电子行业深度研究报告：从国际巨头DISCO发展看半导体切磨抛装备材料的国产化趋势

全球半导体设备材料巨头，专注切磨抛加工。日本DISCO成立于1937年，多年来专注于“Kiru（切）、Kezuru（磨）、Migaku（抛）”领域，形成了半导体切、磨、抛装备材料完善的产品布局，主要包括：1）半导体设备：切割机、研磨机等；2）半导体耗材：划片刀、研磨/抛光砂轮等。凭借产品在精度、性能和稳定性上的优势，DISCO已成为全球半导体设备材料巨头，2021财年公司实现营收2537亿日元（约合人民币131亿元），其中设备1447亿日元（约合人民币75亿元），耗材584亿日元（约合人民币30亿元）。 半导体切、研、抛是贯穿半导体全制程的重要工艺流程，设备需求旺盛，高精度要求下寡头垄断。半导体切磨抛设备涵盖硅片制造、晶圆制造和封测各环节，包括研磨机/减薄机、表面平坦机、划片切割机等。根据SEMI数据2021年全球封装设备市场规模约70亿美元，其中划片机市场空间约20亿美元； Marketresearch测算2021年全球晶圆减薄设备市场规模约6.14亿美元。高精度要求下划片切割/减薄市场呈现寡头垄断特点，DISCO和东京精密两家日本企业高度垄断市场（其中中国划片机市场ADT等国内公司份额不足5%，其余被DISCO等巨头垄断）。日本DISCO凭高精准技术、高客户粘性构筑进入壁垒：（1）DISCO切割设备的精度高达微米级、减薄设备可将晶圆背面研磨至5μm，凭借高精准度技术优势公司垄断全球近半数的划片机和减薄机市场； （2）近年来随着器件结构复杂化、超薄化等发展，半导体精密加工要求升级，公司通过提供最优解决方案和满足定制化需求不断加强客户粘性；（3）深耕利基市场，DISCO从事的半导体划片切割/减薄设备市场规模不足30亿美金，降低了大玩家进入该领域的潜在回报；（4）深厚技术储备，公司在硅基产品上有良好市占率，在第三代半导体SiC加工上研发了激光切片技术（KABRA）等，充分受益于SiC需求增长。 金刚石工具广泛应用于半导体切、磨、抛工艺流程，八十余载积累构筑DISCO龙头地位。金刚石超硬材料广泛应用于半导体制程各环节，产品包括研磨/减薄砂轮、切割刀片、CMP钻石碟（CMP-DISK）等，主要用于硅棒磨外圆、硅片倒角、抛光垫研磨修整、背面减薄以及封装划片、切割等环节，下游晶圆厂扩产背景下切磨抛材料空间广阔，估算2021年国内半导体金刚石工具市场规模约30亿元。半导体金刚石工具市场由DISCO等国际龙头主导，大陆厂商布局较晚，在技术要求更高的晶圆减薄、划片工具方面与龙头比仍存在较大差距。凭借深厚产业经验、完善产品矩阵、设备+材料协同布局、优异企业文化构筑行业龙头地位：（1）DISCO以切割刀和研磨砂轮起家，有八十多年经验积累，产品矩阵完善；（2）除材料本身性能外，还需要设备、工艺相互配合，DISCO的半导体设备品类丰富并处于龙头地位，有助于发挥协同优势；（3）“全员创业体制”激发经营创新活力；（4）受益于旺盛需求DISCO三家工厂持续处于满载状态。2023年1月DISCO表示拟投资约400亿日元于2025年将现有的切割/研磨工具、设备产能提高四成，本次扩产体现了公司对下游需求的信心，有助于公司保持全球领先地位。 投资建议：相比日本DISCO，我国厂商起步较晚，现阶段在半导体切、磨、抛设备材料市场份额极低，近些年正逐步通过内生外延式发展不断积累技术经验，对标国际龙头奋起直追。随着中国大陆晶圆厂的快速发展及供应链自主可控的重要性和紧迫性上升，国内切磨抛设备材料国产替代有望加速。建议关注国内半导体切、磨、抛设备材料布局完善的三超新材、国机精工、光力科技。 风险提示：半导体需求不及预期，行业竞争加剧，全球地缘政治摩擦加剧 投资主题 报告亮点 以国际巨头DISCO公司发展分析为主线窥见半导体切磨抛设备及材料行业国产厂家发展历程及趋势。日本DISCO公司是全球半导体切磨抛设备及材料市场的龙头厂商，代表着该行业的发展历史和趋势。本报告自上而下由半导体切磨抛行业下沉到龙头公司产品布局，阐述了公司的发展历程，分析公司成长路径，剖析公司的投资价值。 投资逻辑 切、磨、抛是半导体加工关键工艺流程，设备及材料市场需求旺盛。半导体切割、研磨、抛光涵盖硅片制造、晶圆制造（前道）和封装测试（后道）各环节，对芯片性能有重要影响。随着下游晶圆厂产能提升半导体设备及材料（耗材）市场需求旺盛，粗略估算2021年全球划片切割/减薄设备市场约26亿美元，2021年仅国内半导体切磨抛金刚石工具市场空间约30亿元。 高精准技术要求构筑进入壁垒，八十余载设备+材料立体式布局构筑DISCO龙头地位。半导体切磨抛设备材料对精度要求高，对从业玩家的技术能力、经验积累有很高要求，呈现寡头垄断特点。DISCO公司从研磨砂轮业务起家拓展半导体设备，形成了半导体切磨抛设备材料立体式布局，八十余年积累产业经验丰富，产品精度高、加工质量稳定；同时公司在SiC切磨抛设备材料上有丰富技术储备，新材料渗透有望进一步加强公司竞争优势。 国产厂家奋起直追，发展空间广阔。我国厂商起步较晚，现阶段在半导体切、磨、抛设备材料市场份额极低，近些年正逐步通过内生外延式发展不断积累技术经验，对标国际龙头奋起直追。随着中国大陆晶圆厂的快速发展及供应链自主可控的重要性和紧迫性上升，国内切磨抛设备材料国产替代有望加速。 建议关注国内半导体切、磨、抛设备材料布局完善的三超新材、国机精工、光力科技。 一、DISCO：全球半导体切磨抛设备材料巨头 （一）专注半导体切割、研磨、抛光八十余载，产品布局完善 日本迪思科株式会社（DISCO Corporation）成立于1937年，是一家专注于“Kiru（切）、Kezuru（磨）、Migaku（抛）”技术的全球知名半导体设备厂商。公司产品矩阵以切、磨、抛为纵深，设备和工具横向扩张，产品主要包括：1）半导体设备：切割机、研磨机、抛光机及其他用于半导体加工后道切割和研磨的设备；2）精密加工工具：切割刀片、研削/抛光磨轮等。公司产品广泛应用于半导体精密加工及玻璃、陶瓷等硬脆材料的切割、研磨和抛光。 图表1 DISCO产品矩阵 专注切磨抛技术八十余载，从材料延伸至设备。成立之初公司主要从事切割刀片和研磨砂轮业务，随着下游对精度要求的提高公司产品不断向超薄化发展。1968年DISCO推出厚度40μm的MICRO-CUT切割轮，但由于当时的设备即便在定制情况下也无法完全利用DISCO的超薄砂轮，公司开始自行生产设备。1970年DISCO发布DAS/DAD切割机，并在1978年研发出世界首台全自动切割机，在此后的20多年间DISCO不断扩充切割机、研磨机品类，于2001年推出世界首台干式抛光机和抛光轮，完成了切割、研磨、抛光环节设备和工具立体式布局。此后公司不断推出新型激光切割技术、8英寸晶圆加工设备等，凭借产品在精度、性能和稳定性上的优势，DISCO已成为全球半导体设备巨头，与下游各大半导体厂商建立了广泛的合作关系。 图表2日本DISCO发展历程 （二）盈利能力优异，财务风格稳健 营收多年稳健增长，下行周期韧性十足。下游半导体设备、材料需求旺盛，公司多年营收稳健增长，2017财年-2021财年公司营收从1673.6亿日元增长至2537.8亿日元，4年复合增速达11.0%。21Q3以来全球半导体需求放缓，行业周期下行，公司季度营收同比增速有所下滑，但截至最新财季FY22Q3公司实现收入658.4亿日元，同比增长2.57%，韧性十足。 图表3 FY2017-FY2021公司营收（亿日元）走势 图表4 FY20Q1-FY22Q3公司季度营收走势 归母净利润同步增长，盈利能力优异。公司归母净利润与收入保持同步增长，由2017财年的371.7亿日元增长至2021财年的662.1亿日元，4年CAGR 15.5%。公司盈利能力优异，2017~2021年净利率水平从2017年的22.2%稳步提升到2021财年的26.1%，毛利率方面公司FY2020Q1以来毛利率保持在55%以上，FY2022Q2~3毛利率高达65.5%。 图表5 FY2017-FY2022公司净利润及净利率 图表6公司毛利率稳中有升 按产品拆分，FY2022Q1~3来自精密加工设备、精密加工工具、维修和其他业务的收入分别占比约62%、24%、9%及6%。精密加工设备中，切割机、研磨/抛光机分别占公司整体收入39%和19%。切割机中刀片切割机占比约60%，激光切割机收入占比约40%； 研磨/抛光机中DGP系列通过实现研磨、抛光一体化生产效率更高，占比57.6%。 图表7 FY22Q1-3公司收入构成 图表8 FY22Q1-3公司切割机、研削机收入分布 按下游分类，公司切割机及研磨机主要应用于半导体加工领域，来自半导体的收入占比分别为93%、98%。切割机下游应用中占比最高的为IC，达51%，光学半导体及封装切割分别占比11%、7%。研磨机下游应用中占比最高的为IC领域，占比51%，其次为光学半导体，占比32%。非半导体应用主要为SAW滤波器及其他电子元件等。 图表9 FY22前三季度公司切割机应用分布 图表10 FY22前三季度公司研磨机应用分布 资本开支回落，经营性现金流状况良好。FY2018-2020公司分别对三家工厂中的两家设备和工具工厂进行了扩建，并在FY2021投资280亿日元设立了Haneda研发中心，资本开支大幅增加。FY2018-2021公司营收保持高速增长同时盈利能力持续上升，经营现金流由273亿日元增长至837亿日元，为公司扩产与新建项目提供了良好的现金支撑。 图表11 FY2018-FY2022E公司资本开支及经营性现金流走势 二、DISCO是半导体划片/减薄设备全球龙头 （一）精密加工设备产品介绍 DISCO是全球领先的半导体制造设备厂商，专注于晶圆减薄、抛光和切割领域。其业务模式是将Kiru（切）、Kezuru（削）、Migaku（磨）三大核心技术整合为系统解决方案进行销售，依靠设备+材料+售后服务的组合拳，公司得以在半导体划片/减薄设备市场取得数十年来的绝对领先地位。公司官网在售的54款设备可分为划片和减薄两大类别： 划片设备（39款）：切割机（DicingSaws）、激光切割机（LaserSaws）、芯片分割机（DieSeparator）、水刀切割机（WaterJetSaw） 图表12 DISCO划片设备 减薄设备（15款）：研磨机（Grinders）、抛光机（Polishers）、研磨抛光一体机（Grinder/Polisher）、表面平坦机（SurfacePlaner）、晶圆贴膜机（TapeMounter） 图表13 DISCO减薄设备 DISCO的大部分产品已被广泛应用于半导体芯片制造工序，涉及硅片制造、晶圆制造（前道）和封装测试（后道）各环节： 硅片制造环节：DISCO研磨机用于减薄从硅锭切割的晶圆，随着半导体芯片变得更薄且功能更高，减薄过程中的平面度精度变得越来越重要。 晶圆制造环节：DISCO表面平坦机是通过金刚石刨刀进行刨削加工，实现对延展性材料（Au、Cu、焊锡等），树脂（光刻胶，聚酰亚胺等），以及其他复合材料的高精度平坦化，可替代CMP的部分工序，提高生产效率及降低成本。 封装测试（后道）——背面减薄环节：DISCO背面研磨机用于晶圆的背面研磨以使其变薄，同时保护正面的电路；损坏的层可以通过抛光去除以提高减薄晶片的强度，在此过程中DISCO抛光机则可大显身手。而晶圆贴膜机是为了处理12寸超薄晶圆，特意与背面研磨机组成联机系统的晶圆贴膜机，针对研磨薄化后的晶圆，可安全可靠地实施从粘贴切割胶膜到框架上，再到剥离表面保护胶膜为止的一系列工序，是一项实现高良率薄型化技术的专用设备。 封装测试（后道）——晶圆切割环节：DISCO切割机用于将晶圆切割成一颗颗独立的裸片（die），随着芯片尺寸的持续微缩和性能的不断攀升，芯片的结构越来越复杂，芯片间的有效空间日益缩小，切割难度逐步提升，这对于精密切割晶圆的划