2023年晶盛机电研究报告 立足光伏-打造泛半导体平台型公司

2023年晶盛机电研究报告立足光伏_打造泛半导体平台型公司一、晶盛机电：立足光伏，打造泛半导体平台型公司（一）泛半导体平台型公司，设备+材料+零部件多元驱动晶盛机电是泛半导体领域平台型公司，立足于光伏长晶设备，拓展半导体设备、碳化硅和蓝宝石材料业务。目前，公司产品矩阵主要涵盖三大类产品：设备及服务、材料、核心零部件。（1）设备及服务：主要包括光伏设备（拉晶设备、硅片设备及叠瓦设备线）、半导体设备（硅片设备、晶圆及封装设备）、碳化硅设备（衬底设备、封装设备）及对应的升级改造服务；（2）材料：主要包括碳化硅（6英寸导电性碳化硅衬底）、蓝宝石（LED照明衬底和蓝宝石晶锭、晶棒和晶片）、辅材耗材（石英坩埚、金刚线）；（3）零部件：主要包括磁流体、精密零部件、半导体阀门、尾气处理装置等光伏/半导体设备配套零部件。随着公司围绕泛半导体材料领域的产品体系不断完善，平台化布局将引领迈入新征程。产品发展复盘：从卖铲人走向平台化，进入光伏+半导体双轮驱动的发展阶段。纵观整个发展历程，公司成立于2006年，早期从事半导体单晶硅生长设备研发，但光伏晶体硅生长设备率先起量，并逐步成长为光伏长晶设备龙头。此后公司在持续对光伏设备和半导体设备进行迭代的同时，凭借经验积累先后拓展蓝宝石材料、半导体零部件、辅材耗材、碳化硅业务，泛半导体领域平台化布局逐渐形成。扩张战略复盘：前瞻性布局+逆周期投资助力公司穿越周期，保持高增长。（1）2006-2011：发展积累期，全球金融危机冲击光伏行业需求，公司凭借稳健经营抵御风险，并未受到显著影响；（2）2012-2014：发展蛰伏期，光伏行业受美国双反政策影响需求萎靡，公司在此期间登陆创业板上市，拓展光伏智能加工设备和蓝宝石材料业务；（3）2015-2017：光伏加速期，补贴政策推动光伏需求回暖，公司收入高速增长。公司同时前瞻性布局半导体产业，于2017年底与中环集团合资成立中环领先半导体，晶鸿精密投资半导体精密零件基地；（4）2018-至今：双主业并行期，光伏531新政和补贴退坡导致行业供过于求，同时半导体行业也进入了周期性下行阶段，公司在此期间逆流而进，投资中科智芯集成、成立求是半导体启动半导体CVD设备研制。2022年公司定增重点扩充半导体设备及材料产能，乘势引领半导体国产化浪潮。竞争格局复盘：深耕单晶炉核心产品，行业下行期实现赶超。京运通2003年开始进入单晶炉生产领域，由于前期多晶硅更有性价比，2008年起京运通开始将重心转移至多晶硅铸锭炉生产，凭借先发优势在2011年之前一直保持光伏长晶设备龙头地位。而晶盛2008年进入光伏长晶设备领域，期间也生产过多晶炉，但始终以单晶炉生产为主。2012年光伏行业遭遇美国“双反”政策，行业进入下行周期，长晶设备玩家收入大幅下滑，竞争格局发生重新洗牌，晶盛在此期间蓄力反超。2015年，单晶硅性价比开始超越多晶硅，晶盛凭借在单晶炉多年深耕积淀经验，收入体量开始大幅超越京运通。定增加码半导体设备和碳化硅业务，打开新增长曲线。公司于2022年5月定增募集资金14.20亿元，其中5.64亿元用于12英寸集成电路大硅片设备测试实验线项目，4.32亿元用于年产80台套半导体材料抛光及减薄设备生产制造项目，剩余部分用于补充流动资金。此外，公司已建设6英寸碳化硅晶体生长、切片、抛光环节的实验线，产品已通过部分下游客户验证。考虑公司自身的半导体技术基因和半导体行业的国产替代浪潮，半导体设备和碳化硅业务有望为公司带来新的收入增长点。（二）硅片扩产驱动业绩高增，目前在手订单仍然充沛光伏硅片行业扩产驱动收入高增长，以设备销售为主。受益于近两年单晶硅片的大幅扩产，公司收入快速增长，净利率持续提升。2016-2021年，营业收入CAGR达40.43%，归母净利润CAGR达53.06%。22Q1-3公司实现收入74.63亿元，同比增长87%，归母净利润20.09亿元，同比增长81%，高增长延续。设备销售占收入主要部分，2014年及以前，公司业务以单晶炉、多晶炉等长晶设备为主，收入占比达80%以上；随着产品矩阵不断丰富扩张，2014年之后单晶炉业务规模仍在持续增长，但在公司收入中的占比降至60%左右，而硅片加工设备、设备升级改造服务等业务开始发力。设备在手订单充裕，有望保障23-24年业绩增长。公司在手订单持续高增，根据公司年报，截至2022Q1-3公司未完成晶体生长设备及智能化加工设备合同总计237.90亿元（含税），其中未完成光伏设备合同213.3亿元，未完成半导体设备合同24.6亿元。2022年前三季度每期新接订单分别为41.01亿元、32.21亿元、38.43亿元，合计约112亿元。由于光伏及半导体设备从产品出货到设备验收的周期一般为6-9个月，预计当前在手订单有望充分保障2022-2023年业绩。设备毛利率维持较高水平，材料毛利率稳步提升。公司作为光伏硅片设备绝对龙头，能够维持较高毛利率，2022Q1-3毛利率为40%，且近年来稳中有升。其中，设备及服务壁垒较高，2016-2020年，晶体生长设备的毛利率均高于40%，智能化加工设备的毛利率均高于30%。蓝宝石材料业务经过数年发展，受益于规模效应释放和供需关系改善，2021年毛利率提升到25%左右。规模效应显著，成本费用管控能力优秀。随着下游厂商210mm设备订单增加，公司设备产量增加，加强了对上游供应商的议价权，毛、净利率持续改善。在规模效应释放下，公司期间费用率大幅降低，已基本稳定在17%左右，主要为管理费用与研发费用。其中2022年前三季度销售费用率为0.43%，管理费用率为9.54%，财务费用率为-0.10%，研发费用率为6.84%。随着批量设备订单兑现，规模效应释放，预计公司费用率将进一步降低。（三）管理团队技术背景深厚，股权激励强化团队积极性公司管理团队学历及行业背景深厚，引领公司产品技术创新。曹建伟任公司董事长和研发中心主任，深入研究机电控制、液压传动与控制等领域，曾获国家“万人计划”科技创业领军人才等荣誉称号；董事邱敏秀曾任浙江大学机械电子控制工程研究所博士生导师，在机械设计、流体传动及控制领域经验丰富，承担多项国家重大科技专项课题。其中，邱敏秀、曹建伟、朱亮、张俊、傅林坚、石刚均参与2009年“300mm硅单晶生长装备的开发”和2011年“8英寸区熔硅单晶炉国产设备研制”两项国家科技重大专项课题研究。股权结构集中，曹建伟和邱敏秀为公司实际控制人。邱敏秀及其之子女何俊、何洁构成一致行动关系，曹建伟和邱敏秀及其之子女何俊、何洁通过公司控股股东晶盛投资间接持有公司47.45%的股权，且邱敏秀、曹建伟的直接持股比例分别为2.92%、2.72%，因此，曹建伟和邱敏秀共同控制公司。此外，公司前十大股东中包括社保基金、华夏基金、易方达基金等机构投资者。员工持股计划彰显公司业绩发展信心，强化团队积极性。公司于2022年9月15日公告了员工持股计划，本持股计划持股规模不超过175.2390万股，占公司当前总股本的0.1340%。公司层面的业绩考核指标为以2021年净利润为基数，2022年、2023年净利润增长率分别不低于50%、70%。该持股计划将充分调动员工积极性，彰显公司对未来业绩发展的信心。二、光伏设备：长晶设备优势显著，辅材发力穿越周期（一）23年硅片扩产景气持续，设备市场空间近300亿元全球、中国光伏新增装机量高增长，下游需求无虞。（1）全球需求：根据CPIA，2022年全球光伏新增装机230GW，同比增长35%；根据广发电新组的预测，预计2023年全球新增光伏装机将达350GW。（2）国内需求：根据国家能源局数据，2022年全国新增光伏装机87.41GW，同比增长59%；根据广发电新组的预测，预计2023年国内新增光伏装机130GW。单晶炉和切片机在硅片设备中价值量占比高，竞争格局好。从光伏硅片产线的设备投资来看，建设1GW单晶硅片产能需要的主设备投资约1.85亿元（单晶炉、截断机、开方机、磨面机、切片机、分选机、插片清洗机），其中单晶炉价值量最大，约1.2亿元/GW，在设备投资中占比约67%；其次是切片机，价值量0.26亿元/GW，在设备投资中占比约14%；其余设备包括截断机、开方机、磨面机、分选机和清洗机等，价值量占比在2%-6%左右。产业链技术进步导致硅片设备单位投资下降。由于拉晶技术进步、工艺提升、设备更新换代及硅片薄片化等因素，每GW硅片设备投资有所下降。例如，天合光能年产35GW直拉单晶项目由于采用N型技术路线，对应N型电池光电转换效率更高，并且采用薄片工艺，单位产能所需的硅棒产量更少，因此单位产能所需的单晶炉等核心设备的数量更少。以过去五年间各家公司的单晶拉棒扩产项目为例，我们测算出平均单GW固定资产投资额下降较快，2017-2022年年均降幅为12%。从量价变化情况来看，光伏拉晶设备呈现出量降价稳的特征。用量方面，通过统计2016-2022年隆基、中环、晶科各个扩产项目中的单晶炉采购量，可以发现单GW单晶炉用量一直在持续下降，从2016年的192台/GW下降到64台/GW。价格方面，根据晶盛机电年报数据，单晶炉的单台价格变化不大，基本在130~150万元/台的区间波动，2016-2019年由于机型迭代叠加竞争格局稳固，单台价值量上升，2021年价格又回落到136万元/台的水平。23年硅片扩产仍有望达到去年水平，对应近300亿设备新增需求。根据下游隆基、中环、晶科等硅片厂商截至目前公告的扩产计划，我们不完全统计得到2023-2025年已规划的每年新增拉晶产能191/143/45GW，每年新增切片产能191/157/76GW。2024年拉晶和切片产能将超过1000GW，相对装机需求已较为充分，预计未来两年行业扩产节奏将有所放缓。由于扩产项目通常只规划到一两年，之后可能仍会有2025年的新增扩产规划，基于目前已出炉的扩产增量，我们假设2025年拉晶新增扩产110GW，切片新增扩产140GW，在未来每年硅片设备单位投资金额同比下降10%的前提下，可测算得到2023-25年硅片设备每年新增市场空间分别为293/202/146亿元。硅片大尺寸化更新迭代，带来部分落后炉型替换需求。目前主流的炉型主要包括120型、140型、160型，对应的炉室直径分别为1200mm、1400mm和1600mm。160型为目前最先进的炉型，可兼容42寸以下热场；120型及以下的炉型无法生产210尺寸大硅片，预计未来将逐渐被淘汰。根据未来新能源的统计，截止到2021年上半年，120型单晶炉共4349台，占存量单晶炉数量21%。若假设120型炉在23-25年间完成替换，按照140万元/台的价格估算，对应的总需求空间约61亿元，年均需求规模在20亿元左右。（二）硅片设备：高壁垒+客户绑定深入，公司龙头地位稳固单晶炉技术壁垒高+先发优势明显，行业集中度较高。从需求端来看，长晶设备需要设备厂商和下游客户一起进行工艺研发，设备厂商需要深入理解和掌握工艺，且不同硅片厂商使用的单晶炉工艺参数为核心机密，因此不同设备厂商的产品之间存在差异，下游客户粘性较强；从供给端来看，硅片生产技术渐进式迭代，领先的设备厂商可不断积累技术和客户优势，因此行业集中度较高。根据光伏技术，当前业内最先进的单晶炉已演进到1600型，单炉投料量达2800kg以上，可配置36英寸以上的热场。高壁垒造就稳定竞争格局，龙头晶盛实现规模与盈利双赢。单晶炉的主要玩家包括晶盛机电、连城数控、北方华创、京运通（目前单晶炉已从外销转向内部硅片扩产自用为主）、天通股份等，以及新进入的玩家奥特维（旗下子公司松瓷机电）。从业务规模上看，2021年晶盛的长晶设备收入49.8亿元，体量远超京运通和连城数控（20.4亿元）；从盈利能力上看，晶盛的长晶设备毛利率一直处于相对较高水平，基本稳定在40%左右；随着连城在非隆基客户的开拓上取得进展，连城与晶盛之间的毛利差逐渐缩小。公司长晶设备性能优越，更大投料量增加拉晶效率。长晶设备的核心技术在于控制系统、核心零部件、热场等，单晶炉的热场分布会影响拉晶速度和长晶质量，而热场控制主要通过控制系统完成。2008年，公司收购慧翔电液的控制系统，控制单晶硅生长过程的众多环境参数，目前公司在控制系统方面具有技术领先优势。与竞对产品相比，公司的单晶炉拉晶长度和拉晶尺寸更大，最大热场规模也具有明显优势。公司产品迭代能力优秀，平均3~5年推出新一代单晶炉。2006年，晶盛机电推出第一代全自动单晶炉；2010年研发出水冷套装置，实现高拉速第二代单晶炉；2013年研发出复投器+大热场，开创第三代RCZ高产单晶炉；2017年研发出基于工业互联网的第四代智能化单晶炉。而2023年公司即将推出第五代新型单晶炉，配置了基于开放架构的用户可编程的软件定义工艺平台，开启新一轮迭代升级。公司在切片设备领域后来居上，形成三足鼎立新格局。切片设备主要玩家包括晶盛机电、高测股份、上机数控、连城数控、梅耶博格、天准科技等。2018年之前切片设备的头部三大厂商以上机数控、高测股份和连城数控为主，但随着上机数控的业务重心转向单晶硅业务，设备产能优先满足自用，外销收入大幅下滑；而晶盛的切片设备业务又在近两年快速发力，实现后来者居上，如今晶盛和高测、连城并肩形成切片设备领域新的三足鼎立格局。综合对比主要玩家在光伏领域的产品布局，晶盛在硅片、组件、辅材环节的产品矩阵较为全面，连城则主要布局硅片、电池片环节，其余玩家的产业链上下游覆盖度相对较低。由于晶盛与连城在光伏设备领域的产品布局较为接近，我们在下文的讨论中以这两家厂商的单晶炉业务对比为主。发展路线不同：晶盛单晶炉起步早、积累深，先发优势强。连城初期以硅片生产的后道设备为主，主要销售硅片开方截断机等机加设备以及切片机，2008年研制出我国第一代具备自主知识产权的多线切割机。不同于晶盛的内生发展路线，连城在单晶炉领域是通过外延并购起家，2013年通过收购美国KAYEX切入单晶炉市场，并在2014年实现单晶炉产品的销售。对比连城，晶盛的特点是在单晶炉领域起步较早、积淀较深，具备较强的先发优势。核心绑定客户不同：晶盛深度绑定中环，大力拓展非隆基客户。晶盛第一大客户为中环及其子公司，2021年中环销售收入占比51%；连城数控第一大客户为隆基，2021年对隆基的销售收入占比72%，相较于2020年的93.3%的占比有所下降，目前在手订单中非隆基客户占比持续上升，未来有望持续开拓非隆基客户。产品量价差距：晶盛的产品量、价均显著领先，凸显较强产品竞争力。从销量来看，2017-2019年晶盛的单晶炉销量远超连城，2020年由于隆基扩产较多，二者销量差距有所缩小。从单价来看，连城对隆基的销售单价显著低于晶盛和平均水平，这主要是由于隆基掌握了上游设备制造商的核心技术，可独立开发拉晶控制系统，因此连城对隆基销售的单晶炉不配置热场、真空泵及部分控制系统等关键部件。这也是造成隆基和连城体量差距的关键因素之一。下游硅片客户双寡头格局稳定，新进入玩家有限。隆基为硅片第一大龙头厂商，2021年硅片产量占总产量31%；中环近年来市场份额持续提升，2021年占比19%。根据前文对已公告硅片扩产项目的统计，22-24年拉晶产能可达到约695/886/1029GW，若按照容配比1.25、电池片冗余度1.1、硅片冗余度1.1计算，可分别支撑约482/614/713GW的装机需求，我们预计未来两年内继续有新玩家进入硅片市场的可能性较小。公司主要硅片客户扩产对应的设备需求确定性高。由于客户绑定深入且设备需求主要来源于新建产线，因此光伏硅片设备玩家收入与下游客户扩产情况息息相关。晶盛下游客户较多，除隆基、京运通以外的硅片厂商在未来两年扩产较为积极，我们测算出公司客户在2022-2024年扩产对应的硅片设备需求预计达到266/222/171亿元。通过年末设备在手订单-年初设备在手订单+当年营业收入，可以计算出公司当年设备新接订单，由此可估算出晶盛新接订单在当年客户扩产设备需求中的占比。随着晶盛设备整线覆盖能力逐步提升，预计未来晶盛在客户采购中的占比也将提升。而公司当年营收是由年初在手订单+当年新接订单完成后转化而来，根据往年的转化率数据，我们估计晶盛的光伏硅片设备收入在22-24年可达到65/74/77亿元。（三）耗材：产能快速落地，打造穿越周期的第二成长曲线公司石英坩埚产能快速扩张，产能规模行业领先。晶盛2017年开始布局石英坩埚，并先后在浙江、内蒙古、宁夏建立坩埚生产基地，生产28-42英寸不同规格尺寸的坩埚。晶盛旗下生产坩埚的平台包括浙江美晶（晶盛机电控股子公司）和宁夏鑫晶（浙江美晶全资子公司），宁夏鑫晶16万只大尺寸石英坩埚扩产项目已于2022年5月分别投产、签约一期4.8万只和二期4.8万只项目，余下产能预计将在两年内完成投产。欧晶科技、江阴龙源、宁夏晶隆作为中环股份、隆基股份供应商，因下游客户产能占全球产能比重较高而形成一定规模，其他玩家规模总体较小。欧晶科技2021年坩埚产能9.2万只，24年产能有望扩张到15.2万只。考虑到公司原有的坩埚产能（浙江美晶），预计晶盛产能爬坡后将在23年形成36万只/年的产能，规模将大幅领先同行。当前36英寸坩埚价格约1.5-1.7万元/只，在明后年石英砂持续供给紧张的情况下，预计坩埚价格将继续上涨。根据我们测算，23-25年光伏行业石英坩埚需求量约68/76/83万个，若满产公司市占率可达35%~48%，预计公司坩埚产值将分别达到43/72/79亿元。参考欧晶科技财务数据，石英坩埚毛利率基本在30%以上，预计公司坩埚业务可贡献毛利润13/22/24亿元。金刚线业务与切片机协同，一期3000万公里产能落地。公司通过子公司浙江晶钰新材料开展金刚线生产业务，新一代金刚线生产项目分两期建设，一期3000万公里产能于2022年11月9日在上虞投产。若按照产能规模来计算，晶盛机电的金刚线业务在2023年市占率可达6%。根据该项目的环评报告，项目总投资4.67亿元，建成达产后将达到年平均销售收入9亿元，利润3.03亿元，税收0.83亿元。三、半导体设备：大硅片国产化加速，核心设备先行（一）12英寸硅片扩产潮兴起，设备商有望受益半导体硅片在产业链中位于晶圆上游，按加工程度可分为研磨片、抛光片和外延片。硅研磨片是指对硅单晶锭进行切割、研磨等加工得到的厚度小于1mm的圆形晶片，是制作硅抛光片及硅外延片的中间产品，也可以用于制作分立器件芯片。硅抛光片由硅研磨片经过后续抛光、清洗等精密加工而成，主要应用于集成电路和分立器件制造。硅外延片是指在硅单晶衬底上外延生长一层或多层硅单晶薄膜的材料，用于制造半导体分立器件和集成电路。按照掺杂浓度，硅片又可分为重掺和轻掺。半导体硅片市场高度集中，海外厂商占据主导地位。半导体硅片技术难度高、研发周期长、资金投入大、客户认证周期长，因此行业进入壁垒较高，主要厂商为海外巨头。2021年，全球Top5半导体硅片企业（信越化学、SUMCO、环球晶圆、Siltronic、SKSiltron）市场份额合计高达94%。在中国半导体硅片行业中，国内厂商包括沪硅产业、中环股份、立昂微等，但市占率仍较低，未来空间广阔。8英寸硅片国产化进行中，12英寸硅片国产化率仍较低。半导体硅片的尺寸（以直径计算）主要分为150mm及以下（6英寸及以下）、200mm（8英寸）与300mm（12英寸），目前市场最主流的产品规格为12英寸（占比近70%）和8英寸（占比约25%）。目前，不同尺寸的硅片国产化率存在较大差异，8英寸硅片国产化率约为20%，12英寸硅片国产化率低于5%。硅片国产化的薄弱环节主要在于部分基础材料和零件，包括高纯度高分子材料、高纯石英、石墨材料，以及管道、阀门等零件。大尺寸硅片供快速增长，带动设备需求扩容。半导体硅片未来主要增量在大尺寸硅片，根据上海新昇的预测，市场预期从2022年至2025年大陆企业12寸硅片的需求和供应情况将持续增长。2022年大陆企业需求为95万片，国内产能为100万片。而及至2024年，国内需求为205万片，国内产能将达300万片。半导体硅片生产核心工艺包括长晶、切片、研磨、抛光、外延等，单晶炉为核心设备。半导体硅片生产过程与光伏硅片相似，但加工工序更多。前道经过拉单晶、滚圆、截断、切割等基本与光伏硅片类似的工艺后，还需要倒角、研磨、减薄抛光（双面抛光、边缘抛光、最终抛光），到这一步即可检测清洗后加工为抛光片；若要加工为外延片，则还需要经历外延工序。光伏级单晶硅的纯度要求一般为“6个9”（即99.9999%），而半导体级单晶硅对纯度要求通常在“11个9”以上，对提纯和冶炼环节的技术要求更高，因此半导体单晶炉单台价值也更高，约1000-2000万元/台，而光伏单晶炉单价仅140万元/台。长晶、抛光、外延设备价值占比较高，12英寸产线设备投资高于8英寸。与8英寸硅片相比，12英寸硅片普遍应用于更先进的制程，对单晶微缺陷、硅片平整度、表面颗粒物、表面沾污等关键技术指标要求更严格，因此对晶体生长、硅片加工、硅片清洗的核心技术要求更高。参考2019年立昂微年产120万片8英寸硅片项目设备投资情况，设备单位投资额约为5亿元/10万片/月，其中长晶/抛光/外延设备占比分别为17%/18%/24%；参考立昂微年产180万片集成电路用12英寸硅片项目设备投资情况，其中外延片产线设备单位投资额约为25亿元/10万片/月，长晶/抛光/外延设备占比分别为7%/20%/17%。国产厂商积极扩产12英寸硅片，大尺寸设备市场空间广阔。目前，国产硅片厂商积极推进12英寸硅片产能规划，沪硅产业于2022年3月完成定增，扩产新的12英寸产线，新增产能30万片/月；立昂微于2022年2月收购国晶半导体，已完成月产40万片产能的基础设施建设；中环股份提出到2023年底，实现8英寸100万片/月、12英寸60万片/月的目标。根据我们的不完全统计，截至目前国内厂商已规划的2023-25年8英寸抛光片+外延片新增产能为142/46/5万片每月，已规划的12英寸抛光片+外延片新增产能为109/105/71万片每月，大尺寸硅片的扩产明显更加积极。12英寸硅片设备空间超两百亿，其中国产设备市场空间持续增长。由于2024、2025年仍可能新增扩产项目，根据集微网，我们假设24-25年8英寸硅片新增产能按照-20%的复合增速增长，12英寸硅片新增产能按照8.3%的复合增速增长；由此，我们测算出8英寸设备空间在2023-25年预计可达到56/45/36亿元，12英寸设备空间预计达273/232/251亿元。随着国产化率不断提升，8英寸国产设备的市场规模预计将在2023-2025年达到45/38/32亿元；12英寸国产设备的市场规模预计将达到109/127/176亿元，CAGR为9.77%。（二）大尺寸国产设备突破进行时，单晶炉进展较快单晶炉已实现，切片、研磨、抛光等环节仍有待国产突破。行业早期半导体硅片生产线的设备主要依赖进口，核心供应商集中在日、美、德等国。而过去五年国产设备在6英寸、8英寸尺生产线的批量应用上实现了较大突破。以单晶炉等为代表的部分生产设备国产化进程较快，从有研半导体以及衢州金瑞泓8英寸项目设备的采购情况来看，单晶炉和清洗机的国产化率基本在50%以上。而抛光、外延环节等价值量占比较大的设备依然基本依赖进口，国产化率相对较低。12英寸长晶设备国产化率约30%，大尺寸领域的仍有较大空间。根据晶升装备招股书，S-TECHCo.,Ltd.等国外晶体生长供应商占国内硅片厂商采购的比重约为70%左右；国内晶体生长供应商主要包括公司、晶盛机电及其他供应商，合计占国内市场份额仅为30%左右。其中，国产供应商市场占有率较高的包括晶盛机电、南京晶能（晶升装备），市场份额在10%以上。国内厂商后发而进取，长晶设备产品技术指标已接近国外水平。半导体级单晶硅炉技术指标参数主要分为设备规格、晶体生长控制和单晶硅生长工艺技术三个方面，其中国产商已经在设备规格和晶体生长控制参数上接近或达到国际主流供应商水平，但在单晶硅生长工艺技术上仍与国外厂商存在一定差距。此外，由于国外设备交期较长，国内硅片厂在非忙季时会更加注重推进国产设备的验证，国产设备有望加速替代。国产设备加速突破国内硅片厂认证。以上海新昇的设备国产化进程为例，过去五年公司已有三分之一的国产设备种类和金额通过认证，四分之一的国产设备种类和40%的金额已有供应商提供产品并处于认证阶段，只有极少数设备仍在寻找供应商。分工艺段来看，拉晶、晶棒加工环节的设备基本都已通过国产化认证，可完全满足生产需求；线割片机、边缘研磨机等也有国产供应商提供样机；外延和清洗以及包装环节的外延反应炉、槽式清洗机、晶盒清洗机仍然处于待评估和待开发的状态，但单片清洗机、快速退火炉已有国内厂商通过验证。部分通过验证的设备可以达到甚至超过国外同等水平，待评估的部分设备也突破在即。国产设备商在大尺寸硅片设备上持续取得进展，晶盛12英寸整线覆盖能力较强。大尺寸半导体硅片设备的空间较大，目前主要参与者包括晶盛机电、连城数控、南京晶能、天通股份等。国内厂商中，晶盛机电整线覆盖能力相对较强，12英寸的长晶、切磨、抛光等设备都已实现批量销售；连城数控借助凯克斯技术优势，先后推出新型8英寸、12英寸单晶炉，并率先研制出24英寸单晶炉和切片机，走在世界前列；南京晶能、天通股份等也都已具备12英寸单晶炉量产能力。（三）整线覆盖+一体化服务，订单饱满蓄势待发公司深耕半导体领域，技术储备丰富，率先开发出多种半导体晶体生长设备。公司相继开发出具有完全自主知识产权的全自动单晶炉、多晶铸锭炉、区熔硅单晶炉等晶体生长设备，公司研发的大尺寸、大投料量型单晶炉能够实现大尺寸晶体生长，满足下一代大规格硅片对单晶生长设备的需求。2021年，公司研制出国内首台12英寸硬轴直拉硅单晶炉，成功生长出12英寸单晶硅棒；同时在12英寸大硅片设备领域陆续研发了减薄设备、双抛设备、最终抛光设备。半导体设备布局完善，覆盖生长、切片、抛光、外延四大环节。在8寸线方面，公司具备几乎100%的整线能力，实现了从长晶到加工的全覆盖，已实现量产和批量出货；在12寸线方面，公司的单晶炉、滚磨设备、截断设备、研磨设备、边缘抛光设备、双面抛光设备均已实现批量销售，未来也有望具备整线能力。目前，8英寸和12英寸硅片项目的国产化率仍有较大差距，但长晶设备的国产化率较高，公司作为长晶设备龙头，有望充分享受下游扩产红利。下游客户积极扩产大硅片项目，对应的公司可触达设备市场空间超百亿元。随着国内硅片厂对国产化设备的需求提升，公司设备验证和出货情况较好，已与中环领先、奕斯伟、中晶科技建立了长期合作关系，与有研新材、上海新昇、合晶科技。神工股份等建立了稳定合作关系。经不完全统计，上述客户在2023-25年已确定的8英寸扩产规模合计分别达到53/6/2万片每月，12英寸扩产规模合计分别达到41/35/11万片每月；考虑到公司在半导体设备的产品布局，我们将下游客户的抛光片及外延片扩产规模乘以相应的设备投资额，测算出2023-2025年晶盛机电在以上客户扩产规模对应的设备需求中可触达空间达到57/40/10亿元，合计约107亿元。随着未来更多扩产项目落地，公司的可触达设备空间将持续增长，若按照2023年可触达设备空间在总国产设备空间中的占比（37%），预计2024-2025年可触达市场可高达61/76亿元。客户进展顺利，半导体设备在手订单饱满。随着设备在下游客户的出货及验证不断加速，公司半导体设备订单自2021年开始快速增长，截至2022Q1-3公司未完成半导体设备合同24.6亿元，2022年全年新签订单目标突破30亿元。向上游半导体零部件及耗材拓展，深化一体化能力。公司还建立了以高纯石英坩埚、金刚线、半导体阀门、管件、磁流体、精密零部件为主的产品体系，以配套半导体和光伏设备所需关键零部件及产业链所需核心辅材耗材方面的需求。其中，半导体阀门壁垒较高，国产化率很低，且具备损耗快、替换频率高的属性，我们测算出国内泵阀增量+存量替换市场规模24年约44亿元，随着加速，晶盛在阀门市场的渗透率有望提高。四、碳化硅：应用前景广阔，打开长期成长空间（一）碳化硅材料加速产业化，从0到1未来空间广阔碳化硅属于第三代半导体材料，具有耐高温、耐高压、高频率等优越性能。与硅基材料相比，以碳化硅为代表的第三代半导体材料在禁带宽度、击穿电场强度、饱和电子漂移速率等方面具有显著优势，可制作出耐高温、耐高压、高频率和大功率的半导体器件，主要应用于新能源车、光伏发电及射频等场景。碳化硅衬底可以分为导电型衬底和半绝缘型衬底，导电型衬底应用更加广泛。在导电型碳化硅衬底（SiC-on-SiC）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（二极管、MOSFET），适用于高温、高压环境，应用于新能源汽车、光伏发电等领域。在半绝缘型碳化硅衬底（GaN-on-SiC）上生长氮化镓外延层制得碳化硅基氮化镓外延片，可进一步制成微波射频器件，适用于高频、高温环境，应用于5G通讯、雷达等领域。国内在碳化硅的量产应用进度上与国外仍存在较大差距。国外主流厂商在功率器件和射频器件上均已实现8英寸的衬底量产应用，而国内目前进展仍主要处于6英寸及以下衬底的量产阶段。半绝缘型衬底（射频器件），国内已实现6英寸及以下衬底的量产应用；碳化硅二极管6英寸及以下衬底已量产，下游主要处于产品送样测试、小批量供货阶段，部分厂商量产；碳化硅MOSFET国内尚处于6英寸验证阶段，尚未实现量产。预计新能源汽车和光伏逆变器领域的碳化硅高压器件将在2024-25年实现量产。由于碳化硅具有更高的击穿电压，且同等电压下比硅同类器件拥有更低的导通电阻，因此碳化硅在高压和超高压器件的优势明显。根据Yole，目前在新能源车载逆变器应用上1200VSiC器件已实现商业化，预计2025年将实现规模化量产；光伏逆变器也将在2023-24年实现1700VSiC器件量产，以及1700VSiCMOSFET的产品升级。碳化硅器件性能优越，在电动车上的渗透率快速提升。新能源汽车系统架构中涉及到功率半导体应用的组件包括：电机驱动系统、车载充电系统（OBC）、电源转换系统（车载DC/DC）和非车载充电桩。碳化硅功率器件在电动车上不同部位应用的渗透率不同，根据CASA，续航里程500km以上车型的电机控制器SiC渗透率到2023年降到100%，续航里程400km-500km的车型电控将在23年开始使用SiC功率半导体，整体渗透率在40%左右；续航里程400km以下车型电控将在2025年以后使用SiC功率半导体，整体渗透率小于10%。而OBC/DCDC的市场渗透进度要远远高于电控。从整体来看，根据Wolfspeed，碳化硅在电动车中的渗透率在2022年约为9%，预计到2027年将提升到25%；同时，随着电动车使用的碳化硅含量不断增加，碳化硅在电动车上的价值量也将持续提升。受益于SiC渗透率提升和新能源汽车需求爆发，全球SiC功率器件市场规模高增长。使用SiC衬底制作的射频及功率器件应用场景广泛。根据Yole预测，2021-2027E全球SiC功率器件市场规模预计从10.90亿美元增长至62.97亿美元，CAGR高达34%，主要驱动力是SiC模块在新能源汽车中的渗透及新能源汽车需求爆发。衬底在产业链中价值量占比最高，全球市场规模约十亿美元。根据数据，衬底在SiC功率半导体的成本构成中占比高达47%。根据Wolfspeed，碳化硅衬底材料的市场规模将从2022年的8亿美元增长至2026年的17亿美元，复合年增长率约25%。随着Wolfspeed、II-VI等企业6英寸碳化硅晶片制造技术的成熟完善，6英寸产品质量和稳定性逐渐提高，国外下游器件制造厂商对碳化硅晶片的采购需求逐渐由4英寸向6英寸转化。国内也正在积极向6英寸方向发展，在8英寸碳化硅晶片尚未实现产业化的情况下，6英寸碳化硅晶片将成为市场主流产品。碳化硅外延设备是核心环节，未来市场年均增速超25%。与Si器件不同,SiC器件不能在晶圆上直接制作,而是需要在SiC晶圆上沉积生长外延膜,利用外延膜生产器件，所以SiC外延设备在产业链中处于承上启下的重要位置，因此价值量和利润空间较高，单台价格在千万左右。根据ASM估计，预计2021-2025年对SiC外延设备的需求将以超过25%的CAGR增长；据此测算，2025年全球市场规模将超过82亿元。（二）8英寸衬底量产节点在即，外延炉产能瓶颈加速SiC衬底市场：海外厂商份额垄断，仍需突破。根据Yole数据，2021年，CREE（已更名为Wolfspeed）市占率高达62%，且2018-2020年均稳定在60%左右；II-VI（已更名为Coherent）和SiCrystal（被Rohm收购）市占率分别为14%和13%，TOP5海外厂商占比为98%。SiC衬底产品的核心参数包括直径、电阻率范围、弯曲度、翘曲度、表面粗糙度等，参数的优化需要通过反复测试来实现。国产厂商在4英寸和6英寸产品上仍与海外厂商具有一定差距，需要时间追赶技术差距。良率或成为竞争核心，考验团队对SiC应用的经验/know-how积累。尽管国内厂商积极进行SiC衬底扩产，但产品质量和良率仍具有不确定性，具备大规模量产大尺寸SiC衬底能力的企业较少。考虑国产厂商与海外龙头的技术代际差距，高端SiC衬底仍然需要进口。在国内产能规划陆续落地的背景下，良率较低的产能盈利水平仍有压力。8英寸晶片产能稀缺，2023年为主流厂商的量产节点。当前，国内企业具备碳化硅衬底量产能力的企业较少且主要布局于4英寸技术，仅有部分企业突破6英寸、8英寸工艺。8英寸衬底方面，海外进展较快，Wolfspeed、Coherent已于2022年实现8英寸衬底量产，而Rohm、英飞凌等国际企业将8英寸碳化硅衬底的量产节点定在2023年左右；国内正在加速追赶，烁科晶体已实现小批量量产，而天科合达、晶盛机电也宣布将在2023年实现8英寸碳化硅衬底的小批量量产。碳化硅长晶设备基本实现国产化，国内市场呈现双寡头垄断格局。碳化硅单晶炉单台价值量不大，约60-100万元/台。国内碳化硅长晶炉厂商以北方华创（市占率50%）和晶升装备（市占率27.47%-29%）为主，二者在设备规格指标参数及晶体生长控制指标参数方面基本已经达到或优于国外主流厂商技术水平；其他供应商包括连城数控、汉虹精密等。此外，还有一类厂商生产的长晶设备基本不对外销售，仅供自研/自用，如晶盛机电、天科合达、露笑科技等。海外四大龙头垄断SiC外延设备市场，国际厂商产能紧缺加速。目前全市场外延炉供应商被四家龙头海外公司所垄断：日本TEL、德国Aixtron、日本Nuflare、意大利LPE（已被荷兰ASM收购），CR4接近100%；国内供应商主要包括晶盛机电、北方华创、恒普股份等。当前，海外供应商的外延炉产能极其紧缺，在未来的扩产潮中可能成为产业链中的卡脖子环节。（三）从碳化硅设备到衬底材料，扩径迭代打开长期空间从SiC设备向材料延伸，向大尺寸持续迈进。目前，公司可提供的产品包括SiC长晶设备、抛光设备、外延设备及6英寸导电型SiC衬底片、8英寸抛光片。设备方面，已实现6英寸外延炉批量供应。2018年，公司研发了6英寸SiC晶体生长炉，采用物理气相沉积法；基于晶体生长技术，公司开始往外延设备延伸，并已经实现6英寸外延设备的批量供应。2023年2月4日，公司发布6英寸双片式碳化硅外延设备，该产品与单片设备相比，新设备单台产能增加70%，单片运营成本降幅可达30%以上。材料方面，从6英寸向8英寸的扩径迭代顺利。公司建设了6英寸碳化硅晶体生长、切片、抛光环节的研发实验线，实验线产品已通过下游部分客户验证。公司已成功生长出行业领先的8英寸N型碳化硅晶体，也实现了8英寸抛光片的开发，晶片性能参数与6英寸晶片相当，预计今年Q2将实现小批量生产。公司积极扩产6英寸及以上产能项目，已形成意向订单。产能端，2021年10月，公司公告计划在宁夏银川投资碳化硅衬底晶片生产基地项目，建设年产40万片6英寸及以上尺寸的导电型和半绝缘型碳化硅衬底晶片产能，建设期60个月，达产后每年可实现新增销售收入为23.56亿元。销售端，2022年2月，公司公告客户A已与公司形成采购意向，2022年-2025年公司将优先向其提供碳化硅衬底合计不低于23万片，预计合同金额为13-14亿元。总体来看，SiC作为新一代半导体材料市场空间广阔，晶盛机电作为国产设备和材料龙头已加紧产业布局，并取得阶段性成果。随着国内技术和工艺的不断突破，我们认为SiC有望为公司再度打开新的成长空间。五、蓝宝石：消费电子带动需求增长，公司布局领先蓝宝石应用领域广泛。蓝宝石俗称刚玉，具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，其强度高、硬度大（莫氏硬度为9，仅次于钻石，高于玻璃）、耐冲刷，可在近2000高温的恶劣条件下工作，因而被广泛的应用于红外军事装置、高强度激光的窗口材料、半导体发光二极管(LED)，是大规模集成电路SOI和SOS及超导纳米结构薄膜等最为理想的衬底材料等。LED衬底材料是蓝宝石最重要的应用领域。从蓝宝石下游应用占比来看，LED衬底占比达80%，光学镜片15%，智能手表屏幕3%，其余应用包括半导体照明、摄像头镜头保护玻璃等。MiniLED加速发展，有望带动蓝宝石材料需求增长。近年来MiniLED技术逐渐成熟，在下游的应用持续推进。2019年是MiniLED的商业化元年，行业龙头和各家参与者争相推出采用MiniLED背光或类似技术的产品，预计全球MiniL