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晶盛机电深度报告:在手设备订单再破新高,半导体材料业务蓄势待发

来源:爱集微

#晶盛机电#

#光伏#

2天前

集微网报道,浙江晶盛机电股份有限公司(证券简称晶盛机电,股票代码300316)是全球最大的光伏单晶硅炉装备制造商,是国内领先的泛半导体材料装备和LED衬底材料制造的高新技术产业。公司以半导体单晶炉起家,随着市场的发展以及公司业务规模的扩大,逐渐拓展到光伏、LED照明领域,围绕硅、碳化硅、蓝宝石三大半导体材料开发出一系列关键设备。公司主要创始人多位具有硕士、博士学历背景或浙江大学任教经历。公司实际控制人为董事长曹建伟,董事邱敏秀。邱敏秀与其子女何俊、何洁为一致行动人。邱敏秀直接持股2.97%,曹建伟直接持股2.77%,何俊直接持股0.66%,并通过绍兴上虞晶盛投资管理咨询有限公司间接持股48.24%。

邱敏秀:浙大的博士生导师,任职过浙大的机械电子控制工程研究所教师、实验室主任、副所长、机械与能源工程学院党委书记等职。在机械设计、流体传动及控制、电液控制技术等领域,都卓有建树,参与了30多项国家自然科学基金项目、863项目、 国家重大科技专项课题以及省部级科技项目。荣获国家发明二等奖、 国家科技进步二等奖等多个国家和省部级奖项,享受国务院特殊津贴。

曹建伟:工学博士,在机电控制、液压传动与控制等领域有深入的研究,获得多项省级荣誉。曾任慧翔机电董事,曾获浙江省科学技术一等奖2项、浙江省科学技术三等奖1项、机械工业科学技术进步一等奖1项。

图1:晶盛机电股权结构图示

公司历程:科学家团队带队创业,立足晶体生长设备

晶盛机电前身系上虞晶盛机电工程有限公司,公司以技术起家,最早脱胎于2006年浙江省重大科技专项“全自动大规模集成电路单晶硅生长炉关键技术的研究与开发”。由浙江大学博士生导师邱敏秀带领团队组织金轮机电、慧翔电液、浙江大学、杭州电子科技大学攻坚此项目,于2006年12月正式创立。

第一阶段(2017-2012):2007年,公司研制出国内首台全自动直拉式单晶硅生长炉,同时慧翔电液开发出单晶硅生长炉全自动控制系统,突破了高端晶体硅生长炉设备长期被海外大型企业垄断的产业格局。此后,晶盛机电不断提高晶硅生长设备得技术水平,适应行业发展不断推出新产品,持续提高其在光伏、半导体行业的竞争力。2010年公司整体变更为股份有限公司:浙江晶盛机电股份有限公司,并于2012年在深交所上市。

第二阶段(2012-2017):公司凭借对晶体生长技术的理解,以单晶硅生长设备为核心,逐步进军蓝宝石、LED照明领域,开始丰富其半导体设备产品。在 2012 年行业处于周期谷底,公司营业收入出现较大下降时,晶盛机电通过 IPO 融资进行产能扩建并保证了现金流的稳定。2012 年以前京运通占据晶硅炉的最大市场份额,经过 2011-2015 年的这一轮光伏行业周期,晶盛机电成为晶硅炉的行业龙头。2016年成功研发出多种光伏领域的加工设备、半导体设备全自动晶体滚磨一体机。2017年8英寸区熔硅单晶炉(半导体级)通过国家02专项正式验收,并成功研发12英寸半导体超导磁场单晶硅生长炉。此外,公司于2013年设立晶环电子,从事蓝宝石晶体材料业务,开始进军蓝宝石领域。2014年设立晶瑞电子,建设年产1200万片蓝宝石项目,2016年定向募资13.2亿元发展蓝宝石、高效晶硅电池项目。2015年收购中为光电,助力打造自动化生长线。2017年与中环合资成立中环领先半导体,进一步拓展公司半导体业务布局。

图2:晶盛机电上市IPO募集资金用途(万元)

第三阶段(2019-至今):新兴产业业务布局不断完善,享受能源结构转型红利期。公司对于新材料晶体生长技术建立“研发一代,量产一代,储备一代”的战略布局,继续围绕光硅、蓝宝石、碳化硅三大主要半导体材料开发出一系列关键设备,并延伸到化合物衬底材料领域,自主研发IMES智慧工厂管理系统、晶体生长云海BI智能管理系统和工厂自动化解决方案,实现信息化、少人化、自动化、高效化、智能化的管理模式。公司产品应用于集成电路、太阳能光伏、LED、工业4.0等具有广阔发展前景的新兴产业。

截止到2021年报告期内,晶盛机电子公司众多,覆盖单晶炉、石英坩埚、蓝宝石等业务。公司子公司、联营企业多围绕公司的业务布局进行生产经营。求是半导体、上虞晶研、晶创智能、中环领先等企业主要从事半导体领域相关业务。2021年3月,晶盛精密与日本的普莱美特株式会社共同成立了绍兴普莱美特,打造半导体核心精密真空阀门部件的国产化基地。美晶新材料主要进行半导体耗材石英坩埚的开发、制造、销售,2021年3月其在内蒙古成立了全资子公司内蒙古鑫晶新材料,主要从事石英坩埚产品、石英晶体的开发、制造和销售。内蒙古晶环、晶瑞电子、宁夏鑫晶盛主要从身蓝宝石领域相关业务;浙江科盛主要进行光伏设备及元器件开发;中为光电、霍克视觉等主要助力公司布局工业4.0领域;晶盛四维、晶盛星河等主要从事配套软件开发。

图3:晶盛机电主要的参控股公司(单位:万元)

公司主营:晶体生长设备一骑绝尘,半导体材料业务技术储备

晶盛机电公司的营业收入主要来自于设备及其服务的销售。2021年度,晶盛机电公司营业收入金额为人民币596,135.95万元,其中设备及其服务的营业收入为人民币497,664.02万元,占营业收入的83.48%。

图4:晶盛机电主要营收分布情况

硅片制造设备领域:立足光伏和集成电路领域,核心生产环节设备全覆盖

公司所处的硅片制造环节是整个半导体产业链的最上游。半导体行业正处在国产化替代的大趋势之下,行业有较为确定的成长性。

图5:半导体产业链

在硅材料领域,我国半导体硅片行业市场份额小,2018 年全球半导体硅片销售额为112亿美元, 而同期中国大陆的销售额为9.92亿美元,市场份额仅为 8.86%。2011-2019 年国内市场半导体硅片销售额增速高于国际市场增速,这奠定了我国半导体硅片市场有较大的发展空间。公司开发出了应用于光伏和集成电路领域两大产业的系列关键设备,包括全自动晶体生长设备(直拉单晶生长炉、区熔单晶炉)、晶体加工设备(单晶硅滚磨机、截断机、开方机、金刚线切片机等)、晶片加工设备(晶片研磨机、减薄机、抛光机)、CVD设备(外延设备、LPCVD设备等)、叠瓦组件设备等。目前,晶盛机电已经完成了拉晶、切片、抛光、外延四个生产环节核心加工设备的全覆盖。

图6:晶盛机电主要半导体硅片产品

拉晶环节:晶盛机电在 2009 年和 2011 年承接了国家科技重大专项“300mm 硅单晶直拉生长装备”和“8 英寸区熔硅单晶炉国产设备研制”,实现了半导体级单晶炉的双重技术路线布局。在此基础上,晶盛机电 2017 年自研完成了12英寸硅片用半导体级超导磁场单晶硅生长炉。目前,公司的 8 英寸单晶炉的客户有中环股份、有研半导体、合晶科技、上海新晟(沪硅产业)、奕斯伟、高景太阳能、双良节能、晶科能源、上机数控、晶澳科技、通威股份、立昂微、中晶科技、神工科技等国内主要硅片厂商。其中,公司向中环股份2018-2021年平均销售占比达35%,2021年高达50%。公司在国内形成了技术与市场的双重护城河。公司 12 英寸长晶炉已经在部分企业完成验证并部分出货。由于半导体行业存在较长的验证周期,硅片厂商不会轻易更换设备,客户黏性较强。随着国内 12 英寸硅片规划产能的逐步落地,晶盛机电有望在本次扩产潮下充分收益。

图7:晶盛机电主要下游客户的销售情况

抛光环节:12 英寸硅片的设备投资额中,抛光环节占比约为 60%,抛光环节也是 12 英寸大硅片能否达到下游需求最核心环节。2019 年新修订的《瓦森纳协议》中将满足 14nm 制程工艺的抛光机列入限制出口名单,这使得国产大硅片难以满足先进制程芯片的工艺要求,进而导致了全球 93%的硅片市场份额被国外五大硅片企业所占据。国内硅片企业要想在全球硅片行业占有一席之地,必须首先完成设备端的技术突破。晶盛机电的 12 英寸双面抛光机、最终抛光机等设备目前已经达到《瓦森纳协议》中涉及出口管制设备的技术指标,具备了一定的国产替代能力,目前正在客户端验证。晶盛机电的 8 英寸硅片抛光机、研磨机已经推向市场。

外延环节:晶盛机电的 8 英寸硅外延炉已经通过部分客户产品性能测试

2017年,晶盛机电与中环股份、无锡产业发展集团共同投资组建了中环领先半导体材料有限公司。晶盛机电持有中环领先10%的股份,中环股份及其子公司合计持有 60%的股份,无锡发展持有30%股份。中环领先主营业务为半导体硅片,是 2019 年中环非公开发行募资投资 8-12 英寸硅片项目的实施主体。参股中环领先一方面能够加强晶盛机电半导体硅片设备的销售,更重要的是,与中环领先的股权关系,能够帮助晶盛机电缩短产品验证周期,获得下游企业的意见反馈,从而提升设备的研发和迭代效率。

2021 年 10 月 26 日,晶盛机电发布公告,拟定向增发募集资金投资“12 英寸集成电路大硅片设备测试实验线项目”(以下简称“测试项目”)和“年产 80 台套半导体材料抛光及减薄设备生产制造项目”(以下简称“设备项目”)。目前晶盛机电的抛光、减薄设备得技术参数已经达到了国际先进水平,正在客户端验证。设备项目能够补齐晶盛机电在产能端的不足,满足未来12英寸硅片扩产潮带来的设备需求。

图8:晶盛机电拟募资投资半导体项目

2021年,国内光伏行业持续高速增长,下游硅片厂商积极推进扩产进度,大尺寸硅片扩产项目纷纷落地。晶盛机电紧抓行业发展趋势,积极推进大尺寸单晶炉及智能化加工设备市场拓展,协助客户建立规模化市场优势,光伏装备业务快速增长,市场占有率进一步提升。另外,公司基于客户项目情况,在乐山、包头、曲靖、西宁等地布局设立服务中心,搭建沟通服务平台。因此2022-2023 年光伏硅片的高景气度将为公司的业绩增长带来强有力支撑。国内半导体硅片产能扩建处于上行周期,公司 12 英寸半导体设备目前已送至客户端进行验证,考虑到半导体行业 1 年左右的设备验证周期,以及公司募投的半导体设备项目 2 年的建设周期,预计公司半导体设备营业收入将在 2024 年迎来快速增长。

蓝宝石材料领域:蓝宝石业务布局投产期到来,LED周期即将迎来利润拐点

2021年,晶盛机电蓝宝石材料业务实现营业收入38,937.63万元,同比增长100.78%。公司近几年在蓝宝石材料上的布局,给公司带来了新的营收曲线。2016 年晶盛机电非公开发行股份募集资金投资“年产 2500 万 mm 蓝宝石晶棒生产项目(以下简称“内蒙项目”)”“年产 2500 万 mm 蓝宝石生产项目扩产项目”“年产 1200 万片蓝宝石切磨抛项目”,其中“年产 2500 万 mm 蓝宝石生产项目扩产项目”在 2021 年 10 月变更为“年产 600 万片蓝宝石切磨抛项目”。公司目前成功掌握国际领先的超大尺寸蓝宝石晶体生长技术,已成功生长出全球领先的700Kg级蓝宝石晶体,并实现300Kg级及以上蓝宝石晶体的规模化量产,在产业化的过程中持续推进蓝宝石材料降本,彰显出规模优势和成本优势。

图9: 2016年晶盛机电募投蓝宝石项目

蓝宝石晶棒方面:内蒙项目第一期在2016年已经投产,产能在1200万 mm/年, 内蒙项目预计于2022年末达产,全部产能建成后将达到2563万mm/年。此外晶盛机电与蓝思科技在2020年成立合资公司建设年产3500吨蓝宝石产能(以下简称“宁夏项目”),一期项目在2021年12月份投产,预计在2023年宁夏项目全部达产,届时公司蓝宝石产能预计达到4800吨/年,形成产能上的优势地位。

蓝宝石平片方面:晶盛机电将原有长晶项目变更为价值量更大的加工项目,2022 年底将形成1800 万片/年蓝宝石平片产能,与蓝宝石晶棒产能相匹配。对比同行公司,2022 年 3 月天通股份公告拟投资“年产 1300 吨蓝宝石晶体项目”和“年产 12000 万 mm 大直径蓝宝石晶棒”,根据公告内容上述项目预计在 2024 年投产。晶盛机电蓝宝石产能的提前布局能够帮助公司在本轮蓝宝石景气周期中取得更高的市场份额。

蓝宝石的下游应用中多以LED衬底为主,2017年LED衬底占蓝宝石下游需求的80%,LED的景气程度较大程度决定了蓝宝石行业的景气程度。LED周期的起点一般是从技术进步带来需求增长开始的,当前 LED 显示技术正沿着小间距→Mini LED→Micro LED 路径发展。Mini LED 是芯片尺寸介于 100-300μm,芯片间距介于 0.1-1mm 之间的 LED 显示技术,Micro LED 是指芯片尺寸小于 100μm,芯片间距介于 0.001-0.1mm 之间的显示技术。

2020年到2021年为蓝宝石价格的周期性地点,伴随着Mini/Micro LED技术的逐渐成熟,不断扩大to C的市场规模,景气度有望上行。

碳化硅业务领域:定增业务剔除碳化硅项目,研发产品通过部分客户验证

根据晶盛机电公告,目前客户 A 与公司形成采购意向,2022-2025 年晶盛机电将优先为其提供不低于 23 万片碳化硅衬底,客户 A 在满足同等技术参数和价格的前提下,优先向晶盛机电采购碳化硅衬底产品。此前,晶盛机电定增公告中拟投资 33.6 亿元投资年产 40 万片 6 英寸导电型和半绝缘型碳化硅衬底晶片产能,项目建设期 5 年,预计第三年达产 30%,第 5 年达产 80%,第 7 年起达产100%。当前,晶盛机电将碳化硅项目从本次募投项目中调出,后续拟使用自有资金及其他融资方式投入。

第三代半导体材料和技术对于建成可循环的高效、高可靠性的能源网络起到至关重要的作用,可助力实现光伏、风电(电能生产),直流特高压输电(电能传输),新能源汽车、工业电源、机车牵引、消费电源(电能使用)等领域的电能高效转换,推动能源绿色低碳发展。国家2030计划和“十四五”国家研发计划都已经明确,第三代半导体是重要发展方向,现在到了动议讨论实施方案的阶段。不同于国际龙头不断完善第三代半导体产业链的战略规划,目前我国SiC产业内还没有真正的纯代工厂,SiC产业还在起步发展阶段,工艺、良率等都还有待提升,国内企业规模相对较小,各环节也较为分散,现有为数不多的SiC企业多为FABLESS或IDM模式。碳化硅衬底材料技术参数优势较为显著,在禁带宽度、饱和电子漂移速率、热导率、击穿电场强度以及抗辐射等关键参数方面具有显著优势。此外,在导电型碳化硅衬底上生长碳化硅外延层制得碳化硅外延片,可进一步制成功率器件。公司在碳化硅领域的研究持续多年,已具备6英寸碳化硅的长晶技术和晶片加工工艺,发展半导体材料端,是公司发展的重要战略方向,公司基于碳化硅材料的研发进展,建立了6英寸及以上尺寸的碳化硅材料研发实验线,涵盖晶体生长、切片、 抛光等核心环节,通过持续加强碳化硅长晶工艺和技术的研发和优化,逐步掌握纯熟工艺和技术,为6英寸碳化硅材料的产

业化奠定基础。同时,公司积极推进实验产品在下游客户端送样及检测,目前研发产品已通过部分下游客户验证,并与相关客户签订意向性战略采购合同。

基于公司业务布局,可以清晰的看到,晶盛机电半导体设备充分受益于能源结构转型,光伏等类别的新基建建设。公司2022年第一季度新签设备(含晶体生长设备及智能化加工设备)及其服务合同超40亿元。截至2022年3月31日,公司未完成设备合同总计222.37亿元,其中未完成半导体设备合同13.43亿元(以上合同金额均含增值税)。光伏装机量的持续增长带动硅片厂商持续扩产,除了新增的产能外,存量产能替换也会带来一部分设备需求,特别是大尺寸、薄片化的先进产能扩产。同时,在大尺寸硅片降本增效的优势下,下游硅片企业在规模化竞争中将持续刺激先进产能扩产需求,光伏设备行业具备高成长和高技术迭代属性。近年来,随着能源危机和环境问题被世界各国所重视,全球已经有130多个国家提出了“零碳”或“碳中和”的气候目标,清洁能源的开发利用已经成为全球共识。光伏产业以其清洁高效及可持续利用的特点,在政策鼓励和技术进步的双重驱动下,取得跨越式发展,光伏产业的发展模式由最初的政策依赖、体量扩张逐步转型为效率优先、技术引导的可持续发展模式。公司将紧抓行业发展机遇,积极推动光伏长晶设备及智能化加工设备的市场开拓,进一步提升技术服务品质,加强智能工厂整体解决方案的市场推广,提升公司产品的市场占有率,促进企业经营规模和效益持续提升;而蓝宝石材料的主要应用领域为LED及消费电子的窗口材料,在过去5年,受LED照明行业周期波动影响,蓝宝石材料价格也大幅波动,行业内不少竞争力低的企业纷纷退出蓝宝石材料业务,行业竞争趋于集中。2021年,随着全球消费需求回暖,照明、背光、显示和新型应用需求推动LED行业进入新的增长周期,同时,伴随消费电子领域应用需求逐步放量,蓝宝石材料产业恢复快速发展。在产业规模及制造能力方面,中国企业经过近几年发展,在技术水平和产能规模已跃居世界前列。受降本需求驱动,蓝宝石材料也向着大尺寸和规模化生产趋势发展;6英寸碳化硅晶体生长、切片、抛光环节研发线,研发线小试产品已通过下游部分客户验证,公司将继续加强技术打磨和工艺积累,进一步缩短公司在碳化硅材料领域与国外厂商的差距。

业绩:营收和净利率接连破新高,在手订单为业绩增长保驾护航

2021年公司实现营收59.6亿元,同比+56.4%,归母净利润17.1亿元,同比+99.5%。利润增速高于收入增速,主要受益于公司交付能力和产能规模的提高,规模效应下利润充分释放。22Q1实现营收19.5亿元,同比+114.0%,归母净利润4.4亿元,同比+57.1%,扣非净利润4.3亿元,同比+78.3%,位于业绩预告中枢。受益于2021年硅片扩产的高景气和公司平台化布局深入,公司各项业务收入高增。分业务来看,2021年公司晶体生长设备营收34.7亿元,同比+32%,占比58%;智能化加工设备营收11.4亿元,同比+107%,占比19%;蓝宝石材料营收3.9亿元,同比+101%,占比7%;设备改造服务营收3.6亿元,同比+258%,占比6%。其中2018年-2019年公司受到“531新政”影响,2018年订单走弱,公司订单到收入转换周期拉长到6-9个月,直接导致2018-2019年公司营收和归母净利润增速下滑严重。但是随着行业逐步回暖,大尺寸硅片迭代不断推进,下游硅片厂商启动了新一轮的扩产,公司订单不断创新高。

图10:公司近5年的营收和利润示意图(单位:万元)

晶盛机电盈利能力稳中有升,2021年公司毛利率为39.7%,净利率29%;2022Q1毛利率39.9%,净利率23.6%。2021年净利率偏高的主要原因是因为非流动资产处置损益、软件产品增值税即征即退较高。2019年公司毛利率和净利率有所下降,但是在2020上升到36.6%,主要是大尺寸产品升级换代的影响,其中2020年晶体硅生长设备毛利率达40.5%。就公司的主要产品而言,晶体硅生长设备、智能化加工设备毛利率较高,利润贡献比较大。未来,随着大尺寸产品的高毛利释放,已经蓝宝石业务毛利率的上升,公司的盈利水平有望进一步提升。

图11:公司2017-2022Q1毛利率和净利率水平

晶盛机电存货、合同负债也上升比较明显,而存货和合同负债可以显示公司目前在手订单较为充裕。2020年公司存货25.8亿元,同比增长85.8%。公司2014年-2020年预收账款/合同负债的上升趋势也比较明显,2021年创历史新高。2022Q1公司合同负债及预收账款达55.6亿,同比增长+132.6%,存货81.2亿元,同比162.7%。存货大幅增长主要系公司订单交付发出商品增加。

图12:晶盛机电近几年的合同负债和存货情况

晶盛机电杜邦分析结果,可以看出,目前公司有较高的收益质量。这主要是因为公司的销售净利率在2021年有了一个跨越式的提升。2021年公司加权ROE为28.35%。目前公司在手订单222亿,下一财年业绩没有太大的压力,可以积极预测公司的ROE将维持高位。

图13: 晶盛机电杜邦分析示意图

整体来看,晶盛机电在此次半导体国产替代的进程当中,表现的较为优异,前期公司一系列的技术储备在这次能源革命转型当中获益破丰,公司目前在手订单也给与未来业绩的强劲增长保驾护航。未来组件设备的主要方向仍是适应大尺寸+薄片化的发展方向,大尺寸硅片可以摊薄产业链各环节加工成本,进而降低发电成本,而设备会带来新一轮的需求更新。除此之外,公司超前布局的蓝宝石材料和碳化硅衬底材料,在规模化应用之后,成本也将进一步降低,未来也有望给公司的业绩带来一定的增长。

(校对/在野)

责编: wenbiao

李正操

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