有研硅研究报告本土硅材料领军者,国产替代

(报告出品方/作者:广发证券,许兴军、王亮、耿正)

一、深耕半导体硅材料领域,领先优势显著

公司聚焦半导体硅材料业务,是中国大陆少数能稳定量产8英寸硅抛光片并生产区熔硅单晶的企业。公司起源于有研集团(原北京有色金属研究总院)半导体硅材料研究室,自上世纪50年代开始半导体硅材料研究,在国内率先实现6英寸、8英寸硅片产业化及12英寸硅片的技术突破,并于年实现刻蚀设备用硅材料产业化。公司主要产品包括6-8英寸半导体硅抛光片、刻蚀设备用硅材料、区熔硅单晶等,已获得国内外主流半导体企业的认可,与华润微、士兰微、华微电子、中芯国际、日本CoorsTek、韩国Hana等主要芯片制造及刻蚀设备部件制造企业保持长期稳定合作关系。

截至年11月7日,RSTechnologies为公司控股股东,合计控制公司69.78%股权。董事长方永义先生为公司实际控制人,直接持有RSHongKong%股权和RSTechnologies6.23%股权,RSHongKong则直接持有RSTechnologies36.82%的股份,综上,方永义先生拥有RSTechnologies43.05%的表决权,并担任其董事长、总经理,合计通过RSTechnologies控制公司69.78%股权。

(一)技术创新能力突出,构建高竞争壁垒

公司研发团队实力强劲,人才培养体系健全。公司研发团队拥有正高级职称人员14人(含国务院特殊津贴专家4人),在晶体生产领域,拥有热场模拟计算团队、热场设计团队等;硅材料加工领域,公司自主设计化学腐蚀设备,工艺菜单可满足高规格产品开发需要。公司重视研发队伍培养,除直接引进人才外,亦充分利用股东人才培养平台,鼓励在职研发人员结合在研项目攻读硕博研究生。管理层技术实力过硬,研发经验丰富。公司总经理、董事张果虎先生长期从事半导体硅材料及工程化研究,在大尺寸硅片加工技术及工程化研究等方面取得了卓越成果,先后参加并承担“八五”、“九五”、“十五”等国家重大攻关任务,获国家科技进步奖、中国发明专利金奖等奖项十余获,取得专利技术30余项。副总经理刘斌先生为正高级工程师,参与了3项国家科技重大专项项目,授权专利十余项,曾获国家科技进步二等奖、省部级科学技术一等奖等荣誉。

公司高度重视创新,近年持续加大研发投入。截至22H1,公司共有80名研发人员,占员工总人数10.74%,公司员工大学本科及以上学历占比27.12%。-H1,公司研发费用分别为34.45、45.90、76.41、37.04百万元,占营收比例5.52%、8.25%、7.64%、6.02%。

公司拥有独立完整的自主研发体系,多次参与国家级重大课题。核心技术由自有研发团队独立完成,并形成了具有自主知识产权的专利布局,目前已拥有专利项,与主营业务相关的发明专利63项。团队多次承担国家重大科研任务,包括《mm硅片产品技术开发与产业化能力提升》、《90nm/mm硅片产品竞争力提升与产业化》与《硅材料设备应用工程》,报告期内参加了国家重点课题《超高纯稀有金属材料精密制备技术》。公司也多次获得政府与行业授予的荣誉奖项,包括中国有色金属工业科学技术奖一等奖(省部级),中国半导体材料十强企业等。

(二)下游需求旺盛,收入规模稳步扩张

营收和利润稳步增长,主要系产能利用率提高。年公司营收8.69亿元,同比增加56.16%,归母净利润1.48亿元,同比增加30.63%。22H1公司营收6.15亿元,同比增加71.17%,主要系公司去年同期受产线搬迁影响收入规模相对小,22H1搬迁影响基本消除,且21年半导体硅抛光片和刻蚀设备用硅材料新增产能已达产,公司产销量提升迅速;公司实现归母净利润1.83亿元,同比扭亏为盈,主要系搬迁后产能利用率高,营收和毛利大幅增长,此外去年同期因员工持股计划公司股份支付费用达0.82亿元,归母净利润为负。

半导体硅抛光片和刻蚀设备用硅材料业务是公司营收的主要组成部分。年,公司半导体硅抛光片、刻蚀设备用硅材料分别占主营业务收入的比重为42.06%、53.32%,其中,6英寸、8英寸抛光片分别占主营业务收入22.92%、16.77%。

公司毛利率整体呈波动状态,主要系公司产品结构变化及各类产品毛利率波动所致。年,公司毛利率为27.93%,同比减少7.45pct,毛利率下降原因为半导体硅抛光片处产能爬坡期,产能利用效率低,单位成本高;销售净利率为21.48%,同比增加1.02pct。22H1,公司毛利率已提升为36.52%,同比增加16.2pct,销售净利率为36.25%,同比增加35.11pct。

二、半导体硅材料位居产业链核心环节,国产替代空间广阔

(一)半导体硅材料位于产业上游,是半导体产业的基石

半导体产业链主要包括设计、制造、封测等环节,支撑产业链包括设计工具EDA、材料与半导体前道制造设备、半导体后道封测设备等。半导体材料位于半导体产业上游,分为半导体晶圆制造材料和封装材料两类,主要包括硅材料、靶材、CMP抛光材料、光刻胶、湿电子化学品、电子特种气体、光掩膜等。

半导体硅材料位于产业链核心,是晶圆制造材料的主要构成部分。半导体硅片是芯片制造的核心材料,90%左右的芯片需使用半导体硅片作衬底片,根据公司招股书引用的SEMI数据,年全球半导体材料占半导体行业市场规模11.56%,晶圆制造材料占比约62.8%,而硅材料在晶圆制造材料中占比33%,是最重要的组成部分。

(二)晶圆代工扩产和工艺技术进步促进硅材料市场成长

从需求端看,晶圆代工厂扩产利好硅材料市场增长。随5G、新能源汽车、物联网快速发展,功率半导体、电源管理芯片等产品需求增多,硅片下游客户晶圆代工厂市场需求也在稳健提升。据公司招股书引用的ICInsights数据,预计-年全球晶圆代工市场规模持续增长,年CAGR约5.24%,到年全球晶圆代工市场将增长至亿美元。随着中芯国际、华力微电子、长江存储等中国大陆芯片制造企业持续扩产,中国大陆芯片制造产能增速将高于全球,从而带动国内半导体硅片需求增长,硅材料出货量也会随之水涨船高,据ICInsights,中国大陆硅晶圆产能约占全球的12.5%(年),其预测22年中国大陆晶圆厂硅晶圆产能将达万片/月,占全球产能17.15%。

从工艺技术进步角度看,随制程缩小,硅材料质量和技术要求持续提高。半导体硅片制造中,需严格控制硅片表面微粗糙度、硅单晶缺陷、金属杂质、晶体原生缺陷、表面颗粒尺寸和数量等直接影响半导体产品成品率和性能的技术指标,制程不断缩小会对硅片缺陷密度与缺陷尺寸的要求愈发严格,从而对硅材料的质量与技术要求亦随之提升。刻蚀设备用硅材料同理,随工艺进步,下游刻蚀设备硅部件厂商对刻蚀设备用硅材料的指数参数要求不断提高,刻蚀设备用硅材料产品的关键性能指标如尺寸、掺杂剂、电阻率、金属含量、微缺陷等都将面临更高的客户要求。因此厂商需要不断提高硅材料生产工艺,提升良品率和生产品质,满足不断更新迭代的下游需求。

(三)硅材料市场随终端需求拉升快速成长,国产化替代空间大

全球半导体硅片规模和出货量受下游半导体行业影响较大,近年随消费电子需求增长而稳步提升。年下半年开始,受益于5G应用普及、AI发展,及新冠疫情创造居家办公、娱乐等场景,消费电子需求持续上升,各类半导体需求反弹,供需矛盾从芯片制造传导至上游硅片环节。据SEMI统计,年全球半导体硅片出货面积达.6亿平方英寸,硅片市场规模达.2亿美元,创历史新高。同时硅片价格也在走高,据公司招股书引用的SEMI和公开数据整理,半导体硅片价格从年0.67美元/平方英寸增长至年价格0.98美元/平方英寸。

半导体硅材料市场随半导体硅片市场需求上升同步增长。据SEMI,年随全球半导体产品需求回暖,全球半导体材料市场规模达亿美元,晶圆制造材料的市场规模为亿美元,构成其主要组成部分的半导体硅材料市场规模约.2亿美元。

刻蚀设备用硅材料和下游硅部件需求和刻蚀设备市场规模紧密相关。据Gartner统计数据,年全球集成电路制造干法刻蚀设备市场规模预计达.89亿美元,同比增长25.36%。预计到年全球集成电路制造干法刻蚀设备市场规模将增长至.85亿美元,年CAGR约为5.84%。刻蚀设备供应商不直接生产刻蚀设备用硅部件,通常指定通过其认证的刻蚀设备用硅部件制造商生产配套硅部件,并提供给下游芯片制造厂商,未来刻蚀设备增长将稳步带动刻蚀设备用硅材料市场空间的拓展。年起中国大陆半导体硅片市场迈入发展快车道,中国半导体硅材料市场随国内半导体硅片销售额增长,国产化替代空间大。年,随着中国各半导体制造商投产,中国半导体制造技术进步及终端产品市场发展,硅晶圆产能不断攀升,据ICInsights,-年,中国大陆晶圆厂硅晶圆产能年复合增长率为22.93%,中国半导体硅片的销售额将随着下游晶圆厂的扩产而打开提升空间。半导体硅片市场增长拉动硅材料需求上升,SEMI,年中国半导体硅材料市场规模为.6亿元,年增长至.5亿元,年至年复合增长率达到16.2%。国内半导体硅材料生产企业技术水平不断提升,中国市场占比维持较高水平,但目前中国硅片市场90%左右市场份额仍由日本信越化学、SUMCO、德国Siltronic、中国台湾环球晶圆等国际巨头占据,国产化率存在大量提升空间。

三、半导体硅材料领军者,加速推进国产替代

(一)半导体硅材料产品布局日趋完善,特色化硅片优势显著

有研硅自成立开始至今,始终专注于半导体硅材料领域,实现了硅材料产品的多元化与特色化布局,产品已涵盖6-8英寸半导体硅单晶及抛光片、11-19英寸刻蚀设备用硅材料、4-8英寸半导体区熔硅单晶及抛光片等,主要用于分立器件、功率器件、集成电路、刻蚀设备用硅部件等的制造,并广泛应用于汽车电子、工业电子、航空航天等下游领域。

公司硅片尺寸涵盖6-8英寸。半导体硅抛光片是生产射频前端芯片、传感器、模拟芯片、分立器件、功率器件等半导体产品的关键基础材料,公司是中国最早从事半导体直拉硅单晶研制的企业之一,在国内率先实现了6英寸、8英寸硅片的研制及产业化,保障了国内下游客户的需求。

公司刻蚀设备用硅材料尺寸为11-19英寸,其中90%以上产品为14英寸以上大尺寸产品。刻蚀设备用硅材料主要应用于加工制成刻蚀用硅部件,刻蚀设备用硅部件是晶圆制造刻蚀环节所需的核心耗材,主要包括硅电极及硅环等。公司在国内率先实现集成电路刻蚀设备用硅材料产业化,主要产品形态包括单晶硅棒、硅筒、硅切割电极片和硅切割环片等,下游客户采购公司上述产品后,经过精密加工制成刻蚀设备用成品硅电极和硅环。

公司其他产品主要包括区熔硅单晶、小直径直拉硅单晶、硅切片及磨片、石英环片等。有研硅是国内为数不多能够生产区熔硅单晶的企业,区熔硅单晶具有高纯度、高电阻率、低氧含量等优点,区熔硅片是制造高压整流器和晶体管等大功率器件,探测器、传感器等敏感器件,微波单片集成电路(MMIC)、微电子机械系统(MEMS)等高端微电子器件的核心材料。

公司坚持半导体产品特色化发展路线,产品具有较高的质量水平和稳定性。有研硅实现了8英寸硅抛光片产品特色化布局,包括功率半导体用8英寸重掺抛光片,数字集成电路用8英寸低微缺陷硅抛光片、IGBT用8英寸轻掺杂硅抛光片、SOI用8英寸硅抛光片等,使得国内相关产品基本依赖进口的局面得到缓解。在刻蚀设备用硅材料领域,公司已覆盖集成电路先进制程用各类单晶材料,品种齐全,主要特色产品包括低缺陷低电阻硅材料、高电阻高纯电极用硅材料、19英寸直径硅材料等。同时,公司始终坚持高品质标准,产品具有较高的质量水平和稳定性,8英寸硅抛光片在翘曲度、平整度、表面颗粒等关键性能指标上较先进。

(二)技术储备丰富,硅材料产业化关键技术处于国内领先水平

通过持续自主研发,公司已形成较为完善的自主知识产权布局。公司作为国内较早开展硅片产业化的骨干单位,拥有独立完整的自主研发体系,核心技术研发由公司技术研发团队独立完成,形成了具有自主知识产权的专利技术布局。截至年10月24日,公司及子公司共拥有已授权专利项,公司的核心技术广泛应用于拉晶、硅片背封、退火、切片、研磨、抛光、清洗、测试等各个环节,解决了半导体单晶缺陷、体铁浓度、硅片表面金属污染、硅片表面平整度等控制难题。

公司研发实力雄厚,硅材料产业化关键技术处于国内领先水平。公司核心团队长期从事半导体硅材料的研发,拥有国内领先的雄厚科研实力,技术水平和创新能力。在硅片领域,公司是我国率先实现6英寸和8英寸硅片规模化生产的企业,相关技术已达到了国内领先水平。在刻蚀设备用硅材料领域,公司作为国内集成电路刻蚀用硅材料领域的主要生产厂商,技术水平已达到国际领先水平,拥有较强的技术优势和市场竞争力,未来发展前景预期良好。

不断加大技术创新投入,聚焦夯实8英寸硅片特色产品优势。公司围绕客户需求及主营业务发展进行产品的开发和创新,实现了8英寸硅片产品品种大部分系列覆盖。未来,公司将不断加大技术创新投入,加大大尺寸硅单晶产品开发,加强大尺寸区熔单晶的研发,密切


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