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2023年連城數(shù)控研究報(bào)告掌握硅片核心技術(shù)_平臺(tái)化布局羽翼漸豐1掌握硅片核心技術(shù),平臺(tái)化布局羽翼漸豐1.1長(zhǎng)晶設(shè)備龍頭,橫縱雙向布局公司成立于2007年,是光伏領(lǐng)域最早從事專業(yè)切割設(shè)備研發(fā)制造的國(guó)內(nèi)公司,2013年通過(guò)收購(gòu)美國(guó)斯必克旗下凱克斯單晶爐事業(yè)部,完成了對(duì)光伏及半導(dǎo)體領(lǐng)域單晶爐的業(yè)務(wù)布局。值得注意的是,連城數(shù)控對(duì)光伏行業(yè)兩次重要的技術(shù)迭代發(fā)揮了重要作用:一是金剛線對(duì)砂漿的取代。2013年連城數(shù)控率先在國(guó)內(nèi)批量交付光伏金剛線切片機(jī),幫助光伏行業(yè)整體降低硅片成本。二是單晶硅片對(duì)多晶的取代。連城數(shù)控是隆基推動(dòng)單晶取代多晶過(guò)程中單晶爐設(shè)備的主要供應(yīng)商,2016年單晶爐市場(chǎng)占有率一度排名第一。2019年連城與隆基合作推出全球首臺(tái)1600mm單晶爐,可兼容182mm與210mm尺寸硅片,對(duì)大尺寸硅片市場(chǎng)化起到了重要作用。橫縱雙向布局,平臺(tái)化架構(gòu)成型。連城數(shù)控以核心的長(zhǎng)晶技術(shù)和線切技術(shù)為依托,橫向拓展半導(dǎo)體、碳化硅和藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備與切割設(shè)備,縱向延伸光伏電池和組件核心裝備以及焊帶、碳碳復(fù)材等核心輔材耗材。從組織架構(gòu)上看,連城設(shè)有五大事業(yè)部和七大研發(fā)中心,為橫向與縱向拓展提供有力支撐。從股權(quán)結(jié)構(gòu)看,公司實(shí)際控制人為李春安先生和鐘寶申先生,兩人通過(guò)簽署《關(guān)于一致行動(dòng)安排的確認(rèn)及承諾》成為一致行動(dòng)人。公司董事長(zhǎng)李春安通過(guò)海南惠智間接持有公司8.39%股權(quán),直接持有公司4.70%股權(quán),合計(jì)持有13.09%股權(quán)。鐘寶申先生間接持有公司10.04%股權(quán)。1.2業(yè)績(jī)具備增長(zhǎng)潛力,財(cái)務(wù)狀況穩(wěn)健主營(yíng)業(yè)務(wù)穩(wěn)健,新業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)較快增長(zhǎng)。2017-2021年公司營(yíng)業(yè)收入CAGR為23.50%,2022Q1-Q3公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入21.26億元,同比增長(zhǎng)87.87%。從收入結(jié)構(gòu)看,單晶爐、線切設(shè)備、磨床等晶體生長(zhǎng)設(shè)備是公司營(yíng)收的主要部分,同時(shí)公司新的業(yè)務(wù)條線較快增長(zhǎng),2022H1公司電池片設(shè)備實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入5,348.04萬(wàn)元,輔材業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入2.11億元。毛利率整體下降,單晶爐毛利率穩(wěn)中有升。2022Q1-Q3,連城數(shù)控銷售毛利率為26.21%,較2017年的43.04%出現(xiàn)了一定下滑,主要為公司線切設(shè)備和磨床設(shè)備毛利率下滑導(dǎo)致,隨著金剛線切片技術(shù)的普及,國(guó)內(nèi)線切設(shè)備企業(yè)增多,競(jìng)爭(zhēng)加具導(dǎo)致公司產(chǎn)品毛利率下降。2021公司單晶爐毛利率為41.94%,呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì),表明公司單晶爐具備較強(qiáng)的技術(shù)壁壘。合同負(fù)債與應(yīng)收賬款表明公司業(yè)績(jī)有望較快增長(zhǎng)。截至2022/9/30,公司合同負(fù)債規(guī)模為11.63億元,較2021年末增長(zhǎng)253.50%,公司應(yīng)收款項(xiàng)為13.73億元,較2021年末增長(zhǎng)67.85%,表明公司營(yíng)收有望較快增長(zhǎng)。截至2022/9/30,公司存貨余額為31.86億元,較2021年末增長(zhǎng)376.23%,主要系合并范圍增加且業(yè)務(wù)規(guī)模增長(zhǎng)所致,存貨的較快增長(zhǎng)表明公司為訂單積極備貨,從側(cè)面印證公司的業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)具有邏輯支撐。應(yīng)收賬款、存貨結(jié)構(gòu)合理,減值風(fēng)險(xiǎn)較小。公司應(yīng)收賬款規(guī)模與存貨規(guī)模雖然快速上漲,但結(jié)構(gòu)較為健康。截至2022/6/30,連城數(shù)控按組合計(jì)提壞賬準(zhǔn)備的應(yīng)收賬款賬面余額為11.10億元,帳齡在一年以內(nèi)的賬面余額為9.84億元,占比為88.65%。截至2022/6/30,連城數(shù)控存貨賬面余額為22.11億元,其中已發(fā)出商品與在產(chǎn)品占比分別為47.81%、36.60%。負(fù)債結(jié)構(gòu)較好,償債風(fēng)險(xiǎn)較低。2022Q3連城數(shù)控資產(chǎn)負(fù)債率為60.03%,較2021年末的36.61%出現(xiàn)較大提升,主要為公司流動(dòng)負(fù)債快速增長(zhǎng)導(dǎo)致。截至2022/9/30,連城數(shù)控流動(dòng)負(fù)債為45.23億元,但從結(jié)構(gòu)上看,主要為公司應(yīng)付票據(jù)及賬款與合同負(fù)債,償債壓力較小。從另一方面看,較快增長(zhǎng)的應(yīng)付賬款體現(xiàn)了連城較強(qiáng)的供應(yīng)鏈管理能力。2光伏設(shè)備:硅片設(shè)備有望保持高增速,新業(yè)務(wù)助力增長(zhǎng)2.1硅片設(shè)備:隆基開(kāi)啟新擴(kuò)產(chǎn)周期,非隆基客戶開(kāi)拓順利2022年連城數(shù)控跑輸光伏設(shè)備行業(yè)指數(shù)34.41%。市場(chǎng)在過(guò)去對(duì)連城數(shù)控存在兩點(diǎn)擔(dān)憂:一是隆基綠能2022年擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度受到取消優(yōu)惠電價(jià)影響,不及預(yù)期。二是2022年為硅片擴(kuò)產(chǎn)峰值,隨著硅片擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模進(jìn)入下行通道,市場(chǎng)擔(dān)心連城數(shù)控的非隆基客戶開(kāi)拓受到影響。2.1.1隆基硅片擴(kuò)產(chǎn)提速,連城業(yè)績(jī)有望高增受取消優(yōu)惠電價(jià)影響,隆基2022年擴(kuò)產(chǎn)不及預(yù)期。根據(jù)隆基綠能公告,公司原定計(jì)劃至2022年底單晶硅片產(chǎn)能達(dá)到150GW,較2021年底105GW產(chǎn)能擴(kuò)張45GW。2022年4月1日,隆基綠能收到云南省發(fā)改委通知,取消其在云南省享有的優(yōu)惠電價(jià)政策和措施,自2021年9月1日起,全部用電價(jià)格通過(guò)電力市場(chǎng)化交易方式形成,直接與電網(wǎng)企業(yè)結(jié)算。受此影響,隆基綠能在2022年中報(bào)表示暫停云南各地的后續(xù)規(guī)劃產(chǎn)能。根據(jù)我們統(tǒng)計(jì),隆基在云南的規(guī)劃項(xiàng)目包括麗江三期年產(chǎn)10GW單晶硅棒建設(shè)項(xiàng)目、曲靖二期年產(chǎn)20GW單晶硅棒和30GW單晶硅片項(xiàng)目、曲靖年產(chǎn)30GW單晶電池項(xiàng)目,以上規(guī)劃的硅片產(chǎn)能占隆基2022年擴(kuò)產(chǎn)總計(jì)劃的三分之二。2023年隆基擴(kuò)產(chǎn)加速,連城充分受益。2022年8月25日和2023年1月18日,隆基綠能分別公告建設(shè)鄂爾多斯年產(chǎn)46GW單晶硅棒和切片項(xiàng)目和年產(chǎn)100GW單晶切片項(xiàng)目。按照單晶爐單位投資成本1.2億元/GW,切片設(shè)備單位投資成本0.6億元/GW計(jì)算,隆基上述擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目的設(shè)備采購(gòu)成本約為142.8億元。根據(jù)連城數(shù)控的公告,預(yù)計(jì)2023年與隆基綠能的關(guān)聯(lián)交易額為46.76億元,占公司2022年?duì)I業(yè)收入的124.00%。2.1.2非隆基客戶擴(kuò)產(chǎn)力度不減,新訂單有望保持增長(zhǎng)前面提到市場(chǎng)對(duì)于連城的另一點(diǎn)擔(dān)憂在于2023年硅片擴(kuò)產(chǎn)弱于2022年,連城的非隆基客戶訂單會(huì)受到影響。我們認(rèn)為:第一,2023年硅片擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模并不會(huì)出現(xiàn)顯著下滑,行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)可能超預(yù)期。第二、連城非隆基客戶訂單基數(shù)低,成長(zhǎng)潛力大。根據(jù)我們統(tǒng)計(jì),2022年各硅片企業(yè)規(guī)劃的擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模約為220.32GW,但受到硅料價(jià)格高位運(yùn)行及一些外部影響,2022年實(shí)際擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模將小于這一數(shù)值,部分?jǐn)U產(chǎn)會(huì)延后至2023年。目前,除隆基外的硅片企業(yè)仍有311GW拉棒+137GW切片的規(guī)劃(在建)產(chǎn)能,我們判斷2023年行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)不會(huì)出現(xiàn)明顯下滑。從技術(shù)水平上看,凱克斯是世界領(lǐng)先的半導(dǎo)體級(jí)和太陽(yáng)能級(jí)單晶爐制造商,在長(zhǎng)晶設(shè)備領(lǐng)域具有超過(guò)40年的經(jīng)驗(yàn),凱克斯單晶爐幫助隆基成為硅片制造龍頭。從客戶開(kāi)拓上看,連城數(shù)控先前作為隆基綠能的關(guān)聯(lián)公司,在新用戶開(kāi)拓上收到一些掣肘,但2021年來(lái)自隆基的營(yíng)收占比顯著下降表明公司獨(dú)立性在增強(qiáng)。連城在2021年的主要非隆基客戶中,雙良節(jié)能、華耀光電、宇澤半導(dǎo)體、高景太陽(yáng)能都有較大的產(chǎn)能規(guī)劃,我們預(yù)計(jì)連城數(shù)控未來(lái)的非隆基訂單將較快增長(zhǎng)。2.2電池設(shè)備:受益電池技術(shù)迭代,具有較強(qiáng)成長(zhǎng)潛力連城數(shù)控的電池主要為ALD設(shè)備及濕法制絨設(shè)備,其中ALD設(shè)備由子公司艾華負(fù)責(zé),濕法制絨設(shè)備由子公司釜川負(fù)責(zé)。ALD(原子層沉積)設(shè)備是將物質(zhì)以單原子層的形式一層一層沉積在基底表面,每鍍膜一次為一個(gè)原子層,鍍膜10次厚度約為1nm。從應(yīng)用的角度來(lái)講,與傳統(tǒng)的薄膜生長(zhǎng)工藝相比,ALD有幾個(gè)很重要的優(yōu)勢(shì):1)保形性好,適于在深溝槽和多孔狀結(jié)構(gòu)表面沉積;2)無(wú)針孔和顆粒沉積,薄膜致密性好;3)可以大面積生長(zhǎng)并得到均勻薄膜;4)雜質(zhì)濃度非常低,薄膜質(zhì)量高;5)可實(shí)現(xiàn)亞納米級(jí)的薄膜厚度控制。在光伏電池領(lǐng)域,ALD設(shè)備主要應(yīng)用于PERC和TOPCon電池表面Al2O3鈍化層沉積、TOPCon電池隧穿氧化層的沉積以及XBC類電池相應(yīng)膜層的沉積。表面復(fù)合是晶硅電池效率衰減的主要原因之一。表面復(fù)合是晶格的突然終止,導(dǎo)致硅片表面的最外層電子有一個(gè)未飽和的懸掛鍵所導(dǎo)致。為減少晶硅電池的表面復(fù)合,目前的方法是在P型電池的背表面和N型電池的正面沉積一層Al2O3薄膜。Al2O3薄膜中含有大量的氫原子,經(jīng)過(guò)退火處理,氫原子被釋放擴(kuò)散到硅片表面進(jìn)行化學(xué)鈍化,同時(shí)可以固定大量的負(fù)電荷,對(duì)硅片表面形成場(chǎng)鈍化效應(yīng)。Al2O3膜層厚度一般為8-10nm,使用ALD設(shè)備可以很好控制Al2O3厚度,并且得到比PECVD設(shè)備致密性更高的膜層,鈍化效果更強(qiáng)。對(duì)于TOPCon電池,其背面的隧穿氧化層厚度僅為1-2nm,ALD設(shè)備較PECVD設(shè)備更能精準(zhǔn)的控制膜層厚度并得到致密度更高的膜層,對(duì)于提高TOPCon電池轉(zhuǎn)化效率有更好的效果。TOPCon電池正面沉積Al2O3膜同樣需要ALD設(shè)備。對(duì)于BC類電池,專利《一種P型IBC電池的制備方法》中提到電池雙面沉積AlOx薄膜,對(duì)于ALD設(shè)備的需求量較PERC翻倍。根據(jù)我們測(cè)算雙面沉積AlOx薄膜的P型IBC產(chǎn)線的ALD設(shè)備單位投資成本在3000萬(wàn)元/GW左右。ALD設(shè)備取得大批量訂單,未來(lái)有望快速放量。2023年3月19日,連城數(shù)控官微發(fā)布公告,公司取得行業(yè)龍頭客戶20GWTOPCon電池ALD設(shè)備全部訂單。連城數(shù)控ALD設(shè)備在未來(lái)有望快速放量。2.3組件設(shè)備:串焊機(jī)差異化競(jìng)爭(zhēng),未來(lái)重要增長(zhǎng)極光伏組件的加工工藝的包括串焊、排版、疊層、層壓、裝框、接線、清洗和測(cè)試八個(gè)工藝環(huán)節(jié),其中最主要的工藝設(shè)備為串焊機(jī)和層壓機(jī)。據(jù)我們調(diào)研數(shù)據(jù),2022年光伏組件產(chǎn)線的單位投資額為6000萬(wàn)元/GW,串焊機(jī)占比約35%,自動(dòng)化產(chǎn)線占比約為45%,層壓機(jī)占比約為15%,其他輔助設(shè)備占比約為5%,據(jù)此推算串焊機(jī)單位投資成本約為2100萬(wàn)元/GW。在串焊機(jī)領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)主要供應(yīng)商有奧特維、先導(dǎo)智能、寧夏小牛等,其中奧特維市場(chǎng)份額超過(guò)70%,具有較高的行業(yè)壁壘。連城數(shù)控串焊機(jī)主要面向背結(jié)觸(backcontact)電池,與目前主流串焊機(jī)進(jìn)行差異化競(jìng)爭(zhēng)。傳統(tǒng)串焊機(jī)是用焊帶將電池片的前表面和背表面依次串聯(lián),而B(niǎo)C類電池電極均在背面柵線采用直線連接。低溫工藝、防止翹曲是BC電池串焊機(jī)與傳統(tǒng)串焊機(jī)的主要區(qū)別點(diǎn)。由于BC類電池正負(fù)電極均在背面,P區(qū)和N區(qū)柵線相互隔離,因此主柵線的設(shè)計(jì)也有不同的方案。SunPower最早設(shè)計(jì)的IBC電池將兩條主柵線分布在電池兩端,這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。目前普遍采用的柵線結(jié)構(gòu)是三維主柵設(shè)計(jì),在制備完細(xì)柵后,采用間隔絕緣的方式分別將正極主柵與P區(qū)細(xì)柵、負(fù)級(jí)主柵與N區(qū)細(xì)柵相連接。由于絕緣材料不耐高溫,所以BC類電池不能采用傳統(tǒng)串焊機(jī)的高溫工藝,這是目前BC電池串焊機(jī)與傳統(tǒng)串焊機(jī)不能兼容的主要原因之一,行業(yè)內(nèi)目前的方式是采用導(dǎo)電膠熱壓方式進(jìn)行焊接。此外,BC電池柵線全部在背面還會(huì)因?yàn)閼?yīng)力集中導(dǎo)致電池片發(fā)生翹曲,影響后續(xù)封裝。目前行業(yè)普遍采用半片封裝方式進(jìn)行焊接,將電池片一分為二后將其中之一轉(zhuǎn)動(dòng)180°進(jìn)行焊接。綜上,BC類電池由于特殊的結(jié)構(gòu)和工藝,與傳統(tǒng)串焊機(jī)不能兼容,傳統(tǒng)串焊機(jī)廠商在這一領(lǐng)域并無(wú)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。連城數(shù)控選擇進(jìn)入這一領(lǐng)域,有較好的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。BC類電池更適配分布式光伏,未來(lái)需求有望快速增長(zhǎng)。BC類電池正面無(wú)柵線,組件外觀更為簡(jiǎn)潔美觀,更適用于分布式光伏尤其是BIPV。隆基2022年推出的Hi-MO6組件基于HPBC電池,正面可以定制多種顏色,能和不同場(chǎng)景的建筑搭配,符合BIPV的美觀要求。2022年,工商業(yè)光伏新增裝機(jī)量占比達(dá)29.59%,成為我國(guó)新增光伏裝機(jī)的主力。由于工商業(yè)電價(jià)更高,因此工商業(yè)光伏對(duì)組件價(jià)格的敏感性更低,對(duì)美觀性要求更高。未來(lái)工商業(yè)光伏裝機(jī)量有望保持較快增長(zhǎng),對(duì)BC類光伏電池組件的需求量也將較快增長(zhǎng)。因此國(guó)內(nèi)組件廠商開(kāi)始布局BC類電池產(chǎn)能,目前愛(ài)旭股份和隆基綠能分別有16.5GW和33GW背結(jié)觸電池產(chǎn)能規(guī)劃,隨著規(guī)劃產(chǎn)能的逐步落地,連城數(shù)控的串焊機(jī)收入有望快速提升。3半導(dǎo)體設(shè)備:半導(dǎo)體硅片受益,碳化硅設(shè)備潛力可期3.1全國(guó)產(chǎn)化設(shè)備助力國(guó)內(nèi)硅片產(chǎn)業(yè)發(fā)展按照直徑尺寸,半導(dǎo)體硅片主要分為300mm(12英寸),200mm(8英寸)、150mm(6英寸)、100mm(4英寸)、75mm(3英寸)、50mm(2英寸)。硅片尺寸越大,在單片硅片上制造的芯片的數(shù)量就越多,邊緣損失就越小,芯片的單位成本也就越低,直徑300mm的12英寸硅片因此占據(jù)絕對(duì)的市場(chǎng)份額,2021年12英寸出貨面積占68.47%,8英寸出貨面積占24.56%。我國(guó)半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)起步晚、規(guī)模小,根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)2021年全球半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)規(guī)模約為126.2億美元,而我國(guó)半導(dǎo)體硅片銷售額僅為16.56億美元,約占全球市場(chǎng)的13.12%。同時(shí),我國(guó)半導(dǎo)體硅片公司市場(chǎng)份額較小,全球近九成市場(chǎng)被海外五大硅片公司占據(jù),2020年信越化學(xué)、SUMCO、環(huán)球晶圓、SiltronicAG、SKSiltron合計(jì)市場(chǎng)份額為86.61%。驅(qū)動(dòng)下,國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片產(chǎn)能建設(shè)提速。根據(jù)上海合晶招股說(shuō)明書,2021年我國(guó)8英寸外延片需求量為71萬(wàn)片/月,供給量約為49萬(wàn)片/月;2021年我國(guó)12英寸外延片的需求量約為35萬(wàn)片/月,供給量約為3萬(wàn)片/月。預(yù)計(jì)到2025年,8英寸和12英寸外延片供給缺口將分別達(dá)到30萬(wàn)片/月,34萬(wàn)片/月。在此情況下,國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片產(chǎn)能建設(shè)在如火如荼的展開(kāi),根據(jù)我們統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)8英寸硅片在建/規(guī)劃產(chǎn)能約為78萬(wàn)片/月,12英寸硅片在建/規(guī)劃產(chǎn)能約為201萬(wàn)片/月。半導(dǎo)體硅片的工藝流程包括長(zhǎng)晶、切片、拋光、外延四個(gè)主要環(huán)節(jié),具體如下:①拉晶:將硅料融化,然后通過(guò)引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩、等徑、收尾等工藝流程,拉出符合生產(chǎn)要求的單晶硅棒純度在9N以上。②切片:將硅棒拋磨成等徑的圓柱后,將其切成約1mm厚的硅片,并通過(guò)拋磨改善硅片平面度、通過(guò)刻蝕去除機(jī)械損傷。③拋光:利用膠體二氧化硅對(duì)硅片進(jìn)行機(jī)械化學(xué)拋光,獲得鏡面表面,然后進(jìn)行檢測(cè)篩選出符合表面度要求的硅片,得到拋光片。④外延:在拋光片的基礎(chǔ)上首先使用砷或氫氣對(duì)其進(jìn)行高溫退火,降低硅片表面含氧量。然后在外延爐中通入四氯化硅和三氯硅烷并加熱到1200℃,使硅片表面沉積一層2-20微米厚的單晶硅層。從而降低集電極串聯(lián)電阻,降低飽和壓降和功耗。目前,8英寸拋光片產(chǎn)能的設(shè)備投資額約為310元/片,外延片產(chǎn)能的設(shè)備投資額約為400元/片。12英寸拋光片產(chǎn)能的設(shè)備投資額在1200元/片左右,外延片產(chǎn)能的設(shè)備投資額在1900元/片左右(以年產(chǎn)能計(jì)算)。由于8英寸和12英寸硅片適用的制程工藝不同,兩者的設(shè)備投資構(gòu)成也有較大區(qū)別。以立昂微為例,8英寸硅片的設(shè)備投資額中,拉晶、切片、拋光、外延的占比分別為19.8%、6.9%、30.4%、33.9%。12英寸硅片適用的制程工藝更先進(jìn),對(duì)硅片的表面粗糙度要求更高,因此拋光工序的設(shè)備投資占比更高,拉晶、切片、拋光、外延投資占比分別為8.3%、7.7%、59.7%、24.4%。連城數(shù)控半導(dǎo)體設(shè)備聚焦于長(zhǎng)晶與切片環(huán)節(jié)。KX360MCZ是連城數(shù)控新一代300mm半導(dǎo)體單晶爐,采用凱克斯最先進(jìn)的技術(shù),配備4000高斯超導(dǎo)磁場(chǎng),能夠?qū)崿F(xiàn)硬件、軟件的全部國(guó)產(chǎn)。2022年7月連城使用KX360MCZ成功生長(zhǎng)出12英寸半導(dǎo)體級(jí)單晶硅棒。根據(jù)前文的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),我們對(duì)目前國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片長(zhǎng)晶、切片設(shè)備的市場(chǎng)空間進(jìn)行了測(cè)算,8英寸硅片設(shè)備市場(chǎng)空間約為10.00億元,12英寸硅片設(shè)備市場(chǎng)空間約為73.32億元,兩者合計(jì)約為83.32億元。3.2碳化硅設(shè)備:國(guó)內(nèi)SiC產(chǎn)能建設(shè)提速,連城數(shù)控已取得批量訂單3.2.1新能源汽車、5G通訊推動(dòng)碳化硅市場(chǎng)快速增長(zhǎng)碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)因具有較高的禁帶寬度、擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度、飽和電子漂移速率、熱導(dǎo)率及抗輻射等優(yōu)點(diǎn),被視作第三代半導(dǎo)體材料。目前氮化鎵(GaN)晶體生長(zhǎng)仍有較多的技術(shù)難題尚未攻破,碳化硅因此成為最重要的第三代半導(dǎo)體材料。碳化硅的襯底可以按照電阻率分為導(dǎo)電型襯底和半絕緣型襯底,導(dǎo)電型電阻率在0.02Ω·cm左右,半絕緣型電阻率大于106Ω·cm。碳化硅導(dǎo)電型襯底主要應(yīng)用在新能源汽車、電網(wǎng)、光伏逆變器、軌道交通等高壓工作場(chǎng)景。碳化硅半絕緣型襯底主要應(yīng)用在射頻開(kāi)關(guān)、功率放大器、濾波器等通訊場(chǎng)景,可以滿足5G通訊對(duì)高頻性能和高功率處理性能的要求。碳化硅襯底器件相較于硅基器件優(yōu)點(diǎn)顯著。第一,碳化硅的禁帶寬度更高。制成的功率器件工作電壓范圍在650V-3300V,更高的擊穿電場(chǎng)使器件尺寸可以縮小為硅基的1/10。第二,碳化硅的飽和電子速率更高,導(dǎo)通電阻為硅基器件的1/200。制成的微波射頻器件在高頻電流下產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)損耗更低,能量損失更小,同時(shí)可以減少電容和電感器件的使用量,顯著縮小射頻器件的體積。第三,碳化硅的高溫性能和導(dǎo)熱性更出色。碳化硅器件的最高工作溫度高達(dá)1580℃,使其在高溫工作環(huán)境下仍能保持更好的性能,良好的導(dǎo)熱性能減少了散熱件的需求,在降低成本的同時(shí)縮小體積。碳化硅器件可以幫助新能源汽車提高續(xù)航里程,提高充電速度。新能源汽車中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電壓轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(DC/DC)、車載充電系統(tǒng)、電池逆變器等高壓系統(tǒng),均可以通過(guò)使用碳化硅功率器件減少重量和功率損耗,從而提高續(xù)航里程,還可以減少冷卻系統(tǒng),節(jié)約整車成本。目前,新能源汽車電壓通常為400V,而800V高壓平臺(tái)可以將充電功率提升到350KW以上,將400km續(xù)航里程電量的充電時(shí)間縮短至12-15分鐘。碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模將呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。隨著新能源汽車滲透率的不斷提升,以及碳化硅功率器件在新能源汽車的普及,未來(lái)碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。根據(jù)IHSMarkit的預(yù)測(cè),到2027年碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)100億美元。具體來(lái)看2022-2025年碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)相對(duì)平緩,2026-2027年市場(chǎng)規(guī)模增速將會(huì)顯著加快。CASA預(yù)測(cè)到2026年國(guó)內(nèi)新能源汽車對(duì)碳化硅襯底需求量(折算為6英寸)將達(dá)到約122萬(wàn)片。2018-2019年天科合達(dá)6英寸碳化硅晶片平均售價(jià)分別為7386.41元/片、7380.53元/片,2020年天岳先進(jìn)6英寸導(dǎo)電型碳化硅晶片平均售價(jià)為7423.49元/片,假設(shè)到2026年6英寸導(dǎo)電型碳化硅晶片價(jià)格下降到6500元/片,預(yù)計(jì)2026國(guó)內(nèi)因新能源汽車帶動(dòng)的導(dǎo)電型碳化硅襯底市場(chǎng)規(guī)模79.3億元。碳化硅材料天生適配5G通訊。5G通信頻率是指頻段在450MHz-60000MHz之間,延時(shí)在1ms以內(nèi),峰值下載速度達(dá)到10-20Gbit/s的通信技術(shù)。5G通訊的所需的射頻器件主要包括射頻開(kāi)關(guān)、LNA、功率放大器、濾波器等,其中功率放大器是放大射頻信號(hào)的核心,5G的高頻特性要求功率放大器具備在高頻和高功率狀況下的工作能力。以碳化硅為襯底的氮化鎵射頻器件具備高導(dǎo)熱性、低導(dǎo)通電阻,在高功率和高頻率的工況下功率損耗更低、性能更加出色。根據(jù)Yole的預(yù)測(cè),到2025年全球半絕緣型碳化硅襯底需求量將達(dá)到43.84萬(wàn)片。2020年天岳先進(jìn)4英寸半絕緣型碳化硅晶片平均售價(jià)為9214.99元/片,假設(shè)到2025年價(jià)格下降到7500元/片,全球半絕緣型碳化硅晶片市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到32.88億元。需求的不斷增長(zhǎng)推動(dòng)了國(guó)內(nèi)碳化硅襯底的產(chǎn)能建設(shè),根據(jù)我們的統(tǒng)計(jì),目前國(guó)內(nèi)頭部公司規(guī)劃/在建的碳化硅襯底產(chǎn)能合計(jì)達(dá)到了202萬(wàn)片。此外一些非上市公司如中科鋼研、同光科技、國(guó)宏中能等也有產(chǎn)能規(guī)劃。3.2.2碳化硅長(zhǎng)晶難度大,設(shè)備是產(chǎn)能提升關(guān)鍵碳化硅熔融溫度高,晶型種類多,長(zhǎng)晶良率低。碳化硅襯底的生產(chǎn)過(guò)程需要經(jīng)過(guò)原料合成、晶體生長(zhǎng)、晶錠加工、晶棒切割、研磨拋光等步驟。在晶體生長(zhǎng)環(huán)節(jié),碳化硅具有200余種晶體結(jié)構(gòu),而只有4H-SiC等少數(shù)幾種晶體結(jié)構(gòu)才是半導(dǎo)體材料所需的,在晶體生長(zhǎng)期間需要對(duì)碳硅比、溫度梯度、摻雜元素濃度等多個(gè)參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)控制,否則會(huì)生長(zhǎng)出多晶型摻雜、缺陷密度較高的不合格晶體。而碳化硅生長(zhǎng)技術(shù)難度高導(dǎo)致了目前碳化硅襯底廠商生產(chǎn)良率較低。天岳先進(jìn)作為國(guó)內(nèi)半絕緣型碳化硅襯底龍頭企業(yè),晶棒環(huán)節(jié)良率近兩年平均水平約為50%,襯底環(huán)節(jié)良率近兩年在70%-75%區(qū)間。碳化硅晶體生長(zhǎng)緩慢,產(chǎn)能釋放一方面取決于長(zhǎng)晶爐數(shù)量,一方面源于提高單爐產(chǎn)能。量產(chǎn)碳化硅晶錠的生長(zhǎng)周期約為7天,生產(chǎn)出的碳化硅晶錠高度僅為十幾厘米,考慮到良率以及切片損耗,單爐單次生產(chǎn)的碳化硅襯底僅為2-3片,天岳先進(jìn)2020年的長(zhǎng)晶爐臺(tái)均產(chǎn)能為111片/年,長(zhǎng)晶速率緩慢決定了擴(kuò)大產(chǎn)能需要依靠增加長(zhǎng)晶爐數(shù)量以及提高單爐產(chǎn)能。兩方面決定了設(shè)備廠商的重要地位:一方面襯底企業(yè)提高產(chǎn)能需要大量采購(gòu)單晶爐,帶來(lái)市場(chǎng)規(guī)模的提高;另一方面,提高單爐產(chǎn)能需要設(shè)備與工藝之間的相互配合,設(shè)備廠商重要性大大提高。根據(jù)我們測(cè)算,2023-2026年由新能源汽車帶來(lái)的碳化硅長(zhǎng)晶設(shè)備空間平均約為27.81億元/年。3.2.3雙技術(shù)路線布局,已形成批量訂單碳化硅長(zhǎng)晶設(shè)備在業(yè)界有感應(yīng)式加熱和電阻式加熱兩種技術(shù)路線,目前國(guó)內(nèi)以感應(yīng)式長(zhǎng)晶爐為主。采用感應(yīng)線圈加熱時(shí),由于電磁感應(yīng)作用,軸向溫度和徑向溫度之間存在耦合現(xiàn)象(即軸向溫度的變化會(huì)導(dǎo)致徑向溫度的隨之相應(yīng)變化,反之亦然)。如果調(diào)整軸向溫度梯度,提升晶體生長(zhǎng)速度,會(huì)因?yàn)轳詈犀F(xiàn)象導(dǎo)致徑向溫度分布發(fā)生改變,從而導(dǎo)致晶體生長(zhǎng)界面的凹凸程度變化、應(yīng)力增加,使得晶體缺陷增加。由于耦合現(xiàn)象的存在,軸向溫度和徑向溫度的工藝調(diào)整成為感應(yīng)加熱式晶體生長(zhǎng)爐的重要技術(shù)難點(diǎn),并且在保證晶體缺陷得到有效控制的前提下,對(duì)提升晶體尺寸和晶體生長(zhǎng)速度帶來(lái)了技術(shù)障礙。電阻式長(zhǎng)晶爐更適合8英寸碳化硅襯底生長(zhǎng)。電阻加熱法的軸向溫度和徑向溫度之間不存在耦合現(xiàn)象,可以對(duì)軸向溫度和徑向溫度分別進(jìn)行精確控制,降低晶體缺陷,提高產(chǎn)品良率,有利于實(shí)現(xiàn)大尺寸晶體的生長(zhǎng),并提高晶體生長(zhǎng)速度。連城雙路線均已完成研發(fā),電阻爐已實(shí)現(xiàn)小批量訂單。根據(jù)公司2021年年報(bào),感應(yīng)式長(zhǎng)晶爐和電阻爐均已研發(fā)完成,其中感應(yīng)長(zhǎng)晶爐在客戶處驗(yàn)證,電阻爐已實(shí)現(xiàn)小批量訂單。根據(jù)2022年5月13日業(yè)績(jī)交流會(huì)的內(nèi)容,公司碳化硅生長(zhǎng)爐已在客戶處穩(wěn)定試用,有客戶已追加訂單,會(huì)根據(jù)客戶的實(shí)際需求進(jìn)行產(chǎn)品的批量交付。4光伏輔材:焊帶業(yè)務(wù)處于導(dǎo)入階段,毛利率具有較大提升空間公司輔材業(yè)務(wù)目前以焊帶為主,焊帶的作用是將光伏電池片進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián),是組件串焊工藝的重要輔材。光伏焊帶主要分為互連焊帶與匯流焊帶:互聯(lián)焊帶直接焊接在電池片正面和背面柵線上,使電池片形成串聯(lián)電路;匯流焊帶是將電池串連接起來(lái)并于接線盒相連實(shí)現(xiàn)完整電路。光伏焊帶主要由銅基材與表面錫合金層組成,由于銅的焊接性能比較差,將錫合金使用電鍍、真空沉積等方法均勻覆蓋在銅極材表面以提高焊帶的焊接性能。光伏焊
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