2024年联瑞新材研究报告:国内电子级硅微粉龙头,高性能球形粉体驱动成长

  • 来源:平安证券
  • 发布时间:2024/01/29
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联瑞新材研究报告:国内电子级硅微粉龙头,高性能球形粉体驱动成长.pdf

联瑞新材研究报告:国内电子级硅微粉龙头,高性能球形粉体驱动成长。公司是国内电子级硅微粉龙头生产商,生益科技是其第二大股东。2002年生益科技和东海硅微粉厂合资成立前身-东海硅微粉有限公司,2014年完成股份制改造并挂牌新三板,2019年12月于科创板上市,打造成为国内领先的半导体用硅微粉企业。国内覆铜板龙头生益科技是公司第二大股东,且是占到公司销售额10%以上的核心大客户。顺应下游材料迭代,公司产品持续升级。2002-2005年初创期以角形硅微粉(结晶型和熔融型)为主;2006-2011年逐步开发出超细、低硬度和表面改性的电子级硅微粉系列产品;近年来,公司产品进一步向集成电路封装塑封料、高频高...

一、 公司简介:国内电子级硅微粉龙头,持续推进产品升级迭代

1.1 历史复盘:深耕硅微粉近四十年,打造成为国内电子级硅微粉龙头

联瑞新材是国内规模领先的电子级硅微粉企业,产品主要应用于电子电路用覆铜板、芯片封装用环氧塑封料、胶粘剂等领 域,终端应用于 5G 通讯、消费电子、汽车电子、AI 服务器、新能源汽车、风力发电等行业。 公司前身是 1984 年设立的江苏省东海硅微粉厂,1998 年浦南镇人民政府将其以101 万元全额转让给李长之先生,2002年 变更登记为李长之先生的个人独资企业,同年生益科技和该硅微粉厂合资成立东海硅微粉有限公司,2014 年完成股份制改 造并挂牌新三板,2019 年 12 月于科创板上市。2020-2023 年期间,公司设立子公司联瑞新材(连云港)有限公司,持续 大力布局半导体封装用硅微粉、球形粉体等电子级材料,打造成为国内领先的电子级硅微粉生产企业。

1.2 核心产品:角形硅微粉奠基,球形粉体驱动成长

公司主要产品根据性能的不同,可分为结晶硅微粉、熔融硅微粉和球形硅微粉,其中,结晶硅微粉工艺简单、成本较低, 主要用于对产品精度和密度、信号传输速度等性能要求相对低的家用覆铜板、接线板、涂料、胶粘剂等领域;熔融硅微粉 性能较好、成本居中,介质损耗和线性膨胀系数较低,可用于智能手机、平板电脑、汽车电子所用的覆铜板中;球形硅微 粉性能好、成本高,可用于超大规模集成电路先进封装环节,5G、AI 浪潮下需求有望实现更快的增长。 公司核心产品突破进程:2002-2005 年初创阶段以角形硅微粉(结晶型和熔融型)为主;2006-2011 年逐步开发出以超细、 低硬度和表面改性为核心指标的电子级硅微粉系列产品,并先后开发了化学合成法及火焰法高温制备球形硅微粉技术,以 满足国内大规模集成电路封装市场对高端球形硅微粉的品质要求;2012 年至今,公司产品研发持续聚焦集成电路先进封装、 高频高速覆铜板、新能源汽车动力电池模组等领域,应用于存储芯片封装的 Low-α微米级和亚微米级球形硅微粉、应用于 热界面材料的高α相球形氧化铝粉体等高端产品通过海内外知名客户认证并批量出货,液态填料也已小批量出货。

1.3 产能布局:角形硅微粉稳步增加,球硅和球铝加大扩建力度

公司主力产品角形硅微粉稳步增长,成长性产品球形硅微粉和球形氧化铝加大研发和产能布局力度。 公司依托珠江路厂区、东海路厂区、新建的自贸区三大厂区和 9大工厂、30条以上产线,现已形成约15万吨综合产能,其 中角形硅微粉产能 10 万吨左右、球形粉体产能约 4.6 万吨。 上市前,公司通过“球形硅微粉项目”、“硅微粉生产线智能化升级及产能扩建项目”等,使角形粉和球形粉产能分别从 2016 年度的 5.14 万吨、0.20 万吨扩大至2018 年度的 6.00 万吨、0.71 万吨; 2019 年上市后,持续推进“硅微粉生产基地建设”、“高流动性高填充熔融硅微粉产能扩建”、“电子级新型功能性材料”、 “高端芯片封装用球形粉体产线建设”等多个项目,截至 2022 年底,电子级新型功能性材料产线顺利运行,年产 15000 吨高端芯片封装用球形粉体产线建设于2022 年四季度顺利调试。

2023 年 10 月 26 日公司公告,拟投资 1.28 亿元建设集成电路用电子级功能粉体材料项目,设计产能 2.52 万吨/年(高纯原 料-角形粉体材料,或为下一步规划高性能球形粉体奠基),建设期2年,该项目顺应5G通讯用高频高速基板、IC载板、高 端芯片先进封装等领域对高性能电子功能粉体材料的高需求,相关产品建成投产后将进一步提升公司在电子级粉体材料的 市占率,同时推进该产业在高端应用领域的国产化进程。

高温球化技术取得重大突破,电子级球形硅微粉打破海外垄断格局,产能规模再扩大。2006 年,公司承担了江苏省科技成 果转化项目“大规模集成电路封装及 IC 基板用球形硅微粉产业化”,开始积极研究物理法制备球形硅微粉工艺技术,经过 多年研发,2010 年攻克火焰法制备电子级球形硅微粉过程中的粘壁、积炭、粘聚等一系列的技术难题,并于 2012 年实现球形硅微粉的量产销售,打破海外长期垄断,产品产销量快速增长。目前,公司主要掌握的球形粉体生产技术包括燃爆法 (制备微米级产品)、火焰法(制备亚微米级产品,用该法制备的量最大)、液相法(用于生产不允许有大颗粒、有严格技 术指标控制的高附加值球硅球铝液相合成产品,可用于 M8 及以上覆铜板中)。

公司相继建设的“电子级新型功能性材料”(包括球形氧化铝+亚微米球形硅微粉8500吨)、“高端芯片封装用球形粉体产线 建设”(拟新建球形粉体 15000 吨)项目进一步扩大了球形硅微粉和球形氧化铝粉末规模,高单价球形粉体产能扩张将成为 公司业绩增长的主要驱动力。2016-2022 年,公司球形粉体销量从 1866.7 吨增加至 24310.7 吨,2016-2022 年复合增速达 53.4%;球形粉体销售收入从 2008.3万元增加至 35409.9 万元,2016-2022 年复合增速达 61.3%。

1.4 股权结构和客户资源:生益科技作为第二大股东,同时是公司核心客户

背靠国内头部覆铜板生产商-生益科技,股权结构稳定。2002年,生益科技和公司前身硅微粉厂合资设立东海硅微粉有限公 司,其中生益科技以货币资金出资持股 72.73%,硅微粉厂以实物和无形资产出资持股 27.27%;2013 年底,李长之先生将硅微粉厂整体转让给李晓冬先生(系父子关系),2014 年生益科技将 36.36%的股权转让给李晓冬先生;截至 2023 年前三 季度,生益科技持有公司 23.26%股权,李晓冬先生直接和通过硅微粉厂间接持有公司合计 37.63%股权。

生益科技作为公司第二大股东,同时也是公司核心客户。上市前,公司面向生益科技的销售收入占总收入的比例在 20%左 右,是公司核心的客户;上市后,随着公司客户资源的拓展,面向生益科技的销售额占比下降,但其始终是公司的主要客 户,2023 年上半年,公司对生益科技的销售收入为 3747.75 万元,占公司总营收的 11.9%。 同时,公司积极开拓全球优质大客户,已与世界级半导体塑封料厂商和全球头部覆铜板企业建立了合作关系,海外业务实 现了较快增长,且其在总营收的占比呈现逐年增加趋势。在环氧塑封料领域,公司为住友电工、日立化成、松下电工、 KCC 集团、华威电子等全球知名企业提供产品;在覆铜板领域,公司已成为全球龙头企业建滔集团、生益科技、南亚集团、 联茂集团、金安国纪、台燿科技、韩国斗山集团等的合格材料供应商。

公司核心客户生益科技是全球覆铜板和 PCB 封装的龙头企业,根据美国 Prismark 调研机构对于全球刚性覆铜板的统计和 排名,2022 年,生益科技刚性覆铜板销售总额已跃升至全球第二,全球市场占有率稳定在 13%左右;同时,顺应终端 5G/6G、AIGC、汽车电子等产业的高速发展,服务器升级带动 M6 以上高速覆铜板增长,公司积极布局高 Tg、无卤、高频、 高速、超低损耗 CCL(已通过 Nvidia 认证)、封装载板等材料,在高速产品有全系列布局,高频产品方面也实现了突破, 在技术和规模上处国内领先水平,据 Prismark 统计,2022 年生益科技的三大类特殊覆铜板(封装载板用覆铜板、射频/微 波覆铜板、高速数字覆铜板)销售额占全球的 5%,居中国大陆首位。

从生益科技业绩表现来看,除 2022 年受终端市场需求疲软、半导体产业库存高位影响而减产外,相关产品产销量整体呈现 逐年稳步增加态势,成熟项目开工率和产销率始终维持在较高水平,业务营收规模也实现了较快的增长。 生益科技持续扩大覆铜板产能规模,并积极布局用于先进封装、5G、汽车电子等的高性能产品,目前,公司在广东、常熟、 陕西的三大生产基地均稳步释放产能;2023年上半年,广东松山湖八期和常熟二期项目实现投产,2023年7月,公司决议 在泰国建立覆铜板生产基地,8 月增加江西二期投资额(从 10.97 亿元增至 13.02 亿元),用于扩建 1800 万平方米/年覆铜 板、3400 万米/年商品粘结片,预期2024-2025 年公司产能仍将保持中高速增长。

1.5 财务分析:收入结构优化,业绩底部反转

1.5.1 收入结构优化

公司业务结构逐步优化,产品向更高性能、高附加值的微米级、亚微米级、低放射性、low-Df、low-Dk 球硅和球铝迭代。 集成电路产业发展、封装技术升级带动高频高速覆铜板和高性能环氧塑封料需求上行,具备较高技术壁垒的高性能球形硅微粉和球形氧化铝粉体填料占比提升,公司产品不断迭代,球形粉体收入占总营收的比例从 2016 年的 13%提升至 2022年 的 54%,毛利润占比从 6.6%提升至 58.9%。未来 5G 通讯、AI 服务器、HBM 存储器等更高性能产品的加速渗透,将带动 高性能球形粉体量价齐升,公司通过技术升级、产品线转换,业务结构也将向更高附加值的产品聚焦。

球形硅微粉是以精选的角形硅微粉(由石英块/石英砂、熔融石英块/石英砂、玻璃类材料制成)为原料,通过火焰法加工成 球形的二氧化硅粉体材料,球形氧化铝粉是采用高温球形化技术将氧化铝粉体原料加工成比表面积小、流动性好的产品。 球形粉体具流动性好、应力低、比表面积小和堆积密度高等优良特性,可用于超级计算机、5G 通信等高频高速覆铜板和先 进封装用环氧塑封料中,因此具备更高附加值,且随着公司产品升级迭代,球形粉体需求量和单位价值均有望呈现增长态 势,而角形硅微粉(结晶形和熔融形) 单价整体持稳。成本方面,由于球形粉体采用火焰法和高温球化法制成,原料角形 粉体自给,因此相较于角形粉体,其主要成本来自于燃料动力,2022 年受天然气涨价影响成本相对高。

1.5.2 业绩底部反转

公司硅微粉产品主要用于覆铜板和电子级环氧塑封料等半导体封装材料上,因此业绩和我国集成电路产业周期呈现高相关 性,2019-2021 年行业景气上行周期中,表现出较好的营收增速,2022-2023 年受终端半导体库存累高、需求疲软影响, 公司业绩下滑,但 23Q2-Q3 消费电子和半导体产业库存去化向好、基本面边际改善迹象显现,球形硅微粉需求上行、价格 抬涨驱动公司业绩增长。

1.5.3 产品维持高毛利率

公司生产的电子级粉体填料具备一定技术壁垒和较高的客户认证壁垒,公司已和下游客户建立起了较为稳定的合作关系, 且随着产品指标改善和产线升级迭代,公司产品总毛利率始终维持在 40%左右的较高水平,且高于同业可比公司相关产品 毛利率,在产品盈利能力方面具备较强韧性。

1.5.4 研发费用率逐年提升,其余期间费用率整体持稳

除 2020 年执行新收入准则,原计入销售费用率的运输费、包装费等作为合同履约成本列报于营业成本外,公司期间费用率 整体较为稳定,近两年随着业务规模的扩大,高性能球形粉体产品的优化,研发和管理费用率有所提高。 2018-2022 年,公司研发费用年复合增速达 38.2%,2023 年前三季度研发费用同比增加 22.15%,高集成度、大规模、多 功能集成电路的发展带动了先进芯片封装材料需求的增加,公司通过技术研发推动产品不断向具备低 CUT 点、高填充、低 放射性含量的硅微粉、特殊电性能如 Low Df(低介质损耗)等特性的球形硅微粉和高纯球形氧化铝粉方向发展。

1.6 竞争格局:核心技术已突破,国产替代进行时

对标全球龙头,国内企业在各类高性能硅微粉和球形氧化铝粉体等产品的核心技术上已取得突破,规模上仍在持续扩大, 致力于逐步实现集成电路用填充粉体的国产替代。根据中国粉体技术网数据显示,日本电化株式会社、日本龙森公司和日 本新日铁公司三家企业合计占据了全球球形硅微粉 70%的市场份额,日本雅都玛公司则垄断了 1 微米以下的球形硅微粉市 场。目前,国内的联瑞新材、华飞电子、壹石通、锦艺新材等企业在产品球形度、球化率、纯度、粒度、电导率、磁性异物数等评价指标上,已与国外厂商同类先进材料性能相当,相关产品产能也在持续提升中。

国内代表性企业华飞电子、壹石通和联瑞新材积极布局高性能球形硅微粉和球形氧化铝粉体等产品产能,新规划的大规模 集成电路用电子级功能球形粉体项目有望在未来 2-3 年集中建成投产,进一步实现高端芯片封装填充粉体的国产替代。 华飞电子:2016 年,雅克科技全资收购华飞电子(主营球形硅微粉);2021 年定增扩产 1 万吨硅微粉(4000 吨中高端 EMC 用、3000 吨 MUF 用、2000 吨覆铜板用、1000 吨 Low-α球硅),总投资 2.88 亿,延期到 2023 年 6 月投产,现已基 本完工建成。目前,华飞电子的球形硅微粉年产能约2万吨,远期规划了约3.9万吨的大规模半导体用电子粉体材料项目。

壹石通:现有电子通信功能填充材料约8000 吨/年,项目规划方向-球形氧化铝。2022 年,公司定增募投项目中包括建设年 产15,000 吨电子功能粉体材料(新增9800 吨/年导热球铝、5000吨/年亚微米高纯氧化铝、200吨/年Low-α球形氧化铝), 项目基本建成投产,有望在 2024 年释放产能,并陆续获得相应订单。 联瑞新材:目前仍是国内最大的电子级硅微粉生产企业,加大集成电路用球形粉体布局力度。现有角形硅微粉产能约8.5万 吨/年、球形硅微粉产能约 3 万吨/年,1.5 万吨/年高端芯片用球形粉体已于 2022 年四季度建成,2023 年产能陆续释放;另 外,公司新增布局 2.52 万吨/年集成电路用电子级粉体材料产能,建设期预计为 2 年,进而稳固龙头地位。

二、市场看点:5G/AI 驱动覆铜板和封装材料迭代,球形粉体空间广阔

硅微粉是由结晶石英、熔融石英等为原料,经研磨、精密分级、除杂等工艺加工而成的二氧化硅粉体。硅微粉是无毒、无 味、无污染的无机非金属功能性材料,具有高耐热、高绝缘、低线性膨胀系数和导热性好等优良性能,可被广泛应用于电 子电路用覆铜板、芯片封装用环氧塑封料以及电工绝缘材料、胶粘剂、陶瓷、涂料等领域,在消费电子、家用电器、移动 通信、汽车工业、航空航天、国防军工、风力发电等行业所需的关键性材料中占有举足轻重的地位。

硅微粉下游应用结构中,半导体封装方面,覆铜板和环氧塑封料分别占 15%和 5%,线路板占 2%,随着先进封装技术的发 展,球形硅微粉和球形氧化铝粉末在高频高速覆铜板、高性能颗粒状和液态环氧塑封料中的需求占比加速提高;涂料业和 高级建筑业占比分别达 22%和 55%,使用结晶硅微粉和熔融硅微粉为主。 公司产品聚焦于相对高附加值的电子材料和半导体封装材料,2019H1,覆铜板和环氧塑封料占到公司营收总规模的近74%; 据公司公开披露的投资者关系活动记录表,2023 年前三季度,公司销售至半导体封装用环氧塑封料(EMC)和覆铜板 (CCL)领域的产品合计收入占总营收的 70%左右,销售至热界面材料等其他领域的产品占总营收的 30%左右。

2.1 核心看点一:5G、AI 发展打开覆铜板产品升级和量增空间,催化高性能粉体填料需求

覆铜板是印刷电路板的载体,起到导电、绝缘、支撑三大功能,主要由铜箔、树脂、玻璃纤维布构成,刚性玻纤布基板是 目前 PCB 制造中用量最大、应用最广的产品。据公司招股说明书,覆铜板内树脂的填充重量比在50%左右,硅微粉在树脂 中的填充率一般为 30%,即覆铜板中硅微粉填充重量比约 15%。 硅微粉作为无机填料应用在覆铜板中,对覆铜板的热稳定性、刚度、热膨胀系数、热传导率等方面的性能有一定的改善, 从而有效提高电子产品可靠性和散热性,且具备良好的介电性能,能够提高电子产品中的信号传输速度和质量。 其中,结晶硅微粉价格较低,可应用于生产要求较低的行业,例如空调、冰箱、洗衣机及台式电脑等家电用覆铜板中;智 能手机、平板电脑、汽车、网络通信及工业设备等所用的覆铜板对介电系数和线性膨胀系数有一定要求,一般使用熔融型 硅微粉;而超级计算机、5G 通信等高频高速覆铜板要求具备低传输损耗、低传输延时、高耐热性、高可靠性等特性,则需 要采用低介电、低损耗的球形硅微粉作为关键功能填料,并要求粉体杂质含量低、实现高填充率。

覆铜板下游通信、汽车和工业电子、计算和数据存储等终端市场需求整体保持增长态势,2023 年受疫情和宏观经济弱复苏 影响,消费电子、工业电子需求较为疲软,汽车电子和 GPT 带动的 AI 服务器、超大规模集成系统需求表现仍强劲,2024 年半导体库存去化、终端市场需求修复预期加强,消费电子和存储有望迎来更为明显的反弹,其中受益于 AI 高速发展,承 载 AI 的 PC 服务器需求有望加速回暖,AI 服务器、大规模集成系统、5G通信等或仍将是2024 年增速领先的终端领域。

终端产业发展带动覆铜板需求上行。据 Prismark 数据,2013 年至 2022 年间,全球刚性覆铜板总销售额从 9486百万美元 增至 15219 百万美元,年复合增速 5.4%;我国大陆刚性覆铜板销售额从 5723 百万美元增至 11159 百万美元,年均复合增 长约为 7.7%。据 Prismark 统计,2022 年国内扩产的覆铜板项目有 7 个,新增产能 8750 万平方米,中国大陆(含中国大 陆的外资企业)销售额合计达 111.59 亿美元,占全球总销售额的 73.3%,居全球首位。2024-2025 年芯片企业库存出清、 半导体需求回暖,叠加 AI、HPC、5G 等驱动终端市场发展,全球和我国覆铜板需求有望重回增长。

随着 5G 通信、AIGC、云计算、汽车电子等领域技术升级和应用场景的拓宽,具备热稳定性、高机械强度、高频高速性能 且符合环保要求的覆铜板需求呈现明显增长,高 Tg、无卤、高频、高速、封装载板等材料市场空间被打开。据 Prismark统 计数据,无卤化 FR-4、高 Tg FR-4、特殊树脂基及专用 CCL 三大类销售额在全球刚性覆铜板总销售额中的占比从 2018年 的 48.4%增长到 2022 年的 55.56%。 其中,IC 封装载板用 CCL、射频/微波电路用 CCL 以及高速数字电路用 CCL 三类特殊刚性覆铜板需求空间广阔,具较大发 展前景,2021 年三类特殊刚性覆铜板总销售量和总销售额分别同比增加 8.2%和 18.4%,2022 年分别同比增加 2.8%和5.9%。全球高频高速覆铜板供应方面,目前中国台湾的联茂电子、台耀科技、台光点菜和日本的 Resonac、斗山电子、松 下等几家企业处于领先水平,国内的生益科技、南亚塑胶、建滔化工逐步实现技术突破和工业化生产。

高频高速覆铜板需求高增动力一:数据中心流量大幅扩大,AI 服务器需求高增,需大量高频高速覆铜板作关键支撑材料。 5G、AI 等发展和东数西算等政策推进,对大规模流量和高速数据传输需求提高,我国数据中心流量规模呈现较快的增长。 据 IDC 的预测,2024 年全球将产生约 153.5ZB 的数据量,其中中国新增 38ZB,占全球的 24.8%,2022-2027 年复合增长 率有望达 26.3%。未来生成式 AI 的高速发展将带来更大的数据需求增量,据 IDC 预测,GenAI 带动的基础设施、平台/模 型、应用程序和服务的支出预计在 2023 年至 2027 年将以 73%的年复合增长率增加。

数据中心 IP 流量规模的扩大和高宽带/低延迟/高密度/低功率的高速高效数据传输需求的不断提升,需要高性能数据处理服 务器和路由器、存储器等设备的支撑,其中服务器是数据中心资本开支最大的部分,且随着人工智能高速发展,大规模集 成系统所需的大内存、快存储和数据处理的 AI 服务器需求将快速增加。据 TrendForce 数据,2023 年全球服务器整机出货 量同比下降 5%~6%,预计 2024 年同比增长 2.3%;AI 服务器需求保持高增,2023 年出货量约 1183 千台,年增 38.4%, 占整体服务器出货量近 9%,2022~2026 年 AI 服务器出货量年复合增长率预计约 29%。

服务器的迭代对覆铜板在技术升级需求和总需求量增长两个方面均有重要影响。更高的服务器技术标准对印刷电路板 PCB 和覆铜板 CCL在传输速率和频率、数据存储容量、功耗等方面均提出了更高的要求,高性能AI服务器更是需要使用大量高 频高速覆铜板作为关键基材支撑。具体表现为,随着服务器平台升级,PCB 板层数从 10 层以下增加至 16 层以上(层数越 高技术难度越大);传输速率从 28Gbps 及以下提高至 112Gbps,服务器每升级一代,传输速率翻一倍;高性能覆铜板从 Mid-loss 向 Ultra Low Loss 等级迭代,实现更高频高速的数据传输需求;介质损耗因子Df 降至 0.002-0.004,介电常数Dk 值降至 3.3-3.6,从而提高电子产品中的信号传输速度和传输质量。

高频高速覆铜板需求高增动力二:5G全面商用背景下,4G基站加速向5G迭代,其对通信频率和传输速率要求大幅提升。 5G 全面商用大背景下,为大力发展数字经济、打造数字化国家战略,中国制造 2025 规划纲要中明确指出,要全面突破第 五代移动通信(5G)技术,同时 5G 基建成为中国新型基础设施建设中的重要组成部分,自 2019 年正式启动 5G商用起, 全国开通 5G 基站数快速增加,截至 2023 年 11 月,我国累计开通 5G 基站数达 328.2 万座;单月(2023.11)新增 5G基 站数占移动基站新增总数的比例提升至28.5%。同时,中国移动、联通和电信公司5G移动电话用户数均呈不断增加态势, 占移动电话用户数的比例也已提升至 4 成以上。

随着通信技术由 4G 向 5G 升级,数据中心 IP 流量需求扩大,服务器平台升级,通信频率、传输速率及数据存储处理能力 方面的要求随之提升,多层板数的高性能 PCB 产品及上游高频高速覆铜板新一轮需求空间将被打开。 以 4G 基站向 5G 升级后带来的覆铜板需求规模和价值量抬升为例:4G 宏基站由 BBU(基带处理单元)+ RRU(射频处理 单元)+天线三部分组成,而 5G 需要 Massive MIMO 技术(大规模天线)提高系统容量和频谱利用率,该技术的应用使基 站结构发生改变,RRU 和天线合二为一成 AAU(有源天线单元,数字接口独立控制每个天线振子),AAU 射频板需要在更 小尺寸内集成更多组件,为满足隔离要求,PCB 使用面积和层数都需大幅增加;且由于 5G 工作频率高、发射功率大,对 PCB 上游覆铜板材料的传输损耗和散热性能要求更高,因此高频高速板成为主流用材,需求空间打开的同时产业价值中枢 上移。

高频高速覆铜板和 IC 载板/HDI 要求具有低介电常数和介质损耗,同时要保持热稳定性、耐热、抗化学性和抗冲击性,因此 对硅微粉的粒径、Dk、Df、纯度等均具有更高要求,随着服务器平台升级带来的高频高速覆铜板等级的逐步迭代,熔融硅 微粉不再满足高性能要求,满足相应条件的高性能球形硅微粉和球形氧化铝填料需求占比将进一步提升,目前等级最高的 Ultra low loss(Df<0.002)的 M8 以上覆铜板需用液相合成球硅。

根据公司招股说明书提供的数据,一般覆铜板内树脂的填充重量比在 50%左右,硅微粉在树脂中的填充率约为 30%,即覆 铜板中硅微粉填充重量比约 15%。未来 5G 通信、AI、大规模数据中心等的发展对高频高速覆铜板需求提升,其需要使用 高价值球形硅微粉进行功能性的高填充,硅微粉产业需求量和价值均有望实现加速增长。 据 Prismark 预测,2023-2026 年我国大陆覆铜板销量年复合增速约为 9.65%,随着高附加值球形粉体在覆铜板中用量的增 加,单位覆铜板填充率的提高(假设硅微粉填充率从 15%逐步提至 20%),带动硅微粉整体需求增加、销售单价抬升,预 计 2023-2026年我国覆铜板用硅微粉市场规模年复合增速有望达29%,球形硅微粉占比将呈逐年提升趋势。据Prismark预 测,2023-2026 年全球高频高速覆铜板销量年复合增速约为 13.3%,假设硅微粉填充率从 45%逐步提至 53%(据粉体技术 网,高填充量的硅微粉投料重量比在 40%~70%),预计其所用硅微粉市场规模年复合增速有望达 33%。

2.2 核心看点二:先进封装技术发展驱动环氧塑封料升级,高性能粉体材料必不可少

环氧塑封料 EMC 是以环氧树脂为基体树脂(成本占比 35%),以高性能酚醛树脂为固化剂(成本占比 10%),加入硅微粉 等填料(成本占比 29%,重量占比 60%-90%,为解决热膨胀问题,EMC 性能要求越高,需要加入的硅微粉重量占比和高 附加值的球铝占比均越大)及多种添加剂混配而成的粉状模塑料,其中填充剂的类型与剂量对塑封料的散热性能具有较大 影响,一般用硅微粉作为其主要功能性填料,约占所有填料的 90%以上,硅微粉作为填充料能够显著降低环氧塑封料的线 性膨胀系数,膨胀性能接近于单晶硅,同时可以提高环氧树脂硬度、防止封装材料开裂,大幅提升了电子产品的可靠性。 通常,中低端环氧塑封料多采用角形硅微粉,而高端环氧塑封料则以球形硅微粉为主,球形硅微粉有利于提高流动性能并 增加填充剂量,可降低热膨胀系数,还可减少设备和模具的磨损。

芯片封装材料中,塑封包装材料占其成本的 10%-20%,起到维持电路绝缘性能、应力缓冲、免受外部湿气和机械冲击等的 作用,其中 90%以上的芯片包装材料采用环氧塑封料 EMC。随着电子元器件、半导体封装等市场的发展,我国环氧塑封料 EMC 需求逐步提升,根据新材料在线预测,2020-2025 年我国 EMC 市场需求量年复合增速或将达 12.5%,同时,先进封 装技术的迭代对 EMC 提出了更高要求,例如应用于扇出型晶圆级封装 FOWLP 等形式的塑封料主要由液态塑封料 LMC 和 颗粒状塑封料 GMC 组成,LMC 和 GMC 则都需要用到更高比例的球硅和球铝作填充料。

据 CMI 数据,2022 年全球环氧塑封料 EMC 市场规模达 22 亿美元,预计 2030 年有望达到 35.5 亿美元,年复合增速将达 6.59%。我国企业产能仍主要分布于 TO、DO、DIP、SOP、SOD、SOT 等传统封装领域,而先进封装市场集中于住友电 木、Resonac 等全球 EMC 龙头企业,市场呈现寡头垄断格局。

下游集成电路封装测试市场规模扩大、先进封装技术迭代将驱动产业需求上行、价值抬升。据 JW Insights 预测,2023 年 全球封装测试市场规模约为 822 亿美元,汽车电子、AI、数据中心等领域发展推动集成电路封测市场持续高走,预计到 2026 年将达到 961 亿美元;据中国半导体行业协会数据,中国集成电路封测市场规模预计将从2023 年的 2807.1亿元增至 2026 年的 3248.4 亿元,年复合增速约为 5%。 同时,随着 GPT、AIGC、AIPC、超大规模数据中心等领域的高速发展,高效高速数据传输、大容量存储需求提升,具备 高集成度、低功耗等特点的先进封装市场发力,成长性显著好于传统封装,其占封测市场的比重预计将持续提高,全球先 进封装市场规模将从 2021 年 350 亿美元上升至 2026 年 482 亿美元,2021-2026 年的 CAGR 约 6.6%。

高端消费电子、汽车电子、人工智能和大数据集成中心的发展推动高集成度、高性能、低功耗低成本的先进封装需求高增, 先进封装技术的发展催化塑封包装材料升级迭代,高填充率要求使得球形硅微粉市场空间有望被进一步打开。 Yole 根据目前国际 OSAT 产线布局及业务情况提供的预测数据显示,预计 2020-2026 年 3D 堆叠、层压基板 ED 封装和 FOWLP 等扇出型晶圆级封装的平均年复合增速较大,分别达约21%、25%和12%,未来FO封装在消费电子、汽车电子、 网络等领域,3D 封装在 AI、HPC、数据中心、CIS、MEMS 传感器等领域的增量空间有望进一步打开。全球和我国先进封 装市场占比呈现逐年提升趋势,Yole和 JW Insights 预期 2023 年中国和全球先进封装市场占比分别达 39%和 49%。

QFN/BGA、FC、SiP、FOWLP/FOPLP 等集成电路芯片先进封装对塑封包装材料的性能提出了较高要求,其中晶圆级封 装 FOWLP/ FOPLP 需使用颗粒状塑封料 GMC 或液态塑封料 LMC,配合添加高比例高性能的无机填料来改善翘曲问题、 提高 Tg 值(玻璃化转变温度)、降低粘度等,同时为满足高填充率、高强度、高精度、高耐热耐湿、低杂质含量、低含水 量、低设备磨损等要求,其对填料粉体的颗粒形貌也提出了球形化要求,且球化率越高、填充性能越好、产品附加值越 高,因此随着塑封包装材料升级,高性能的球形硅微粉应用占比提高,填料在环氧塑封料中的成本占比也将呈上升趋势。 目前我国头部企业的 GMC 和 LMC 处于客户认证和小批量供应阶段,国内亚微米级及以下高纯超细、低放射性球形粉体等 高端填料也仍处于规模化应用初期,未来随着国内企业相关产品通过全球先进封装领域龙头厂商认证,加速推进产业化, 高性能粉体材料 low-α球硅和球铝需求有望加速上行,国产化有望持续提升。

据公司招股书,为达到无限接近于芯片的线性膨胀系数,硅微粉在集成电路封装材料的填充量通常在 75%以上,硅微粉企 业通常将平均粒径为 0.3 微米-40 微米之间的不同粒度产品进行复配以实现高填充效果。普通的环氧塑封料中硅微粉成本占 比约 29%,但在颗粒状环氧塑封料和液态环氧塑封料中硅微粉占比或高达 50%以上。

硅微粉在环氧塑封料的填充比例为 70%-90%之间,取填充比例的平均值 80%进行测算,预期 2022-2026 年我国环氧塑封 用硅微粉需求量年复合增速达 2%;随着全球芯片先进封装占比的提升,高性能 EMG、GMC 和 LMC 塑封料需求增加,要 求硅微粉填充率提高的同时性能持续优化,对散热要求较高的通讯器件芯片封装则需用到球铝,未来高附加值的球形粉体 市场规模有望加速扩大,预期 2022-2026 年全球高性能塑封料用球形粉体市场规模年复合增速将达 10.4%。

2.3 核心看点三:HBM 成为 GPU 存储主流技术,low-α球形粉体价值凸显

GPT-4 引领的 AI 大模型浪潮下,高性能 AI 服务器加速渗透,大算力需求上行,AI 服务器较传统服务器需要具备高效数据 处理和计算能力要求,因此需要配备大容量高速显存和存储器,HBM 存储器具有超高带宽和高能耗效率特征,适配需极高 吞吐量的数据密集型应用程序,已逐渐取代 GDDP 成为 AI GPU 存储主流技术。 HBM(High Brand Memory)是一种大容量高带宽 DRAM 存储,其采用 3D 堆叠工艺将DRAM 垂直堆叠在一起,并在每一 个晶粒 die 之间使用 TSV(硅通孔)方式连接,主要用于 GPU 内存器。

HBM 和传统内存技术GDDR 相比,具更高带宽、更多I/O 数量、更低功耗、更小尺寸特征。GDDR 作为独立封装,芯片晶 粒排布在处理器周围,而 HBM 的芯片晶粒则垂直排布在硅中阶层(Silicon Interposer)上,并和 GPU 封装在一起,缩小 面积的同时离 GPU 更近,大幅加快了数据传输速度。

Low-α球形硅微粉和球形氧化铝是 HBM 封装关键材料。HBM 使用 TSV 和微凸块垂直堆叠多个DRAM 芯片(例如 HBM3 实现了 12 层核心 Die 的堆叠),3D 堆叠导致芯片厚度较高、信号传输和散热性要求高,一般使用GMC 和 LMC 进行封 装,在 GMC 中添加大量低放射性的Low-α球硅/球铝可以提高其强度和散热性能,同时降低α粒子含量(封装材料中杂质 铀(U)、钍(Th)等放射性元素放出的α射线会使集成电路中存储的信息被破坏而产生软误差),且散热要求越高,Low-α球 铝使用占比会越高。球硅球铝填料占 GMC 塑封料重量的 70%-90%,是 HBM 先进封装中必不可少的填充料。满足高端芯 片封装用 Low-α射线球形氧化铝售价超百万元/吨,HBM 存储芯片起量有望打开Low-α球形粉体市场广阔的需求空间。 适用于半导体先进封装领域的 Low-α球形硅微粉和 Low-α球形氧化铝具有一定技术壁垒,下游客户认证周期长、性能测 试严格,且受限于国内封装企业 HBM 产品尚处产业化早期,对相应填料的需求尚未形成规模,因此国内具备相关产品量产 能力的企业较少,其中联瑞新材的 Lowα 微米/亚微米级球形硅微粉、Lowα 球形氧化铝粉已通过海内外客户认证并小批 量出货,壹石通年产 200 吨高端芯片封装用 Low-α球形氧化铝在 2023Q4 陆续投产,日韩客户已陆续送样验证。

2.4 核心看点四:新能源汽车等驱动热界面材料需求高增,导热球铝具备较大增量空间

导热材料是球形氧化铝最主要的应用。球形氧化铝作为导热材料分为热界面材料、导热工程塑料、导热铝基覆铜板、导热 塑封料等。热界面材料是 IC 封装和电子散热中重要的热传导通道材料,可以填补芯片和散热器结合或接触时产生的微空隙, 从而减少热传递过程中形成的阻抗并提高散热性。 热界面材料一般由基体树脂和导热填料组成,球形氧化铝是常用的无机填充物,其导热系数达到30~42W/m·K,具备高导 热、低填充粘度、高性价比的优异特性。同时,热界面材料也是球形氧化铝粉末最大的下游应用,根据 QY Research 统计, 球形氧化铝需求结构中,热界面材料占比达 48%,导热工程塑料占比为 17%,高导热铝基覆铜板占比 14%。

全球和我国新能源汽车产销高增、市场高速发展,长续航和快充动力电池对散热性能等要求大幅提升,高功率和轻量化的 电机和电控 IGBT也均需采用热界面材料和高性能导热填料进行散热;同时,随着 5G 通信设备、高端智能手机、承载大规 模集成电路的AIPC等电子产品功能日趋复杂且小型化发展趋势下,核心部件的散热问题成为影响其性能的主要因素之一。 上述终端需求持续增加、产业高速发展均带动了能够满足其散热升级要求、具高填充低粘度优势的热界面材料的需求,作 为高性能导热胶主要填料的球形氧化铝粉体和硅微粉需求量有望保持持续增长。

根据 GGII 数据,2022 年全球导热粉体材料市场达 50.4 亿元,其中球形氧化铝导热粉体市场规模占比 50.8%,为 25.6 亿 元,同比增长 30.7%,新能源汽车渗透率提升、产销高增是主要驱动力,预期 2022-2025 年全球导热球铝市场规模年复合 增速将达 28.2%;随着国内新能源汽车市场高速发展,相关材料企业技术突破、产能扩张,我国球形氧化铝导热粉体材料 在全球的市占率逐年提升,2022 年中国导热球铝市场规模达 7.5 亿元,同比增长 41.5%,占全球的 29.3%,预期 2022- 2025 年复合增速将近 41%,占全球的比例有望进一步提升至39%左右。

新能源汽车特别是动力电池包对导热材料的增量需求是驱动导热胶市场空间扩大的主要动力,因此我们以新能源汽车用导 热胶为例,估算其所需的球形氧化铝填料增量需求,据 BNEF 发布的《2023 年电动汽车展望》报告中对全球新能源汽车销 量的预测数据,新能源汽车热界面材料用球形氧化铝市场规模也有望实现约24%的三年复合增速。

从供应端竞争格局来看,目前国内主要导热球铝厂商有百图股份、联瑞新材、壹石通、天马新材、锦衣新材等,市场集中 度较高,CR3 达 65%,后续百图股份 1.8万吨高纯导热球铝、联瑞新材 1.5 万吨高端芯片封装用球形粉体、壹石通9800吨 球形氧化铝产能释放,国内供应规模将进一步扩大,公司头部供应商的地位稳固。


(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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