半導(dǎo)體單晶硅材料行業(yè)之神工股份專題研究報(bào)告

半導(dǎo)體單晶硅材料行業(yè)之神工股份專題研究報(bào)告1.從硅材料到硅片，半導(dǎo)體材料平臺型企業(yè)雛形已成1.1.專注于半導(dǎo)體硅材料的平臺型企業(yè)神工股份為國內(nèi)領(lǐng)先的刻蝕用單晶硅材料供應(yīng)商，技術(shù)領(lǐng)跑全行業(yè)。神工股份成立于2013年7月，主營業(yè)務(wù)為集成電路刻蝕用單晶硅材料、硅零部件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，是國內(nèi)領(lǐng)先的集成電路刻蝕用單晶硅材料供應(yīng)商。公司產(chǎn)品主要應(yīng)用于全球范圍內(nèi)12英寸先進(jìn)制程集成電路制造，為國內(nèi)極少數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)大尺寸、高純度集成電路刻蝕用單晶硅材料穩(wěn)定量產(chǎn)的企業(yè)之一，2018年在集成電路刻蝕用單晶硅材料細(xì)分領(lǐng)域的市場份額達(dá)13%-15%。公司核心產(chǎn)品過去幾年成功打入國際先進(jìn)半導(dǎo)體材料供應(yīng)鏈體系，主要客戶包括三菱材料、SK化學(xué)、CoorsTek、Hana、Silfex等國際知名刻蝕用硅電極制造企業(yè)。硅材料產(chǎn)品核心技術(shù)指標(biāo)國際先進(jìn)，可滿足先進(jìn)制程芯片刻蝕工藝需求。公司生產(chǎn)的集成電路刻蝕用單晶硅材料尺寸范圍覆蓋8英寸至19英寸，其中14英寸以上產(chǎn)品占比超過90%，主要產(chǎn)品形態(tài)包括硅棒、硅筒、硅環(huán)和硅盤，純度為10到11個(gè)9，產(chǎn)品質(zhì)量核心指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平，可滿足7nm先進(jìn)制程芯片制造刻蝕環(huán)節(jié)對硅材料的工藝要求。布局刻蝕用硅電極、芯片用硅片業(yè)務(wù)，打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游，受益產(chǎn)業(yè)鏈條一體化。硅電極產(chǎn)品與硅片產(chǎn)品在與刻蝕用單晶硅材料在生產(chǎn)技術(shù)、工藝等方面具有一致性，公司布局硅電極、硅片業(yè)務(wù)是順勢而為，可受益于產(chǎn)業(yè)鏈條一體化。公司利用子公司福建精工的精密加工能力，完成從大直徑單晶硅材料到硅零部件（硅上電極、硅托環(huán)）的生產(chǎn)延伸。目前硅電極產(chǎn)品已逐步批量生產(chǎn)，獲得數(shù)家8英寸、12英寸集成電路制造廠商的評估機(jī)會(huì)，通過了國內(nèi)干法刻蝕機(jī)制造商的評估，并得到集成電路制造廠商的長期批量訂單。硅片業(yè)務(wù)進(jìn)入客戶認(rèn)證階段，業(yè)務(wù)潛力巨大。1.2.研發(fā)驅(qū)動(dòng)，技術(shù)護(hù)航，高成長持續(xù)兌現(xiàn)集成電路產(chǎn)業(yè)景氣度較高，推動(dòng)2021年公司營收同比增長147%。2019年、2020年受全球半導(dǎo)體市場需求下滑，固態(tài)存儲及智能手機(jī)、PC需求增長放緩，貿(mào)易戰(zhàn)及新冠疫情影響，公司營業(yè)收入增速放緩，神工股份分別實(shí)現(xiàn)營收1.89億元、1.92億元。2020年下半年以來，集成電路行業(yè)景氣度較高，刻蝕機(jī)用大直徑單晶硅材料訂單需求大幅增加，2021年公司實(shí)現(xiàn)營收4.74億元，同比增長147%。從結(jié)構(gòu)來看，大尺寸單晶硅材料營業(yè)收入占比提升。2016年至2019年，15-16寸單晶硅材料分別占營業(yè)收入的39.9%、43.5%、55.5%、58.0%，16-19寸單晶硅材料分別占比15.6%、11.5%、8.6%、19.9%。2016-2020年，15寸以下產(chǎn)品營收占比總體呈下降趨勢，分別占比44.47%、44.98%、35.91%、22.11%、34.6%。利潤率始終維持在高水平，體現(xiàn)出優(yōu)異的定價(jià)能力。從利潤端來看，公司2021年歸母凈利潤水平達(dá)到2.20億元，同比+191.4%，和收入相比呈現(xiàn)出更大業(yè)績彈性——這主要系公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)端，隨著大尺寸產(chǎn)品占比提升，綜合利潤率更高所致——根據(jù)公司2020年年報(bào)披露，其15寸以下/15-16寸/16-19寸產(chǎn)品的毛利率水平分別為59.41%/71.12%/74.79%，利潤率水平跟隨尺寸的提升而提升。規(guī)模效應(yīng)與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化推動(dòng)毛利率、凈利率總體上升。2016-2020年，神工股份通過不斷完善工藝，生產(chǎn)效率、良品率提升，單位人工成本和單位制造費(fèi)用降低，帶動(dòng)毛利率、凈利率水平小幅上升。同時(shí)公司市場占有率及行業(yè)知名度不斷增強(qiáng)，使得公司議價(jià)能力不斷提升。2020年，公司銷售產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生變動(dòng)，開始銷售毛利率較低的硅零部件產(chǎn)品，毛利率小幅下跌。2021Q3，公司毛利率65.5%，與2020年65.2%水平相近；凈利率48.3%，較2020年52.2%有較大下降，主要系為推進(jìn)公司半導(dǎo)體級8英寸輕摻低缺陷拋光硅片業(yè)務(wù)發(fā)展，研發(fā)費(fèi)用較上年同期有較大增幅。三費(fèi)合計(jì)占比呈下降趨勢，主要系管理費(fèi)用占比下降。2016-2021Q3，神工股份費(fèi)用占比分別為10.1%、8.9%、16.7%、14.9%、7.2%與3.6%。2016-2021Q3，管理費(fèi)用占比分別為9.8%、7.4%、16.5%、14.1%、11.9%、5.9%，管理費(fèi)用占比下降為費(fèi)用合計(jì)占比變動(dòng)的主要原因。2021H1年相較于2020年無停工損失，管理費(fèi)用占比下降。研發(fā)費(fèi)用占比逐年提升，系公司重點(diǎn)布局芯片用單晶硅產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目，研發(fā)投入較高。2016-2021Q3，公司研發(fā)費(fèi)用分別為0.02億元、0.05億元、0.11億元、0.10億元、0.18億元與0.34億元，占營業(yè)收入的比例分別為5.51%、4.11%、3.86%、5.25%、9.32%與9.88%。2018年末公司已開始重點(diǎn)布局芯片用硅片產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目，研發(fā)投入將不斷擴(kuò)大。1.3.IPO進(jìn)軍8寸輕摻硅片，股權(quán)激勵(lì)計(jì)劃彰顯信心神工股份公司于2020年2月4日在上海證券交易所科創(chuàng)板上市，公開發(fā)行股份4000萬股，擬籌資8.67億元人民幣。本次IPO募資用途：8.69億元用8英寸半導(dǎo)體級硅單晶拋光片生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目。2.33億元用于研發(fā)中心建設(shè)項(xiàng)目。股權(quán)激勵(lì)計(jì)劃三年業(yè)績考核目標(biāo)彰顯信心，增強(qiáng)公司人才實(shí)力。2022年2月公司推出股權(quán)激勵(lì)計(jì)劃，擬通過定向發(fā)行的方式向激勵(lì)對象授予65萬股限制性股票，授予價(jià)格為每股32.57元。本次計(jì)劃業(yè)績考核目標(biāo)以2021年?duì)I收或凈利潤為基數(shù)，2022/2023/2024年實(shí)現(xiàn)營收或凈利潤增長率不低于30%/69%/120%。本計(jì)劃涉及激勵(lì)對象共72人，占公司員工總數(shù)209人的34.5%，主要包括董事、高級管理人員，核心技術(shù)人員，董事會(huì)認(rèn)為需要激勵(lì)的其他人員。本次股權(quán)激勵(lì)計(jì)劃涉及人員范圍廣，考核目標(biāo)月為未來三年?duì)I收或凈利潤復(fù)合增速30%，公司中長期發(fā)展信心充足，增強(qiáng)公司人才實(shí)力。2.半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化勢在必行，單晶硅材料廠商有望深度受益2.1.刻蝕用單晶硅材料工藝難度大，也是刻蝕工藝核心耗材芯片用單晶硅材料制成的晶圓是半導(dǎo)體芯片制造的基礎(chǔ)原材料。半導(dǎo)體單晶硅材料可分為芯片用單晶硅材料和刻蝕用單晶硅材料。芯片用單晶硅錠經(jīng)過切片、研磨、蝕刻、拋光、外延（如有）、鍵合（如有）、清洗等工藝步驟，制造成為半導(dǎo)體硅片。芯片制造的過程是通過在硅片上反復(fù)循環(huán)光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積等前道工藝，改變材料的導(dǎo)電性和構(gòu)建電晶體結(jié)構(gòu)，最終形成半導(dǎo)體器件。目前，90%以上的芯片與傳感器是基于半導(dǎo)體單晶硅片制成。半導(dǎo)體級單晶硅材料對純度、精度、清潔度要求較高，工藝復(fù)雜、技術(shù)難度較高。原料純度、打孔精度與清潔度都決定了芯片的制程能力，芯片制造對半導(dǎo)體材料均有較高要求。半導(dǎo)體級硅料的純度至少要求9個(gè)9，部分工藝甚至要求12個(gè)9及以上。單晶硅材料生產(chǎn)中需要熱場設(shè)計(jì)、原材料高純度化處理，匹配各類參數(shù)并把握晶體成長窗口期以控制固液共存界面形狀。同時(shí)，產(chǎn)品良品率和參數(shù)一致性受人機(jī)協(xié)調(diào)影響?？涛g用單晶硅是硅電極生產(chǎn)中重要的基礎(chǔ)材料，硅電極是晶圓刻蝕工藝核心耗材。刻蝕用單晶硅材料通過加工制成硅電極裝備于刻蝕設(shè)備，刻蝕過程中，硅電極會(huì)被逐漸腐蝕變薄，當(dāng)硅電極厚度縮減到一定程度后，需用新電極替換以保持刻蝕均勻性?？涛g機(jī)銷售額約占晶圓制造環(huán)節(jié)的24%，是晶圓制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。大尺寸硅片趨勢要求刻蝕用單晶硅材料大徑化，穩(wěn)定量產(chǎn)大尺寸單晶硅材料的技術(shù)壁壘較高。刻蝕用單晶硅材料尺寸必須大于硅片尺寸。目前世界范圍內(nèi)先進(jìn)制程集成電路主要應(yīng)用12英寸硅片，所對應(yīng)刻蝕用單晶硅材料的尺寸一般大于14英寸，最大可達(dá)19英寸。刻蝕用單晶硅材料核心參數(shù)包括缺陷密度、元素含量、元素分布均勻性等，在密閉高溫腔體內(nèi)進(jìn)行原子有序排列并完成晶體生長、同時(shí)控制參數(shù)指標(biāo)是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，穩(wěn)定量產(chǎn)各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)波動(dòng)幅度較低的單晶硅材料的工藝難度較高。實(shí)現(xiàn)單晶硅材料國產(chǎn)化是實(shí)現(xiàn)硅電極、晶圓國產(chǎn)替代的核心要求。由于刻蝕用單晶硅材料無法自制，同時(shí)且受制于下游晶圓廠制定采購或者刻蝕機(jī)廠商制定采購，大部分硅電極都是海外進(jìn)口。CoorsTek、SK化學(xué)等部分龍頭企業(yè)同時(shí)具備單晶硅材料制造能力和單晶硅材料加工能力，其他硅電極制造企業(yè)不具備單晶硅材料制造能力或單晶硅材料制造能力較弱，需要從專業(yè)單晶硅材料制造企業(yè)采購單晶硅材料進(jìn)行后道加工。未來的半導(dǎo)體相關(guān)零部件和耗材或可能率先出現(xiàn)短缺，產(chǎn)品的純度、打孔精度、清潔度都決定了芯片制程的能力，這不是加工中心可以解決的，因此國內(nèi)的晶圓廠對半導(dǎo)體材料企業(yè)都非常重視。2.2.全球半導(dǎo)體進(jìn)入高景氣周期，硅材料受下游需求拉動(dòng)市場規(guī)模擴(kuò)張5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用帶動(dòng)全球半導(dǎo)體進(jìn)入高景氣周期，WSTS預(yù)測2022年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模有望達(dá)到6015億美元。半導(dǎo)體可分為集成電路、分立器件、光學(xué)光電子和傳感器四部分，其中集成電路占比超過80%。細(xì)分到具體產(chǎn)品來看，集成電路可分為數(shù)字芯片與模擬芯片兩部分。WSTS數(shù)據(jù)顯示，2018年至2020年，全球半導(dǎo)體市場規(guī)模從4688億美元增長至4404億美元，存儲芯片等產(chǎn)品是增長的主要?jiǎng)恿Α?G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新應(yīng)用領(lǐng)域的興起，有望帶動(dòng)全球半導(dǎo)體市場進(jìn)入高景氣周期。根據(jù)WSTS預(yù)測，2022年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá)到6015億美元。半導(dǎo)體材料行業(yè)受益于下游需求增長，SEMI預(yù)測2021年全球晶圓制造材料市場規(guī)模有望達(dá)到371億美元。半導(dǎo)體材料按生產(chǎn)流程可分為晶圓制造材料與封裝材料兩類，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中占比約為11%，近年有上升趨勢。晶圓制造材料具體產(chǎn)品包括硅材料、光刻膠、掩膜板、光刻輔助試劑、化學(xué)品、電子氣體、靶材、拋光液及拋光墊等。根據(jù)SEMI預(yù)測，2021年全球半導(dǎo)體材料市場規(guī)模有望達(dá)到587億美元，晶圓制造材料與封裝材料分別達(dá)到371億美元、216億美元，分別占比63.2%、36.8%。近年來，晶圓制造材料占比存在逐年上漲趨勢。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，2022年中國半導(dǎo)體材料市場規(guī)模有望達(dá)到107億美元。在晶圓制造材料與封裝材料分別占比63%、37%假設(shè)下，晶圓制造材料與封裝材料市場規(guī)模分別達(dá)到68億美元、39億美元。硅材料市場有望與半導(dǎo)體材料市場同步擴(kuò)張，我們預(yù)測目前刻蝕用單晶硅材料市場規(guī)模有望達(dá)到18.4億元至22.1億元。在晶圓制造材料中，硅材料市場占比約為37.3%，且近年來有占比提升趨勢。在硅材料占比37.3%假設(shè)下，我們預(yù)計(jì)2022年中國硅材料市場規(guī)模有望達(dá)到25.5億美元，2021年全球硅材料市場規(guī)模達(dá)到138.3億美元。晶圓制造用硅材料中包含了刻蝕用硅材料，根據(jù)招股說明書，目前全球刻蝕用單晶硅材料市場規(guī)模約1500噸-1800噸，公司2018年市場占有率約13%-15%，按照中位數(shù)測算公司銷量約為231噸。公司2018年單晶硅材料銷售收入2.83億元，公司單噸銷售價(jià)格約為122.5萬元/噸。按此價(jià)格計(jì)算，1500-1800噸刻蝕用單晶硅材料市場空間約為18.4億元至22.1億元。晶圓制造中心向國內(nèi)轉(zhuǎn)移，國內(nèi)晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)加速國內(nèi)刻蝕用單晶硅材料市場擴(kuò)容。Wind數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2013年至2020年，中國大陸半導(dǎo)體材料銷售額從56.6億美元增長至97.6億美元，占全球比重從13.15%提升至17.65%，年均復(fù)合增長率8.09%。同期全球半導(dǎo)體材料銷售額從430.5億美元增長至553.1億美元，年復(fù)合增長率為3.64%。國內(nèi)半導(dǎo)體材料銷售增速遠(yuǎn)高于全球平均水平。SEMI統(tǒng)計(jì)顯示，2017年至2020年，全球62座新投產(chǎn)的晶圓廠中有26座來自中國大陸，占比超過40%，成為增速最快的地區(qū)。2015年至2018年，中國純晶圓代工在全球的市場份額由11%增長到19%。隨著集成電路制造廠商新生產(chǎn)線陸續(xù)建成，新增刻蝕設(shè)備不斷投入使用、產(chǎn)能逐步爬升，刻蝕用單晶硅材料需求將進(jìn)一步擴(kuò)大。2.3.單晶硅材料自給率低，國內(nèi)廠商在刻蝕領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)加速突破半導(dǎo)體核心材料行業(yè)國產(chǎn)化率較低，行業(yè)集中度較高。根據(jù)中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2018年半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化率僅22%。半導(dǎo)體材料行業(yè)技術(shù)、資金、市場要求較高，市場主要被美國、日本、歐洲、韓國和中國臺灣地區(qū)的海外廠商所壟斷，國內(nèi)廠商整體技術(shù)水平與生產(chǎn)規(guī)模與國外存在較大差距，行業(yè)集中度較高。2020年，刻蝕設(shè)備行業(yè)市占率前五的廠商包括泛林集團(tuán)、東電電子、應(yīng)用材料、日立、科磊半導(dǎo)體，行業(yè)CR5達(dá)到97.4%。單晶硅材料方面，市場主要被日本、韓國、美國及中國臺灣企業(yè)占據(jù)。國內(nèi)廠商在刻蝕用單晶硅材料領(lǐng)域加速突破。CoorsTek、SK化學(xué)等頭部企業(yè)同時(shí)具備單晶硅材料制造能力和硅電極制造能力，其他硅電極制造企業(yè)需外購單晶硅材料進(jìn)行后道加工。國內(nèi)廠商在刻蝕用單晶硅材料領(lǐng)域加速突破，頭部企業(yè)包括神工股份、有研半導(dǎo)體等。神工股份是國內(nèi)唯一實(shí)現(xiàn)刻蝕用單晶硅材料量產(chǎn)的國內(nèi)廠商，在下游半導(dǎo)體設(shè)備和晶圓廠持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)的帶動(dòng)下，在硅刻蝕細(xì)分領(lǐng)域內(nèi)有望加速國產(chǎn)替代。2.4.神工大直徑產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)先，客戶粘性加深公司核心技術(shù)滿足先進(jìn)制程芯片制造刻蝕要求，技術(shù)優(yōu)勢建立護(hù)城河。神工的第一大核心技術(shù)是大直徑單晶硅無尾制造技術(shù)，可節(jié)省原材料成本、縮短生產(chǎn)時(shí)間。此外，公司所擁有的無磁場大直徑單晶硅制造技術(shù)、固液共存界面控制技術(shù)、熱場尺寸優(yōu)化工藝等技術(shù)是實(shí)現(xiàn)集成電路刻蝕用單晶硅產(chǎn)品制造的手段和方法，有效降低了產(chǎn)品的單位生產(chǎn)成本，提高了良品率和參數(shù)一致性水平?；趪H先進(jìn)的技術(shù)和工藝，公司生產(chǎn)并銷售的集成電路刻蝕用單晶硅材料純度可達(dá)到10到11個(gè)9，可滿足先進(jìn)制程芯片制造刻蝕環(huán)節(jié)對硅材料的工藝要求。積極優(yōu)化產(chǎn)品布局匹配市場需求變動(dòng)，盈利能力有望提升。近年來，公司對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)作出調(diào)整優(yōu)化，適應(yīng)市場大直徑產(chǎn)品需求，目前15英寸以上的產(chǎn)品已成為公司的主力產(chǎn)品。2020年5月，公司在大直徑刻蝕用單晶硅材料方面實(shí)現(xiàn)了較大的研發(fā)突破，已具備生產(chǎn)以直拉法為主的22英寸單晶硅體材料的能力，該產(chǎn)品將在最新的刻蝕機(jī)機(jī)型上最終作為硅電極成品所使用。公司的大直徑產(chǎn)品技術(shù)實(shí)力已領(lǐng)先全行業(yè)。2020年以來，公司增加了硅盤和硅環(huán)的產(chǎn)能，以滿足客戶的新增需求。新產(chǎn)品毛利率提升，未來公司有望通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改善持續(xù)提升自身的盈利能力。3.國內(nèi)晶圓廠加速擴(kuò)產(chǎn)，硅電極廠迎來國產(chǎn)化機(jī)遇3.1.硅電極是刻蝕機(jī)核心耗材，工藝向極端精細(xì)化發(fā)展刻蝕用硅電極是晶圓制造刻蝕環(huán)節(jié)周期性耗材?？涛g設(shè)備的工作原理是將硅片置入單晶硅環(huán)，合體作為正極置于刻蝕設(shè)備腔體的下方，然后把處于刻蝕設(shè)備腔體上方帶有密集微小通孔的單晶硅盤作為負(fù)極，附加合適的電壓，加上酸性的等離子刻蝕氣體，在高溫腔體內(nèi)按前序工藝光刻機(jī)刻出的電路結(jié)構(gòu)在硅片上進(jìn)行微觀雕刻。一個(gè)硅環(huán)在刻蝕約200片晶圓后需進(jìn)行更換，因此刻蝕用硅電極周期性消耗，是刻蝕環(huán)節(jié)的核心耗材。硅片生產(chǎn)技術(shù)向極端精細(xì)化發(fā)展，高精度打孔與孔位清洗程度技術(shù)復(fù)雜、壁壘較高。硅電極表面分布有300-900個(gè)微孔，打孔時(shí)使用直徑為0.4mm、長度為11.5mm的金剛石鉆頭，而硅電極一般厚度10mm，長徑比L/D=28.75:1。單面打孔深孔加工排屑困難，冷卻效果差，刀具磨損大、使用壽命短，微孔直徑偏大；雙面打孔技術(shù)的難點(diǎn)則在于控制第二次打孔時(shí)微孔的偏移量。每道加工工序后均有清洗工序去除機(jī)械加工帶來的油污和硅渣殘留。同時(shí)，線寬的不斷變小給硅部件加工提出了越來越高的要求，在表面及邊緣粗糙度、真圓度、硅電極微孔內(nèi)部機(jī)械損傷厚度和微孔邊緣形貌參數(shù)上提出更精確要求。硅電極微孔內(nèi)表面質(zhì)量對晶圓質(zhì)量至關(guān)重要，顆粒玷污及微孔表面機(jī)械損傷在氣體帶動(dòng)下進(jìn)入反應(yīng)腔體，將造成晶圓的報(bào)廢。3.2.硅電極行業(yè)：目前海外壟斷，晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)帶動(dòng)國產(chǎn)替代加速我們預(yù)計(jì)2020年中國、全球刻蝕用硅電極市場規(guī)模分別有望達(dá)到2.3億美元、19億美元。根據(jù)前文，晶圓制造用硅材料包括芯片用和刻蝕用單晶硅材料，即刻蝕用硅電極市場規(guī)模即晶圓制造用硅材料與大硅片市場規(guī)模之差。我們預(yù)計(jì)2020年中國晶圓用硅材料市場規(guī)模有望達(dá)到22.3億美元，2020年全球硅材料市場規(guī)模達(dá)到131.0億美元。SEMI統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全球半導(dǎo)體硅片規(guī)模為112億美元。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，2020年中國硅片市場規(guī)模有望達(dá)到20億美元。據(jù)此我們測算出2020年全球、中國的刻蝕用硅電極零部件的市場空間分別有望達(dá)19億美元、2.3億美元。中國刻蝕用硅電極需求旺盛，但80%-90%采用進(jìn)口產(chǎn)品，國產(chǎn)替代空間大。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，2021年中國硅片市場規(guī)模有望達(dá)到23億美元，是第一大芯片需求市場。2020年，中國大陸地區(qū)半導(dǎo)體材料銷售額達(dá)97.6億美元，同比增長11.9%，市場規(guī)模位區(qū)全球第二，僅次于中國臺灣。國內(nèi)硅片需求帶動(dòng)硅電極需求增長，但是在刻蝕環(huán)節(jié)80%-90%采用的都是國外的硅電極產(chǎn)品，進(jìn)口替代的空間巨大。硅電極市場參與者主要為國外廠商，日本、美國、韓國、中國臺灣、德國等國家和地區(qū)占據(jù)絕對主導(dǎo)地位。雖然國產(chǎn)半導(dǎo)體材料銷售規(guī)模不斷提升，但從整體技術(shù)水平和規(guī)模來看，國產(chǎn)半導(dǎo)體材料企業(yè)和全球行業(yè)龍頭企業(yè)相比仍然存在較大差距。目前市場主要參與者包括三菱材料、CoorsTek、SK化學(xué)等頭部企業(yè)，部分企業(yè)同時(shí)具備刻蝕用單晶硅材料生產(chǎn)與硅電極生產(chǎn)能力。國內(nèi)半導(dǎo)體材料企業(yè)嶄露頭角，硅電極國產(chǎn)化進(jìn)程加速。2000年以后，多家半導(dǎo)體材料企業(yè)相繼成立，國有企業(yè)開始嶄露頭角。國內(nèi)的單晶材料代表企業(yè)包括金瑞泓、有研半導(dǎo)體、中環(huán)半導(dǎo)體、鑫晶半導(dǎo)體、上海新昇、新傲科技等，但是人才短缺與技術(shù)壁壘仍是國內(nèi)硅材料企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，具有刻蝕用硅電極量產(chǎn)能力的企業(yè)仍屈指可數(shù)。3.3.公司硅電極產(chǎn)品進(jìn)入下游廠商供應(yīng)鏈，有望深度受益國產(chǎn)替代國產(chǎn)替代浪潮下，下游晶圓廠、刻蝕機(jī)廠商開始引入國產(chǎn)硅電極供應(yīng)商，公司硅電極產(chǎn)品已進(jìn)入下游廠商供應(yīng)鏈。晶圓廠方面，晶圓廠產(chǎn)線穩(wěn)定后會(huì)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取刻蝕機(jī)廠商以外的廠家采購零部件，以降低耗材成本。晶圓廠將首選風(fēng)險(xiǎn)較低的產(chǎn)線做早期的評估，而后引進(jìn)工藝要求較高的產(chǎn)線產(chǎn)品。神工股份從8英寸產(chǎn)線上較為成熟的工藝或者特色工藝上開始突破，2020年已在國內(nèi)知名廠商的獲取了量產(chǎn)訂單，并在部分功率器件國產(chǎn)龍頭企業(yè)得到了評估機(jī)會(huì)。此后公司也積極接觸國內(nèi)的12英寸的晶圓廠，推進(jìn)12寸產(chǎn)線產(chǎn)品認(rèn)證。同時(shí)國內(nèi)刻蝕機(jī)廠商開始引入國產(chǎn)硅電極供應(yīng)商以降低成本、保證穩(wěn)定供應(yīng)。公司自2018年就開始與國內(nèi)的刻蝕機(jī)廠商進(jìn)行接觸，目前已是部分刻蝕機(jī)廠商的合格供應(yīng)商，在幾款機(jī)型中已認(rèn)證了部分產(chǎn)品。材料純度、加工精度與清洗技術(shù)領(lǐng)先，硅電極生產(chǎn)成本優(yōu)勢明顯，規(guī)模化量產(chǎn)后公司盈利能力有望持續(xù)提升。公司單晶硅材料的生產(chǎn)工藝和能力領(lǐng)先，材料純度、加工精度和后期清洗技術(shù)能力領(lǐng)先，大幅提升硅電極產(chǎn)品的技術(shù)和成本優(yōu)勢。目前神工股份是國內(nèi)唯一實(shí)現(xiàn)晶體材料到硅電極量產(chǎn)完成品的一體化公司，競爭優(yōu)勢明顯。硅電極行業(yè)的平均毛利率水平在35%左右，產(chǎn)品規(guī)?；慨a(chǎn)后公司盈利能力將持續(xù)提升。4.硅片亟待國產(chǎn)化驗(yàn)證突破，神工發(fā)力8寸輕摻4.1.大尺寸輕摻雜硅片技術(shù)待突破，國內(nèi)市場潛能巨大半導(dǎo)體硅片可分為輕摻雜、中摻雜和重?fù)诫s硅片，低摻雜硅片制備工藝技術(shù)壁壘較高。根據(jù)摻入的硼、磷等元素的比例不同，半導(dǎo)體硅片可分為輕摻雜、中摻雜和重?fù)诫s。通常摻雜濃度越高，進(jìn)入導(dǎo)帶的電子數(shù)量會(huì)隨著摻雜濃度提高而增加，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性就會(huì)變得越好。重?fù)诫s的半導(dǎo)體中，摻雜物和半導(dǎo)體原子的濃度比約是千分之一，而輕摻雜則可能會(huì)到十億分之一的比例。重?fù)降妥璁a(chǎn)品主要用于厚膜外延片底板及之后的亞微米級制程芯片的生產(chǎn)。輕摻雜硅片主要應(yīng)用于集成電路制造。重?fù)焦杵柙谥負(fù)絾尉Ч璨牧现瞥傻囊r底片上生長一層幾十微米到一百多微米不等的外延層。因?yàn)橛型庋訉?，所以重?fù)絾尉w對缺陷要求較低。而輕摻硅片沒有外延層，對輕摻硅晶體材料的原生缺陷要求很高。輕摻雜離子注入是采用低能量離子注入的，離子運(yùn)動(dòng)的速率較低，離子損耗高，同時(shí)存在晶圓的通道效應(yīng)，容易導(dǎo)致較大的襯底漏電流，破壞晶圓的電學(xué)特性。因此低摻雜硅片的制備工藝具有較高的技術(shù)壁壘。輕摻雜低缺陷硅片應(yīng)用場景廣泛，國內(nèi)廠商生產(chǎn)能力較弱，市場潛能巨大。國內(nèi)廠商量產(chǎn)產(chǎn)品主要為重?fù)诫s硅片，主要應(yīng)用于高壓集成電路，下游應(yīng)用領(lǐng)域包括家電、高鐵等。高壓集成電路生產(chǎn)技術(shù)門檻較低，僅占硅片市場整體份額的30%左右。而電壓在10V以下的低壓集成電路市場份額占比較大，須通過輕摻雜低缺陷硅片制備。目前從全球市場8英寸硅片總需求上看，輕摻硅片約占全部需求的70%；在12英寸硅片總需求中，輕摻硅片占比幾近100%。我國8英寸和12英寸輕摻低缺陷硅片規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)待突破，輕摻雜低缺陷硅片尚未出現(xiàn)技術(shù)成熟的市場參與者，市場潛能巨大。4.2.硅片供需矛盾加劇、持續(xù)漲價(jià)，制造中心向國內(nèi)轉(zhuǎn)移疫情影響下，硅片供需矛盾加劇，產(chǎn)品持續(xù)漲價(jià)。2020年，受疫情影響多家硅片廠商供給下滑，同時(shí)受5G、光伏及新能源車等下游需求上漲影響，硅片需求量上升。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2020年全球半導(dǎo)體硅片出貨124億平方英寸，同比上漲5.1%。半導(dǎo)硅片企業(yè)新產(chǎn)線的投產(chǎn)一般至少要兩年時(shí)間，短期內(nèi)半導(dǎo)體硅片產(chǎn)能無法快速提升。硅片供需矛盾加劇，出現(xiàn)持續(xù)漲價(jià)。目前的半導(dǎo)體硅片市場還處于緊平衡狀態(tài)，半導(dǎo)體硅片價(jià)格或?qū)⒕S持高位。全球半導(dǎo)體制造中心向中國轉(zhuǎn)移，中國半導(dǎo)體硅片市場規(guī)模增速高于全球水平。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，2021年中國硅片市場規(guī)模有望達(dá)到23億美元，同比增長15%。中國硅片市場規(guī)模增長趨勢不變。4.3.中國硅片廠商積極擴(kuò)產(chǎn)打破國外壟斷，神工彌補(bǔ)輕摻低缺陷硅片空白硅片制造行業(yè)市場高度集中，前五市場參與者均為國外廠商。硅片制造行業(yè)市占率前五的廠商包括信越、SUNCO、環(huán)球晶圓、世創(chuàng)及SK海力士，行業(yè)CR5達(dá)到87%。半導(dǎo)體硅片市場高度集中，且國內(nèi)外技術(shù)水平差距較大，12英寸大尺寸硅片市場參與者也主要為以上廠商。國內(nèi)晶圓廠商積極擴(kuò)產(chǎn)，2022至2023年或?qū)⒂瓉懋a(chǎn)能集中釋放。中芯國際、華虹半導(dǎo)體、長江存儲等廠商均設(shè)置擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，2022年至2023年或?qū)⒂瓉懋a(chǎn)能集中釋放，擴(kuò)產(chǎn)產(chǎn)能集中在12英寸硅片方面。技術(shù)方面來看，我國尚處于攻克8英寸和12英寸輕摻低缺陷硅片規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)難關(guān)的階段，上述兩種大尺寸硅片國產(chǎn)化相關(guān)技術(shù)尚待實(shí)現(xiàn)突破。從核心參數(shù)來看，目前國際上技術(shù)領(lǐng)先的硅片已用于生產(chǎn)7nm及以下先進(jìn)制程的芯片，國內(nèi)大規(guī)模化量產(chǎn)大尺寸硅片技術(shù)起步相對晚，多數(shù)集中在重?fù)降妥璁a(chǎn)品上，用作為厚膜外延片底板及之后的亞微米級制程芯片的生產(chǎn)中。公司8英寸輕摻低缺陷拋光片產(chǎn)品進(jìn)入認(rèn)證流程，初步合格率逐步提升到接近國際大廠的水平。硅片生產(chǎn)與刻蝕用單晶硅材料生產(chǎn)原理、工藝流程及多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)上存在通用性及一致性，公司已掌握了包含8英寸半導(dǎo)體級硅片在內(nèi)的晶體生長及硅片表面精密加工等多項(xiàng)核心技術(shù)。2021年上半年，公司“半導(dǎo)體級8英寸輕摻低缺陷拋光片”募投項(xiàng)目已完成月產(chǎn)能50000片的設(shè)備安裝調(diào)試工作；目前按計(jì)劃以每月8000片的規(guī)模進(jìn)行生產(chǎn)，以持續(xù)優(yōu)化工藝；產(chǎn)品已進(jìn)入客戶認(rèn)證流程。2021年12月公司公告基于項(xiàng)目建設(shè)施工、設(shè)備采購與物流等多方面綜合考慮，調(diào)整募投項(xiàng)目至2023年驗(yàn)收。但是客戶認(rèn)證流程未受影響，客戶認(rèn)證評估通過后公司有望迅速擴(kuò)產(chǎn)至月產(chǎn)15萬片規(guī)模，公司成長確定性未改變。5