切割设备

泛半导体长晶设备龙头晶盛机电专题报告碳化

发布时间:2022/10/17 10:31:59   

(报告出品方/作者:德邦证券,倪正洋)

1.单晶硅生长设备龙头,光伏、半导体、蓝宝石协同发展

1.1.光伏单晶炉市占率年稳居第一,销量突破台

光伏单晶炉全球市占率第一,年长晶设备销量突破台。公司是全球最大的光伏单晶硅炉装备制造商,是国内领先的泛半导体材料装备和LED底材料制造的高新技术企业。公司以邱敏秀教授、曹建伟博士为核心的创始人团队专业背景扎实,科研实力深厚。公司以半导体单晶炉起家,随着市场的发展以及公司业务规模的扩大,拓展至光伏、LED照明领域,并布局工业4.0,为半导体产业、光伏产业和LED产业提供智能化工厂解决方案。公司围绕硅、碳化硅、蓝宝石三大半导体材料开发出一系列关键设备,并适度延伸到材料领域,不断完善以单晶硅生长、切片、抛光、外延四大环节的设备体系,实现了光伏、半导体、LED照明、工业4.0等多领域覆盖。

公司自年成功研制出国内首台全自动直拉式单晶硅生长炉后,始终专研单晶硅生长设备,技术水平处于行业领先地位。公司全自动单晶硅生长炉被工信部评为第三批制造业单项冠军产品,全自动单晶炉系列产品被四部委评为国家重点新产品。公司晶体生长设备销量领先,据公司公告,年销量为台,其中公司光伏单晶炉遥遥领先,占据了大部分高端市场份额。

公司在泛半导体领域专研10余年,发展历程可分为3个阶段:

厚积薄发(-):致力自主研发,实现了公司早期的技术积累。年公司前身上虞晶盛机电工程有限公司成立,开始研发晶体硅生长设备。年研发出国内首台全自动单晶硅生长炉,并于当年实现批量销售。同年,公司专研晶体硅生长炉控制系统的子公司慧翔电液成功开发出单晶硅生长炉全自动控制系统。年公司成功研制出国内规格最大的全自动直拉式单晶硅生长炉,结束了长期以来大规格单晶硅生长炉设备依赖国外进口的历史。年公司整体变更为股份有限公司:浙江晶盛机电股份有限公司,并于年在深交所上市。

蒸蒸日上(-):以单晶硅生长设备为核心,逐步进军蓝宝石、LED照明领域,丰富半导体领域产品。这一时期,公司晶体生长工艺不断成熟。年成功研发出多种光伏领域的加工设备、半导体设备全自动晶体滚磨一体机。年8英寸区熔硅单晶炉(半导体级)通过国家02专项正式验收,并成功研发12英寸半导体超导磁场单晶硅生长炉。此外,公司于年设立晶环电子,从事蓝宝石晶体材料业务,开始进军蓝宝石领域。年设立晶瑞电子,建设年产万片蓝宝石项目,年定向募集资金13.2亿元发展蓝宝石、高效晶硅电池项目。年收购中为光电,助力打造自动化生产线。年与中环合资成立中环领先半导体,进一步拓展公司半导体业务布局。

优质产品铸就良好客户关系,保障公司稳定发展。公司光伏领域主要客户包括中环股份、通威股份、晶科能源、晶澳科技、天合光能、上机数控、双良节能以及高景太阳能等;半导体领域客户包括中环领先、上海新昇、有研新材、神工股份、金瑞泓、合晶科技等。公司与主要客户保持了长期的战略合作关系,彼此建立了深厚的互信合作,在保障公司稳定发展的同时,共同促进行业快速发展。公司品牌影响力和客户优势进一步提升,对公司开拓下游市场产生积极影响。

1.2.围绕三大材料布局四大领域,不断探索新的业绩增长点

公司围绕硅、碳化硅、蓝宝石三大主要半导体材料开发出一系列关键设备,并适度延伸到材料领域,产品涉及光伏、半导体、LED照明及消费电子、工业4.0四大领域。

光伏领域:该领域产品包括晶体生长设备、晶体加工设备、晶片加工设备等。在该领域,公司是国内技术、规模双领先的光伏设备供应商,已建立覆盖全自动单晶炉、多晶铸锭炉、滚圆磨面一体机、截断机、切片机、叠瓦自动化生产线等较为齐全的产品体系。全自动单晶硅生长炉被工信部评为第三批制造业单项冠军产品,全自动单晶炉系列产品被四部委评为国家重点新产品。公司协同客户引领行业新产品技术迭代,是行业内率先开发并批量销售G12技术路线的单晶炉、智能化加工设备、叠瓦自动化产线的厂商,未来随着光伏产业先进产能的持续投入,公司光伏设备产品将继续引领公司快速发展。

半导体领域:该领域产品主要为晶体生长和加工设备,同时布局半导体辅耗材。公司瞄准半导体材料的晶体生长及加工装备,通过自主研发及国外先进技术的合作交流,依托国家科技重大02专项,突破了国外技术垄断,填补了国内空白,实现了锗、硅、蓝宝石、碳化硅等材料的晶体生长及加工核心装备的国产化,推动了我国半导体硅片的规模化生产。

目前基本实现8英寸晶片端长晶到加工的全覆盖,且已实现量产和批量出货;12英寸单晶硅生长炉、滚磨设备、截断设备、研磨设备、边缘抛光设备已通过客户验证,并取得良好反响,12英寸单晶硅生长炉及部分加工设备已实现批量销售,其他加工设备也陆续客户验证中。

公司近年布局的第三代半导体材料碳化硅的研发也取得了关键进展,成功生长出6英寸碳化硅晶体,碳化硅外延设备也已通过客户验证并实现销售。此外,公司积极布局半导体耗材领域,坚持自主研发与对外技术合作相结合,建立了以高纯石英坩埚、抛光液及半导体阀门、管件、磁流体、精密零部件为主的产品体系,建立了国内领先的半导体设备精密加工制造基地。

蓝宝石领域:该领域内,公司可提供满足LED照明衬底材料和窗口材料所需的蓝宝石晶锭和晶片。随着蓝宝石材料成本的不断下降,蓝宝石在消费电子领域的应用不断增加。蓝宝石作为优质的LED衬底材料,随着MiniLED为代表的新型显示技术的发展,蓝宝石材料也逐步打开新的应用市场。

工业4.0领域:为半导体产业、光伏产业和LED产业提供智能化工厂解决方案,满足了客户对“机器换人+智能制造”的生产模式需求。公司积极把握制造业向自动化、智能化、集成化转型的契机,从智能物流、智能仓储及智能生产管理出发,开发了系列物流设备、自动化定制设备和MES软件等,打造自动化整体解决方案并加强市场推广,为下游客户提供工厂智能制造及物流自动化等系统产品。按照客户的生产工艺及实际生产需要,为客户提供整体解决方案,满足客户在硅片智能制造、组件自动化线、智能物流等环节的个性化需求,助力客户提高生产和管理效率,实现降本增效。

公司成功掌握国际领先的超大尺寸蓝宝石晶体生长技术,继kg、kg之后,于年12月成功生长出kg级超大尺寸蓝宝石晶体,持续推进从技术端为蓝宝石材料降本。年,公司与蓝思科技股份有限公司合资设立控股子公司,从事蓝宝石材料的生产及加工。未来通过产业链上下游优质厂商的协同合作,深入挖掘蓝宝石材料市场需求,进一步推动公司蓝宝石材料业务的发展。

1.3.实控人专业背景扎实,核心技术团队实力雄厚

公司实控人技术出身,注重以研发驱动公司成长。公司实际控制人为董事长曹建伟、董事邱敏秀。邱敏秀与其子女何俊、何洁为一致行动人。邱敏秀直接持股2.97%,曹建伟直接持股2.77%,何俊直接持股0.66%,公司实际控制人及一致行动人合计直接持股6.4%,并通过绍兴上虞晶盛投资管理咨询有限公司间接持股28.51%,合计持有公司34.91%股权。

公司子公司众多,覆盖单晶炉、石英坩埚、蓝宝石等业务,保障公司全方位发展。公司子公司、联营企业均是围绕公司的业务布局进行生产经营。求是半导体、上虞晶研、晶创智能、中环领先等企业主要从事半导体领域相关业务。年3月,晶鸿精密与日本的普莱美特株式会社共同成立了绍兴普莱美特,打造半导体核心精密真空阀门部件国产化基地。

美晶新材料主要进行半导体耗材石英坩埚的开发、制造、销售,年3月其在内蒙古成立了全资子公司内蒙古鑫晶新材料,主要从事石英坩埚产品、石英晶体的开发、制造和销售。内蒙古晶环、晶瑞电子、宁夏鑫晶盛主要从事蓝宝石领域相关业务;浙江科盛主要进行光伏设备及元器件开发;中为光电、霍克视觉等主要助力公司布局工业4.0领域;晶盛四维、晶盛星河等主要从事配套软件开发。各子公司、联营企业各司其职,共同助力公司打造半导体材料装备领先企业,发展绿色智能高科技制造产业。

三项股权激励计划,保障人才队伍持续稳定发展。公司于、、年分别推出三项股权激励计划,通过对技术、业务骨干、中层管理等核心员工实施限制性股票激励,有效地将股东、公司和激励对象三方利益结合在一起,促使公司高级管理人员、中层管理人员、核心技术(业务)人员的薪酬收入与公司业绩表现相结合,促进公司经营目标与长远战略实现的同时提升了员工工作积极性,确保人才队伍的稳定持续发展。

紧跟市场需求,致力自主研发,及上半年取得十余项研发成果。公司在四大领域积极开展技术探索,大力投入研发,年取得了显著的研发成果。公司研发的新一代光伏单晶炉,可兼容36-40英寸更大热场,具备更大的投料量能力,更高的自动化生产技术特点;新一代切片机具备高线速、高承载、高精度的切割能力,满足市场对G12新产品的设备加工需求。

同时半导体各环节设备也均有突破,第三代半导体材料碳化硅的研发也取得关键进展,公司研发的6英寸碳化硅外延设备,能够兼容4寸和6寸碳化硅外延生长,各方面技术指标已到达先进水平。年底成功长出的kg级蓝宝石晶体更是有助于从技术端形成较强的成本竞争力,并逐步形成规模优势。

1.4.年新单有望创历史新高,推动未来业绩高速放量

把握行业发展趋势,前瞻性产业布局推动公司业绩持续增长。由于平价上网进程的快速推进,大尺寸硅片具有摊薄BOS成本、提高组件功率及转化效率等优势,下游硅片厂商纷纷加速投资大尺寸硅片。公司抓紧行业发展机遇,积极推进大尺寸单晶炉级智能化加工设备市场拓展,同时前瞻性布局第三代半导体材料、蓝宝石领域,各项业务取得较快发展。年公司营业收入达38.1亿元,五年CAGR达45.3%;归母净利润达8.6亿元,五年CAGR达52.2%。

年1-8月新签订单约亿元,推动后期业绩快速释放。年“新政”影响,公司年订单走弱,公司订单到收入转化周期约为6-9个月,导致-年公司营收和归母净利润增速有所下滑。年,随着行业逐步回暖,大尺寸迭代不断推进,下游硅片厂商启动了新一轮的扩产,根据solarzoom数据显示,年全球单晶硅片产能约为GW,同比增长69%;年全球单晶硅片产能GW,同比增长89%,由于大尺寸渗透尚未结束,预计-年,全球单晶硅片年均扩产量依然保持较高规模。

随着硅片环节扩产持续,公司订单不断创新高,年,公司新签光伏订单超60亿元,同比增长超62%,21H1公司在手订单.5亿元,结合上半年收入及8月底与中环的61亿元大单,我们预计公司年1-8月份新签订单不少于亿元,约为年新签订单2.3倍,为年收入的3.7倍,年10月,公司与高景太阳能新签15亿单晶炉及配套订单。受益订单增长,H1,公司收入22.9亿元,同比+55.5%,归母净利润6.0亿元,同比+%,随着在手订单不断向收入端转化,公司业绩有望加速释放。

晶体生长设备系公司主要产品,蓝宝石、智能化加工设备收入快速增长。公司自年成立以来始终专研晶体生长设备,并不断根据市场需求进行产品更新迭代。晶体生长设备(包含光伏+半导体)年营收占比达68.8%,H1营收占比达51.1%,系公司主要收入来源。

智能化加工设备(包含光伏+半导体)年营收占比达14.5%,H1营收占比达17.9%。此外,由于蓝宝石材料在消费电子、LED等领域的需求增加,公司蓝宝石营收有较大增长,年蓝宝石收入1.9亿元,同比增长.3%,营收占比达5.1%,H1蓝宝石收入1.6亿元,收入占比7.2%。

公司现金流量管控水平有所提升。公司经营活动现金流量波动较大主要系在公司不同发展阶段、不同行业发展趋势下,不同年份商品销售收入、原材料购买支出差别较大。-年公司业务规模大幅扩张,原材料购买支出、各项税费支出大幅增加,导致三年经营活动现金流量净额为负。年后随着公司新产品顺利推广以及四大领域业务布局不断完善,公司经营活动产生的现金流量净额开始为正,并实现稳步增长,年经营活动产生的现金流量净额为9.5亿元,同比增长22.5%。(报告来源:未来智库)

2.光伏领域:技术升级+下游扩产提升单晶炉需求,公司竞争实力领先

2.1.平价上网+“双碳”目标,光伏装机维持高景气

预计-年全球年均光伏装机超GW。我国光伏新增装48.2GW,同比+60.1%,全球光伏装机约-GW,同比增长超13%。据CPIA预计“十四五”期间国内年均新增光伏装机量70-90GW,全球年均新增装机-GW。

2.2.复盘硅片发展历程,单晶和大尺寸成为发展方向

2.2.1.效率优势+降本路径清晰,单晶成为行业主流

单晶产品效率优势显著,成本为其痛点。在行业不断发展过程中,单晶硅凭借其独特优势,强势登场。单晶硅产品路线电池转换效率长期领先多晶,据CPIA统计,年,P型多晶电池平均转换效率为20.8%,P型单晶电池平均转换效率为22.8%;组件环节单晶组件功率也显著高于多晶组件,年采用、、mm尺寸PERC单晶电池的组件功率已分别达到W、W、W,采用mm尺寸PERC多晶黑硅组件功率约为W。此外,单晶组件也具备多重性能优势:1)同等条件下单晶组件发电量更高;2)单晶组件长期使用过程中功率衰减更少;3)单晶组件弱光响应更强。

虽然单晶各方面优势显著,但早期成本仍是其主要痛点。从生产工艺来看,单多晶生产工艺差别主要体现在拉棒和铸锭环节,其中单晶硅棒工艺对设备、生产人员的要求严格,早期单晶硅片因长晶炉投料量、生长速率、拉棒速度等方面技术不够成熟,生产成本居高不下,而多晶硅锭使用铸锭技术成本优势明显而占据主要市场份额。

叠加多种降本路径,单晶成本痛点不断改善。成本过高是单晶取代多晶的主要痛点,随着技术的进步,单晶需求不断提升、成本不断下降。

1)单晶技术改进,投料量迅速提升。与多晶铸锭切片不同,单晶电池是先通过单晶炉拉棒,之后进行切片。早期单晶炉单炉产量少,且对设备和技术人员要求高,成本高居不下。随着光伏企业跟设备厂商联手不断改进单晶炉工艺,连续直拉单晶技术(CCz)的应用增加了单炉产量,一定程度上降低了单晶成本。据CPIA统计,年,拉棒单炉投料量约为kg,较年的1kg提升46.2%。随着坩埚制作工艺、拉棒技术的不断提升以及坩埚使用的优化,投料量仍有较大增长空间。

2)金刚线切割工艺。年以前光伏行业硅片的切割基本是采用砂浆切割技术,此后,随着金刚线切割技术的日趋成熟以及下游金刚线切割设备、耗材供应商技术水平的快速发展,金刚线切割成本快速下降。金刚石切割线,即通过金属的电沉积作用把金刚石颗粒镀覆在钢线表面而制成的一种线性切割工具。通过金刚石线切割机,金刚石切割线可以与物件间形成相对的磨削运动,从而实现切割的目的。相较于传统的砂浆切割工艺,金刚线切割技术具有切割效率高、材料损耗少、出片率高、环境污染较小、提升产品质量、降低运营成本等多重优势。单晶由于质地均匀等特点率先实现了金刚线切割,而多晶由于金刚线切割的断线率高和后续制绒困难等原因而受阻,因此单多晶成本差距不断缩小。

用于单晶的金刚线母线不断变细,提升出片量。切割线母线直径及研磨介质粒度同硅片切割质量及切削损耗量相关,较小的线径和介质粒度有利于降低切削损耗和生产成本,相较于多晶,应用于单晶的金刚线母线直径更小。据CPIA计,年,用于单晶的金刚线母线直径为48μm,用于多晶的金刚线母线直径为57μm,用于单晶硅片的金刚线母线直径降幅较大,且呈不断下降趋势。年Pmm尺寸每公斤单晶方棒出片量约为62片,高于方锭每公斤出片量。

3)多线切割工艺进一步推动单晶硅片降本。多线切割是一种通过金属丝的高速往复运动,把磨料带入半导体加工区域进行研磨,将半导体等硬脆材料一次同时切割为数百片薄片的一种新型切割加工方法。多线切割工艺相比于传统的内圆切割,具有经济效益高、精度高、切割效率高等多种优点。在数控多线切割机逐渐取代传统的内圆切割,成为硅片切割加工的主要方式下,单晶的成本有了进一步下降。

4)PERC技术更适合单晶平台,“领跑者”计划进一步推动PERC渗透率。年提出的光伏“领跑者”计划旨在推广高效光伏组件,要求多晶硅和单晶硅光伏组件的光电转换效率应分别达到16.5%和17%以上。在更高的光电转化效率要求下,PERC应用于单晶的效率提升较佳,根据CPIA统计,年采用、、mm尺寸PERC单晶电池的组件功率已分别达到W、W、W,采用mm尺寸PERC多晶黑硅组件功率约为W。相较于多晶组件,单晶组件实现领跑者计划的需求相对容易,进一步推动了单晶的需求。

5)规模化生产。单晶的研发和设备成本较高,但在规模化生产后,成本有了较大幅度的下降。上述多种技术叠加规模化生产,让单晶的成本和多晶的差距大大缩小,在效率更高的优势下,单晶取代多晶也就成为了必然。据CPIA统计,年,拉棒和铸锭环节单位产能设备投资额(包括机加环节)分别为5.8万元/吨和2.1万元/吨。随着单晶拉棒设备供应能力提高及技术进步,设备投资成本呈逐年下降趋势。但铸锭设备技改降本动力不足,以及设备生产商利润空间有限,未来设备投资成本下降速度将减缓。

单晶硅片产能不断提升,成为主流技术。单晶凭借优越的效率+多重降本路径,已经发展成为行业主流。在市场上占据重要地位的单晶硅厂商合计非铸锭单晶产能从年末的12.8GW左右增长至年末.6GW左右,复合增长率超过70%,单晶硅产能不断提升。年,单晶硅片(P型+N型)市场占比约90.2%,其中P型单晶硅片市场占比由年的60%增长到86.9%,N型单晶硅片约3.3%。随着TOPCON、HJT电池技术不断成熟,下游对单晶产品的需求增大,单晶硅片市场占比也将进一步增大,且N型单晶硅片占比将持续提升。

2.2.2.降本增效驱动下,大尺寸硅片渗透率不断提升

硅片尺寸三次变革,大尺寸硅片成发展方向。硅片尺寸的发展经历三个主要阶段,每一发展阶段都是大尺寸取代小尺寸的过程:第一阶段为-年,这一阶段硅片尺寸逐步由mm、mm增大至mm。第二阶段是-年,这一阶段,传统的M0尺寸硅片逐步变革为M1和M2。第三阶段是2-18年至今,此时不但单晶硅片逐步取代同尺寸的多晶硅片,更是有M6、M10、M12等大尺寸硅片不断出现。

年以来,市场上主要有.4mm、.75mm、.75mm、+mm、mm、mm等多种尺寸的硅片,且各占有一定的市场份额。年,.75mm和mm尺寸的硅片占比合计达到77.8%,mm和mm尺寸的硅片合计占比约4.5%。根据CPIA预测,年左右,mm、mm尺寸的硅片占比合计达86.5%,年近95%。自此,光伏硅片的尺寸变大、变薄逐渐成为各大厂商主攻的技术方向。

大尺寸硅片具有摊薄BOS成本优势。大尺寸硅片、大尺寸组件等技术均为以降低生产成本为目的的技术,其降本增效主要源于“通量价值”、“饺皮效应”和“块数相关成本下降”带来的降本效应。“通量价值”带来的降本效应即是指硅片变大后产能增加,而相应的设备、人力等无需增加带来的降本效应。组件环节类似,产能增加带来人工折旧的摊薄。

“饺皮效应”带来的降本效应主要体现在组件端及终端电站,G12相较于传统M2硅片面积增加约80%,大硅片带动组件尺寸变大,边框、焊带等的用量相应增加,同时硅片和组件尺寸变大提高了组件功率,而BOS成本增幅小于尺寸面积增幅,而由此可带来每瓦成本的节省。“块数相关成本”是指那些和组件的“块数”相关而和组件的面积大小无关的成本,例如接线盒、灌封胶以及汇流箱等,在组件面积增大提高功率的同时,并未增加这部分成本,从而带来了降本效果。此外,大尺寸硅片可提高组件功率及转化效率,进一步降低度电成本。

2.3.装机需求提升+技术叠加换机,推动下游扩充硅片制造设备产能

2.3.1.直拉单晶炉投资占光伏硅片生产设备超70%

单晶硅片生产设备包括单晶炉、切片机、截断机、开方机、磨倒一体机等。光伏硅片生产过程先经过长晶,将熔融的多晶硅料通过直拉法、区熔法等方式生长为圆柱形单晶硅棒,之后经过两头截断与四周开方形成方形的硅棒,之后进行多线切割,倒角磨片、硅片分选等步骤,形成光伏硅片。硅片生产过程需要的设备包括单晶炉、切片机、截断机、开方机、磨倒一体机等,其中单晶炉为核心设备,单GW投资约1.2亿元,在所有硅片生产设备中价值占比超70%。

2.3.2.受益大尺寸硅片升级+下游需求旺盛,硅片企业加速扩产

光伏硅片大尺寸发展3年为一代,当前市占率持续提升。-年,M2()、G1()逐渐兴起,年,M2()、G1()仍是主流,大尺寸硅片M10(18x)和G12()尺寸合计占比约4.5%(存量占比,增量占比中更高)。据CPIA报告预测,大尺寸硅片占比将在年快速扩大,或将占据半壁江山,年中环股份大尺寸硅片出货量已逐渐超越上一代尺寸。整体来看,一代硅片生命周期大约3年左右,目前尺寸硅片或许在年及之后又会进入新一轮大硅片替代周期。

降本增效驱动下,推动硅片企业加速扩产。根据IHSMarkit预测,未来几年,中国、美国和印度将是全球最大的三个光伏市场,-年,中国光伏平均新增装机超50GW。在大尺寸硅片降本增效的优势下,大尺寸硅片已快速获得市场青睐,渗透率不断提升。年全国硅片产量约.3GW,同比增长19.7%。其中,排名前五企业产量占国内硅片总产量的88.1%,且产量均超过10GW。根据CPIA预测,随着头部企业加速扩张,预计年全国硅片产量将达到GW。

2.4.数十年技术沉淀,成就单晶生长设备龙头

公司主营单晶硅生长设备系硅片主要生产设备。晶体硅太阳能光伏产业由高纯多晶硅原料制造、晶体硅生长和硅片生产、光伏电池制造、光伏组件封装以及光伏发电系统建设等多个产业环节组成。其中,硅片生产的工艺步骤包括硅棒生产、截断、开方、磨面倒角、切片、检测。公司主营的晶体生长设备处在产业链的硅片生产设备的前端——晶体硅的生长、铸锭环节上,是产业链中的重要一环。(报告来源:未来智库)

数十年积淀成就单晶硅生长设备龙头企业。公司自年成立之初就致力于研发生产晶体硅生产设备,成功研制出国内首台全自动直拉式单晶硅生长炉,突破了高端单晶硅生长炉设备长期被国外大型企业垄断的产业格局。其后的数十年里,公司不断进行技术和产品创新,丰富产品规格种类,适应市场需求,积极推进大尺寸单晶炉的研发。目前公司研制的新一代光伏单晶炉可兼容36-40英寸更大热场,具备更大的投料量能力,更高的自动化生产技术特点。年度,公司销售晶体硅生长设备台,营业收入达26.2亿元,全球市占率排名第一,占据了大部分高端市场份额,成为当之无愧的单晶硅生长设备龙头企业。

紧跟市场需求,热场尺寸增加,单晶炉投料量增加。在硅片生产过程中,热产越大,投料量越大,稳定性、均一性也会更好,再加上相应配套的设备和工艺,能够一定程度上提升硅片良率。公司适应市场降本增效的需求,不断研发创新,研发生产的光伏单晶炉从起初的60kg投料量、12-14寸热场发展到现在的1kg投料量、36-42寸热场,产品不断更新换代。

深度绑定优质客户,与中环等客户合作紧密。公司与下游中环股份、晶科能源、上机数控等企业保持密切合作,近几年均有重大销售合同签订。其中,公司与中环股份渊源颇深,合作涉及光伏、半导体等多领域。

公司向中环股份-年平均销售占比达35%,年更是高达45.6%。年新签订光伏设备订单超过60亿元,年1-8月新签订单据我们测算预计约亿元。Q1公司与中环协鑫签订16.2亿元全自动晶体生长设备合同,2.0亿元单晶硅棒加工设备合同;与中环光伏签订2.7亿元切线机设备合同,年8月公司与宁夏中环签订61亿元晶体生长炉订单,双方合作密切。

2.5.携手应用材料成立子公司,向光伏电池设备进军

携手应用材料成立子公司,拓展丝网印刷、晶片检测业务。年7月31日,公司发布公告称与应用材料香港共同成立合资公司科盛装备,晶盛机电持有65%的股份,同时公司出资0万美元收购应用材料公司旗下位于意大利的丝网印刷设备业务、位于新加坡的晶片检测设备业务以及上述业务在中国的资产。

公司购买标的资产主要从事用于光伏、制药、医疗保健(包括医疗器械)、消费电子和汽车行业的丝网印刷、叠瓦、检测设备的开发、制造、销售、安装和服务(包括清洁)和解决方案。公司收购的丝网印刷设备和晶片检测设备相关的业务年营业收入为.2万美元;息税前利润为81.4万美元;Q1营业收入为8.2万美元,息税前利润为.9万美元。

丝网印刷是电池片制备环节的核心设备,在HJT电池设备环节中投资价值占比15%-20%。在年以前,全球的丝网印刷市场几乎被Baccini垄断,公司通过此次收购,有望依托于Baccini公司在丝网印刷领域的技术积累,快速从硅片环节拓展至电池片环节。晶片检测是对硅片的外观、性能等进行检测,是硅片制造完成以后一个非常关键的步骤。

3.半导体领域:乘风而上,争做半导体行业领先设备企业

3.1.政策利好,半导体行业发展前景广阔

全球半导体行业总体呈波动上升趋势。半导体产业是信息技术产业的核心,是推动传统工业转型升级和实现工业智能化转变的物质支撑,是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。年以来,全球半导体产业呈现波动上升的发展态势,年市场规模达.9亿美元。年全球半导体行业销售额.8亿美元,同比增长13.7%。

中国半导体产业具有广阔的发展空间。与世界其他国家相比,中国半导体产业发展还有很大的上升空间,年全球半导体厂商销售额前十名美国企业6家,韩国企业1家,德国和中国台湾企业各1家,大国大陆企业无一上榜。与此同时,据WSTS统计及日本半导体设备制造装置协会统计,年中国大陆半导体销售额及设备销售额均位列全球第一。

据中国电子专用设备工业协会的统计数据,年国产半导体设备销售额仅约亿元,自给率约为17.5%,如仅考虑集成电路设备,国内自给率仅有5%左右,在全球市场仅占1-2%。市场广阔与国产化率较低之间的矛盾成为制约国内半导体行业亟需解决的重要问题,也说明半导体市场国产化自给供应仍有不小潜力。

3.2.半导体硅片国产化进程加快,硅片设备企业迎来发展机遇

3.2.1.全球半导体硅片行业波动发展,中国市场发展空间广阔

全球半导体硅片市场最主流的产品规格为8英寸和12英寸硅片,年两种硅片尺寸合计占比接近90%。

按尺寸分:半导体硅片主要有50mm(2英寸)、75mm(3英寸)、mm(4英寸)、mm(6英寸)、mm(8英寸)与mm(12英寸)等规格。目前,全球市场主流的产品是8英寸、12英寸的半导体硅片,下游芯片制造行业的设备投资也与8英寸、12英寸规格相匹配。(报告来源:未来智库)

按制造工艺分:半导体硅片主要可以分为抛光片、外延片与以SOI硅片为代表的高端硅基材料。单晶硅锭经过切割、研磨和抛光处理后得到抛光片。抛光片经过外延生长形成外延片,抛光片经过氧化、键合或离子注入等工艺处理后形成SOI硅片。

3.2.2.半导体硅片国产替代空间大,设备企业有望从中获利

半导体硅片仍以进口为主,国产化进程有待加快。在全球半导体材料市场中,硅片占比38%,占据较高份额。年全球半导体硅片市场份额前五名企业分别为日本信越Shin-Etsu、日本胜高SUMCO、中国台湾环球晶圆、德国世创Siltronic和韩国LGSiltron/SKGroup,合计市场份额超过90%,市场集中度较高。

从尺寸参数来看,目前国际领先的半导体级单晶硅片生产企业在12英寸领域的生产技术已较为成熟,研发水平已达到18英寸。我国尚处于攻克8英寸和12英寸轻掺低缺陷硅片规模化生产技术难关的阶段,上述两种大尺寸硅片国产化相关技术尚待实现突破。在中国大陆地区,半导体硅片企业主要生产6英寸及以下的半导体硅片,基本可实现国产替代;仅有少数几家企业如沪硅产业、中环股份等具有8英寸和12英寸半导体硅片的生产能力。

国内大规模兴建晶圆厂,引发半导体硅片需求持续攀升。随着半导体产业从发达国家和地区向中国逐步转移,至年,中国大陆迎来晶圆产线投资高峰期,国内8英寸产线投资以及12英寸产线投资均创多年内新高。据国际半导体设备和材料协会(SEMI)数据,至年间投产的前端半导体晶圆62座,其中26座设于中国大陆,占全球总数42%。中国大规模兴建晶圆厂,将引发硅片市场需求规模及半导体设备需求规模的持续增长。需求持续攀升+国产化供给不足,半导体硅片发展前景广阔。

需求方面,根据高测股份招股说明书对中国大陆半导体制造产线的梳理,基于目前产能、未来计划产能、以及投资额度测算,晶圆制造厂对12寸硅片的需求为年约60万片/月,折合万片/年;到年需求约万片/月,折合万片/年。供给方面,据连城数控招股说明书,截至年6月,6英寸硅片国产化率超过50%,8英寸硅片国产化率10%,12英寸硅片国产化率小于1%。预计未来中国12英寸硅片年需求缺口至少为万片。

3.3.覆盖半导体长晶、切片、抛光、外延四大环节,核心客户持续突破

3.3.1.半导体设备覆盖长晶、切片、抛光、外延四大环节,研发成果显著

公司设备覆盖了以单晶硅生长、切片、抛光、外延四大核心装备为主的半导体硅材料设备体系。半导体硅片生产环节包括长晶、滚圆截断、切片、倒角、研磨、抛光、清洁、检测等八个环节,每个环节都配有相应的设备。公司半导体领域产品覆盖长晶、切片、抛光、外延四大核心装备,目前基本实现8英寸晶片端长晶到加工的全覆盖,且已实现量产和批量出货;12英寸单晶硅生长炉、滚磨设备、截断设备、研磨设备、边缘抛光设备已通过客户验证,并取得良好反响,12英寸单晶硅生长炉及部分加工设备已实现批量销售,其他加工设备也陆续客户验证中,取得半导体材料装备的领先地位。

专注设备研发,半导体领域产品不断更新换代。公司自成立以来一直以技术创新作为持续发展的动力源泉,不断开发具有完全自主知识产权的设备。在半导体设备领域,年公司成功研制出国内首台全自动直拉式单晶硅生长炉,并销售给有研半导体,成为其采购的首台国产全自动单晶硅生长炉设备,突破了高端单晶硅生长炉设备长期被国外大型企业垄断的产业格局。

年公司成功研发出重掺半导体级全自动直拉式单晶硅生长炉,专门用于生产低电阻率的重掺半导体晶体硅材料,并供应给全球十大半导体硅晶圆材料供应商之一的合晶科技股份有限公司,成功进入全球高端半导体材料设备供应商行列。此后公司陆续在各环节有适应市场需求、技术水平领先的设备推出,实现了8-12英寸大硅片制造用晶体生长及加工装备的国产化。

热场尺寸增加,半导体单晶炉投料量不断增加,配套磁场不断升级。与光伏领域单晶炉类似,半导体单晶炉在发展的过程中随着热场尺寸的增加,投料量不断增加。目前公司半导体单晶炉可以兼容28-36寸的热场,投料量达到了-kg,12英寸半导体单晶炉已经在国内知名客户中产业化应用,通过超导磁场应用、晶体拉速控制、熔体液位控制等关键技术应用,有效保证工艺运行稳定性,并通过客户技术验证和形成销售。

公司研发的8英寸硬轴直拉硅单晶炉,解决了动密封、抗震动、轴水冷等诸多技术难题,可以有效改善晶体径向均匀性。并在年8月由公司晶体实验室使用该设备生长出直径8英寸硅单晶,是国内首台硬轴直拉炉生长出的首颗8英寸晶体。此次硬轴直拉单晶炉的研制成功,为12英寸硬轴单晶炉提供了研发基础,也为国内大硅片行业提供了装备保障,不断巩固公司半导体装备的核心竞争力。

3.3.2.与下游企业深度合作,主要客户取得突破性进展

与美、日优秀半导体企业合作研发,协同发展。公司与日本齐藤精机株式会社合作研发了12英寸半导体截断机、滚圆机;与美国Revasum公司合作研发了8英寸晶圆抛光机。公司与半导体优秀企业协同发展,发挥产业链各自优势和战略协同效能,共同推动半导体行业的发展。

与中环股份成立子公司,专注于半导体业务发展。公司除了拥有技术优势外,与下游客户也保持深度合作。年与中环股份、有研总院签署战略合作协议,组建成立半导体材料产业合资公司。年参股10%与中环股份、无锡市政府合资成立中环领先半导体,专注于半导体材料的研发、制造和销售,年、年各股东对合资公司进行增资。

主要合作客户中环股份已有成果显著,大尺寸硅片规划产能可观。中环股份是半导体材料行业的龙头企业,在G12硅片的市场占有率超90%,单晶总产能提升至70GW(其中G12产能占比约56%)。公司已经形成了较为完善的4-12英寸半导体硅片生产线,产品覆盖8英寸及以下化腐片、抛光片、外延片,12英寸抛光片及外延片。

其他合作客户进展顺利。1)沪硅产业是中国大陆率先实现mm半导体硅片规模化销售的企业,目前已掌握了包含mm半导体硅片在内的半导体硅片生产的整套核心技术。2)有研新材年超高纯铜靶材和铜磷阳极系列新产品市场占有率稳步提升,超纯铜靶全系列产品以及铜磷阳极全系列产品在各大先进半导体厂实现批量稳定供货。3)神工半导体8英寸半导体级硅抛光片项目有序推进,工艺实验持续进行,产品初步合格率逐步提升到接近国际大厂的水平;在切片、研磨和清洗等环节,取得了良好的技术积累,构筑了核心技术。

4.蓝宝石:触底反弹,受益MiniLED与消费电子发展,绑定蓝思科技

4.1.MiniLED+消费电子,推动蓝宝石材料新增长

LED衬底材料在蓝宝石下游消费中占比达80%。蓝宝石下游消费中,主要有LED衬底材料、光学晶片、手表镜面、手机HOME键及摄像头盖板等消费电子领域。由于下游LED的产业驱动以及政策加持的影响,LED行业需求对蓝宝石行业具有较强的导向作用,蓝宝石企业的研究投入多集中于LED领域中蓝宝石衬底的应用。经过多年发展,蓝宝石衬底在LED中的应用已经逐步走向成熟,目前80%的蓝宝石用于LED衬底材料,年中国蓝宝石衬底市场规模已经达到33.6亿元。

Mini/MicroLED优势显著,将成为蓝宝石材料新的增长动力。MiniLED和MicroLED是LED技术迭代、演进的方向。LED尺寸目前大于um;MiniLED作为小间距和MicroLED之间的过渡产品,尺寸约在um-um之间;MicroLED是将传统的LED阵列微小化,形成高密度集成的LED阵列,像素点尺寸在50um以下。MiniLED、MicroLED被看作未来LED显示技术的主流和发展趋势,是继LED户内外显示屏、LED小间距之后LED显示技术升级的新产品,具有“薄膜化、微小化、阵列化”的优势。

过去几年,传统LED行业由于产品同质化严重,产能过剩,陷入了持续价格竞争的泥潭,相关企业纷纷将未来破局的关键放在MiniLED和MicroLED的技术和量产突破上面,并在此方向进行专项布局。随着其规模渗透率及成本优势的快速提升,MiniLED、MicroLED或将成为新的行业增长动力。

4.2.公司蓝宝石研发成果显著,与蓝思科技合作打开长期空间

蓝宝石领域技术实力雄厚。公司自年开始进军蓝宝石领域,多年来的技术沉淀,使得公司在蓝宝石领域技术水平处于领先定位。年国内首颗kg晶体面世,年kg级蓝宝石晶体打破该领域研发记录,年更是成功掌握国际领先的kg级超大尺寸泡生法蓝宝石晶体生长技术,实现长晶技术三级跳。这既是公司蓝宝石晶体生长技术达到世界领先水平的标志,更是进一步推动蓝宝石材料技术发展,提高我国在蓝宝石材料相关产业的核心竞争力。同时公司也建立了LED衬底用蓝宝石晶体生长和切磨抛产线,未来有望在蓝宝石材料业务通过较强的成本竞争力逐步形成规模优势。

与行业龙头蓝思科技合作,加快蓝宝石业务布局。蓝思科技是一家以研发、生产、销售中高端视窗防护玻璃面板、外观防护新材料、电子功能组件、整机组装为主营业务的上市公司,产品广泛应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、智能穿戴、车载设备、智能家居家电等领域。经过多年发展,公司已与苹果、三星、小米、OPPO、vivo、华为、特斯拉、亚马逊等一众国内外知名优秀品牌达成长期深度合作。公司年营业收入为.4亿元,归母净利为48.96亿元,3年营收CAGR达15.9%,归母净利CAGR达33.7%。公司除年受到大额减值损失的影响,其余年份表现优秀,年后毛利率、净利率稳步提升。

年11月公司与全球高端视窗、防护面板、消费电子的引领者蓝思科技共同成立宁夏鑫晶盛电子材料有限公司,公司持股51%,蓝思科技持股49%,投资宁夏鑫晶盛项目,从事蓝宝石材料的生产及加工,项目已经开工建设。未来通过与产业链上下游优质厂商的协同合作,深入挖掘蓝宝石料市场需求,进一步推动公司蓝宝石材料业务的发展。

5.盈利预测

关键假设:

1、晶体硅生长设备:假设-年公司晶体硅生长设备业务增速分别为%、60%、40%,毛利率分别为40%、40%、40%。

2、光伏智能化装备:假设-年光伏智能化装备增速分别为32%、60%、40%,毛利率分别为37%、37%、37%。

3、蓝宝石材料:假设-年蓝宝石材料增速分别为55%、25%、15%,毛利率分别为21%、21%、21%。

4、设备升级与改造:假设-年设备升级与改造增速分别为%、10%、10%,毛利率分别为34.5%、34%、34%。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:。



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