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技术水平稳居行业第一梯队,芯碁微装要做国产光刻机世界品牌

微纳制造技术,指尺度为亚毫米、微米和纳米量级元件以及由这些元件构成的部件或系统的优化设计、加工、组装、系统集成与应用技术。

随着信息化时代、智能化时代的来临,移动通信技术、人工智能技术、物联网技术等先进科技的飞速发展,进一步推动高集成度、超高频、超高速半导体、电子电路等器件开发研制的精细化,器件的制造尺寸也从微米尺度精细到纳米尺度,微纳制造技术获得了快速发展。

而光刻技术则是微纳技术中重要的一种,它能将微图形结构转移到覆有感光材料的晶圆、玻璃基板、覆铜板等基材表面上,从而完成芯片、显示面板、掩膜版、印制电路板等精密电子元件的制作。

合肥芯碁微电子装备股份有限公司(以下简称“芯碁微装”)就是国内少数在光刻技术领域里拥有关键核心技术,并能积极参与全球竞争的PCB直接成像设备及泛半导体直写光刻设备的供应商。

颠覆传统曝光技术,跻身行业第一梯队

芯碁微装成立于2015年6月,是一家以直写光刻为技术核心的直接成像设备及直写光刻设备研产售供应商。主要产品包括PCB直接成像设备及自动线系统、泛半导体直写光刻设备及自动线系统,以及其他激光直接成像设备和上述产品的售后维保服务。

从大哥大到智能机,电子产品一直在不断地向便携、轻薄、高性能等方向发展,而作为承载所有电子元件的基石,印刷电路板(PCB)产业也在向高密度、高集成、细线路、小孔径、大容量、轻薄化的方向发展,PCB产品结构不断升级,线路也在往细线距、多层数等高阶技术持续发展。

传统的通过曝光工艺将底片上的图形转移到PCB基板上的技术,在光刻精度、对位精度、生产效率、柔性化生产、自动化水平以及环保性等方面已经难以满足当下中高端PCB产品的产业化生产需求,取而代之成为主流的,是直接成像技术。

直接成像技术(DI)在PCB制造过程中无需底片,并且省去了传统曝光技术中的多道工序流程,大幅度提升了曝光精度和良品率。

芯碁微装的直接成像设备Mas 50T与PCB传统曝光设备主要厂商台湾川宝科技的传统曝光设备E2100-5KMC相比,具备精度更高、产能更高的优势:在同样处理最小线宽50微米以上的PCB产品线路曝光时,前者可以达到390 面/小时,而后者最高也只能做到250面/小时。

另外,在高端PCB产品的线路曝光领域,芯碁微装还成功开发出了一系列具有全球竞争力的直接成像设备,其中ACURA280激光直接成像设备能够应用于PCB最高端的IC载板领域。该产品还曾获得安徽省经济和信息化厅颁发的“2018 年安徽省首台(套)重大技术装备-Acura280 激光直接成像设备”,和安徽省庆祝改革开放40周年科技创新成果展组委会颁发的“安徽省庆祝改革开放 40 周年科技创新成果展参展展品- Acura280 曝光机”等多项荣誉。

目前芯碁微装在PCB直接成像设备领域同国内外同类企业相比,在技术指标上基本与国内外同类企业持平,部分指标甚至超过国内外同类企业,技术水平处于行业第一梯队。

2017年至2019年,芯碁微装直接成像设备销售数量销量从8台提升至77台,给公司带来的营收也从1,823.41万元增长到了19,242.85万元,累计覆盖70多家客户,PCB龙头企业深南电路(002916)、健鼎科技、景旺电子(603228)赫然在列。

营收实现扭亏为盈,年均复合增长率达201.98%

芯碁微装如今产品线如此丰富,谁又能想到其在2017年时所销售的主要产品只有TRIPOD这一个系列?加上当时公司成立不到两年,还处于研发高投入阶段,且品牌信任尚未建立,大部分顾客只是小批量购买验证,这导致芯碁微装当年营收仅有2,218.04万元,净利润则为-684.67万元。

2018年,TRIPOD系列产品逐渐获得客户的认可,芯碁微装又全面推出了双波段混合照明系统的UVDI 直接成像设备,成功进入 PCB 阻焊工艺细分市场;2019 年度,TRIPOD系列产品销量继续保持快速增长,芯碁微装在单机设备产品基础上,趁热打铁推出了直接成像联机自动线系统,进一步解决客户生产效率以及满足客户无人化、自动化、智能化的需求。

这一系列的产业调整,帮助芯碁微装实现了营业收入的快速增长,并且随着规模效益的显现,公司综合毛利率也有所改变,2017年同行业可比上市公司平均综合毛利率为38.01%,芯碁微装由于体量较小,当年综合毛利率为37.05%,但2018年和2019年,公司毛利率水平分别上涨至58.78%和51.22%,均高于同行业可比上市公司平均水平,且与海外较成熟的同业公司如瑞典Mycronic、美国KLA-Tencor、Rudolph基本保持一致。

2018年和2019年公司分别实现营收8,729.53万元和20,226.12万元,净利润分别为1,729.27 万元和4,762.51万元,2017年至2019年年均复合增长率为 201.98%,三年间实现扭亏为盈,展现出了芯碁微装惊人的成长性。

新技术填补国产空白,助力打破外企面板光刻垄断

除了在PCB直接成像设备领域处于重要地位外,芯碁微装在泛半导体领域也大有作为,是国内少数能够提供泛半导体直写光刻设备的企业之一,其直写光刻设备主要应用于下游 IC 掩膜版制版以及IC制造、OLED显示面板制造过程中的直写光刻工艺环节。

OLED显示面板是新兴的平板显示器(FPD)产品,相比较传统的LCD显示面板具有更好的性能,对技术含量的要求也更高要求,是目前 FPD 领域的主流发展方向。

然而,目前全球“OLED高世代线光刻设备”基本被日本Canon、Nikon所垄断,对我国完全自主生产OLED造成了极大阻碍。我国仅有极少数企业能够实现OLED显示面板的中低端产线光刻设备产业化,在高端产线光刻设备领域则处于空白状态。

光刻设备受制于人的问题尚未解决,中国OLED制造需求却还在持续增长。近年来,中国FPD产业步入快速发展时期,商务部数据显示,2013年国内FPD产能仅22百万平方米,2017年迅速增长到96百万平方米,中国一举成为全球第二大FPD供应地区。可见,OLED作为FPD领域的主流发展方向,即将在中国迎来大量产能释放。

芯碁微装于2018年成功推出了首条国产 OLED 显示面板直写光刻自动线系统(LDW-D1),该产品应用于OLED 显示面板制造过程中的光刻工艺环节,光刻精度能够实现最小线宽 0.7微米。同年,该条设备自动线成功投中国显光电(维信诺下属公司)招标项目,顺利出货并且一次性通过验收,给芯碁微装带来了2,991.45万元的收益,占主营业务收入比例的34.26%。

未来,芯碁微装还计划筹集10,836万元建设“平板显示(FPD)光刻设备研发项目”,旨在提高现有产品光刻精度、产能效率,并决心推进升级后光刻设备的规模量产。届时,芯碁微装将能助力中国打破OLED高世代线光刻设备垄断。

持续加大研发投入,致力于成为国产光刻机世界品牌

近十几年来,我国 PCB 制造行业凭借在劳动力、资源、政策、产业聚集等方面的优势发展迅速,目前已经成为全球最大的 PCB 生产基地。根据 Prismark数据显示,2008-2018 年间,中国大陆地区 PCB 制造业产值由 150.37 亿美元增长至 326 亿美元,占 2018 年全球总产值比例达到了 51.30%。

即便如此,从企业资金属性上看,台湾、日本等地区外资厂商仍具有一定的优势,中国大陆地区PCB制造业企业还具有较大的提升空间。

随着5G 通讯、云计算、工业4.0、物联网等加速渗透,PCB行业作为整个电子信息制造业产业链的基础力量,即将进入技术、产品新周期。毫无疑问,新增的PCB制造中,中国自产设备需要发挥更大作用。

为此,芯碁微装不断增加在研发方面的投入,2017年至2019年,公司研发费用分别为791.80万元、1,698.10万元和2,854.95万元,年均复合增长率为 89.88%,占营业收入的比例分别为35.70% 、19.45% 和14.12%,高于同行业可比上市公司的研发费用率均值。

持续的技术研发投入也为公司积累了大量技术成果,通过持续的自主研发,芯碁微装掌握了直写光刻设备关键系统模块的自主研发能力,形成了系统集成技术、光刻紫外光学及光源技术、高精度高速实时自动对焦技术、高精度高速对准多层套刻技术、高精度多轴高速大行程精密驱动控制技术、高可靠高稳定性及 ECC 技术、高速实时高精度图形处理技术等一系列直写光刻关键技术。

截至 2019 年末,芯碁微装已获得 67 项国家专利授权,其中发明23项,实用新型41项,并拥有11项软件著作权。未来公司还将建设高端PCB激光直接成像(LDI)设备升级迭代项目,以此巩固其在PCB直接成像设备领域的优势,并进一步拓展公司LDI 系列设备产品的市场空间,做好在日益广阔的PCB制造行业中发挥更大作用的准备。

另外,芯碁微装正在筹划晶圆级封装(WLP)的直写光刻设备,即在晶圆上封装芯片,而不是先将晶圆切割成单个芯片再进行封装,这是目前最先进的芯片封装技术之一。同时,芯碁微装还承担了“8寸”、“130-90nm ”等国家级WLP直写光刻设备研制项目。在产品落地方面,其计划筹资9,380万元新建“晶圆级封装(WLP)直写光刻设备产业化项目”,可以年产6台WLP直写光刻设备。

芯碁微装的直写光刻设备已经通过服务于芯片掩膜版制造和WLP,分别进入了芯片制造的前期设计阶段、后期封装阶段,在此基础上,随着技术的开发和发展,芯碁微装在芯片制造阶段的直写光刻机领域也将拥有一战之力。

长安何处在,只在马蹄下。

芯碁微装从一个年轻的企业一步步走来,专注于微纳直接成像设备及直写光刻设备领域,不断成长,不但实现了自身的逆风翻盘,也为推动我国智能电子设备制造行业发展做出了杰出贡献。未来公司将依托自身已有优势,持续推出优质创新产品,积极融入全球化的竞争格局,成为国产光刻机世界品牌。

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