半導體單晶硅材料行業(yè)之神工股份專題研究報告

半導體單晶硅材料行業(yè)之神工股份專題研究報告1.從硅材料到硅片，半導體材料平臺型企業(yè)雛形已成1.1.專注于半導體硅材料的平臺型企業(yè)神工股份為國內(nèi)領先的刻蝕用單晶硅材料供應商，技術(shù)領跑全行業(yè)。神工股份成立于2013年7月，主營業(yè)務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)領先的集成電路刻蝕用單晶硅材料供應商。公司產(chǎn)品主要應用于全球范圍內(nèi)12英寸先進制程集成電路制造，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分領域的市場份額達13%-15%。公司核心產(chǎn)品過去幾年成功打入國際先進半導體材料供應鏈體系，主要客戶包括三菱材料、SK化學、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)指標國際先進，可滿足先進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9，產(chǎn)品質(zhì)量核心指標達到國際先進水平，可滿足7nm先進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，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會，通過了國內(nèi)干法刻蝕機制造商的評估，并得到集成電路制造廠商的長期批量訂單。硅片業(yè)務進入客戶認證階段，業(yè)務潛力巨大。1.2.研發(fā)驅(qū)動，技術(shù)護航，高成長持續(xù)兌現(xiàn)集成電路產(chǎn)業(yè)景氣度較高，推動2021年公司營收同比增長147%。2019年、2020年受全球半導體市場需求下滑，固態(tài)存儲及智能手機、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，刻蝕機用大直徑單晶硅材料訂單需求大幅增加，2021年公司實現(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)異的定價能力。從利潤端來看，公司2021年歸母凈利潤水平達到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)模效應與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化推動毛利率、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用降低，帶動毛利率、凈利率水平小幅上升。同時公司市場占有率及行業(yè)知名度不斷增強，使得公司議價能力不斷提升。2020年，公司銷售產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生變動，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，主要系為推進公司半導體級8英寸輕摻低缺陷拋光硅片業(yè)務發(fā)展，研發(fā)費用較上年同期有較大增幅。三費合計占比呈下降趨勢，主要系管理費用占比下降。2016-2021Q3，神工股份費用占比分別為10.1%、8.9%、16.7%、14.9%、7.2%與3.6%。2016-2021Q3，管理費用占比分別為9.8%、7.4%、16.5%、14.1%、11.9%、5.9%，管理費用占比下降為費用合計占比變動的主要原因。2021H1年相較于2020年無停工損失，管理費用占比下降。研發(fā)費用占比逐年提升，系公司重點布局芯片用單晶硅產(chǎn)品研發(fā)項目，研發(fā)投入較高。2016-2021Q3，公司研發(fā)費用分別為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布局芯片用硅片產(chǎn)品研發(fā)項目，研發(fā)投入將不斷擴大。1.3.IPO進軍8寸輕摻硅片，股權(quán)激勵計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英寸半導體級硅單晶拋光片生產(chǎn)建設項目。2.33億元用于研發(fā)中心建設項目。股權(quán)激勵計劃三年業(yè)績考核目標彰顯信心，增強公司人才實力。2022年2月公司推出股權(quán)激勵計劃，擬通過定向發(fā)行的方式向激勵對象授予65萬股限制性股票，授予價格為每股32.57元。本次計劃業(yè)績考核目標以2021年營收或凈利潤為基數(shù)，2022/2023/2024年實現(xiàn)營收或凈利潤增長率不低于30%/69%/120%。本計劃涉及激勵對象共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，董事會認為需要激勵的其他人員。本次股權(quán)激勵計劃涉及人員范圍廣，考核目標月為未來三年營收或凈利潤復合增速30%，公司中長期發(fā)展信心充足，增強公司人才實力。2.半導體材料國產(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體芯片制造的基礎原材料。半導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，制造成為半導體硅片。芯片制造的過程是通過在硅片上反復循環(huán)光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積等前道工藝，改變材料的導電性和構(gòu)建電晶體結(jié)構(gòu)，最終形成半導體器件。目前，90%以上的芯片與傳感器是基于半導體單晶硅片制成。半導體級單晶硅材料對純度、精度、清潔度要求較高，工藝復雜、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，芯片制造對半導體材料均有較高要求。半導體級硅料的純度至少要求9個9，部分工藝甚至要求12個9及以上。單晶硅材料生產(chǎn)中需要熱場設計、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，產(chǎn)品良品率和參數(shù)一致性受人機協(xié)調(diào)影響?？涛g用單晶硅是硅電極生產(chǎn)中重要的基礎材料，硅電極是晶圓刻蝕工藝核心耗材?？涛g用單晶硅材料通過加工制成硅電極裝備于刻蝕設備，刻蝕過程中，硅電極會被逐漸腐蝕變薄，當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機銷售額約占晶圓制造環(huán)節(jié)的24%，是晶圓制造中的關鍵環(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?？涛g用單晶硅材料尺寸必須大于硅片尺寸。目前世界范圍內(nèi)先進制程集成電路主要應用12英寸硅片，所對應刻蝕用單晶硅材料的尺寸一般大于14英寸，最大可達19英寸?？涛g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)進行原子有序排列并完成晶體生長、同時控制參數(shù)指標是復雜的系統(tǒng)工程，穩(wěn)定量產(chǎn)各項參數(shù)指標波動幅度較低的單晶硅材料的工藝難度較高。實現(xiàn)單晶硅材料國產(chǎn)化是實現(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，同時且受制于下游晶圓廠制定采購或者刻蝕機廠商制定采購，大部分硅電極都是海外進口。CoorsTek、SK化學等部分龍頭企業(yè)同時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)采購單晶硅材料進行后道加工。未來的半導體相關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)的晶圓廠對半導體材料企業(yè)都非常重視。2.2.全球半導體進入高景氣周期，硅材料受下游需求拉動市場規(guī)模擴張5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等應用帶動全球半導體進入高景氣周期，WSTS預測2022年全球半導體市場規(guī)模有望達到6015億美元。半導體可分為集成電路、分立器件、光學光電子和傳感器四部分，其中集成電路占比超過80%。細分到具體產(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)品是增長的主要動力。5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新應用領域的興起，有望帶動全球半導體市場進入高景氣周期。根據(jù)WSTS預測，2022年全球半導體市場規(guī)模將達到6015億美元。半導體材料行業(yè)受益于下游需求增長，SEMI預測2021年全球晶圓制造材料市場規(guī)模有望達到371億美元。半導體材料按生產(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、化學品、電子氣體、靶材、拋光液及拋光墊等。根據(jù)SEMI預測，2021年全球半導體材料市場規(guī)模有望達到587億美元，晶圓制造材料與封裝材料分別達到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)研究院預測，2022年中國半導體材料市場規(guī)模有望達到107億美元。在晶圓制造材料與封裝材料分別占比63%、37%假設下，晶圓制造材料與封裝材料市場規(guī)模分別達到68億美元、39億美元。硅材料市場有望與半導體材料市場同步擴張，我們預測目前刻蝕用單晶硅材料市場規(guī)模有望達到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%假設下，我們預計2022年中國硅材料市場規(guī)模有望達到25.5億美元，2021年全球硅材料市場規(guī)模達到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，公司單噸銷售價格約為122.5萬元/噸。按此價格計算，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)晶圓廠擴產(chǎn)加速國內(nèi)刻蝕用單晶硅材料市場擴容。Wind數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，2013年至2020年，中國大陸半導體材料銷售額從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%，年均復合增長率8.09%。同期全球半導體材料銷售額從430.5億美元增長至553.1億美元，年復合增長率為3.64%。國內(nèi)半導體材料銷售增速遠高于全球平均水平。SEMI統(tǒng)計顯示，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一步擴大。2.3.單晶硅材料自給率低，國內(nèi)廠商在刻蝕領域?qū)崿F(xiàn)加速突破半導體核心材料行業(yè)國產(chǎn)化率較低，行業(yè)集中度較高。根據(jù)中國電子專用設備工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2018年半導體材料國產(chǎn)化率僅22%。半導體材料行業(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，刻蝕設備行業(yè)市占率前五的廠商包括泛林集團、東電電子、應用材料、日立、科磊半導體，行業(yè)CR5達到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域加速突破。CoorsTek、SK化學等頭部企業(yè)同時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行后道加工。國內(nèi)廠商在刻蝕用單晶硅材料領域加速突破，頭部企業(yè)包括神工股份、有研半導體等。神工股份是國內(nèi)唯一實現(xiàn)刻蝕用單晶硅材料量產(chǎn)的國內(nèi)廠商，在下游半導體設備和晶圓廠持續(xù)擴產(chǎn)的帶動下，在硅刻蝕細分領域內(nèi)有望加速國產(chǎn)替代。2.4.神工大直徑產(chǎn)品技術(shù)領先，客戶粘性加深公司核心技術(shù)滿足先進制程芯片制造刻蝕要求，技術(shù)優(yōu)勢建立護城河。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到10到11個9，可滿足先進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，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機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)實力已領先全行業(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)晶圓廠加速擴產(chǎn)，硅電極廠迎來國產(chǎn)化機遇3.1.硅電極是刻蝕機核心耗材，工藝向極端精細化發(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備腔體的下方，然后把處于刻蝕設備腔體上方帶有密集微小通孔的單晶硅盤作為負極，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)按前序工藝光刻機刻出的電路結(jié)構(gòu)在硅片上進行微觀雕刻。一個硅環(huán)在刻蝕約200片晶圓后需進行更換，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)向極端精細化發(fā)展，高精度打孔與孔位清洗程度技術(shù)復雜、壁壘較高。硅電極表面分布有300-900個微孔，打孔時使用直徑為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)的難點則在于控制第二次打孔時微孔的偏移量。每道加工工序后均有清洗工序去除機械加工帶來的油污和硅渣殘留。同時，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)量至關重要，顆粒玷污及微孔表面機械損傷在氣體帶動下進入反應腔體，將造成晶圓的報廢。3.2.硅電極行業(yè)：目前海外壟斷，晶圓廠擴產(chǎn)帶動國產(chǎn)替代加速我們預計2020年中國、全球刻蝕用硅電極市場規(guī)模分別有望達到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。我們預計2020年中國晶圓用硅材料市場規(guī)模有望達到22.3億美元，2020年全球硅材料市場規(guī)模達到131.0億美元。SEMI統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全球半導體硅片規(guī)模為112億美元。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預測，2020年中國硅片市場規(guī)模有望達到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)研究院預測，2021年中國硅片市場規(guī)模有望達到23億美元，是第一大芯片需求市場。2020年，中國大陸地區(qū)半導體材料銷售額達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)絕對主導地位。雖然國產(chǎn)半導體材料銷售規(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化學等頭部企業(yè)，部分企業(yè)同時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)半導體材料企業(yè)嶄露頭角，硅電極國產(chǎn)化進程加速。2000年以后，多家半導體材料企業(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、有研半導體、中環(huán)半導體、鑫晶半導體、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)品進入下游廠商供應鏈，有望深度受益國產(chǎn)替代國產(chǎn)替代浪潮下，下游晶圓廠、刻蝕機廠商開始引入國產(chǎn)硅電極供應商，公司硅電極產(chǎn)品已進入下游廠商供應鏈。晶圓廠方面，晶圓廠產(chǎn)線穩(wěn)定后會根據(jù)經(jīng)驗選取刻蝕機廠商以外的廠家采購零部件，以降低耗材成本。晶圓廠將首選風險較低的產(chǎn)線做早期的評估，而后引進工藝要求較高的產(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)得到了評估機會。此后公司也積極接觸國內(nèi)的12英寸的晶圓廠，推進12寸產(chǎn)線產(chǎn)品認證。同時國內(nèi)刻蝕機廠商開始引入國產(chǎn)硅電極供應商以降低成本、保證穩(wěn)定供應。公司自2018年就開始與國內(nèi)的刻蝕機廠商進行接觸，目前已是部分刻蝕機廠商的合格供應商，在幾款機型中已認證了部分產(chǎn)品。材料純度、加工精度與清洗技術(shù)領先，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)工藝和能力領先，材料純度、加工精度和后期清洗技術(shù)能力領先，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)市場潛能巨大半導體硅片可分為輕摻雜、中摻雜和重摻雜硅片，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，半導體硅片可分為輕摻雜、中摻雜和重摻雜。通常摻雜濃度越高，進入導帶的電子數(shù)量會隨著摻雜濃度提高而增加，半導體的導電性就會變得越好。重摻雜的半導體中，摻雜物和半導體原子的濃度比約是千分之一，而輕摻雜則可能會到十億分之一的比例。重摻低阻產(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)。輕摻雜硅片主要應用于集成電路制造。重摻硅片需在重摻單晶硅材料制成的襯底片上生長一層幾十微米到一百多微米不等的外延層。因為有外延層，所以重摻單晶體對缺陷要求較低。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，離子運動的速率較低，離子損耗高，同時存在晶圓的通道效應，容易導致較大的襯底漏電流，破壞晶圓的電學特性。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)品主要為重摻雜硅片，主要應用于高壓集成電路，下游應用領域包括家電、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，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。2020年，受疫情影響多家硅片廠商供給下滑，同時受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年全球半導體硅片出貨124億平方英寸，同比上漲5.1%。半導硅片企業(yè)新產(chǎn)線的投產(chǎn)一般至少要兩年時間，短期內(nèi)半導體硅片產(chǎn)能無法快速提升。硅片供需矛盾加劇，出現(xiàn)持續(xù)漲價。目前的半導體硅片市場還處于緊平衡狀態(tài)，半導體硅片價格或?qū)⒕S持高位。全球半導體制造中心向中國轉(zhuǎn)移，中國半導體硅片市場規(guī)模增速高于全球水平。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預測，2021年中國硅片市場規(guī)模有望達到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產(chǎn)打破國外壟斷，神工彌補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達到87%。半導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、華虹半導體、長江存儲等廠商均設置擴產(chǎn)計劃，2022年至2023年或?qū)⒂瓉懋a(chǎn)能集中釋放，擴產(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)難關的階段，上述兩種大尺寸硅片國產(chǎn)化相關技術(shù)尚待實現(xiàn)突破。從核心參數(shù)來看，目前國際上技術(shù)領先的硅片已用于生產(chǎn)7nm及以下先進制程的芯片，國內(nèi)大規(guī)?；慨a(chǎn)大尺寸硅片技術(shù)起步相對晚，多數(shù)集中在重摻低阻產(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)品進入認證流程，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、工藝流程及多項關鍵技術(shù)上存在通用性及一致性，公司已掌握了包含8英寸半導體級硅片在內(nèi)的晶體生長及硅片表面精密加工等多項核心技術(shù)。2021年上半年，公司“半導體級8英寸輕摻低缺陷拋光片”募投項目已完成月產(chǎn)能50000片的設備安裝調(diào)試工作；目前按計劃以每月8000片的規(guī)模進行生產(chǎn)，以持續(xù)優(yōu)化工藝；產(chǎn)品已進入客戶認證流程。2021年12月公司公告基于項目建設施工、設備采購與物流等多方面綜合考慮，調(diào)整募投項目至2023年驗收。但是客戶認證流程未受影響，客戶認證評估通過后公司有望迅速擴產(chǎn)至月產(chǎn)15萬片規(guī)模，公司成長確定性未改變。5