1.1 业务端:“设备+材料”双轮驱动,光伏+半导体+碳化硅+蓝宝石接力放量
公司成立于 2006 年。2013 年上市。背靠浙大技术支持、围绕长晶技术为核心,下游 逐步覆盖光伏、半导体、碳化硅、蓝宝石等多个领域的设备(长晶、加工、外延、 CVD)+材料(衬底、耗材)。 公司从进口替代、到行业龙头,已成为国内晶体生长龙头企业。我们认为,公司已在 设备+材料两端形成研发的正反馈循环,互相之间不断实现反哺、加速研发效率,不 断巩固公司在技术端的竞争壁垒。
公司以“设备+材料”双轮驱动,覆盖光伏+半导体+碳化硅+蓝宝石 4 大领域。 1)光伏行业:设备端——公司在光伏单晶炉领域市占率处绝对领先地位,切磨抛加工 设备与下游龙头客户合作紧密。在下游客户一体化趋势之下,公司向光伏电池设备、叠瓦 组件设备延伸,向一体化光伏设备龙头进军。材料端——公司在光伏石英坩埚市占率龙头 领先,加码布局金刚线业务、完善公司在硅片核心耗材领域的布局。
2)半导体行业:硅片端——公司在晶体生长、切片、抛光、外延等环节已基本实现 8 英寸设备全覆盖,12 英寸长晶、切片、研磨、抛光等设备也已实现批量销售。晶圆及封装 端——公司基于先进制程,已开发出了 8/12 英寸外延、LPCVD、晶圆减薄等设备。 3)碳化硅行业:材料端——公司 6 英寸衬底已实现量产、8 英寸衬底有望 2023 年 Q2 实现小批量生产。设备端——公司碳化硅外延设备已实现批量销售,已发布 6 英寸双片式 碳化硅外延设备,产能、成本大幅优化。4)蓝宝石行业:已生长出全球领先 700Kg 级蓝宝石晶体,实现 300Kg 级及以上规模量 产。

1.2 研发端:核心高管技术背景深厚,研发创新实力铸就核心竞争力
公司核心高管人员中,有 8 位博士学历,大多为浙大背景出身。董事长曹建伟为浙大 工学博士;董事邱敏秀曾任浙大教授、机械与能源工程学院党委书记;副总裁傅林坚 是浙大工学博士;监事会主席李世伦于浙大机械工程学院从事教学、科研、产学研相 关工作。独立董事杨德仁为中国科学院院士,在浙大硅材料国家重点实验室工作。
持续加码研发,大力招募博士精英。2015-2021 年公司研发投入占营收的比稳定在 6- 7%左右;2022 年前三季度,公司研发投入 5.1 亿元,同比增长 107%,占营收比重为 6.8%。公司已形成以教授、博士为核心的技术研发和管理团队,截至 2021 年拥有 22 名博士,1015 名研发技术人员;拥有国家级博士后工作站、海外研发中心等技术研究 平台及多个专业研究所。 股权激励:2022 年 9 月公司发布员工持股计划,覆盖核心技术/业务/管理人员共 235 人。业绩考核目标:以 2021 年净利润为基数,2022 年净利润增长率不低于 50%; 2023 年净利润增长率不低于 70%。
1.3 治理端:股权结构集中,核心子公司各领域多点开花
董事长曹建伟、董事邱敏秀为公司实际控制人,均为浙大系出身,合计控制公司 53% 的股权。董事长曹建伟为浙大工学博士,董事邱敏秀曾任浙大教授,技术底蕴深厚。 两人为公司技术研发团队的带头人,并是公司大多数专利技术的共同发明人。 公司下属子公司较多,光伏+半导体设备主要在上市公司平台完成,材料、耗材、零部 件等主要由下属各子公司承担(全资或与下游客户、战略伙伴合资等)。
1.4 经营端:业绩、订单高增,规模效应下、盈利能力持续提升
业绩:受益光伏单晶+大尺寸双重技术迭代,公司业绩快速腾飞。2018-2021 年,公司 营收由 25.4 亿元增至 59.6 亿元,CAGR=33%;归母净利润由 5.8 亿元增至 17.1 亿元, CAGR=43%。净利润增速高于营收增速,核心受益于规模效应带来的盈利能力提升。 2022 年业绩预告:实现营收 106.4 亿元,同比增长 78%;归母净利润 29.2 亿元,同比 增长 70%。归母净利率 27.4%。

盈利能力:受益于公司在光伏长晶炉领域龙头市占率,规模效应带来公司毛利率、净 利率自 2019 年起持续抬升。截至 2022 年前三季度:毛利率 40.1%、净利率 28.1%,期 间费用率持续压缩优化。我们预计,未来随着公司半导体设备、光伏/碳化硅材料业务 的逐步放量,高盈利能力仍有望维持。订单:截至 2022 年 9 月 30 日达 237.9 亿元,同比增长 34%。其中半导体在手订单提 速、达 24.6 亿元,同比增长 239%。公司 2022 年计划实现半导体设备新增订单超 30 亿(含税)。市场担心光伏硅片扩产潮将结束,我们认为公司光伏电池+组件设备、光 伏耗材、半导体设备、碳化硅材料将迎来上升景气度新周期。
2.1 光伏设备:硅片长晶设备龙头,向产业链一体化设备供应商进军
硅片设备。过去几年,受益于“单晶+大尺寸”双重技术迭代,硅片产能扩充迅猛。市场担心硅片 扩产的可持续性,我们认为虽短期技术端再次发生颠覆性迭代的可能性有限,但核心逻 辑:“光伏永恒的降本需求”+“N 型硅片品质提升”对于单晶炉的性能要求仍将持续提升 (带来硅片厂扩产的后发优势),叠加光伏下游新增装机的持续增长;我们预计光伏硅片 扩产仍然能维持在过百 GW 左右的稳态水平。
晶盛机电:光伏硅片设备龙头,向电池+组件设备平台化布局延伸。硅片设备:公司在光伏长晶炉设备领域具备技术+规模的绝对领先优势,顺应下游客户需 求布局切磨抛加工设备、提升单 GW 价值量覆盖,增强客户端粘性。公司将推出第五代单 晶炉、具备更为开放性、可编程性与自定义工艺平台,满足下游客户的定制化开发需 求。同时针对 N 型硅片进行更好的功能性适配。电池设备:公司积极关注电池环节的各种新技术和新路线的发展。早在 2016 年,公 司曾发行 16 亿定增,其中 3.1 亿元用于投向年产 30 台/套高效晶硅电池装备项目 (包括年产 10 台 PECVD 设备、20 台丝网印刷设备的产能)。 组件设备:公司差异化布局叠瓦组件生产线,较传统组件生产线具备更高的价值量潜 力,与中环合作紧密,受益组件环节新技术迭代。

2.2 光伏耗材:石英坩埚龙头受益行业高景气,加码金刚线受益细线化趋势
光伏石英坩埚 ——竞争格局好:石英砂成为近年来光伏最紧缺环节之一,叠加硅片 N 型化+坩埚大 尺寸化、对坩埚品质要求进一步提升,竞争格局将向供应能力更强、技术实力更好的 龙头坩埚厂集中。 ——盈利能力强:坩埚占比硅片生产成本小、但对于质量的可靠性要求高(差的坩埚 会导致产能降低、拉高其他非坩埚类生产成本)。使得下游客户对于坩埚的价格敏感度 低、但对于高品质坩埚的刚性需求高,在石英砂紧缺背景下、坩埚具有较高产业链的 议价权。 ——市场空间:在不考虑坩埚价格提升的背景下,我们预计 2022-2025 年光伏坩埚市 场空间有望从 134 亿元提升至 302 亿元,CAGR=31%。
晶盛机电:光伏石英坩埚龙头,受益石英砂紧缺背景下带来的景气度提升。公司于 2017 年开始先后在浙江、内蒙古布局石英坩埚,2021 年在宁夏银川布局新的坩埚生产基 地,生产 28-42 英寸不同规格尺寸的坩埚。 1)2021 年 9 月,公司子公司内蒙古鑫晶新材料第一只大尺寸石英坩埚成功下线。 2)2022 年 5 月,公司子公司宁夏鑫晶新材料大尺寸石英坩埚一期项目(年产 4.8 万 只)已投产,二期项目已正式签约,将合计建设年产 16 万只石英坩埚的生产基地(12 条 生产线)。
3)2022 年 8 月,公司与银川经济技术开发区签约“宁夏鑫晶新材料石英坩埚扩产项 目”由宁夏鑫晶新材料科技有限公司投资建设,总投资 5 亿元,计划建设 24 条坩埚生产 线。项目分四期建设,当天签约的一期项目预计 2023 年 6 月试投产。 目前公司已成为光伏石英坩埚龙头供应商之一,将充分受益石英砂紧缺背景下带来的 坩埚量价齐升的高景气度。
光伏金刚线。金刚线作为光伏硅片行业“降本”的重要一环,较小的母线直径有利于降低切削 损耗和生产成本。2021 年金刚线母线直径为 43-56μm,2022 年主要以 36-40μm 规格为 主。我们预计 2023 年金刚线母线直径将实现 34μm 及以下的批量供应,同时有小批量的 钨丝金刚线将导入市场,带来单公斤硅片出片量有望持续提升。晶盛机电:顺应细线化趋势,与切片设备业务相协同。2022 年 11 月,公司新 一代金刚线生产项目已在浙江上虞开始投产,已具备从原材料、生产设备、技术路线 到工艺制程、质量管控、应用服务等技术和成本优势。我们认为公司在金刚线领域有 望与原有切片设备相协同(加速研发),同时为客户提供设备+耗材的一体化解决方案 (加速客户开拓)。

3.1 半导体硅片行业:国产替代+大硅片产能需求加速供给端扩产
需求端:市场空间快速增长 受益于半导体国产替代加速。我国半导体硅片市场从 2019 年的 77 亿增加至 2021 年 的 119 亿元,CAGR=24%。同时,中国半导体硅片市场规模占全球半导体硅片市场规模比 例逐年上涨,2021 年达 13.2%。
供给端:国产化率提升空间大、12 英寸大硅片产能提升迫切。全球市场:主要由海外厂商占据,市场集中度较高,龙头硅片厂商垄断全球 90%以 上的市场份额。2021 年排名前五的厂商分别为日本信越化学(Shin-Etsu)、日本胜高 (SUMCO)、中国台湾环球晶圆(Global Wafers)、德国世创(Siltronic)、韩国鲜京矽 特隆(SK Siltron)。国内规模较大的硅片厂商主要为有研硅、立昂微、中环股份、沪 硅产业、麦斯克等,但合计自主化率仍处于个位数水平。 中国大陆市场:国产硅片厂在技术工艺水平以及良品率控制等与国际先进水平相比 仍具有差距,国内半导体硅片龙头企业沪硅产业、中环股份、立昂微、中晶科技 2020 年市场份额分别为 12.1%、10.6%、7.7%与 1.6%,近 7 成市场空间仍由海外厂商主导。
同样工艺条件下,12 英寸半导体硅片的可使用面积超过 8 英寸硅片的两倍以上, 可使用率(单位晶圆可生产的芯片数量)是 8 英寸硅片的 2.5 倍左右,有利于进一步 降低芯片的成本。目前 12 英寸大硅片已占据市场主流,在 2021 年全球出货占比达 68.5%,8 英寸半导体硅片占比 24.6%,8+12 尺寸硅片合计市占率超过 90%。 国产半导体硅片:现处于普及 8 英寸阶段,12 英寸占比仅为 20%左右,处较低水 平。国内拥有 12 英寸硅片产线的企业主要有沪硅产业、中环股份和立昂微等,国产化 率水平较 8 英寸更低、主要依赖进口,是下一步扩产的重要选择方向。

3.2 半导体硅片设备:受益国产替代+大尺寸迭代
半导体硅片核心设备包括:长晶、切片、研磨、抛光、外延设备等。 整体工序流程与光伏硅片大体相似,但不同于光伏长晶炉价值量占比整线超 80%, 半导体硅片设备中单晶炉、切磨抛设备、外延炉均在整线中占有较大的价值量,且单台 的价值量远高于光伏(技术壁垒高)。设备投资额:据立昂微公告的 8 英寸、12 英寸扩产项目设备投资情况,12 寸硅片 设备投资额是 8 英寸的 4 倍以上(考虑国产化率的不同供大致参考),其中长晶炉、 切磨抛设备、外延设备价值量占比较高。 12 英寸硅片:设备投资额达 22.2 亿元/10 万片/月,其中长晶、切割/研磨、抛 光、外延设备价值量占比分别达 8%、8%、60%、24%。 8 英寸硅片:设备投资额达 5.1 亿元/10 万片/月,其中长晶、切割/研磨、抛光、 外延设备价值量占比分别达 19%、7%、29%、32%。
竞争格局:单晶炉国产化率提升较高,切磨抛设备国产化率提升空间大。 据有研硅 2021 年半导体硅抛光片主要设备进口替代情况:单晶炉进口替代比例较高、 已达到 72%,切磨抛设备已进入实验和试用阶段、未实现大批量国产替代,未来提升空间 大。其中:半导体级单晶炉:国内主要玩家包括晶盛机电、连城数控、晶升装备等,国内 市占率约 30%,主要向沪硅产业(上海新昇)和立昂微(金瑞泓)、TCL 中环供应设备。国 外竞争对手主要为 S-TECH Co.,Ltd.、PVA TePla AG 等,国内市占率约 70%,主要向沪硅 产业(上海新昇)和奕斯伟等硅片厂商供应设备。
3.3 晶盛机电:半导体硅片设备龙头,8+12 寸产品线全面布局
业务端。公司半导体大硅片设备领域,在晶体生长、切片、抛光、CVD 等环节已基本实现 8 英 寸设备全覆盖,12 英寸长晶、切片、研磨、抛光等设备也已实现批量销售,产品达国际先 进水平。2022 年公司已发行 14.2 亿定增,加码 12 英寸集成电路大硅片设备测试实验线项 目、年产 80 台套半导体材料抛光及减薄设备生产制造项目,进一步强化公司产品研发和布 局。 同时,公司布局半导体芯片制造、及封装制造设备部分工艺环节,向上游布局半导体 核心零部件(坩埚、金刚线、阀门、磁流体、管接头、精密零部件等,强化供应能力、解 决海外卡脖子),平台化布局打开成长空间。
订单端。截至 2022 年前三季度,公司未完成半导体设备合同 24.6 亿元,同比增长 239%。2022 年公司目标实现半导体设备及服务新签订单超 30 亿元(含税),我们预计大部分为半导体 硅片设备。 公司客户覆盖中环领先、有研半导体、神工股份、合晶科技、中晶科技、上海新昇、 奕斯伟等国内主流半导体硅片厂。未来公司有望在硅片设备+晶圆及封装设备(如碳化硅 外延)齐发力,半导体订单景气向上。

4.1 碳化硅衬底:新能源车带来百亿级市场空间,国产替代加速渗透
碳化硅衬底:产业链最核心环节,价值量占比大头。SiC 产业链包括上游的衬底和外延环节、中游的器件和模块制造环节,以及下游的应 用环节。其中衬底的制造是产业链技术壁垒最高、价值量最大环节(占比近一半),是未 来 SiC 大规模产业化推进的核心。
应用场景:核心受益新能源车需求爆发。 碳化硅在高压、高功率应用场景下性能优越,新能源汽车是碳化硅功率器件市场的主 要增长驱动。SiC 功率器件主要应用于新能源车逆变器、DC/DC 转换器、电机驱动器和车 载充电器(OBC)等核心电控领域,以完成较 Si 更高效的电能转换。预计随着新能源车需求 快速爆发,以及 SiC 衬底工艺成熟、带来产业链降本增效,产业化进程有望提速。市场空间:碳化硅渗透率+单车价值量提升,双重催化市场空间增长。据 Wolfspeed 2022 年投资者交流,2022 年碳化硅在新能源车中的渗透率仅 9%、单车 价值量约 1055 美元,预计 2027 年渗透率将提升至 25%、单车价值量将提升至 4986 美 元。
我们根据以上 Wolfspeed 预计的 SiC 渗透率、及单车价值量,叠加我们对新能源车渗 透率的假设进行测算,预计碳化硅衬底市场空间将从 2022 年的 30 亿元增长至 2025 年的 442 亿元,2022-2025 年 CAGR=146%,随着 SiC 渗透率+单车价值量提升,市场空 间有望快速爆发。
竞争格局:导电型 SiC 衬底海外龙头垄断(市占率超 80%),已实现 6 英寸规模化供 应、向 8 英寸量产进军。国产厂家以小尺寸为主、向 6 英寸进军,8 英寸待小批量放 量。 1)全球市场:美国科锐公司(Wolfspeed)占据了 60%以上的市场份额,基本控制了 国际碳化硅单晶的市场价格和质量标准。其他公司包括:美国二六(II-VI)、德国SiCrystal AG、道康宁(Dow Corning)、日本新日铁等。 2)国内公司:总体处于向6英寸加速实现量产、8 英寸布局研发的阶段,此前市场主 要以 4 英寸小尺寸产能为主。公司包括天科合达、山东天岳、河北同光、晶盛机电、 东尼电子、露笑科技、世纪金光、中电集团 2 所等。

4.2 晶盛机电:SiC 衬底+外延设备布局领先,受益行业需求景气度
SiC 衬底材料 1) 技术端:公司 6 英寸 SiC 衬底量产加速推进,产品已通过下游部分客户验证。首 颗 8 英寸 SiC 晶体已于 2022 年 8 月成功出炉,预计 2023 年 Q2 开启小批量生产。 2) 客户端:公司已与客户 A 形成采购意向(公司公告),2022 年-2025 年将优先向其 提供碳化硅衬底合计不低于 23 万片。 3) 产能端:目前公司已组建原料合成+长晶+切磨抛的中试产线,完成 6-8 英寸长晶 热场和设备开发。公司计划在宁夏银川建设年产 40 万片 6 英寸以上导电+绝缘型 碳化硅衬底产能,计划 2022 年试生产。目前碳化硅衬底属于供给驱动市场,卖方市场、无需担心下游客户需求,能做出 行业领先产品(性能、成本)的公司将优先受益。
SiC外延设备:公司碳化硅外延设备已实现批量销售,产品质量获下游客户一致好评。并于 2023年2月发布6英寸双片式碳化硅外延设备,与单片设备相比,新设备单台产能增加70%单片运营成本降幅可达30%以上,在外延产能、运营成本等方面已取得国际领先优势。
蓝宝石具有硬度高、强度大、光学透明和化学惰性的优异性能,受益于 LED 照明市场 的快速发展,2019 年全球蓝宝石材料市场规模达 54 亿美元,过去 5 年 CAGR=36%。目 前 LED 衬底行业为蓝宝石下游的第一大应用,占据了约 80%的份额,消费电子行业占 据约 20%。
市场空间发展前景 1) Mini LED:带来新一代显示技术,催生LED衬底用蓝宝石市场增长。蓝宝石衬底晶片 作为作为Mini LED照明外延芯片中的重要材料,有望随着 Mini LED 市场的成熟一同 迎来快速增长。 2) 消费电子:将成为蓝宝石下一个主战场,打开行业成长空间。目前,蓝宝石在消费电 子领域主要应用于:摄像头保护盖板、指纹识别 HOME 键盖板、智能手表屏幕盖板等。 但所需蓝宝石尺寸较小,面积仅为几十平方毫米。核心关注成本降低进展,未来如能 应用于智能手机屏幕,使用面积将达到几百到几千平方毫米,市场空间将呈数十倍增 长。
晶盛机电。公司深耕蓝宝石行业多年,形成“设备+材料”双布局。在设备环节,公司自主研发了 蓝宝石长晶设备和切磨抛加工设备。在材料环节,公司成功掌握国际领先的超大尺寸300kg、450kg、700kg级蓝宝石晶体生长技术,不断刷新行业蓝宝石尺寸记录。

与蓝思科技成立合资公司,强强联手,公司蓝宝石业务有望加速 1) 2020 年 9 月 30 日,公司公告与蓝思科技签署《投资合作协议》,公司将以自 有资金出资 2.55 亿元投资设立合资公司(公司占股 51%,蓝思科技占股 49%),开展工 业蓝宝石晶体制造加工业务。 2) 从量级来看:蓝思科技作为国内消费电子玻璃盖板龙头,下游核心覆盖苹果 产业链相关优质客户。本次合作有望实现资源互享、进一步扩大公司蓝宝石在消费电 子产品领域的应用。 3) 从盈利能力来看:近年 LED 蓝宝石行业受制于产能过剩,行业整体盈利水平 所有下滑。我们预计随着公司蓝宝石在消费电子领域的应用,盈利能力有望进一步提 升。
公司作为晶体生长设备龙头,下游覆盖光伏设备、半导体设备、蓝宝石材料、SiC 设 备 4 大板块。 基于以下判断,我们预计,2022-2024 年,公司 1) 光伏+半导体设备及服务收入同比增长82%/45%/35%,毛利率 43%/44%/44%;蓝宝石材料同比增长 80%/30%/5%,毛利率25%/25%/25%;其他主营业务同比增长 50%/50%/50%,毛利率 26%/26%/26%。
1) 光伏+半导体设备及服务:光伏设备受益于“需求增长+N 型技术迭代”需求,我们预 计下游硅片行业扩产仍将维持在过百 GW 左右的稳态水平。半导体设备受益“进口替代 +大尺寸迭代”需求,公司作为国内光伏+半导体硅片设备龙头,截至 2022 年 9 月 30 日 达 237.9 亿元(大部分为光伏),同比增长 34%。其中半导体在手订单提速、达 24.6 亿 元,同比增长239%。将持续受益行业扩产需求、带来订单+营收的持续提升。盈利能力 受益于半导体订单占比提升、预计毛利率有望逐步提升。
2) 蓝宝石材料:受益于 LED 行业发展,2019 年全球蓝宝石材料市场规模达 54 亿美元,过 去 5 年 CAGR=36%。预计消费电子将成为蓝宝石下一个主战场,打开行业成长空间。公 司深耕蓝宝石行业多年,成功掌握国际领先的超大尺寸 300kg、450kg、700kg 级蓝宝 石晶体生长技术。2020 年公司与蓝思科技成立合资公司,打开蓝宝石下游需求,预计 未来公司蓝宝石业务有望保持稳健、盈利能力受益于公司规模起量有望保持稳定。 3) 其他主营业务:目前全球 SiC 硅晶圆受益于下游新能源汽车需求的爆发,SiC 产能吃 紧,全球产能扩产有望加速。目前公司碳化硅衬底已拿到客户不低于 23 万片订单。如 未来进展顺利,发展潜力大。其次,公司光伏坩埚+金刚线处于产能快速扩张期,叠加 行业供需紧缺的带来的高景气,催生公司营收加速提升,盈利能力随着公司规模起量 有望保持较好水平。
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