公司是国内半导体龙头企业 盈利能力有望提升

2022/3/21 13:38:18 | 万隆证券网·运营部整理

  沪硅产业(688126)简要分析报告

  

  基本亮点:

  

  1、2022 年 2 月公司发布业绩预告,2021 年营收较上年同期增长 36.19%,净利润较上年同期增长 66.58%,是中国大陆规模最大的半导体硅片制造企业之一,也是中国大陆率先实现 300mm 半导体硅片规模化生产和销售的企业。技术上实现 300mm 硅片 14nm 及以上逻辑工艺与 3D 存储工艺的全覆盖和规模化销售,目前公司的主要业绩还是来自于 8 英寸及以下硅片业务,这块业务公司技术很成熟,目前产量和价格都在逐年提升,这块业务是公司业绩的一个压舱石,公司未来业务最大的增量来自于 12 英寸硅片业务,公司目前产量 30万片/月,由于良率的问题,目前这块业务还是亏损,预计 2023 年这块业务能扭亏,根据公司规划,到 2025 年,公司要实现 100 万片的月产能,公司未来几年业绩的持续高速增长应该是大概率事件。


  关注点:

  

  1、国内半导体行业的进展状况;

  

  2、公司主营业务的发展情况;

  

  分析要点:

  

  公司成立于 2015 年,专注于 8/12 英寸半导体硅片的研发、生产及销售,目前公司控股上海新昇、新傲科技、Okmetic 三个子公司。经过多年的发展,沪硅产业已成为中国大陆规模最大的半导体硅片厂商之一,并率先实现 12 英寸半导体硅片规模化量产。


  公司的主要产品包括 8 英寸及以下半导体抛光片、外延片、SOI 硅片,以及 12 英寸半导体抛光片、外延片,各产品均已向国内外各大晶圆制造厂批量供货。目前公司已成为具备国际竞争力的半导体硅片企业,不仅向中芯国际、华虹宏力、华力微电子、华润微电子、长江存储、武汉新芯等国内顶尖晶圆制造商批量供应硅片,也向格罗方德、恩智浦、意法半导体等国外知名晶圆制造商批量供应硅片。


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  分业务来看,8 英寸及以下半导体硅片(含 SOI 硅片)占营收比重较大,2020 营收占比 67.74%,但是 12 英寸硅片营收占比也在稳步提升。2020 营收占比上升至 17.44%.


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  公司 8 英寸及以下半导体硅片(含 SOI 硅片)主要由 Okmetic 和新傲科技两家子公司生产,12 英寸硅片主要由上海新昇生产。


  1、 半导体大硅片国产替代空间大,未来发展潜力大

  

  半导体是指在常温下导电性能介于绝缘体与导体之间的材料。半导体是电子产品的核心,被称为现代工业的“粮食”。 半导体行业具有技术难度高、投资规模大、产业链环节长、产品种类多、更 新迭代快、下游应用广泛的特点,产业链呈垂直化分工格局。半导体制造产业链包含设计、制造和封装测试等环节,硅片属于属于芯片制造材料环节。

  

  半导体制造材料主要包括硅片、电子气体、光掩模、光刻胶配套化学品、抛光材料、光刻胶、湿法化学品与溅射靶材等。根据 SEMI 统计,硅片、 电子气体、光掩模、光刻胶配套化学品分别占全球半导体制造材料行业 36.85%、 13.13%、12.52%、7.09%的市场份额。半导体硅片占比最高,为半导体制造的核心材料。


  常见的半导体材料包括硅(Si)、锗(Ge)等元素半导体及砷化镓(GaAs)、 氮化镓(GaN)等化合物半导体,其中硅基半导体材料是目前产量最大、应用最广的半导体材料,90%以上的半导体产品是用硅基材料制作的。半导体硅片通常可以按照尺寸、工艺进行分类,主要有 50mm(2 英寸)、75mm(3 英寸)、 100mm(4 英寸)、150mm(6 英寸)、(8 英寸)与 300mm(12 英寸) 等规格。在摩尔定律的影响下,半导体硅片正在不断向大尺寸的方向发展,尺寸越大, 制造难度越大。


  硅片尺寸越大,在单片硅片上制造的芯片数量就越多,单位芯片的成本随之降低。同时,在圆形的硅片上制造矩形的芯片会使硅片边缘处的一些区域无法被 利用,必然会浪费部分硅片。因此,硅片的尺寸越大,相对而言硅片边缘的损失 会越小,有利于进一步降低芯片的成本。例如,在同样的工艺条件下,300mm 半导体硅片的可使用面积超过 200mm 硅片的两倍以上,可使用率(衡量单位晶圆可生产的芯片数量的指标)是 200mm 硅片的 2.5 倍左右。


  半导体硅片尺寸越大,对半导体硅片的生产技术、设备、材料、工艺的要求越高。目前,全球市场主流的产品是 200mm、300mm 直径的半导体硅片。在高精度模拟电路、射频前端芯片、嵌入式存储器、CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器、高压 MOS 等特殊产品方面,200mm 及以下芯片制造的工艺 更为成熟,200mm 及以下半导体硅片的需求依然存在。200mm 及以下半导体硅片的需求主要来源于功率器件、电源管理器、非易失性存储器、MEMS、显示驱动芯片与指纹识别芯片等,终端应用领域主要为移动通信、汽车电子、物联网、工业电子等。 目前,300mm 半导体硅片的需求主要来源于存储芯片、图像处理芯片、通用处理器芯片、高性能 FPGA(现场可编程门阵列)与 ASIC(专用集成电路), 终端应用主要为智能手机、计算机、云计算、人工智能、SSD(固态存储硬盘) 等较为高端领域。


  根据制造工艺分类,半导体硅片主要可以分为抛光片、外延片与以 SOI 硅片为代表的高端硅基材料。单晶硅锭经过切割、研磨和抛光处理后得到抛光片。 抛光片经过外延生长形成外延片,抛光片经过氧化、键合或离子注入等工艺处理后形成 SOI 硅片。外延片主要应用于二极管、IGBT(绝缘栅双极型晶体管) 等功率器件的制造,SOI 硅片适合应用在要求耐高压、耐恶劣环境、低功耗、集成度高的芯片上,如射频前端芯片、功率器件、传感器以及硅光子器件等芯片产品。


  目前全球半导体硅片市场最主流的产品规格为 300mm 硅片和 200mm 硅片, 300mm 硅片占比持续上升。2019 年,300mm 硅片和 200mm 硅片市场份额分别为 67.22%和25.41%,两种尺寸硅片合计占比首次超过 90%。


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  半导体硅片作为芯片制造的关键材料,市场集中度很高,目前全球半导体硅片市场主要被日本、德国、韩国、中国台湾等国家和地区的知名企业占据。中国的半导体硅片企业主要生产 150mm 及以下的半导体硅片,仅有少数几家企业具有 200mm 半导体硅片的生产能力。2017 年以前,300mm 半导体硅片几乎全部依赖进口。2018 年,沪硅产业子公司上海新昇作为中国大陆率先实现 300mm 硅片规模化销售的企业,打破了 300mm 半导体硅片国产化率几乎为 0%的局面。2019 年,全球前五大半导体硅片企业信越化学、SUMCO、Siltronic、环球晶圆、SK Siltron 合计销售额占全球半导体硅片行业销售额比重高达90.75%,所以目前中国半导体硅片的进口替代空间是非常大的。


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  2010 年至 2013 年,中国大陆半导体硅片市场发展趋势与全球半导体硅片市场一致。2014 年起,随着中国各半导体制造生产线投产、中国半导体制造技术 的不断进步与中国半导体终端产品市场的飞速发展,中国大陆半导体硅片市场步 入了飞跃式发展阶段。2017年至 2019 年,中国大陆半导体硅片销售额从 6.91 亿美元上升至 10.71 亿美元,年均复合增长率高达 24.49%。


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  2017 年至 2019 年全球 SOI 硅片市场销售额从 5.37 亿美元增长至 9.15 亿美 元,年均复合增长率 50.55%。由于中国大陆芯片制造领域具备 SOI 芯片生产能力的企业并不多,中国 SOI 硅片产销规模较小。但是 SOI 硅片具有寄生电容小、短沟道效应小、集成密度高、速度快、功耗低、 工艺简单等优点,近年来,在 5G 通信、物联网、人工智能、汽车电子等终端市场的驱动下,SOI 硅片已经广泛应用于射频前端芯片、传感器、功率器件、硅光子器件等集成电路芯片的制造。其中,尤以射频应用最为广泛。所以 SOI 硅片未来在中国的发展潜力会更大。


  2、公司两大主营业务未来几年的发展潜力都很大

  

  下面主要讲一下公司的硅片业务:

  

  1、8 英寸及以下硅片

  

  公司 8 英寸及以下硅片发展相对成熟,2016 年,公司收购芬兰硅片公司 Okmetic,Okmetic 主要产品为 8 英寸及以下半导体硅抛光片和 SOI 硅片,2019 年,公司并购新傲科技,新傲科技主要产品为 8 英寸及以下半导体外延片和 SOI 硅片,与此同时,公司也是法国半导体材料公司 Soitec 的大股东之一,目前 Soitec 生产的 SOI 硅片占全球的80%以上的市场,而采用 Soitec 公司的 SmartCut 技术生产的 SOI 硅片则超过了全球SOI 硅片生产总量的 95%。公司 8 英寸及以下的半导体硅片(含 SOI 硅片)产品主要面向射频前端芯片、模拟芯片、先进传感器、汽车电子等高端细分市场。


  公司 200mm 硅片产品主要包括抛光片,SOI 硅片,外延片。其中,Okmetic 生产抛光片和 SOI 硅片,新傲科技生产 SOI 硅片和外延片。从制程来看,公司 200mm 及以下半导体硅片(含 SOI 硅片)产品可应用于 90nm、0.11µm、0.13µm、0.18µm、0.25µm、0.35µm、0.5µm 等制程。


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  截至 2021 年第三季度,公司 8 英寸及以下硅片产能约为 40 万片/月,其中新傲科技8 英寸硅外延片产能约为 20 万片/月,Okmetic 8 英寸及以下硅片产能约 20 万片/月。公司 SOI 硅片产能约 5 万片/月,其中新傲科技 SOI 硅片产能超过 3 万片/月,OkmeticSOI 硅片产能约 2 万片/月。此外,新傲科技仍有 SOI 硅片扩产计划。


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  目前公司 8 英寸及以下硅片业务每年的营收、销售单价均稳步提升。2017-2020 年,公司 8 英寸及以下半导体硅片营收分别为 6.68 亿元、7.94 亿元、10.96 亿元、12.27亿元,CAGR 达 22.5%。此外,2017-2020 年公司 8 英寸及以下硅片销售单价分别为 237元、278 元、291 元、330 元,CAGR 为 11.7%%。营收和单价的同时逐年提升,使得公司8 英寸及以下硅片业务的净利润每年都是稳定增长,预计未来几年,公司这块业务的增长态势还会持续。


  2、12 英寸硅片业务

  

  8 英寸及以下硅片业务是公司业绩的压舱石,那么 12 英寸硅片业务就是公司未来业绩最主要的增长极。作为中国大陆硅片龙头, 肩负国产替代重任,公司承担了多项国家“02 专项”,公司《40-28nm 集成电路用 12 英寸硅片成套技术开发与产业化》项目于2020 年 9 月通过国家 02 专项验收,全面完成了项目任务,并在该项目的支持下实现了28nm 以上工艺节点全覆盖,并商业化量产供货。截至 2021 年中,公司已完成 14nm 逻辑产品用硅片的技术认证,并已开始批量供货;此外,公司 128 层 3D NAND 用硅片认证也已成功通过,64 层 3D NAND 用硅片已大批量出货。


  经过多年的持续研发和生产实践,目前公司已掌握了 12 英寸半导体硅片的半导体硅片生产的整套核心技术,具体包括单晶生长技术、切割技术、化学腐蚀技术、研磨技术、抛光技术、清洗技术、外延技术、SOI 技术与量测技术。


  公司率先实现 300mm 硅片国产化 0 的突破。上海新昇 300mm 硅片项目 2014 年开始建设,2015 年一期厂房开工建设,2016 年 10 月成功拉出第一根 300mm 单晶硅锭,2017年第一片产品销售、第一片正片送样, 2018 年最终实现了 300mm 半导体硅片的规模化生产,达产 10 万片/月,填补了中国大陆 300mm 半导体硅片产业化的空白,同时无缺陷晶体研制成功;2019 年,上海新昇 28nm 逻辑 3D-NAND 存储正片通过长江存储认证,第 100万片产品下线。


  12 英寸晶圆主要用于生产高算力的逻辑器件、DRAM 存储器、3D NAND 存储器等,其终端应用领域主要为智能手机、PC、平板电脑、服务器、游戏、汽车等。目前全球 12 英寸晶圆需求非常强劲,根据 SEMI 发布的报告,2021 年第二季度全球硅晶圆出货面积再创新高,达到 3534 百万平方英寸,同比增长 12%。根据 SUMCO 统计,2021 年末全球 12 英寸晶圆需求量超过 750 万片/月,创历史新高。


  并且为了解决芯片短缺问题,全球晶圆厂还在持续大力扩产。根据 SEMI 统计,全球半导体制造商将在 2021-2022 年开始建设 29 座新的高产能晶圆厂,其中生产 12 英寸晶圆的晶圆厂将占大部分,预计将有 15 个。这 29 座晶圆厂每月可生产多达 260 万片晶圆,全球硅片需求将会进一步提升。


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  据 SUMCO 统计,目前国内晶圆需求端占全球市场 6%左右,若包括国外在大陆建厂的晶圆制造厂商,总体需求占比约为全球晶圆需求的 15%,且未来需求仍将持续提升。根据芯思想统计,国内晶圆制造商 2021 年对 12 英寸硅片需求量约为 100 万片/月,预计到2022 年可达到 130-140 万片/月。受到技术工艺和成本影响,国内大多企业仅能供应 8 英寸及以下尺寸的硅片,仅有极少企业拥有 12 英寸硅片生产能力。国内硅片供应市场以信越、SUMCO 及中国台湾环球晶圆为代表的硅片厂商为主。从 2018 至 2020 年全球前五大硅片的制造商近三年合计占比分为别 92.57%、88%和 87%。


  目前公司是国内首家实现 12 英寸半导体硅片规模化生产的企业,打破了我国 12 英寸半导体硅片国产化率几乎为 0%的局面。2018 年公司 12 英寸硅片产能达到 10 万片/月,2019 年达到 15 万片/月,2020 年达到 20 万片/月,2021 年达到 30 万片/月。


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  目前公司 12 英寸半导体硅片业务还是亏损的,主要原因是进入这个领域时间不久,良率不高,公司 300mm 产品单价低于行业水平,可能有不少是测试样片 ,公司良率提升空间很大。公司目前 300mm 产品单价在 300 多元,行业平均单价在 5-600 元以上,公司产品可能目前有一定比例的价格较低测试片,等公司 300mm 产品工艺不断改良,产量不断提升,良率也会大幅提升,产品的盈利能力将会持续提升。


  公司现在的重心就放在 300mm 产品上面,目前正在大规模扩产能,公司增发刚刚完成实施,募集资金 50 亿元,全部用于 300mm 产品扩产能。


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  根据增发预案,此次定增拟募集资金进行 12 英寸半导体硅片的扩产,并提高公司 12英寸半导体硅片生产技术能力。集成电路制造用 12 英寸高端硅片研究与先进制造项目实施后,公司每月将新增 30 万片/月可用于先进制程的 12 英寸半导体硅片产能,总规划产能达到 60 万片/月,预计 2024 年能够达到目标产能。


  根据公司预测,到 2024 年,公司 12 英寸半导体硅片产品在中国大陆的市场占有率将提升至 15%-20%,在海外市场的占有率将提升至 5%左右,12 英寸半导体硅片产品的总销量可超过 700 万片/年。其中此次募投项目将会新增公司营收约 20 亿元。

  

  根据公司规划到 2025 年,公司要实现 100 万片的月产能,需求方面应该问题不大,目前国内 12 英寸硅片大部分依耐进口,国家近期又上马了很多半导体项目,对晶圆的需求很大,市场上半导体硅片整体处于供不应求的状态,很多下游厂家必须通过长约才能保障长期的供应,比如 2022 年 1 月,子公司上海新昇与长江存储、武汉新芯签订了长期供货协议,在2022 年-2024 年的 300mm 硅片供应上建立了长期合作关系。


  2022 年 2 月公司发布业绩预告,2021 年营收较上年同期增长 36.19%,净利润较上年同期增长 66.58%,根据 SUMCO 预计,2022-2026 年全球硅片持续供不应求。公司作为全国12 英寸硅片龙头,持续扩大产能,未来三年有望继续保持龙头地位,加速国产替代,由于公司 12 英寸半导体硅片仍处于产能爬坡、产品认证与客户拓展期,产线折旧较大,目前公司 12 英寸硅片项目还是亏损的,随着 2022 年产能有望达到规模效应,毛利率有望转正。公司业绩真正的大幅度增长估计是在 2024 年左右。


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  总结:半导体硅片是整个半导体制造环节的核心材料,技术壁垒非常高,公司主营业务半导体硅片的研发、生产和销售,目前是中国大陆规模最大的半导体硅片制造企业之一,也是中国大陆率先实现 300mm 半导体硅片规模化生产和销售的企业。技术上实现 300mm 硅片 14nm 及以上逻辑工艺与 3D 存储工艺的全覆盖和规模化销售,目前公司的主要业绩还是来自于 8 英寸及以下硅片业务,这块业务公司技术很成熟,目前产量和价格都在逐年提升,这块业务是公司业绩的一个压舱石,公司未来业务最大的增量来自于 12 英寸硅片业务,公司目前产量 30 万片/月,由于良率的问题,目前这块业务还是亏损,预计 2023 年这块业务能扭亏,根据公司规划,到 2025 年,公司要实现 100 万片的月产能。

  

  风险提示:

  

  1, 猜测的路径不发生;

  

  2, 公司业绩发展不及预期;


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