2022年沪硅产业研究报告 半导体硅片龙头企业,引领半导体硅片国产替代

  • 来源:华安证券
  • 发布时间:2022/09/16
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1、半导体硅片龙头企业,引领半导体硅片国产替代

半导体硅片龙头企业,产品覆盖全面。沪硅产业(全称“上海硅产业集团股份 有限公司”,以下简称为“公司”)成立于 2015 年,并于 2020 年成功登陆上交所科 创板,公司自成立以来始终聚焦半导体硅片业务,经过多年内生外延发展,已转型 为国内半导体硅片龙头,目前主营产品包括 300mm 抛光片、外延片和 200mm 及以 下抛光片、外延片、SOI 硅片,产品广泛应用于通用处理器芯片、功率器件、存储 芯片、图像处理芯片、射频芯片、模拟芯片、分立器件、传感器等领域。

1.1、股权结构稳定,大基金积极领投

股权结构较为稳定,大基金持股助力发展。截至 2022 年半年报,公司无控股股 东和实控人,上海国盛集团与国家集成电路产业基金各持有公司 20.84%的股权,并 列为公司第一大股东,股权结构稳定,有利于公司管理。国家集成电路产业基金一 期、二期分别于 2015 年、2022 年向公司注资,大基金的积极领投,不仅证明公司实 力强劲、获得大基金认可,也将有利于公司长期健康发展。

1.2、产品矩阵不断丰富,公司业绩高速增长

收入端,整体保持高速增长,300mm 硅片营收占比持续提升。2016 至 2021 年, 公司营收由 2.70 亿元增加至 24.67 亿元,CAGR 为 55.65%,其中 300mm 硅片业 务营收由 2017 年的 0.25 亿元提升至 6.88 亿元,占比由 3.60%提升至 27.89%,2022H1 公司 300mm 硅片业务营收已达 6.88 亿元,接近 2021 年全年营收。公司营 收不断增加,反映行业景气度持续提升、市场需求旺盛,300mm 硅片业务国内持续 放量,实现国内企业从“0 到 1”的突破,行业龙头地位显著。

费用端,期间费用持续降低。2016-2022H1 年公司各项费用率不断下行,销售 费用率由 6.67%减少至 2.84%;管理费用率由 34.44%下降至 9.04%;财务费用率 整体保持稳定,2021 年较 2020 年占比大幅降低,主要系汇率波动的影响;同时公 司研发投入不断提升。综合来看,公司期间费用不断降低,运营管理状况良好。

利润端,扣非归母净利润首次季度性扭亏,盈利拐点已现。利润端,受益半导体 行业景气度提升和公司产能不断释放,公司扣非归母净利润自 2020 年来持续增加。 2022Q2 扣非归属净利润 0.28 亿元,为上市来首次季度性扭亏为盈,反映公司产能 持续爬坡,产销量提升带动业绩持续增长,盈利拐点已现;毛利率方面,公司综合 销售毛利率整体保持稳定,300mm 硅片毛利率较低主要系尚处产能建设前期,机器 厂房设备等固定成本分摊较高,自 2020 年来受益行业景气度提升,公司毛利率开启 上行周期。

2、行业下游需求旺盛,国产替代大有可为

2.1、硅片:半导体行业的重要基石

硅片是半导体器件的主要载体。得益于硅优异的物理性能(熔点高,禁带宽度 大)和丰富的存储量(在地壳中占比约 27%),硅基半导体材料是目前产量最大、应 用最广的半导体材料,90%以上的半导体产品是用硅基材料制作的。而硅片(又称 硅晶圆片),作为各类半导体器件的主要载体,占全球半导体材料行业成本的 35%, 是用量最大的半导体材料。

硅片分类多种多样,大尺寸是发展趋势。硅片应用较为广泛,有多种分类方式。 从尺寸上可以分为 6 英寸、8 英寸和 12 英寸。而根据工序,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。目前大尺寸是硅片的发展趋势, 一般来说,硅片尺寸越大,在单片硅片上制造的芯片数量就越多,单位芯片的成本 随之降低。同时,在圆形的硅片上制造矩形的芯片会使硅片边缘处的一些区域无法 被利用,必然会浪费部分硅片。因此,硅片的尺寸越大,边缘的损失会越小,有利 于进一步降低芯片的成本。

2.2、行业前景:下游多种应用推动,硅片需求持续高企

半导体材料位于半导体产业链上游,是半导体产业链中细分领域最多的环节。 长期以来随着半导体行业整体呈波动上升状态,近年来随着下游需求的爆发式增长, 半导体材料行业持续受益,2021 年全球整体市场空间(制造+封测)约 643 亿美元, 同比增长 21%。

下游需求旺盛,硅片出货量持续增长。2017 年以来,受益于半导体终端市场需 求强劲,下游传统应用领域计算机、移动通信、固态硬盘、工业电子市场持续增长, 新兴应用领域如人工智能、区块链、物联网、汽车电子的快速发展,硅片行业需求 随之水涨船高。21 年的硅片供应远远低于需求,尤其是 12 英寸,继而影响全球晶圆 出货面积整体增长 14%至 142 亿平方英寸,而根据 Techcet 的预测,2022 年出货面 积有望持续增长 6%,未来市场空间广阔。

12 英寸硅片短缺将持续至 24 年,智能手机需求持续领先。根据 SUMCO 的预测: 12 英寸硅片作为未来增长最快速的硅片产品,其供给将持续短缺,尽管各大厂商均 在积极扩充产能,但在 2024 年之前,市场将维持供小于求的状况,而从影响因素来 看,智能手机仍然是 12 英寸硅片需求增长的最主要的推动力,而数据中心和智能汽 车的增长也较为迅速。

2.3、竞争格局:海外龙头长期垄断,内部需求助力国产替代

硅片行业 CR5 超 85%,海外厂商优势明显。全球半导体硅片市场目前主要由 国外厂商主导,行业呈现高度垄断的竞争格局。2021 年,全球前五大半导体硅片企 业信越化学、SUMCO、Siltronic、环球晶圆、SK Siltron 合计销售额占全球半导体 硅片行业销售额比重高达 86.6%,市场集中度极高。而对比国内厂商,海外龙头拥 有多项优势:①产品种类更为丰富,便于客户选品,更易吸引客户。②海外硅片厂 商良率较高,硅片的纯度与良率需要长时间积累试错并持续优化工艺。拥有高工艺 技术决定了其硅片的高纯度和高良率。同时,高良率可以分摊制造成本,提高盈利 能力。③海外龙头在其发展过程中均选择通过并购快速扩大市占率,如 2020 年环球 晶圆拟收购德国世创一案,将直接催生全球第二大硅片制造商,虽然最终交易被政 府叫停,但海外厂商野蛮生长的模式可见一斑。

国内硅片发展道阻且长,国内市场带动行业扩张。与国际主要半导体硅片供应 商相比,中国大陆半导体硅片企业起步较晚,在关键设备和硅单晶拉制、抛光、外 延等核心技术上较为薄弱,市场份额较小,多数企业以生产 200mm 及以下抛光片、 外延片为主。我国作为半导体消费市场和半导体材料消费的核心增长区,在 5G、新 能源汽车及物联网等关键领域处于全球领先地位,庞大的内部需求拉动了国产硅片 行业的发展,叠加政策的支持效应,国产厂商扩产步伐将逐步追赶海外龙头企业。 根据艾瑞咨询预测,2025 年中国硅片生产数量将达到 967.4 万片,国产化率有望持 续提高。

3、国内硅片领军企业,加速推进国产替代

内生外延实现多产线布局。公司借助内生增长和外延并购实现半导体硅片领域 多产品线的布局,细分产品分别由三家控股子公司上海新昇、新傲科技和芬兰 Okmetic 进行研发、生产和销售。芬兰 Okmetic 创立于 1985 年,自成立以来一直 专注于高端模拟芯片、先进传感器用硅片市场,产品主要包括 200mm 及以下半导 体抛光片和 SOI 硅片,公司于 2016 年完成对 Okmetic 的私有化收购;新傲科技由 微系统所于 2001 年创立,产品主要包括 200mm 及以下半导体抛光片和 SOI 硅片, 广泛应用于射频前端芯片、功率器件、传感器及硅光子器件等芯片产品,2019 年 3 月完成对新傲科技的收购;上海新昇成立于 2014 年,主营 300mm 半导体抛光片和 外延片,产品广泛应用于存储芯片、图像处理器芯片、通用处理器芯片和功率器件 等领域,公司于 2016 年 7 月完成对上海新昇的收购。

技术实力国内领先。公司作为大陆规模较大的半导体硅片制造企业,已实现硅 片生产制造各环节技术的全面覆盖,已掌握包含 300mm 半导体硅片在内的整套核 心技术。具体包括,单晶生长方面,已掌握直拉单晶生长技术、磁场直拉单晶生长 技术、热场模拟和设计技术;滚圆与切割方面,已掌握大直径硅锭线切割技术、高 精度滚圆技术、高效和低应力线切割技术;研磨技术方面,已掌握双面研磨技术和 边缘研磨技术;抛光技术方面,已掌握双面抛光技术、单面抛光技术和边缘抛光技 术;SOI 技术方面,已掌握 SIMOX 技术、Bonding 技术、 Simbond 技术;化学 腐蚀技术、清洗技术、外延技术和量测技术等。公司自成立以来,紧跟国际前沿技 术,突破了多项半导体硅片制造领域的关键核心技术,打破我国 300mm 半导体硅 片国产化率几乎为 0%的局面。

深度合作优质客户。半导体硅片是芯片制造的核心原材料之一,芯片制造企业 对半导体硅片品质要求极高,对供应商选择非常慎重,一旦通过认证变不会轻易更 换供应商,因此全球硅片市场集中度较高。公司目前在中国大陆半导体硅片市场竞 争力领先,公司已成为国内外知名客户的合格供应商,中国大陆企业包括中芯国际、 华虹宏力、华力微、长江存储、武汉新芯、长鑫存储和华润微等,境外企业包括格 罗方德、恩智浦、意法半导体、台积电等,客户遍布北美、欧洲、中国、亚洲其他 国家和地区。

半导体硅片的认证周期较长,面向半导体集成电路制造常规应用的抛 光片和外延片产品认证周期一般为 9-18 个月;SOI 硅片产品的认证周期通常比抛 光片和外延片产品更长,一般为 1-2 年;面向汽车电子、医疗健康以及航空航天等 应用的半导体硅片产品认证周期通常为 3-5 年。因此,公司作为内企头部企业,一 旦取得认证将具有较强的先发优势。

3.1、200mm硅片和SOI:成熟业务稳发展,夯实企业基本盘

200mm 及以下硅片(含 SOI 硅片)技术成熟,高端细分市场竞争力强。公司子公 司新傲科技、Okmetic 在 200mm 半导体硅片领域深耕多年。新傲科技在半导体硅片 领域具有 21 年的行业经验,在 SOI 硅片方面具有独特的竞争优势,是中国大陆率 先实现 SOI 硅片产业化的企业。芬兰子公司 Okmetic 在半导体硅片和 SOI 硅片领 域具有 37 年的行业经验,在硅片生产中长晶工艺因缺乏标准工艺,主要借助摸索和 经验积累,Okmetic 公司部分工程师在公司工作 20 年,积累了行业内大量 Know-how。

公司重点布局 200mm 及以下半导体硅片(含 SOI 硅片)的高端细分市场,产品在 射频前端芯片、模拟芯片、先进传感器、汽车电子等市场具有较强竞争力,与多家 客户保持了十年以上的深度、稳定的合作关系。特别是在 SOI 硅片方面,公司掌握 了拥有自主知识产权的 SIMOX、Bonding、Simbond 等先进的 SOI 硅片制造技术, 可以向客户提供多种类型的 SOI 硅片产品。

产能稳步提升,产销两旺构筑基本盘。受益下游需求高景气,公司 200mm 及 以下半导体硅片(含 SOI 硅片)的产能利用率和产销率持续维持高位。公司具有成熟、 完善的生产销售体系,并与全球多家芯片制造企业建立了长久稳定的合作关系,产能利用率持续维持高位。2020 年,由于新傲科技新增产能需认证,产能利用率略有 下降,而2020年产销率较2019年下滑主要系 2019 年未合并计算新傲科技200mm 及以下半导体硅片(含 SOI 硅片)1-3 月销量影响所致。整体来看,200mm 及以 下半导体硅片为公司营收基本盘,公司拥有完善的产销体系,客户资源丰富且质优, 下游出货稳定,基本面扎实。

3.2、300mm硅片:打破外企垄断,开启国产替代浪潮

率先实现 300mm 半导体硅片国产化,国产替代浪潮开拓者。公司是大陆首家 实现 300mm 半导体硅片规模化生产和销售的企业,国产替代的排头兵。2016 年 10 月,子公司上海新昇成功拉出第一根 300mm 单晶硅锭,2017 年打通了 300mm 半 导体硅片全工艺流程,实现正片送样,2018 年实现规模化生产,填补中国大陆 300mm 半导体硅片产业化的空白。半导体硅片企业前期投入成本高,头部企业往往 借助规模化生产降低单位生产成本,提升行业地位与核心竞争力。目前,公司作为 中国大陆产能最大的硅片企业,与内企相比虽具有竞争优势但与国际巨头相比仍有 较大差距,我们认为随着公司持续推进产品认证、开拓新市场、建设新产能和半导 体硅片国产替代的推进,公司 300mm 半导体硅片业务有望维持高速发展。

3.3、募投扩产发力大尺寸硅片,规模效应逐渐显现

定增 50 亿元顺利完成,进一步提升公司整体实力。公司于 2021 年发布定增预 案,拟募集不高于 50 亿元用于“集成电路制造用 300mm 高端硅片研发与先进制 造项目”和“300mm 高端硅基材料研发中试项目”,截至 2022 年 H1,募集资金总 额为 4,999,999,851.17 元,募集资金已足额到位。公司拟使用 15 亿元募集资金投 向集成电路制造用 300mm 高端硅片研发及先进制造项目,拟使用 20 亿元募集资 金用于 300mm 高端硅基材料研发中试项目项目,15 亿元用于补充公司流动资金。 定增项目将大幅提升公司 300mm 半导体硅片技术能力和生产规模、建立 300mm 高端硅基材料的供应能力,提高公司整体业务规模,增强公司的技术开发能力,提 升产品核心竞争力,促进公司科技创新实力的持续提升。

发力大尺寸先进制程硅片,提升 300mm 产品竞争力。集成电路芯片特征尺寸 不断缩小和半导体硅片尺寸不断增大越来越成为半导体行业发展的重要趋势,随着 芯片制造工艺水平的不断提升,芯片对先进制程和大尺寸硅片的需求亦在不断增加。 首次募投时,公司已掌握晶体生长技术,成功解决硅单晶原生缺陷问题,本次募投 项目实施完成后,300mm 半导体硅片产品表面质量将进一步改善,可满足更先进工艺制程的参数要求。从技术指标来看,半导体硅片产品表面质量的重要参数表征 主要包括局部平整度、翘曲度、弯曲度、表面金属残余量以及表面颗粒等,芯片制造 工艺节点越先进,意味着芯片制造的最小线宽越小,对半导体硅片表面质量等重要 参数要求也越高。新项目的实施,将大幅提升公司 300mm 半导体硅片的产品性能 和竞争力。

新增产能逐步释放,规模效应逐渐显现。半导体硅片行业是典型的资金密集型 和技术密集型产业,发展初期需要企业投入巨额资金同时折旧费用高企,只有做大 规模、凭借规模效应摊薄单位成本方能与头部企业竞争。公司自上市以来不断提升 产能,300mm 大硅片历史累计出货超过 500 万片,月出货量屡创新高,2022 年 Q2 公司扣非归母净利润扭亏为盈,规模效应显现。公司首次募投项目产能爬坡后 300mm 半导体硅片产能将达到 30 万片/月,但与全球前五大硅片企业平均超过 100 万片/月的产能规模相比,仍有较大差距。

同时,在全球半导体产业日趋集中的 市场环境下,面对龙头企业领先优势不断扩大、产能不断扩充的现状,只有生产能 力达到相当规模,才能够成为国际大型芯片制造企业半导体硅片的长期稳定供应商。 本次募投项目实施后,公司 300mm 半导体硅片的产能将大幅提升,产能将由 30 万片/月提升至 60 万片/月以上,进一步缩小与全球前五大硅片企业的产能差距,通 过更为显著的规模效应提升公司综合竞争力以及向下游芯片制造企业稳定供货的能 力,为项目新增产能消化奠定基础。


(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。)

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