比台积电的确定性更高?深度分析一家没人听过的半导体巨头!现在是上车的好时候?

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过去三年,半导体市场的热点一直在换。从GPU到ASIC,从CPU到存储,每一波热点,都有一批公司被推到聚光灯下。然而,热点换得这么快,对投资者来说也是挺困难的,押对一次倒也不难,难的是每一次都押对,那有没有什么半导体公司,不管热点怎么换,它都能受益呢?

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过去三年,半导体市场的热点一直在换。从GPU到ASIC,从CPU到存储,每一波热点,都有一批公司被推到聚光灯下。
然而,热点换得这么快,对投资者来说也是挺困难的,押对一次倒也不难,难的是每一次都押对,那有没有什么半导体公司,不管热点怎么换,它都能受益呢?还真有。今天介绍的,就是这么一家公司。它有着不输台积电的确定性,又有不错的增长潜力,这样的好公司本就不多见。更有意思的是,这么好的公司,很多投资者可能连它的名字都没听说过。那今天,咱们就来聊聊它,一家专门做半导体设备的公司,KLA,科磊半导体,股票代号KLAC。


一、KLA的业务全景

一家半导体设备公司,凭什么能在热点不断切换中持续受益?要回答这个问题,咱们得先简单了解一下半导体设备这个行业。
半导体的制造是一个极其复杂、对精度要求极高的过程,而半导体设备,就在其中扮演着非常关键的角色,因为设备的好坏,会直接影响芯片最终的表现。
一般来说,半导体设备可以分成前道设备和后道设备。
前道设备,就是在晶圆上把芯片一层层造出来的设备,行业里叫WFE;后道设备则主要负责组装、封装和测试。前道设备占了整个半导体设备市场的八成以上。而且这个行业技术门槛很高,龙头公司往往同时覆盖多个制造环节,在技术、客户关系和工艺经验上积累得很深。现在的市场主要集中在五家公司手里:阿斯麦、Applied Materials、Lam Research、东京电子,以及我们今天的主角,KLA。
在这五家公司里,阿斯麦当然是好公司不用说,不过大家都很熟悉了;Applied Materials、Lam Research和Tokyo Electron的产品,彼此之间存在不少竞争和业务重叠,投资起来其实会更有难度一些;而KLA和这些公司不同,它长期专注于Process Control这一个细分领域,业务相对简单、清晰,和其他几家的交集比较少,没有什么竞争。
过去数十年,KLA一直占据全球Process Control市场超过50%的份额,是第二名的6.5倍,属于绝对的龙头。而且KLA的市场份额还在持续提升。24年,KLA的Process Control市场份额已达到56.5%,比21年提升约2%,比15年更是提升了10%。也就是说,尽管KLA已经拥有明显的市场领先优势,但它还在持续从竞争对手手中获取更多份额。

再跟其他几家设备巨头比一比,就更能看出KLA的特别。在前道设备里那几个占比超过一成的大细分市场中,真正由一家公司说了算的,除了阿斯麦(份额大约90%),就只有KLA了。而且它极度专注在自己的Process Control这个环节。所以可以看得很清楚,KLA所在的领域,竞争格局相对简单,不用像Applied Materials、Lam Research和东京电子那样,在好几个环节里跟对手互相抢生意。

这种专注,也可以从公司的发展史上看出来。KLA的历史可以追溯到1975年成立的KLA Instruments和1976年成立的Tencor Instruments。1997年,两家公司合并成了KLA-Tencor。从成立到现在50多年,公司一直靠持续研发和有针对性的并购来扩大技术组合,但始终没有离开Process Control这个领域去盲目扩张,而是把这一件事做深、做广。能在一个关键又高度专业化的领域长期专注,对一家半导体设备公司来说非常罕见。
那接下来的问题就来了,KLA专注的这个Process Control,到底指的是什么?
简单来说,Process Control就是在芯片生产的过程中,不断检查每一道工序有没有做对、做好。它直接影响半导体生产的良率(Yield)。良率是半导体制造的经济生命线,直接决定了芯片的制造成本和盈利水平。所以,KLA也常被称为全球半导体产业链里的良率管理(Yield Management)龙头。也因此,KLA的客户主要就是全球最大的几家晶圆厂,包括台积电、Intel、三星、美光和海力士。
那Process Control这个流程在整个半导体制造工艺中有多重要呢?为了回答这个问题,咱们就有必要把它放回整个半导体制造工艺中去了。其实,KLA的业务已经覆盖了半导体制造中的多个关键环节。
虽然KLA属于WFE前道晶圆制造设备,但它实际上既覆盖前道晶圆制造,也覆盖后道封装,包括先进封装(advanced packaging)。

从这张图可以看到,KLA的检测(Inspection)、量测(Metrology)和数据分析(Data Analytics)并不是只在某一个制造环节使用,而是贯穿从晶圆制造到先进封装的多个关键环节。更具体来看,KLA的设备都不负责“造芯片”,而是负责检查。你可以理解为,它的核心就是去帮助晶圆厂,在制造过程中不断“找问题、定位问题和解决问题”。
其中,检测(Inspection)这一部分是负责“找问题”。 一片晶圆要经过数百道工艺,如果某一道工艺出现缺陷,而晶圆厂没有及时发现,问题就可能继续传到后面的工艺。等到最后才发现时,前面已经投入的大量材料、设备时间和产能可能都已经浪费了。更重要的是,如果晶圆厂连问题在哪里都不知道,就很难及时停止或调整生产,损失可能会持续扩大。
而量测(Metrology)负责“定位和调整”。 发现缺陷只是第一步,客户还需要知道问题到底来自哪一道工艺、哪个参数出现了偏差,以及应该怎么调整。如果没有准确的量测数据,工程师就很难修正;而在先进制程中,工艺非常复杂,问题如果长时间找不到,良率就可能一直上不去。
所以你看,KLA的设备本质上是通过帮助晶圆厂提升良率,减少生产浪费,从而帮助他们省钱、提高生产效率的。这,就是KLA这家公司的业务。


二、KLA的增长引擎

了解完KLA是做什么的,接下来咱们看看它的生意还能做多大。KLA的增长,首先离不开整个半导体设备市场的增长。
AI时代需要更强的芯片,而更强的芯片就意味着更复杂的制造过程,晶圆厂就得买更多、更先进的设备。现在推动设备市场增长的,主要是AI基础设施、先进制程、先进存储和先进封装这几股力量,它们一起推着芯片厂商不断加大资本开支,也就是花更多钱建厂、买设备。
根据SEMI的预测,全球半导体设备市场预计将在2026年达到1660亿美元,同比增长23.2%,到2028年将达到2295亿美元,年化增长20%。

而在整个前道市场中,KLA所在的Process Control是第四大细分市场。目前市场规模约为143亿美元,约占整个前道支出的13%。

过去,也就是在2010年代,前道设备市场的增长其实比较平淡,因为那几年晶圆从8英寸换成了12英寸。晶圆变大了,一片上能做的芯片就多了,同样一台设备能产出更多芯片,晶圆厂自然不用买那么多设备。其次,那时候制程升级的速度比较慢,晶圆厂不用频繁地换新设备。再加上当时行业里不少公司合并了,大家新建工厂的意愿不强,就导致了整体的需求增长相对有限。
但到了2020年代,情况就不一样了。一方面,12英寸晶圆已经基本普及,靠把晶圆做大来提高效率的这条路走到头了,以后想多产芯片,就只能多买设备。另一方面,先进制程、AI和高性能计算的需求起来了,世界各地也都在建新的晶圆厂,这些都在推动新一轮的设备投资。再加上全球供应链在重新布局,中国也在推进芯片自主,大家建厂的需求就更大了。
但对于KLA而言,前道设备增长只是第一层逻辑。更值得关注的是,在整体WFE增长的基础上,Process Control这一个KLA垄断的细分领域,有机会获得超过行业平均强度的投入。简单翻译过来就是,这部分的增长,会比整个半导体设备的增长要更高。为什么这么说呢?
首先,芯片越先进、晶圆越贵,Process Control就越重要。这不难理解,因为芯片制程越先进,要经过的制造步骤就越多、越复杂,能出问题的地方也越多,晶圆厂就得更频繁地检测和量测。同时,晶圆本身也越来越贵,一旦出问题,损失就更大。所以晶圆厂会更舍得在Process Control上花钱,尽早发现问题、及时调整。
其次,AI芯片越做越大,Process Control也跟着越来越重要。AI芯片要算得更快,就得塞进更多的计算单元,尺寸自然越做越大,有的已经做到800到900平方毫米。芯片越大,碰上缺陷的概率也就越高。
我知道这段话可能听不懂,大家不妨看下面这张图的例子。图中可以看到,左右两片晶圆上都有同样的13个缺陷。左边芯片做得小,一片晶圆能切出332颗,其中316颗是好的,良率95.2%;右边芯片做得大,一片只能切出69颗,好的只有56颗,良率直接掉到81%。所以芯片越大,同样的缺陷造成的损失就越大。因此,随着尺寸越做越大,能提前把问题找出来并解决掉,它的价值就越大。这时候,客户也就越愿意在Process Control上花钱。

不仅如此,在当前AI芯片竞争如此激烈的背景下,如果新产品的良率迟迟提不上来,不光浪费钱和产能,就连产品上市也会被推迟,而这会直接影响到下游客户,如英伟达、AMD这些公司的定价能力和利润。所以说,对于这些晶圆制造厂来说,在Process Control上多花点钱,是非常划算,也是很有必要的刚需。
第三,AI让先进封装变得越来越复杂,Process Control也延伸到了封装环节。过去,封装通常被看成是后道一个不太值钱的环节。但现在AI芯片要把多颗芯片和HBM封装在一起,比如台积电的CoWoS,就是把多个计算核心和HBM紧密地集成在一起。一个封装里放的芯片越多,制造难度就越大,出问题的可能性也越高。
更重要的是,现在很多先进封装的步骤是在整片晶圆上做的。这时候晶圆已经走完了前面大量的制造工序,花掉了大量的材料、设备和时间。如果这一步出了问题,影响的可能就是整片晶圆上的大量芯片,损失非常大。从下面这张图也能看到,一个封装里甚至可能放进超过100颗芯片,每一层都有良率风险。

所以你看,AI不只是让芯片本身更难造,也让封装这一步对检测和量测的需求越来越大。东西越贵,越晚发现问题,损失就越大。根据Bernstein的数据,2019到2024年,先进封装是Process Control里增长最快的细分市场之一,年均增速大约38%。
所以总结一下,芯片越来越先进、AI芯片越做越大、先进封装越来越复杂,这三股力量都在推着晶圆厂往Process Control上多花钱。因此我们认为,在整个前道设备WFE的支出里,花在Process Control上的比例会越来越高,它的增长速度也会比整个前道设备市场快一些。


三、KLA的核心护城河

Process Control这块蛋糕会越做越大,而前面我们也讲过,KLA在这块蛋糕里拿下了将近六成的份额。那接下来的问题就是,这家公司为什么能有这么强的竞争地位?这样的竞争力可以维持住吗?它的护城河又在哪里呢?这个问题相当重要,因为光有行业增长,如果自己的护城河不够深的话,那么整个投资风险就远没那么可控了。所以接下来,咱们来好好聊聊KLA的护城河。
技术壁垒
首先,对于KLA来说,最关键的护城河肯定还是技术。而KLA的技术,不是这几年才有的,也不是靠AI时代一下子冒出来的,背后是将近50年在检测和量测上的积累。咱们想一下,一颗先进芯片要经过1000多道制造工序,有些缺陷比10纳米还小,小到几乎看不见。再加上晶圆厂是一年365天、一天24小时不停地生产,KLA的设备要在这么多工序里,把这么小的问题找出来,就得同时搞定光学、光源、传感器、成像、物理、数据分析,还有AI和机器学习这一大堆难题。更难的是,这些设备还得在真实的工厂里长时间稳定运行,数据要一直准、一直可靠。能做到这一步,绝对不是砸钱,然后几年时间就可以攻克的。KLA靠的,其实是长期、大规模地砸钱去研发,并且在和客户交流和多年迭代后,再做出来的技术壁垒。过去三年,KLA在研发上投了大约41.7亿美元,占收入的一成以上,这个比例在业内也是非常高了。投得多、投得久,它的规模优势也就越来越明显。
那更具体来看,KLA的技术壁垒到底体现在哪里呢?咱们拿它很有代表性的一款产品BBP来举个例子。BBP是一套用光来检测晶圆的系统,主要用来找芯片制造过程中的关键缺陷。晶圆上一层层刻出电路图案之后,BBP会用很快的速度把整片晶圆扫一遍,把可能影响芯片质量和良率的缺陷找出来。找到之后,这些结果会马上反馈给晶圆厂的工程师,让他们随时盯住生产过程,知道问题出在哪。工程师拿到这些结果,就可以回头去查到底是哪一步工序出了偏差,再去调整工艺参数,把良率一点点提上去。像这样一台设备,背后用到的光学、软件、数据和各种零部件,再加上跟晶圆厂一起磨合出来的工程经验,这些都是几十年一点点攒下来的。
而BBP只是KLA众多产品里的一个。像这样技术含量很高的设备,KLA手里还有很多,几乎覆盖了晶圆厂需要的各种检测和量测,这就说到了KLA的第二条护城河了,也就是它的平台优势。

平台优势
随着AI时代的芯片越来越难造,晶圆厂需要的检测和量测也越来越多样,光学检测、电子束检测、缺陷复检,还有各种尺寸、薄膜的量测,样样都要。很多竞争对手只擅长其中一两样,而KLA作为行业的绝对龙头,基本上什么都能做。而且当产品多了,客户也多了,KLA在一个产品上攒下的技术、数据和经验,就能用到别的产品和客户身上。这就让研发的价值越来越高,平台越做越强,客户的黏性也非常有保障。

更重要的是,这种平台能力使KLA能够深度嵌入客户的技术路线图和制造工艺。以台积电为例。KLA与台积电已经有超过20年的密切合作关系。在这期间,双方共同开发了大量制造工艺。对于台积电来说,如果要把KLA替换掉,并不是简单地买另一家公司的机器。因为新的设备需要重新经历设备认证、安装、集成,以及大量工艺验证,不仅需要资金,也需要大量工程资源和时间。因此,一旦KLA的设备和Process Control的解决方案深度嵌入客户的制造工艺,客户更换供应商的成本就会非常高。这形成了非常强的客户黏性。这种与客户的长期关系并不仅仅存在于台积电,KLA的其他核心客户同样具有类似特征。加上全球先进制程半导体制造越来越集中在少数几家大型晶圆厂客户手中,进一步强化了KLA的竞争地位。
可以看到,KLA在行业中的这个护城河优势还是相当明显的。这也是为什么,公司可以在过去十年不断侵蚀市场份额的重要原因。不仅如此,其实这些护城河的优势,我们也可以从财务表现中侧面看出来。
比如从下图可以看到,过去三年,KLA的收入涨得很不错,毛利率和净利率也一直维持在高位,而且还在提升当中。其中净利率,从24年的28%上升到36%。这说明,公司整体的业绩增长还是相当可观的。

从横向比较来看,KLA的盈利能力同样处于全球主要半导体设备公司的领先水平,甚至比阿斯麦还要更强。也就是说,前面讲的技术门槛和客户关系,最后都落在了利润上:客户很难换掉它的设备,它的价格就能定得更高,利润率自然也就更高。

综合来看,KLA的竞争优势主要来自两点:一是几十年攒下来的技术壁垒,二是能覆盖大部分检测和量测需求的平台优势,再加上和台积电这些大客户的深度绑定,客户黏性非常高。这些优势最后也都体现在了它的财务数据上。而且在AI时代,芯片越做越复杂,KLA的这些优势还会被进一步强化。


四、风险

可以看到,这家公司整体质量非常高。无论是技术壁垒、护城河、业务逻辑,还是财务数据表现,都非常好。但是在我们给出最终观点之前,还是要照惯例先把公司的主要风险给大家说清楚,然后我们才可以给出一个比较全面的观点。
在我看来,KLA有这么两个风险是不得不关注的。
第一个,是整个半导体行业的周期风险。KLA卖设备的收入,跟全球晶圆厂花多少钱买设备紧紧绑在一起。说白了,KLA跟整体半导体行业的走势是一样的,都会受到大科技资本性开支的影响。如果AI投资不及预期、行业进入下行,那即便KLA是行业里的佼佼者,也躲不开。
而且要特别提醒一下,设备股有一个特殊的问题:行业下行的时候,所有半导体股票都会跌,但设备公司一般跌得更多,也更快。原因很简单,晶圆厂一旦觉得需求不行了,芯片还得照样卖、工厂还得照样开,但新设备可以先不买,扩产可以往后推。所以客户会直接砍单,设备公司的业绩短时间内就会变得很差。比如上一轮半导体下行周期,KLA 24财年的收入下降了6.5%,净利润更是下降了18.5%。所以虽然从长期看,KLA肯定还能回来,但真遇到行业下行,那一波它还是会有很大的损失。这也是投资这家公司最重要的风险。
第二个是中国市场和出口管制的风险。中国是KLA很重要的一个市场,KLA差不多三成的收入都来自中国。中国市场占比这么大,就意味着公司可能会面临两个比较大的风险,第一,是出口管制可能会再收紧,使得KLA能被允许卖到中国的设备变得更少;第二,则是中国自己内部可能会因为需求没有那么强劲,而放慢建厂、买设备的速度。
而且这个问题,KLA之前就遇到过。出口管制收紧之后,KLA在中国的收入从24财年的42亿美元,降到了25财年的40.4亿美元。站在现在往后看,26财年中国收入大约40.5亿美元,跟前一年基本持平,看起来是稳定住了。但我们还是要意识到,只要一家半导体公司,它的收入里有很大一部分来自于中国的话,这种风险就很难彻底避免,毕竟到最后,中国市场本身就是一个不确定性极高的、政策风险非常大的市场。


五、估值分析

至于这两个风险会怎么影响投资逻辑,again,我们最后一并说,在此之前,我们还有一个任务,就是去聊聊它的估值。
从下图我们可以看到,KLA目前的前瞻市盈率为34倍,这个位置确实不便宜,远高于过去十多年来22倍的平均水平。不过也确实比之前58倍的高位好太多了。
那为什么现在的市场会给这家公司这么高的估值呢?其实,本质上还是因为公司的基本面比较优质。毕竟,KLA所处的Process Control是先进半导体制造过程中不可或缺的核心环节。随着先进制程、AI芯片、HBM以及先进封装还在持续发展,芯片结构和制造工艺越来越复杂,对检测和量测的需求的持续提升是非常确定的,而且会高于整个行业平均值。所以,市场的这个高估值不仅仅是在交易AI主题,也一定程度上反映了公司在Process Control领域的领先地位,和相对更高的增速预期。

这点我们或许也可以从它未来的盈利预期看到。按照彭博的数据,市场预期27年公司的收入会有34%的增长,净利润更是有可怕的46%的增长,哪怕到28年,还有20%和22%。要知道,KLA过去14年净利润的年均增长大约是12%,就算是过去5年,增长已经非常快,也只有27%,远不如明年的46%。更关键的是,现在的这个46%的预期大概率还是低估的,因为KLA的管理层历史上给业绩指引就是很保守,所以到最后,实际增速应该很容易超过50%。所以你看,现在市场给的高估值,某种程度上其实是预判了公司的业绩在之后会相当好看,从而把估值给消化掉。因此,在我看来,在这么快的增长之下,只要最后这个盈利能兑现,那么当前的估值其实也有一定的合理性。

那KLA可以实现这个增速吗?我们可以看看它下游客户的情况。台积电、美光、三星、海力士、英特尔这些公司,他们的业绩都非常强,这倒也不是什么秘密了,大家都知道。而更重要的是,它们现在都还处在一个快速投入的阶段,而且这个投入期不会这么快结束,大概率会维持一年以上。
下面这张表是我们总结出的这几家公司的资本开支计划及展望。具体的数据我就不列了,但是从结果上我们可以看到,这些公司全都提到,他们还要持续增加资本性开支,而且这个速度还维持在一个不错的高位。当然了,现在这些数可能都偏保守。只要最后他们的业绩没有什么太大的问题,那么KLA作为这个细分板块里不可或缺的一部分,肯定是受益的。



结论

好,到这里,关于KLA这家公司的分析就讲完了。最后,我来和大家聊聊,我们在做完这次研究过后,对于KLA的投资观点。
整体来看,我们认为,如果去投资KLA,那么它最核心的投资逻辑,就是去买它那超高的确定性。美股中有确定性的公司很多,但大部分都达不到KLA这种程度。KLA的这个确定性,在我看来,甚至是可以和台积电去对比的。
为什么这么说呢?它的确定性来自三个层面。
第一层,是芯片需求本身带来的确定性。这是设备公司共有的特点,由于芯片要靠晶圆厂制造,晶圆厂扩产就得买设备。所以只要全球芯片需求还在增长,不管是GPU、CPU、ASIC、乃至存储,台积电、三星、美光这些客户就会继续买设备去制造芯片,这时候,KLA也就能跟着受益。而这些客户都还处在快速投入期。这种行业本身带来的增长,给了KLA第一层确定性。
第二层,是KLA市场地位带来的确定性。半导体设备的公司很多,但像KLA这种,在它自己的细分赛道里做到一家独大的公司就没有几个了。而且过去十年,它的份额还在继续往上走,这进一步增加了它在行业中所具备的确定性。很多半导体公司,虽然行业本身在涨,但也在面临被对手抢走份额的压力,哪怕是英伟达、台积电、博通,都难逃这样的压力。
第三层,是芯片复杂度不断提升,带给公司的长期确定性。在我看来,这是KLA最根本的确定性来源。不管AI怎么发展、技术路线怎么演变,有一个趋势是确定的:芯片会越来越复杂,制造成本也会越来越高。GPU的面积越做越大,HBM要堆叠更多层,ASIC要按客户需求深度定制,先进封装要把越来越多的芯片集成在一起。背后的原因也很简单,下游对芯片算力、功能和能效的要求只会越来越高。而芯片越复杂,制造工序就越多,可能出问题的环节也越多;芯片越贵,每一次良率损失的代价也就越大。这意味着,晶圆厂对Process Control的依赖只会越来越深,KLA帮客户减少损失、提升良率的价值也会持续提升。所以,只要芯片技术还在往前走,KLA的增长逻辑就有保障。
把这三层放在一起看,我想你就能明白,为什么我说KLA的确定性能比得上台积电了。台积电为什么确定性这么高?因为不管最后是英伟达、AMD,还是大科技自己做芯片,这些芯片大多都要交给台积电。而KLA也是一样的,甚至,KLA还能从台积电不涉及的细分赛道,存储中受益,所以在某种程度上,KLA的逻辑甚至可能比台积电还要更好一点。
我们之前在分析互联网泡沫的时候就说过,在整个泡沫期间,那些优质的半导体公司都是可以吃到整波技术革命的增长的,一直到泡沫破裂为止。而在我们看来,KLA就是这么一家公司。只要AI的逻辑还在,整个半导体的周期就没有太大问题,那KLA就是一家可以确定地持续受益的公司,是一家可以持续逢低买入的好公司。这,就是KLA最核心的投资逻辑。
所以分析完之后,我们非常喜欢这家公司。当然啊,KLA这公司也不是没有问题:当前估值稍微偏贵,行业下行的时候,股价也会比一般的半导体公司跌得更多。只是相比之下,公司的优点还是要突出得多,我们认为这些问题都还在可控的范围内。所以就是在现在这个位置,这家公司依然有不错的投资价值,至少确定性还是可以保证的。
好了,到这里,关于KLA这家公司的分析就讲完了。不知道大家听完之后,对这家公司有什么感受?欢迎在评论区跟我们留言互动。最后再多说两句,KLA的这次分析属于美投的“挖掘新机会”栏目。之后,我们每个月都会给大家挖掘两家像KLA这样有增长潜力的好公司,如果你对这类分析感兴趣,记得常来这个栏目看一看。谢谢大家。
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