神工股份研究報告：刻蝕單晶硅材料龍頭，硅部件開啟新增長1單晶硅材料領先企業，受益行業大幅增長1.1單晶硅材料起家，布局硅電極、硅片產品進展順利神工半導體于2013年7月創立，并于2020年2月于科創板上市。自誕生之日起，公司專注于集成電路刻蝕用單晶硅材料的研發、生產和銷售，主營產品為14-19英寸大直徑單晶硅材料，直接客戶為三菱材料、SK化學、CoorsTek、Hana、Silfex等國際一流硅部件廠商，間接客戶是刻蝕設備廠商。憑借高質量的產品和完善的售后服務，公司大直徑單晶硅材料已成功進入國際先進半導體材料產業鏈體系，并確立了國際領先的行業地位。此外，公司還在積極研發硅電極、硅片產品，開拓相關客戶。公司以大直徑單晶硅材料起家，憑借單晶硅的經驗優勢，公司產品線不斷延伸，縱向拓展硅電極產品、橫向拓展8英寸輕摻硅片。2013年12月公司成功拉制出18英寸集成電路刻蝕用大直徑硅單晶體，并于2015年5年獲得美國、日本等硅部件一流廠商認證和出貨，2020年5月公司成功拉制出22英寸單晶體，在大直徑單晶硅材料領域全球領先。2018年10月，公司硅部件加工通過日本JIS質量體系認證。在硅片領域，公司研發的低缺陷8英寸輕摻硅片取得階段性進展，目前已經形成了8000片的月產能。圖片上傳中......三大產品進展順利。目前，公司在產產品、在研產品包括三大產品線，分別是單晶硅晶體、硅電極以及硅片。公司14-19寸單晶硅晶體已實現量產，目前在正在進行22寸單晶質、多晶質硅晶體的優化、研發；8英寸硅電極已實現量產，12寸硅電極目前正在終端客戶進行驗證，進展較順利；公司8寸輕摻高電阻硅片正在等待客戶進行第二輪樣品評估，8寸輕摻中低電阻硅片進展較緩慢，正處于與客戶接觸階段。1.2管理層股權控制穩定，人才培養體系完善公司無控股股東、無實際控制人，一致行動人合計持有公司24.78%股份。公司不存在持股50%以上的股東，截至2021年11月底持有公司5%以上的股東為更多亮、矽康和北京創投基金，分別持有公司23.13%、22.22%、6.21%。公司股東矽康、晶勵投資、旭捷投資是公司一致行動人，合計持有24.78%股份，有效增強了管理層對公司的控制權。此外，旭捷投資是公司員工持股平臺，16名員工合計持0.76%股份。公司高層同時也是核心技術人員，人才培養體系完善。公司董事長、總經理潘連勝博士擁有20多年的單晶硅行業從業經歷，先后在東芝陶瓷、Covalent公司任職；

公司副總、財務總監袁欣履歷豐富，是公司創始人之一；技術研發總監山田憲冶先后于日鐵電子、世創日本、日本神工新技株式會社工作，硅材料行業經驗豐富，從業超過30年；技術研發部部長秦朗是公司本土培養的人才之一，在集成電路行業從業超過15年。公司高層同時也是核心技術人員，能夠有效防止核心技術的泄露，并且在人才培養體系上注重本土人才的培養，形成了一批具有競爭力的中低層技術人員。1.3業績受益行業大幅增長，產品優化盈利能力凸顯公司業績受行業景氣度影響較大，營收變化明顯。2016-2020年，公司營收、歸母凈利潤均呈現先增后減變化，2019年業績大幅下跌主要原因為中美貿易摩擦、日韓貿易摩擦，智能手機、數據中心、汽車等終端需求增長乏力，5G普及未及預期等因素導致的半導體行業景氣度整體下滑，2020年業績則受到疫情影響，同比小幅增長。2021年，受益于行業景氣度復蘇，公司業績實現大幅改善，實現營收4.74億元，同比增長147%；實現歸母凈利潤2.18億元，同比增長118%。單晶硅材料營收大徑化趨勢明顯，硅部件開始創收、硅片暫無營收。2016-2021年，公司主營業務為單晶硅材料，占比持續超過95%，其中15寸及以下占比從44.47%降至31.36%，15-16寸單晶硅銷售額占比從39.94%降至39.22%，16寸及以上占比從15.59%升至25.21%，單晶硅材料大徑化趨勢已顯。對于硅部件業務，公司從2020年開始創收，營業收入為70.49萬元，占總營收比重僅僅為0.36%；2021年實現575萬元，增長較大。公司硅片業務處于研發關鍵階段，暫無營收貢獻。公司主營產品以出口為主，近年來國內營收貢獻增加。2019年以前，公司主營產品基本以出口為主，近年來隨著國內半導體材料、設備廠商的崛起，公司國內營收占比逐漸增大，2020、2021年國內營收占比超過10%，達到11.87%、14.87%，未來隨著國內晶圓制造廠商、半導體設備廠商市占率的進一步擴大，公司單晶硅材料國內營收有望進一步放量，同時未來硅電極、硅片業務的營收也將加速國內營收的增長。公司盈利能力優秀，費用端穩定。2016-2021年，公司毛利率穩定增長，近兩年穩定在65%左右；2020年以前公司凈利率持續穩定增長，受到原材料價格上漲的影響，2021年公司凈利率下降為46%。從費用端來看，公司銷售、財務費用率較為穩定；管理費用率受營收大幅增長有所下降；公司8英寸硅片處于研發關鍵階段，研發支出大幅增加，研發費用率逐漸提高，2021年公司營收規模大幅上升，研發費用率下降為7.38%。供應商集中度降低采購壓力減緩，大客戶分散化營收結構穩定。2016-2021年，公司前五大供應商集中度逐漸下降，從87.33%降至69.24%，第一大供應商占比從41.74%降至31.71%，公司供應商集中度下降有利于降低原材料采購風險。從客戶集中度來看，公司前五大客戶營收占比從95.51%降至80.92%，客戶分散化主要是因為公司單晶硅材料、硅部件國內客戶的拓展，大客戶集中度的下降有利于營收結構的穩定；2021公司第一大客戶貢獻營收占比降至30.12%，大客戶集中度降低、風險降低。圖片上傳中......2單晶硅材料、硅部件市場小而美，8寸輕摻硅片國產替代空間廣闊硅材料是第一大半導體制造材料。半導體材料可分為晶圓制造材料和封裝材料兩大類，晶圓制造材料包括硅材料、電子氣體、光掩膜版、拋光液及拋光墊、光刻膠及光刻膠配套試劑、濕化學品、濺射靶材等。其中，硅材料作為第一大半導體制造材料，占比達到35%，大幅領先其他材料占比。原材料成本受國外供給影響較大，業績與下游景氣度高度相關。公司處于半導體級單晶硅材料行業，是刻蝕用單晶硅材料供應商，上游主要是高純度多晶硅、高純度石英坩堝、石墨件、氬氣等原材料供應商，下游則是刻蝕用單晶硅部件加工廠商。上游原材料成本占據了公司營業成本的絕大部分，其中尤以高純度多晶硅、高純度石英坩堝、石墨件為主。高純度多晶硅和高純度石英坩堝市場集中度較高，供應商多為國外廠商，多晶硅價格變動對公司盈利影響較大；而石墨件、氬氣等其他原材料供應商可選范圍較大，價格波動對公司利潤水平影響不大。刻蝕用單晶硅材料制造商下游客戶主要是刻蝕用單晶硅部件加工商，業績主要受到硅電極下游刻蝕機廠商的影響，而刻蝕機廠商景氣度與半導體行業景氣度高度相關，故公司受半導體行業景氣度影響較大。上游：國內企業快速發展，產業供給壓力逐漸減緩電子級多晶硅供應缺口大，國內發展迅速減緩供給壓力。2020年我國電子級多晶硅需求量達到2500噸，隨著下游半導體硅片、硅部件需求的進一步釋放，對于電子級多晶硅的需求量也會進一步提升。從供給端看，國內電子級多晶硅的供應量不超過800噸，大部分仍需要進口，尤其對于大直徑單晶硅、12寸硅片所用的電子級多晶硅幾乎全部來自進口，國內外產品技術指標差距較大。盡管如此，我國電子級多晶硅產業發展較為迅速，目前鑫華半導體、黃河水電等企業已經實現電子級多晶硅的出貨，云冶新材、洛陽中硅、宜昌南玻等企業也正在推進電子級多晶硅的研究與發展。短期來看，公司所需電子級多晶硅材料仍需大量進口，但是長期來看，隨著國內多晶硅企業的技術突破，原材料材料壓力有望緩解。下游：業績與硅部件加工廠同步變化，且變化幅度更大單晶硅材料廠商的下游主要是硅部件加工廠商、晶圓（芯片）制造廠。全球主要的硅部件加工廠商有三菱材料、SK化學、CoorsTek、Hana等廠商，而硅部件制造商的客戶主要是刻蝕設備廠商。目前，全球刻蝕設備行業的主要企業即泛林半導體、東京電子和應用材料三家，三家企業的合計市場份額占到了全球刻蝕設備的90%以上。從刻蝕設備廠商營收與神工股份營收關系來看，2018Q1-2021Q3單晶硅材料廠商單季度營收隨著刻蝕設備廠商單季度營收的增加（減少）而增加（減少），且變化幅度更加明顯。神工單季度營收環比增速變化遠大于刻蝕設備廠商的變化，這主要是因為刻蝕設備市場的集中度較高，上游硅電極加工廠商的集中度也較高，而神工主要給這些硅電極加工廠商供貨，所以神工營收變化相對刻蝕設備廠商營收的變化更明顯。2.1單晶硅材料：刻蝕用單晶硅材料市場規模穩定，市場集中度較分散工藝制程越小，硅部件消耗量越大、原材料消耗也越大。根據現有的主流晶圓廠工藝和產能分布，晶圓產線可以分為8寸、12寸兩種生產線，12寸又可以分為成熟制程和先進制程。8寸晶圓生產線主要用于130nm-200nm工藝；12寸成熟制程線包括45nm、60nm、90nm等；12寸先進制程線包括22nm、14/16nm、10nm、7nm等。隨著制程工藝的縮小，晶圓加工過程中刻蝕工藝次數逐漸增大，其中65nm需要刻蝕20次左右、28nm需要40次、10nm及以上則需要100多次。隨著刻蝕次數的增多，作為刻蝕機核心耗材的硅部件的消耗量也就越大，那么12寸硅部件的消耗量大于8寸硅部件的消耗，硅部件的原材料單晶硅的消耗量也隨之提升。預計至2025年大直徑單晶硅材料市場規模達到5億美元，5年CAGR5.85%。全球大直徑單晶硅材料市場規模的驅動力主要是硅部件需求的提升，而硅部件需求提升主要由硅片刻蝕消耗增加以及刻蝕機需求增加兩部分組成。據此預測了全球大直徑單晶硅材料的市場規模。根據神工股份招股說明書，2018年全球大直徑單晶硅材料市場規模在3-4億美元，用全球刻蝕設備市場規模增速和全球IC代工銷售總額增速的平均數來模擬大直徑單晶硅材料的市場規模增速，根據我們測算，預計2025年全球大直徑單晶硅材料市場規模將達到5.62億美元，5年CAGR達到8.78%。圖片上傳中......2.2硅部件：刻蝕設備核心耗材，供給集中、需求旺盛硅部件是晶圓制造刻蝕環節核心耗材。芯片制造工藝繁多復雜，其中薄膜沉積、光刻、刻蝕是芯片制造三個主要工藝環節。公司目前的主要產品為刻蝕用單晶硅材料，產品主要用于加工制成刻蝕用單晶硅部件，刻蝕用單晶硅部件是晶圓制造刻蝕環節所需的核心耗材。刻蝕用的硅部件主要包括上電極、下電極以及外套環等類別。上電極表面有密集微小通孔，在晶圓制造刻蝕環節，上電極有兩大作用，即作為附加電壓的負極和為刻蝕氣體進入腔體提供通路；下電極內側加工有臺階和定位凸出部，主要用于承載硅片和附加電壓的正極；外環套是支撐上電極及其他相關零件的承載部件，主要用于保證等離子干式刻蝕機的密閉性和純凈度，隨著設計線寬的縮小，國際上先進的刻蝕工藝逐步要求外環套使用單晶硅材料。刻蝕過程中硅電極會被逐漸腐蝕并變薄，當硅電極厚度縮減到特定程度后，需用新電極替換以保證刻蝕均勻性，因此硅電極是晶圓制造刻蝕工藝的核心耗材。我們統計了中國大陸內資8寸、12寸晶圓廠的產能數據，2021年8寸硅片市場需求達到95.38萬片/月，同比增速15.08%，12寸硅片需求達到58.3萬片/月，同比增速達到70.97%；預計至2025年8寸硅片需求將達到122.03萬片/月，5年CAGR達到8.04%，12寸硅片需求將達到147.6萬片/月，5年CAGR達到34.05%。圖片上傳中......通常一座5萬片/月的12寸晶圓廠，對硅部件的需求在1億元，而5萬片/月的8寸晶圓廠對硅部件需求約為12寸晶圓廠的三分之一，據此我們預測2021年中國12寸硅部件市場規模在11.66億元，2024年將達到25.02億元，三年CAGR達到28.98%。同時，我們測算出2021年8寸硅部件市場規模在6.36億元，2024年達到7.97億元，三年CAGR為7.81%。綜上，我們預計至2025年中國硅部件市場規模達到37.66億元，5年CAGR達到24.99%。韓日企業壟斷硅部件加工市場，國內企業逐步發力。刻蝕用硅部件行業主要被韓日企業壟斷，占據市場份額的70-80%，日韓企業同時覆蓋大直徑單晶硅材料生產和硅部件加工環節，只有當單晶硅材料供給不足時，才會向外部采購，近年來日韓單晶硅材料端擴產較少，產能主要擴產在硅部件加工環節。此外，國內仍有部分廠商只覆蓋硅部件加工環節，上游單晶硅材料仍需要向神工股份等企業采購。目前神工股份是全球領先的單晶硅材料生產企業，硅部件產品正在驗證中，目前已有部分訂單。圖片上傳中......2.38寸輕摻硅片：市場規模趨于穩定，國內企業缺乏國際競爭力半導體硅片按照硅片直徑可以劃分為4英寸（100mm）、6英寸（150mm）、8英寸（200mm）和12英寸（300mm）等，目前市場主要以8英寸和12英寸為主。硅片尺寸越大，單片硅片上能夠制造的芯片數量越多，單位芯片的成本也就越低，當前市場以8英寸、12英寸為主，正在向18英寸的技術方向演進。根據摻入硼、磷濃度的不同，半導體硅片主要分為輕摻硅片、中摻硅片和重摻硅片，摻雜元素的摻入量越大，硅片的電阻率越低。輕摻硅片主要用于大規模集成電路的制造，部分用于硅外延片的襯底材料；重摻硅片一般用作硅外延片的襯底材料。從硅片制造工藝的難度來看，輕摻硅片中的摻雜物和半導體原子的濃度比約為十億分之一，而重摻則為千分之一，因此輕摻硅片制造難度遠大于重摻硅片。當前全球8寸輕摻硅片占比約70%，12寸輕摻硅片占比超過90%。而對于中國大陸來說，因為國內8寸晶圓廠主要用于制造模擬器件、規律器件，故8寸輕摻占比較全球相比略有減少，根據我們統計的國內晶圓廠產能數據，2020年8寸輕摻硅片市場規模約為2.09億美元，預計至2025年市場規模達到2.77億美元，5年CAGR為5.80%。全球半導體硅片CR5占比近九成，國內企業占據國內市場份額的31.9%。從硅片競爭格局來看，信越、勝高、環球晶圓、德國世創、鮮京矽特隆五大廠商占據了全球硅片市場份額的87%；中國半導體硅片行業大部分市場份額也被這些外資企業占據，根據國內企業滬硅產業、中環股份、立昂微、中晶科技的半導體硅片業務營收規模來看，上述企業的國內市場份額分別為12.1％、10.6％、7.7％與1.5％。雖然國內企業已經形成了較大的營收規模，但是上述企業主要從事8寸重摻硅片、12寸硅片的生產，因此對于8寸輕摻硅片市場，國內企業尚未布局、缺乏競爭力。3橫縱布局硅片、硅部件，協同優勢凸顯3.1單晶硅材料成本、技術優勢顯著，市占率有望進一步提升公司與國內可比公司有研硅相比，在營收規模及毛利率兩方面均具有明顯優勢。2018-2020年，受疫情及中美摩擦影響，行業景氣度下降，有研硅營收規模逐年下降，從2.54億元減至2.11億元；神工股份的營收規模從2.83億元下降至1.92億元。2021年上半年，受益于5G終端應用需求釋放、物聯網、汽車電子的興起，半導體行業景氣度回暖。從毛利率來看，有研硅毛利率雖有上升，但與神工差距仍較大，神工股份毛利率常年維持在65%左右。而有研硅僅15%左右，可見神工股份單晶硅材料的競爭力較強。神工股份的單晶硅材料之所以能維持如此高的毛利率，與公司的核心技術密不可分。公司憑借無磁場大直徑單晶硅制造技術、固液共存界面控制技術、熱場尺寸優化工藝等多項業內領先的工藝或技術，在維持較高良品率和參數一致性水平的基礎上有效降低了單位生產成本。單晶硅材料大徑化趨勢下，公司市場份額有望進一步提升。公司是全球領先的大直徑單晶硅硅材料制造廠商，刻蝕設備用單晶硅材料市場規模約1500噸-1800噸，約3-4億美金左右，2018年公司市場占有率約為13%-15%。在大直徑單晶硅材料領域，公司未來的增長主要來自行業的增長及公司市場份額的提升。行業將隨著5G應用、物聯網、汽車電子等興起而持續高景氣，而公司市場份額的提升主要來自16寸及以上單晶硅材料營收的增長。近年來，芯片制程越來越小，納米制程提升對單晶硅材料要求提高，所以硅棒直徑越大，邊緣與中心各項參數的差異就越小，硅棒的均勻性就越好，就越能滿足先進制程的硅材料的要求。隨著12寸晶圓廠進一步擴產、擴建，對28nm及以下制程應用的進一步拓展，16寸及以上單晶硅材料的應用場景將進一步增加，公司有望憑借技術優勢繼續提升單晶硅材料市場占有率。公司已掌握19寸及以下單晶體工藝技術，攻克了22寸多晶體工藝。目前公司逐步完善了超大直徑單晶體的開發流程和技術路線，掌握了19英寸及以下尺寸單晶體的所有技術工藝，可以實現規模化量產。此外，公司還不斷優化包括晶體尺寸、缺陷密度、元素含量、元素分布均勻性在內的一系列參數指標，為客戶提供穩定的大直徑優質單晶硅材料。2021年，公司研發團隊還開展了22英寸以上半導體零部件用的多晶質材料的工藝攻關，取得了更多的熱場優化試驗數據，良品率繼續提高，預計2022年實現規模化量產。圖片上傳中......3.2產業協同布局硅部件，營收實現從零到一公司是全球領先的單晶硅材料制造廠商，利用產業優勢，縱向拓展硅部件業務、橫向拓展8寸硅片業務。公司將要進入的兩大子行業均處于國內弱勢環節，國內硅部件少有企業涉及，公司向硅部件拓展合理，前景明朗。公司的硅部件客戶主要有兩大類，分別是刻蝕設備廠和晶圓制造廠。國內半導體設備行業發展迅速，硅部件迎發展機遇。從國內刻蝕設備龍頭半導體設備營收規模來看，2016-2020年，北方華創半導體設備營收規模從9.97億元增至48.69億元，年復合增速為48.66%；2016-2021年，中微公司半導體設備營收規模從6.10億元增至31.08億元，年復合增速為38.49%。全球晶圓代工規模穩步增長，非原配刻蝕硅部件替代空間廣闊。2015-2020年，全球半導體硅片出貨面積從104.3億平方英寸增至124.1億平方英，年復合增速為3.54%。根據ICinsights預測，2026年全球晶圓代工廠市場規模為887億元美元，5年CAGR達到5.24%。在全球晶圓代工規模穩步增長的情況下，公司硅部件在晶圓廠的替代迎來發展機遇。公司硅電極微深孔內壁加工技術達到了國內先進水平。硅零部件刻蝕機用的硅零部件包括上電極，硅片托環等。刻蝕機的氣體通過氣體分配盤經由硅上電極的上千個細微小孔進入刻蝕機腔體中，在特定電壓的作用下，形成高強度的等離子體，若是細微小孔的孔徑不一致，會影響到電路刻蝕的精度，從而造成芯片良率的下降。公司經過長時間的研發，掌握了硅材料的加工技術，在高深徑比鉆孔技術、孔內腐蝕、清洗技術等方面探索并積累了經驗，并且公司的硅電極微深孔內壁加工技術達到了國內先進水平。硅部件部分產品陸續通過驗證，業績實現從零到一的突破。根據神工股份

2021中報，硅部件產品逐步批量生產，公司8寸、12寸刻蝕機用的硅部件已經獲得某些客戶的批量訂單，根據北方華創投資者交流平臺，目前北方華創已經是公司的客戶。此外，公司的硅部件也陸續在國內晶圓廠進行驗證。2020年，公司硅部件已經實現了70萬元的營收，未來業績有望迎來大幅增長。3.38寸輕摻高