神工股份研究報告單晶硅材料更上一臺階新業(yè)務(wù)打開成長空間

神工股份研究報告-單晶硅材料更上一臺階新業(yè)務(wù)打開成長空間一、刻蝕用單晶硅龍頭企業(yè)，受益半導(dǎo)體設(shè)備高景氣周期1.1專注刻蝕用單晶硅材料，技術(shù)領(lǐng)先實(shí)力雄厚1.1.1公司基本情況概述國內(nèi)領(lǐng)先的集成電路刻蝕用單晶硅材料供應(yīng)商，具備較強(qiáng)競爭力。神工半導(dǎo)體（ThinkonSemi）于2013年7月在中國遼寧省錦州市創(chuàng)立，并于2020年2月在上交所科創(chuàng)板上市，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。公司創(chuàng)始人潘連勝博士與核心團(tuán)隊(duì)擁有豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累，公司成立后發(fā)展迅速，產(chǎn)能規(guī)模和技術(shù)水平均已處于全球領(lǐng)先水平。神工股份在刻蝕用單晶硅材料行業(yè)全球市占率領(lǐng)先，市場占有率達(dá)到15%以上，具備較強(qiáng)的競爭力。神工股份共有4家全資子公司和1家參股公司。公司擁有中晶芯、福建精工、日本神工、上海泓芯4家全資子公司；投資遼寧天工1家參股公司，持有其8%的股權(quán)。中晶芯、福建精工、日本神工、遼寧天工主營業(yè)務(wù)均與半導(dǎo)體級硅材料的生產(chǎn)、研發(fā)、銷售，技術(shù)及原材料采購支持有關(guān)，上海泓芯主要為公司銷售提供支持。公司的主要股東包括更多亮照明、矽康半導(dǎo)體科技以及北京航天科工創(chuàng)投基金，其中，截止2022年2月28日，北京航天科工創(chuàng)投基金股權(quán)減持至6.21%。1.1.2單晶硅產(chǎn)業(yè)鏈布局公司主營業(yè)務(wù)為集成電路刻蝕用單晶硅材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。半導(dǎo)體級單晶硅材料主要分為晶圓用單晶硅材料與刻蝕用單晶硅材料兩類，公司生產(chǎn)的大尺寸高純度集成電路刻蝕用單晶硅材料，尺寸范圍覆蓋14到19英寸，其中14英寸以上產(chǎn)品占比超過90%。大尺寸單晶硅的主要形態(tài)包括硅棒、硅筒、硅環(huán)和硅盤?？涛g用單晶硅材料主要用于加工制成刻蝕設(shè)備上的硅電極，由于硅電極在硅片氧化膜刻蝕等加工工藝過程中會被腐蝕并逐漸變薄，當(dāng)硅電極厚度減少到一定程度后，需替換新的硅電極，因此硅電極是晶圓制造刻蝕工藝的核心耗材?？涛g用單晶硅材料行業(yè)的主要參與者多為硅電極制造商，主要包括三菱材料、CoorsTek、SK化學(xué)、Hana、Silfex、WDX、有研半導(dǎo)體等。部分企業(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制造能力較弱，需要從公司等專業(yè)制造企業(yè)采購單晶硅材料進(jìn)行后道加工。CoorsTek、SK化學(xué)等企業(yè)為硅電極制造企業(yè)，同時具備單晶硅材料制造能力和單晶硅材料加工能力；公司及有研半導(dǎo)體為專業(yè)集成電路刻蝕用單晶硅材料制造企業(yè)。公司上游原材料主要為高純度多晶硅、高純度石英坩堝和石墨件等，三大主要上游原材料成本共占公司原材料采購總金額的94.29%，分別占原材料總成本的55.71%、29.73%、8.85%。公司高純度多晶硅和高純度石英坩堝的采購渠道較為單一，主要依賴瓦克化學(xué)、SUMCOJSQ等主要供應(yīng)商。滿足高質(zhì)量集成電路刻蝕用單晶硅材料制造的高純度多晶硅和高純度石英坩堝的市場供給較為集中，且占公司生產(chǎn)成本的比重較高，價格波動對公司所在行業(yè)的利潤水平影響相對較大。石墨件等其他原材料主要由國內(nèi)供應(yīng)商供應(yīng)，可選范圍較廣，價格波動對公司所在行業(yè)的利潤水平影響較小。產(chǎn)品主要出口日本、韓國和美國，形成一定品牌優(yōu)勢。公司生產(chǎn)的集成電路刻蝕用單晶硅材料純度為10到11個9，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國際先進(jìn)水平，可滿足7nm及以下先進(jìn)制程芯片制造刻蝕環(huán)節(jié)對硅材料的工藝要求。經(jīng)過多年的發(fā)展，公司在集成電路刻蝕用單晶硅材料領(lǐng)域已建立起完整的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售體系，公司產(chǎn)品主要銷往日本、韓國等國家和地區(qū)。公司主要客戶包括三菱材料、SK化學(xué)、CoorsTek、Hana等。公司銷售模式主要為直銷，除部分下游公司有指定代理商外，公司均直接向下游客戶銷售產(chǎn)品。憑借先進(jìn)的生產(chǎn)制造技術(shù)、高效的產(chǎn)品供應(yīng)體系以及良好的綜合管理能力，公司與客戶建立了長期穩(wěn)定的合作關(guān)系。目前，公司已成功進(jìn)入國際先進(jìn)半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)鏈體系，形成了一定的品牌優(yōu)勢。1.2半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)高度景氣，單晶硅營收利潤高速增長1.2.1刻蝕用單晶硅材料需求與半導(dǎo)體行業(yè)景氣度密切相關(guān)全球經(jīng)濟(jì)增速放緩，半導(dǎo)體行業(yè)尤其是半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)逆勢上漲。2020年在全球貿(mào)易爭端不斷、世界經(jīng)濟(jì)增長放緩、疫情影響持續(xù)蔓延的情況下，總體經(jīng)濟(jì)情況呈下行趨勢，但半導(dǎo)體行業(yè)仍保持高增長。特別是全球半導(dǎo)體投資（Capex）增長7.6%，其中全球晶圓廠設(shè)備增加13.9%，領(lǐng)跑整個高科技產(chǎn)業(yè)。2021年全球經(jīng)濟(jì)逐漸恢復(fù)增長，半導(dǎo)體行業(yè)增速依然顯著。半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會（SIA）表示，2021年全球半導(dǎo)體行業(yè)的銷售額總計5559億美元，創(chuàng)歷史新高，較2020年的總銷售額4404億美元增長26.2%；全球半導(dǎo)體投資增長34%，達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的1520億美元。全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售創(chuàng)歷史新高，晶圓廠設(shè)備占比最大。據(jù)SEMI統(tǒng)計，2021年全球半導(dǎo)體制造設(shè)備總銷售額將達(dá)到1030億美元的新高，較2020年710億美元增長了44.7%。預(yù)計2022年，全球半導(dǎo)體制造設(shè)備市場總額將增至1140億美元，并保持增長勢頭。前端（晶圓廠）和后端（組裝/封裝和測試）半導(dǎo)體制造領(lǐng)域都在為這一增長做出貢獻(xiàn)。預(yù)計包括晶圓加工、晶圓廠設(shè)施和掩模、網(wǎng)線設(shè)備在內(nèi)的晶圓廠設(shè)備領(lǐng)域，2021年將增長43.8%，創(chuàng)行業(yè)新紀(jì)錄達(dá)880億美元；2022年將增長12.4%，達(dá)到990億美元；2023年將小幅下降0.5%，至984億美元。資本支出大幅增加，四大晶圓廠21Q3和21Q4資本支出快速上升。全球晶圓制造資本開支近幾年維持在350億美元以上高位，約占半導(dǎo)體資本開支的50%。晶圓代工廠商臺積電、聯(lián)電、中芯國際、華虹資本開支大幅增加，其中臺積電資本支出從2019年的149億美元提高到2021年的300億美元，相應(yīng)收入從2019年的346億美元增加到2021年的568億美元。公司預(yù)計今年資本開支在400億美元～440億美元之間，繼續(xù)保持高速增長，同時今年下半年量產(chǎn)3nm工藝，并在2023年量產(chǎn)3nmN3E工藝。到2026年，使用300mm晶圓的半導(dǎo)體晶圓廠數(shù)量預(yù)計將超過200個。疫情持續(xù)加速社會的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，包括5G、IoT、物聯(lián)網(wǎng)的加速發(fā)展，數(shù)字貨幣及區(qū)塊鏈技術(shù)關(guān)注度提升，智能汽車進(jìn)入發(fā)展快車道等全面帶動半導(dǎo)體需求提升。300mm晶圓廠數(shù)量持續(xù)增長，增速穩(wěn)定，根據(jù)KnometaResearch數(shù)據(jù)，截至2021年底，有153家半導(dǎo)體晶圓廠加工300mm晶圓用于制造IC，包括CMOS圖像傳感器和功率分立器件等非IC產(chǎn)品，預(yù)計2026年達(dá)到203家。伴隨著全球資本開支增加，半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備周期向上。目前全球范圍內(nèi)刻蝕設(shè)備的市場集中度相對較高，全球前三大刻蝕設(shè)備供應(yīng)商包括泛林集團(tuán)、東電電子和應(yīng)用材料，市場份額合計占比超過90%。隨著景氣度提高及全球資本開資增加，三大半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備廠商單季度營收從2019Q4全面觸底反彈。2020-2021年，全球主要刻蝕設(shè)備供應(yīng)商業(yè)務(wù)規(guī)?？焖僭鲩L，新增刻蝕設(shè)備不斷投入使用，刻蝕用單晶硅材料需求隨之增長。從季度來看，三大半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備供應(yīng)商持續(xù)九個季度營收勢頭強(qiáng)勁，并且在2021Q4依然保持高增長，其中東電電子同比增長55.63%，應(yīng)用材料同比增長30.61%，泛林半導(dǎo)體同比增長22.31%。我們認(rèn)為后續(xù)隨著全球新的晶圓廠建設(shè)，半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)依然保持快速增長的高景氣度。1.2.2規(guī)模效應(yīng)帶來更優(yōu)盈利能力借力行業(yè)景氣度，營收利潤高速增長。2016-2018年全球半導(dǎo)體集成電路行業(yè)呈現(xiàn)高景氣度，下游電子終端市場的高速發(fā)展，拉動了半導(dǎo)體級單晶硅材料行業(yè)的市場需求。受益于行業(yè)的高景氣，以及公司產(chǎn)品競爭力的提升和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，公司營業(yè)收入三年復(fù)合增長率為153%；凈利潤三年復(fù)合增長率為216%。2019年，由于國際政治局勢變化和中美貿(mào)易沖突，以及全球半導(dǎo)體市場需求的下降，公司營收和利潤均出現(xiàn)下滑，營業(yè)收入和凈利潤分別下跌33.25%和27.80%。2020年，隨著半導(dǎo)體行業(yè)經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，公司營收和利潤均出現(xiàn)回升，2021年，公司營收和利潤呈現(xiàn)大幅增長。公司2021年全年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入高達(dá)4.74億元，同比增長146.76%；

凈利潤2.20億元，同比增長119.63%。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)繼續(xù)優(yōu)化升級，16英寸及以上產(chǎn)品收入占比進(jìn)一步提升。2018年以來，公司的毛利率穩(wěn)定在60%以上的高水平。公司在加大新產(chǎn)品研發(fā)投入的同時，合理控制管理與銷售費(fèi)用，凈利率穩(wěn)健增長。2021年公司大直徑硅材料產(chǎn)品銷售總額中，制造難度較大的16英寸以上產(chǎn)品占比達(dá)26.32%，該產(chǎn)品的營業(yè)收入較2020年增長175.72%。16英寸及以上產(chǎn)品毛利率為75.82%，對公司整體凈利潤增長有較大貢獻(xiàn)。硅零部件和大尺寸硅片拓展加快，逐步減少對大直徑單晶硅業(yè)務(wù)依賴。神工股份專注刻蝕用大直徑單晶硅的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，2021年該產(chǎn)品的收入占公司總營收的約96%。在主營構(gòu)成方面，16英寸以上單晶硅產(chǎn)品收入占比逐年提高，預(yù)計將在2024年超過16英寸以下的單晶硅產(chǎn)品。2021年以來，公司開始拓展硅零部件和大尺寸硅片業(yè)務(wù)進(jìn)展加快，硅零部件與硅片業(yè)務(wù)成熟后產(chǎn)能放量，將逐步減少對大直徑單晶硅依賴，但大直徑單晶硅業(yè)務(wù)在未來幾年仍將擔(dān)任公司營收的主力軍角色。1.3持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)和采取股權(quán)激勵計劃，助力長期發(fā)展戰(zhàn)略成功進(jìn)入國際先進(jìn)半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)鏈體系，在單晶硅領(lǐng)域形成了全球化優(yōu)勢。經(jīng)過多年的技術(shù)積累，公司突破并優(yōu)化了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了較高的技術(shù)壁壘，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)已處于國際先進(jìn)水平。為抓住硅片大尺寸趨勢的機(jī)遇，晶體生長技術(shù)是公司未來研發(fā)的重點(diǎn)方向。公司能夠在不借助強(qiáng)磁場的條件下，在既有規(guī)格的單晶生長設(shè)備上生產(chǎn)出更大尺寸的單晶硅，在維持較高良品率的同時有效降低了單位生產(chǎn)成本。目前公司生產(chǎn)的刻蝕用大直徑單晶硅已滿足先進(jìn)制程芯片刻蝕環(huán)節(jié)的生產(chǎn)制造需求，并可在此基礎(chǔ)上定制產(chǎn)品以適應(yīng)全球市場上刻蝕設(shè)備型號的差異。與此同時，公司在硅材料加工技術(shù)、半導(dǎo)體單晶硅材料生長技術(shù)等領(lǐng)域積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，為新業(yè)務(wù)板塊的開展提供保障。憑借較高的產(chǎn)品良品率和參數(shù)一致性水平、持續(xù)穩(wěn)定的產(chǎn)品供應(yīng)能力，公司已通過眾多國際領(lǐng)先客戶的認(rèn)證，在半導(dǎo)體級單晶硅材料領(lǐng)域樹立了良好的口碑。積極拓展各方優(yōu)勢，有望打破市場壟斷。公司專注于刻蝕用單晶硅材料的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，突破并優(yōu)化了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，有效降低了單位生產(chǎn)成本。目前公司已經(jīng)建立符合國際標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量控制和品質(zhì)保證體系，在產(chǎn)品性能、良品率方面頗具競爭力。除了技術(shù)壁壘，神工股份同時具備客戶優(yōu)勢、銷售服務(wù)優(yōu)勢與細(xì)分行業(yè)領(lǐng)先優(yōu)勢，在這些競爭優(yōu)勢加持下，公司的細(xì)分市場影響力不斷增強(qiáng)。擴(kuò)產(chǎn)計劃助力，市場占有率迅速攀升。自2013年成立以來，公司大直徑單晶硅材料不斷擴(kuò)產(chǎn)，產(chǎn)能規(guī)模于2018年達(dá)到世界領(lǐng)先水平，近年來公司的產(chǎn)能擴(kuò)張遠(yuǎn)高于行業(yè)增長。為配合半導(dǎo)體大行業(yè)的景氣周期，公司每年都會制定相應(yīng)的擴(kuò)產(chǎn)計劃，對產(chǎn)線上的設(shè)備進(jìn)行升級改造，并對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)作出調(diào)整和優(yōu)化。公司單晶生長設(shè)備通常來自國內(nèi)領(lǐng)先的供應(yīng)商，因此擴(kuò)產(chǎn)周期較短，5-6個月就能夠釋放產(chǎn)能。未來公司有望通過晶圓尺寸的增大以及品類的擴(kuò)張持續(xù)提升自身的盈利能力。股權(quán)激勵計劃提供有力人才保障，助力公司長期發(fā)展戰(zhàn)略。公司于2022年3月發(fā)布限制性股票激勵計劃，本激勵計劃涉及的首次授予激勵對象共計72人，涉及公司董事、核心技術(shù)人員、高級管理人員等，約占員工總?cè)藬?shù)的34.45%。其中提及的業(yè)績考核目標(biāo)，以2021年?duì)I收或凈利潤為基數(shù)，2022/2023/2024年實(shí)現(xiàn)營收或凈利潤增長率不低于30%/69%/120%，CAGR接近30%。股權(quán)激勵的業(yè)績考核目標(biāo)能夠?qū)竞罄m(xù)的經(jīng)營提供較為積極的指引。持續(xù)加大研發(fā)投入，立足技術(shù)門檻。公司擁有專業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，核心技術(shù)人員具有多年的超大直徑硅晶體、輕摻低缺陷硅片、硅片精密加工的一線研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)?；诓牧闲袠I(yè)的特點(diǎn)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)從公司創(chuàng)立開始即和生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)緊密配合。為了提高產(chǎn)品良品率和參數(shù)一致性水平，公司加大研發(fā)力度，不斷引入人才，技術(shù)攻關(guān)，優(yōu)化包括晶體尺寸、缺陷密度、元素含量、元素分布均勻性等產(chǎn)品指標(biāo)，以滿足全球范圍內(nèi)不斷增長的單晶硅材料需求。2021年公司研發(fā)投入3497.11萬元，較去年增長95.36%；研發(fā)人員達(dá)75人，增長74.42%。二、國產(chǎn)半導(dǎo)體零部件發(fā)展迅速，有望降低進(jìn)口依賴性2.1八大核心子系統(tǒng)，奠定半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈的基石半導(dǎo)體設(shè)備可分為八大類核心子系統(tǒng)。根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)調(diào)查公司VLSI公布的數(shù)據(jù)，半導(dǎo)體核心子系統(tǒng)包括氣液流量控制系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、制程診斷系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、電源及氣體反應(yīng)系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、晶圓傳送系統(tǒng)、其他集成系統(tǒng)及關(guān)鍵組件。每個核心子系統(tǒng)亦由數(shù)量龐大、形式多樣的具體零部件構(gòu)成。半導(dǎo)體零部件包括設(shè)備核心部件和廠務(wù)輔助設(shè)備。設(shè)備核心部件包括工藝腔室、傳輸腔室、靜電卡盤、閥門、規(guī)、真空泵、工件臺、物鏡系統(tǒng)、激光源等，輔助設(shè)備包括溫控裝臵、干泵、尾氣處理裝臵和真空隔離閥等。核心零部件是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的基石。半導(dǎo)體核心零部件盡管只有大約300億美元的市場規(guī)模，卻組建了半導(dǎo)體設(shè)備的核心子系統(tǒng)，能夠決定半導(dǎo)體產(chǎn)品的成本與性能。半導(dǎo)體設(shè)備零部件具有高精密、高潔凈、耐腐蝕能力、耐擊穿電壓等特性，生產(chǎn)工藝涉及精密機(jī)械制造、工程材料、表面處理特種工藝、電子電機(jī)整合及工程設(shè)計等多個領(lǐng)域和學(xué)科，半導(dǎo)體設(shè)備的升級迭代很大程度上有賴于零部件的技術(shù)突破。因此，核心零部件不僅是半導(dǎo)體設(shè)備制造中難度較大、技術(shù)含量較高的環(huán)節(jié)之一，也是國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)“卡脖