2022年阿石创研究报告 镀膜材料业务快速增长,异质结靶材具备高成长性

  • 来源:国联证券
  • 发布时间:2022/11/19
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阿石创(300706)研究报告:光伏靶材及复合铜箔开创新时代。阿石创成立于2002年,长期深耕于镀膜材料,是国家级专精特新企业和新材料平台型公司,整体按照光学、玻璃镀膜、面板、半导体由低端向高端的路径发展,后续光伏靶材及复合铜箔将成为主要增长点。公司与爱发科、AKT等国内外顶尖PVD设备厂商保持紧密合作关系,有望在复合铜箔研发过程中占据优势。深耕镀膜材料二十载,HJT靶材厚积薄发公司靶材研发体系完善,自主研发200多款高端镀膜材料,2013年进入苹果供应链,累计服务客户超400家,核心客户包括京东方、福耀玻璃、信义光能、舜宇光学。2015年高纯钼靶导入一线面板厂,2017年ITO量产,随着HJ...

1.镀膜材料业务快速增长

1.1.深耕镀膜材料二十载

福建阿石创新材料股份有限公司成立于 2002 年,长期深耕于镀膜材料领域,是 国家级专精特新企业,专门从事 PVD 镀膜材料生产、研发、销售。2017 年,公司凭 借其在行业内的领军地位成功在 A 股创业板上市。目前公司 PVD 镀膜产品覆盖光学、 光通讯、建筑、汽车玻璃、面板等多个行业,后续有望进一步发展光伏靶材及复合铜 箔,成为一家新材料平台型公司。

1.2.公司股权相对集中

公司股权相对集中,实际控制人陈钦忠、陈秀梅夫妇共持有公司 44.25%的股权, 其中陈钦忠直接持有公司 31.61%的股权,并通过福州科拓间接持有 5.15%的股权, 合计持有 36.76%的股权。

1.3.PVD镀膜行业龙头

2021 年公司第一大收入来源为平板显示,收入占比达 33.9%,光学光通讯、节 能玻璃收入占比分别为 25.2%、17.5%。过去几年中,公司光学光通信业务收入占比 大幅下降,同时公司平板显示业务收入占比不断提升,这源于公司靶材产品质量不断 提升,并侧重生产高增速、高盈利能力的面板靶材产品。随着下游异质结电池产能释 放和低成本、高安全性的负极集流体的需求不断增加,我们预计公司未来光伏、锂电 行业的收入有望占据一席之地,成为主要增长点。

光学光通讯:光学元器件、光学/光通讯靶材。节能玻璃:Low-E(低辐射镀膜)玻璃,在玻璃表面镀银膜或掺氟的氧化锡膜后, 通过反射远红外线达到隔热、保温的目的,并具有可见光高透过率、低反射 的优点,主要应用于建筑、汽车领域。平板显示:触控面板方面,可提供电阻式和电容式触摸屏靶材;LCD 面板方 面,可提供各世代线(从 G4.5 到 G8.5)、不同尺寸(T16、T18)、不同材料 (Al、Mo、Cu、Ti、ITO)的靶材产品,并为 AMOLED 客户提供 Mg、Ag 等 蒸发料。光伏:可提供电池镀膜所需的 ITO、AZO 等各类靶材。复合铜箔:2022 年 10 月,阿石创与东威科技、腾胜科技正式签署复合铜箔 设备装备协议,有望在 23 年正式生产锂电池集流体复合箔(含铜箔、铝箔)。

目前阿石创已与京东方、友达光电、蓝思科技、兆元光电、伯恩光学、华星光电、 水晶光电、舜宇光学、群创光电、信义光能、福耀玻璃等知名企业建立合作关系,得 到下游行业广泛认可,镀膜材料经过下游多个行业的长期验证。

1.4.PVD镀膜新应用有望推动盈利回升

营收逐年稳步增加:2022 年前三季度公司实现营业收入 4.98 亿元,同比增加 15.9%。从 2017 年以来公司营业收入逐年稳步上涨,主要受益于镀膜材料在下游面板企业验证通过,而面板行业所需的镀膜材料在价值量和耗量上均有提升。随着公司 逐步开展光伏靶材和集流体复合箔业务,我们预计公司未来营收有望持续上升。 毛利率、净利率有望触底回升: 2017 年以来,公司整体盈利能力不断下滑,主 要受制于下游面板、光学、节能玻璃等行业增速下滑,且在这些行业靶材新产品迭代 速度逐渐变缓,导致原有产品在长期规模化供货阶段中毛利率不断下行。公司近几年 贵金属蒸镀材料出货占比有所提升,也同时导致了显性毛利率下降。但随着光伏靶材 和集流体复合箔等新产品逐步走向量产供货,我们预计公司未来盈利能力有望触底回 升。

2.异质结靶材行业具备高成长性

2.1.高透高导低成本的TCO薄膜是HJT量产前提

非晶硅钝化是异质结钝化结构的核心。硅锭切割产生硅片,其表面晶格受损而产 生大量的悬浮键,这些拥有大量固有缺陷的切片进入电池生产流程的时候,会使载流 子复合概率增大。异质结通过晶硅和非晶硅形成 PN 结,而非晶硅钝化能够使晶硅表 面缺陷处于不活跃状态,从而提高成品电池片的转换效率。 HJT 2.0 总体结构由正面至背面分别是复合 TCO 薄膜、N 型掺杂非晶硅薄膜(微 晶化)、本征非晶硅薄膜、N 型晶硅、复合本征非晶硅薄膜、P 型非晶硅、TCO 薄膜。

完成钝化接触的非晶硅几乎不具备横向导电性,因此引入了同时具备优异光、电 性能的 TCO 薄膜。目前异质结 TCO 薄膜制备方法一般有物理气相沉积(PVD)和 反应等离子体沉积(RPD)两种方法,PVD 应用更加广泛,其原理是电子在电场的 作用下,与氩原子发生碰撞,激发出二次电子和 Ar+,而后 Ar+在电场作用下被加速, 以高能量轰击靶材而发生能量交换,靶材表面溅射出原子,最终在异质结电池上沉积 成 TCO 薄膜,由其完成透光、导电功能。

2.2.ITO靶材经历长期验证

靶材具备多样化的特点。根据不同的形状,靶材分为长靶、方靶、圆靶、管靶, 而根据不同的组成成分,靶材主要分为金属、合金、陶瓷靶材。不同构成的靶材其性 质大不相同,因此根据不同领域的不同需求,也衍生出多样化的靶材。方靶主要应用于显示面板行业,圆靶主要用于半导体行业。异质结电池主要使用 旋转管靶,利用率一般大于 70%,而传统的方靶利用率在 35%左右。

氧化铟锡(ITO)是性能优良且成熟的靶材,应用最为广泛。其生成的 TCO 薄 膜电阻率可低至 10-4Ω∙cm,可见光平均透射率达到 85%以上,同时还具备高硬度、 耐磨、耐化学腐蚀等特点。掺入 Sn 元素并不改变 In2O3 原本的晶体结构,而由于 Sn4+ 与 In3+半径不同而导致晶格略有差异,四价的 Sn4+取代三价的 In3+,贡献一个电子到 导带上,因此 ITO 薄膜中的载流子浓度相比 In2O3 有所提升,同时导带被电子占满, 价带电子只能向更高能级跃迁,因此有效带隙宽度变大,透光性能也有所改善。

IWO、IMO 能够提升近红外和可见光透射率。Mo 和 W 元素均不会改变 In2O3原 本晶体结构,只需引入少量的 6 价 Mo6+和 W6+即可获得足够载流子,少量掺杂也有 利于减少薄膜中心的电子散射中心,提高载流子迁移率,在近红光区域拥有高透射率。

2.3.低铟化或成长期趋势

铟价和铟金属的稀有性限制ITO靶材大规模应用。铟主要是锌矿的伴生金属, 无法形成具有工业价值的独立矿床,全球约有 95%的铟来自于锌矿生产。根据中国 铟资源动态物质流研究表明,2017年我国查明铟储量为 18016吨,2019 年中国原 生铟产量占比 39%。从消费端来看,全球铟消费量从 2000 年的 371吨增长至 2019 年的 1760 吨,2019 年我国铟靶材制造消耗铟 133 吨,占国内总消费量的 70%。目 前我国铟价在 1500 元/kg 左右浮动。

低铟化、无铟化靶材是异质结大规模量产的前提。SnO2 和 ZnO 基透明导电氧化 物由于成本低廉,在某些应用中具有替代 In2O3 基透明导电氧化物的潜力。

2.4.复合TCO膜结构降铟已成趋势

可以通过材料间功函数的匹配程度降低 TCO 薄膜与非晶硅、金属电极两种界面 之间的接触电阻。 半导体-半导体界面(TCO 薄膜-非晶硅界面):TCO 薄膜可视为半导体,功函数 低的一端电子会向功函数高的一端迁移,在 N 型非晶硅层上需选择高功函数的 TCO 材料以利于电子向 TCO 膜层迁移,同时 P 型非晶硅层上需选择低功函数的 TCO 材 料以利于电子向 P 型非晶硅层迁移。TCO-II 应兼具优良的导电、透光性,优选 IZO、 IZrO、ITO(99:1~97:3),氧化锡含量越少,功函数越高。金属-半导体界面(TCO 薄膜-非晶硅界面):TCO 薄膜应选取低功函数的材料以 利于电子向金属电极迁移。TCO-I 锡含量越多,功函数越低,但透光率越差,因此膜 厚度控制在 5-20nm。

TCO 膜结构百花齐放: IGO:Zr:单层膜,调节靶材中 Ga 含量来提高禁带宽度,使得薄膜紫外波段 光透过率提高;调节靶材中 Zr 的含量来提高 TCO 薄膜的载流子迁移率。 ITO+(IWO or ICO)+ITO:3 叠层,既保留了 IWO 或 ICO 薄膜的低电阻率 和低载流子吸收的特性,又利用了 ITO 薄膜与非晶硅和金属电极能够形成良 好接触的特点。 ITO+Cu 种子层:电镀铜工艺,后续还有喷涂感光油墨(干膜)、曝光显影、 镀铜、去除油墨、反刻铜籽层、镀锡保护膜等流程。ITO+AZO 或成主流低铟复合 TCO 薄膜结构。电池下表面引入 AZO 可大幅降低 ITO 膜的厚度,从而达到少铟化的目的,目前迈为股份通过设备改进,优化载板设计 和磁场设计,能够大幅降低落在载板和挡板上的靶材,实现每瓦靶材用量降低 30%, 同时通过 ITO+AZO 的叠层设计已经实现效率相当情况下的铟用量降低 70%。

2.5.靶材制造具备较高的工艺壁垒

靶材的核心需求是高密度、高纯度、高均匀性。进风温度、烧结升温速率、成型 压力、粘结剂、分散剂、稳定剂含量等均会影响靶材的性能。不同应用领域对靶材材 料的选择和性能要求存在差异,其中半导体靶材的技术和纯度要求高,平板显示器靶 材的材料面积和均匀度要求高。目前对溅射靶材的研究朝着多元化、高纯度、大型化、 高溅射速率、高利用率等方向进行。ITO 靶材本质属于陶瓷,内部晶体结构需要工艺 技术搭配出来,对透光率、导电率、硬度、平整度、纯度都有要求,比金属靶材的工 艺更为复杂,技术壁垒较高。ITO 靶材制作流程主要包含制金属氧化物粉体、研磨、ITO 粉制造、模压成型、 气氛烧结、机加工、绑定、检测等步骤。

2.6.异质结量产是靶材第二增长曲线

根据我们测算,当前异质结硅片、浆料、靶材单瓦成本分别约为 0.8/0.14/0.03 元 /W。当前 HJT 相比于 PERC 电池非硅成本仍然高出约 0.15-0.2 元/W。 靶材单 W 成本约占异质结成本的 2.6%左右,异质结产能的大规模释放有望带 动靶材的需求。由于 TCO 膜厚度约在 100-200nm 之间,膜过厚会导致透光率大大 下降,而过薄会损失部分导电性。因此异质结的大规模量产有望推动靶材需求快速提 升,靶材作为光伏领域的新辅材,不是存量市场,而是增量市场。

我们测算得全球 2022-2024 年 HJT 电池靶材市场空间为 2.09/10.53/19.82 亿 元,2022-2024 年 CAGR 为 207.95%。异质结靶材应用仍处于早期试验阶段,后续 随着异质结在银浆、硅片、设备等多环节完成降本,HJT 电池产业链逐步打通,靶材 有望成为一个高速成长的行业。

3.复合铝/铜箔前景广阔

3.1.复合集流体具备性能、成本、工艺等三大优势

复合集流体是锂电池迭代的必经之路。为提高电池的使用寿命和安全性,目前改 善方法包括电池材料、电池控制与管理系统、减薄集流体厚度、提高正负极材料的能 量密度、将被动均衡控制改善为主动均衡控制等,其中减薄减轻正负极集流体(铝箔、 铜箔)对电池寿命提升具有重要意义。 复合功能层铝类集流体(MA,Macromolecule with Aluminum)和复合功能层铜类 集流体(MC,Macromolecule with Copper)的核心技术均是采用超薄型的聚对苯二甲 酸乙二醇酯(PET)或聚丙烯(PP)作为基材,以双面同步真空镀膜技术制成复合功 能层。

复合集流体具备厚度小、质量低、安全性高、成本低等特点。其中 MA 产品在 PET 基膜的两面都沉积上铝,厚度约为 0.8-1.5μm,导电性可≤40mΩ,两面都具 有导电性。相比于目前动力电池中大多采用的 10μm 涂炭铝箔集流体,能有效降低 正极集流体的质量约 48%,从而提高电池体系的能量密度:同时在挤压、碰撞中起到 缓冲作用,增加电池体系的安全性;其次有利于正极材料充放电过程中的体积形变, 提高电池体系的稳定性。

复合集流体具备厚度小、质量低、安全性高、成本低等特点。其中 MA 产品在 PET 基膜的两面都沉积上铝,厚度约为 0.8-1.5μm,导电性可≤40mΩ,两面都具 有导电性。相比于目前动力电池中大多采用的 10μm 涂炭铝箔集流体,能有效降低 正极集流体的质量约 48%,从而提高电池体系的能量密度:同时在挤压、碰撞中起到 缓冲作用,增加电池体系的安全性;其次有利于正极材料充放电过程中的体积形变, 提高电池体系的稳定性。

铝箔镀膜工艺简单:核心环节为 CVD 和 PVD 蒸镀。真空反应镀膜:使用化学气相沉积 CVD(Chemical Vapor Deposition)的方法 沉积 5-15nm 的铝氧化层,需使用蒸发舟作为铝的蒸发载体向高温的蒸发舟上送入 铝丝,加热方式为电加热,利用热传导的方式在 950-1000℃的条件下,使固态铝转 变为气态铝,铝蒸汽沿垂直热场方向向基体表面扩散,在铝蒸汽扩散的通道上同时通 入氧气,使氧气与铝分子发生反应生成金属化合物,并沉积在基体表面,形成致密性 好、抗蚀辅助氧化铝层。

真空镀铝:物理气相沉积 PVD(Physical vapor deposition),使用蒸发舟作为铝 的蒸发载体向高温的蒸发舟上送入铝丝,加热方式为电加热,利用热传导的方式在 950-1000℃的条件下,使固态铝转变为气态铝,气态铝原子沉积到基体表面,形成具 备特殊性能的金属铝薄膜,厚度一般为 800-1000nm,膜面导电性可达到 40-30mΩ。

复合铝箔工艺优点:1、工艺流程大幅缩短;2、避免了原有压延工艺尘埃大、油 污多等问题;3、高效、简洁、清洁的生产工艺。传统铜箔制造工艺大致上可分为溶铜、生箔、后处理及分切等环节,传统铜箔生 产中的镀液成分复杂,涉及多种重金属,且为了使铜箔与基材间有较好的结合力需要 粗化工艺,整体工序长度达 13-15 步。

复合铜箔镀膜:核心环节为 PVD 磁控溅射和水电镀增厚。真空磁控溅射:使用 PVD,电子在真空条件下,碰撞氩原子使其成为 Ar 离子, Ar 离子在电场作用下加速飞向阴极靶,以高能量轰击 Cu 合金靶表面,使靶材发生溅 射,靶原子或部分离子沉积在基膜上形成薄膜,厚度一般为 5-20nm。 水电镀(碱性+酸性离子置换):碱性离子置换药剂主要为焦磷酸铜、焦磷酸钾、 柠檬酸铵,药剂呈碱性。铜离子在膜面上得到电子后,会在膜面上形成厚度为 100nm 左右的铜堆积层;酸性离子置换药剂主要为硫酸铜溶液,药剂呈酸性。铜离子在膜面 上得到电子后,会在膜面上形成厚度为 900nm 左右的铜堆积层。

复合铜箔的难点主要集中于 PVD 物理磁溅:水电镀技术相对比较成熟,但目前 PVD 设备无法长时间连续运行会导致复合铜箔成本相较于传统铜箔没有优势,且速 度和连续性无法兼顾,这是由于 PVD 镀膜环节对温度有较高的要求,若腔体温度不 断累积过高导致基膜软化,会产生镀膜不均匀的现象。同时 PVD 设备的腔体、挡板、 电源、中鼓均需定制化以满足温度控制、适度磁溅、连续生产的要求。

复合铜箔工艺优点:1、工艺流程大大缩短,采用真空镀膜工艺形成膜面作为阴极,可直接在离子置 换设备中反应,且真空工序无污染,铜箔的溶铜电解工艺同样有污染物排放; 2、采用新型的药剂体系,避免了氰化物等剧毒物质,使生产过程的排污量更好, 污染物也更容易处理; 3、抗氧化采用有机抗氧化液,抗氧化直接进行烘干工艺,药剂进行循环使用, 避免了金属污染物的排放。PET 铜箔有望成为锂电池降本新趋势。根据我们测算,1μm+4.5μm +1μm 的 PET 铜箔相较目前主流的 6μm 传统铜箔,电池能量密度提升了 9.64%,同时原材 料成本下降了 62.15%。

3.2.PET铜箔替代空间广阔

PET 铜箔有望快速替代传统铜箔。根据我们测算,2023-2025 年全球锂电池需 求分别为 1257/1678/2190GWh,假设 PET 铜箔渗透率分别为 4%/10%/20%,则对 应全球 PET 铜箔市场空间分别为 34.79/116.07/302.96 亿元,2023-2025 年 CAGR 达 195.10%,PET 铜箔以低成本、高安全性等优势有望逐步完成对传统铜箔的替代, 行业增速远超锂电整体增速。

4.新材料平台型企业

4.1.业务需求短期承压

下游需求承压,新应用有望推动盈利能力修复。2020 年以来的疫情对各行业都 造成了较大冲击,公司下游领域亦在不同程度中受到拖累;尤其是居民消费热情被动 抑制,因此对笔记本电脑、手机等消费类电子产品更新换代频次呈下降趋势,消费电 子月出货量同比下滑。其中舜宇光学 2022 年 8 月手机镜像模组出货量仅为 3871.7 万组,相较 2021 年 2 月高点的 6594.7 万组,下降幅度超 40%。下游需求承压导致 公司整体业务同比增速下滑,但由于光伏靶材和 PET 铜箔大规模应用在即,公司盈 利能力有望触底反弹。

4.2.规模化控费效果明显

控费效果明显,费用率有望进一步下降。公司销售、管理、研发费用率分别从 2020 年的 2.5%、7.0%、5.4%下降至 2022 年前三季度的 1.6%、4.9%、3.7%,公司整体 降费效果明显。随着未来异质结靶材、PET 铜箔业务营收规模不断提升,规模效应有 望使公司整体费用率持续下降。应收账款天数显著下降。由于产品体系及下游需求的多样化、定制化,公司整体 库存天数自 2017 年以来有所上升,但随着面板镀膜材料收入不断扩大,逐渐形成稳 定的供货关系,公司应收账款天数从 2017 年的 126 天下降至 2021 年的 82 天,公 司收回资金能力逐步提升。

阿石创累计获授权专利百余项,先后被授予国家级高新技术企业、工信部“专精 特新”小巨人企业等荣誉称号。在研发端,阿石创现拥有真空镀膜机、烧结系统、等 离子喷涂设备、电子束焊机等主要生产设备和 GDMS 质谱仪、扫描电镜、光谱仪、 真空镀膜机等研发和检测设备。技术实力雄厚,PVD 镀膜行业龙头。公司 2019 年凭借 LCD 用高品质 ITO 靶材 关键技术及应用获得福建省科技进步一等奖,并获得“2020 年度国家技术发明二等 奖”和“中国有色金属工业科技一等奖”等奖项。聘请国家科技部高端外国专家 1 人、 省“百人计划”专家团队 1 个、省高层次 ABC 人才 2 人、市级青年科技人才 2 人, 公司研发人员占比维持在 13%左右。

5.盈利预测

阿石创拥有优质核心客户,2013 年进入苹果供应链,累计服务客户超 400 家, 核心客户包括京东方、福耀玻璃、信义光能、舜宇光学。不仅如此,公司靶材研发体 系完善,自主研发 200 多款高端镀膜材料,2015 年高纯钼靶导入一线面板厂,2017 年 ITO 量产。在真空设备方面,公司与爱发科、AKT 等国内外顶尖 PVD 设备厂商保 持紧密合作关系。假设公司 2022-2024 年 HJT 靶材产量分别为 27/106/276 吨,同 时假设 2023-2024 年公司全球 PET 铜箔市占率有望到达 3%以上,我们预计 2022- 2024 年营业收入分别为 7.32/10.50/15.75 亿元,整体毛利率有望分别达到 15.56%/20.65%/21.04%。

阿石创是 PVD 镀膜材料领军企业,我们预计公司 2022-2024 年营收分别为 7.32/10.50/15.75 亿,归母净利润分别为 0.20/0.69/1.10 亿元。我们预计 2022-2024 年公司营业收入及归母净利润增速分别达到 19.93%/43.41%/50.07% 和 13.82%/244.97%/58.62%,EPS 分别为 0.13/0.45/0.72 元/股,对应 PE 分别为 210.78/61.10/38.52 倍,考虑到公司 2023-2024 年 CAGR 为 133.92%,我们给予公 司 23 年 PEG 值为 0.6,对应 PE 为 73.66 倍,目标价 33.15 元。


(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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