华海清科评级新股研究报告：垂直赛道标杆，CMP环节一体化龙头供应商

股票代码 ：688120
股票简称 ：华海清科
报告名称 ：新股研究报告：垂直赛道标杆，CMP环节一体化龙头供应商
评级 ：
行业：半导体

华海清科(688120.SH)/电子

目录

1 华海清科：国内 CMP 龙头方案商 ............................................................................................................................ 3 1.1 国产 CMP 方案领军者 ...................................................................................................................................................................... 3 1.2 收入连续高增，盈利能力出色 ......................................................................................................................................................... 3 1.3 清华大学股权划转后，实控人将变为四川国资委 ....................................................................................................................... 7 1.4 高管团队经验丰富 ............................................................................................................................................................................. 8 1.5 保持研发高投入，专利储备雄厚 .................................................................................................................................................... 9 1.6 推进零部件国产化，客户广泛覆盖国内主流晶圆厂 ................................................................................................................. 11 2 设备市场需求旺盛，CMP 环节国产化突破实现 ..................................................................................................... 14 2.1 设备景气度持续，CMP 市场规模稳步增长 ................................................................................................................................ 14 2.2 CMP 设备：抛光+清洗组合系统 .................................................................................................................................................. 15 2.3 竞争格局：行业集中度高，国产化突破实现 .............................................................................................................................. 20 2.4 华海清科：国产替代中流砥柱 ....................................................................................................................................................... 22 3 CMP 环节纵深拓展，打造垂直一体化解决方案...................................................................................................... 26 3.1 依托 CMP 设备能力，开展晶圆再生服务 ................................................................................................................................... 26 3.2 装机量迅速增长，关键耗材销售和维保业务空间可观 ............................................................................................................. 27 3.3 进军先进封装市场，推出减薄抛光一体机 .................................................................................................................................. 29 4 募投分析 .............................................................................................................................................................. 30 5 盈利预测与估值 .................................................................................................................................................... 32 5.1 盈利预测假设与业务拆分 ............................................................................................................................................................... 32 5.2 估值分析 ............................................................................................................................................................................................ 32 6 风险提示 .............................................................................................................................................................. 33 插图目录 .................................................................................................................................................................. 35 表格目录 .................................................................................................................................................................. 35

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1华海清科：国内 CMP 龙头方案商

1.1国产 CMP 方案领军者

华海清科主要从事半导体专用设备的研发、生产、销售及技术服务，主要产品 为化学机械抛光（CMP）设备。CMP 是先进集成电路制造前道工序、先进封装等 环节必需的关键制程工艺，公司所生产 CMP 设备可广泛应用于 12 英寸和 8 英寸 的集成电路大生产线，产品总体技术性能已达到国内领先水平。公司推出了国内首 台拥有核心自主知识产权的 12 英寸 CMP 设备并实现量产销售，是目前国内唯一 一家为集成电路制造商提供 12 英寸 CMP 商业机型的高端半导体设备制造商；公 司所产主流机型已成功填补国内空白，打破了国际巨头在此领域数十年的垄断，有 效降低了国内下游客户采购成本及对国外设备的依赖，支撑国内集成电路产业的 快速发展。

图 1：华海清科客户涵盖产业链多家龙头公司

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

公司自成立至今，一直专注于 CMP 设备和工艺及配套耗材的研发，坚持自主 研发和持续创新，独立开发并推出了 Universal-200Plus、Universal-300Plus、Universal-300Dual、Universal-300X 等主打产品。公司核心研发团队先后承担、联合承担了两项“国家科技重大专项（02 专项）”及三项国家级重大项目/课题，针对纳米级抛光、纳米颗粒超洁净清洗、纳米精度膜厚在线检测、大数据分析及智 能化控制等 CMP 设备核心关键技术取得了有效突破和系统布局。

公司研制的CMP设备产品全面覆盖集成电路制造过程中的非金属介质 CMP、金属薄膜 CMP、硅 CMP 等抛光工艺并取得量产应用，高端 CMP 设备的工艺技 术水平已在 14nm 制程验证中，形成了硬件+技术服务的全方位体系。

1.2收入连续高增，盈利能力出色

受益于公司技术积累与设备市场持续景气，公司业绩增势强劲。2019-2021 年，公司营业收入从 2.11 亿元增长至 8.05 亿元，年复合增速达 95.34%。

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盈利能力方面，公司 2019-2021 年毛利率 31.27%、38.17%和 44.73%，毛 利率逐年明显提高，主要得益于随着公司技术水平、市场地位的提升，公司的议价 能力有所提高，平均单价有所上升，公司的规模经济效应开始显现，平均成本有所 降低。同时，公司的产品开始进入先进制程设备市场，设备市场价格较高，进而提 高了毛利率。此外，2019 年以来公司的管理费用率、销售费用率逐年降低。

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图 8：华海清科合同负债（百万元）

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比，公司 2021 年的营收增速领先行业。2022Q1 公司营收增速为 192.85%，为 同行业最高。2021 年，公司扣非净利率 14.16%，优于同行业公司。同时，公司 研发资本化比率较低，2021 年为 4.39%。

表 1：2021 年华海清科与同行业公司对比

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

1.3清华大学股权划转后，实控人将变为四川国资委

目前清华大学为公司实控人。全资孙公司清控创投为公司第一大股东，持股比 例 37.58%。清津德厚等三家员工持股平台为公司第二大股东，持股比例 12.22%。公司董事长路新春为第三大股东，持股比例 7.93%。

图 10：发行前华海清科股权结构

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

清华大学于 2021 年 12 月 10 日与四川省能源投资集团有限责任公司签署《国 有产权无偿划转协议》，拟通过无偿划转方式将所持清华控股 100%股权划转给四 川能投，划转基准日为 2021 年 12 月 31 日。截至 2022 年 4 月 28 日，上述股权 无偿划转事项已获国家市场监督管理总局反垄断局批准，并已向教育部、四川省国 资委申报，均在审批过程中。若本次无偿划转完成，四川能投将成为公司的间接控 股股东，四川省国资委将成为公司的实际控制人。

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图 11：发行前华海清科股权结构（股权划转后）

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

1.4高管团队经验丰富

公司高管团队主要由来自清华大学的核心技术人员组成。路新春，公司董事长、首席科学家，中国国籍，于中国科学院金属研究所获博士学位。1994 年 4 月至 2012 年 12 月，在清华大学精密仪器与机械学系任教，2013 年 1 月至今任清华 大学机械工程系教授、首席研究员，2020 年 9 月办理离岗创业。2013 年 4 月至 2019 年 10 月，任本公司董事长、总经理；2019 年 11 月至今，任本公司董事长、首席科学家。新春为公司首席科学家，公司技术、产品研发带头人，累计获已授权 国家发明专利超过 100 项，牵头起草 1 项企业产品标准。截至 2021 年 12 月 31 日，国际科技论文检索平台 Clarivate 查询结果显示，路新春发表 CMP 相关 SCI 论文 87 篇，每篇文章平均被引用超过 10 次，位居全球 CMP 设备领域技术专家 前三名；国际专利检索平台 Patsnap 查询结果显示，路新春作为专利发明人获得 授权专利 152 项，位居全球 CMP 设备技术发明人第一名。

王同庆，公司副总经理，中国国籍，清华大学机械工程博士。2014 年 1 月至 今历任清华大学机械工程系助理研究员、副研究员，2020 年 9 月办理离岗创业。2013 年 4 月至今历任本公司研发总监、总经理助理、副总经理。王同庆主要负责 组织公司产品研发过程中的机械、电气、软件及工艺调试等开发工作，已发表 CMP 相关 SCI 论文 30 余篇，作为发明人获得公司授权专利 77 项，参与起草 1 项企业 产品标准。

赵德文，公司副总经理，中国国籍，清华大学机械工程博士。2015 年 4 月至 今历任清华大学机械工程系助理研究员、副研究员，2020 年 9 月办理离岗创业。2014 年 1 月至今历任本公司总经理助理、技术总监、副总经理。赵德文主要负责

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组织公司产品研发过程中抛光、清洗、减薄等重点技术与产品的研发，已发表 CMP 相关论文 30 余篇，其中 SCI 收录 20 余篇，获得 2 项国际学术奖，作为发明人获 得公司授权专利 95 项，参与起草 1 项企业产品标准。

沈攀，公司副总经理，中国国籍，中国地质大学（北京）机械设计及理论专业 硕士。2009 年 6 月至 2013 年 8 月任清华大学摩擦学国家重点实验室工程师。2013 年 8 月至今任本公司副总经理。沈攀主要负责晶圆传输及抛光修整技术研 发，参与起草 1 项企业产品标准，作为发明人获得公司授权专利 60 项。

图 12：华海清科管理团队主要人员介绍

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

1.5保持研发高投入，专利储备雄厚

华海清科专注研发，重视技术积累，过去数年间研发营收占比均维持在 13% 以上。半导体专用设备的技术复杂，客户对设备的技术参数、运行的稳定性有苛刻 的要求，因此常年高研发投入积累是产品推陈出新和公司维持竞争优势的基础。2019-2021 年，公司研发费用分别为 0.45 亿元、0.51 亿元和 1.14 亿元，公司研 发投入逐年上升。2021 年公司研发费用率也维持在较高水平，为 14.17%。高水 平的持续投入保障了公司产品的竞争力，为公司的业绩的成长打下基础。

图 13：2019-2021 年华海清科研发投入（百万元）

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

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高比例的技术人才储备和强大的核心管理团队保障研发高效进行。截至 2021 年 12 月 31 日，公司拥有研发人员 224 人，占公司员工人数的比例为 32.37%。公司核心技术研发团队以路新春博士为核心，近年来公司核心技术研发团队稳定，具有较强的技术研发团队优势。

公司专利储备雄厚，产品获得先进厂商认可。截至 2021 年 12 月 31 日，公 司拥有国内外授权专利 209 项，其中发明专利 114 项、实用新型专利 95 项，拥 有软件著作权 7 项；公司 CMP 设备已累计出货超 140 台，未发出产品的在手订 单超 70 台，设备已广泛应用于中芯国际、长江存储、华虹集团、英特尔、长鑫存 储、厦门联芯、广州粤芯、上海积塔等国内外先进集成电路制造商的大生产线中。

公司研发实力突出，承担了多项重大科研项目与课题，形成了一系列重要科研 成果。公司独立承担国家科技 02 重大专项“28-14nm 抛光设备及工艺、配套材 料产业化——CMP 抛光系统研发与整机系统集成”，经过自主研发逐步形成了纳 米级抛光、纳米精度膜厚在线检测、纳米颗粒超洁净清洗、大数据分析及智能化控 制等核心技术，并陆续推出 300 Plus、300 Dual 等技术升级的商业化机型。

表 2：华海清科承担的重大科研项目

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

在已有研发成果基础上，公司进一步布局先进制程 DRAM、3D NAND CMP 工艺、减薄机等研究项目。公司面向 14nm 及以下制程的 CMP 研发，主要集中于 针对现有 28-14nm CMP 设备（Universal 300X 和 300T）的关键模块/核心技术 进行优化研发。

表 3：华海清科拟进行的研发项目

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资料来源：招股说明书，民生证券研究院

先进抛光系统研发主要集中于直驱式抛光驱动、多区压力调控抛光、自适应承 载头、预适应保持环等纳米级抛光技术的优化研发，并且已取得针对不同工艺的 7 区抛光头技术等系列重要成果；先进终点检测系统研发主要集中于金属纳米精度 膜厚在线检测、非金属纳米精度膜厚在线检测、晶圆形貌实时调控等关键技术的优 化研发，已实现晶圆边缘控制能力的显著提升；先进超洁净清洗系统研发主要集中 于马兰戈尼干燥、智能清洗以及清洗单元多能量组合等关键技术的优化研发，目前 最新的 MDS 清洗模块已通过多条产线验证，满足 128L 3D NAND 制造 CMP 工 艺要求；精确传送系统研发主要集中于高产能设备架构、抛光装备运行参数智能监 测与调控、基于智能控制的抛光技术等关键技术的研发，且已取得显著的产能提升 与可靠性提升等系列重要成果。目前，公司已有机台在客户端做 14nm 产线验证。

1.6推进零部件国产化，客户广泛覆盖国内主流晶圆厂

公司生产所需的主要原材料包括机械标准件、机械加工件、液路元件、电气元 件、气动元件和其他等，其中机械加工件是供应商依据公司提供的图纸自行采购原 材料并完成定制加工。

表 4：华海清科原材料采购种类

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

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公司采购原材料总金额从 2019 年的 2.23 亿元快速上升至 2021 年的 14.95 亿元，与营收增长趋势匹配，采购额各类设备采购比例基本稳定。

表 5：华海清科原材料采购金额及占比

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

公司建立了全球化的采购体系，随着本土供应链的不断成熟，公司逐渐拥有更 多的采购选择。公司亦在供应商的国产化上进行了诸多投入和布局。

表 6：华海清科 2021 年前五大供货商情况

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

零部件的国产化进展方面，公司所生产的 12 英寸 CMP 设备使用的设备前端 模块主要向 RORZE 采购，同时也向沈阳新松机器人自动化股份有限公司和上海广 川科技有限公司、北京锐洁机器人科技有限公司、上海果纳半导体技术有限公司等 国内供应商采购了少量的同类设备前端模块，通过整机集成测试其性能满足要求，并于 2021 年下半年开始小批量采购并逐步提高该类别国产模块的使用比例。公司 所生产的 8 英寸 CMP 设备使用的设备前端模块全部向北京和崎精密科技有限公 司采购。国内供应商提供的设备前端模块均已通过了公司内部有关部件和整机的 测试，能够满足生产需求。公司采购国产设备金额逐年提升。

表 7：华海清科前端模块国产替代情况

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

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公司主要原材料价格稳定，且有所下降，公司对供应链的管理进一步降低了成 本。2019 年以来，公司主要原材料采购价格大多数呈下降趋势，相比其主要竞争 对手在运营成本方面具有一定优势，随着产能的不断提升，降本优势将更加明显。

公司作为目前国内唯一能提供 12 英寸 CMP 设备的半导体设备厂商，凭借自 身的产品实力受到大量半导体龙头企业客户的认可。伴随公司业务规模增长，销售 渠道拓宽，下游客户集中度呈下降趋势。2019 年华海清科前五大客户销售占比 94.96%，2020 年下降至 85.71%。2021 年，由于长江存储加大资本开支、产能 高速扩张，公司获得了长江存储快速扩产阶段的批量采购订单，导致单个客户销售 额占比较大。

图 14：华海清科前五大客户情况

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

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2设备市场需求旺盛，CMP 环节国产化突破实现

2.1设备景气度持续，CMP 市场规模稳步增长

以集成电路为例，应用于集成电路领域的设备通常可分为硅片制造设备、前道 工艺（芯片加工）设备和后道工艺（封装测试）设备等三大类。随着半导体行业的 迅猛发展，半导体产品的加工面积成倍缩小，复杂程度与日俱增，技术制程更小、精度更高、稳定性更好的半导体设备是推动整个半导体产业向前发展的重要因素 之一。半导体设备价值普遍较高，一条制造先进集成电路产品的生产线投资中设备 价值约占总投资规模的 70%~80%，制程到 16/14nm 时，设备投资占比达 85%，7nm 及以下占比将更高。按工艺流程分类，典型的产线上前道、封装、测试三类 设备分别占 85%、6%、9%。

全球半导体市场持续景气，驱动设备行业整体规模快速增长。2011 年以来，全球市场半导体市场规模持续扩张。根据 WSTS 数据，2021 年全球半导体销售额 预计为 5559 亿美元，同比增长 26%。

图 15：全球半导体市场规模（亿美元）

资料来源：WSTS，Wind，民生证券研究院

半导体制造产业的繁荣带动晶圆制造、封装的需求，进而为设备厂商带来持续 的订单，带动设备市场的规模增长。Gartner 统计显示，2021 年全球半导体设备 销售额达 923 亿美元，预计 2022 年全球半导体设备市场规模将扩大到 1,106 亿 美元。其中，中国大陆 2021 年半导体设备市场销售额达到 226 亿美元，同比增 长 37.6%，占据全球约 25%的市场份额，为全球最大半导体市场，增长势头强劲。

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图 16：2021 年全球半导体设备市场区域结构

中国台湾

韩国

日本

欧洲、中东及非洲

21%

资料来源：Gartner (April 2022)，民生证券研究院

CMP 设备市场规模有望持续上升。根据 Gartner 统计，2020 年全球 CMP 设

备市场规模为 17.67 亿美元，2021 年为 27.83 亿美元，同比增长 57.48%。预计

2022 年全球市场规模为 30.76 亿美元，CMP 设备市场仍有扩大空间。

图 17：2020-2022 年全球 CMP 设备市场规模（亿美元）

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需要循环使用，通常每片芯片制造完成需经过几十道抛光工艺，尤其是集成电路制 造工艺在纳米节点上的持续推进，将使 CMP 设备的平坦化应用机会及关键作用愈 加凸显。

图 18：CMP 设备的关键作用

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

化学机械抛光（CMP）是在芯片制造制程和工艺演进到一定程度、摩尔定律 因没有合适的抛光工艺无法继续推进之时才诞生的一项新技术。传统的机械抛光 和化学抛光去除速率均低至无法满足先进芯片量产需求，因此结合了机械抛光和 化学抛光各自长处的 CMP 技术，通过化学和机械的组合技术避免了由单纯机械抛 光造成的表面损伤，利用了磨损中的“软磨硬”原理，即用较软的材料来进行抛光 以实现高质量的表面抛光，将化学腐蚀和机械研磨作用达到一种平衡，最终实现晶 圆表面的超高平整度，是目前唯一能兼顾表面全局和局部平坦化的抛光技术，在目 前先进集成电路制造中被广泛应用。如果晶圆（芯片）制造过程中无法做到纳米级 全局平坦化，既无法重复进行光刻、刻蚀、薄膜和掺杂等关键工艺，也无法将制程 节点缩小至纳米级的先进领域，因此随着超大规模集成电路制造的线宽不断细小 化而产生对平坦化的更高要求和需求，CMP 在先进工艺制程中具有不可替代且越 来越重要的作用。

图 19：CMP 设备结构

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

图 20：CMP 抛光作业原理图

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

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图 21：不同抛光工艺去除速率对比

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

除了硅片制造、晶圆制造，在先进封装领域，CMP 工艺也越来越多被引入并 大量使用，其中硅通孔（TSV）技术、扇出（Fan-Out）技术、2.5D 转接板（interposer）、3D IC 等将用到大量 CMP 工艺，这将成为 CMP 设备除 IC 制造领域外一个大的 需求增长点。

图 22：先进封装工艺流程

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

CMP 设备包括抛光、清洗、传送三大模块，核心是抛光模块。抛光模块作业 过程中，抛光头将晶圆待抛光面压抵在粗糙的抛光垫上，借助抛光液腐蚀、微粒摩 擦、抛光垫摩擦等耦合实现全局平坦化。抛光盘带动抛光垫旋转，通过先进的终点 检测系统对不同材质和厚度的膜层实现 3~10nm 分辨率的实时厚度测量防止过抛。更为关键的技术在于可全局分区施压的抛光头，其在限定的空间内对晶圆全局的 多个环状区域实现超精密可控单向加压，从而可以响应抛光盘测量的膜厚数据调 节压力控制晶圆抛光形貌，使晶圆抛光后表面达到超高平整度，且表面粗糙度小于 0.5nm，相当于头发丝的十万分之一；此外，制程线宽不断缩减和抛光液配方愈加 复杂均导致抛光后更难以清洗，且对 CMP 清洗后的颗粒物数量要求呈指数级降

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低，因此需要 CMP 设备中清洗单元具备强大的清洁能力来实现更彻底的清洁效 果，同时还不会破坏晶圆表面极限化微缩的特征结构。

图 23：典型 CMP 设备结构

资料来源：《半导体制造中硅片重复利用技术的研究》，民生证券研究院

图 24：CMP 抛光模块示意图

资料来源：《半导体制造技术》，民生证券研究院

清洗模块是 CMP 设备的另一个重要组成部分。当特征尺寸降至 14nm 以下 后，线宽不断接近物理基础尺寸，纳米级的颗粒污染都有可能会对芯片的性能和可 靠性产生重要影响。因此，随着互连线宽特征尺寸的不断减小，对表面污染物残留 的控制更加严苛。简单的清洗方式组合难以有效去除纳米级的细微污染物。CMP 设备中的清洗单元需综合考虑兆声振动、机械柔性刷洗、表面张力等多种能量，并 采取科学合理组合，同时借助科学的化学清洗剂形成有效的保护和辅助，提高清洗 效果。

应用材料发明了垂直清洗的专利技术，该项技术一方面可以获得更为洁净的 晶圆，另一方面大幅度减少 CMP 设备的结构空间。应用材料推出了 Mirra-mesa 机台，占有较高的市场份额。同期的荏原公司 EBARA FREX-300 为代表的设备则 采用水平清洗方式。

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图 25：Mirra-mesa 后清洗示意图

资料来源：《CMP 后清洗技术发展历程》，民生证券研究院

图 26：EBARA FREX-300 清洗装置示意图

资料来源：《半导体制造中硅片重复利用技术的研究》，民生证券研究院

在抛光后清洗环节，华海清科亦有多种自主专利，公司于 2020 年 12 月获得 了“一种晶圆清洗方法和晶圆后处理装置”的专利授权，使用清洗刷对中装置对晶 圆清洗装置实施对中操作，根据对中操作确定的两个滚刷工装与晶圆工装同时接 触的基准位置安装清洗刷并控制所述清洗刷移动至相应的清洗位置；控制清洗刷 在所述清洗位置对晶圆的正反两面进行滚动刷洗。

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图 27：华海清科晶圆后处理装置示意图

资料来源：华海清科发明专利“一种晶圆清洗方法和晶圆后处理装置”说明书，民生证券研究院 注：1：晶圆清洗装置；10：壳体；20：支撑滚轮；30：清洗刷；W：晶圆

随着摩尔定律的延续，当制造工艺不断向先进制程节点发展时对 CMP 技术的 要求相应提高、步骤也会不断增加，例如制程节点发展至 7nm 以下时，芯片制造 过程中 CMP 的应用在最初的氧化硅 CMP 和钨 CMP 基础上新增了包含氮化硅 CMP、鳍式多晶硅 CMP、钨金属栅极 CMP 等先进 CMP 技术，所需的抛光步骤 也增加至 30 余步，大幅刺激了集成电路制造商对 CMP 设备的采购和升级需求。

图 28：9-11 层金属结构 Cu CMP 示意图

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

2.3竞争格局：行业集中度高，国产化突破实现

2.3.1全球市场巨头垄断

全球 CMP 设备市场处于高度垄断状态，主要由美国应用材料和日本荏原两家 设备制造商占据，据 gartner 数据，2020 年两家制造商合计拥有全球 CMP 设备

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超过 90%的市场份额，尤其在 14nm 以下最先进制程工艺的大生产线上所应用的 CMP 设备由两家国际巨头垄断。

图 29：2020 年全球 CMP 设备市场占有率

6.8%

资料来源：Gartner (April 2021)，民生证券研究院

CMP 产品的技术水平主要取决于设备在抛光、清洗、工艺智能控制等核心模 块/技术方面的表现，华海清科的 CMP 产品在已量产的制程（14nm 以上）及工 艺应用中与行业龙头公司的主要产品不存在技术差距，在客户端产线上已可以实 现对行业龙头公司产品的替代。公司目前在进行 14nm 制程技术验证中。

表 8：华海清科与竞争对手对比情况

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2.3.2国内突破趋势已成，国产化率快速爬升

国内 CMP 赛道主要供应商有华海清科和北京烁科。按照 SEMI 统计的 2018 年-2020 年中国大陆地区的 CMP设备市场规模和公司2018 年度-2020年度CMP 设备销售收入计算，华海清科 2018 年-2020 年在中国大陆地区的 CMP 设备市场 占有率约为 1.05%、6.12%和 12.64%。

图 30：华海清科 CMP 设备在大陆市场占有率

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图 31：华海清科发展历程

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

面向集成电路制造抛光工艺需求，公司坚持核心技术自主研发，通过持续的研 发投入，已在 CMP 关键技术突破、新产品研发、新工艺开发与改进等方面形成一 系列科技成果，实现了公司产品的系列化与多元化布局。其中公司研发的 12 英寸 系列 CMP 设备（Universal-300 型、Universal-300Plus 型、Universal-300Dual 型、Universal-300X 型）在国内已投产的 12 英寸大生产线上实现了产业化应用，截至 2021 年末累计量产晶圆超 1300 万片，且其在逻辑芯片制造、3DNAND 制 造、DRAM 制造等领域的工艺技术水平已分别突破至 14nm、128 层、1X/1Ynm，均为当前国内大生产线的最高水平；公司研发的 8 英寸系列 CMP 设备（Universal-200 型、Universal-200Plus 型）已在国内集成电路制造商中实现了产业化应用，主要用于晶圆制造、MEMS 制造及科研攻关等领域。

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表 9：CMP 设备产业化应用情况

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

CMP 产品的技术水平主要取决于设备在抛光、清洗、工艺智能控制等核心模 块/技术方面的表现，华海清科的 CMP 产品在已量产的制程（14nm 以上）及工 艺应用中与行业龙头公司的主要产品不存在技术差距，在客户端产线上已可以实 现对行业龙头公司产品的替代。公司研制、生产的具有完全自主知识产权的 CMP 设备已实现在国内外知名客户先进大生产线的产业化应用，在逻辑芯片制造、3DNAND 制造、DRAM 制造等领域的工艺技术水平已分别突破至 14nm、128 层、1X/1Ynm，均为当前国内大生产线的最高水平和全球集成电路产业的先进水 平，公司产品已具备国内领先的技术水平和国际主流的性能表现。

公司目前客户主要为国内大型集成电路制造商。据统计截至 2020 年 1 月国 内共有在建或产能处于爬坡阶段的 8/12 寸晶圆厂 26 座，其中 12 英寸晶圆厂 14 家，国内集成电路制造商投资建设的共 11 家，占比约为 42.31%。国内 12 英寸 晶圆制造厂主要包括两大方向，一方面为主攻先进制程代工和特色工艺的晶圆代 工厂，代表企业包括中芯国际、华虹集团、广州粤芯等；另一方向主要是以存储晶 圆制造为主攻方向的存储芯片制造厂，代表企业包括长江存储、合肥长鑫等。

图 32：2019-2021 年华海清科 CMP 设备在主要晶圆厂中标数及占比

资料来源：招股说明书，中国国际招标网，民生证券研究院

据统计长江存储、华虹无锡、上海华力一二期项目、上海积塔在中国国际招标 网上公布的 2019 年至 2021 年期间 CMP 设备采购项目的评标结果及中标结果，华海清科中标数明显增加，中标占比从 2019 年的 21.05%提升至 2021 年的 44.26%。

公司向华虹集团、中芯国际、长江存储等客户销售 CMP 设备数量逐年增长，且客户均有明确的产能扩张计划。部分未验收确认设备也将陆续兑现营收。

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3CMP 环节纵深拓展，打造垂直一体化解决方案

3.1依托 CMP 设备能力，开展晶圆再生服务

公司下游集成电路厂商在制造芯片的过程中，需要利用成本较低的监控测试 硅片，即控片、挡片（以下合称“控挡片”）对机器设备进行热机、监测或者进行 适当的填充。晶圆再生是将集成电路制造厂商在制造芯片的过程中使用过的控挡 片回收，将其工艺薄膜、金属颗粒残留等杂质去除，使其达到再次使用的标准。

公司晶圆再生的业务模式为利用自身 CMP 技术和自产晶圆再生关键设备为 客户提供晶圆再生服务和再生晶圆销售，即客户将使用过的控挡片委托给公司进 行研磨抛光及清洗加工并支付相应的加工服务费用；或由公司直接对外采购使用 过的控挡片，然后进行研磨抛光及清洗，形成可重新使用的控挡片，向下游集成电 路制造厂商直接销售成品再生晶圆。

晶圆再生工艺流程主要是对控挡片进行去膜、粗抛、精抛、清洗、检测等工序 处理，使其表面平整化、无残留颗粒。晶圆再生的工艺流程中，精抛是最关键的一 道流程，主要通过 CMP 设备完成，因此 CMP 工艺是晶圆再生工艺流程的核心，同时 CMP 设备也是晶圆再生工艺产线中资金投入最大的工艺制程设备。另一方 面，晶圆再生业务的客户主要是集成电路制造厂商，与公司现有 CMP 设备业务的 客户群高度重合。基于公司多年积累的 CMP 工艺技术优势、自产 CMP 设备成本 优势及同客户群的市场拓展优势，公司发展晶圆再生业务是为现有客户群体提供 更加长期稳定的持续性服务，是对现有 CMP 设备业务的外延式拓展。

图 35：晶圆再生流程

资料来源：民生证券研究院整理

当前晶圆再生市场主要被日本和中国台湾企业垄断，国产替代空间广阔。根据 RTS 公司公告，2021 年全球 12 寸晶圆再生市场需求达到 139 万片/月，3 家日本 企业和 3 家中国台湾企业占据全球主要市场。

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图 38：CMP 过程中的主要耗材

资料来源：MKS 官网，民生证券研究院

对比设备行业国际龙头应用材料，其 2021 年售后服务业务收入达 50.13 亿 美元，占总收入 22%。我们认为，CMP 是晶圆制造过程中耗材用量较多环节，伴 随华海清科设备装机量持续增长，其服务类业务收入比例有望持续增长至更高比 例，为公司带来增量空间。

图 41：2018-2021 年华海清科设备出货量

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

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3.3进军先进封装市场，推出减薄抛光一体机

随着 IC 技术的进步和发展，电子封装需要更薄的芯片来减小封装的体积，并 允许多芯片堆叠封装在一个封装体中，这对封装工艺提出了新的挑战。标准的封装 流程包括减薄、划切工艺等，其中减薄环节需要的进行磨削和抛光，其设备与 CMP 设备具有技术共通性。

图 42：芯片封装减薄、划切工艺流程

资料来源：《晶圆减薄抛光工艺对芯片强度影响的研究》，民生证券研究院

2020 年开始，公司独立承担了 1 个减薄相关的国家级重大专项课题，进行超 精密减薄技术开发，公司通过超精密减薄技术开发进一步将晶圆减薄与化学机械 抛光合理结合，开展包括超精密研磨面形控制技术、超精密多工位减薄整机技术和 减薄智能工艺控制技术在内的超精密减薄技术研发，从而实现晶圆面形的智能化 控制。Versatile-GP300 是公司新研制的用于 3D IC 制造的 12 英寸晶圆减薄抛光 一体机，通过新型整机布局集成超精密磨削、CMP 及后清洗工艺，配置先进的厚 度偏差与表面缺陷控制技术，提供多种系统功能扩展选项，具有高精度、高刚性、工艺开发灵活等优点。可基于 Versatile-GP300 拓展和研发多种配置，满足 3D IC 制造、先进封装等领域的晶圆减薄技术需求。

截至 2022 年 4 月，公司 12 英寸减薄抛光一体机已按照公司所承担的国家级 重大专项课题约定交付指定客户进行大生产线考核验证，有望在年内实现商业化 销售。未来公司计划进一步研发超精密减薄机，提升性能和工艺水平，适应更先进 制程和更复杂工艺的需求。

图 43：磨削工艺示意图

资料来源：《晶圆减薄过程 TTV 调整技术研究》，民生证券研究院

图 44：华海清科减薄抛光一体机 Versatile-GP300

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

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4募投分析

公司本次募投项目投资总额 15.1 亿元，拟使用募集资金金额为 10 亿元。经 询价确定发行价格 136.66 元/股，按本次发行价格和 2,666.67 万股的新股发行数 量计算，若本次发行成功，预计募集资金总额 36.44 亿元，扣除约 1.54 亿元（不 含税）的发行费用后，预计募集资金净额 34.90 亿元。

本次首次公开发行股票所募集的资金扣除发行费用后将投资于以下 4 个项目，包括高端半导体装备（化学机械抛光机）产业化项目、高端半导体装备研发项目、晶圆再生项目、补充流动资金，各项目投资总额分别为 5.40 亿元、3.12 亿元、3.58 亿元、3.00 亿元，各项目拟使用募集资金金额分别为 3.50 亿元、2.00 亿元、1.50 亿元、3.00 亿元。

表 11：募集资金投资方向

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

化学机械抛光机产业化项目建设周期为 15 个月，建设 1 栋生产厂房、1 栋测 试车间及相关配套设施，总建筑面积 53,000 平方米，设计产能为年产 100 台化学 机械抛光机（包括减薄设备）。项目建成后公司将进一步扩大高端半导体装备（主 要是高端 CMP 设备和减薄抛光一体机）生产能力及在化学机械抛光相关领域的研 发和服务能力。

表 12：高端半导体装备（化学机械抛光机）产业化项目投资预算

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

高端半导体装备研发项目建设地点位于高端半导体装备（化学机械抛光机）产 业化项目建设的厂区内，通过开展系列技术研发课题，创新研发面向 14nm 及以 下制程先进半导体制造 CMP、减薄多项关键技术及系统，并研发相应的成套先进 工艺。

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表 13：高端半导体装备研发项目投资预算

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

公司已打通整套晶圆再生工艺流程，并于 2020 年起开始规模化生产，客户反 响良好。晶圆再生项目以公司自主研发生产的高端 CMP 设备为平台，配合已开发 并成熟应用的 CMP 工艺，同时搭配新型的单片清洗设备，搭建更大规模生产线用 于晶圆再生业务。建设地点位于高端半导体装备（化学机械抛光机）产业化项目建 设的厂区内，主要生产区域设置在厂房二层区域，建筑面积 4,000 平方米，建设 周期为 15 个月，新增生产设备及仪器 46 套，项目建成后具备月加工 10 万片 12 英寸再生晶圆的生产能力。

表 14：晶圆再生项目投资预算

资料来源：招股说明书，民生证券研究院

公司以实际经营情况为基础，结合未来战略发展目标，拟使用 3 亿元募集资 金补充流动资金，以降低公司资产负债率、优化资本结构，满足公司经营发展资金 需求。通过使用部分募集资金补充流动资金，将有效增加营运资金，提高经营效率，满足公司业务规模扩张带来的新增资金需求，为公司实施发展战略、持续扩大经营 规模提供有力的资金支持。补充流动资金的募集资金到位后将有效降低公司对债 务融资的依赖，降低财务杠杆，优化资本结构，增强公司抗风险能力和盈利能力，有利于公司持续稳健发展。

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5盈利预测与估值

5.1盈利预测假设与业务拆分

公司报表将主营业务分为 CMP 设备和配套材料及技术服务两类。

CMP 设备：受益于公司多年的技术积累，公司 CMP 设备收入快速增长。我 们认为，公司的产品具备较强的国产替代能力，因此营收将维持较高增速。预测 2022-2024 年收入 14.73/21.62/26.85 亿元，同比增长 112.3/46.8/24.2%。毛 利率方面，2019-2020 年业务开拓初期毛利率较低，但随着出货增长 2021 年毛 利率已有可观的提升，我们预测 2022-2024 年稳步提升至 43.1/43.4/43.6%。

配套材料及技术服务：主要为耗材替换和设备维保业务，收入规模与公司在客 户产线装机的存量设备有关，伴随公司发货量增长，该业务收入有望快速放量。预 计 2022-2024 年收入 2.40/4.19/6.11 亿元，同比增长 116.2/74.1/45.9%。毛利 率方面，2021 年耗材类业务毛利率 38.4%，技术服务类业务毛利率 63.9%，综合 预测两方面业务收入增长后，我们预计 2022-2024 年配套材料及技术服务毛利率 分别为 57.4/58.0/58.4%。

表 15：分业务收入预测（百万元）

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2021 年华海清科的每股收入为 7.55 元/股，我们预计公司 2022/2023 年的 每股收入分别为 16.06/24.19 元/股，以发行价测算，公司 2021/2022/2023 年的 PS 为 18/9/6 倍，显著低于可比公司平均值。

表 16：可比公司 PS 数据对比

资料来源：wind，民生证券研究院测算；（注：以总股本 1.07 亿股测算每股收入，以发行价测算 PS） 注 1： 可比公司数据采用 Wind 一致预期，股价时间为 2022 年 6 月 1 日

6风险提示

1）产品验证不及预期。公司有晶圆再生、减薄机等新业务在客户导入中，若 进度不及预期，将对公司业绩造成不利影响。

2）行业周期性波动。下游晶圆厂扩产提振设备材料板块景气度，若下游扩产 增速放缓，将对上游公司业绩造成不利影响。

3）募投项目投产不及预期。公司 IPO 后有大量新建产线规划，若进展不及预 期，将对公司业绩造成不利影响。

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公司财务报表数据预测汇总

每股指标（元）

资料来源：公司公告、民生证券研究院预测（注：EPS 以总股本 1.07 亿股测算，PE/PB 以发行价测算）

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插图目录

图 1：华海清科客户涵盖产业链多家龙头公司 .................................................................................................................................... 3 图 2：2019-2021 年华海清科营收净利（百万元） .......................................................................................................................... 4 图 3：2019-2021 年华海清科利润率水平 ........................................................................................................................................... 4 图 4：2019-2021 年华海清科管理、销售费用率水平 ...................................................................................................................... 4 图 5：华海清科分业务营收情况（百万元） ........................................................................................................................................ 5 图 6：华海清科 CMP 设备收入情况（百万元） ................................................................................................................................. 5 图 7：华海清科存货结构（百万元） ..................................................................................................................................................... 5 图 8：华海清科合同负债（百万元） ..................................................................................................................................................... 6 图 9：华海清科各项业务毛利率情况 ..................................................................................................................................................... 6 图 10：发行前华海清科股权结构 ........................................................................................................................................................... 7 图 11：发行前华海清科股权结构（股权划转后）.............................................................................................................................. 8 图 12：华海清科管理团队主要人员介绍 .............................................................................................................................................. 9 图 13：2019-2021 年华海清科研发投入（百万元） ........................................................................................................................ 9 图 14：华海清科前五大客户情况 ......................................................................................................................................................... 13 图 15：全球半导体市场规模（亿美元） ............................................................................................................................................ 14 图 16：2021 年全球半导体设备市场区域结构 ................................................................................................................................. 15 图 17：2020-2022 年全球 CMP 设备市场规模（亿美元） .......................................................................................................... 15 图 18：CMP 设备的关键作用 ............................................................................................................................................................... 16 图 19：CMP 设备结构 ........................................................................................................................................................................... 16 图 20：CMP 抛光作业原理图 ............................................................................................................................................................... 16 图 21：不同抛光工艺去除速率对比..................................................................................................................................................... 17 图 22：先进封装工艺流程 ..................................................................................................................................................................... 17 图 23：典型 CMP 设备结构 .................................................................................................................................................................. 18 图 24：CMP 抛光模块示意图 ............................................................................................................................................................... 18 图 25：Mirra-mesa 后清洗示意图 ..................................................................................................................................................... 19 图 26：EBARA FREX-300 清洗装置示意图 ..................................................................................................................................... 19 图 27：华海清科晶圆后处理装置示意图 ............................................................................................................................................ 20 图 28：9-11 层金属结构 Cu CMP 示意图 ......................................................................................................................................... 20 图 29：2020 年全球 CMP 设备市场占有率 ....................................................................................................................................... 21 图 30：华海清科 CMP 设备在大陆市场占有率 ................................................................................................................................. 22 图 31：华海清科发展历程 ..................................................................................................................................................................... 23 图 32：2019-2021 年华海清科 CMP 设备在主要晶圆厂中标数及占比 ..................................................................................... 24 图 33：2019-2021 年设备发货及验收数量 ...................................................................................................................................... 25 图 34：分年度客户验收数量 ................................................................................................................................................................. 25 图 35：晶圆再生流程.............................................................................................................................................................................. 26 图 36：2021 年全球 12 寸晶圆再生市场份额 ................................................................................................................................... 27 图 37：全球 12 寸晶圆再生需求（万片/月） ................................................................................................................................... 27 图 38：CMP 过程中的主要耗材 ........................................................................................................................................................... 28 图 39：2019-2020 年华海清科服务类业务收入及占比 .................................................................................................................. 28 图 40：应用材料 2017-2021 年服务业务收入及占比 ..................................................................................................................... 28 图 41：2018-2021 年华海清科设备出货量 ...................................................................................................................................... 28 图 42：芯片封装减薄、划切工艺流程 ................................................................................................................................................ 29 图 43：磨削工艺示意图 ......................................................................................................................................................................... 29 图 44：华海清科减薄抛光一体机 Versatile-GP300 ........................................................................................................................ 29

表格目录

盈利预测与财务指标 ................................................................................................................................................................................. 1 表 1：2021 年华海清科与同行业公司对比 .......................................................................................................................................... 7 表 2：华海清科承担的重大科研项目 ................................................................................................................................................... 10

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表 3：华海清科拟进行的研发项目 ....................................................................................................................................................... 10 表 4：华海清科原材料采购种类 ........................................................................................................................................................... 11 表 5：华海清科原材料采购金额及占比 ............................................................................................................................................... 12 表 6：华海清科 2021 年前五大供货商情况 ....................................................................................................................................... 12 表 7：华海清科前端模块国产替代情况 ............................................................................................................................................... 12 表 8：华海清科与竞争对手对比情况 ................................................................................................................................................... 21 表 9：CMP 设备产业化应用情况 ......................................................................................................................................................... 24 表 10：华海清科 CMP 设备销售情况 ................................................................................................................................................. 25 表 11：募集资金投资方向 ..................................................................................................................................................................... 30 表 12：高端半导体装备（化学机械抛光机）产业化项目投资预算 .............................................................................................. 30 表 13：高端半导体装备研发项目投资预算 ........................................................................................................................................ 31 表 14：晶圆再生项目投资预算 ............................................................................................................................................................. 31 表 15：分业务收入预测（百万元）..................................................................................................................................................... 32 表 16：可比公司 PS 数据对比 .............................................................................................................................................................. 33 公司财务报表数据预测汇总 ................................................................................................................................................................... 34

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本报告署名分析师具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并登记为注册分析师，基于认真审慎的工作态度、专业严谨的研 究方法与分析逻辑得出研究结论，独立、客观地出具本报告，并对本报告的内容和观点负责。本报告清晰准确地反映了研究人员的研 究观点，结论不受任何第三方的授意、影响，研究人员不曾因、不因、也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任 何形式的补偿。

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