2023年三超新材研究 深耕金刚石超硬材料二十余载，光伏、半导体全面布局

一、深耕金刚石超硬材料二十余载，光伏&半导体全面布局

（一）深耕金刚石超硬材料，半导体业务取得突破

三超新材成立于 1999 年，是一家专业从事精密金刚石工具研发、生产与销售的高新技术 企业，产品包括金刚线、砂轮类产品等，广泛应用于光伏、半导体、建材等行业的切、 磨、抛等精密加工工序。

专注超硬材料领域二十余载，形成光伏+半导体双轮驱动格局。公司自 1999 年设立以来 围绕金刚石超硬材料进行布局，20 多年来形成了光伏+半导体双轮驱动格局。 光伏：成立之初以金刚石砂轮为主要产品，2006 年开始投入研发金刚线，2011 年开始 小批量销售电镀金刚线，2012 年实现电镀金刚线的正式量产，该产品于 2014 年被国家 科学技术部、环境保护部、商务部和国家质量监督总局认定为国家重点新产品。 半导体：公司围绕金刚石超硬材料在半导体上的应用开发产品，布局了背减砂轮、树脂 软刀、金属软刀、电镀软刀、硬刀、倒角砂轮、CMP-Disk 等，2015 年就形成了集成电 路用砂轮类产品 204 万销售额。公司通过内生外延方式不断加大半导体业务投入：公司 2016 年公司在日本设立 SCD 株式会社，专注超硬材料产品领域的技术研发，并于 2019 年在日本设立精密金刚石工具研发实验室，引进经验丰富的日本专家进一步加强公司金 刚石砂轮产品研发能力；2021 年成立江苏三晶半导体材料有限公司，致力于半导体用金 刚石工具的生产销售；2022 年 12 月，公司与日本技术团队合资成立控股子公司南京三 芯，主营半导体行业和光伏行业专用切、磨、抛等精密制程的精密机械。

（二）股权结构集中，管理层经验丰富

公司股权结构集中。公司实际控制人邹余耀持有公司 35.49%的股份，联合创始人刘建勋 持有 11.58%的股份。邹余耀、刘建勋等早期创始人深耕行业数年，管理层拥有丰富的产 业经验。截至 2022 年 9 月 30 日，前十大股东累计持有 5633.26 股，占总股本比例 53.73%。

管理层产业经验丰富。公司创始人和核心管理层有多年的产业经验和深厚的技术背景， 掌握公司整体发展战略和技术研发方向：公司董事长、总经理邹余耀为超硬材料及制品 专业毕业，负责公司技术研发、生产销售等全面运营管理，2015 年取高级工程师专业技 术资格，公司 30 项专利第一发明人，获得南京科学技术进步二等奖、江宁区科学技术进 步一等奖等奖项，是行业标准《超硬磨料制品-电镀金刚石线》起草人之一；公司董事、 董秘吉国胜曾任职于南京仪机股份有限公司、南京安达森贸易有限公司，2003 年加入公 司，期间获得多项科技进步奖并且是行业标准起草人之一。

（三）下游需求旺盛、内部管控合理迎经营拐点

公司主营金刚线和砂轮类两大产品线。2021 年金刚线、砂轮类产品收入分别为 2.04、0.39 亿元，收入占比为 82.06%、15.67%。

下游需求旺盛 2022 前三季度营收高速增长。公司金刚线业务占比高，受光伏“531”新 政影响公司 2018 年开始收入承压进入下行通道，收入规模由 2018 高点的 3.33 亿元下降 至 2021 年的 2.48 亿元。在双碳目标下光伏行业需求快速增长，同时公司积极进行产能 扩张，2022 年前三季度均实现了高速增长，收入增速分别为 20.2%、72.6%、67.3%。

低点已过迎盈利拐点。2017年~2021年公司归母净利润由0.86亿元下降至-0.75亿元，2021 年利润大幅下滑系公司 21 年计提了资产减值 9204 万，其中 5265 万系中村仲裁案确认的 减值损失，21 年资产减值后公司轻装上阵迎来盈利拐点。2022 年在收入增长、原材料涨 价影响消退、内部管控之下利润进入上行区间，22 年前三季度分别实现归母净利润 -0.06/0.07/0.03 亿元，同比增长-200.9%/35.2%/441.6%。

费用管控向好，注重研发增强费用、人员投入。公司历史费用管控合理，2022 年以来随 着收入规模增加、内部合理管控，2022H1 除财务费用外其他费用率得到合理控制，2022H1 管理费用率/研发费用率/销售费用率/财务费用率分别为 8.4%/7.6%/3.1%/4.1%。公司注重 研发投入，2018~2022H1 研发费用率稳中有升，技术研发人员占比从 2017 年的 11.1%波 动提高至 2021 年的 16.9%。

（四）金刚石超硬材料平台型公司，光伏&半导体业务立体式布局

金刚石超硬材料平台型公司，下游布局广泛。公司产品涵盖 0.035mm~0.450mm 多种规 格金刚石线锯、树脂/青铜/电镀/陶瓷等几千种型号金刚石砂轮类产品，可满足光伏、半 导体、蓝宝石、磁性材料等多个行业客户精密加工需求。

光伏硅片多制程覆盖，协同效应显著。光伏为公司当前主要下游行业，光伏产业链中， 公司的金刚线主要用于单晶硅棒的开方、截断和硅材料切片，特定型号的金刚石砂轮主 要用于单晶硅棒的开方、粗磨、精磨、倒角。金刚线和金刚石砂轮两类产品分处硬脆材 料加工不同环节，可共享客户资源，协同效应明显。

光伏金刚线方面公司产品涵盖 0.035mm~0.450mm 多种规格金刚线，22 年三季度产能达 100 万 km/月。同时公司在新技术钨丝金刚线方便也有布局，产品涵盖 28um 到 32um 产 品线。

内生丰富半导体耗材，外延布局半导体设备。在半导体行业，公司电镀金刚石线产品主 要用于硅棒截断与切片，金刚石砂轮类产品主要用于硅棒磨外圆、切片、硅片倒角、抛 光垫研磨（CMP-DISK）、背面减薄，以及封装中划片、切割等环节。除半导体切、磨、 抛耗材以外，新成立的南京三芯未来将陆续推出硅棒开方磨倒一体机、硅片倒角机、背 面减薄机等半导体行业和光伏行业专用切、磨、抛等制程的精密设备。2021 年公司半导 体用精密金刚石工具产品销售收入 770.55 万元，相关产品综合毛利率为 53.55%。

掌握优质客户，光伏&半导体业务高质量发展。公司自设立起即生产并销售金刚石砂轮 产品，自 2012 年开始量产并销售电镀金刚线，拥有熟悉光伏、蓝宝石、磁材等行业的销 售团队和较好的激励机制，已与较多知名企业建立了良好的合作关系，包括协鑫科技、 晶澳科技、TCL 中环、京运通、江苏环太、高景太阳能、宇泽半导体、上机数控等光伏 行业知名企业，天通股份、伯恩光学、南京京晶等蓝宝石行业知名企业，华润微、长电 科技、通富微电、日月光、AOS、华天等半导体行业知名企业。与优质客户合作有利于 公司高质量发展。

二、历史变局下半导体材料迎发展良机，内生外延公司多维发力半导体业务

（一）半导体材料景气度持续，国产替代空间广阔

半导体工艺升级+积极扩产催化，半导体材料市场景气持续。据 SEMI 报告数据，2021 年全球半导体材料市场收入达到 643 亿美元，同比增长 15.9%。晶圆制造材料和封装材 料收入总额分别为 404 亿美元和 239 亿美元，同比增长 15.5%和 16.5%。SEMI 预测 2022 年半导体材料市场成长 8.6%，达到 698 亿美元的市场规模新高，其中晶圆材料市场将成 长 11.5%至 451 亿美元，封装材料市场则预计将成长 3.9%至 248 亿美元，至 2023 年全球 半导体材料市场规模有望突破 700 亿美元。

半导体材料国产化率极低，提升自主能力日益紧迫。半导体材料包括晶圆制造材料和封 装材料，覆盖全工艺流程。其中晶圆制造材料包括硅片、掩模版、电子气体、光刻胶、 CMP 抛光材料、湿电子化学品、靶材等，封装材料包括封装基板、引线框架、键合丝、 包封材料、陶瓷基板、芯片粘结材料和其他封装材料。根据鼎龙股份，晶圆制造材料中 除掩膜版、抛光材料、靶材国产化率达 20%，其他材料均不足 10%。

（二）依托超硬材料多年积累，成功拓展半导体材料应用

金刚石超硬材料广泛应用于半导体制造各环节。金刚石超硬材料广泛应用于半导体制程 各环节：电镀金刚石线产品主要用于硅棒截断与切片；金刚石砂轮类产品主要用于硅棒 磨外圆、切片、硅片倒角、抛光垫研磨（CMP-DISK）、背面减薄，以及封装中划片、切割等环节，涵盖硅片制造、晶圆制造、封装测试各环节。

超硬材料是半导体前道工序重要材料。在半导体硅片生产过程中晶棒剪裁、滚圆、切割、 倒角磨边、研磨等需要用到金刚石砂轮、金刚石带锯等。减薄砂轮、研磨砂轮等也应用 于后续封装测试环节。

CMP（化学机械抛光）是半导体硅片表面加工的关键技术之一，CMP-Disk（钻石碟） 是 CMP 过程重要耗材。CMP 是半导体先进制程中的关键技术，伴随制程节点的不断突 破，CMP 已成为 0.35μm 及以下制程不可或缺的平坦化工艺，关乎着后续工艺良率。CMP 采用机械摩擦和化学腐蚀相结合的工艺，与普通的机械抛光相比，具有加工成本低、方 法简单、良率高、可同时兼顾全局和局部平坦化等特点。抛光垫表面的沟槽起着分布抛 光液和排除废液的作用，抛光垫的表面粗糙度和平整度直接影响着 CMP 结果。抛光垫在 CMP过程中易老化、表面沟槽易堵塞，从而使抛光垫失去抛光的作用。此时需要CMP-Disk 修整抛光垫的表面，使抛光垫始终保持良好的抛光性能，修整器起着去除抛光垫沟槽内 废液、提高抛光垫表面粗糙度和改善抛光垫平面度的作用，因此 CMP-Disk 的性能直接 影响晶圆表面全局平坦化的效果。

划片刀是封装环节重要材料。划片刀用于将加工完的 wafer 切割成一个个裸芯片，因大 功率激光切割的热影响可能损伤芯片/激光切割不能一次切透所以目前划片刀机械切割 是主流切割方式。划片刀一般由合成树脂、铜、锡、镍等作为结合剂与人造金刚石结合 而成，主要分为带轮毂型（硬刀）及不带轮毂整体型（软刀）两大类，适用于加工不同 类型材质的芯片及半导体相关材料。

半导体用金刚石工具市场空间广阔，国产替代空间充足。根据《超硬材料工程》，国内半 导体用金刚石工具市场总规模超 30 亿元，但 CMP 抛光垫修整器、背减砂轮、划片刀仍 以进口为主。国产背减砂轮和划片刀国内市场占有率仅 10%和 9%,高端半导体用金刚石 工具基本被日本 DISCO 等国外厂商垄断。

国内厂商积极布局半导体超硬材料。国产厂家积极布局半导体超硬材料，打破国外垄断： 减薄砂轮方面国外厂商以日本 DISCO、东京精密、旭金刚石为主，国内厂商包括郑州三 磨所、三超新材；晶圆划片刀方面国内多进口日本 DISCO 和美国 K&S，国内主要厂商 有郑州三磨所、三超新材、上海新阳等；CMP 抛光垫修整器国外厂商主要有 3M、Kinik Company 和韩国 Saesol 等，国内三超新材已在华海清科、德国莱玛特等客户取得突破， 有小批量订单。

公司依托超硬材料多年布局半导体材料业务快速发展，居于国内领先地位。公司 1999 年成立之初就专注于金刚石超硬材料生产研发，经过多年研发布局形成了背减砂轮、倒 角砂轮、树脂软刀/金属软刀/电镀软刀/硬刀、CMP-Disk 等半导体材料布局。公司半导体 磨轮产品、软硬刀产品、CMP-Disk 产品均居国内前列，其中根据公司调研公告“公司 CMP-Disk 在国内目前没有竞品”。

在减薄砂轮方面，公司产品可加工 12 寸及以下的硅材料，并已拥有可应用于硅晶圆、砷 化镓、钽酸锂的技术成熟的减薄砂轮，目前已在上海日月光、上海 AOS、华天等知名客 户实现部分产品的国产化替代，成为目前国内能替代进口产品用于硅晶圆“TAIKO”减薄工艺的磨轮生产厂家。TAIKO 工艺是由日本 DISCO 开发的新技术，与传统背面研削 不同，在对晶圆进行研削时，将保留晶圆外围边缘部分（约 3 mm 左右），只对圆内进行 研削薄型化的技术，具有提高晶片强度、减少翘曲、崩脚现象为零的优点。

修整器为 CMP 加工过程核心耗材，公司实现 CMP-Disk 国产化突破。据 QYR（恒州博 智）统计及预测，2022 年全球 CMP 抛光垫修整器市场规模约 16 亿元，预计 2029 年将 达到 19 亿元，2023-2029 年复合增长率 2.5%。CMP 抛光垫修整器市场主要的生产商为 3M，台湾中砂（KINIK），韩国 Saesol，目前国内主要依赖进口。2010 年公司引进日本 研究人员潜心CMP-Disk相关技术研发，2022年取得重大突破并开始逐步批量对外销售， 各项物理参数指标已能基本达到进口产品的水准且尚无国内竞品，国产替代优势显著。 目前公司 CMP-Disk 产品已布局多家客户，如 CMP 设备厂商华海清科，全球精密加工领 域三巨头之一德国莱玛特，即将迈入快速发展期。

2021 年公司半导体行业用精密金刚石工具产品销售收入 770.55 万元，同比增长 205.5%， 相关产品综合毛利率为 53.55%。根据公司 8 月份公告，半导体业务目前在手订单 144.6万元，其中 CMP-Disk 产品订单 11.3 万元实现突破。

（三）内生外延布局半导体设备，半导体材料设备立体式覆盖

2023 年国内设备市场有望优于全球整体。根据 SEMI 数据，2021 年中国大陆地区半导体 设备销售额增长 58%达 296 亿美元，连续第四年增长，而同年中国大陆本土 Fab/IDM 资 本开支增速略微下滑 1%，设备需求增量主要由海外晶圆制造商在国内的工厂贡献。部分 大陆本土头部 Fab/IDM 2021 年处于战略调整阶段，以中芯国际为例，2020 年公司被美 方列入实体清单后发力成熟制程，适逢半导体设备供应链紧张，资本开支节奏有所延缓。 2022 年前三季度中国市场半导体设备销售额占全球比重约 27.4%，假设 Q4 比重保持不 变，全年半导体设备销售额预计为 322 亿美元，同比增长约 9%，而根据 IC Insights 数据， 2022 年中国大陆本土 Fab/IDM 逆势扩产，资本开支金额或同比增长 17%，资本开支是重 要的先导性指标，2023 年国内半导体设备市场景气度有望优于全球整体市场。

半导体切、磨、抛设备海外占优，国产替代正当时。海外公司在半导体设备领域占据领 先优势，包括公司涉及的切、磨、抛设备：目前日本是全球最大的减薄机生产地区，约 占 57%市场，国内目前有中电科电子装备集团可批量生产减薄机；在边抛机方面，国外 厂商主要有 BBC 金明、东京精密、德国 Peter Wolters、DISCO、SpeedFam 等，国内厂商 有天通日进；在倒角机方面，国际上主要供应商有日本东京精密和 Daitron，其中东京精 密半导体倒角机在行业内技术先进，已经形成 W-GM 系列全自动晶圆倒角机，市场占有 率达 90%以上，国内晶圆倒角机厂商有天通日进，另外从事倒角设备研制的企业还有中 国电子科技集团公司第二研究所和北京科翰龙半导体公司。

据 QYR 统计及预测，2021 年全球晶圆减薄机市场销售额达 6.9 亿美元，预计 2028 年将 达 13 亿美元，2021 至 2028 年复合增长率 CAGR 为 9.5%。

设立三芯半导体，引进海外团队半导体设备业务加速。公司与外部技术团队于 2022 年 11 月合资成立控股子公司——南京三芯半导体设备制造有限公司，主营半导体行业和光 伏行业专用切、磨、抛等精密制程的精密机械，如硅片倒角机、背面减薄机、硅片边抛 机、硅棒开方磨倒一体机等。该团队拥有减薄机制造和销售的成功经验，且团队核心人 员曾在日本知名设备厂商工作多年。公司预计 2023 年上半年，硅棒开方磨倒一体机、硅 片倒角机、背面减薄机三款样机将陆续推出，依托海外团队先进技术与成熟经验，半导 体设备国产替代将大有可为。

三、光伏金刚线需求高增，公司快速扩产进入高速发展期

（一）光伏金刚线行业快速发展

金刚线为切割用耗材的一种，其主要由母线、金属镍层、金刚石颗粒三部分构成，其中 母线作为承载基体，金刚石颗粒作为磨粒刀具，金属镀层作为结合剂将金刚石颗粒固结 在母线上。金刚线主要应用于光伏硅片切割领域，通过金刚线和硅片之间的相互摩擦作 用，实现对硅片的切割，以规格为 40 线的金刚线切割生产厚度为 160μm 的单晶硅片为 例，其切割一根硅棒的时间一般为 1-2 小时。

金刚线属于光伏行业主要耗材之一，主要用于上游切割环节。光伏产业链从环节来看， 主要包括硅料、硅片、晶硅电池片、光伏组件、光伏发电系统。其中上游为硅料的采集 和硅片的生产环节，而硅片切割是硅片生产环节的主要工序，金刚线作为切割环节的主 要耗材，可用于硅棒截断、硅锭开方、硅片切割，其切割性能直接影响硅片的质量及光 伏组件的光电转换性能。

晶体硅切割技术持续迭代，金刚线已成为当前主要切割工艺。晶体硅切割技术主要经历 了内圆锯切割、游离磨料砂浆切割、金刚线切割技术三个阶段，历次切割技术的迭代都 带动了切割效率的提升和切割成本的降低，当前金刚线切割已成为主要工艺。

金刚线切割各方面优势明显，取代游离磨料砂浆切割成为主要切割方式。与上一代游离 磨料砂浆切割对比，金刚线切割主要在降低成本、提高材料利用率、提高切割速度、更 为环保四个方面具备优势，依托这四个方面的优势，近几年金刚线快速取代游离磨料砂 浆切线成为光伏行业晶硅切片的主流切割工艺。

光伏薄片化趋势明确，推动金刚线细线化发展。在相同面积下，硅片越薄，每瓦硅料消 耗越低。而薄片化对金刚线母线参数提出了更高的要求，硅片切割需要更细的金刚线、 更快的切割速度、更低的轴间距、更精准的张力控制，从而减少硅料切割损耗，提高硅 片良品产出率，降低硅片生产综合成本。根据中国光伏行业协会（CPIA）预测，单晶硅 片厚度和金刚线母线直径均呈下降态势，预计至 2030 年 P 型单晶硅片厚度可下降至 140 μm，单晶硅片用金刚线母线直径可下降至 34μm。

伴随着碳中和的推进，光伏行业迎来快速发展。随着光伏行业降本增效的持续推进，光 伏发电已逐步成为具备市场竞争力的发电形式。另外，伴随着全球对于碳中和的重视程 度增加，可再生能源的发展成为了全球共识，光伏作为可再生能源的重要组成部分有望 迎来长足发展。根据 CPIA 数据，全球和中国光伏新增装机量预期均会迎来快速增长， 至 2030 年全球/中国光伏新增装机量乐观估计可达 366GW/128GW，保守估计可达 315GW/105GW。

光伏行业快速发展+细线化趋势稳步推进，金刚线市场需求迎来快速增长。随着全球与中 国光伏新增装机量的快速增长，以及细线化趋势的推进，金刚线需求也迎来快速的提升。 根据我们测算 2021-2025 年全球光伏用金刚线需求将从 1.0 亿公里增长至 2.6 亿公里，期 间 CAGR 可达 26.4%，快于光伏行业装机量增速。主要假设如下： 全球新增光伏装机量：参考 CPIA 和 IEA 的数据，每年新增装机量取乐观与保守预 测的中值，并考虑容配比；单 GW 线耗：薄片化趋势下金刚线细线化稳步推进，随着细线化推进单 GW 线耗随 之提升，假设自 2023 年开始单 GW 线耗逐年提升，并逐渐提升至 2025 年的 67 万公 里/GW。

随着细线的推进传统碳钢丝逐渐逼近极限，钨丝有望成为新材料。金刚线直径及微粉粒 度同硅片切割质量及切削损耗量相关，较小的线径和微粉粒度有利于降低切削损耗和生 产成本，符合硅片生产环节大尺寸及薄片化的发展趋势。当前，碳钢母线细线化程度已 经逐渐接近物理极限，钨丝因为具备抗拉强度更高、更耐磨损、受拉力不易变形、使用 寿命更长的特性，是母线基材未来发展主要方向之一。

钨丝具备良好发展前景，行业内主要企业均已开始布局。钨丝相较于碳钢线在物理性能 方面更优，可以生产更细的金刚线，符合当前细线化的发展趋势。钨丝作为金刚线行业 的主要发展方向之一，行业内主要企业均已开始布局，目前部分企业已经实现钨丝金刚 线的小批量出货。

（二）一体化优势构筑行业龙头壁垒，钨丝兴起有望带动产业格局重塑

金刚线市场供需集中度均较高，具备较高进入壁垒。金刚线及下游光伏硅片行业均具有 资本密集型、技术密集型的特点，行业集中度均相对较高。其中硅片切割领域，隆基绿 能、TCL 中环两家企业 2021 年合计市占率超过 50%，双寡头格局较为稳固。而具体到 金刚线行业来看，目前行业呈现一超多强的局面，行业龙头美畅股份市占率可达 50%； 行业 CR6 市占率超过 90%，行业头部效应明显，具备较高的进入壁垒。

金刚线企业需绑定行业大客户，客户合作基础亦构筑进入壁垒。光伏硅片行业具备资本 密集型的特性，这使得行业头部企业往往强者恒强，行业具备较高的集中度。由于下游 硅片行业的这一特性，金刚线企业只有绑定了行业头部客户才能获得较好的成长，而头 部客户亦对金刚线企业的量产能力和良率提出了更高的要求，这也进一步提升了新企业 的进入壁垒，使得金刚线行业格局整体较为稳定。

碳钢线一体化优势提升龙头竞争力，钨丝兴起有望带动产业格局重塑。光伏行业持续推 进降本增效，金刚线行业同样存在降价的压力，因此成本控制能力成为了金刚线企业的 主要竞争力之一。前期金刚线主要以碳钢线为主，行业内部分龙头企业如美畅股份通过 一体化布局形成了成本优势，具备较强的竞争壁垒。但是考虑到当前钨丝成为了金刚线新的发展方向之一，后续或许会对碳钢形成替代，行内主要企业前期均不存在钨丝方面 的积累，行业格局或有望重塑。

（三）公司快速扩产进入高速发展期，规模效应持续增强提升自身竞争力

公司于 2022 年 7 月公告拟向特定对象发行 A 股股票预案，拟向特定对象发行股票募集 资金总额不超过人民币 1.2 亿元，投向“年产 4100 万公里超细金刚石线锯生产项目（一 期）”。

公司产能快速扩张进入高速发展期，产能维持行业第一梯队仍具备较强竞争力。三超新 材前期因预定海外设备调试失败产能面临瓶颈，本次拟扩产 4100 万公里金刚线年产能， 项目扩产后公司产能仍将维持第一梯队。金刚线行业作为制造业随着规模的扩张存在规 模效应，公司产能扩张有望进一步提升公司竞争力。

董事长参与定增彰显对公司发展信心。根据公司《2022 年度向特定对象发行 A 股股票募 集说明书》，公司董事长、实际控制人邹余耀拟以自有资金或自筹资金，认购本次定向增发股份。董事长参与定增认购，彰显了其对公司经营的信心。

四、盈利预测

关键假设。公司盈利预测基于以下几点关键假设： （1）2021 年全球光伏装机快速增长，假设 2022 年及以后光伏保持快速增长。为了匹配 光伏行业快速增长的需求公司在江苏金湖购买约 108 亩的土地使用权并投资建设“年产 4100 万公里超细金刚石线锯生产项目”，其中一期项目年产能 1800 万公里，二期 2300 万公里，假设 23 年一期项目产能利用率爬升，23、24 年后续产能陆续释放，确保公司 后续发展。 （2）随着公司半导体业务在下游不断认证通过，公司半导体业务顺利获得订单并转量产。

（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。）