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神工股份(688233)内幕信息消息披露
 
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神工股份研究报告:刻蚀用单晶硅龙头,硅电极+大硅片未来可期

http://www.chaguwang.cn  2022-05-19  神工股份内幕信息

来源 :管是2022-05-19

  公司概况:国内领先的集成电路蚀刻用单晶硅材料商

  历史沿革:神工股份全称为锦州神工半导体股份有限公司,于 2013 年 7 月在辽宁省锦州市成立,前身为神工有限。公司主营业务为集成电路蚀刻用单晶硅材料的研发、生产和销售,是国内领先的集成电路蚀刻用单晶硅材料供应商。公司在成立两年后实现盈利,自 2015 年起公司量产产品以 14 英寸以上单晶硅材料为主,是国内极少数实现大尺寸、高纯度集成电路蚀刻用单晶硅材料稳定量产的企业之一。公司在单晶硅材料生产环节具有较高技术实力,于 2016 年获得高新技术企业证书。公司主要产品销量年均复合增速高于市场和主要竞争对手增速,并于 2017 年销售额首次破亿。公司于 2018 年 8 月获评“锦州市功勋企业”,于 2019 年通过中国电子材料行业协会组织的技术鉴定。经过多年的发展,公司在集成电路刻蚀用单晶硅材料领域已建立起完整的研发、生产和销售体系。

  2020 年,公司新扩展了半导体集成电路制造所必须的两大应用产品板块,即“硅零部件”和“半导体大尺寸硅片”。刻蚀机用硅零部件逐步批量生产,通过了国内干法刻蚀机制造商的评估,并得到集成电路制造厂商的长期批量订单。同年公司开始进行半导体 8 英寸轻掺低缺陷抛光片小批量生产及工艺摸索。截至 2021 年年中,公司“半导体级 8 英寸轻掺低缺陷抛光片”募投项目已完成月产能 5 万片的设备安装调试工作,产品已进入客户认证流程。

  主营业务:公司自成立以来专注刻蚀用单晶硅材料业务,核心产品为大尺寸高纯度集成电路刻蚀用单晶硅材料。公司生产的产品尺寸范围覆盖 8 英寸至 19 英寸,其中 14 英寸以上产品占比超过 90%,主要产品形态包括硅棒、硅筒、硅环和硅盘。上述“大直径单晶硅材料”,经过加工最终做成刻蚀机用硅零部件,该产品主要由全资子公司福建精工半导体公司逐步批量生产。

  此外,公司还致力于研发芯片用单晶硅材料,即用于晶圆生产的单晶硅材料硅片。目前公司还未实现芯片用硅片的量产。未来除继续巩固现有产品技术优势和市场优势、不断拓展市场及下游产业链外,公司还将重点利用现有资源和技术基础,持续增加研发及产业化投入,逐步进入市场空间更为广阔的芯片用单晶硅材料市场。

  产业链介绍:半导体硅材料(主要为单晶硅材料)产业规模占半导体制造材料规模的 30%以上,是半导体制造中最为重要的原材料。按照应用场景划分,半导体硅材料可以分为芯片用单晶硅材料和刻蚀用单晶硅材料。公司主营业务为集成电路刻蚀用单晶硅材料的研发、生产和销售,并向芯片用单晶硅材料领域拓展,处于产业链中上游。公司上游原材料主要包括高纯度多晶硅、高纯度石英坩埚、石墨件、氩气等。公司下游客户目前主要为刻蚀用硅电极制造商,硅电极供应商经机械加工制成集成电路刻蚀用硅电极,集成电路刻蚀用硅电极是晶圆制造刻蚀环节所必需的核心耗材,而制造刻蚀用硅电极的核心原材料即为大尺寸高纯度单晶硅材料硅。

  股权结构:截至 2021 年底,公司前十大股东共持有 1 亿股,占总股本 62.6%。矽康、晶励投资、旭捷投资及董事长潘连胜、董事袁欣已签署一致行动协议,目前矽康及其一致行动人、更多亮、北京创投基金分别持有公司 24.8%、23.1%、6.21%的股份,持股比例接近且均未超过 30%。公司无控股股东,无实际控制人。

  营业收入与净利润:2016 年-2018 年全球半导体集成电路行业呈现高景气度,下游电子终端市场的高速发展,拉动了半导体级单晶行业的市场需求。2018 年公司营收达到 2.8 亿元,净利润达 1.1 亿元。2019 年,市场需求放缓,反全球化趋势明显,中美贸易壁垒使得公司淡出美国市场,同年日本对韩国禁止出口多种关键材料,对韩国高新技术产业精准打击,公司在这两大市场的业务也受到波及。2020-2021 年行业持续回暖,公司维护原有销售渠道,营收呈现回升态势。公司 2021 年实现营收 4.7 亿元,同比增长 146.69 %;归属母公司净利润 2.2 亿元,同比增长 117.84%。

  业务占比:从产品分类来看,2016-2021 年公司刻蚀用单晶硅材料营收占比始终高于 95%,是公司的核心收入来源。其中 15-16 英寸产品营收占比从 39.94%下降到 39.22%; 15 英寸以下产品占比从 44.47%下降到 31.36%;16 英寸以上产品占比从 15.59%上升到 25.21%。单晶硅材料业务整体呈现大尺寸化趋势。硅零部件业务从 2020 年开始创收,在 2021 年营业收入中占比 1.21%。硅片业务尚处于研发阶段,未取得营收。

  从地区分布来看,港澳台及海外收入占比远大于中国大陆。全球范围内主要刻蚀机生产厂商和刻蚀用单晶硅部件加工制造厂商主要位于日本、韩国和美国,因此公司产品主要出口日本、韩国和美国。受美国调整关税政策等因素的影响,公司于 2018 年 5 月暂停对美国客户的销售。2020 年受疫情影响,公司海外营收有所下降,公司通过扩展硅零部件业务线打破了依赖单一海外市场的销售模式。未来随着国内晶圆制造厂商、半导体设备厂商逐渐崛起,公司单晶硅材料国内业务营收有望进一步放量,未来硅电极、硅片业务也将加速国内营收的增长。

  毛利率情况:从产品结构来看,2021 年公司 15 英寸以下、15-16 英寸、16 英寸以上芯片毛利率分别为 59.97%、63.22%、75.82%。一般而言,单晶硅产品直径越大,对应的技术壁垒越高,单位售价越高。公司通过不断研发推出更大直径,推动产品价格持续提升。在大直径化的市场趋势下,公司2021年16英寸以上刻蚀用单晶硅片收入占比达到25.21%,带动了毛利率整体上升。

  费用情况:由于公司主要客户集中在海外,所需营销投入较少,公司销售费用较低。公司管理费用 2018 年增幅明显,主要是由于公司当年第二次增资,更多亮、626 控股等六家公司认缴公司新增注册资本,股东权益公允价值和实际投入之间的差额作为非经常损益记为股份支付,计提管理费用 3423 万元。公司超九成业务来自于海外,财务费用受日元、美元、韩元影响,汇兑损益波动明显。2016 至今公司研发投入增速明显,2020 年研发投入达到 1790.1 万元,2021 年研发投入达 3497.11 万元,同比增长 95.54%。2021 年销售费用率、管理费用率、财务费用率、研发费用率分别为 0.95%、7.44%、-2.27%、7.38%。

  主营刻蚀用硅材料,拓展硅电极业务

  刻蚀用单晶硅及硅电极技术难度高企,公司打通一体化生产

  半导体硅材料是集成电路产业链中重要的硅材料。半导体硅材料可分为芯片用硅材料和刻蚀设备用大直径硅材料。刻蚀设备用大直径硅材料市场规模相对较小,主要用于制作等离子刻蚀设备中的硅电极。芯片用硅材料是制造半导体器件的基础原材料,经过一系列制造工艺形成电路结构并经切割、封测等环节后成为芯片。二者在缺陷率的容忍程度上不同,主流尺寸也存在差异。

  公司集成电路刻蚀用单晶硅的制造工艺主要为直拉法(CZ 法)。通过石墨加热器加热,在温度高达 1420°C 时将高纯度石英坩埚中的多晶硅熔化,随后用原子均匀排列的单晶体(即籽晶)接触熔液表面,使熔液中的硅原子按照籽晶的原子排列规则进行有序排列,再经过引晶、放大、转肩、等径生长、收尾等过程,得到单晶硅棒。

  生产参数之间的动态匹配为生产中最突出的技术难点。单晶硅棒的单炉拉制时长约为 48 小时至 72 小时,需要经历生产配料、装料、设备抽真空、设备升温、熔料、引晶、缩颈、放肩和转肩、等径生长、收尾、停炉冷却等诸多环节,各环节均需要确保生产参数的准确性和相互之间的匹配性,任何环节或参数出现的细小问题都可能导致单炉次良品率的降低甚至生产失败,因此公司应用的单晶硅棒拉制技术属于系统性的控制工艺,具有较高的技术难度,需要长时间的技术积累和优化。

  硅电极是晶圆制造刻蚀工艺的核心耗材。刻蚀设备的工作原理是将硅片置入单晶硅环,合体作为正极置于刻蚀设备腔体的下方,然后把处于刻蚀设备腔体上方带有密集微小通孔的单晶硅盘作为负极,附加合适的电压,加上酸性的等离子刻蚀气体,在高温腔体内按前序工艺光刻机刻出的电路结构在硅片上进行微观雕刻,使硅片表面按设计线宽和深度进行腐蚀,形成微小集成电路。刻蚀过程中硅电极被逐渐腐蚀并变薄,当硅电极厚度缩减到一定程度后,需替换新电极以保证刻蚀均匀性,因此硅电极是晶圆制造刻蚀工艺的核心耗材。

  打孔精度与孔位清洗程度是硅电极生产中最突出的技术难点。硅电极表面分布有 300-900 个微孔,打孔时使用直径为 0.4mm、长度为 11.5mm 的金刚石钻头。而硅电极一般厚度 10mm,长径比 L/D=28.75:1,这导致了深孔加工排屑困难的问题。硅电极微孔内表面质量对晶圆质量至关重要,若颗粒玷污及微孔表面机械损伤在气体带动下进入反应腔体,将造成晶圆的报废。因此微孔的质量好坏直接决定电极的成品率,每道加工工序后均有清洗工序去除机械加工带来的油污和硅渣残留。同时,硅电极制造采用双面打孔技术,双面打孔技术的难点则在于控制第二次打孔时微孔的偏移量。现阶段 12 英寸硅片技术正在向极端精细化发展,全球大尺寸硅片的领先水平已达到 7nm,主流应用在 28-16nm,7nm 商业需求已显现,未来几年 7nm 需求将成为主流。线宽的不断变小给硅部件加工提出了越来越高的要求,更小线宽对硅部件制品的要求主要体现在参数精确控制上,如表面及边缘粗糙度、真圆度、硅电极微孔内部机械损伤厚度和微孔边缘形貌等。

  刻蚀用单晶硅材料行业的主要参与者多为硅电极制造商。部分企业同时具备单晶硅材料制造能力和单晶硅材料加工能力,如 CoorsTek、SK 化学等企业;其他硅电极制造企业不具备单晶硅材料制造能力或制造能力较弱,需要从神工股份等专业单晶硅材料制造企业采购单晶硅材料进行加工,目前国内市场专业单晶硅材料制造企业主要包括神工股份及有研半导体。2018 年度公司在刻蚀用单晶硅材料领域的全球市场占有率约 13%-15%,为细分行业内的龙头企业,其余市场份额大部分由下游硅电极厂商占有。

  蚀刻设备硅电极可分为 OEM 和 Second-Source 两大市场。大部分刻蚀设备供应商并不直接生产刻蚀设备硅电极,通常指定通过其认证的硅电极制造商生产与其刻蚀设备相配套的硅电极,并在售卖刻蚀设备时配套提供给下游芯片制造厂商,该类硅电极为原配品(OEM)。同时,芯片制造厂商会考虑直接从硅电极制造商处采购通过其认证的硅电极,该类硅电极为非原配品(Second-Source)。目前,Hana 等主要硅电极制造商主营 OEM 市场,公司主营 Second-Source 市场。(报告来源:未来智库)

  市场规模持续增长,25 年全球硅电极 30 亿美元,刻蚀用单晶硅 8 亿美元

  硅电极方面:Second-Source 硅电极与 OEM 硅电极差距缩小,两者大约平分全球硅电极市场,公司迎来国产替代机遇。OEM 硅电极与刻蚀设备匹配度更高,能更好保证刻蚀环节的工艺质量和工艺稳定性,使用 OEM 硅电极的芯片制造厂商同时也能获得刻蚀设备供应商的售后服务和技术支持。公司重点发力突破国内客户,包括 OEM 客户如北方华创和中微公司等,以及 Second-source 客户如中芯国际等。随着硅电极生产工艺的不断成熟,Second-source 和 OEM 硅电极的技术差距越来越小,在综合考虑成本效益和产品质量的基础上,部分芯片制造厂商也会使用 Second-source 硅电极。目前全球刻蚀用硅电极市场规模在 10 亿美金以上,OEM 与 Second-source 硅电极市场大约平分全球硅电极市场。

  刻蚀设备市场规模增长推动 OEM 硅电极需求上升。2006 到 2018 年,全球晶圆处理设备销售额复合增长率为 4.76%,并在 2018 年达到 502 亿美元。若 2018-2021 年全球晶圆处理设备市场按复合增长率 4.76%增长,2021 年销售额预测为 577 亿美元。晶圆处理设备包括光刻机、刻蚀机等,其中刻蚀机价值量占比约为 20%,因此 2021 年全球刻蚀设备市场规模预计达到 115.4 亿美元。中国刻蚀设备市场规模从 2005 到 2018 年的复合增长率为 19.45%,高于全球市场,市场规模于 2018 年达到 20.34 亿美元,约占全球市场的 20%,若 2018-2021 年中国刻蚀设备市场按复合增长率 19.45%增长,2021 年中国刻蚀设备市场规模预测值为 34.67 亿美元。随着下游刻蚀设备的出货量持续上升,将会直接带动原厂硅电极零部件的市场规模增长。

  集成电路销售额的上升推动 Second-source 硅电极的需求。2021 年,全球集成电路市场规模达到了约 4630 亿美元,近 11 年复合增长率为 5.77%。我国市场规模从 2010 年的 1440 亿元增长到了 2021 年的 10458 亿元,复合增长率达到了 19.75%,远高于全球增速。中国集成电路市场的高速增长,叠加国产替代的趋势,将促进 Second-source 硅电极市场的扩大。

  预计 2025 年全球硅电极市场规模近 30 亿美元,五年 CAGR14.8%。硅部件需求提升主要由全球硅片出货量增加,以及先进制程芯片刻蚀次数增加造成硅电极消耗速度加快两大原因驱动。首先,随着全球芯片市场的扩大,芯片产量增加将会增加对刻蚀机的需求,从而带动硅电极市场扩张。我们通过全球 IC 代工销售总额观察这部分影响。同时,随着制程工艺的缩小,晶圆加工过程中刻蚀工艺次数逐渐增大带动硅电极市场更快增长。其中 65nm 需要刻蚀 20 次左右、28nm 需要 40 次、10nm 及以上则需要 100 多次。随着刻蚀次数的增多,作为刻蚀机核心耗材的硅部件的消耗量也就越大。我们通过 2020-2025E 的全球各制程芯片市场占比与各制程芯片所需刻蚀次数,得出 2020-2025E 的全球芯片加权平均刻蚀次数及其增速,来代表制程工艺缩小对硅电极市场的影响。最后,将全球 IC 代工销售总额与加权平均刻蚀次数相乘,模拟两大因素叠加放量,用其增速模拟全球硅电极市场增速(由于制程改进导致芯片单价提高,全球 IC 代工销售总额增速高于 IC 代工销量增速,故此处对 YOY 进行价格平减),得到全球硅电极市场预计在 2025 年达到 29.91 亿美元,五年 CAGR 达到 14.8%。

  预计 2025 年全球刻蚀用单晶硅材料市场规模接近 8 亿美元,五年 CAGR14.80%。据公司 2018 年招股说明书披露,全球刻蚀设备用单晶硅材料市场规模相对较小,约 3-4 亿美元左右。刻蚀用硅材料市场增速与下游硅电极市场增速基本保持一致,市场规模约为硅电极市场的 1/3。我们预测,全球刻蚀用硅材料市场规模将稳定增长,预计于 2025 年达到 7.98 亿美元。

  掌握核心生产制造技术,处于国际先进水平

  单晶硅材料方面:公司持续积累并优化刻蚀用单晶硅材料制造技术。公司所拥有的单晶硅材料制造技术已处于国际先进水平。其中无磁场大直径单晶硅制造技术、固液共存界面控制技术、热场尺寸优化工艺三大核心技术助力公司在生产经营中实现较低的单位生产成本、较高的良品率及参数一致性水平。

  无磁场大直径单晶硅制造技术:随着晶体直径的增加,生产用坩埚直径将增大,生产过程中热场的不均匀性及硅熔液的对流情况也越明显,导致部分硅原子排列呈现不规则性,进而形成更多的晶体缺陷,造成良品率下降。一般情况下坩埚尺寸大于 24 英寸时,大部分市场参与者需要借助强磁场系统抑制对流,以增强生产环境的稳定性,而强磁场系统价格较高,对产品单位生产成本影响较大。公司通过有限元热场模拟分析技术,根据产品技术要求开发相应的热场及匹配工艺,无需借助强磁场系统抑制对流,实现了无磁场环境下大直径单晶硅的制造,有效降低了单位成本。

  固液共存界面控制技术:固液共存界面指晶体生长时的固态晶体与液态硅液接触的界面形状,是硅单晶体生长的核心区域。由于晶体生长本质上属于原子层面的排列变化,因此固液共存界面的微小变化均会对晶体生长质量产生重大影响。在实际晶体生长过程中,影响固液共存界面状态的因素复杂且处于持续动态变化,且单炉拉晶时长一般需要持续 48 小时至 72 小时,长时间维持所需的固液共存界面状态并控制各类微小因素波动影响的难度较高化。公司拥有的固液共存界面控制技术确保晶体生长不同阶段均能保持合适的固液共存界面,大幅提高了晶体制造效率和良品率。

  热场尺寸优化工艺:对于大部分市场参与者,利用直拉法进行拉晶的过程中,成品晶体直径与热场直径比通常不超过 0.5。公司借助有限元分析技术进行生产环境的模拟测算,通过多年持续的研发试验,逐步提升了热场设计能力并实现了热场尺寸的优化。目前公司成品晶体直径与热场直径比已提高到 0.6-0.7 的技术水平,已实现使用 28 英寸石英坩埚完成 19 英寸晶体的量产,有效降低了生产投入成本。

  硅电极方面,公司针对脆性材料的加工,发出了低损伤的高速钻微孔技术。即采用高速机械钻孔技术,对大深径比的微孔进行加工,既提高了加工精度,又极大地减少孔内壁的损伤层,从而改善了产品质量。同时,为了应对刻蚀机厂家的技术升级,公司开发了适用 12 英寸刻蚀机不同工艺的硅电极产品。集成电路制造厂家不断提高等离子体刻蚀工艺的精度标准,硅零部件的大尺寸化和加工精度也随之提高,公司的晶体材料质量和加工水平都能满足客户的需求。

  积极扩张产品线,持续推进下游客户认证

  积极扩产刻蚀用单晶硅材料,改善产品尺寸结构。全球晶圆制造行业过去 5 年的复合增长率在 14.20%左右,而公司过去五年的单晶硅材料销量复合增速为 29.87%,远超行业水平。这一方面由于公司对设备进行升级,另一方面由于刻蚀用硅电极逐渐倾向于大径化,公司对产品结构进行了优化,目前公司的主要产品为 15 寸以上的大尺寸。公司为国内极少数能够实现大尺寸、高纯度集成电路刻蚀用单晶硅材料稳定量产的企业之一,2020 年 5 月,公司使用无磁场直拉法工艺生长出 22 英寸超大直径单晶硅晶体。截止到 2021 年,公司刻蚀用单晶硅材料年产量达到 1711677mm,15 寸以上产品产量达到 950961mm。

  大尺寸材料布局铸就公司高毛利率。单晶硅材料单价与尺寸正相关,且不同尺寸单价差距较大。2021 年,15 寸以下硅产品单价为 196 元/毫米,16 寸以上硅产品单价为 502 元/毫米。随着公司不断引入大尺寸晶体生长设备,推动公司毛利上升。近年来,公司毛利率稳中有升,在 2021 达到 64.07%,16 寸以上产品的毛利率在 2021 年高达 75.82%。

  单晶硅材料认证周期长,推进国内客户认证。刻蚀用单晶硅材料认证过程严格,认证周期一般为 3-12 个月不等。为了保证高品质产品的稳定供应,一旦通过下游客户的认证,客户会与供应商建立长期稳定的合作关系。公司的单晶硅材料产品已通过众多国际领先客户的合格认证,并在加大力度开拓国内市场。2021 年,公司获得数家国内 8 英寸、12 英寸集成电路制造厂商的评估机会,得到数家国内集成电路制造厂商的长期批量订单。公司持续改善原有的依赖海外客户的单一模式,持续增强应对区域性销售波动的抗风险能力。

  设立全资子公司,稳步扩产硅电极。公司在熟练掌握了单晶硅材料的技术后,向下游硅电极领域延伸,在福建泉州设立了福建精工全资子公司,负责硅电极的研发、生产及销售,目前成为国内首家从晶体生长到硅部件完成品全覆盖的公司。2021 年上半年,公司追加在锦州建设硅零部件加工场所,进一步提高了从原材料到成品的技术生产衔接。随着半导体设备国产替代的进程,公司为国内刻蚀设备厂供应硅电极零部件,已获得长期批量订单。目前公司涉足硅零部件刚刚 1-2 年时间,处于认证阶段,产能为月产几百片,未来随着认证通过有望逐渐增加产量。

  争取硅零部件评估机会,为刻蚀机及集成电路制造商提供硅电极。一方面,公司通过与国内刻蚀机厂家共同研发合作,为其提供硅电极完成品,共同推进半导体产业国产化的步伐;另一方面,公司利用子公司福建精工的精密加工能力,完成从大直径单晶硅材料到硅零部件(硅上电极、硅托环)的生产延伸,向国内终端集成电路制造商推广、销售。该产品逐步批量生产,获得数家 8 英寸、12 英寸集成电路制造厂商的评估机会,通过了国内干法刻蚀机制造商的评估,并得到数家集成电路制造厂商的长期批量订单。

  布局轻掺杂低缺陷硅片,助力实现国产替代

  中国半导体硅片市场高增速,国产替代需求强劲

  半导体硅片为芯片制造的基本材料。超纯多晶硅熔化后,掺入硼(B)、磷(P)等元素改变导电能力,放入籽晶经过单晶生长制成单晶硅锭,单晶硅锭经过切片、研磨、腐蚀、抛光、外延(如有)、键合(如有)、清洗等工艺步骤,制造成为半导体硅片,因此硅片的各项参数和品质对芯片质量和良率会产生直接影响。

  轻掺杂硅片制造技术难度较高。根据掺入的硼、磷等元素的比例不同,半导体硅片可分为轻掺杂、中掺杂和重掺杂。通常掺杂浓度越高,半导体的导电性就会变得越好,原因是能进入导带的电子数量会随着掺杂浓度提高而增加。国内硅片技术相对落后,规模化产品主要为重掺低阻产品,用于厚膜外延片底板及之后的亚微米级制程芯片的生产。轻掺杂硅片主要应用于集成电路制造,目前在我国还处于研发阶段。轻掺杂离子注入是采用低能量离子注入的,所以需要采用高电流离子注入设备进行。采用低能量离子注入,离子运动的速率较低,部分离子无法到达晶圓表面,容易造成离子损耗。另外,在晶圆的轻掺杂源漏极(LDD)离子注入制程中,每次注入一个离子,由于一个离子的直径较小,部分离子不经过撞击直接深入到晶圓衬底的底部,也就是晶圆的通道效应,会导致较大的衬底漏电流,破坏晶圆的电学特性。因此低掺杂硅片的制备工艺具有较高的技术壁垒。

  轻掺硅抛光片主要用于制造大规模集成电路,也有部分用于硅外延片的衬底材料,应用领域例如手机电脑的存储器、CPU 等。重掺硅抛光片一般用于硅外延片的衬底材料,外延片即衬底上做好外延层的硅片,主要应用于高压集成电路,下游应用领域包括家电、高铁等。

  半导体硅片行业集中度较高,国内外技术差距较大。2018 年全球前五大硅片企业为日本信越化学、日本 SUMCO、德国 Siltronic、中国台湾 GWC 和韩国 SKSiltron。其中,前两大厂商日本信越半导体、SUMCO 占有 50%以上的市场份额,前五大厂商共占有 90%以上的市场份额。半导体硅片市场高度集中,且国内外技术水平差距较大,12 英寸大尺寸硅片市场参与者也主要为以上厂商。

  全球半导体硅片市场度过低谷,预计市场规模稳步上涨。根据 SEMI 统计,2015 年至 2018 年,全球硅片市场规模高速扩张,于 2018 年达到 114 亿美元;2019 年,市场规模受需求疲软影响出现下降;2020 年,受疫情影响多家硅片厂商纷纷减产导致供给下滑,同时受 5G、AI 及新能源车市场增量影响,硅片需求上升,市场规模维持在 112 亿美元。自 2012 至 2020 年的年均复合增长率为 3.33%,假设市场以该速度扩张,预计 2022 年市场规模可达到 119 亿美元。

  中国大陆半导体硅片市场受政策利好驱动,增速大于全球行业总体增速。2009 至 2019 年,中国大陆半导体硅片销售额从 3.44 亿美元上升至 12.15 亿美元,复合增速达 15.03%,远高于全球市场增速。其中,2018 年,中国半导体硅片市场出现快速增长,同比增速达到 45%。2019 年,全球半导体硅片市场规模下滑,仅有中国半导体硅片市场规模持续扩张,增长率为 22.99%。长期来看,预计中国大陆半导体硅片市场规模将会保持扩大趋势,到 2022 年达到 18.49 亿美元。

  12 英寸为当前主流硅片尺寸,大尺寸趋势明显。半导体硅片的直径越大,在单片硅片上可制造的芯片数量就越多,单位芯片的成本随之降低。半导体硅片尺寸从 6 英寸到 8 英寸,再到当前主流的 12 寸,2017 年至 2020 年期间,12 寸硅片占比从 67%上升到 68.4%, 8 寸硅片占比从 25.8%下降到 25.4%。

  2020 年全球 8 寸硅片市场约为 18 亿美元,国内市场增速快于全球。2020 年全球 8 寸硅片市场规模约为 22.75 亿美元,国内 8 寸硅片市场规模约为 4.36 亿美元,国内市场增速显著快于全球市场增速。目前从全球市场 8 英寸硅片总需求上看,轻掺硅片占全部需求的 70-80%,即 16-18 亿美元;在 12 英寸硅片总需求中,轻掺硅片占比几近 100%。对于国内市场来说,8 寸晶圆厂主要用于制造模拟器件、功率器件,故 8 寸轻掺占比较全球相比略有减少,根据国内晶圆厂产能数据,2020 年 8 寸轻掺硅片市场规模约为 2.09 亿美元。(报告来源:未来智库)

  攻克核心工艺技术,已具备 8 英寸硅片量产能力

  公司轻掺杂低缺陷硅片工艺规格高,比肩国际一流厂商标准。2019 年,在公司实现高质量单晶硅材料的研发生产后,启动了对低缺陷晶体的生产研发。公司具备表面颗粒度控制技术、电阻率控制技术等核心工艺能力。截至目前,公司低缺陷晶体的成品率已经跟海外龙头大厂水平接近。公司研发的核心技术“硅片表面微观线性损伤控制技术”、“低酸量硅片表面清洗技术”、“线切割过程中硅片翘曲度的稳定性控制技术”达到业界先进水平,产品已部分应用于集成电路制造。

  募资建厂进军半导体硅片领域,评估通过后有望快速上量。2020 年,公司公开发行股份 4000 万股,拟筹资 8.67 亿元人民币用于投资 8 英寸半导体级硅单晶抛光片生产建设项目,该项目建设完成并顺利达产后,公司将具备年产 180 万片 8 英寸半导体级硅单晶抛光片以及 36 万片半导体级硅单晶陪片的产能规模。

  5 万片/月产能布局完成,8 英寸硅片进入客户认证流程。公司 8 英寸半导体级轻掺低缺陷硅片研发团队解决了热系统封闭、多段晶体电阻率区间控制、晶体稳态化控制等技术难题,对原生缺陷实现有效控制。目前,公司已完成每月 5 万片产能的设备安装和调试,计划以每月 8000 片的规模进行生产,并持续优化工艺窗口,积极推动客户认证流程,并根据认证及之后的订单情况,将产量逐步提升至当前设备最大产能 50,000 片/月。

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