报告摘要：
　　碳化硅长晶炉龙头，下游3年10倍扩产带来高β。公司主营碳化硅长晶炉和半导体长晶炉设备，进入三安光电、比亚迪半导体、东尼电子、天岳先进、沪硅产业、立昂微、神工股份等下游龙头客户。碳化硅凭借其高性能、低损耗的优势，在新能源汽车、光储等领域渗透率快速提升。当前碳化硅衬底产能不足40万片，我们预计未来3年碳化硅衬底产能增量空间465万片，对应碳化硅长晶炉增量市场空间56亿元。
　　定制化优势扩大份额，规模效应助力利润率提升。当前衬底厂商良率参差不齐，从20-75%均有分布。衬底厂商为了提升良率降低成本，对温度、热场等DIY需求突出，与竞品采取的标品策略不同，公司积极响应下游客户定制化需求，客户订单快速突破，助力份额提升。2022年公司营收为2.2亿元，根据8月18日公司公告的股权激励方案，约定业绩考核目标为2023/2024/2025年的营收较2022年增长不低于80%/170%/270%，高业绩目标一方面彰显公司发展信心，另一方面随着收入的快速增长，规模效应释放，将有效摊薄研发支出、固定资产投资等固定成本，助力利润率提升。
　　半导体长晶炉设备技术领先，国产替代空间广阔。当前国内12英寸晶体生长设备有70%依赖进口，国产化率亟需提升。公司半导体级单晶硅炉完整覆盖主流12英寸、8英寸轻掺、重掺硅片制备，28nm以上制程工艺已实现批量化生产，能够满足不同技术规格半导体级硅片的生长及制造要求，随硅片市场发展，国产化率将持续提升。
　　纵向布局外延炉、切割设备，进一步打开成长空间。为进一步完善碳化硅生产设备布局，公司纵向延伸碳化硅外延生长和晶体加工设备，大力研发多线切割机设备和多片式CVD设备，目前进展顺利，研发成功后有望凭借现有的客户优势快速导入，提升在单一客户的价值量占比。我们测算2022-2025年国内碳化硅外延设备市场空间为64亿元，有望进一步打开公司成长空间。
　　盈利预测与估值：我们预计未来3年公司有望进入快速扩张期，2023/2024/2025年公司归母净利润为0.71/1.29/2.03亿元，同比增长104.25%/82.76%/57.08%，对应2022-2025年CAGR为80%，现价对应2025年PEG为0.41。取可比公司平均数给于PEG估值平均数0.48，对应目标市值为78亿，对应股价56.2元，首次覆盖，给予“买入”评级。
　　风险提示：下游需求不及预期、行业竞争加剧、技术路径变化

研究报告全文：TableInfo1TableDate晶升股份688478电子发布时间2023-09-11TableTitleTableInvest证券研究报告公司深度报告买入碳化硅大幅扩产份额提升规模效应促业绩高增首次覆盖报告摘要股票数据TableMarket20230911碳化硅长晶炉TableSummary龙头下游3年10倍扩产带来高公司主营碳化硅长6个月目标价元晶炉和半导体长晶炉设备进入三安光电比亚迪半导体东尼电子收盘价元4798天岳先进沪硅产业立昂微神工股份等下游龙头客户碳化硅凭借12个月股价区间元41185701其高性能低损耗的优势在新能源汽车光储等领域渗透率快速提升总市值百万元663881当前碳化硅衬底产能不足40万片我们预计未来3年碳化硅衬底产能总股本百万股138股百万股增量空间465万片对应碳化硅长晶炉增量市场空间56亿元A138B股H股百万股00定制化优势扩大份额规模效应助力利润率提升当前衬底厂商良率参日均成交量百万股2差不齐从20-75均有分布衬底厂商为了提升良率降低成本对温度热场等DIY需求突出与竞品采取的标品策略不同公司积极响应下游TablePicQuote历史收益率曲线客户定制化需求客户订单快速突破助力份额提升2022年公司营收为22亿元根据8月18日公司公告的股权激励方案约定业绩考核目晶升股份沪深300标为202320242025年的营收较2022年增长不低于8017027040高业绩目标一方面彰显公司发展信心另一方面随着收入的快速增长规模效应释放将有效摊薄研发支出固定资产投资等固定成本助力30利润率提升20半导体长晶炉设备技术领先国产替代空间广阔当前国内12英寸晶体10生长设备有依赖进口国产化率亟需提升公司半导体级单晶硅炉700完整覆盖主流12英寸8英寸轻掺重掺硅片制备28nm以上制程工-10艺已实现批量化生产能够满足不同技术规格半导体级硅片的生长及制2023420237造要求随硅片市场发展国产化率将持续提升纵向布局外延炉切割设备进一步打开成长空间为进一步完善碳化TableTrend涨跌幅1M3M12M硅生产设备布局公司纵向延伸碳化硅外延生长和晶体加工设备大力绝对收益11-6研发多线切割机设备和多片式CVD设备目前进展顺利研发成功后有相对收益14-4望凭借现有的客户优势快速导入提升在单一客户的价值量占比我们测算2022-2025年国内碳化硅外延设备市场空间为64亿元有望进一步相关报告TableReport打开公司成长空间英伟达业绩与指引大超预期持续看好AI算盈利预测与估值我们预计未来3年公司有望进入快速扩张期202320242025年公司归母净利润为071129203亿元同比增长力产业链1042582765708对应2022-2025年CAGR为80现价对应--202308282025年PEG为041取可比公司平均数给于PEG估值平均数048对华为盘古大模型30发布志在重塑千行应目标市值为78亿对应股价562元首次覆盖给予买入评级百业风险提示下游需求不及预期行业竞争加剧技术路径变化--20230711生成式AI驱动算力芯片腾飞TableFinance财务摘要百万元2021A2022A2023E2024E2025E营业收入1952224357331028--20230630-59341389960468404033TableAuthor归属母公司净利润473571129203-5765-26491042582765708证券分析师李玖每股收益元048033051093146执业证书编号S0550522030001市盈率00000094125150327817796350403lijiu1nesccn市净率000000412382342证券分析师王浩然净资产收益率17256914387421043执业证书编号S0550522030002股息收益率000000052000000021-20361133wanghrnesccn总股本百万股104104138138138请务必阅读正文后的声明及说明晶升股份公司深度TablePageTop目录1专注半导体级晶体生长设备碳化硅单晶炉业务加速成长411半导体长晶设备龙头碳化硅单晶炉深度绑定大客户412董事长李辉为实控人股权激励稳定核心人才613碳化硅单晶炉业务为核心驱动力公司业绩快速增长102市场空间广阔国产晶体生长设备紧缺1221半导体级单晶硅炉大尺寸硅片需求巨大设备亟需国产替代1222碳化硅单晶炉第三代半导体性能优越碳化硅单晶炉供不应求163技术先进定制化设备市场份额加速成长2231产品全面竞争优势明显技术先进紧追国际水平2232碳化硅晶体生长工艺复杂国产衬底良率水平较低2533定制化设备加速良率提高市场份额持续提升274长晶技术具备共通性品类扩张协同发展2741品类扩张顺利其他长晶设备业务收入已实现大幅增长2742横向布局外延炉切割设备进一步打开成长空间295募投项目持续推进产能研发同步提升306盈利预测与投资建议3161盈利预测3162投资建议337风险提示34图表目录图1晶升装备发展历程4图2公司主要产品4图32019-2023H1公司主要业务营收占比5图4公司股权结构图7图5公司2019-2023H1营业收入10图6公司2019-2023H1归母净利润10图7公司主要产品毛利率维持在较高区间11图8公司毛利率与净利率11图9公司各项期间费用率控制良好11图10公司研发费用呈上升趋势11图11全球不同尺寸半导体硅片出货面积占比12图12半导体制造主要环节13图13硅片制备流程14图14半导体级单晶硅炉长晶方式14图15SiC-MOSFET器件具备更低的导通损耗17图16SiC-MOSFET器件具有更小的开关损耗17图172021-2027年全球SiC功率器件市场规模18图18碳化硅在新能源汽车领域的应用18图19SiC器件在电动车中的应用18图20碳化硅器件上游成本占比构成19图21国外衬底厂商占据绝大多数份额19图22SiC产业链19图23SiC衬底尺寸发展趋势20请务必阅读正文后的声明及说明237晶升股份公司深度TablePageTop图248英寸晶圆上的裸片数量大幅提升20图25国际龙头企业衬底技术进展20图26国内硅片厂商长晶设备采购份额23图27国内碳化硅衬底厂商长晶设备采购份额23图28碳化硅衬底制造环节26图29碳化硅单晶炉长晶方式26图30SiC衬底生产过程中的TSD位错27图31SiC衬底生产过程中的TED位错27表1公司主营产品销售情况5表2公司主要产品的客户类别6表3晶升股份2023年激励对象获授的限制性股票分配情况8表4公司核心管理人员简介9表5公司核心技术人员简介9表6国内12英寸半导体硅片产能不完全统计13表7半导体级单晶硅炉技术难点15表8公司半导体级单晶硅炉市场空间测算截至2025年16表9单晶硅晶体生长设备供应商比较情况16表10第三代半导体电学性能大幅提升17表11国内主要碳化硅衬底厂商产能现状21表12中国新能源车碳化硅衬底需求量测算22表132025年碳化硅单晶炉市场空间测算22表14公司半导体单晶硅炉系列产品信息23表15半导体单晶硅炉技术指标对比24表16公司碳化硅单晶炉系列产品信息24表17公司产品下游量产应用情况25表18碳化硅单晶炉技术指标对比25表19晶体生长设备的关联性28表20公司其他主要晶体生长设备28表21核心技术情况29表22公司在研主要新产品研发项目情况30表23公司IPO募集资金投资项目计划31表24总部生产及研发中心建设项目实施进度安排31表25半导体晶体生长设备总装测试厂区建设项目实施进度安排31表26公司业务拆分33表27公司和可比公司盈利预测及估值情况34请务必阅读正文后的声明及说明337晶升股份公司深度TablePageTop1专注半导体级晶体生长设备碳化硅单晶炉业务加速成长11半导体长晶设备龙头碳化硅单晶炉深度绑定大客户公司成立于2012年主营业务是晶体生长装备的研发生产和销售早期业务以蓝宝石单晶炉为主2013年为吸引海外技术人员支持外籍技术员工的本地化研发工作公司在美国设立子公司LP新能源2014年公司启动12英寸半导体级硅单晶炉研发项目并于2016年研制成功2017年公司启动第三代化合物半导体碳化硅单晶炉的研发2018年正式交付客户2019年12英寸半导体级单晶硅炉碳化硅单晶炉开始批量销售同时开展氮化铝砷化镓等设备的研发2020年公司进行首轮外部融资改制更名为南京晶升装备股份有限公司2021年12英寸半导体级硅单晶炉首次获得海外客户订单同年公司引进多家知名投资机构2023年3月证监会同意公司科创板IPO注册挂牌上市公司凭借多应用领域产品技术开发经验已在晶体生长设备领域形成丰富产品序列可满足客户差异化定制化的晶体生长制造工艺需求逐步发展成为国内具有较强竞争力的半导体级晶体生长设备供应商图1晶升装备发展历程数据来源公司官网公司招股说明书东北证券公司主营产品为晶体生长装备系列产品可用于生产8-12英寸硅片6-8英寸碳化硅砷化镓等半导体材料主要产品分为四种即半导体级单晶硅炉碳化硅单晶炉蓝宝石单晶炉和其他晶体生长设备其中碳化硅单晶炉为公司自主研发的新兴产品图2公司主要产品半导体级单晶硅炉碳化硅单晶炉蓝宝石单晶炉其他晶体生长设备数据来源公司官网东北证券请务必阅读正文后的声明及说明437晶升股份公司深度TablePageTop碳化硅单晶炉销量快速上升2020年实现量产以来公司碳化硅单晶炉的销量快速上升2021年总计销售189台2022年上半年受疫情影响公司部分产品生产交付客户时间有所延迟导致当期销量较小公司预计2022年全年可实现220台至240台碳化硅单晶炉销售累计可实现480台至500台产品销售半导体级单晶硅炉技术要求较高单台价值较高公司12英寸产品单价区间约为1300万元-1700万元含税8英寸产品单价区间为1100万元-1500万元含税2022年上半年产品销售均价较低主要系销售产品均为8英寸表1公司主营产品销售情况2022年项目2021年度2020年度2019年度合计1-6月产量台431210销量台244-10半导体级单产品收入万晶硅炉213274491367604500-1309141元均价万元106637122842151125-126868产量台552286212357销量台70189702331碳化硅单晶产品收入万炉4179651243628501145160342178772元均价万元5971658715980176932数据来源公司招股说明书东北证券2023年上半年公司碳化硅单晶生长炉业务收入占比6090收入同比增长6664为公司第一大产品碳化硅是目前发展最成熟的第三代半导体材料在各类电源及服务器新能源汽车光伏逆变器等领域具有广泛的应用公司生产的碳化硅单晶炉产品良率高晶体生长周期短在设备运行的高稳定性高可靠性高一致性及高生产率等方面获得了客户的广泛认可图32019-2023H1公司主要业务营收占比100081932534376421901665109880252129597023904941564080605063314030638065866090204097101224699020192020202120222023H1碳化硅单晶炉其他晶体生长设备半导体级单晶硅炉蓝宝石单晶炉配套产品及技术服务其他业务数据来源Wind东北证券请务必阅读正文后的声明及说明537晶升股份公司深度TablePageTop公司已形成较强的客户认证壁垒半导体设备制造行业的下游客户通常对设备供应商有较为严格的认证过程故其对设备供应商的选择非常慎重同时由于设备供应商验证周期较长替代成本高设备产品一旦验证通过并实际进入生产线不会被轻易更换因此下游客户稳定性较高公司无论在大尺寸半导体级单晶炉还是碳化硅单晶炉方面都具有先发及客户认证的优势公司客户集中度较高201920202021年度和2022年1-6月公司前五大客户主营业务收入合计占比分别为972194229544和9769这是由于半导体行业下游具有资本和技术密集型特点产业下游的行业集中度相对较高同时行业国产化尚属于起步阶段国内同时具备资本投入规模及产品技术能力的材料制造厂商仍相对较少表2公司主要产品的客户类别设备类别主要客户代表业务发展合作情况公司与沪硅产业自2015年起一直保持稳沪硅产业是中国大陆规模最大的半导体硅片企定的合作关系2018年向其子公司上海沪硅产业业之一亦是中国大陆率先实现300mm12英寸新昇提供的12英寸半导体级单晶硅炉验上海新昇半导体硅片规模化销售的企业技术水平国内领收通过实现了12英寸半导体级单晶硅先炉的国产化半导体级立昂微控股子公司金瑞泓是中国规模较大的半单晶硅炉立昂微导体硅片企业主要产品包括150-200mm6英寸向公司采购半导体级单晶硅炉金瑞泓-8英寸半导体硅片12英寸硅片已通过数家客户的产品验证并实现批量化的生产和销售神工股份是国内领先的半导体级单晶硅材料供神工股份向公司采购半导体级单晶硅炉应商8英寸硅片产品已进入客户认证流程三安光电主要从事化合物半导体材料与器件的已实现三安光电的批量供应建立了稳研发与应用具有国内产销规模首位的化合物半定的合作关系公司占三安光电采购碳三安光电导体生产规模是化合物半导体集成电路产业链化硅单晶炉比例约80为三安光电碳化布局最为完善领先IDM企业硅单晶炉主要供应商东尼电子从2017开始储备研发碳化硅项目目东尼电子前已组建稳定的研发团队人员具备丰富的晶体向东尼电子批量供应碳化硅单晶炉碳化硅单生长实践经验晶炉浙江晶越主要从事碳化硅衬底材料的研发生产浙江晶越向浙江晶越批量供应碳化硅单晶炉和销售天岳先进主营业务是宽禁带半导体第三代半导天岳先进碳化硅单晶炉主要供应商为北体碳化硅衬底材料的研发生产和销售产品方华创公司已完成对天岳先进首台套天岳先进可应用于微波电子电力电子等领域半绝缘型产品销售及验证目前正持续推进批量碳化硅衬底市场占有率世界前三销售数据来源公司招股说明书东北证券12董事长李辉为实控人股权激励稳定核心人才公司实际控制人董事长总经理李辉合计控制公司2527股份李辉直接持股1588其控制的员工持股平台持股476海格科技为公司核心技术人员QINGYUEPAN潘清跃的控股公司持股463QINGYUEPAN潘清跃系李辉姐姐的配偶其控制的海格科技与李辉存在法定及事实上的一致行动关系据此李辉先生直接间接及通过一致行动安排合计控制了公司2527股份请务必阅读正文后的声明及说明637晶升股份公司深度TablePageTop图4公司股权结构图数据来源ifind东北证券为吸引和留住人才调动员工积极性公司实行股权激励机制盛源管理为公司骨干员工间接持有公司股份的持股平台持有公司476的股份持股员工14名主要包括公司核心领导人员技术骨干各部门经理等2023年8月公司发布2023年限制性股票激励计划草案涉及员工范围较广包括董事高管核心技术人员等共80人拟授予限制性股票总量为130万股占总股本的094公司层面业绩考核目标以22年营收为基数23-25年营收增长率不低于80170270营收高增长目标彰显公司成长信心公司股权激励的实施有利于稳定核心人员进一步增强公司的竞争力对公司未来的财务状况及经营成果有着积极的影响有利于促进公司的持续快速发展请务必阅读正文后的声明及说明737晶升股份公司深度TablePageTop表3晶升股份2023年激励对象获授的限制性股票分配情况占本激励计划授占本激励计划公获授的限制性股姓名国籍职务出权益数量的比告日股本总额比票数量万股例例一董事高级管理人员核心技术人员李辉中国董事长总经理7538005吴春生中国董事财务负责人董事会秘书5385004张小潞中国董事副总经理5385004QINGYUEPAN美国研发中心负责人2154001潘清跃张熠中国研发中心经理总经理助理2154001姜宏伟中国研发中心经理总经理助理2154001毛瑞川中国研发中心经理2154001秦英谡中国研发中心经理2154001小计8人27207702二其他激励对象董事会认为需要激励的其他人员72人7956115057首次授予合计80人10658192077三预留部分预留部分2351808017合计130100094数据来源公司公告东北证券公司核心高管及技术团队背景雄厚公司核心管理成员李辉吴春生张小潞等都曾就职于滚动轴承领域的国际龙头斯凯孚中国有限公司拥有丰富的机械设备领域管理及战略研究经验核心技术研发成员QINGYUEPAN潘清跃和DAVIDKENNETHLEES均出自美国SPX公司凯克斯单晶炉事业部KAYEX品牌在单晶生长领域具有独特的技术优势和40多年的成功经验是诸多半导体光伏硅片生产厂商的首选设备制造商请务必阅读正文后的声明及说明837晶升股份公司深度TablePageTop表4公司核心管理人员简介姓名职务背景曾任斯凯孚中国有限公司工程师区域经理大区经理和总经理1998-2010斯凯孚上海投资咨询有限公司董事2004-2010斯凯孚大连轴承与精密技李辉董事长总经理术产品有限公司董事20102010年10月至2012年1月就筹建晶升装备进行了相关准备工作2012年2月至今就职于公司现任公司董事长总经理曾就职于南京工业职业技术学院2000-2005历任斯凯孚中国有限公司工程董事财务负责人董事吴春生师经理新能源行业总监2005-20132013年6月至今就职于公司现任公司会秘书董事财务负责人董事会秘书曾任南京市粮油食品进出口公司业务员1995-1998斯凯孚中国有限公司销张小潞董事副总经理售总监1998-20122012年2月至今就职于公司现任公司董事副总经理市场部经理曾任江苏高科技投资集团有限公司副总裁2005-2009江苏瑞明创业投资管理有限公司董事长2009-至今上海瑞经达创业投资有限公司董事长2010-至今郭顺根董事南京瑞明博创业投资有限公司董事长2010-至今江苏瑞华创业投资管理有限公司执行董事总经理2014-至今2020年11月至今任公司董事数据来源公司招股说明书东北证券研发中心负责人QINGYUEPAN潘清跃在学界和业界都有丰富的研究经验潘清跃先生曾在美国伍斯特理工学院历任助理教授副教授教授后曾在美国SPX公司凯克斯单晶炉事业部担任研发部负责人潘清跃先生曾获陕西省科学技术一等奖国防科工委科技进步三等奖四等奖拥有已授权国内专利32项其中发明专利9项他带领公司技术团队成功研发了12英寸半导体级单晶硅炉及晶体生长工艺帮助公司实现了半导体级晶体生长设备产品领域的突破研发中心总工程师DAVIDKENNETHLEES曾在美国SPX公司凯克斯单晶炉事业部任职20年现在公司从事晶体生长设备控制技术与控制软件开发的工作表5公司核心技术人员简介姓名职务背景美国国籍博士研究生毕业于西北工业大学铸造专业主要研究领域包括晶体生长技术和设备的开发热场设计和晶体生长过程的模拟新材料的开发与应用金属铸造金属半固态成型等1997-1999年于美国伍斯特理工学院金属加工研究所从事博士后研究工作1999-2007年留校任教历任助理教授副教授教QINGYUEPA授2007-2011年就职于美国SPX公司凯克斯单晶炉事业部担任研发部负责N潘清研发中心负责人人2011-2013年于美国伍斯特理工学院任职跃2013-2020年任晶升装备子公司LP新能源技术总监2020年12月至今就职于晶升装备现任研发中心负责人带领公司技术团队成功研发了12英寸半导体级单晶硅炉及晶体生长工艺帮助公司实现了半导体级晶体生长设备产品领域的突破加拿大国籍硕士研究生毕业于加拿大滑铁卢大学电子工程专业主要研究领域为各种晶体生长设备的控制技术和控制软件开发本科毕业后就职于加拿大LittonSystemsCanada公司1993-2013年进入美国SPX公司凯克斯单晶炉事业DAVIDKENN研发中心总工程师部工作历任控制软件工程师控制部门经理等职位ETHLEES2013-2020年任晶升装备子公司LP新能源控制部门负责人2020年12月至今就职于晶升装备从事晶体生长设备控制技术与控制软件开发的工作现任研发中心总工程师请务必阅读正文后的声明及说明937晶升股份公司深度TablePageTop数据来源公司招股说明书东北证券13碳化硅单晶炉业务为核心驱动力公司业绩快速增长公司经营业绩近年来快速增长2019-2022年公司营业收入由023亿元增长至222亿元归母净利润由-011亿元增至035亿元2023年上半年公司进一步实现营业收入114亿元同比增长76实现归母净利润015亿元同比增长447公司收入和净利润大幅增长主要受益于2019年技术水平国内领先的12英寸半导体单炉碳化硅单晶炉实现了量产销售尤其是随着以碳化硅为代表的第三代半导体材料的兴起公司积极布局相关业务凭借多年的研发与积累成功开发碳化硅单晶炉产品2020年以来公司的碳化硅单晶炉逐渐获得更多优质客户的认可销量快速上升从而推动公司业绩增长图5公司2019-2023H1营业收入图6公司2019-2023H1归母净利润255000504004500402040030035003015300020200250102000101001500510000020192020202120222023H1050-01000020192020202120222023H1-020-100归母净利润亿元yoy营业总收入亿元yoy数据来源Wind东北证券数据来源Wind东北证券规模效应有望助力毛利率提升半导体级单晶硅炉具有技术壁垒高高度定制化结构复杂等特点盈利能力较强毛利率相对较高近两年出现下滑的原因系客户定制化需求部件采购价格变动不同类别产品技术附加值差异等2022年销售的半导体级单晶硅炉主要为8英寸产品产品技术附加值较12英寸产品相对较低毛利率相对较低20192021年随着碳化硅单晶炉批量生产后主要原材料批量化供应使得采购价格有所下降同时公司不断开拓新供应商议价能力进一步提升碳化硅单晶炉毛利率呈现上升趋势2022年碳化硅单晶炉毛利率回落主要系新型碳化硅单晶炉的定制化开发采购及生产成本相对较高同时考虑公司市场开拓及产品定价策略毛利率较批量产品相对较低所致2022年公司营收为22亿元根据8月18日公司公告的股权激励方案约定业绩考核目标为20232425年的营收较2022年增长不低于80170270高业绩目标一方面彰显公司发展信心另一方面随着收入的快速增长规模效应释放将有效摊薄研发支出固定资产投资等固定成本助力利润率提升请务必阅读正文后的声明及说明1037晶升股份公司深度TablePageTop图7公司主要产品毛利率维持在较高区间图8公司毛利率与净利率5285580504497463461422345406038744037044035223535353158297303020192020202120222023H125-4020192020202120222023H1净利率-80毛利率总毛利率碳化硅单晶生长炉半导体级单晶硅炉数据来源Wind东北证券数据来源Wind东北证券公司近3年期间费用率控制良好2020年随着公司经营步入正轨营业收入大幅提升总期间费用率降至2025公司销售费用率财务费用率始终维持在较低水平2022年以来受管理人员研发人员数量及薪酬增加以及与上市相关的中介服务费增加的影响公司管理费用率以及研发费用率上升公司研发费用整体呈上升趋势2019-2022年随着公司规模不断扩张公司持续引进研发人才加大研发投入2022年研发费用2076万元研发费用率为935持续投入的研发费用主要用于晶体生长设备的研发生产提高设备的技术先进性拓展技术应用领域致力成为国内半导体级晶体生长设备的领先者图9公司各项期间费用率控制良好图10公司研发费用呈上升趋势10149110025907677800207070600155040230727453020252038010302000510525-0200-1020192020202120222023H1000-1020192020202120222023H1销售费用率管理费用率研发费用率财务费用率合计研发费用亿元yoy数据来源Wind东北证券数据来源Wind东北证券请务必阅读正文后的声明及说明1137晶升股份公司深度TablePageTop2市场空间广阔国产晶体生长设备紧缺21半导体级单晶硅炉大尺寸硅片需求巨大设备亟需国产替代随着半导体行业的快速发展12英寸硅片逐渐成为主流产品在摩尔定律的影响下半导体硅片的直径不断增加以降低单位芯片的成本故半导体硅片正在不断向大尺寸的方向发展全球范围内得益于移动通信计算机等终端市场持续快速发展12英寸硅片出货面积自2000年以来市场份额逐步提高从9400万平方英寸扩大至2021年的9598亿平方英寸市场份额从169大幅提升至6847成为半导体硅片市场主流的产品图11全球不同尺寸半导体硅片出货面积占比数据来源SEMI公司招股说明书东北证券国内硅片市场发展空间巨大大尺寸硅片国产化需求亟待解决由于国内半导体硅片行业起步较晚国内硅片市场份额不足10国内12英寸硅片占国内总产能比重约为20相对较低而且其中70左右依赖进口近年来国家相关部委相继出台十三五先进制造技术领域科技创新专项规划等行业政策鼓励国内半导体级硅片及上游设备的国产化发展与此同时以美国为首的全球先进半导体国家开始对中国大陆扩大半导体制造能力实施技术限制包括限制供应制造半导体的技术或设备在此背景下国内半导体级晶体生长设备市场国产化率亟需提升目前国内各硅片厂商加速布局8英寸及12英寸大硅片项目拥有12英寸硅片生产能力的公司主要包括沪硅产业TCL中环中环股份立昂微奕斯伟和中欣晶圆等请务必阅读正文后的声明及说明1237晶升股份公司深度TablePageTop表6国内12英寸半导体硅片产能不完全统计企业年度产能业务发展及融资情况12019年首次公开发行股票并在科创板上市募投项目之一为集成电路制造用300mm硅片技术研发与产业化二期项目总投资额为2173亿元22021年向特定沪硅产业360万片年对象发行股票募集资金投资项目之一为集成电路制造用300mm高端硅片研发与先进制造项目总投资额为4604亿元2020年非公开发行股票募集资金投资项目之一为集成电路用8-12英寸半导体硅片之TCL中环204万片年生产线项目总投资额为5707亿元12020年首次公开发行股票并上市募投项目为年产120万片集成电路用8英寸硅片项目22021年非公开发行股票募集资金投资项目之一年产180万片集成电路立昂微180万片年用12英寸硅片32022年公开发行A股可转换公司债券募集资金投资者项目之一年产180万片12英寸半导体硅外延片项目2021年奕斯伟完成B轮融资融资金额超过30亿元人民币用于扩大硅片生产的奕斯伟60万片年产能2021年中欣晶圆顺利完成B轮融资融资金额33亿元人民币将用于12英寸硅片中欣晶圆120万片年第二个10万片产线建设数据来源各公司公告公司招股说明书东北证券注1年度产能均为12英寸硅片产能TCL中环与立昂微均为截至2021年末2奕斯伟数据为截至2020年末产能达产情况3中欣晶圆12英寸硅片产能为2021年9月产能数据公司生产的半导体级单晶硅炉主要应用于硅片制造的晶体生长环节也是芯片制备的起点晶体生长过程主要为将沙子矿石中的二氧化硅经过纯化制成纯度98以上的硅高纯度硅经过进一步提纯变为纯度达9N999999999至11N99999999999的超纯多晶硅超纯多晶硅在晶体生长设备中的石英坩埚内熔化放入籽晶确定晶向经过单晶生长制成具有特定电性功能的单晶硅锭再通过切片研磨抛光等硅片制造工艺得到硅片图12半导体制造主要环节数据来源公司招股说明书东北证券请务必阅读正文后的声明及说明1337晶升股份公司深度TablePageTop图13硅片制备流程数据来源公司招股说明书东北证券半导体级单晶硅炉长晶方式晶体制备方法主要包括直拉法CZ法和区熔法FZ法两类直拉法为国内外厂商采用的主流制备方法该方法是将高纯度的多晶硅在石英坩埚中进行高温熔化然后将单晶硅籽晶插入熔体中进行熔接通过转动籽晶和坩埚经过引晶缩颈放肩和收尾等步骤形成单晶硅棒优点生长速度快单炉产量高晶体直观可控设备技术方案成熟区熔法利用热能在多晶硅锭的一端产生熔区熔接单晶籽晶再通过调节温度使得熔区缓慢向上移动生长成晶向与籽晶相同的单晶硅棒具体工艺分为水平区熔法和立式悬浮区熔法优缺点不需要坩埚而是在气氛或真空炉中进行产品的纯度更高不易受氧碳等杂质影响因此区熔硅片常用做IGBT功率半导体器件的原材料主要缺点为熔体与晶体界面复杂成本较高且受制于生长方法制备大尺寸单晶硅棒难度较大图14半导体级单晶硅炉长晶方式直拉法区熔法数据来源公司招股说明书东北证券请务必阅读正文后的声明及说明1437晶升股份公司深度TablePageTop半导体级硅片制造对于晶体技术指标微缺陷水平金属含量氧含量等具有极高的精密控制要求晶体生长设备及生长工艺设计方案需完美实现与客户技术指标需求的对应及匹配由于晶体生长是一个复杂的多物理场强耦合系统生长原理涉及多学科交叉通常在高温高真空及工艺气氛状态中运行生长过程动态变化并时刻伴有复杂的物理作用及化学反应为有效控制晶体技术指标需对设备内的气流气压晶体生长工艺参数如籽晶及坩埚的转速及拉晶速度等热场温度梯度液面距设备设计的合理性真空密封性及传动机构等多重因素精密控制晶体生长技术壁垒较高表7半导体级单晶硅炉技术难点晶体技术指标含义影响机制及核心技术难点指标A直拉法硅单晶缺陷主要为各种形态的氧化物沉淀系晶体生长过程中氧LPD-NCOP亮点缺陷晶体原和晶体点缺陷冷却速度不同影响饱和度而聚集形成的氧沉积物生缺陷为衡量硅单晶微缺陷水平B晶体生长过程中为维持合适温度梯度对于导流筒至液面距离的精确硅单晶微的主要技术指标指标要求为大于测量控制有极高要求将直接影响晶体生长的内部微缺陷水平缺陷水平某特征尺寸mnm级的原生缺C提拉运动精度越高晶体生长的物理条件越稳定可靠对于稳定温度梯陷应小于特定数量度条件稳定拉晶过程中晶体的冷却速度等关键因素至关重要将直接影响晶体生长的内部微缺陷水平金属含量表示硅单晶中衡量金属A直拉法硅单晶金属杂质主要系晶体生长环境产生设备腔体内壁材料杂质的浓度晶体生长过程中引入热场材料在高温生长环境下可能析出金属元素反应气体在晶体生长过程的过量金属杂质会对半导体材料中可能因传输速度及炉压波动传质路径设计化学反应条件位置不可控金属含量及器件的性能产生危害甚至导致等因素产生相应的金属杂质器件失效因此金属含量要尽可能B通过特殊的腔体热场材料及表面处理设计优化气路结构设计可提的低升设备腔体及热场洁净度气路系统纯净度是影响金属含量的关键要素氧含量表示硅单晶中以嵌入式存A直拉法硅单晶氧含量及分布主要受硅熔体量热场结构晶体生长工艺在于硅晶格中的氧原子浓度硅单参数等因素影响氧含量晶中的氧含量分布及存在方式对B石墨加热器相对于熔体的位置石英坩埚底部的散热条件晶体生长工缺陷形成及晶体特性具有重要影艺参数与热场结构的匹配性均为氧含量控制的关键要素响数据来源公司招股说明书东北证券目前国内12英寸晶体生长设备主要依赖于进口海外设备供应商占比约70公司市场占有率约901-1563在国内厂商中处于领先地位随着硅片市场不断发展国产化率持续提升公司技术不断发展持续开拓下游客户预计市场占有率将逐步提升根据公司招股说明书数据截至2025年假设以预计市场空间的平均值9747亿元按照公司半导体级单晶硅炉现有国内市场占有率901-1563进行测算公司半导体级单晶硅炉市场空间预计将超过9亿元随着晶体生长设备国产化率逐步提升公司半导体级晶体生长设备业务市场空间较大未来可实现快速发展请务必阅读正文后的声明及说明1537晶升股份公司深度TablePageTop表8公司半导体级单晶硅炉市场空间测算截至2025年8英寸12英寸半导体硅片预计新增产能万片月182256单台设备产能万片月05-1新增设备台182-364256-512单价万元1100-15001300-1700市场空间亿元2002-5463328-8704全国总市场空间平均值亿元9747公司市场占有率901-1563公司预计营收亿元878-1523数据来源公司招股说明书东北证券表9单晶硅晶体生长设备供应商比较情况应用硅片同行业公司对应客户下游应用可应用制程工艺制备领域CISBSI图像传感器芯片通用处理器芯片存上海新昇12英寸28nm以上储芯片已实现量产晶升装备金瑞泓12英寸CIS芯片功率器件芯片已实现量产28nm以上指纹识别电源管理信号管理液晶驱动面神工股份8英寸90nm以上板驱动芯片送样认证阶段未实现量产8英寸及以下功率器件逻辑芯片存储芯TCL中环片模拟芯片图像处理芯片传感器微处理晶盛机电4-12英寸28nm以上中环股份芯片射频芯片等12英寸LogicCISPower等产品门类设计麦斯克电子材料指纹识别芯片影像传感器MCU电源管理芯013m-015m连城数控8英寸股份有限公司片液晶驱动IC传感器芯片影像传感器等018m-025mS-TECHCo存储芯片移动计算通讯芯片数字与模拟集成上海新昇12英寸14nm及以上Ltd电路等存储芯片高度集成微处理器电源管理芯片PVATePla德国世创等主要应用于计算机平板电脑智能手机14nm及以上5-12英寸AGSiltronicAG固态驱动器汽车辅助和控制系统可穿戴设14nm及以下备电信高压网络技术等领域数据来源公司招股说明书东北证券22碳化硅单晶炉第三代半导体性能优越碳化硅单晶炉供不应求第三代半导体材料是指以碳化硅氮化镓为代表的宽禁带半导体材料与硅基材料相比SiC禁带宽度是普通硅基的3倍说明SiC的价电子被束缚得比较紧不易发生跃迁因而具有击穿电场高热导率高电子饱和速率高抗辐射能力强等优势采用第三代半导体材料制备的半导体器件不仅能在更高的温度下稳定运行适用于高电压高频率场景此外还能以较少的电能消耗获得更高的运行能力请务必阅读正文后的声明及说明1637晶升股份公司深度TablePageTop表10第三代半导体电学性能大幅提升第一代第二代第三代解释材料SiGaAsSiCGaN禁带宽度长泄露电流减少低功禁带宽度eV11143334率损失高功率高电压环境击穿场强高击穿电场强度器件耐高压特性03042833MVcm强适用于高压环境电子漂移速率高电子漂移速率低导通电阻降112511E7cms低功率损耗高功率热导率热导率高耐高温特性强功率密15054913WcmK度提升散热要求低最高工作温度175350600800耐高温数据来源公司招股说明书东北证券与传统硅基衬底器件相比SiC-MOSFET器件的导通开关损耗更小通过对V-A曲线的比较碳化硅衬底器件的曲线形状更接近直线在中低压领域电流损耗显著低于传统的IGBT器件根据东芝半导体统计将拥有相同导通损耗的SiC-MOSFET器件与传统IGBT器件做对比SiC-MOSFET器件的的开启损耗相对减小19关断损耗大幅降低78因此整体损耗相对于IGBT器件减小41除此以外相同规格的碳化硅基MOSFET与硅基IGBT相比其尺寸可大幅减小至原来的110导通电阻可至少降低至原来的1100图15SiC-MOSFET器件具备更低的导通损耗图16SiC-MOSFET器件具有更小的开关损耗数据来源英飞凌东北证券数据来源东芝半导体东北证券SiC应用前景广泛预计年复合增长率34由于碳化硅具有禁带宽度大热导率高临界击穿场强高电子饱和漂移速率高等特点可以满足高温高压高频大功率等条件下的应用需求可广泛应用于新能源汽车光伏工控射频通信等领域随着相关行业快速发展根据Yole测算2021年全球碳化硅器件的市场规模为1090亿美元预计2027年将增长至6297亿美元年复合增长率达34请务必阅读正文后的声明及说明1737晶升股份公司深度TablePageTop图172021-2027年全球SiC功率器件市场规模数据来源Yole东北证券新能源汽车行业是碳化硅材料应用最广泛未来发展潜力巨大的新兴市场碳化硅功率器件已被应用在电动汽车的主逆变器OBCDC-DC等领域2018年特斯拉Model3的主逆变器率先采用了意法半导体生产的24个碳化硅MOSFET功率器件此后市场对SiC技术的关注度日益攀升目前主流车厂已将SiC-SBD及SiC-MOSFET器件普遍应用于OBCSiC-MOSFET则主要用于DC-DC及逆变器等领域据Wolfspeed测算将纯电动汽车逆变器中的功率组件改成SiC时可提升车辆5-10的续航而动力电池每度电的成本为1000元假设以每电池100度电为计电池价格可高达10万元因此采用SiC方案可节省3000-5000元的动力电池成本此外碳化硅器件还可应用于新能源汽车充电桩能减小充电桩体积提高充电速度图18碳化硅在新能源汽车领域的应用图19SiC器件在电动车中的应用数据来源英飞凌东北证券数据来源罗姆半导体东北证券衬底是碳化硅器件中价值量最高的部分国外厂商占据绝大多数份额由于SiC衬底制备流程复杂工艺难度大生长条件苛刻使得良率较低仅为30-50左右请务必阅读正文后的声明及说明1837晶升股份公司深度TablePageTop导致成本居高不下碳化硅器件成本构成中衬底和外延占比合计达到约70价格是硅基衬底的4-5倍其中衬底占据约47是碳化硅产业链中价值量最高的环节全球碳化硅衬底市场高度集中主要以美国科锐公司美国-和德国SiCrystal三家企业为主合计占据全球约90的市场份额国内碳化硅衬底厂商产出规模占全球市场份额不足10图20碳化硅器件上游成本占比构成图21国外衬底厂商占据绝大多数份额数据来源CISA东北证券数据来源Yole东北证券碳化硅衬底可分为导电型衬底及半绝缘型衬底衬底电学性能决定了下游芯片功能与性能的优劣为使材料能满足不同芯片的功能要求需要制备电学性能不同的碳化硅衬底按照电学性能的不同碳化硅衬底可分为两类一类是具有高电阻率电阻率105cm的半绝缘型碳化硅衬底另一类是低电阻率电阻率区间为1530mcm的导电型碳化硅衬底半绝缘型碳化硅衬底可制得碳化硅基氮化镓外延片用于氮化镓射频器件应用于5G通信卫星雷达等国防军工领域导电型碳化硅衬底可制得碳化硅外延片用于碳化硅功率器件广泛应用于中高压领域如新能源汽车工控光伏风电等图22SiC产业链数据来源公司招股说明书东北证券大尺寸SiC衬底能够显著降低成本是未来重要发展方向更大的晶圆尺寸意味着单片晶圆所能够制造的芯片数量更多晶圆边缘的浪费减少单芯片成本降低Wolfspeed的报告显示以32mm2面积的裸片芯片为例8英寸晶圆上的裸片数量相比6英寸增加近90同时边缘裸片数量占比从14降低至7也就是说8英寸晶圆利用率相比6英寸提升了7因此晶圆往大尺寸发展是需求增长下的必然趋势请务必阅读正文后的声明及说明1937晶升股份公司深度TablePageTop图23SiC衬底尺寸发展趋势图248英寸晶圆上的裸片数量大幅提升数据来源CASA东北证券数据来源WolfspeedInvestorDay2021东北证券目前国际SiC商业化衬底以6英寸为主逐步向8英寸过渡行业领先者WolfspeedII-VISTOnsemiSoitecROHM等已成功研发8英寸产品国际龙头企业已陆续开始投资建设8英寸SiC晶片生产线国内SiC商业化衬底以4英寸为主逐步向6英寸过渡国内企业起步较晚研发进度稍慢但也完成了6英寸衬底的布局天科合达于2020年启动8英寸的研发国内厂商与国外差距不断缩小图25国际龙头企业衬底技术进展数据来源Yole东北证券国内碳化硅衬底厂商不断规划新增产能未来产能将实现10倍增长由于国内半导体技术发展和产业链配套相对落后碳化硅衬底制备水平及应用领域处于初期阶段因此与国外龙头企业相比国内厂商技术水平存在差距但随着国内下游行业的快速发展市场规模持续扩大衬底需求量将会有较大提升目前国内碳化硅厂商已积极投入新增产能建设根据晶升股份招股说明书数据国内碳化硅衬底现有产能约为258万片年40万片年按照国内碳化硅厂商已规划新增产能情况未来2-5年国内碳化硅衬底产能有望达到400万片年420万片年预计较现有产能实现约10倍以上的新增产能增长请务必阅读正文后的声明及说明2037