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盘点半导体硅片行业上市公司

作者：Twmmmfy
2022-08-14 16:42:35
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今日推荐报告2022沪硅产业｜国产替代浪潮下的大硅片之王

来源华紫研究

作者石益峰

原标题《沪硅产业｜国产替代浪潮下的大硅片之王》

芯片是高科技产品不可或缺的组成部分，随着5G等新技术的大规模应用，对于芯片的需求持续旺盛。硅片作为芯片制造的最关键半导体原材料，需求也是水涨船高。

本文将对半导体硅片行业详细分析，探究行业景气周期可持续性，并对国内半导体硅片上市公司对比分析，找寻投资机会。

本文研究框架如图所示

行业分析

下游半导体需求持续火热

半导体硅片是晶圆制造的最关键原材料，在晶圆制造材料市场占比高达35%。

对比晶圆市场规模和半导体硅片的出货量历史数据，可以说半导体硅片市场规模及发展空间完全受到下游晶圆制造行业景气程度的影响。

近年来随着5G、物联网设备、新能源车以及人工智能等新产品和技术的不断普及，全世界对于芯片半导体的需求大幅增长。

根据Gartner的报告，2020-2025年终端市场中汽车半导体、存储半导体以及军用与航天半导体年均复合增速将保持10%以上，分别为14.3%、11.4%和10.0%。

即使是疫情爆发的2020年全球半导体销售仍实现6.81%的增长，市场规模达到4403.9亿美元，2021年随着全球疫情的缓解叠加新能源汽车的大规模量产，半导体市场规模更是达到了创纪录的5559亿美元，同比增长26.63%。

同一时间，全球半导体硅片出货量在2020-2021分别实现124亿平方英尺和142亿平方英尺，同比增长5.08%和14.52%。

为应对终端市场不断增长的需求，芯片制造企业纷纷扩产。

根据国际半导体协会（SEMI）发布的《全球晶圆厂预测报告》，全球半导体制造商仅在2021年底前和2022年就计划开工新建19座和10座新的晶圆厂，其中中国大陆将新建8座。

预计达产后全球每月可多生产260万片晶圆（按照8英寸晶圆计算）。

根据IC Insight公布的全球晶圆产能报告显示，全球前五大晶圆厂产能合计1118.6万片/月，占全球总产能的53.8%，在此基础上可以算得全球晶圆制造厂产能总共为2078.18万片/月。

随着新建产能的逐步释放，届时全球晶圆制造产能将达到2339.18万片/月。

半导体硅片产能供不应求

然而，全球半导体硅片巨头SUMCO的报告显示，截至2021年第四季度全球8英寸硅片出货量在600万片/月左右，12英寸硅片出货量在800万片/月左右，合计在1400万片/月左右。

值得注意的是，在下游需求持续旺盛的情况下，硅片出货量第四季度和第三季度基本持平，这在侧面反映出全球半导体硅片产能已经接近极限。

这意味着半导体硅片是在存在600万片/月以上的缺口，随着晶圆制造商的进一步扩厂供需缺口将进一步扩大。

尽管半导体硅片制造商也纷纷扩产，但扩产时间滞后于晶圆制造厂，例如SUMCO等厂家2021年下半年才计划扩产。

按照以往的经验，新建厂房一般需要两至三年才能完全释放产能，这意味着至少到2023年底，半导体硅片行业都将保持高景气态势。

此外，目前各晶圆厂由于终端的火热需求，在上游硅片供应不足的情况下正在逐步消耗自己的硅片库存。

以12英寸硅片为例，从2021年1月开始全球晶圆厂硅片逐月持续下降，已经处于一个危险的情况。

根据SUMCO的估算，硅片客户的库存已经下降至仅仅可以维持一个月，具体到逻辑芯片和存储芯片库存天数分别为0.7个月和1.2个月。

若库存继续下降客户将面临产品无法按时产出并且足额交货的境地。

通过以上的分析，半导体硅片行业的高景气程度显而易见。

行业格局

全球半导体硅片市场呈现出明显的寡头垄断格局。

2020年数据显示，越化学、SUMCO、环球晶圆、Siltronic、SK Siltron五大巨头分别占据全球半导体硅片市场份额的27.53%、21.51%、14.80%、11.46%和11.31%，共计占据了全球市场86.61%的份额，行业十分集中。

这主要是因为半导体硅片行业进入门槛极高，其中最关键的即为技术上的高要求。半导体硅片要求纯度需要达到99.999999999%（11N）远高于光伏的99.9999%（6N），同时硅片的平整度、光滑度、翘曲度、弯曲度以及表面颗粒等技术指标也有着极高的要求。

这也是为什么并没有看到很多光伏硅片制造商跨界制造半导体硅片的原因。

正因为如此，半导体硅片行业存在着很高的认证壁垒,下游客户对于硅片制造商的选择十分谨慎，有着严格以及极长的认证程序。

换句话说，新进入者若想抢占存量市场供应商的份额，除了满足其他因素外必须提供更高质量的产品。不仅如此，行业还存在着资金壁垒和设备壁垒，不过相比技术上的“卡脖子”，这两点相对来说较为容易解决。

国产替代不可阻挡且空间巨大

从硅片市场的格局不难发现，我国半导体硅片制造国产替代的空间十分巨大，特别是目前我国已经是全球最大的终端芯片需求国。

在以美国为首的西方国家持续加大对我国半导体产业的打压后，国内半导体产业的发展更是势不可挡。

根据国际半导体协会（SEMI）的统计，我国半导体硅片销售额从2016年的5亿美元增长至2021年16.56亿美元，年均复合增长率高达27.06%，远高于同时期全球半导体硅片销售增速的14.20%，表现出极大的潜力。

根据IC Insight的统计，全球前五大硅片巨头合计市占率正逐年下滑，2018年至2020年合计市占率分别为92.57%、88%和87%。

相反我国以沪硅产业（688126.SH）为首的半导体硅片制造商从无到有，市占率正在逐年提高。根据沪硅产业的年报，2019年至2021年公司全球市占率分别为1.8%、2.3%和2.7%。

然而，“罗马不是一天建成的”，技术的突破、产品的量产以及客户的认证也意味着国内供应商所面临的难度也不小。

从硅片尺寸来看，全球最主流的12英寸硅片（市占率近68.4%，2020年数据，来源SEMI）我国目前能大规模量产的公司屈指可数，其中主要包括沪硅产业、中环股份以及立昂微，截至2021年底，三家公司12英寸硅片产能分别为30万片/月、12万片/月和15万片/月（立昂微已取得国晶半导体的控制权，其已完成月产40万片产能的基础设施建设，目前正处在客户导入和产品验证阶段）。

其次，从硅片的制程来看，目前我国硅片制造商的产品主要集中在14nm、28nm及以上工艺为主，而目前国际上最先进的逻辑产品的工艺已经到了5nm，差距十分明显。从技术的储备来看，龙头企业越化学等在上世纪末和本世纪初就已经开始大规模量产12英寸硅片，而我国在2018年才正式实现大规模量产（沪硅产业子公司）。

由此，我国目前的12英寸半导体硅片的国产替代率还不足1%，8英寸半导体硅片国产化率也小于50%。

从目前的产能的规模来看，国内主要有三家具有竞争力的半导体硅片供应商沪硅产业（688126.SH）、中环股份（002129.SZ）和立昂微（605358.SH）。那么在国产替代的浪潮中，谁会是那一个最具潜力的公司呢？

上市公司对比分析

主营构成分析

沪硅产业（688126.SH）

沪硅产业全称上海硅产业集团股份有限公司，是国内半导体硅片行业的绝对龙头。公司是国内第一家实现12英寸半导体硅片大规模量产的供应商。不同于中环股份和立昂微，公司全部聚焦于半导体硅片的生产和销售，2021年营收为24.67亿元。公司通过上海新昇、芬兰Okmetic和新傲科技三个子公司开展业务；产品尺寸涵盖6-12英寸，类型涵盖抛光片、外延片、SOI硅片。主要产品已经全部向国内外晶圆厂批量供货，国内实现所有主要芯片制造企业全覆盖，包括中芯国际、华润微电子、华力微电子、武汉新芯以及长江存储等。国际主要客户包括台积电、联电、格罗方德、意法半导体、恩智浦等国际晶圆制造大厂。

中环股份（002129.SZ）

中环股份全称天津中环半导体股份有限公司，公司主营光伏硅片的生产和销售，是仅次于隆基股份的光伏硅片寡头，2021年贡献了公司77.36%的营收。与此同时，中环股份也是国内半导体硅片制造的领军企业之一，公司半导体硅片产品尺寸涵盖4-12英寸，类型包括化腐片、抛光片和外延片，但该业务营收占比极小，仅为公司总营收的4.95%，2021年共计收入20.34亿元。公司产品目前基本实现对国内客户全覆盖，同时包括国际多家客户。

立昂微（605358.SH）

立昂微全称杭州立昂微电子股份有限公司，公司同为国内半导体硅片行业领军企业之一，主营业务包括半导体硅片、半导体功率器件以及化合物半导体射频芯片的生产和销售。半导体硅片业务为公司核心业务，占比近六成（57.40%，2021年），2021年实现营收14.59亿元。公司目前已经成为部分头部优质公司的稳定供应商包括ONSEMI、AOS、东芝公司、台湾半导体、台湾汉磊等国际知名跨国公司，以及中芯国际、华虹宏力、华润微电子、士兰微等国内知名公司在内的稳定客户群。不仅如此，公司已经顺利通过诸如博世（Bosch）、大陆集团（Continental）、法格等国际一流汽车电子客户的VDA6.3 审核认证。

竞争性分析

技术

沪硅产业在国内半导体硅片制造的技术储备上拥有无可比拟的优势。

数据显示，截至2021年底，公司共计拥有发明专利数为479项，全部与半导体硅片相关。中环股份和立昂微则分别拥有154项和33项，其中除包括半导体相关专利外还包括公司其他业务的专利。

其次，公司12英寸大硅片已经实现大规模量产并获得了更多的下游客户群认可。

此外，从产品的掺杂浓度来看，沪硅产业产品主要以轻掺为主，中环股份和立昂微以重掺为主。

重掺硅片对缺陷要求较低，大多数用来做衬底材料，也可以用来做电源IC、MOSFET等车用以及工业用领域芯片；轻掺硅片则用途更广泛，能更好地用于先进制程，多用于在消费领域、逻辑IC的领域。更重要的是，从目前全球硅片的需求来看，轻掺硅片大约占8英寸产品总需求的70%左右，占12英寸硅片总需求的近100%。这也是为什么立昂微斥巨资收购国晶半导体部分股权以此来弥补轻掺业务的短板的原因所在。

不仅如此，沪硅产业拥有自主产权的SIMOX、Bonding、Simbond等先进的SOI硅片制造技术，同时通过控股公司Soitec授权掌握了Smart-CutTMSOI硅片制造技术，已经集齐了SOI生产的全部工艺。因此公司可以满足客户不同类型的SOI硅片产品需求。

中环股份和立昂微则并没有相关技术储备来生产SOI硅片。更强的技术以及更广的产品覆盖，这也印证了为什么沪硅产业产品可以获得更多的客户认证。

盈利能力

公司持续的造血能力是支撑股价上涨的重要力量。从三家公司硅片业务的毛利率可以看到，过去六年立昂微优势十分明显，六年平均毛利率为37.16%，远高于中环股份的23.66%和沪硅产业的17.09%，更重要的立昂微毛利率十分稳定，即使是在2019年行业景气下行时仍保持增长，达到45.74%。

沪硅产业毛利率水平则处于三家公司底部，公司毛利率从2017年的23.08%下降至2021年的15.96%，减少了7.12个百分点。

尽管沪硅产业近年来对费用管控十分出色，推动公司三费率从2016年的49.14%大幅下降至2021年的17.01%。

特别是通过计算也可以发现，沪硅产业的产品单价明显高于中环股份和立昂微。2021年公司8英寸产品单价在285.81元/片，中环股份和立昂微则分别为104.35元/片和206.02元/片；12英寸硅片公司单价在392.78元/片，高于中环股份的306.04元/片（立昂微还处于产能爬坡、客户认证和亏损阶段），也看见公司产品极高的竞争力。

尽管如此，公司极低的毛利率还是使公司近几年的利润持续承压，截至目前公司还没有盈利。

这主要有两个原因发展路线不同和产能利用率太低。

（1）发展路线不同

从三家公司当前的产能情况以及未来的扩产计划可以发现，沪硅产业主要以12英寸硅片为目标。

公司近些年12英寸硅片营收占比逐年攀升，从2017的3.56%上涨至2021年的27.91%，不过目前公司12英寸毛利率还为负，这意味着多生产一片硅片则增加一片硅片的亏损。

公司在12英寸硅片上处于明显优势，目前产能30万片/月，几乎是中环股份和立昂微相关产能之和。

沪硅产业在今年继续通过定增方式将继续扩大12英寸硅片产能，计划新增30万片/月的12英寸硅片产能以及40万片/年的12英寸SOI硅片产能，根据分别的建设周期24个月和42个月，预计到2023年沪硅产业12英寸硅片产能将达到60万片/月，到2025年达到760万片/年，进一步拉大和国内其它公司的差距。

相反公司8英寸及以下的产能在45万片/月之上，目前并没有相关扩产计划。

中环股份是国内产能最大的半导体硅片生产商，公司产品主要集中在8英寸及以下，合计可达125万片/月。

此外，公司在2021年通过定增，计划新增15万片/月12英寸硅片产能，预计在2023年12英寸硅片产能将达到32万片/月。同样的，立昂微目前产品主要集中在8英寸及以下。

根据公司公告，预计截至2023年底公司将实现6英寸及以上110万片/月、8英寸100万片/月，12英寸60万片/月的产能目标，扩产计划极为疯狂，届时总产能将超越中环股份成为第一。

一方面沪硅产业8英寸硅片产能远小于中环股份和立昂微，规模效应不足；另一方面，公司12英寸硅片作为市场的新进入者，目前相较于海外巨头产品销售单价还较低，同时由于公司直至2021年底才实现产能30万片/月，固定资产新增导致公司单位产品折旧费用大幅增长，使得公司盈利承压。

（2）沪硅产业产能利用率较低

沪硅产业12英寸硅片极低的产能利用率很大程度也成为了拉垮公司盈利的主要因素。2018年至2021年，公司12英寸硅片产能分别为73万片、150.50万片、193.50万片和360万片，产能利用率分别为82.70%、47.83%、53.42%和52.33%，相反中环股份和立昂微产能利用率则在80%以上。

如上所述，沪硅产业肩负国家12英寸半导体硅片国产化重任，是其目前最核心产品。公司作为市场的新进入者，还处在产品认证期，导致公司开工率不足，产能增速快于销售增速。同时，根据公司报告，公司致力于追赶国际龙头企业，部分已有产能也被用来进行12英寸硅片制造工艺的研发，这进一步导致了公司产能利用不足的情况，使得公司还未实现规模效益。

不过从反面也可以看出，一旦公司12英寸硅片获得大规模客户认证，产能利用率也将随之提高，盈利不振的局面将得到完全改变。公司12英寸硅片业务毛利率已经从2019年的-47.96%大幅改善至2021年-6.17%，相对应的公司扣非归母净利润增速也呈逐年上升态势，从2019年的-129.72%提升至2021年的53.10%。

从行业目前供不应求的局面来看，今年公司毛利率改善以及扭亏为盈的可能性极大。

估值

从沪硅产业估值来看，截至目前2022年5月16日，公司PB（MRQ）为4.21倍，低于历史PB中位数的7.65倍。同时当前估值也是小于国内同行业公司平均值的5.32倍。但是沪硅产业作为我国半导体硅片行业的龙头，在下游晶圆制造持续旺盛以及国产替代巨大空间下，未来发展的前景巨大，特别是公司相较于国内硅片制造企业在技术、客户认证、产品质量、产能布置有着明显的优势，尽管目前公司盈利短期不振，但从长远来看国内半导体硅片龙头地位的优势较愈加突出。

因此，笔者认为公司股价存在被低估的情况，给予公司5倍市净率估值。

预测

1、8英寸及以下半导体硅片(含SOI硅片)公司8英寸业务盈利出色,已进入稳步增长阶段。随着公司8英寸SOI硅片新增产能持续释放，将进一步增厚公司利润。笔者预测公司该业务2022-2024年营收增速分别为20%、25%和18%。

2、12英寸半导体硅片公司12英寸硅片客户认证度进一步提高，作为目前全球主流半导体硅片产品，随着下游晶圆厂的大幅扩张叠加国产替代的任务，公司产能利用率有望大幅提升，销售数量也有望迎来大幅增长。未来扭亏为盈的概率极大。笔者预计公司12英寸半导体硅片业务022-2024年营收增速为95%、80%和50%

3、受托加工业务随着下游产能的持续放量，公司受托加工业务也有望保持高速发展，笔者预计公司该业务2022-2024年营收增速为35%、30%和25%。