bonder/Debonder 等設備,潛在市場規模將更大。總結來說,半導體設備國產化帶來很大的市場規模(TAM),天虹作為台灣少數的前段製程設備商,只要能拿下一點的市佔率,對公司營運都會有很大的貢獻。

圖十五:ALD 市場未來幾年維持快速成長

Source:ASM

判斷原先天虹營運主力 SiC 設備未來成長將在中國競爭加大下放緩

天虹 2023 年營收有 45% 集中於中國,主要是因為中國在過去幾年大力投資、擴產第三代半導體 SiC,產量市佔率從過往不到 5%,快速提高到 2023 年的 42%。

而天虹主要提供 6 吋、8 吋製程中的 PVD、Bonder、Debonder 等設備,公司累計出貨的 100 台設備,有 42 台都是應用到 SiC 等化合物半導體。

但中國的瘋狂擴廠、價格戰也破壞 SiC 市場平衡,6 吋 SiC 基板、代工價格皆大幅下滑,原先市場龍頭 WolfSpeed 持續虧損,股價也從高點下跌超 90%。而中國也開始加大使用國產設備的比例,根據天虹說法,目前在中國設備的 Design-Win 比例約 50%。

因此,雖然目前市場普遍預測 SiC 未來市場仍會持續成長,根據 Emergen Research 預測,SiC 市場未來十年將保持約 11.6% CAGR,但富果判斷下競價壓力下,天虹在該領域的成長將逐漸放緩。

 

隨先進製程、封裝的發展,對薄膜沉積、晶圓減薄需求將明顯提升

以目前半導體發展來看,未來主要有四大趨勢:台積電 1.6nm 的晶背供電技術、以 GAAFET為主的製程主流、矽光子 CPO、及先進封裝四大項。而其中關鍵的製程改變包括了晶圓的薄化,以及薄膜沉積製程往 ALD 發展,天虹既有設備都有望打入相關題材供應鏈。

1.ALD 原子薄膜沉積:先進製程往 GAAFET 發展

台積電將在 2nm 製程中首度引入 GAAFET 結構(相較三星已在 3nm 製程導入),其與 FinFET 最大的差異在於,GAAFET 的矽通道被閘極四面完整包覆,實現更精準的電流控制效率。

圖十六:GAAFET 將加大仰賴 ALD

Source:Digitimes

由於通道是棒狀立體結構,傳統的 PVD、CVD 較難精準沉積,高精度的 ALD 將成為關鍵趨勢。

而 ALD 步驟也很多,包括在閘極(Gate)加一層絕緣材料沉積高介電常數材料(High-k)來提高絕緣效果在閘極上加金屬層(Meta Level)增強導電性在特定元件中加隧道氧化層,以及在金屬連接中加防止擴散的薄膜和幫助電鍍的種子層等

目前台積電採用 FinFET 的 3nm 製程仍只有在幾個關鍵步驟使用 ALD,例如閘極絕緣層和高介電常數材料層積(High-k),但預計到 2nm 轉 GAAFET 後,ALD 的採用率將大幅增加。

台積電預計於 2026 年量產 2nm,而天虹目前已經有將設備送樣認證,因對台積電來說是新製程,更有機會採用新的供應商,一旦打入,根據前面試算,出貨一台就可貢獻公司約 1.2 億元之營收。

2.先進封裝:CoWoS、FOPLP、CPO

封裝技術在 AI 帶動下,許多先進封裝技術也在近年快速發展,包括目前廣泛應用在 AI GPU 的 2.5D CoWoS、下一代的 3D 封裝 SoIC、CPO(Co-packaged Optics, 共同封裝光學元件),以及近期的 FOPLP(Fan-out Panel Level Packaging, 扇出型面板級封裝)。

在這些異質封裝中,將會有兩個重要的製程:一是在封裝不同晶片時,需要穩固晶片與晶片、基板之的位置、防止翹曲,因此會用到 Bonder/Debonder 設備。

二則是在立體封裝中,會用到矽穿孔技術(TSV,Through-Silicon Via)將多層晶片垂直連接(見註),其中需要在 TSV 內壁形成一層非常薄且均勻的絕緣層,傳統 PVD、CVD 難以做到,因此就會使用 ALD 沉積。

如果是 FOPLP,則會用 TGV 技術(Through-Glass Via,玻璃穿孔技術),而 TGV 孔內也可能會使用 ALD。不過因 FOPLP 目前仍處在研發階段,短期難以貢獻公司營收,本文將不會深入探討。

圖十七:先進封裝之 TSV 也將加大仰賴 ALD

Source:ScienceDirect

而天虹的 ALD、Bonder/Debonder 設備則都將可受惠於這些趨勢。

公司目前在 CoWoS 部分發展最快,客群鎖定傳統 OSAT 廠(因台積電在這些製程的設備已有固定供應商,目前較難打入),目前已經取得全球第二大 OSAT 廠的客戶訂單,預計於 2025 年出貨相關設備。

而 CPO 則也與四家以上光電、封測廠合作 Bonder/Debonder 設備。

晶背供電對 Bonding/Debonding 需求將大幅增加

台積電將於 2026 年的 1.6nm 製程首度導入晶背供電技術,最關鍵的製程在於晶圓薄化,相較過去只需磨到 70~80 微米的厚度,晶背供電技術在晶圓正面製作電晶體後,要求研磨晶背至小於 5 微米的厚度。因此,對 Bonding/Debonding 的要求將大幅增加,設備要有辦法在晶圓如此薄的情況下精準轉移晶圓。

天虹目前也已將 Bonder/Debonder 設備送樣給台積電認證,由於台積電 2026 年就要量產,推估時程若通過,可能最慢 2025 下半年就會有消息可追蹤。

綜合以上,天虹做為台灣少數提供前段設備的廠商,幾乎踩上目前所有的主流技術發展,包括 GAAFET、晶背供電、先進封裝、CPO、FOPLP 及原先的 SiC 等,並將受惠半導體在地化的趨勢。

五、產能分析

天虹的產能,與廠房空間、人力高度相關。目前公司生產據點主要有新竹三座廠(新埔、湖口、預計 2026 年量產之竹北廠)、台南一座、廈門一座(租的),其中湖口廠將於 2025 年擴廠。

公司預計 2025 年產能將從目前一年約可組裝 30 台提升到 35~40 台。

而公司目前員工約 400 人,並預計未來以每年增加 20~30 位員工的速度擴編,因此未來產能將持續增加。

在投資方面,公司表示資本支出高峰已過,未來將以研發為主,預計每年將維持約 10~12% 的研發費用率(相較營收)。

不過在營收的認列上,需等公司設備交機並驗機,且收到 80% 金額後才能認列(中國則為 100%),而公司設備交期約 6~8 個月,且不同設備單價都不一樣(ALD 最高,再來依序為 PVD、Bonder/Debonder),因此在營收認列上較難事先觀察。

六、財測與估值

公司表示,2024Q4 因為認列高峰,設備營收將為 2024 前三季的總和,而零件耗材則穩定成長約 5~10%,而設備及零件的毛利率則皆為 40~50% 之間,預估公司 2024 年 EPS 約 7.2 元,而 2025 年產能將提升至 35~40 台,預計 EPS 將達 10.9 元,2025 年之 Forward P/E 約 30X。

目前設備廠的 P/E 普遍落在 20~30X 間,海外 ALD 同業如 ASM 則約 40X,單以既有估值來看天虹並不便宜。

但關鍵在於天虹未來空間很大的營運想像空間,以 ALD 為例,公司每多出一台 ALD,就能貢獻約 0.3~0.4 元的 EPS。

如果能 2026 年成功打入台積電 ALD 供應鏈並出貨,公司 EPS 將有望跳升到 15 元以上。

圖十八:天虹損益表

Source:富果研究部

自我揭露與聲明:

本人/本撰寫相關團體( 以下簡稱我 )目前有持有本文提到之股票的多方部位,但預計不會在未來 72 小時內增加持股。我與本文所提到的公司沒有商業關係,撰寫本文僅為分享,並無收取任何報酬。本文之資訊僅供分析參考,不保證內容之完整性與正確性,也不構成任何買賣有價證券之要約或宣傳。

責任編輯:林旻毅(CFA, 持有高業、投信投顧證照)

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Author

CFA 國際特許金融分析師 / 富果資深投資分析師 / 凱德資本投資經理
台、政、清、交等各校課程講師
台大財金系畢業 / FB:Min 的投資說書小棧/ IG:投資人 Min
持有高級證券商業務員、投信投顧業務員證照
堅信價值投資,並從產業及財報分析出投資機會
一個愛投資同時熱愛歷史的自我實現者