立昂微专题研究:打造硅片至芯片一站式平台

(报告出品方/作者:国联证券,邵宽)

1. 国内领先硅片与功率器件供应商,成长路径清晰

1.1.6/ 8/ 12 寸硅片+分立器件+射频芯片形成上下游协同发展

立昂微是国内少有的从硅片生产到晶圆制造上下游全产业布局的公司。公司主 营业务为半导体硅片、半导体功率芯片、功率器件的研发、生产和销售。公司前身为 立立电子(后更名为浙江金瑞泓),与立昂有限经历收购(2002-2010 年)、脱离(2011 年)、换股合并(2015-2016 年)后,成为现在的立昂微电子。

以立立电子为基础,公司业务获得长足发展。公司已有成熟产品中 6 寸硅片和 肖特基二极管芯片来自于原立立电子,后期经公司自主研发,公司新增了半导体分立 器件成品业务,原有的半导体硅片和半导体分立器件芯片业务所涉及的产品种类、规 格有所增加、产能和产量实现了大幅的增长。

各子公司分工明确,业务协同发展。目前公司除母公司立昂微外拥有 5 家控股 子公司,分别为浙江金瑞泓(6、8 寸硅片制造)、立昂半导体(功率器件)、立昂东 芯(射频器件)、衢州金瑞泓(6、8 寸硅片制造)、金瑞泓微电子(12 寸硅片制造), 公司原全资子公司立立半导体已于 2017 年 11 月被浙江金瑞泓吸收合并。

目前公司已形成半导体硅片、半导体分立器件、集成电路芯片三大业务板块。 通过与立昂微电的合并重组,公司业务产品得到了进一步拓展。相较原有立立电子业 务,公司进一步延伸出了分立器件成品业务,进一步开发了 8 英寸硅抛光片、8 英寸 硅外延片、MOSFET 芯片和肖特基二极管等产品,硅抛光片、硅外延片和肖特基二 极管芯片的产能和产量都得到了大幅增长,且新增了 MOSFET 芯片产能和肖特基二 极管的委外加工。同时,公司依托半导体分立器件成品新增光伏太阳能组件客户。

1.2.在原有立立电子技术上不断革新,8、12 寸线延续成长空间

公司近年营收与归母净利润呈同步增长趋势。2019 年公司经营业绩大幅下滑主要系研发费用(第二代半导体射频芯片和 8 英寸硅片研发投入上升)、财务费用(利 息支出)和资产减值损失、信用减值损失(负毛利产品计提)等同比大幅增加所致, 随着射频业务与衢州基地的量产,盈利能力将逐步提高。

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6/8 寸硅片与肖特基二极管仍是公司主要收入来源。公司主要产品包括 6、8、 12 寸硅外延片、硅抛光片、硅研磨片,以及肖特基二极管芯片及成品、MOSFET 芯 片和砷化镓芯片。其中 6、8 寸外延片与抛光片、肖特基二极管芯片是公司主要收入 来源,12 寸硅片、MOSFET 芯片和射频芯片的产能仍在逐步释放中。

公司半导体硅片产品毛利率主要受国际硅片价格因素影响,2017 年后硅片价格 进入上升通道。半导体行业在经历 2017 年行业低景气后半导体硅片市场明显回暖, 产品需求量持续上升,半导体硅片整体处于供不应求状态,至 2019 年上半年景气度 达到高点。2019 年下半年开始,全球半导体硅片市场景气度在达到阶段性高点后有 所调整,自 2020 年开始又逐步复苏。2020 年疫情衍生的“宅经济”、“云办公”和 线上教学催生了半导体需求大幅增长,同时,随着 5G、物联网、新能源汽车等产业 的崛起,芯片市场需求较为强劲,进而带动了硅片的市场需求。

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随着新业务放量达到盈亏平衡点,公司毛利率将逐步提升。根据公司年报披露, 公司 12 寸硅片在关键技术、产品质量以及客户供应上已经取得重大突破,已实现规 模化生产销售。12 寸主要销售的产品包括抛光片测试片及外延片正片,预计将在 2021 年底达到年产 180 万片规模的产能。随着产能的释放使 12 寸硅片达到盈亏平 衡点,公司半导体硅片毛利率将有进一步提升。

光伏与新能源市场的火热推升公司 2020 年功率器件业务的快速增长。公司肖特 基芯片、MOS 芯片主要应用于光伏与汽车电子领域。2020 年全球光伏市场以及新能 源汽车业务高速增长,为公司的肖特基芯片、MOS 芯片等功率器件业务的增长带来 了极大的市场机遇。

射频芯片 2020 年产能受限但行业供不应求,随着设备补齐业务有望加速发展。 2020 年公司射频芯片在稳定核心客户的同时开发了 30 多家新客户,但目前产线单一 机台较多,预期产能的发挥受到限制,长期处于供不应求状态。随着设备的填平补齐, 预计 2021 年将会达到预期产能,有较大的产出与销售量。同时公司宣布在海宁建设 规划新的化合物半导体射频芯片项目,产能 6 寸片 3 万片/月,分两期实施。

1.3.技术团队从业经验丰富,核心团队持股共享公司成长

研发占比不断提升,核心技术人员从业经验丰富。2017 年至 2020 年,公司研 发费用逐年提高,且研发费用占营业收入比例不断提高,2020 年该占比达到 7.47%。 2020 年,公司研发人员和技术人员达 409 名,占员工总数的 24.77%,其中享受国 务院特殊津贴 1 人,省“千人计划”1 人,硕士及以上学历 90 人,公司核心研发人 员均具备丰富的国内外半导体从业经历和研发经验。

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股权结构稳定,核心员工持股共享公司成长。公司实控人王敏文直接并通过泓祥 投资和泓万投资两个员工持股平台间接控制 28.69%的公司股权。宁波利时、国投高 新和上海金瑞达分别持有公司 6.82%、3.58%和 0.73%的股份。此外,公司团队骨干 和管理骨干均通过股权激励持有上市公司股份,股权结构稳定。

2. 半导体硅片:行业高景气,国产替代迎合时代需求

2.1.半导体硅片是半导体行业最核心的基础产品

半导体硅片作为生产制造各类半导体产品的载体,是半导体行业最核心的基础产品。

硅片是应用最广泛的基础材料。硅材料因其具有单方向导电特性、热敏特性、光 电特性、掺杂特性等优良性能,可以生长为大尺寸高纯度晶体,且储量丰富、价格低 廉,故而成为全球应用最广泛、最重要的半导体基础材料。目前全球半导体市场中, 90%以上的芯片和传感器都是基于硅材料制造而成。

电子级硅片要求纯度高,壁垒深厚。在自然界中,硅主要以二氧化硅和硅酸盐的 形式存在于矿物、岩石中。二氧化硅经过化学提纯,成为多晶硅。多晶硅根据其纯度 由低到高,一般可以分为冶金级、太阳能级和电子级。其中,电子级多晶硅的硅含量 最高,一般要求达到 99.9999999%至 99.999999999%(9-11 个 9),也是生产半导 体硅片的基础原料。

除硅元素外,半导体材料已发展了三代。目前,全球半导体材料已经发展到第三 代,包括以硅(Si)、锗(Ge)等为代表的第一代元素半导体材料,以砷化镓(GaAs)、 磷化铟(InP)等为代表的第二代化合物半导体材料,以及以碳化硅(SiC)、氮化镓 (GaN)等为代表的第三代宽禁带半导体材料。

半导体硅片可以按照尺寸、工艺等方式进行划分。按照尺寸划分,一般可分为 12 英寸(300mm)、8 英寸(200mm)、6 英寸(150mm)、5 英寸(125mm)、4 英 寸(100mm)等规格;按照工艺划分,一般可分为硅研磨片、硅抛光片、硅外延片 等,其中以硅抛光片和硅外延片为主。

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2.2.疫情不减半导体高景气,硅片行业景气度稳步提升

半导体行业高景气有望延续至 2022 年。2018 年,受益新兴的 AI 人工智能、物 联网崛起以及消费电子的回暖,半导体行业保持高景气度,2019 年行业到达周期性 底部后快速反弹,2020 年疫情推动云计算、家庭办公、在线教育等新需求快速增长, 服务器、笔记本、平板等叠加 5G 下新机换机潮,半导体高景气有望延续到 2022 年。

2021 年半导体市场规模增速将达 19.7%,达到 5,272亿美元。根据WSTS 统计, 2018 年全球半导体市场规模为 4,687.78 亿美元,同比增长 13.7%;在 2019 年回落 至与2017年相当水平,为4,123.07亿美元,同比下降12.0%。2020年同比增长6.8%, 达到 4,404 亿美元。至 2021 年,WSTS 预测全球半导体各细分领域规模将保持两位 数增长趋势,市场规模将达 5272 亿美元,同比增长 19.7%,且 2022 年预计仍将保 持 8.8%的增速。

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半导体硅片市场规模 2020 年为 112 亿美元,有望在半导体行业高增速下恢复增 长。据 SEMI 统计,全球半导体硅片市场规模在 2018 年增长至 113.8 亿美元,在 2019 年小幅回调到 112 亿美元,2020 年全球半导体硅片市场规模稳定为 112 亿美元。展 望 2021 年,半导体硅片行业市场规模有望在半导体行业的拉动下恢复增长。

出货面积受大尺寸硅片需求增长呈现稳步上升格局。从 2009 年起,12 英寸 (300mm)半导体硅片逐渐成为全球硅片市场的主流产品,预计到 2020 年将占市场 的 75%以上。12 寸硅片主要增量来自于存储器、逻辑电路等对制程与规模化需求非 常高的芯片类别。模拟芯片、传感器及功率器件等领域用 8 英寸硅片的成熟制程生产 成本仍低于 12 寸,因此 8 寸片出货量一直保持稳定增长。

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我国半导体硅片市场规模呈稳定上升趋势,但仍以中小尺寸为主。根据 IC Mtia 统计,2020 年中国半导体硅片市场需求为 201.8 亿元,市场规模逐年上升。尺寸分 布方面,由于国内 12 寸晶圆产能较少,仍处于发展阶段,相对应硅片需求以中小尺 寸为主。

国内设计公司向先进制程进军的趋势明显,同时伴随国内新产线的开启,未来 8/12 寸晶圆将成为主要需求尺寸。在国家政策与下游需求推动下国内设计公司数量 近年不断增长,并且向先进制程迭代以获得更突出的市场竞争力,未来根据 Omdia 预测,40-45nm 及更先进制程占比将超 50%。同时,伴随国内晶圆厂新产线的陆续 开出,如中芯国际、华虹、华润微等新 12 寸和 8 寸线的产能扩张,国内硅片需求将 向 8/12 寸转移。

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2.3.硅片进口占比高,国产替代空间广阔

目前半导体硅片由于行业壁垒较高,硅片领域主要依靠进口。市场前五大硅片 供应商德国 Siltronic、日本 Shin-Estu、日本 Sumco、韩国 SK Siltron 和中国台湾 Global Wafer 厂商所占据,2018 年前五大供应商占比达 93%,且主流产品的尺寸已经达到 12 英寸。我国半导体硅片行业起步较晚,目前国内能够实现半导体硅片批量生产的本土企业也仅有十余家,且绝大部分企业能够量产的最大产品尺寸不超过 8 英寸。

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国内小尺寸行业分散,大尺寸硅片亟需突破。中国大陆半导体硅片供应商主要生 产 6 英寸及以下硅片,行业结构较为分散,基本可以满足国内需求。伴随国内晶圆厂 的陆续开出以及国家推进半导体材料的国产化进程,大尺寸半导体硅片的国产化替代 加速,多家国内企业开始 8 英寸和 12 英寸硅片的生产。目前国内具备 8 英寸生产能 力的企业包括沪硅、金瑞泓、天津中环等,12 寸硅片仍大量进口,亟需国产替代。

3. 功率器件:清洁能源成为共识,功率器件需求快速提升

3.1.清洁能源的广泛应用为功率器件提供了新增量空间

“碳中和”成为全球共识,光伏与新能源产业深度受益。全球变暖问题日益凸 显下“碳中和”概念成为全球共识,以光伏、新能源车位代表的清洁能源领域在全球 受到大力推广。欧美中等多国都相继制定了政策推动清洁能源的快速发展,如中国发 布“力争于 2030 年前实现二氧化碳排放达到峰值、2060 年前实现碳中和”的目标。

功率器件下游光伏装机量与新能源车销量逐年上行。光伏方面,在全球主要经 济体碳中和政策支持下,未来全球光伏新增装机规模五年 CAGR 达 到 14.96%~19.88%。新能源车方面,随着特斯拉、蔚来等造车新势力与华为、小米等 互联网厂商的加入,消费者对新能源车认知不断提升,新能源车销量持续上行,未来 五年全球新能源车 CAGR 有望达到 38%,2025 年增长至 1,500 万辆。

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同时,新能源车用功率器件的单车价值量有望大幅提升。电动化趋势下,汽车 将新增大量与电池能源转换相关的功率半导体器件。据 strategic Analysis,传统 单台燃油车的半导体用量为 338 美元,新能源电动汽车的半导体用量将达 704 美元, 增幅达到 108%。其中,功率器件在单台车的半导体用量占比将从传统燃油车的 21% 提升至新能源电动车的 55%,即功率器件单车价值量有望从 71 美元提升至 387 美元,超过传统燃油车用量的 5 倍。

3.2.国内公司起步较晚,高端器件方面仍有较大差距

2021 年全球功率器件市场规模为 282 亿美金。根据 WSTS 数据,2020 年全球 功率器件市场规模约为 238 亿美元,2021 年预计将同比增长 18%达到 282 亿美元。

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高端功率器件仍由国外企业掌握。全球来看,美国和欧洲半导体功率器件行业目 前居于全球领先地位,随后是日本和中国台湾。相较于国际半导体功率器件行业, 我 国半导体功率器件行业起步较晚, 主要通过国外引进及国内企业自主创新,逐步提 升行业的国产化程度,满足日益增长的下游需求。在高端半导体分立器件芯片的设计 和制造方面,目前国内企业与全球领先水平仍存在差距。

4. 以成熟产品为支撑,拓展研发新业务打开盈利增长空间

公司以半导体硅片为核心,下游拓展功率器件与射频芯片业务。公司主要产品 包括 6、8、12 寸硅外延片、硅抛光片、硅研磨片,以及肖特基二极管芯片及成品、 MOSFET 芯片和砷化镓芯片。

4.1.硅片:技术领先,12 寸硅片已实现批量销售

浙江金瑞泓硅片业务布局较早,技术积累深厚。2004 年,公司 6 英寸半导体硅 抛光片和硅外延片就已开始批量生产并销售,成为国内较早进行 6 英寸硅片量产的企 业;2009 年,公司 8 英寸半导体硅外延片开始批量生产并销售,实现我国 8 英寸硅 片正片供应的突破。

公司半导体硅片产品主要是硅抛光片、硅外延片。所生产的半导体硅片产品广 泛应用于集成电路、半导体分立器件等领域。

浙江金瑞泓客户包括 ONSEMI、中国台湾汉磊等国际公司以及华润微电子、上海先 进、士兰微等国内知名企业。公司 2017-2020 年 1-3 月前五大客户均为国内知名晶圆制造企业。

12 寸硅片扩产项目稳步推进中。12 英寸硅片产业化项目由子公司金瑞泓微电子 承担。根据年报披露,公司 12 英寸硅片项目已通过数家客户的产品验证,已实现规 模化生产销售。目前项目正处于持续扩建过程中,计划将于 2021 年 12 月底前完成 月产 15 万片的产能建设。

4.2.功率器件:生产中高端肖特基二极管芯片,广泛用于光伏、新能源

拥有完成二极管芯片生产线,产品以中高端芯片为主。公司拥有完整的肖特基 二极管芯片生产线,产品以中高端肖特基二极管芯片为主,在生产技术、产品质量、 成本控制等方面具有较强竞争优势,长期以来公司一直是 ONSEMI 的合作伙伴。公 司的肖特基二极管芯片产品广泛应用于各类电源管理领域。

2013 年,公司成功引进日本三洋半导体 5 英寸 MOSFET 芯片生产线及工 艺技术;

2015 年,公司收购浙江金瑞泓后横跨半导体分立器件和半导体硅片两大细 分行业,成为国内颇具竞争力的半导体产业平台之一;

2016 年,公司顺利通过了国际一流汽车电子客户博世(Bosch)和大陆集 团(Continental)的体系认证,成为国内少数获得车载电源开关资格认证的 肖特基二极管芯片供应商;

2017 年,公司以委外加工模式将产品线拓展延伸至半导体分立器件成品, 从而实现对半导体分立器件生产流程的完整布局。

公司功率器件客户优质,且产品通过车规验证。公司功率器件客户包括 ONSEMI、虹扬科技等国内外知名企业,同时已顺利通过诸如博世(Bosch)、大陆集团 (Continental)等国际一流汽车电子客户的 VDA6.3 审核认证,成为国内少数获得车 载电源开关资格认证的肖特基二极管芯片供应商。未来伴随汽车电动化、智能化的发 展,功率半导体在车用半导体中的价值量将不断提升,将带动二极管需求上涨,公司 业务规模有望不断能提升。

定增项目对功率芯片技术改造,提升公司产品竞争力。公司目前生产的肖特基 功率二极管芯片主要以平面型为主,平面肖特基功率二极管由于其反向击穿电压较低, 导致应用范围受到了限制。沟槽肖特基功率二极管通过 MOS 效应可以较好地克服这 一缺点,提高器件的阻断能力。公司通过“年产 72 万片 6 英寸功率半导体芯片技术 改造项目” 能够大幅增加沟槽肖特基功率二极管芯片的生产能力,进一步优化公司 产品结构,提升产品竞争优势。

4.3.砷化镓芯片:下游需求旺盛,扩产进行时

砷化镓材料国外垄断,国内缺少大规模量产企业。砷化镓材料是继硅单晶之后第二代新型化合物半导体材料中最重要、用途最广泛的材料之一,是微电子和光电子的基础材料,具有电子饱和漂移速度高、耐高温、抗辐照等特点,主要应用于无线局域网、光纤系统、手机基站、微波毫米波及防卫等领域,市场前景广阔。目前,全球砷化镓芯片主要产能由国外少数几家大型砷化镓集成电路芯片设计制造公司垄断,国内至今尚不能实现大规模量产。

成立子公司立昂东芯专注第二、第三代半导体射频业务。立昂东芯是由海外技 术团队与立昂微合作成立的一家专门从事砷化镓、氮化镓微波射频集成电路芯片代工 服务的公司,致力于打造中国第一家具有相当大规模产能的 6 英寸砷化镓、氮化镓微 波射频芯片代工生产线,业务模式对标中国台湾稳懋半导体公司,主要产品为低噪声放大 器、功率放大器、射频开关和 VCSEL 四个方向。

立昂东芯第二代半导体射频集成电路芯片项目一期年产 3 万片生产线已于 2019 年上半年验收转固,目前客户群已经具备,技术已经突破,正处于产能和销量爬升的 阶段。根据公司年报,预计年内完成年产 7 万片的砷化镓射频芯片的产能建设。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库官网】。

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页面更新:2024-06-21

标签:硅片   芯片   外延   新能源   射频   产能   半导体   功率   器件   业务   国内   全球   行业   产品   平台   科技   公司

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