*Applied Materials財報季度、年度表達方式為: FY21Q4:2021年 8月 – 2021年10月、FY22Q1:2021年11月 –2022年 1月,依此類推,未特別標示即代表西元年
應用材料產業定位佳、長期需求強勁,惟近期營運受供應鏈缺料影響,建議逢低買進
新冠疫情推動數位化轉型加速,終端需求激增推動晶圓廠積極擴建產能,雖然短期應用材料營運受到供應鏈缺料問題影響,但此情況有望於2022年逐季緩解,先進製程技術演進、成熟製程ICAPS(IoT, Comm, Auto, Power and Sensors)需求上升以及WFE市場規模增加將持續挹注應用材料長期成長動能,設備的後續維護與更新走向訂閱制也有助公司提升客戶黏著度、創造穩定的現金流並提升整體營收利潤率;我們看好應用材料穩健的產業定位及訂閱制的營運模式,惟考量受到供應鏈缺料影響,近期財報、財測不如市場預期,成長動能恐受到壓抑,因此給予逢低買進的投資建議,以預估FY2022年之EPS 7.97美元,採近一年本益比上緣20倍推估,目標價160美元。
Applied Materials 應用材料,半導體設備供應商龍頭,業務涵蓋九成以上半導體設備項目
應用材料( Applied Materials )成立於 1967 年,為全球半導體設備及服務供應商之首,公司主要客戶包括半導體晶圓與 IC製造廠、記憶體製造廠、面板製造廠及其他電子設備製造廠,包括台積電、Samsung、Intel、SK Hynix、GlobalFoundries、聯電、中芯國際等,其中台積電與Samsung長期為應用材料的前兩大客戶,於FY2020貢獻約18%的營收。
應用材料主要產品為晶片製造相關技術設備,如原子層沉積(ALD)、物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、蝕刻( Etch )、清洗( Clean )、化學機械研磨(CMP )、離子植入及薄片裝配設備等等,並提供全球平面顯示器、太陽能光電(PV)等行業所需的相關設備與服務,公司主要競爭對手包括科林研發(LamResearch)與東京威力科創(TEL)。
應用材料的事業部門與產品分類包括:
半導體系統部門( Semiconductor Systems ),約佔整體營收69%
- 研發、製造和銷售用於製造半導體晶片的各種技術設備,包括沉積( ALD、PVD、CVD等 )、蝕刻、清洗、化學機械研磨、離子植入等,為營收占比最高的部門。
- 邏輯與晶圓代工設備約占部門營收六成,DRAM與NAND Flash設備約占四成。
全球服務部門( Applied Global Services ,AGS),約佔整體營收23%
- 半導體系統部門業務受晶片尺寸微型化及應用場景多元化的影響,客戶需求變動較大,因此下游半導體廠商的技術諮詢、系統授權、設備維護也是公司重點營運項目。
- 應用材料提供的服務包括技術授權服務、晶圓業務諮詢、供應鏈保障計劃、環境及耗能合規諮詢、設備升級改造服務、自動化軟體升級服務等。
顯示及相關市場部門( Display and Adjacent Markets ),約佔整體營收8%
- 部門業務主要受到消費性電子升級影響,例如電視及移動設備的顯示器大型化、解析度提升的趨勢。
- 應用材料所掌握的矩陣檢測、物理及化學氣相沉積等技術是顯示面板生產的重要技術環節。
半導體設備的銷售占應用材料營收高達七成
掌握關鍵技術設備,製程演進為應用材料增添成長動能
IC 製造中可分為數個重要步驟,分別為薄膜沉積、光刻微影、蝕刻及清洗、擴散/離子植入、量檢測等等,各個步驟皆需數種不同設備完成,應用材料目前主要營運項目為:
薄膜沉積(ALD、PVD、CVD)
- 目前薄膜沉積技術主要分為化學氣相沉積( Chemical Vapor Deposition, CVD )、物理氣相沉積( Physical Vapor Deposition, PVD )、原子層沉積( Atomic Layer Deposition, ALD ),CVD 與 PVD 為傳統薄膜技術,以PVD應用較廣、薄膜厚度較均勻,而ALD雖然在鍍膜速度上較傳統薄膜緩慢,然其工法可形成厚度均勻的薄膜,不受表面結構影響,同時因每一次循環僅形成一個原子層厚度的薄膜,可以達成精準的厚度控制,為新興三維元件設計的重要特性,同時ALD 的製程溫度遠低於 PVD 及 CVD,可以應用於無法承受高溫的基板材料。
ALD精確度遠勝PVD及CVD,惟效率較低
- 隨著晶圓製造微小化、結構複雜化,ALD 將逐步取代傳統 PVD、CVD 製程,根據 Bloomberg 資料預估,CVD、PVD、ALD 設備市場在 2020~2025 的 CAGR (複合年成長率)分別為 8.5%、8.9%及 26.3%。
蝕刻( Etch )、清洗( Clean )及化學機械研磨(CMP )
- 蝕刻又可分為乾式、濕式及原子層蝕刻( ALE ),ALE因具原子級的準確度和均勻度而增加了製造奈米結構和圖案的可行性;清洗設備也可分為乾法和濕法兩種,濕法由於成本低產能高的優點占據主流,目前占清洗制程 90%以上,然濕法清洗存在晶片損傷、化學污染和二次交叉污染等問題,隨著半導體制程升級,乾法清洗低磨損的優點逐漸得到更多關注;CMP 設備結合化學反應及機械研磨來移除沉積的金屬及絕緣層薄膜,使表面更加平坦。
- 隨著隨機變異在EUV微影中越發顯著,ALE協同微影與沉積的解決方案在製造過程中變得更為重要,根據 Bloomberg資料預估,蝕刻及清洗設備市場在 2020~2025 的 CAGR 分別為蝕刻 3.9%、ALE 9.1%、清洗 6.4%、CMP 5.8%。
摻雜( Doping )
- 摻雜為在晶體內加入原子而改變其導電性,主要的技法有擴散法( Diffusion )及離子植入法( Ion Implantation ),離子植入技術又可分為離子束流系統及電漿摻雜,電漿摻雜用以達到離子束流系統無法企及的區域,目前應用材料於電漿摻雜技術市占率為 100%,在離子植入程序後還需經快速熱處理( Rapid Thermal Processing, RTP ),用以改變材料的電學或物理特性。
- 隨著晶片設計日益複雜,所需的離子植入步驟亦相對增加,根據 Bloomberg 資料預估,離子植入設備市場在 2020~2025 的 CAGR 為 4.5%。
從2020年全球半導體設備產值來看,其中前五大公司便占了72%,包括應用材料19%、艾司摩爾18%、東京威力科創14%、科林研發14%與科磊7%,應用材料在薄膜沉積、離子植入及快速熱處理皆為市場之首,而在蝕刻上的市佔率排名也僅次於科林研發及東京威力科創,多樣的產品組合及技術使應用材料穩坐產業龍頭地位,預期在製程技術演進,ALD、ALE需求快速成長的情況下,掌握相關技術設備的應用材料成長將超越同業。
邏輯、記憶體晶片技術發展推動應用材料設備需求
市場對邏輯與記憶晶片的需求帶動晶圓廠對設備的購買,製程技術的演進也進一步推升掌握關鍵技術的應用材料的業績;在邏輯晶片方面,應用材料推出的整合式材料解決方案 Endura Copper Barrier Seed IMS,為在高真空環境下將ALD、PVD、CVD、銅回流、表面處理、介面工程和量測七種技術整合於一套系統,其中使用的選擇性 ALD( Selective ALD )能減少通路接觸介面的電阻,符合將邏輯晶片微縮至 3 奈米及更小尺寸的需求。
Endura Copper Barrier Seed IMS能減少通路接觸介面的電阻
在記憶體晶片方面,為了提升晶片效能與功耗,記憶體晶片製造商致力於在DRAM 設計中引入更多高介電金屬閘極電晶體以取代目前的多晶矽氧化物電晶體,應用材料在沉積薄膜處理的領先技術正幫助廠商實現此轉變,並且應用材料也正與DRAM 廠商合作,設計新方案將晶片微縮、改善效能和功耗,並進行材料工程解決方案商業化;應用材料推出的微縮材料工程解決方案,包括電容器微縮專用的 Draco 硬質光罩、低介電材料技術及高介電金屬閘極電晶體,符合DRAM廠商改善晶片效能、功耗、降低單位面積成本和上市時間的需求。
應用材料正與記憶體廠合作推進DRAM製程技術
半導體設備市場門檻極高,行業巨頭掌握先行者優勢大者恆大
晶圓代工產業為了追求製程精密度以及在產能上領先對手,對於台積電、三星、Intel等公司而言,購買半導體設備不只是業務上的剛性需求,也是市場競爭的必要手段,應用材料產品幾乎覆蓋EUV光刻機以外的大部分設備,雖然近年隨著EUV於晶圓製造中需求攀升,ASML艾司摩爾積極角逐應用材料的龍頭地位,然而兩者業務項目不同,營運不致互相衝突,預期未來兩者皆會伴隨半導體產業蓬勃發展持續成長。
EUV光科機市場壟斷者ASML的研究報告,詳見 : 【研究報告】ASML艾司摩爾,光刻機市場壟斷者,掌握半導體行業命脈,成長前景遠超同業
從2020年半導體製造廠對設備的支出來看,占比最大的為光刻機 30%,其次為薄膜沉積25%、蝕刻 20%、檢測 9%、離子植入 5%、擴散 5%,多數設備皆由單一公司寡佔:
- 薄膜沈積設備:應用材料市占率 43%
- 光刻設備:艾司摩爾市占率 80%
- 蝕刻設備:科林研發市佔率 52%
- 擴散/離子植入設備:應用材料市占率 55%
- 檢測設備:科磊市占率達52%
由於每種半導體設備皆具有很高的技術門檻,少數業者在耗時數十年才將關鍵生產技術推進至量產階段,大量專利被既有業者把持造成技術壟斷,造就各製程環節趨向一家獨大的局面,並且由於半導體設備非標準化產品,部分解決方案具有客製化性質,造成客戶在裝配、維修、組件升級等皆須仰賴原先廠商,造就轉換成本極高的產業性質;以上特點導致各半導體設備製造廠於專精領域皆具有極深的營運護城河,如應用材料、艾司摩爾等掌握先進製程必要設備的廠商,未來數年也並無技術遭到淘汰之慮,將持續受惠於半導體應用增加推升設備市場規模的趨勢。
終端應用單位半導體含量續增,應用材料受惠晶圓廠設備市場規模增加
在AI、雲端運算、5G、物聯網、電動車等新興應用的帶動下,半導體裝置於終端產品上的需求不斷增加,根據應用材料在 Investor Day 2021所提出的預估,未來五年手機與汽車單位半導體含量分別會有62%與50%的增加,資料中心與智能居家更會達到翻倍成長,並且根據研調機構Gartner預估,2021 年全球半導體產值將突破 5,000 億美元,並且2022 年將進一步超越 6,000 億美元。
應用材料預期AI將驅動第四代半導體產業成長
Gartner預估2020~2025年半導體產值成長為CAGR 7.4%
終端需求快速成長也帶動半導體設備市場規模增加,全球晶片缺貨致使各大晶圓代工廠積極擴充產能,帶動相關製造設備拉貨動能強勁,地緣政治問題也增加客戶對供應鏈分散的需求,產能新建計畫直接帶動客戶的機台採購。研調機構Gartner近期上調2021年WFE(晶圓廠設備)市場規模成長4%,達 832 億美元(YoY+28%),包括3D NAND向更高層數遷移、DRAM資本開支強勁、Foundry/Logic持續增加資本開支,亦預期2022年WFE 市場仍會持續成長約10% ,應用材料則預期2020年至2024年WFE市場規模成長將達到CAGR 8-9%,伴隨公司營收成長達到CAGR 13%。
應用材料預期營收將伴隨半導體設備市場規模成長
SEMI預估2022年晶圓廠設備支出將再成長12%
FY21Q4財報未達市場預期,缺料問題影響供給,EPS 1.94美元
數位轉型推升半導體需求,晶圓廠積極擴產持續向設備廠拉貨,然而應用材料受到供應鏈缺料影響,多項矽元件供應短缺,導致出貨受阻、訂單積壓,影響FY21Q4獲利表現。應用材料FY21Q4營收61.23億美元(QoQ-1.2%/YoY+30.6%),毛利率48.2%,營業利益率33.1%,稅後淨利17.56億美元(QoQ+0.9%/YoY+53%),EPS 1.94美元。
FY21Q4營收受缺料影響呈現季減
從部門表現來看,半導體系統部門營收43.07億美元(QoQ-3.3%/YoY+40.3%),晶圓代工佔 63%、DRAM 23%、NAND 14%,部門營收雖受供應鏈缺料影響不如市場預期,然訂單受到擴產需求帶動維持季增;全球服務部門營收13.69億美元(QoQ +6.5%/YoY +23.8%),公司表示採訂閱制的客戶比例持續上升,目前已超過60%,目標為在2024年超過70%;顯示及相關市場部門營收4.17億美元(QoQ-3.2%/YoY-14%),管理層表示部門未來營收動能將主要來自OLED於終端應用的滲透率提升。
FY21Q4只有全球服務部門營收維持季增
半導體產業的蓬勃發展帶動WFE(晶圓廠設備)支出於2021年上漲近40%,應用材料受惠此趨勢,營收、獲利皆大幅成長,惟下半年受到供應鏈缺料影響,供給未能滿足市場需求導致成長動能受到壓抑;應用材料FY2021年營收230.63億美元(+34.1%),毛利率47.5%,營業利益率31.8%,稅後淨利62.87億美元(YoY+63.5%),EPS 6.84美元。
儘管受到缺料影響, FY2021年各部門營收與利潤率仍呈現年增長
展望FY22Q1,預期供應鏈缺料影響延續,保守看待獲利表現
預期FY22Q1應用材料仍將受到供應鏈缺料影響,雖然市場長期需求依然強勁,管理層亦表示供應問題將於FY2022年逐季改善,但預期半導體設備交期仍需一段時間才能回復至原先水準,出貨受阻與訂單積壓的情況將持續至FY22H2才能顯著緩解;預估FY22Q1營收61.64億美元(QoQ+0.7%/YoY+19.4%),毛利率47.4%,營業利益率31.7%,稅後淨利16.78億美元(QoQ-4.6%/YoY+33.1%),EPS 1.85美元。
預期應用材料FY22Q1財報表現仍將受到供應鏈問題影響
應用材料受惠製程演進、晶圓廠擴產趨勢,惟短期營運受供應鏈缺料影響,建議逢低買進
新冠疫情推動數位化轉型加速,終端需求激增推動晶圓廠積極擴建產能,市場對於半導體設備長期需求強勁,雖然短期應用材料營運受到供應鏈缺料問題影響,但此情況有望於2022年逐季緩解;預期應用材料FY2022年仍將受惠於先進製程技術演進、成熟製程ICAPS(IoT, Comm, Auto, Power and Sensors)需求上升以及WFE市場規模增加,設備的後續維護與更新走向訂閱制也有助公司提升客戶黏著度、創造穩定的現金流並提升整體營收利潤率。
我們看好應用材料穩健的產業定位、優秀的產品組合以及服務訂閱制的營運模式,預估應用材料FY2022年營收258.67億美元(YoY+12.2%),毛利率47.7%,稅後淨利71.83億美元(YoY+14.3%),EPS為7.97美元,惟考量受到供應鏈缺料影響,近期財報、財測不如市場預期,成長動能恐受到壓抑,因此給予逢低買進的投資建議,以預估FY2022年之EPS 7.97美元,採近一年本益比上緣20倍推估,目標價160美元。