2023年晶盛機電研究報告立足光伏_打造泛半導體平臺型公司一、晶盛機電：立足光伏，打造泛半導體平臺型公司（一）泛半導體平臺型公司，設備+材料+零部件多元驅動晶盛機電是泛半導體領域平臺型公司，立足于光伏長晶設備，拓展半導體設備、碳化硅和藍寶石材料業務。目前，公司產品矩陣主要涵蓋三大類產品：設備及服務、材料、核心零部件。（1）設備及服務：主要包括光伏設備（拉晶設備、硅片設備及疊瓦設備線）、半導體設備（硅片設備、晶圓及封裝設備）、碳化硅設備（襯底設備、封裝設備）及對應的升級改造服務；（2）材料：主要包括碳化硅（6英寸導電性碳化硅襯底）、藍寶石（LED照明襯底和藍寶石晶錠、晶棒和晶片）、輔材耗材（石英坩堝、金剛線）；（3）零部件：主要包括磁流體、精密零部件、半導體閥門、尾氣處理裝置等光伏/半導體設備配套零部件。隨著公司圍繞泛半導體材料領域的產品體系不斷完善，平臺化布局將引領邁入新征程。產品發展復盤：從賣鏟人走向平臺化，進入光伏+半導體雙輪驅動的發展階段。縱觀整個發展歷程，公司成立于2006年，早期從事半導體單晶硅生長設備研發，但光伏晶體硅生長設備率先起量，并逐步成長為光伏長晶設備龍頭。此后公司在持續對光伏設備和半導體設備進行迭代的同時，憑借經驗積累先后拓展藍寶石材料、半導體零部件、輔材耗材、碳化硅業務，泛半導體領域平臺化布局逐漸形成。擴張戰略復盤：前瞻性布局+逆周期投資助力公司穿越周期，保持高增長。（1）2006-2011：發展積累期，全球金融危機沖擊光伏行業需求，公司憑借穩健經營抵御風險，并未受到顯著影響；（2）2012-2014：發展蟄伏期，光伏行業受美國雙反政策影響需求萎靡，公司在此期間登陸創業板上市，拓展光伏智能加工設備和藍寶石材料業務；（3）2015-2017：光伏加速期，補貼政策推動光伏需求回暖，公司收入高速增長。公司同時前瞻性布局半導體產業，于2017年底與中環集團合資成立中環領先半導體，晶鴻精密投資半導體精密零件基地；（4）2018-至今：雙主業并行期，光伏531新政和補貼退坡導致行業供過于求，同時半導體行業也進入了周期性下行階段，公司在此期間逆流而進，投資中科智芯集成、成立求是半導體啟動半導體CVD設備研制。2022年公司定增重點擴充半導體設備及材料產能，乘勢引領半導體國產化浪潮。競爭格局復盤：深耕單晶爐核心產品，行業下行期實現趕超。京運通2003年開始進入單晶爐生產領域，由于前期多晶硅更有性價比，2008年起京運通開始將重心轉移至多晶硅鑄錠爐生產，憑借先發優勢在2011年之前一直保持光伏長晶設備龍頭地位。而晶盛2008年進入光伏長晶設備領域，期間也生產過多晶爐，但始終以單晶爐生產為主。2012年光伏行業遭遇美國“雙反”政策，行業進入下行周期，長晶設備玩家收入大幅下滑，競爭格局發生重新洗牌，晶盛在此期間蓄力反超。2015年，單晶硅性價比開始超越多晶硅，晶盛憑借在單晶爐多年深耕積淀經驗，收入體量開始大幅超越京運通。定增加碼半導體設備和碳化硅業務，打開新增長曲線。公司于2022年5月定增募集資金14.20億元，其中5.64億元用于12英寸集成電路大硅片設備測試實驗線項目，4.32億元用于年產80臺套半導體材料拋光及減薄設備生產制造項目，剩余部分用于補充流動資金。此外，公司已建設6英寸碳化硅晶體生長、切片、拋光環節的實驗線，產品已通過部分下游客戶驗證。考慮公司自身的半導體技術基因和半導體行業的國產替代浪潮，半導體設備和碳化硅業務有望為公司帶來新的收入增長點。（二）硅片擴產驅動業績高增，目前在手訂單仍然充沛光伏硅片行業擴產驅動收入高增長，以設備銷售為主。受益于近兩年單晶硅片的大幅擴產，公司收入快速增長，凈利率持續提升。2016-2021年，營業收入CAGR達40.43%，歸母凈利潤CAGR達53.06%。22Q1-3公司實現收入74.63億元，同比增長87%，歸母凈利潤20.09億元，同比增長81%，高增長延續。設備銷售占收入主要部分，2014年及以前，公司業務以單晶爐、多晶爐等長晶設備為主，收入占比達80%以上；隨著產品矩陣不斷豐富擴張，2014年之后單晶爐業務規模仍在持續增長，但在公司收入中的占比降至60%左右，而硅片加工設備、設備升級改造服務等業務開始發力。設備在手訂單充裕，有望保障23-24年業績增長。公司在手訂單持續高增，根據公司年報，截至2022Q1-3公司未完成晶體生長設備及智能化加工設備合同總計237.90億元（含稅），其中未完成光伏設備合同213.3億元，未完成半導體設備合同24.6億元。2022年前三季度每期新接訂單分別為41.01億元、32.21億元、38.43億元，合計約112億元。由于光伏及半導體設備從產品出貨到設備驗收的周期一般為6-9個月，預計當前在手訂單有望充分保障2022-2023年業績。設備毛利率維持較高水平，材料毛利率穩步提升。公司作為光伏硅片設備絕對龍頭，能夠維持較高毛利率，2022Q1-3毛利率為40%，且近年來穩中有升。其中，設備及服務壁壘較高，2016-2020年，晶體生長設備的毛利率均高于40%，智能化加工設備的毛利率均高于30%。藍寶石材料業務經過數年發展，受益于規模效應釋放和供需關系改善，2021年毛利率提升到25%左右。規模效應顯著，成本費用管控能力優秀。隨著下游廠商210mm設備訂單增加，公司設備產量增加，加強了對上游供應商的議價權，毛、凈利率持續改善。在規模效應釋放下，公司期間費用率大幅降低，已基本穩定在17%左右，主要為管理費用與研發費用。其中2022年前三季度銷售費用率為0.43%，管理費用率為9.54%，財務費用率為-0.10%，研發費用率為6.84%。隨著批量設備訂單兌現，規模效應釋放，預計公司費用率將進一步降低。（三）管理團隊技術背景深厚，股權激勵強化團隊積極性公司管理團隊學歷及行業背景深厚，引領公司產品技術創新。曹建偉任公司董事長和研發中心主任，深入研究機電控制、液壓傳動與控制等領域，曾獲國家“萬人計劃”科技創業領軍人才等榮譽稱號；董事邱敏秀曾任浙江大學機械電子控制工程研究所博士生導師，在機械設計、流體傳動及控制領域經驗豐富，承擔多項國家重大科技專項課題。其中，邱敏秀、曹建偉、朱亮、張俊、傅林堅、石剛均參與2009年“300mm硅單晶生長裝備的開發”和2011年“8英寸區熔硅單晶爐國產設備研制”兩項國家科技重大專項課題研究。股權結構集中，曹建偉和邱敏秀為公司實際控制人。邱敏秀及其之子女何俊、何潔構成一致行動關系，曹建偉和邱敏秀及其之子女何俊、何潔通過公司控股股東晶盛投資間接持有公司47.45%的股權，且邱敏秀、曹建偉的直接持股比例分別為2.92%、2.72%，因此，曹建偉和邱敏秀共同控制公司。此外，公司前十大股東中包括社保基金、華夏基金、易方達基金等機構投資者。員工持股計劃彰顯公司業績發展信心，強化團隊積極性。公司于2022年9月15日公告了員工持股計劃，本持股計劃持股規模不超過175.2390萬股，占公司當前總股本的0.1340%。公司層面的業績考核指標為以2021年凈利潤為基數，2022年、2023年凈利潤增長率分別不低于50%、70%。該持股計劃將充分調動員工積極性，彰顯公司對未來業績發展的信心。二、光伏設備：長晶設備優勢顯著，輔材發力穿越周期（一）23年硅片擴產景氣持續，設備市場空間近300億元全球、中國光伏新增裝機量高增長，下游需求無虞。（1）全球需求：根據CPIA，2022年全球光伏新增裝機230GW，同比增長35%；根據廣發電新組的預測，預計2023年全球新增光伏裝機將達350GW。（2）國內需求：根據國家能源局數據，2022年全國新增光伏裝機87.41GW，同比增長59%；根據廣發電新組的預測，預計2023年國內新增光伏裝機130GW。單晶爐和切片機在硅片設備中價值量占比高，競爭格局好。從光伏硅片產線的設備投資來看，建設1GW單晶硅片產能需要的主設備投資約1.85億元（單晶爐、截斷機、開方機、磨面機、切片機、分選機、插片清洗機），其中單晶爐價值量最大，約1.2億元/GW，在設備投資中占比約67%；其次是切片機，價值量0.26億元/GW，在設備投資中占比約14%；其余設備包括截斷機、開方機、磨面機、分選機和清洗機等，價值量占比在2%-6%左右。產業鏈技術進步導致硅片設備單位投資下降。由于拉晶技術進步、工藝提升、設備更新換代及硅片薄片化等因素，每GW硅片設備投資有所下降。例如，天合光能年產35GW直拉單晶項目由于采用N型技術路線，對應N型電池光電轉換效率更高，并且采用薄片工藝，單位產能所需的硅棒產量更少，因此單位產能所需的單晶爐等核心設備的數量更少。以過去五年間各家公司的單晶拉棒擴產項目為例，我們測算出平均單GW固定資產投資額下降較快，2017-2022年年均降幅為12%。從量價變化情況來看，光伏拉晶設備呈現出量降價穩的特征。用量方面，通過統計2016-2022年隆基、中環、晶科各個擴產項目中的單晶爐采購量，可以發現單GW單晶爐用量一直在持續下降，從2016年的192臺/GW下降到64臺/GW。價格方面，根據晶盛機電年報數據，單晶爐的單臺價格變化不大，基本在130~150萬元/臺的區間波動，2016-2019年由于機型迭代疊加競爭格局穩固，單臺價值量上升，2021年價格又回落到136萬元/臺的水平。23年硅片擴產仍有望達到去年水平，對應近300億設備新增需求。根據下游隆基、中環、晶科等硅片廠商截至目前公告的擴產計劃，我們不完全統計得到2023-2025年已規劃的每年新增拉晶產能191/143/45GW，每年新增切片產能191/157/76GW。2024年拉晶和切片產能將超過1000GW，相對裝機需求已較為充分，預計未來兩年行業擴產節奏將有所放緩。由于擴產項目通常只規劃到一兩年，之后可能仍會有2025年的新增擴產規劃，基于目前已出爐的擴產增量，我們假設2025年拉晶新增擴產110GW，切片新增擴產140GW，在未來每年硅片設備單位投資金額同比下降10%的前提下，可測算得到2023-25年硅片設備每年新增市場空間分別為293/202/146億元。硅片大尺寸化更新迭代，帶來部分落后爐型替換需求。目前主流的爐型主要包括120型、140型、160型，對應的爐室直徑分別為1200mm、1400mm和1600mm。160型為目前最先進的爐型，可兼容42寸以下熱場；120型及以下的爐型無法生產210尺寸大硅片，預計未來將逐漸被淘汰。根據未來新能源的統計，截止到2021年上半年，120型單晶爐共4349臺，占存量單晶爐數量21%。若假設120型爐在23-25年間完成替換，按照140萬元/臺的價格估算，對應的總需求空間約61億元，年均需求規模在20億元左右。（二）硅片設備：高壁壘+客戶綁定深入，公司龍頭地位穩固單晶爐技術壁壘高+先發優勢明顯，行業集中度較高。從需求端來看，長晶設備需要設備廠商和下游客戶一起進行工藝研發，設備廠商需要深入理解和掌握工藝，且不同硅片廠商使用的單晶爐工藝參數為核心機密，因此不同設備廠商的產品之間存在差異，下游客戶粘性較強；從供給端來看，硅片生產技術漸進式迭代，領先的設備廠商可不斷積累技術和客戶優勢，因此行業集中度較高。根據光伏技術，當前業內最先進的單晶爐已演進到1600型，單爐投料量達2800kg以上，可配置36英寸以上的熱場。高壁壘造就穩定競爭格局，龍頭晶盛實現規模與盈利雙贏。單晶爐的主要玩家包括晶盛機電、連城數控、北方華創、京運通（目前單晶爐已從外銷轉向內部硅片擴產自用為主）、天通股份等，以及新進入的玩家奧特維（旗下子公司松瓷機電）。從業務規模上看，2021年晶盛的長晶設備收入49.8億元，體量遠超京運通和連城數控（20.4億元）；從盈利能力上看，晶盛的長晶設備毛利率一直處于相對較高水平，基本穩定在40%左右；隨著連城在非隆基客戶的開拓上取得進展，連城與晶盛之間的毛利差逐漸縮小。公司長晶設備性能優越，更大投料量增加拉晶效率。長晶設備的核心技術在于控制系統、核心零部件、熱場等，單晶爐的熱場分布會影響拉晶速度和長晶質量，而熱場控制主要通過控制系統完成。2008年，公司收購慧翔電液的控制系統，控制單晶硅生長過程的眾多環境參數，目前公司在控制系統方面具有技術領先優勢。與競對產品相比，公司的單晶爐拉晶長度和拉晶尺寸更大，最大熱場規模也具有明顯優勢。公司產品迭代能力優秀，平均3~5年推出新一代單晶爐。2006年，晶盛機電推出第一代全自動單晶爐；2010年研發出水冷套裝置，實現高拉速第二代單晶爐；2013年研發出復投器+大熱場，開創第三代RCZ高產單晶爐；2017年研發出基于工業互聯網的第四代智能化單晶爐。而2023年公司即將推出第五代新型單晶爐，配置了基于開放架構的用戶可編程的軟件定義工藝平臺，開啟新一輪迭代升級。公司在切片設備領域后來居上，形成三足鼎立新格局。切片設備主要玩家包括晶盛機電、高測股份、上機數控、連城數控、梅耶博格、天準科技等。2018年之前切片設備的頭部三大廠商以上機數控、高測股份和連城數控為主，但隨著上機數控的業務重心轉向單晶硅業務，設備產能優先滿足自用，外銷收入大幅下滑；而晶盛的切片設備業務又在近兩年快速發力，實現后來者居上，如今晶盛和高測、連城并肩形成切片設備領域新的三足鼎立格局。綜合對比主要玩家在光伏領域的產品布局，晶盛在硅片、組件、輔材環節的產品矩陣較為全面，連城則主要布局硅片、電池片環節，其余玩家的產業鏈上下游覆蓋度相對較低。由于晶盛與連城在光伏設備領域的產品布局較為接近，我們在下文的討論中以這兩家廠商的單晶爐業務對比為主。發展路線不同：晶盛單晶爐起步早、積累深，先發優勢強。連城初期以硅片生產的后道設備為主，主要銷售硅片開方截斷機等機加設備以及切片機，2008年研制出我國第一代具備自主知識產權的多線切割機。不同于晶盛的內生發展路線，連城在單晶爐領域是通過外延并購起家，2013年通過收購美國KAYEX切入單晶爐市場，并在2014年實現單晶爐產品的銷售。對比連城，晶盛的特點是在單晶爐領域起步較早、積淀較深，具備較強的先發優勢。核心綁定客戶不同：晶盛深度綁定中環，大力拓展非隆基客戶。晶盛第一大客戶為中環及其子公司，2021年中環銷售收入占比51%；連城數控第一大客戶為隆基，2021年對隆基的銷售收入占比72%，相較于2020年的93.3%的占比有所下降，目前在手訂單中非隆基客戶占比持續上升，未來有望持續開拓非隆基客戶。產品量價差距：晶盛的產品量、價均顯著領先，凸顯較強產品競爭力。從銷量來看，2017-2019年晶盛的單晶爐銷量遠超連城，2020年由于隆基擴產較多，二者銷量差距有所縮小。從單價來看，連城對隆基的銷售單價顯著低于晶盛和平均水平，這主要是由于隆基掌握了上游設備制造商的核心技術，可獨立開發拉晶控制系統，因此連城對隆基銷售的單晶爐不配置熱場、真空泵及部分控制系統等關鍵部件。這也是造成隆基和連城體量差距的關鍵因素之一。下游硅片客戶雙寡頭格局穩定，新進入玩家有限。隆基為硅片第一大龍頭廠商，2021年硅片產量占總產量31%；中環近年來市場份額持續提升，2021年占比19%。根據前文對已公告硅片擴產項目的統計，22-24年拉晶產能可達到約695/886/1029GW，若按照容配比1.25、電池片冗余度1.1、硅片冗余度1.1計算，可分別支撐約482/614/713GW的裝機需求，我們預計未來兩年內繼續有新玩家進入硅片市場的可能性較小。公司主要硅片客戶擴產對應的設備需求確定性高。由于客戶綁定深入且設備需求主要來源于新建產線，因此光伏硅片設備玩家收入與下游客戶擴產情況息息相關。晶盛下游客戶較多，除隆基、京運通以外的硅片廠商在未來兩年擴產較為積極，我們測算出公司客戶在2022-2024年擴產對應的硅片設備需求預計達到266/222/171億元。通過年末設備在手訂單-年初設備在手訂單+當年營業收入，可以計算出公司當年設備新接訂單，由此可估算出晶盛新接訂單在當年客戶擴產設備需求中的占比。隨著晶盛設備整線覆蓋能力逐步提升，預計未來晶盛在客戶采購中的占比也將提升。而公司當年營收是由年初在手訂單+當年新接訂單完成后轉化而來，根據往年的轉化率數據，我們估計晶盛的光伏硅片設備收入在22-24年可達到65/74/77億元。（三）耗材：產能快速落地，打造穿越周期的第二成長曲線公司石英坩堝產能快速擴張，產能規模行業領先。晶盛2017年開始布局石英坩堝，并先后在浙江、內蒙古、寧夏建立坩堝生產基地，生產28-42英寸不同規格尺寸的坩堝。晶盛旗下生產坩堝的平臺包括浙江美晶（晶盛機電控股子公司）和寧夏鑫晶（浙江美晶全資子公司），寧夏鑫晶16萬只大尺寸石英坩堝擴產項目已于2022年5月分別投產、簽約一期4.8萬只和二期4.8萬只項目，余下產能預計將在兩年內完成投產。歐晶科技、江陰龍源、寧夏晶隆作為中環股份、隆基股份供應商，因下游客戶產能占全球產能比重較高而形成一定規模，其他玩家規模總體較小。歐晶科技2021年坩堝產能9.2萬只，24年產能有望擴張到15.2萬只。考慮到公司原有的坩堝產能（浙江美晶），預計晶盛產能爬坡后將在23年形成36萬只/年的產能，規模將大幅領先同行。當前36英寸坩堝價格約1.5-1.7萬元/只，在明后年石英砂持續供給緊張的情況下，預計坩堝價格將繼續上漲。根據我們測算，23-25年光伏行業石英坩堝需求量約68/76/83萬個，若滿產公司市占率可達35%~48%，預計公司坩堝產值將分別達到43/72/79億元。參考歐晶科技財務數據，石英坩堝毛利率基本在30%以上，預計公司坩堝業務可貢獻毛利潤13/22/24億元。金剛線業務與切片機協同，一期3000萬公里產能落地。公司通過子公司浙江晶鈺新材料開展金剛線生產業務，新一代金剛線生產項目分兩期建設，一期3000萬公里產能于2022年11月9日在上虞投產。若按照產能規模來計算，晶盛機電的金剛線業務在2023年市占率可達6%。根據該項目的環評報告，項目總投資4.67億元，建成達產后將達到年平均銷售收入9億元，利潤3.03億元，稅收0.83億元。三、半導體設備：大硅片國產化加速，核心設備先行（一）12英寸硅片擴產潮興起，設備商有望受益半導體硅片在產業鏈中位于晶圓上游，按加工程度可分為研磨片、拋光片和外延片。硅研磨片是指對硅單晶錠進行切割、研磨等加工得到的厚度小于1mm的圓形晶片，是制作硅拋光片及硅外延片的中間產品，也可以用于制作分立器件芯片。硅拋光片由硅研磨片經過后續拋光、清洗等精密加工而成，主要應用于集成電路和分立器件制造。硅外延片是指在硅單晶襯底上外延生長一層或多層硅單晶薄膜的材料，用于制造半導體分立器件和集成電路。按照摻雜濃度，硅片又可分為重摻和輕摻。半導體硅片市場高度集中，海外廠商占據主導地位。半導體硅片技術難度高、研發周期長、資金投入大、客戶認證周期長，因此行業進入壁壘較高，主要廠商為海外巨頭。2021年，全球Top5半導體硅片企業（信越化學、SUMCO、環球晶圓、Siltronic、SKSiltron）市場份額合計高達94%。在中國半導體硅片行業中，國內廠商包括滬硅產業、中環股份、立昂微等，但市占率仍較低，未來空間廣闊。8英寸硅片國產化進行中，12英寸硅片國產化率仍較低。半導體硅片的尺寸（以直徑計算）主要分為150mm及以下（6英寸及以下）、200mm（8英寸）與300mm（12英寸），目前市場最主流的產品規格為12英寸（占比近70%）和8英寸（占比約25%）。目前，不同尺寸的硅片國產化率存在較大差異，8英寸硅片國產化率約為20%，12英寸硅片國產化率低于5%。硅片國產化的薄弱環節主要在于部分基礎材料和零件，包括高純度高分子材料、高純石英、石墨材料，以及管道、閥門等零件。大尺寸硅片供快速增長，帶動設備需求擴容。半導體硅片未來主要增量在大尺寸硅片，根據上海新昇的預測，市場預期從2022年至2025年大陸企業12寸硅片的需求和供應情況將持續增長。2022年大陸企業需求為95萬片，國內產能為100萬片。而及至2024年，國內需求為205萬片，國內產能將達300萬片。半導體硅片生產核心工藝包括長晶、切片、研磨、拋光、外延等，單晶爐為核心設備。半導體硅片生產過程與光伏硅片相似，但加工工序更多。前道經過拉單晶、滾圓、截斷、切割等基本與光伏硅片類似的工藝后，還需要倒角、研磨、減薄拋光（雙面拋光、邊緣拋光、最終拋光），到這一步即可檢測清洗后加工為拋光片；若要加工為外延片，則還需要經歷外延工序。光伏級單晶硅的純度要求一般為“6個9”（即99.9999%），而半導體級單晶硅對純度要求通常在“11個9”以上，對提純和冶煉環節的技術要求更高，因此半導體單晶爐單臺價值也更高，約1000-2000萬元/臺，而光伏單晶爐單價僅140萬元/臺。長晶、拋光、外延設備價值占比較高，12英寸產線設備投資高于8英寸。與8英寸硅片相比，12英寸硅片普遍應用于更先進的制程，對單晶微缺陷、硅片平整度、表面顆粒物、表面沾污等關鍵技術指標要求更嚴格，因此對晶體生長、硅片加工、硅片清洗的核心技術要求更高。參考2019年立昂微年產120萬片8英寸硅片項目設備投資情況，設備單位投資額約為5億元/10萬片/月，其中長晶/拋光/外延設備占比分別為17%/18%/24%；參考立昂微年產180萬片集成電路用12英寸硅片項目設備投資情況，其中外延片產線設備單位投資額約為25億元/10萬片/月，長晶/拋光/外延設備占比分別為7%/20%/17%。國產廠商積極擴產12英寸硅片，大尺寸設備市場空間廣闊。目前，國產硅片廠商積極推進12英寸硅片產能規劃，滬硅產業于2022年3月完成定增，擴產新的12英寸產線，新增產能30萬片/月；立昂微于2022年2月收購國晶半導體，已完成月產40萬片產能的基礎設施建設；中環股份提出到2023年底，實現8英寸100萬片/月、12英寸60萬片/月的目標。根據我們的不完全統計，截至目前國內廠商已規劃的2023-25年8英寸拋光片+外延片新增產能為142/46/5萬片每月，已規劃的12英寸拋光片+外延片新增產能為109/105/71萬片每月，大尺寸硅片的擴產明顯更加積極。12英寸硅片設備空間超兩百億，其中國產設備市場空間持續增長。由于2024、2025年仍可能新增擴產項目，根據集微網，我們假設24-25年8英寸硅片新增產能按照-20%的復合增速增長，12英寸硅片新增產能按照8.3%的復合增速增長；由此，我們測算出8英寸設備空間在2023-25年預計可達到56/45/36億元，12英寸設備空間預計達273/232/251億元。隨著國產化率不斷提升，8英寸國產設備的市場規模預計將在2023-2025年達到45/38/32億元；12英寸國產設備的市場規模預計將達到109/127/176億元，CAGR為9.77%。（二）大尺寸國產設備突破進行時，單晶爐進展較快單晶爐已實現，切片、研磨、拋光等環節仍有待國產突破。行業早期半導體硅片生產線的設備主要依賴進口，核心供應商集中在日、美、德等國。而過去五年國產設備在6英寸、8英寸尺生產線的批量應用上實現了較大突破。以單晶爐等為代表的部分生產設備國產化進程較快，從有研半導體以及衢州金瑞泓8英寸項目設備的采購情況來看，單晶爐和清洗機的國產化率基本在50%以上。而拋光、外延環節等價值量占比較大的設備依然基本依賴進口，國產化率相對較低。12英寸長晶設備國產化率約30%，大尺寸領域的仍有較大空間。根據晶升裝備招股書，S-TECHCo.,Ltd.等國外晶體生長供應商占國內硅片廠商采購的比重約為70%左右；國內晶體生長供應商主要包括公司、晶盛機電及其他供應商，合計占國內市場份額僅為30%左右。其中，國產供應商市場占有率較高的包括晶盛機電、南京晶能（晶升裝備），市場份額在10%以上。國內廠商后發而進取，長晶設備產品技術指標已接近國外水平。半導體級單晶硅爐技術指標參數主要分為設備規格、晶體生長控制和單晶硅生長工藝技術三個方面，其中國產商已經在設備規格和晶體生長控制參數上接近或達到國際主流供應商水平，但在單晶硅生長工藝技術上仍與國外廠商存在一定差距。此外，由于國外設備交期較長，國內硅片廠在非忙季時會更加注重推進國產設備的驗證，國產設備有望加速替代。國產設備加速突破國內硅片廠認證。以上海新昇的設備國產化進程為例，過去五年公司已有三分之一的國產設備種類和金額通過認證，四分之一的國產設備種類和40%的金額已有供應商提供產品并處于認證階段，只有極少數設備仍在尋找供應商。分工藝段來看，拉晶、晶棒加工環節的設備基本都已通過國產化認證，可完全滿足生產需求；線割片機、邊緣研磨機等也有國產供應商提供樣機；外延和清洗以及包裝環節的外延反應爐、槽式清洗機、晶盒清洗機仍然處于待評估和待開發的狀態，但單片清洗機、快速退火爐已有國內廠商通過驗證。部分通過驗證的設備可以達到甚至超過國外同等水平，待評估的部分設備也突破在即。國產設備商在大尺寸硅片設備上持續取得進展，晶盛12英寸整線覆蓋能力較強。大尺寸半導體硅片設備的空間較大，目前主要參與者包括晶盛機電、連城數控、南京晶能、天通股份等。國內廠商中，晶盛機電整線覆蓋能力相對較強，12英寸的長晶、切磨、拋光等設備都已實現批量銷售；連城數控借助凱克斯技術優勢，先后推出新型8英寸、12英寸單晶爐，并率先研制出24英寸單晶爐和切片機，走在世界前列；南京晶能、天通股份等也都已具備12英寸單晶爐量產能力。（三）整線覆蓋+一體化服務，訂單飽滿蓄勢待發公司深耕半導體領域，技術儲備豐富，率先開發出多種半導體晶體生長設備。公司相繼開發出具有完全自主知識產權的全自動單晶爐、多晶鑄錠爐、區熔硅單晶爐等晶體生長設備，公司研發的大尺寸、大投料量型單晶爐能夠實現大尺寸晶體生長，滿足下一代大規格硅片對單晶生長設備的需求。2021年，公司研制出國內首臺12英寸硬軸直拉硅單晶爐，成功生長出12英寸單晶硅棒；同時在12英寸大硅片設備領域陸續研發了減薄設備、雙拋設備、最終拋光設備。半導體設備布局完善，覆蓋生長、切片、拋光、外延四大環節。在8寸線方面，公司具備幾乎100%的整線能力，實現了從長晶到加工的全覆蓋，已實現量產和批量出貨；在12寸線方面，公司的單晶爐、滾磨設備、截斷設備、研磨設備、邊緣拋光設備、雙面拋光設備均已實現批量銷售，未來也有望具備整線能力。目前，8英寸和12英寸硅片項目的國產化率仍有較大差距，但長晶設備的國產化率較高，公司作為長晶設備龍頭，有望充分享受下游擴產紅利。下游客戶積極擴產大硅片項目，對應的公司可觸達設備市場空間超百億元。隨著國內硅片廠對國產化設備的需求提升，公司設備驗證和出貨情況較好，已與中環領先、奕斯偉、中晶科技建立了長期合作關系，與有研新材、上海新昇、合晶科技。神工股份等建立了穩定合作關系。經不完全統計，上述客戶在2023-25年已確定的8英寸擴產規模合計分別達到53/6/2萬片每月，12英寸擴產規模合計分別達到41/35/11萬片每月；考慮到公司在半導體設備的產品布局，我們將下游客戶的拋光片及外延片擴產規模乘以相應的設備投資額，測算出2023-2025年晶盛機電在以上客戶擴產規模對應的設備需求中可觸達空間達到57/40/10億元，合計約107億元。隨著未來更多擴產項目落地，公司的可觸達設備空間將持續增長，若按照2023年可觸達設備空間在總國產設備空間中的占比（37%），預計2024-2025年可觸達市場可高達61/76億元。客戶進展順利，半導體設備在手訂單飽滿。隨著設備在下游客戶的出貨及驗證不斷加速，公司半導體設備訂單自2021年開始快速增長，截至2022Q1-3公司未完成半導體設備合同24.6億元，2022年全年新簽訂單目標突破30億元。向上游半導體零部件及耗材拓展，深化一體化能力。公司還建立了以高純石英坩堝、金剛線、半導體閥門、管件、磁流體、精密零部件為主的產品體系，以配套半導體和光伏設備所需關鍵零部件及產業鏈所需核心輔材耗材方面的需求。其中，半導體閥門壁壘較高，國產化率很低，且具備損耗快、替換頻率高的屬性，我們測算出國內泵閥增量+存量替換市場規模24年約44億元，隨著加速，晶盛在閥門市場的滲透率有望提高。四、碳化硅：應用前景廣闊，打開長期成長空間（一）碳化硅材料加速產業化，從0到1未來空間廣闊碳化硅屬于第三代半導體材料，具有耐高溫、耐高壓、高頻率等優越性能。與硅基材料相比，以碳化硅為代表的第三代半導體材料在禁帶寬度、擊穿電場強度、飽和電子漂移速率等方面具有顯著優勢，可制作出耐高溫、耐高壓、高頻率和大功率的半導體器件，主要應用于新能源車、光伏發電及射頻等場景。碳化硅襯底可以分為導電型襯底和半絕緣型襯底，導電型襯底應用更加廣泛。在導電型碳化硅襯底（SiC-on-SiC）上生長碳化硅外延層制得碳化硅外延片，可進一步制成功率器件（二極管、MOSFET），適用于高溫、高壓環境，應用于新能源汽車、光伏發電等領域。在半絕緣型碳化硅襯底（GaN-on-SiC）上生長氮化鎵外延層制得碳化硅基氮化鎵外延片，可進一步制成微波射頻器件，適用于高頻、高溫環境，應用于5G通訊、雷達等領域。國內在碳化硅的量產應用進度上與國外仍存在較大差距。國外主流廠商在功率器件和射頻器件上均已實現8英寸的襯底量產應用，而國內目前進展仍主要處于6英寸及以下襯底的量產階段。半絕緣型襯底（射頻器件），國內已實現6英寸及以下襯底的量產應用；碳化硅二極管6英寸及以下襯底已量產，下游主要處于產品送樣測試、小批量供貨階段，部分廠商量產；碳化硅MOSFET國內尚處于6英寸驗證階段，尚未實現量產。預計新能源汽車和光伏逆變器領域的碳化硅高壓器件將在2024-25年實現量產。由于碳化硅具有更高的擊穿電壓，且同等電壓下比硅同類器件擁有更低的導通電阻，因此碳化硅在高壓和超高壓器件的優勢明顯。根據Yole，目前在新能源車載逆變器應用上1200VSiC器件已實現商業化，預計2025年將實現規模化量產；光伏逆變器也將在2023-24年實現1700VSiC器件量產，以及1700VSiCMOSFET的產品升級。碳化硅器件性能優越，在電動車上的滲透率快速提升。新能源汽車系統架構中涉及到功率半導體應用的組件包括：電機驅動系統、車載充電系統（OBC）、電源轉換系統（車載DC/DC）和非車載充電樁。碳化硅功率器件在電動車上不同部位應用的滲透率不同，根據CASA，續航里程500km以上車型的電機控制器SiC滲透率到2023年降到100%，續航里程400km-500km的車型電控將在23年開始使用SiC功率半導體，整體滲透率在40%左右；續航里程400km以下車型電控將在2025年以后使用SiC功率半導體，整體滲透率小于10%。而OBC/DCDC的市場滲透進度要遠遠高于電控。從整體來看，根據Wolfspeed，碳化硅在電動車中的滲透率在2022年約為9%，預計到2027年將提升到25%；同時，隨著電動車使用的碳化硅含量不斷增加，碳化硅在電動車上的價值量也將持續提升。受益于SiC滲透率提升和新能源汽車需求爆發，全球SiC功率器件市場規模高增長。使用SiC襯底制作的射頻及功率器件應用場景廣泛。根據Yole預測，2021-2027E全球SiC功率器件市場規模預計從10.90億美元增長至62.97億美元，CAGR高達34%，主要驅動力是SiC模塊在新能源汽車中的滲透及新能源汽車需求爆發。襯底在產業鏈中價值量占比最高，全球市場規模約十億美元。根據數據，襯底在SiC功率半導體的成本構成中占比高達47%。根據Wolfspeed，碳化硅襯底材料的市場規模將從2022年的8億美元增長至2026年的17億美元，復合年增長率約25%。隨著Wolfspeed、II-VI等企業6英寸碳化硅晶片制造技術的成熟完善，6英寸產品質量和穩定性逐漸提高，國外下游器件制造廠商對碳化硅晶片的采購需求逐漸由4英寸向6英寸轉化。國內也正在積極向6英寸方向發展，在8英寸碳化硅晶片尚未實現產業化的情況下，6英寸碳化硅晶片將成為市場主流產品。碳化硅外延設備是核心環節，未來市場年均增速超25%。與Si器件不同,SiC器件不能在晶圓上直接制作,而是需要在SiC晶圓上沉積生長外延膜,利用外延膜生產器件，所以SiC外延設備在產業鏈中處于承上啟下的重要位置，因此價值量和利潤空間較高，單臺價格在千萬左右。根據ASM估計，預計2021-2025年對SiC外延設備的需求將以超過25%的CAGR增長；據此測算，2025年全球市場規模將超過82億元。（二）8英寸襯底量產節點在即，外延爐產能瓶頸加速SiC襯底市場：海外廠商份額壟斷，仍需突破。根據Yole數據，2021年，CREE（已更名為Wolfspeed）市占率高達62%，且2018-2020年均穩定在60%左右；II-VI（已更名為Coherent）和SiCrystal（被Rohm收購）市占率分別為14%和13%，TOP5海外廠商占比為98%。SiC襯底產品的核心參數包括直徑、電阻率范圍、彎曲度、翹曲度、表面粗糙度等，參數的優化需要通過反復測試來實現。國產廠商在4英寸和6英寸產品上仍與海外廠商具有一定差距，需要時間追趕技術差距。良率或成為競爭核心，考驗團隊對SiC應用的經驗/know-how積累。盡管國內廠商積極進行SiC襯底擴產，但產品質量和良率仍具有不確定性，具備大規模量產大尺寸SiC襯底能力的企業較少。考慮國產廠商與海外龍頭的技術代際差距，高端SiC襯底仍然需要進口。在國內產能規劃陸續落地的背景下，良率較低的產能盈利水平仍有壓力。8英寸晶片產能稀缺，2023年為主流廠商的量產節點。當前，國內企業具備碳化硅襯底量產能力的企業較少且主要布局于4英寸技術，僅有部分企業突破6英寸、8英寸工藝。8英寸襯底方面，海外進展較快，Wolfspeed、Coherent已于2022年實現8英寸襯底量產，而Rohm、英飛凌等國際企業將8英寸碳化硅襯底的量產節點定在2023年左右；國內正在加速追趕，爍科晶體已實現小批量量產，而天科合達、晶盛機電也宣布將在2023年實現8英寸碳化硅襯底的小批量量產。碳化硅長晶設備基本實現國產化，國內市場呈現雙寡頭壟斷格局。碳化硅單晶爐單臺價值量不大，約60-100萬元/臺。國內碳化硅長晶爐廠商以北方華創（市占率50%）和晶升裝備（市占率27.47%-29%）為主，二者在設備規格指標參數及晶體生長控制指標參數方面基本已經達到或優于國外主流廠商技術水平；其他供應商包括連城數控、漢虹精密等。此外，還有一類廠商生產的長晶設備基本不對外銷售，僅供自研/自用，如晶盛機電、天科合達、露笑科技等。海外四大龍頭壟斷SiC外延設備市場，國際廠商產能緊缺加速。目前全市場外延爐供應商被四家龍頭海外公司所壟斷：日本TEL、德國Aixtron、日本Nuflare、意大利LPE（已被荷蘭ASM收購），CR4接近100%；國內供應商主要包括晶盛機電、北方華創、恒普股份等。當前，海外供應商的外延爐產能極其緊缺，在未來的擴產潮中可能成為產業鏈中的卡脖子環節。（三）從碳化硅設備到襯底材料，擴徑迭代打開長期空間從SiC設備向材料延伸，向大尺寸持續邁進。目前，公司可提供的產品包括SiC長晶設備、拋光設備、外延設備及6英寸導電型SiC襯底片、8英寸拋光片。設備方面，已實現6英寸外延爐批量供應。2018年，公司研發了6英寸SiC晶體生長爐，采用物理氣相沉積法；基于晶體生長技術，公司開始往外延設備延伸，并已經實現6英寸外延設備的批量供應。2023年2月4日，公司發布6英寸雙片式碳化硅外延設備，該產品與單片設備相比，新設備單臺產能增加70%，單片運營成本降幅可達30%以上。材料方面，從6英寸向8英寸的擴徑迭代順利。公司建設了6英寸碳化硅晶體生長、切片、拋光環節的研發實驗線，實驗線產品已通過下游部分客戶驗證。公司已成功生長出行業領先的8英寸N型碳化硅晶體，也實現了8英寸拋光片的開發，晶片性能參數與6英寸晶片相當，預計今年Q2將實現小批量生產。公司積極擴產6英寸及以上產能項目，已形成意向訂單。產能端，2021年10月，公司公告計劃在寧夏銀川投資碳化硅襯底晶片生產基地項目，建設年產40萬片6英寸及以上尺寸的導電型和半絕緣型碳化硅襯底晶片產能，建設期60個月，達產后每年可實現新增銷售收入為23.56億元。銷售端，2022年2月，公司公告客戶A已與公司形成采購意向，2022年-2025年公司將優先向其提供碳化硅襯底合計不低于23萬片，預計合同金額為13-14億元。總體來看，SiC作為新一代半導體材料市場空間廣闊，晶盛機電作為國產設備和材料龍頭已加緊產業布局，并取得階段性成果。隨著國內技術和工藝的不斷突破，我們認為SiC有望為公司再度打開新的成長空間。五、藍寶石：消費電子帶動需求增長，公司布局領先藍寶石應用領域廣泛。藍寶石俗稱剛玉，具有優異的光學性能、機械性能和化學穩定性，其強度高、硬度大（莫氏硬度為9，僅次于鉆石，高于玻璃）、耐沖刷，可在近2000高溫的惡劣條件下工作，因而被廣泛的應用于紅外軍事裝置、高強度激光的窗口材料、半導體發光二極管(LED)，是大規模集成電路SOI和SOS及超導納米結構薄膜等最為理想的襯底材料等。LED襯底材料是藍寶石最重要的應用領域。從藍寶石下游應用占比來看，LED襯底占比達80%，光學鏡片15%，智能手表屏幕3%，其余應用包括半導體照明、攝像頭鏡頭保護玻璃等。MiniLED加速發展，有望帶動藍寶石材料需求增長。近年來MiniLED技術逐漸成熟，在下游的應用持續推進。2019年是MiniLED的商業化元年，行業龍頭和各家參與者爭相推出采用MiniLED背光或類似技術的產品，預計全球MiniL