作者:邱世梁,王华君
联系人:李思扬
来源:浙商机械国防团队报告
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摘要
投资要点: 光伏、半导体长晶设备龙头,向蓝宝石、SiC领域延伸,“设备+材料”接力放量 1)公司为国内光伏单晶炉+半导体硅片设备龙头,未来有望向蓝宝石、碳化硅领域延伸。 2)过去5年营收CAGR为37%,归母净利润CAGR为43%。过去5年几何ROE水平为13%。2020年Q3末,公司光伏设备在手订单54.9亿元,半导体设备在手订单4.1亿元。 光伏设备:迎“平价上网+大尺寸硅片”历史性机遇,公司有望获百亿级订单 1)光伏平价时代临近,大尺寸具有“降本增效”的优势,为光伏行业大势所趋。预计2021年大尺寸硅片将成为市场主流,2022年将占据90%以上市场份额。 2)受益“光伏需求增长+大尺寸技术迭代”,硅片行业迎扩产潮。CPIA预计“十四五”期间,中国年均新增装机达70-90GW,全球年均达210-260GW!预计2020-2022年光伏行业新增硅片产能分别达74GW、134G、120GW(合计达328GW)。公司为光伏单晶硅设备龙头,预计2021-2022年公司光伏设备潜在新增订单合计达222亿元。 半导体设备:受益国产大硅片扩产,未来3年国产设备合计空间达363亿元 1)半导体硅片设备海外龙头垄断,近年随着国内沪硅、中环、金瑞泓等国内半导体硅片厂逐步成长,国产设备商迎良机。据不完全统计,目前国产硅片厂在建项目总投资达945亿元,将新增8英寸产能280万片/月,12英寸产能502万片/月。假设设备国产化率为50%,未来3年国内硅片设备市场空间合计达363亿元,国内设备厂商将受益。 2)公司已实现8英寸硅片晶体生长、切片、抛光、外延加工设备全覆盖(占比整线设备80%价值量),12英寸硅片长晶炉设备已小批量出货。同时参股中环领先半导体10%股份,与沪硅、有研、合晶、金瑞泓等合作紧密。未来3年半导体设备潜在订单达70亿元。 蓝宝石材料:消费电子打开长期成长空间 全球近54亿美金市场,消费电子打开未来成长空间。公司掌握700kg级蓝宝石生长技术、国际领先,与蓝思科技合作、强强联手。如拓展顺利,蓝宝石业务有望逐步放量。 碳化硅(SiC)设备:新能源车催生需求爆发,静待公司长晶、外延设备开花结果 受新能源车需求爆发,SiC行业供需缺口大,预计2022年SiC材料市场空间超80亿元。公司在SiC长晶炉、外延设备进展顺利。 投资建议:看好公司在光伏、半导体、蓝宝石、碳化硅领域未来5年业绩接力增长 预计2020-2022年归母净利润为8.5/13.2/18.2亿元,同比增长34%/54%/38%,年复合增速45%,对应PE 50/33/24倍。维持“买入”评级。 风险提示:光伏扩产不及预期;半导体设备研发进展不达预期;下游需求不及预期 |
投资案件
盈利预测、估值与目标价、评级 预计2020-2022年归母净利润为8.5/13.2/18.2亿元,同比增长34%/54%/38%,年复合增速45%,对应PE 50/33/24倍。给予“买入”评级。 关键假设 1)下游光伏单晶硅厂家大幅扩产。 2)公司半导体、SiC设备研发销售进展顺利。 3)蓝宝石在下游消费电子行业得到大规模应用。 我们与市场的观点的差异 (1)市场担心光伏大硅片扩产潮将在未来2年结束,公司中长期业绩增长持续性存在不确定。我们认为:光伏设备业务将稳步发展,半导体设备、蓝宝石、SiC业务打开公司中长期成长空间。 1)光伏设备:短期来看,公司将受益行业未来2年下游超200GW的扩产潮。中长期看,在“碳中和”背景下,CPIA预计“十四五”期间,中国年均新增装机有望达70-90GW,全球年均有望达210-260GW。我们预计公司光伏设备业务将保持平稳增长。 2)半导体设备:公司是国内少数几家具有8英寸和12英寸硅片设备供应能力的厂商之一,与中环、沪硅、有研、合晶、金瑞泓等国内大厂合作紧密,我们预计未来3年潜在订单达70亿元。中长期看,半导体设备进口替代势在必行。公司作为国内半导体硅片设备龙头,提升空间广阔。 3)蓝宝石材料:公司成功掌握国际领先的超大尺寸700kg级蓝宝石晶体生长技术,将蓝宝石性价比进一步优化,同时与蓝思科技合作、强强联手。蓝思科技作为国内消费电子玻璃盖板龙头,如未来蓝宝石能顺利应用在消费电子产品中的更大面积部位中,需求将快速放量,公司蓝宝石业务有望获得快速发展。 4)SiC碳化硅:公司已实现碳化硅单晶炉交付客户使用,外延设备完成技术验证,有望受益下游扩产潮。 (2)市场担心光伏硅料涨价、成本上行,下游硅片扩产进度可能不及预期。我们认为: 1)从产业链角度看:我们认为硅片环节具备成本传导能力。目前硅片跟随硅料多次涨价,硅片龙头仍能维持较高的单瓦净利,行业利润不降反升,预计硅片企业为抢占市场份额,扩产节奏不会放缓。 2)从扩产规划来看:中环宣布宁夏6期50GW扩产计划;行业新入玩家上机数控、京运通、高景、双良节能、三一集团等纷纷布局或有意进入硅片行业。硅片环节仍处于景气周期,行业扩产意愿仍然强烈。 股价上涨的催化因素 光伏单晶硅行业扩产节奏加速;半导体设备重大订单落地;蓝宝石获更多终端消费电子产品应用。 投资风险 光伏需求不及预期、硅片减薄导致产能扩张不及预期、半导体设备研发进展不及预期、蓝宝石下游需求不及预期。 |
正文
1. 光伏硅片设备龙头,半导体、蓝宝石、SiC打开成长空间
1.1.晶体生长设备龙头,下游覆盖光伏、半导体、蓝宝石、SiC四大领域
公司成立于2006年,为国内晶体生长设备龙头,下游覆盖光伏、半导体、蓝宝石、SiC碳化硅4大领域。
1) 光伏设备:公司为光伏单晶炉设备龙头,客户覆盖除隆基以外的绝大多硅片厂商(中环、晶科、晶澳、上机等)。2020年前三季度,公司新增光伏设备订单超45亿元,稳居新增订单市场份额第一,受益下游大尺寸硅片扩产潮。
2) 半导体设备:公司已实现8英寸硅片晶体生长、切片、抛光、外延加工设备全覆盖(占比整线设备80%价值量),12英寸硅片长晶炉设备已小批量出货,客户包括中环、金瑞泓、有研、合晶等优质半导体企业。
3) 蓝宝石材料:公司已掌握超大尺寸700kg、450kg蓝宝石生长技术。2020年9月,公司公告与蓝思科技合作,进一步扩大蓝宝石在消费电子产品领域的应用。
4) SIC碳化硅:公司碳化硅单晶炉已交付客户使用,外延设备完成技术验证。
1.2.在手订单充沛,2021年业绩有望提速
受益光伏大尺寸硅片扩产潮,公司业绩有望持续高增长。
1) 受益于下游大尺寸硅片扩产潮,2020年公司实现营收38.2亿元,同比增长23%;归母净利润8.5亿元,同比增长34%。单看2020年Q4单季,公司归母净利润3.3亿元,同比增长100%。
2) 2021年Q1业绩预告:预计2021年Q1公司实现归母净利润2.4–2.8亿元,同比增长80%–110%。扣非后归母净利润为2-2.3亿元,同比增长50%-77%。
3) 受益大尺寸硅片的迭代,2021年将迎来上百GW级以上规模的硅片扩产潮,带动公司光伏单晶炉需求快速提升。叠加公司半导体设备逐步放量,我们预计,公司2021年业绩将提速。
收入结构:覆盖“设备+材料+服务”3大类。
1) 设备业务:核心产品晶体硅生产设备(光伏+半导体长晶炉等),在2019年营收占比达71%,技术和产品性能处于行业领先地位。其次,光伏智能化装备占比收入约16%,主要包括晶体加工设备(截断机、切磨机、研磨机、切片机、抛光机、研磨机、外延设备等)、光伏电池、组件环节相关设备。
2) 材料业务:主要包括蓝宝石晶锭、蓝宝石晶片等,占比2019年收入的2%。如未来拓展进展顺利,收入占比有望提升。
3) 服务业务:主要为下游硅片客户提供光伏大尺寸硅片产线升级服务。
盈利能力:2020年前三季度,公司毛利率为34%、净利率为21%,盈利能力保持稳健。2020年全年净利率达22%。预计随着公司大尺寸单晶炉销售、及半导体设备突破,盈利能力有望逐步提升。
在手订单充沛,为公司未来业绩提供保障。
1)截至2020年Q3末,公司光伏设备在手订单54.9亿元(同比+172%),半导体设备在手订单4.1亿元。其中,公司前三季度新取得光伏设备订单超过45亿元,保持新增订单市场份额第一,与中环、晶科、晶澳、上机、阿特斯等保持着深入合作。
2)2021年3月12日,公司与中环协鑫、中环光伏合计签21亿光伏设备销售订单,金额占2019年公司总营收的67%,占2020年前三季度公司光伏设备新增订单金额的47%。
1.3.股权结构集中,核心高管技术底蕴深厚
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54%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。
公司从2012年上市以来,已执行3期股权激励方案,充分绑定公司核心高管、技术人员,为公司核心骨干员工薪酬福利的重要组成部分。
2.光伏设备:迎“平价上网+大尺寸硅片”升级历史性机遇
2.1. 光伏行业:平价时代临近,明后年光伏需求有望“井喷”
光伏降本增效成果显著,有望迎来平价时代。目前光伏发电已经基本实现用电端平价,全球大型地面光伏发电项目的平均投资成本在2009-2015年间下降了62%,预计2015年至2025年期间成本会继续下降57%(低于1美元/瓦)。
随着未来光伏价格和成本的大幅下降及行业之后的持续降本能力,光伏发电侧平价有望提前来临。
绿色能源发展势头强劲,全球光伏装机量持续增长。2020 年上半年,来自欧洲的发电数据报告,向全球昭示了绿色能源转型的成功样本。报告显示,在2020 年上半年,风电和光伏发电总量已占据欧洲总发电量的21%,以风/光为代表的非水可再生能源,以强劲发展势头成为第一能源。
全球各国相继出台碳减排规划,中国提出2060年碳中和目标以及十四五大力发展可再生能源的愿景,以光伏为首的可再生能源发电将大有可为,具备长期成长空间。2020年,全球光伏新增装机达130GW,创历史新高。2021 年随着新冠疫情影响减弱、需求逐步恢复,预计全球光伏新增装机容量有望达160GW,同比增长23%。CPIA预计“十四五”期间,中国年均新增装机有望达70-90GW,全球年均有望达210-260GW!远超目前水平!
2.2.单晶硅片:大尺寸为大势所趋,推动行业淘汰落后产能
大尺寸为光伏行业大势所趋,具有“降本增效”的优势。大尺寸硅片能够摊薄非硅成本、生产成本,具有“降本增效”的优势。硅片的大尺寸化符合光伏行业降低度电成本的需求,是长期发展的趋势。
2019年以来,硅片龙头相继推出大尺寸硅片产品:2019年8月16日中环股份正式发布G12即210大硅片;2020年6月24日,隆基、晶科、晶澳等七家企业联合发布M10硅片尺寸标准(几何尺寸为182mm*182mm)。
我们判断,2021年大尺寸需求有望超市场预期,大尺寸硅片、电池片、组件将成为市场主流,2022年将占据90%以上的市场份额。
大尺寸趋势引领设备迭代。M2硅片外径为210mm,M6硅片外径为223mm,传统的主流单晶炉热屏内径在270mm左右,拉制M6硅棒完全可行,无须重大改造。而M12的硅片直径是295mm,无法兼容现有的单晶炉,需重新上新设备。
因此,随着大尺寸硅片的推广,由于成本优势,大尺寸电池片渗透率提升,推动电池片产线改造升级。未来2-3年市场老旧的小尺寸存量设备均需逐步更换至210大尺寸设备。
1) 对于2020年以来的新增产能,大多数PERC电池厂商已使用210向下兼容182等尺寸的设备。
2) 对于存量产能,2020年之前的166尺寸设备通过改造升级可以兼容182大尺寸,但较难升级为210大尺寸设备。使得市场新增设备需求基本上绝大部分按照210向下兼容标准实施,将逐步通过大量的增量设备来替代存量设备。
2.3. 硅片设备:迎大规模扩产潮,2021-2022年市场空间达445亿元
截至2019年底,主流的光伏单晶硅产能约为100GW左右(隆基42GW+中环33GW+晶科11GW+晶澳12GW+上机2GW以上)。
受益于光伏需求增长+大尺寸技术迭代,硅片行业迎扩产潮,2020-2022年行业新增硅片产能分别达74GW、134G、120GW(合计达328GW)。
按照下游厂商规划,我们对设备需求进行测算:
1)硅片设备:假设2020-2022年每GW设备投资额分别达1.9亿元、1.8亿元和1.7亿元。则对应硅片设备市场需求达141亿元、241亿元、204亿元。
2)单晶炉设备:假设2020-2022年每GW单晶炉设备投资额分别达1.4亿元、1.3亿元和1.2亿元。则对应单晶炉设备市场需求达104亿元、174亿元、144亿元。
3)综上,预计2021-2022年硅片设备市场空间达445亿元,其中单晶炉市场空间达318亿元,设备厂商将充分受益。
3.半导体:迎大尺寸硅片、及设备国产化趋势
3.1. 半导体产业链:全球四千亿美金市场,半导体硅片市场超百亿美金
半导体产业链:由上游材料设备、中游产品制造、以及下游终端应用3大块构成
1)上游:半导体材料及半导体设备,贯穿于半导体产品制造各个环节。其中,半导体硅片占半导体材料市场规模约37%。
2)中游:为半导体产品的制造,主要包括IC设计、IC制造和芯片封测3个核心环节;产品主要包括集成电路、分立器件、传感器、光电子四类,其中集成电路规模最大,占半导体市场的8成。
3)下游:为半导体产品在移动通信、云计算、大数据、人工智能等终端市场的应用。
据WSTS数据,2020年全球半导体市场规模达4407亿美元,同比增长7.5%。其中,中国是全球半导体最大消费市场,2020年市场规模达1515亿美元,同比增长5.1%,占全球半导体销售额的34%。
半导体材料为产业链上游支撑性环节,2019年市场规模达521亿美元。其中主要包括:晶圆制造材料、和封装材料,市场规模分别达328亿美元和192亿美元。
其中,半导体硅片为晶圆制造材料最关键环节之一,2019年市场规模达112亿美元,占比晶圆制造材料市场规模的34%。其中,2018年国内半导体硅片市场约9.9亿美元,2016-2018年复合增速达41%,高于全球同期复合增速(26%),但市场份额占比较小,未来提升空间巨大。
3.2. 半导体硅片:海外龙头高度垄断,大尺寸国产化亟需突破
大尺寸化为半导体硅片未来的发展趋势,核心优势包括:
1)生产效率提升:大直径的半导体硅片上可以制成的芯片更多,进一步提高半导体生产效率。
2)单位成本降低:硅片的尺寸越大,由圆形硅片制成矩形芯片所带来硅片边缘的损失会越小,有利于进一步摊薄单位芯片所需的成本。
与此同时,硅片直径越大,技术壁垒越高。
1)工艺技术:大尺寸硅片对单晶硅的纯度要求高,需要达到“11个9”以上(光伏单晶硅要求6个9,即99.9999%),对提纯和冶炼环节要求更严格;同时12英寸硅片对均匀度、表面平坦度、颗粒等指标要求更高,国内厂商普遍无法满足;其次,由于关键设备被垄断以及硅片加工工艺要求高,我国厂商大尺寸硅片良率较低。
2)资本投入:半导体硅片行业为资本密集型,前期需要投入大量资金,并在测试至量产的较长一段时间内难以回收资金。
3)客户认证:半导体硅片认证成本高、耗时长,芯片制造商不会轻易更换供应商。通常,客户认证周期需要12-18个月,只有确认认证后,芯片制造商才会签订新的硅片供应商。
目前8英寸和12英寸硅片为行业主流,占据了市场90%以上的份额。其中:
1) 12英寸硅片:占比市场份额约68%。是目前最主流的硅片,主要应用与云计算以及人工智能等高端领域。
2) 8英寸硅片:占比市场份额约25%。工艺技术较为成熟,成本也相应较低。受物联网和汽车电子产业驱动,近年来8英寸硅片需求不断上涨,8寸晶圆厂也一直处于满产状态。
从行业竞争格局来看:目前海外厂商占据了半导体硅片市场近9成份额,国产化率极低。截至2018年,全球前五大半导体硅片企业(日本Shin Etsu、日本Sumco、台湾晶圆、德国 Siltronic、韩国SK Siltron)占据了近93%的市场份额,而中国大陆企业占比不足3%。2020年,全球前五大半导体硅片供应商的市场份额有所下滑,CR5=86%,但国产硅片企业市占率仍保持较低水平。
2020年底,台湾环球晶圆以45亿美元收购德国硅晶圆制造商Siltronic,成世界最大硅晶圆制造商。至此,头部企业在全球半导体硅片市场的份额进一步集中,海外4大厂占据了近9成的市场份额,大尺寸半导体硅片国产化刻不容缓。
从硅片尺寸来看:国内产能集中在小尺寸,大尺寸自给率低,进口依赖强。国内主要硅片厂包括:沪硅产业、中环股份、金瑞泓、有研新材、上海新昇等。
1) 6英寸及以下:我国69%产能集中在6英寸及以下的硅片上,在该尺寸上已能满足国内大部分需求;
2) 8英寸:产能占比26%,国内已有部分厂商能规模化量产,但仍有较大产能缺口,80%需求倚赖进口;
3) 12英寸:目前鲜有国内厂商量产12英寸硅片,基本全部依靠进口。沪硅产业于2018年首先实现300mm芯片国产化,打破国产化率为零的背景。
从国内产能缺口来看:据前瞻产业研究院测算,2018年我国8英寸产能缺口达57.7万片/月,12英寸产能缺口达45万片/月;据上海新昇CEO曾预测,2020年后12寸硅片的需求量将超过125万片/月,未来市场供给缺口或将进一步扩大。
从半导体设备角度:据中国电子专用设备工业协会的统计数据,2018 年国产半导体设备销售额仅约109亿元,自给率约为12%。
在中美贸易摩擦的背景下,硅片作为半导体产业链的基石,预计将长期倒逼国产化进程加速进行。
3.3. 硅片设备:迎国产大硅片扩产潮,设备市场空间超700亿元
据不完全统计,目前在建的有12个硅片厂商共19个项目,总投资额达到945亿元,如未来1-3年陆续投产顺利,我国将新增8英寸产能将达280万片/月,12英寸产能将达502万片/月。届时我国半导体大硅片将实现自给自足。
半导体硅片生产主要包括硅提炼与提纯、单晶硅生长、晶圆成型等三个主要环节,涉及长晶、切片、倒角、研磨、刻蚀、抛光、检测等工艺流程。
其中,单晶炉为核心设备,在设备投资额价值量占比约25%。
1) 国外主要厂商包括:美国Quantum Design、Kayex、德国的PVA TePla AG、Gero及日本的Ferrotec等,占据了全球绝大多份额。
2) 国内主要厂商包括:晶盛机电、北方华创、京运通、连城数控等。目前部分厂商在6-8英寸已实现国产替代,但12英寸与国际水平仍存在差距。未来需伴随国内沪硅、中环、金瑞泓等国内半导体硅片厂的成长、逐步突破。
我们在已知的8/12英寸大尺寸硅片产能规划的基础上,通过对不同尺寸硅片相应投资额进行假设:
1) 假设8英寸硅片设备投资额为0.35亿元/万片,12英寸硅片设备投资额为1.25亿元/万片;
2) 单晶炉价值占总设备投资额比例为25%;
3) 测算得出:对应设备市场空间达726亿元;其中单晶炉市场空间达181亿元。
如假设设备国产化率达到50%,则对应硅片国内设备市场空间将达到363亿元,单晶炉市场规模合计达90亿元,国内设备厂商将充分受益。
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%。
Mini LED带来新一代显示技术,催生LED衬底用蓝宝石市场增长。
1) Mini LED指尺寸在80-300μm 之间,可作为自发光LED显示也可用于背光,相比传统显示技术,MiniLED 拥有更好的对比度和HDR 显示效果。
2) 据不完全统计,2020年来MiniLED相关的扩产项目有15个,涵盖了设备、芯片、封装、面板、显示屏、终端应用全产业链。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。
消费电子将成为蓝宝石下一个主战场,打开行业成长空间。
1) 自蓝宝石首次被应用于iPhone5手机镜头保护盖,新兴应用场景被逐步打开。如未来蓝宝石在消费电子领域加速应用,将接棒LED成为蓝宝石行业成长的主要动力。
2) 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,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。
3)但能否在手机屏幕大规模商业化应用,核心取决于成本。蓝宝石手机玻璃优势在于硬度高、耐刮、耐冲击受力、并带来更低的环境光折射率。但与此同时,成本是大猩猩玻璃盖板的5-10倍,重量是大猩猩玻璃盖板额1.6倍。这也是为什么iWatch已全部实现蓝宝石屏,但iPhone上只有Home键和摄像口窗口是蓝宝石材质。
4)大尺寸工艺技术、规模效应将成为蓝宝石性价比的转折点。(1)尺寸越大,对蓝宝石切割加工工艺、装配难度、加工时间控制等方面的要求极高,良品率会是考验。其核心就在于行业掌握大尺寸蓝宝石长晶设备和生长技术的能力。(2)一旦蓝宝石生长技术更加成熟,受益于下游苹果等高端消费电子公司巨大的出货量,规模经济将进一步降低蓝宝石的生产降低,打开蓝宝石在多类电子产品屏幕上的成长空间。
1) 第一代元素半导体材料:硅(Si)和锗(Ge);
2) 第二代化合物半导体材料:砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等;
3) 第三代宽禁带材料:碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氮化铝(ALN)、氧化镓(Ga2O3)等。
SiC碳化硅是制作高温、高频、大功率、高压器件的理想材料之一:由碳元素和硅元素组成的一种化合物半导体材料。相比传统的硅材料(Si),碳化硅(SiC)的禁带宽度是硅的3倍;导热率为硅的4-5倍;击穿电压为硅的8倍;电子饱和漂移速率为硅的2倍。核心优势体现在:
1) 耐高压特性:更低的阻抗、禁带宽度更宽,能承受更大的电流和电压,带来更小尺寸的产品设计和更高的效率;
2) 耐高频特性:SiC 器件在关断过程中不存在电流拖尾现象,能有效提高元件的开关速度(大约是Si的3-10倍),适用于更高频率和更快的开关速度;
3) 耐高温特性:SiC相较硅拥有更高的热导率,能在更高温度下工作。
市场空间:据Yole统计,2019年SiC碳化硅功率器件市场规模约5.6亿美元,预计2024年将增长至20亿美元,2018-2024年CAGR接近30%。其中,新能源汽车是SiC功率器件下游最重要的应用市场,预计到2024年新能源车用SiC功率器件市场规模将达到近12亿美元。
新能源汽车是碳化硅功率器件市场的主要增长驱动。
1) 应用端:解决电动车续航痛点。据Cree测算,将纯电动汽车逆变器中的功率组件改成SiC时,可显著降低电力电子系统的体积、重量和成本,提升车辆5%-10%的续航。据英飞凌测算,SiC器件整体损耗相比Si基器件降低80%以上,导通及开关损耗减小,有助于增加电动车续航里程。
2) 成本端:单车可节省400-800美元的电池成本,与新增200美元的SiC器件成本抵消后,能够实现至少200-600美元的单车成本下降。
3) 客户端:特斯拉等车企已相继布局。Model 3是行业第一家采用SiC逆变器的车型,开启了电动汽车使用SiC先河,单车总共有48个SiC MOSFET裸片,由意法半导体和英飞凌提供。其他车企包括比亚迪汉、丰田Mirai等也相继开始采用SiC逆变器。
SiC衬底供应商竞争格局:海外龙头垄断,国产厂家以小尺寸为主。
1) 全球市场:美国科锐公司(Cree)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)、道康宁(Dow Corning)、德国SiCrystal AG、日本新日铁等。主流产品已经完成从4寸向6寸的转化。
2)国内公司:总体处于发展初期,主要以4英寸小尺寸产能为主。2018年,天科合达以1.7%的市场占有率排名全球第六、国内第一。其他公司包括天科合达、河北同光、世纪金光、中电集团2所等。
新能源车需求快速爆发,SiC产能吃紧,全球产能扩产有望加速。
预计特斯拉未来2年Model 3/Model Y年产能将达到200万辆(其中,美国工厂100万辆+中国工厂50万辆+柏林工厂50万辆)。假设2021年产量100万辆,单车消耗0.5片6英寸SiC晶圆,则对应一年消耗6英寸SiC 50万片,目前全球SiC硅晶圆总产能约在40~60万片/年。
2020年全球电动汽车销量达310万辆,同比增长39%。我们对SiC碳化硅市场空间进行测算,假设:
1) 2022年电动车销量达500万辆,2020-2022年CAGR=27%;
2) SiC在新能源车应用渗透率达50%;
3) 单车消耗0.5片6英寸SiC晶圆、单片售价约6500元;
则对应2022年6英寸SiC需求达125万片/年,市场空间达81亿元。行业供需缺口巨大,产能扩张需求势在必行。
6.晶盛机电:光伏+半导体设备、蓝宝石+碳化硅设备接力增长
6.1.光伏设备:受益大硅片扩产潮,预计未来2年新增订单达222亿元
公司为光伏单晶炉设备龙头,近5年光伏设备订单累计达117亿元。
1) 单晶炉:做为光伏单晶炉设备龙头,公司在行业率先开发、批量销售G12技术路线单晶炉,充分受益行业大尺寸硅片扩产潮。占据了除隆基、京运通以外近90%的市场份额。
2) 切片机、机加工设备:公司同时布局光伏硅片的后端加工设备,实现硅片环节全工艺设备打通。设备包括:切片设备(切片机、截断机)、机加工设备(开方机、倒角机、磨面机、滚圆机)。
客户端:合作主流硅片企业,深度绑定中环股份。公司与中环股份、晶科能源、晶澳、上机等硅片厂商建立了长期深入的合作关系。2017年至今,公司合计获光伏设备订单达117亿元,其中获中环订单达91亿元,占比78%。2018-2020年期间,公司向中环协鑫、中环光伏合计销售金额分别达6亿、14.2亿元和13.6亿元。
未来2年下游硅片行业迎爆发式扩产潮,我们对公司2021-2022年光伏设备订单进行测算,假设:
1) 单晶炉:假设单GW设备投资额为1.2亿元,公司可以获得除隆基、京运通(隆基主要供应商为连城数控、北方华创等,京运通自产单晶炉)以外90%的订单。
2) 切片机、机加工设备:假设单GW设备投资额为0.35亿元,公司可获得除隆基(主要供应商为连城数控等)以外30%的订单。
3) 综上,预计公司2021-2022年公司光伏设备新增订单达222亿元,其中光伏单晶炉订单达201亿元,切片机、机加工设备订单达21亿元。
6.2.半导体:半导体硅片设备龙头,预计未来3年潜在订单达70亿元
公司是国内少数几家具有8英寸和12英寸硅片设备供应能力的厂商之一。
1) 8英寸:公司已形成8英寸硅片晶体生长、切片、抛光、外延加工设备全覆盖,占比半导体硅片生产设备价值量约80%;2020年8月,晶盛机电实验室采用研发的8英寸硬轴直拉硅单晶炉生长出直径8英寸硅单晶,这是国内首台硬轴直拉炉生长出的首颗8英寸晶体,进一步巩固了公司的龙头地位。
2) 12英寸:公司已实现12寸单晶炉、抛光机设备供应能力,设备价值量占比约50%。其次,公司在半导体硅片抛光液、半导体坩埚、磁流体等重要半导体零部件、耗材已经取得客户的认证应用。
客户端:深度绑定中环,与沪硅、有研、合晶、金瑞泓等国内大厂保持良好的合作关系。
1) 2017年,公司与中环股份、无锡政府共同以30亿美元组建中环领先半导体公司,晶盛机电持股10%;2019年9月3日,公司进一步增资中环领先2.7亿元。半导体行业壁垒较高,新进入玩家需要较长时间通过试验。公司作为中环半导体业务的核心战略伙伴,有望加速推动公司在半导体设备领域的进展速度。
2) 目前,中环股份在8英寸方面,天津、宜兴两地工厂已实现产能50万片/月,预计2021年实现总产能70万片/月;12英寸方面,天津产线已实现2万片/月量产,宜兴全自动生产线在2020年8月通线,年内可实现产能5-10万片/月,预计2021年实现产能15万片/月。
3) 至2020年三季度末,公司半导体设备在手订单4.1亿元。
预计2021-2023年,公司主要客户大尺寸硅片扩产项目逐渐建成,公司作为国内半导体硅片设备龙头将率先受益。假设:
1) 8英寸硅片设备投资额为0.35亿元/万片,12英寸硅片设备投资额为1.25亿元/万片;
2) 中环、有研、合晶、金瑞泓、沪硅产业5家硅片厂8/12寸规划产能将在2021-2023年内建设完成。
3) 公司在这5家客户中获得30%的份额。
测算得出,未来3年公司半导体设备潜在订单达70亿元,平均每年约23亿元。
6.3.蓝宝石:依托晶体生长设备优势,向下游蓝宝石材料延伸
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。
大尺寸蓝宝石生产技术不断突破,推动量产成本不断降低。根据公司测算,相比传统150kg蓝宝石,300kg级蓝宝石预计量产单位成本可下降20%左右。2020年12月22日,公司700kg级超大尺寸首颗蓝宝石晶体成功出炉。在良率相当的情况下,蓝宝石晶体尺寸越大,材料的利用率越高,边角损失、单位人工成本越小。此次700kg尺寸的量产,单位成本有望进一步大幅优化,为公司拓展消费电子领域进一步加码。
2017-2019年,公司蓝宝石材料收入分别为0.94/1.25/0.66亿元,占总营收比例分别为4.81%/4.93%/2.12%,毛利率分别为13%/16%/18%,业绩占比较小且尚不稳定。2019年蓝宝石收入下滑,主要受LED行业增速放缓、蓝宝石产能扩张过剩导致。2020年上半年公司蓝宝石收入0.67亿元,同比大增148%。
与蓝思科技成立合资公司,强强联手,公司蓝宝石业务有望获得“井喷式”发展
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,预计蓝宝石业务有望在未来2-3年内大幅放量。
3) 从盈利能力来看:LED蓝宝石行业受制于产能严重过剩,近年来行业整理盈利水平不断下滑。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。
6.3.SiC碳化硅:布局长晶炉+外延设备,静待开花结果
公司较早启动了对碳化硅等第三代半导体材料设备的研发,目前
1) 长晶炉:已实现销售、交付客户使用。
2) 外延设备:已研发出6英寸碳化硅外延设备,兼容4寸和6寸碳化硅外延生长。4寸工艺已在在客户处验证通过,正在进行6寸工艺验证。该设备为单片式设备,沉积速度达到50um/min,厚度均匀性<1%,浓度均匀性<1.5%。
受益新能源车需求增长,下游SiC行业供需缺口较大,叠加目前碳化硅晶片价格高昂,行业处于暴利阶段,未来几年有望迎大规模扩产潮。公司作为上游“卖铲人”,如碳化硅设备产业化进展顺利,公司有望受益。
7. 盈利预测及投资建议
7.1. 盈利预测
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。
1) 光伏设备:受益于“光伏需求增长+大尺寸技术迭代”,未来2年下游硅片行业迎爆发式扩产潮,预计2020-2022年行业新增硅片产能分别达74GW、134G、120GW(合计达328GW)。我们预计公司有望获得除隆基、京运通以外绝大部分订单,2021-2022年公司光伏设备新增订单有望达222亿元,其中光伏单晶炉订单达201亿元,切片机、机加工设备订单达21亿元。
2) 半导体设备:半导体硅片海外龙头高度垄断,大尺寸国产化亟需突破。据不完全统计,目前在建的有12个硅片厂商共19个项目,总投资额达到945亿元,如未来1-3年陆续投产顺利,我国将新增8英寸产能将达280万片/月,12英寸产能将达502万片/月。公司是国内少数几家具有8英寸和12英寸硅片设备供应能力的厂商之一,假设未来3年能拿到中环、有研、合晶、金瑞泓、沪硅产业5家硅片厂设备订单份额的30%,则对应未来3年公司半导体设备潜在订单达70亿元,平均每年约23亿元。
3) 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,有望打开蓝宝石下游需求,预计未来2-3年公司蓝宝石业务有望逐步放量。
4) 碳化硅设备:目前全球SiC硅晶圆总产能约在40~60万片/年。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。目前公司碳化硅单晶炉已交付客户使用,外延设备完成技术验证。如未来进展顺利,发展潜力大。
7.2. 估值分析与投资预测
公司为光伏+半导体晶体生长设备龙头,同时向蓝宝石材料、碳化硅设备领域延伸,占据行业核心地位,未来5年成长确定性可期。我们预计2020-2022年归母净利润为8.5/13.2/18.2亿元,同比增长34%/54%/38%,对应PE 50/33/24倍。维持“买入”评级。
8. 风险提示
光伏硅片产能扩张不及预期风险。受益于大尺寸迭代+光伏行业发展,我们预计2020-2022年下游硅片厂将迎来硅片扩产潮。但如果光伏硅片行业竞争格局恶化、大尺寸技术迭代较慢、硅片减薄导致单GW投资额降低,将导致扩产进度不及预期,影响公司光伏设备订单需求。
半导体设备研发进展不及预期风险。半导体设备技术壁垒较高,尤其是12寸大尺寸硅片设备,几乎被国外厂商所垄断。如公司研发进展不及预期,可能导致公司在下游客户验证时间延长、公司获取订单份额不及预期的风险。
蓝宝石下游需求不及预期风险。消费电子行业对于成本端较为敏感,目前蓝宝石还未达到符合手机玻璃盖板要求的性价比,需要材料厂商对成本进一步持续优化。如未来蓝宝石成本优化进展不及预期,可能延后下游消费电子行业对蓝宝石需求的爆发。
【光伏设备行业】往期报告回顾:
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----------------【公司报告】----------------
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