2022年神工股份業(yè)務(wù)布局及發(fā)展趨勢分析

1、2022年神工股份業(yè)務(wù)布局及發(fā)展趨勢分析1. 神工股份產(chǎn)能居首技術(shù)領(lǐng)先，大直徑硅料成長性大于周期性1.1 大直徑單晶硅材料全球龍頭，充分受益產(chǎn)業(yè)分工與轉(zhuǎn) 移加速神工股份的大直徑單晶硅材料產(chǎn)品在技術(shù)、品質(zhì)、產(chǎn)能和市 場份額等方面均處于國際先進水平。公司是刻蝕用硅電極上游 大直徑單晶硅材料全球最大的供應(yīng)商，產(chǎn)品尺寸范圍覆蓋 8 英寸 至 19 英寸，主要產(chǎn)品形態(tài)包括硅棒、硅筒、硅環(huán)和硅盤，純度達 10 至 11 個 9，可滿足 7nm 及以下先進制程芯片刻蝕環(huán)節(jié)對硅材料 的工藝要求。大直徑單晶硅材料業(yè)務(wù)為公司目前主要營收來源， 2020 年實現(xiàn)收入 1.82 億元，占營收比重達 94.96%，在全

2、球大直 徑單晶硅材料市場占有率約為 13%-15%。硅電極廠對上游單晶硅材料的生產(chǎn)制造和穩(wěn)定供應(yīng)能力要求 嚴格，依賴程度高，神工因此深度受益。大直徑單晶硅材料直接 下游為硅電極制造商，硅電極制造商往下對接刻蝕設(shè)備廠商和晶 圓制造廠商，神工股份大直徑硅材料主要客戶均為日韓美硅電極 廠商。硅電極制造商可分為兩類：一類同時具備單晶硅材料制造 能力和硅電極加工能力，一類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)單晶硅材料制造商采購單晶硅 材料進行后道加工。由于硅電極的加工并不改變材料的物理化學 特性，因此上游單晶硅材料的產(chǎn)品質(zhì)量直接影響到硅電極在刻蝕 環(huán)節(jié)的表現(xiàn)，產(chǎn)品認證門檻較高；

3、產(chǎn)品認證通過之后，產(chǎn)品供應(yīng) 能力對硅電極制造商的生產(chǎn)經(jīng)營同樣影響重大，疊加替換供應(yīng)商 成本較高，穩(wěn)定的供應(yīng)能力進一步增加硅電極制造商對上游單晶 硅材料廠商的依賴；同時，單晶硅材料廠商在研發(fā)上能夠協(xié)助硅 電極制造商完成自身技術(shù)及工藝的優(yōu)化和提升 ，快速響應(yīng)并滿足 定制化的需求。神工股份目前已經(jīng)順利切入包括三菱材料、 CoorsTek 、SK 化學、Hana 、WDX、Silfex 等日韓美硅電極制造 商，并且隨著規(guī)模不斷擴大，在產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)中的重要性不斷提升。產(chǎn)業(yè)分工與轉(zhuǎn)移為國內(nèi)大直徑單晶硅材料廠商帶來快速發(fā)展 機遇。隨著集成電路工藝制程不斷突破帶來刻蝕環(huán)節(jié)“質(zhì)”和 “量”同步升級，晶圓廠產(chǎn)線快速擴

4、張?zhí)嵘O(shè)備、材料需求，大 直徑單晶硅材料市場需求隨之增長，硅電極制造商單晶硅材料制 造和加工環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)分工趨勢或更加明晰，疊加第三次半導體產(chǎn)業(yè) 轉(zhuǎn)移帶來中國大陸半導體產(chǎn)業(yè)份額不斷提升，國內(nèi)大直徑單晶硅材料廠商迎來快速發(fā)展機遇。高精度納米制程技術(shù)的不斷突破以 及晶圓的大尺寸化趨勢，不僅意味著晶圓制造需要執(zhí)行更多的刻 蝕工藝步驟，需要消耗更多的硅電極，也引領(lǐng)硅電極往大尺寸方 向升級迭代，價值量進一步提升。5G、電動汽車、AIoT 等不斷提 升半導體市場需求，刺激全球晶圓廠快速擴張，也拉動了上游設(shè) 備、材料的需求。第三次半導體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移大背景下，中國大陸半 導體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，已經(jīng)逐漸成為半導體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的

5、需求中心和 產(chǎn)能中心，國內(nèi)大直徑單晶硅材料廠商面臨廣闊的發(fā)展空間 。圖：全球半導體資本支出展望1.2 材料工藝自主可控，技術(shù)實力強成本優(yōu)勢大神工股份掌握了 19 英寸及以下尺寸單晶體的所有技術(shù)工藝， 構(gòu)建了較高的技術(shù)壁壘，規(guī)模效應(yīng)進一步凸顯成本優(yōu)勢。公司一 直專注于刻蝕用單晶硅材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，突破并優(yōu)化了 多項關(guān)鍵技術(shù)，公司產(chǎn)能利用率、良品率等指標也不斷提升，單 位成本不斷下降。公司憑借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)化工藝等多項業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的工藝或 技術(shù)，使公司能夠不借助強磁場，在單晶生長設(shè)備既有規(guī)格基礎(chǔ) 上生產(chǎn)出更大尺寸的單晶硅，因此在維持較高良品率和參數(shù)

6、一致 性水平的基礎(chǔ)上有效降低了單位生產(chǎn)成本。公司主要產(chǎn)品也均處 于規(guī)?；a(chǎn)階段，成本優(yōu)勢進一步凸顯。神工股份核心技術(shù)團隊具備海外硅片行業(yè)深厚經(jīng)驗，技術(shù)實 力強勁，降維布局刻蝕用單晶硅材料發(fā)展迅速。半導體級單晶硅 材料可分為芯片用單晶硅材料和刻蝕用單晶硅材料，刻蝕用單晶 硅材料微缺陷率參數(shù)對后續(xù)工藝的重要性水平相對較低，芯片用 單晶硅材料對微缺陷率參數(shù)要求嚴格，需控制材料內(nèi)部微缺陷率 保持低水平甚至接近零方能滿足后續(xù)工藝要求。公司核心技術(shù)人 員潘連勝、山田憲治都有海外硅片企業(yè)工作經(jīng)驗，13 年成立神工 股份降維到刻蝕用單晶硅材料領(lǐng)域，短短兩年就實現(xiàn)了盈利，公 司的強勁技術(shù)實力可見一斑。相較于國

7、內(nèi)對標企業(yè)有研硅，神工的起步雖晚但優(yōu)勢顯著。 有研硅是國內(nèi)最早開展半導體硅材料業(yè)務(wù)的企業(yè)之一。有研硅前 身為有研科技集團有限公司（原北京有色金屬研究總院）401 室， 自上世紀 50 年代開始硅材料研究，積累了豐富的硅材料研發(fā)核心 技術(shù)及生產(chǎn)經(jīng)驗。2018 年公司完成混合所有制改革，控股股東株 式會社 RS Technologies 是全球知名的半導體晶圓片再生制造企 業(yè)。有研硅在國內(nèi)率先實現(xiàn) 6 英寸、8 英寸硅片的產(chǎn)業(yè)化及 12 英 寸硅片的技術(shù)突破，并于 2005 年實現(xiàn)集成電路刻蝕設(shè)備用硅材料 產(chǎn)業(yè)化，目前有研硅主要產(chǎn)品包括半導體硅拋光片、刻蝕設(shè)備用 硅材料、半導體區(qū)熔硅單晶等。神工股

8、份高毛利率凸顯成本優(yōu)勢和強勁技術(shù)實力，后來居上 產(chǎn)能與營收規(guī)模迅速增長。神工股份近年綜合毛利率均超 60%， 有研硅刻蝕設(shè)備用硅材料業(yè)務(wù)毛利率水平僅在 40%左右，毛利率 差異凸顯神工股份成本優(yōu)勢與強勁技術(shù)實力。有研硅 2005 年就實 現(xiàn)刻蝕設(shè)備用硅材料產(chǎn)業(yè)化，神工股份 2013 年才成立， 2018 年 神工股份實現(xiàn)營收 2.83 億元，產(chǎn)能規(guī)模達 272.4 噸/年，有研硅刻 蝕設(shè)備用硅材料實現(xiàn)營收 2.54 億元，產(chǎn)能規(guī)模為 234 噸/年，神工 股份后來居上實現(xiàn)營收和產(chǎn)能規(guī)模反超，增長十分迅速。神工股份一直專注于研發(fā)投入，高研發(fā)投入是建立技術(shù)、產(chǎn) 品以及客戶優(yōu)勢，確立行業(yè)領(lǐng)先地位的關(guān)

9、鍵。神工股份近年研發(fā) 費用率超 9%，高于有研硅 8.78%的水平（剔除股份支付費用）。 截至 2021 年上半年，神工股份研發(fā)人員達 50 人，研發(fā)人員占比 達 21.55%，有研硅研發(fā)人員達 64 人，研發(fā)人員占比為 11.07%。 神工股份憑借持續(xù)的研發(fā)投入和技術(shù)積累，已經(jīng)在刻蝕用單晶硅 材料領(lǐng)域積累了豐富的客戶資源和良好的品牌知名度，細分市場 占有率不斷上升。1.3 大徑化趨勢推動份額持續(xù)提升，助力公司穿越周期半導體硅片不斷向大尺寸方向發(fā)展，刻蝕用單晶硅材料大徑 化趨勢明顯，大直徑單晶硅材料廠商深度受益。摩爾定律推動半 導體硅片向大尺寸演進，半導體硅片尺寸從最初的 50mm 已升級 到

10、 300mm，300mm 硅片刻蝕加工需要超過 300mm 的硅電極零部 件 ，拉動了大直徑單晶硅材料需求。而大直徑單晶硅材料生產(chǎn)資 金投入高，直徑越大工藝技術(shù)越復雜，硅電極廠商自給意愿不強， 外購上游大直徑單晶硅材料廠商產(chǎn)品權(quán)重或上升，大直徑硅材料 廠商迎來新的成長空間。目前干式刻蝕機腔體內(nèi)硅部件“大型化” 趨勢日趨明顯。從技術(shù)角度來看，硅結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品相比其他材質(zhì)， 更適合應(yīng)用于純凈度要求較高的刻蝕機腔體中；因刻蝕機腔體內(nèi) 的結(jié)構(gòu)件校大，且單晶硅材質(zhì)的成本高于多晶硅材質(zhì)，客戶出于 成本考慮，有多晶替代需求。神工股份較大直徑單晶硅材料份額近年穩(wěn)步提升，毛利率也 逐年攀升，超大直徑硅材料研發(fā)進展順

11、利，刻蝕用硅材料龍頭地 位愈加鞏固。2016-2020 年，公司大直徑單晶硅材料 15 英寸以上 產(chǎn)品占比從 56%提升至 65%，其中 16-19 英寸產(chǎn)品占比從 16%提 升到 24%。單晶硅材料產(chǎn)品直徑越大毛利率越高，16-19 英寸產(chǎn)品 毛利率接近 80%，較大直徑單晶硅材料份額提升帶來單晶硅材料 業(yè)務(wù)綜合毛利率水平逐年攀升，2016-2020 年從 44%提升到 68%。 同時公司使用 28 英寸熱場成功拉制直徑達到 550mm（22 英寸） 的晶體，進一步鞏固了公司在大直徑單晶硅材料領(lǐng)域的技術(shù)地位； 公司還開展了 22 英寸以上半導體零部件用的多晶質(zhì)材料的工藝攻 關(guān)，取得了更多的熱

12、場優(yōu)化試驗數(shù)據(jù)，良品率繼續(xù)提高，同時開 展了多晶質(zhì)零部件的基本加工工藝研發(fā)，完成初始工藝和小批量生產(chǎn)，材料純度基本符合設(shè)計值。份額的不斷提升將助力神工股份穿越半導體周期。半導體行 業(yè)受技術(shù)迭代、應(yīng)用創(chuàng)新、庫存變化等因素影響存在一定的周期 性，在行業(yè)周期上行階段，為響應(yīng)半導體設(shè)計廠商備貨需求，半 導體制造商加大資本開支積極擴產(chǎn)，直接提振半導體設(shè)備需求， 產(chǎn)線投產(chǎn)后進而拉動半導體材料需求，設(shè)備與材料表現(xiàn)出一定的 時滯。2016-2018 年，隨著 5G 商用，疊加物聯(lián)網(wǎng)、人工智能的拉 動，全球半導體行業(yè)景氣度提升；2019 年，隨著終端市場需求放 緩，半導體行業(yè)迎來下行周期；2020 年至今，伴隨

13、著新能源汽車、 AIoT 等需求高速增長，半導體行業(yè)又迎來新一輪上行周期。神工 股份作為半導體硅材料廠商，季度營收表現(xiàn)與半導體設(shè)備銷售額 表現(xiàn)出明顯的相關(guān)性，滯后約 2-3 個季度，同時營收環(huán)比增速也顯 著優(yōu)于行業(yè)增速。神工股份優(yōu)異的表現(xiàn)不僅源于行業(yè)增長紅利， 更是自身份額持續(xù)提升的結(jié)果，這也將助力公司穿越周期鞏固公 司市場領(lǐng)先的地位。2. 國內(nèi)晶圓廠加速擴張，國產(chǎn)刻蝕機助力硅電極實現(xiàn)進口替代2.1 硅電極加工工藝難，單體價值量高，發(fā)展空間更大神工股份 2020 年向下游拓展硅電極零部件業(yè)務(wù)，由全資子公 司福建精工半導體承接，已覆蓋 6-12 英寸硅電極部分產(chǎn)品。硅電 極零部件產(chǎn)品主要包括上電

14、極、下電極以及外套環(huán)等，上電極表 面有密集微小通孔，除了作為附加電壓的負極，還作為刻蝕氣體 進入腔體的通路；下電極內(nèi)側(cè)加工有臺階和定位凸出部，主要用 于承載硅片以及作為附加電壓的正極；外環(huán)套是支撐上電極及其 他相關(guān)零件的承載部件，主要用于保證等離子干式刻蝕機腔體的 密封性和純凈度。硅電極在刻蝕加工工藝過程會被逐漸腐蝕并變 薄，當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。2020 年，神工股份硅電 極業(yè)務(wù)逐步批量生產(chǎn)，實現(xiàn)營收 70 萬元。硅電極加工工藝難度高，高附加值帶來更大市場空間。硅上 電極作為刻蝕氣體的通路，微孔數(shù)量往往達上千個，微孔的尺

15、寸、分布和內(nèi)壁質(zhì)量對刻蝕晶圓表面的溝槽精度、均勻性等指標 都有著重大影響，這就對硅電極微孔的尺寸精度、位置精度還有 每個微孔內(nèi)壁表面的光滑度提出了極高的要求，打孔技術(shù)和孔內(nèi) 腐蝕清洗技術(shù)成為了硅電極加工工藝核心難點。同時，單晶硅材 料屬于硬脆材料，加工過程容易發(fā)生崩裂等表面細微損傷，這進 一步加大了硅電極加工的工藝難度。據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，2020 年全球刻蝕用硅電極市場規(guī)模約 18 億美元，全球刻蝕用單晶硅材料市場 規(guī)模約 3 億美金，高難度加工工藝帶來更高附加值，硅電極市場 發(fā)展空間更大。圖：硅電極加工工藝流程2.2 晶圓廠與刻蝕設(shè)備廠為硅電極本土供應(yīng)商創(chuàng)造替代機 會硅電極對下游的供應(yīng)主要

16、分為兩種方式：一是對接刻蝕設(shè)備 廠商提供原配品硅電極，二是對接晶圓制造廠商提供非原配品硅 電極?？涛g設(shè)備廠商通常指定通過其認證的硅電極制造商生產(chǎn)與 其刻蝕設(shè)備相配套且滿足特定工藝要求的原配品硅電極，并提供 給下游晶圓廠。原配品硅電極雖然與刻蝕設(shè)備匹配度更高，但價 格相對更貴。晶圓廠往往在采購新刻蝕設(shè)備時出于獲取刻蝕設(shè)備 供應(yīng)商售后服務(wù)和技術(shù)支持的考慮會傾向于購買原配品硅電極， 當晶圓廠掌握刻蝕設(shè)備使用工藝后，出于成本考慮會尋找非原配 品硅電極予以替代。同時隨著硅電極生產(chǎn)工藝的不斷成熟，非原 配品硅電極與原配品硅電極的技術(shù)差距越來越小，在綜合考慮成 本效益和產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上， 晶圓廠針對老舊刻蝕

17、機型更傾向于 使用非原配品硅電極。國產(chǎn)替代背景下國內(nèi)刻蝕設(shè)備廠商發(fā)展迅速，成為國內(nèi)硅電 極廠商新增長曲線。全球刻蝕機市場主要被泛林半導體、東京電 子、應(yīng)用材料占據(jù)主要份額，CR3 超 90%，國內(nèi)刻蝕設(shè)備廠商份 額極低，國內(nèi)刻蝕設(shè)備配套零部件產(chǎn)業(yè)鏈也因此發(fā)展緩慢。國產(chǎn) 替代背景下，國內(nèi)刻蝕設(shè)備廠商發(fā)展迅速，營收規(guī)?？焖僭鲩L， 硅電極等刻蝕設(shè)備配套零部件需求隨之上升。國內(nèi)硅電極廠商有 望通過國內(nèi)刻蝕設(shè)備廠商認證，為其提供原配品硅電極零部件， 打開新增長曲線，受益于國產(chǎn)化率不斷提升得到快速發(fā)展。國內(nèi)晶圓廠快速擴張，國內(nèi)硅電極廠商迎來補位替代機會。 國內(nèi)晶圓廠一直以來主要從海外刻蝕設(shè)備龍頭采購刻蝕機

18、，經(jīng)過 多年的學習積累，國內(nèi)工程師已經(jīng)十分熟悉存量刻蝕設(shè)備的使用 與維護，這使得國內(nèi)晶圓廠能夠根據(jù)存量刻蝕設(shè)備的工藝型號去 尋覓性價比更高的第三方硅電極零部件供應(yīng)商，而不必依賴于原 配品硅電極單一渠道。伴隨半導體工藝制程不斷往前推進，刻蝕 設(shè)備以及配套零部件也在不斷升級迭代，海外硅電極廠商在老舊 刻蝕機臺配套硅電極零部件的生產(chǎn)上積極性不高，國產(chǎn)硅電極廠 商立足中國大陸區(qū)位優(yōu)勢，有望受益國內(nèi)晶圓廠快速擴張機遇實 現(xiàn)快速發(fā)展。2.3 神工有望成為國內(nèi)頭部刻蝕用硅電極本土供應(yīng)商神工股份針對硅電極加工難點實現(xiàn)技術(shù)突破，國內(nèi)客戶驗證 進展順利。針對硅電極加工打孔難點，公司開發(fā)出了低損傷的高 速鉆微孔技術(shù)（高速機械鉆孔技術(shù)），對大深徑比的微孔進行加工， 既提高了加工精度，又極大地減少孔內(nèi)壁的損傷層，從而改善了 產(chǎn)品