連城數(shù)控專題報(bào)告-晶硅設(shè)備縱橫連城1

概況：單晶爐及硅片切割設(shè)備專家，產(chǎn)業(yè)延展力強(qiáng)連城數(shù)控于

2007

年成立，為一家領(lǐng)先的光伏行業(yè)設(shè)備制造商，當(dāng)前主要提供

硅片環(huán)節(jié)所需的單晶爐及切割加工主設(shè)備，具備整套產(chǎn)線交付能力，為隆基股

份的核心供應(yīng)商和長期戰(zhàn)略合作伙伴。公司是光伏領(lǐng)域最早從事專業(yè)切割設(shè)備研發(fā)制造的國內(nèi)公司，曾成功打破國外

壟斷，后又率先在業(yè)內(nèi)推廣金剛線切片技術(shù)和設(shè)備。另一方面，公司

2013

年

通過海外收購獲取了先進(jìn)的硅晶體生長和單晶爐技術(shù)，通過自主研發(fā)創(chuàng)新，在

光伏領(lǐng)域進(jìn)行重點(diǎn)發(fā)展，取得極大成效。目前，公司正著力發(fā)揮技術(shù)能力和產(chǎn)業(yè)資源優(yōu)勢，對(duì)光伏下游環(huán)節(jié)、半導(dǎo)體和

其他晶體材料領(lǐng)域全面布局，逐步向設(shè)備及輔材解決方案綜合提供商發(fā)展。股權(quán)結(jié)構(gòu)及管理層情況公司實(shí)際控制人為李春安和鐘寶申，二人為一致行動(dòng)人，分別持有公司

13.12%

和

10.12%的股份，并分別持有公司控股股東沈陽匯智

27.64%和

33.10%的股

份，沈陽匯智則持有公司

30.58%的股份。同時(shí)，鐘寶申為公司主要客戶隆基

股份董事長，并持有其

1.66%股份，李春安則持有隆基股份

2.11%股份。第二大股東如東睿達(dá)股權(quán)投資基金持股

10.53%，其余股東持股均不超過

5%。公司現(xiàn)核心管理層在所處領(lǐng)域內(nèi)均具有較強(qiáng)專業(yè)背景和豐富的管理經(jīng)驗(yàn)，并在

光伏行業(yè)從事多年。其中，李春安為公司董事長，本在隆基股份發(fā)展初期就成為其核心成員，任職

歷程超

20

年，此前長期擔(dān)任隆基股份董事。總經(jīng)理黎志欣擁有全球頂級(jí)學(xué)府

專業(yè)背景，為北京市和遼寧省重點(diǎn)專家，進(jìn)入公司前曾在京運(yùn)通擔(dān)任總裁兼首

席運(yùn)營官數(shù)年。此外，公司今年

8

月新聘任高樹良為董事兼副總經(jīng)歷，為光伏

領(lǐng)域國務(wù)院特殊津貼專家，此前曾長期擔(dān)任中環(huán)股份高管及核心技術(shù)人員。在去年底，公司還對(duì)

180

余名核心人員進(jìn)行了期權(quán)激勵(lì)，目前已授出股票期權(quán)

占公司總股本的

1.31%，實(shí)現(xiàn)了核心員工利益的良好綁定。業(yè)務(wù)布局：光伏產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)延伸，半導(dǎo)體及藍(lán)寶石領(lǐng)域加強(qiáng)拓展光伏硅片環(huán)節(jié)的主設(shè)備為公司當(dāng)前核心主業(yè)，包括三類產(chǎn)品：

1）單晶爐為最主要產(chǎn)品，去年以來在主營業(yè)務(wù)收入中占比達(dá)

60%以上，毛利

潤占近

70%，2）線切設(shè)備收入占比在

30%左右，毛利潤占約

20%，3）磨床

收入和毛利潤占比皆在

10%以內(nèi)。在核心產(chǎn)品之外，公司會(huì)對(duì)具備協(xié)同效應(yīng)的新產(chǎn)品業(yè)務(wù)進(jìn)行布局和資源投入，

特別是自

2019

年左右，公司向縱橫兩個(gè)方向進(jìn)行產(chǎn)業(yè)延展的戰(zhàn)略逐漸清晰，

投入也大幅增加，已有少量成果體現(xiàn)在其他主業(yè)收入中，未來則有望形成新的

核心業(yè)務(wù)，或帶來良好收益回報(bào)。縱向業(yè)務(wù)延伸：光伏“硅片-電池-組件”環(huán)節(jié)關(guān)鍵設(shè)備+輔材+智能制造光伏電池制造產(chǎn)業(yè)鏈包括硅料、硅片、電池和組件四個(gè)環(huán)節(jié)，公司目前已向硅片下游的電池和組件環(huán)節(jié)核心設(shè)備進(jìn)行了廣泛的延伸布局。同時(shí)，公司也將產(chǎn)

業(yè)中的一些關(guān)鍵輔材作為重點(diǎn)突破方向。另外，公司還在智能制造方面著力，

可對(duì)車間產(chǎn)線進(jìn)行智能化提效改造，或直接輸出整線方案。布局模式：主導(dǎo)開發(fā)+投資參股，最大化技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)資源優(yōu)勢公司對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的布局既依托原有技術(shù)能力的積累，又基于強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)資源：1）憑借對(duì)光伏行業(yè)和數(shù)控專業(yè)設(shè)備領(lǐng)域的多年深耕，公司自身可將研發(fā)能力

和相通技術(shù)遷移到產(chǎn)業(yè)鏈的其他環(huán)節(jié)中，主導(dǎo)新產(chǎn)品的開發(fā)，2）公司對(duì)產(chǎn)業(yè)中優(yōu)秀的創(chuàng)新型團(tuán)隊(duì)也具有較強(qiáng)的發(fā)現(xiàn)和吸引能力，并通過多

種模式合作。通過參控結(jié)合、因地制宜的產(chǎn)業(yè)布局模式，公司可以最大化地發(fā)揮其技術(shù)、資

源和客戶協(xié)同價(jià)值，實(shí)現(xiàn)新核心業(yè)務(wù)的孵化和行業(yè)發(fā)展紅利的分享。目前公司的諸多新項(xiàng)目推進(jìn)順利，重點(diǎn)參股公司也都在快速發(fā)展之中，有望不

久后實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)和規(guī)模的突破。橫向領(lǐng)域拓展：發(fā)力半導(dǎo)體硅材料、碳化硅及藍(lán)寶石的生長加工設(shè)備由于吸收了

Kayex半個(gè)多世紀(jì)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累，加之在自主創(chuàng)新研發(fā)方面的

大力投入，實(shí)際公司早已具備向半導(dǎo)體及其他晶體材料生長設(shè)備拓展的較強(qiáng)實(shí)

力。在切割加工技術(shù)方面，公司作為國內(nèi)晶體硅領(lǐng)域最早突破多線切割和金剛

線技術(shù)應(yīng)用的企業(yè)，也能較好的將其能力延伸至其他高硬脆材料上。目前公司橫向拓展的三大主要方向?yàn)榘雽?dǎo)體硅材料、碳化硅和藍(lán)寶石領(lǐng)域。半導(dǎo)體硅片：晶圓需求旺，大硅片國產(chǎn)化如火如荼單晶硅是運(yùn)用最廣泛的半導(dǎo)體材料，90%以上的半導(dǎo)體芯片都基于硅片制造。

受益于電子通信等行業(yè)的發(fā)展，全球半導(dǎo)體行業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，中國則為最大

的半導(dǎo)體消費(fèi)市場，占全球近

50%份額。但國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展與需求并不

匹配，進(jìn)口依賴嚴(yán)重，自

2015

年起集成電路就成為我國第一大進(jìn)口商品。在市場驅(qū)動(dòng)和政策重點(diǎn)扶持下，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)近年都在加大技術(shù)突破和產(chǎn)能建

設(shè)。對(duì)于晶圓環(huán)節(jié)，根據(jù)

ICInsight資料，到

2022

年中國大陸產(chǎn)能將較

2018

年增加

68.7%，全球占比從

12.5%升至

17.2%，遠(yuǎn)高于全球平均增速。半導(dǎo)體硅片作為制作晶圓的基本襯底材料，卻呈現(xiàn)高度寡頭壟斷狀態(tài)，國際五

大龍頭市占率接近

90%，特別是在技術(shù)壁壘較高的

12

寸硅片領(lǐng)域，壟斷度高

達(dá)

97%，大陸企業(yè)國產(chǎn)化率僅

1%左右。隨滬硅、金瑞泓、中環(huán)等國內(nèi)優(yōu)秀企業(yè)對(duì)

12

寸技術(shù)的逐步突破，眾多國產(chǎn)大

硅片項(xiàng)目持續(xù)推進(jìn)建設(shè)。而在

8

寸領(lǐng)域，國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)技術(shù)能力已基本能達(dá)到

國際一流水平，但國產(chǎn)化率也僅

20%左右，隨產(chǎn)能的投放也有望快速提升。碳化硅：新能源電氣化應(yīng)用帶來巨量增長空間碳化硅是第三代半導(dǎo)體，即寬禁帶半導(dǎo)體材料的代表，因臨界擊穿場強(qiáng)高、熱

導(dǎo)率高等優(yōu)勢，可有效突破傳統(tǒng)硅基材料器件的物理極限，開發(fā)出更適應(yīng)高功

率、高壓、高溫、高頻等條件的器件。

隨著新能源汽車、光伏逆變器等需求的爆發(fā)，碳化硅器件的應(yīng)用空間也極大提

升。如碳化硅功率器件可以較好的減少電動(dòng)車電量損耗，目前雖然件價(jià)格高昂，

但成本也有望隨摩爾定律和規(guī)模化生產(chǎn)快速下降，帶來良好整車降本潛力。根

據(jù)

Yole預(yù)測，到

2025

年功率碳化硅市場規(guī)模將達(dá)到

25.62

億美元，較

2019

年增長超

4.7

倍，CAGR近

30%。而遠(yuǎn)期來看，市場規(guī)模還有望翻番。

目前碳化硅領(lǐng)先技術(shù)基本掌握在

CREE、II-VI等少數(shù)全球龍頭手中，受美方嚴(yán)

格的技術(shù)保護(hù)，特別是在涉軍領(lǐng)域?qū)θA全面禁運(yùn)封鎖。但近年國內(nèi)也涌現(xiàn)出如

山東天岳、天科合達(dá)等優(yōu)秀企業(yè)，已經(jīng)在

4

寸技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)了攻克，在主流的

6

寸方面也基本形成突破，未來有望在市場需求和政策支持下快速發(fā)展。

另外，碳化硅的制備方法與硅存在較大不同，晶體生長速度極為緩慢，因此相

關(guān)設(shè)備市場規(guī)模有望達(dá)到百億級(jí)別。藍(lán)寶石：LED行業(yè)整體復(fù)蘇，小間距技術(shù)面向未來藍(lán)寶石為以氧化鋁為主要成分，工業(yè)上約

80%用于

LED領(lǐng)域，主要用于制作

LED芯片的襯底材料，占比超

80%，其余主要用于消費(fèi)電子蓋板、屏幕領(lǐng)域。

中國大陸

LED芯片產(chǎn)量占全球

70%以上，近十幾年來行業(yè)周期性較為明顯，

最近一輪行業(yè)低谷為

2019

年底，由于此前國內(nèi)企業(yè)快速擴(kuò)張導(dǎo)致供給過剩，

同時(shí)需求不及預(yù)期，芯片價(jià)格大幅下跌。到

2020

年，新冠疫情沖擊加速企業(yè)

出清，終端需求也開始受在線辦公、遠(yuǎn)程教學(xué)等場景增加推動(dòng)，同時(shí)運(yùn)用小間

距技術(shù)的

Mini/MicroLED出現(xiàn)爆發(fā)式增長，推動(dòng)行業(yè)復(fù)蘇提速。

目前來看，

Mini/MicroLED所代表的新世代顯示技術(shù)有望成為未來超高清顯

示時(shí)代的最佳選擇，逐漸對(duì)

OLED形成替代。此外，新冠疫情的爆發(fā)驅(qū)動(dòng)了紫

外

LED芯片、封裝等產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平的提升，在工業(yè)固化外，殺菌、凈化市

場成為未來發(fā)展最迅速、最有潛力的市場。技術(shù)研發(fā)：重視投入持續(xù)加碼、強(qiáng)大團(tuán)隊(duì)實(shí)力突出公司一直以來以技術(shù)為本，重視研發(fā)創(chuàng)新以保持領(lǐng)先競爭力，多年保持研發(fā)投

入的持續(xù)增長，即使在

2018

年行業(yè)低估期也是如此。近期來看，為支持各項(xiàng)

新領(lǐng)域和重點(diǎn)新業(yè)務(wù)的布局，公司研發(fā)費(fèi)用也呈現(xiàn)翻倍式增長，為未來發(fā)展打

下充分基礎(chǔ)。優(yōu)秀的研發(fā)人員則是保持技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢和孵化新業(yè)務(wù)的根本基礎(chǔ)。公司擁有一

只專業(yè)背景強(qiáng)大且經(jīng)驗(yàn)豐富的資深核心技術(shù)人員團(tuán)隊(duì)，包括擁有

2

位

SEMI標(biāo)

準(zhǔn)委員會(huì)的核心委員及國務(wù)院特殊津貼的技術(shù)專家。

此外，公司還長期與蘭州大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、大連理工大學(xué)等機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究合作，

并與部分中科院院士、國外頂級(jí)專家建立了長期聯(lián)系。2

單晶爐：吸收美方先進(jìn)技術(shù)，光伏領(lǐng)域大展身手單晶材料路線優(yōu)勢盡顯，光伏產(chǎn)業(yè)長年?duì)幎艘阎两y(tǒng)一尾聲

產(chǎn)業(yè)化晶硅太陽能電池的硅片材料可分為單晶和多晶兩大技術(shù)路線。近年來看，

單晶的市場占比逐年提升，2019

年開始成為市場主流，到

2020

年份額已超

90%，而多晶份額則迅速縮減，預(yù)計(jì)未來只會(huì)占極小一部分市場。

從原因來看，在光伏產(chǎn)業(yè)的任何一個(gè)環(huán)節(jié)里，單位發(fā)電量的綜合成本都是各種

技術(shù)路線最重要的競爭力。多晶硅片技術(shù)最初由

Wacker在上世紀(jì)

70

年代發(fā)明，因設(shè)備相對(duì)簡單、價(jià)格

低廉，同時(shí)一次性硅錠產(chǎn)量大、電耗低，成為光伏行業(yè)的主流路線之一，曾一

度占據(jù)絕對(duì)上風(fēng)。但多晶材料硅片一直存在一個(gè)核心問題，即做成電池后的光

電轉(zhuǎn)化效率和提升潛力都較單晶低不少。具體而言，單晶硅片整塊材料的晶體取向完全相同，晶胞呈現(xiàn)統(tǒng)一而有規(guī)律的

排列，而多晶材料中不僅存在大量晶界，而且位錯(cuò)缺陷和雜質(zhì)也遠(yuǎn)多于單晶，

導(dǎo)致其少數(shù)載流子壽命偏短，光衰也更嚴(yán)重，難以通過工藝進(jìn)步來改善。當(dāng)前隨生產(chǎn)工藝的進(jìn)步，多晶材料各方面的劣勢越發(fā)突出，如硅片進(jìn)一步減薄

困難、切割損耗大、電池單位面積吸光能力更弱，單

W組件實(shí)際發(fā)電能力低

等，都限制了其提效降本，已被單晶材料全面拉開差距，且越來越大。直拉法為主流單晶工藝，自動(dòng)控制技術(shù)為關(guān)鍵，設(shè)備價(jià)值占比高生產(chǎn)單晶硅片的第一步是利用高純多晶硅原料制作單晶硅棒，一般而言存在直

拉法（切克勞斯基法或

CZ法）和區(qū)熔法（FZ法）兩種技術(shù)。直拉法由于成

本較低且更適合制造大直徑的硅棒，成為最主流的制造技術(shù)，區(qū)熔法雖然可以

制作純度極高的硅棒，但一般只在功率半導(dǎo)體器件材料等特定領(lǐng)域運(yùn)用，目前

光伏領(lǐng)域采用的都是直拉法。直拉法制作單晶硅棒的基本方式如下，利用高溫在坩堝中將硅料熔化，再將一

小塊籽晶浸入硅熔體中，隨后邊旋轉(zhuǎn)邊緩慢向上提拉，部分硅熔液就會(huì)隨籽晶

離開液面，并按照單一晶向凝固，持續(xù)不斷的生長出圓柱形的棒狀硅晶體。利

用直拉法生產(chǎn)硅棒的設(shè)備就是單晶爐。從單晶爐的結(jié)構(gòu)來看，一般包含主爐室、副爐室、提拉頭、熱場等幾個(gè)部分組

成。其中熱場置于主爐室中，為硅晶體生長發(fā)生的地方。副爐室在主爐室上方，

為已生成硅棒提供上升空間，其頂部的提拉頭為關(guān)鍵控制部件。主副室間存在

隔離閥室，以便硅棒的轉(zhuǎn)移和二次加料。主爐室下方還有坩堝抬升裝置，在拉

棒過程中使液面保持在原有位置。熱場一般包含加熱器、保溫桶、導(dǎo)流筒、坩堝、電極及一些結(jié)構(gòu)件，一般為石

墨或碳碳材料構(gòu)成。硅料須盛放于高純石英坩堝中熔化，但高溫會(huì)使得石英軟

化，因此外層還需要一個(gè)碳材料坩堝來支撐。從工藝步驟來看，拉制單晶硅棒細(xì)分為“配料-裝料-熔料-引晶-放肩/轉(zhuǎn)肩-等徑

-收尾”等幾個(gè)階段。拉制硅棒的正式環(huán)節(jié)從引晶開始，在等徑環(huán)節(jié)，硅棒將按設(shè)定的目標(biāo)直徑持續(xù)

生長（波動(dòng)一般在

1mm內(nèi)），形成硅棒的主體，也是實(shí)際可以用于制作硅片的

部分。在

40

小時(shí)左右的晶體生長完整過程中，等徑生長階段約占

70%。等徑生長結(jié)束后，不能直接將硅棒與液面分離，而需要逐步提升拉速使晶棒直

徑縮小成一點(diǎn)后分離，否則熱應(yīng)力會(huì)使硅棒尾端向上產(chǎn)生大量位錯(cuò)。再從技術(shù)要求的角度來看，單晶硅棒的拉制實(shí)際是一