新闻中心

  海底捞(HK:06862)有很多火锅店,要使用到很多火锅底料。海底捞的老板张勇干脆成立了另一个公司:颐海国际(HK:01579),专门复合调味品,主打就是火锅调味品。

  颐海国际(HK:01579)比海底捞先上上市,并且成为3年20倍的超级大牛股。这背后和海底捞的快速扩张息息相关。

  隆基股份董事长钟宝申在隆基股份(SH:601012)之外,还是隆基股份生产设备供应商连城数控(OC:835368)的实控人。随着隆基股份成为光伏领域单晶硅的全球第一,连城数控(OC:835368)的业绩也跟着大涨。

  大连连城数控机器股份有限公司(连城数控835368)成立于2007年,是国家级高新技术企业、专注光伏和装备及自动化设备。企业具有辽宁省晶硅材料工程技术研究中心及辽宁省大连市光伏和半导体硅材料切割设备工程实验室。获得国家专利81项,发明专利5项,软件著作权7项,并拥有国外专利20余项。

  大家都知道,沙子是制造的最原始材料,沙子在完成变成芯片的魔法过程中,有一个核心过程:变成硅片。

  硅片是以硅作为原材料,通过拉单晶制作成硅棒,然后切割而成。由于硅原子的最外层电子数是 4,原子序数适中,所以硅元素具有特殊的化学特性。正是因为硅的这种特性,硅片主要使用在在化学,光伏,电子等领域。尤其是在电子领域,正是利用硅材料介于导体与绝缘体中间的元素属性,制造了现代工业的石油-芯片。

  在导电性质上,单晶硅由于晶胞排序规则有序,导电能力较强;多晶硅导电性很差,甚至有时不导电。在光电转换方面,单晶硅的转换效率高于多晶硅的转换效率,单晶硅光电转换效率一般在 17%～25%左右,多晶硅效率在 15%以下。

  硅片大多数都用在半导体、光伏两大领域;其中,半导体硅片制造技术较难、下游应用广泛、市场价值较高;为硅片主要使用在领域。

  光伏硅片;由于硅元素具有光电效应,所以在光伏领域,大多使用硅片完成太阳能到电能的转换。在光伏领域的硅片,单晶硅电池片一般为圆角方形,颜色为深蓝色,略接近黑色。多晶硅电池片一般为方形,以蓝色和灰色为主,且略带花纹。电池片分为单晶硅片和多晶硅片,单晶硅电池片价格较高,光电转换效率也比较高。

  由于光伏硅片相对于半导体硅片在纯度和翘曲度等等方面要求较低,所以光伏硅片制作的完整过程相对简单。

  半导体硅片:半导体硅片比光伏硅片的要求更高,通常表现在晶体,形状,尺寸大小,纯度等等方面。光伏单晶硅片是分单晶硅和多晶硅两种类型,其中多晶硅约占 60%。但是半导体用单晶硅片,为了硅片每个位臵的相同电学特性,全部使用单晶硅。在形状和尺寸上,光伏用单晶硅片是正方形,边长有 125mm,150mm,156mm 不一样的尺寸。但是半导体用单晶硅片是圆型,硅片直径有 150mm(6 寸晶圆),200mm(8 寸晶圆)和 300mm(12 寸晶圆)尺寸,比单晶硅要大。在纯度方面,光伏用单晶硅片的纯度要求硅含量为 4N-6N 之间(99．99%-99．9999%),但是半导体用单晶硅片在 9N(99．9999999%)-11N(99．999999999%)左右,纯度要求最低是光伏单晶硅片的 1000 倍。在外观方面,半导体用硅片在表面的平整度,光滑度和洁净程度要比光伏用硅片的要求高。

  在半导体领域,单晶硅棒做成抛光硅片,然后做出晶圆,最后经过各种复杂工序做出芯片、存储器等集成电路产品。

  比如:拉晶用的单晶炉、切片用的金刚线切片机、倒角用的倒角机、硅片分选机等等。

  制造硅片的核心设备是单晶炉,可谓是硅片中的光刻机。

  国际主流硅片厂商的单晶炉都是自己制造。比如信越和 SUMCO 的单晶炉是公司独立设计制造或者通过控股子公司设计制造,其他硅片厂商无法购买。其他主要的硅片厂商都有自己的独立单晶炉供货商,并且签订严格的保密协定,导致外界硅片厂商无法购买,或者只能购买到普通单晶炉,而对于高规格单晶炉无法供货。

  半导体硅片制造工艺复杂,需要购买先进,昂贵的生产设备,也应该要依据客户的不同需求不断进行修改和调试。由于设备折旧等固定成本比较高,下游需求的变化对硅片企业的产能利用率影响较大,从而对硅片制造公司的利润影响较大。特别是新进入硅片行业的公司,在未达到规模出货之前,几乎长期处在亏损状态,对资金壁垒要求比较高。另外,由于晶圆厂对于硅片的认证周期较长,这期间需要硅片制造商持续投入,也需要大量资金。

  国内半导体设备商技术逐渐成熟,在硅片和前道制造皆具备部分国产化能力,其中,晶盛机电为国内硅片设备龙头,连城数控其次,其他还有北方华创、盛美半导体、南京晶能、中科飞测等。

  晶盛机电:公司是目前国内硅片设备产品线覆盖最齐全的供应商,具体产品有:CZ直拉法和FZ区熔法单晶炉、切割机、外径研磨机、倒角机、双面研磨机、CMP抛光设备、边缘检测设备;涵括九种硅片制作设备中的七种;硅片设备种类在产线%。公司和中环股份合作建立无锡大硅片制造项目,作为共同出资方,晶盛机电多项设备在中环的产线验证中;公司与硅片制造商的技术合作发挥协同效应,是国产大硅片产业链中设备领域的关键角色。

  晶盛机电(SZ:300316)、连城数控的这些硅片生产设备主要卖给硅片厂。

  光伏硅片领域,截至 2018 年底,主流光伏单晶硅产能约为 75GW 左右(隆基 28GW+中

  从目前隆基股份、中环股份的单晶硅项目投资金额测算,单 GW 的投资已降至 4 亿元左右。

  以单 GW 投资额中 70%用于设备投资来测算,硅片制造环节的设备空间约2．8 亿元/GW。其中单晶炉及配套设备投资额约 2 亿元/GW,金刚线 万元/GW,截断机、切方机投资额约 2000 万元/GW,硅片分选机投资额约为 1000 万元/GW

  从设备的价值含量来判断:单晶炉的市场空间最大,受益于下游厂商单晶扩产;截断机、切方机属于类机床加工设施,产品的生命周期很长,升级换代的需求不强烈,老设备改造后依旧可通过在新建产线 年的金刚线切片替代砂浆切片产业升级,行业爆发性增长,目前市场空间较为稳定,增速放缓。硅片分选机为硅片环节设备中最晚国产化的,未来 2-3 年有望应该爆发式增长

  目前中国市场上单晶炉的主要生产厂商为晶盛机电、大连连城、京运通等。国外单晶炉设备厂商已基本退出中国市场。光伏 单晶炉竞争格局呈现晶盛机电、大连连城双寡头局面。

  连城数控的单晶炉占营业比例为53%,其次是线 年 年达 单晶炉市场空间达 120 亿元:单晶炉从最初的 6MW、8MW伴随单晶硅的快速地发展,目前最先进的已有 10MW 的单晶炉。若以未 3 年国内单晶扩产约 92GW 的体量进行测算(隆基 37GW、中环 25GW、晶科能源(NYSE:JKS)25GW等),单晶炉的市场空间约 120 亿元。叠加配套设备, 设备投资额有望达 155 亿元左右。

  目前中国市场上光伏金刚线切片机主要为上机数控(SH:603185)、连城数控、高测股份(OC:834278)3 家寡头竞争。2015-2018 年上机切片机累计销售额近 15 亿元,约占国产切片设备市场45%。目前国外切片设备厂商(MB、NTC 等)已基本退出切片机中国市场。

  拉晶与切割加工这两大行业核心设备的主流市场,连城数控的两大设备市场占有率均达到四成以上。

  从光伏设备行业各环节重点上市公司盈利角度看,毛利率方面,单晶炉、电池片设备、组件设备均在 30%-40%,切片机毛利率较高,达到近 50%。净利率方面,切片机可达 30%左右,单晶炉和电池片设备净利率在 20%左右,组件设备最低,略高于 10%。

  隆基股份的销售占比高达83%。其他保利协鑫能源(HK:03800)、协鑫集成(SZ:002506)占比很少。

  未来几年,隆基股份依然维持较高的产能扩张,因此,连城数控的业绩增长的确定性很高。

  目前,全球前五大半导体硅片企业规模较大,合计市场占有率达 93%。其中,日本信越化学市场占有率 27．58%,日本SUMCO 市场份 额 24．33%,德国 Siltronic 市场占有率 14．22%,中国台湾环球晶圆市场占有率为 16．28%, 韩国 SK Siltron市场占有率占比为10．16%。

  相较于行业前五大半导体硅片企业,国内企业规模较小,中环股份和硅产业集团为国内硅片制造商的领头羊,近年来技术和验证持续突破,市场占比合计约3%。硅产业集团占全球半导体硅片市场占有率2．18%,中环股份次之。

  半导体硅片行业严格品质管理、技术达标,加上长时间的客户验证,为行业竞争关键。

  半导体材料作为产业最上游,面临严格的产品质量控制。即便技术达标,下游客户的认证依然是硅片厂商的主要壁垒。由于下游客户认证时间长,难度大,因此硅片厂商往往需要长时间的技术和经验积累才能够有效提升半导体材料产品的品质,实现用户的需求,获得客户认可并开拓客源。

  国产大硅片通过客户验证数持续上升,距离大规模量产已蓄势待发。国内大硅片头部厂商为中环股份、硅产业集团;分别在 8 英寸区熔法和 12 英寸大硅片具备技术一马当先的优势;其中,硅产业集团已供货给华力微电子,并在中芯国际、长江存储产线认证中。

  中环股份的中环领先半导体大硅片项目由无锡市政府牵头中环股份、晶盛机电共同投资组建,为国内半导体产业链国产化标杆性项目, 若项目能成功大规模量产 , 将开启国内硅片产业的进口替代之路 。

  普及导致终端的含硅量上升:从 iPhone3 开始的智能手机时代开始,到以 iPhone5 为代表的 4G 手机,最后到现在的 5G 手机时代。手机的含硅量持续不断的增加。根据 tech insights,iFixit 等拆解机构对手机的物料成本分析,统计手机处理器(AP),基带处理芯片(BP),存储器(Nand flash,DRAM),摄像头模组(CIS),射频芯片(RF),电源管理芯片(PMIC),蓝牙/wifi 芯片等等手机主要芯片的单机价值量,呈现逐渐增加趋势,并且所占单机总价值量的比例逐年增加。虽然在 iPhoneX 阶段,由于屏幕的变化,导致芯片占比减小,但是随着后续一直在优化,芯片成本占比也逐年提高。到 4G 手机顶峰 iPhone11 pro max 时代,主要芯片占比已经到达 55%,单机价值量约为 272 美元。从 iPhone3 到iPhone11pro max 的演变中,手机摄像头从单射到 3 射,机身内存从 8GB 增长到 512GB,单机含硅量占比从 37%增长到 55%,单机价值量从 68 美元增长到 272 美元。

  2020 年时 5G 手机大规模量产元年,根据已经发布的三星 S20 和小米 10 手机的拆机分析,主要芯片的单机价值量和占比比 4G 手机进一步提升。三星方面,主要芯片占总物料成本的 63．4%,单机价值量已达到 335 美元,比 iPhone11pro max 高 23%。小米方面,主要芯片的占比更高,达到 68．3%,主要芯片单机价值量也达到了 300 美元。根据三星S20 和小米 10 的手机拆解,预计 5G 手机初期的主要芯片占比约为 65%～70%,单机价值量在 300-330 美元左右。

  在 2009年至 2011 年期间,智能手机迅速普及,手机含硅量提升,单位面积硅片价格持续冲高,并且在 2011 年达到 1．09 美元/平方英寸。后来随着硅片库存的升高以及智能手机的销售量下滑,单位面积的硅片价格持续下跌,并在 2016 年达到最低点,价格为 0．67 美元/平方英寸。2016 年阿尔法狗击败李世石,让登上了历史的舞台,全球的硅片需求提升,进入新一轮涨价周期阶段。2019 年 5G 手机的发售,单位面积的硅片价格达到了 0．94 美元。随着 2020年的 5G 手机大面积发售,拉动全球对硅片的需求,预计未来还有 2-3 年的涨价空间。

  中国 半导体材料市场稳步增长。2018 年全球半导体材料销售额达到 519．4 亿美元,同比增长 10．7%。其中中国销售额为 84．4 亿美元。与全球市场不同的是,中国半导体材料销售额从 2010 年开始都是正增长,2016 年至 2018 年连续3 年超过 10%的增速增长。而全球半导体材料市场受周期性影响较大,特别是中国台湾,韩国两地波动较大。北美和欧洲市场几乎处于零增长状态。而日本的半导体材料一直处在负增长状态。全世界看,只有中国大陆半导体材料市场处于长期增长窗台。中国半导体材料市场与全球市场形成鲜明对比。

  全球半导体材料慢慢地向中国大陆市场转移。从各个国家和地区的销售占比来看,2018 年排名前三位的三个国家或地区占比达到 55%,区域集中效应显现。其中,中国台湾约占全球晶圆的 23%的产能,是全球产能最大的地区,半导体材料销售额为 114 亿美元,全球占比为 22%,位列第一,并且连续九年成为全世界最大半导体材料消费地区。韩国约占全球晶圆的 20%的产能,半导体材料销售额为 87．2 亿美元,占比为 17%,位列第二名。中国大陆约占全球 13%的产能,半导体材料销售额为 84．4 亿美元,约占全球的 16%,位列第三名。但是长久来看,中国大陆半导体材料市场占比逐年增加,从 2007 年的占比 7．5%,到 2018 年占比为 16．2%。全球半导体材料慢慢地向中国大陆市场转移。

  全球晶圆产能将迎来爆发式增长。代表当今晶圆厂最先进的技术的 12 寸晶圆厂,从 017-2019 年三年时间是建厂高峰期,全球平均每年增加 8 座 12 寸晶圆厂。预计到 2023 年,全球有 138 座 12 寸晶圆厂。根据 IC Insight 统计,由于 2019 年上半年,中美贸易战的不确定性,全球各大晶圆厂都推迟了产能增加计划,但是并没有取消。随着 2019 年下半年中美贸易的复苏和 5G 市场的爆发,2019 年全年全球晶圆产能还是维持了 720 万片的增加。但是随着 5G 市场的换机潮来领,全球晶圆产能将在 2020 年至 2022 年迎来增加高峰期,三年增加量分别为 1790 万片,2080 万片和 1440万片,在 2021 年将创下历史上最新的记录。这些晶圆产能将会在韩国(三星,海力士),中国台湾(台积电)和中国大陆(长江存储,长鑫存储,中芯国际,华虹半导体等等)。其中中国大陆将占产能增加量的 50%。

  中国大陆晶圆厂建设将迎来高速增长期。从 2016 年开始,中国大陆开始积极投资建设晶圆厂,陆续掀起建厂热潮,根据 SEMI 预测,2017-2020 年全球将建成投产 62 座晶圆厂,其中中国有 26 座,占总数的 42%。2018 年建造数量为 13 座,占到了扩产的 50%。扩产的结果势必导致晶圆厂的资本支出和设备支出的增加。据 SEMI 预计,到 2020年,中国大陆晶圆厂装机产能达到每月 400 万片 8 寸等效晶圆,与 2015 年的 230 万相比,年复合增长率为 12%,上涨的速度远远高过别的地方。同时,国家大基金也对半导体制造业大力投入,在大基金一期投资中,其中制造业占比高达 67%,远高于设计业和封测业。

  截至到 2019 年底,中国仍有 9 座 8 寸晶圆厂和 10 座 12 寸晶圆厂处于在建或者规划状态。另外,由于目前中国大多数 12 寸晶圆厂处于试量产或者小批量量产状态,处于产能底部。在得到客户的产品验证和市场验证之后,将会迎来产能爬坡阶段,将会对上游原材料出现巨大需求。

  晶圆厂产能扩张必然导致硅片的需求量上升。目前国内大力投资晶圆厂,形成了以长江存储,合肥长鑫为主的存储器产业,以中芯国际为主的逻辑芯片产业,以华虹半导体,积塔半导体为主的特色工艺产线,和以华润微电子,士兰微为主的功率器件代工厂。目前,中国大陆 2017/2018 两年的硅片销售额上涨的速度高于 40%。并且受益于大基金投资和国产代替的趋势,下游晶圆厂充分扩产能,带动上游硅片需求增加。根据 SUMCO预测,2020 年,中国大陆的 8 寸硅片需求约为 97 万片,12 寸晶圆能达到 105 万片。

  考虑到不同产线设备购置需求不同,参考国内部分硅片厂商产线设备投资情况,假设月产能 1 万片的 8 寸硅片设备投资规模 0．4～0．6 亿元,月产能 1 万片的 12 寸硅片产线 年扩产硅片产能有望带来 270～340 亿元半导体硅片设备需求。

  2018 年,连城数控优化改进的新型 12 英寸半导体单晶炉完成研发,样机已经投产24 英寸超大直径半导体级直拉单晶炉形成销售;新型切片机研发完成投入市场,性能优良获得客户认可。

  作为硅片设备的双寡头之一,连城数控至少可以分到30%-40%左右的市场占有率,未来三年半导体领域的出售的收益有望迎来暴涨,销售额可能会突破50亿,按照15%的净利率,净利润则将突破4．5亿。

  声明：本文为OFweek维科号作者发布，不代表OFweek维科号立场。如有侵权或别的问题，请及时联系我们举报。