神工股份研究报告：单晶硅材料更上一台阶，新业务打开成长空间

（报告出品方/作者：中信建投证券，刘双锋、孙芳芳）

一、刻蚀用单晶硅龙头企业，受益半导体设备高景气周期

1.1 专注刻蚀用单晶硅材料，技术领先实力雄厚

1.1.1 公司基本情况概述

国内领先的集成电路刻蚀用单晶硅材料供应商，具备较强竞争力。神工半导体（ThinkonSemi）于 2013 年 7 月在中国辽宁省锦州市创立，并于 2020 年 2 月在上交所科创板上市，为国内极少数能够实现大尺寸、高纯度 集成电路刻蚀用单晶硅材料稳定量产的企业之一。公司创始人潘连胜博士与核心团队拥有丰富的技术经验积累， 公司成立后发展迅速，产能规模和技术水平均已处于全球领先水平。神工股份在刻蚀用单晶硅材料行业全球市 占率领先，市场占有率达到 15%以上，具备较强的竞争力。

神工股份共有 4 家全资子公司和 1 家参股公司。公司拥有中晶芯、福建精工、日本神工、上海泓芯 4 家全 资子公司；投资辽宁天工 1 家参股公司，持有其 8%的股权。中晶芯、福建精工、日本神工、辽宁天工主营业 务均与半导体级硅材料的生产、研发、销售， 技术及原材料采购支持有关，上海泓芯主要为公司销售提供支 持。公司的主要股东包括更多亮照明、矽康半导体科技以及北京航天科工创投基金，其中，截止 2022 年 2 月 28 日，北京航天科工创投基金股权减持至 6.21%。

1.1.2 单晶硅产业链布局

公司主营业务为集成电路刻蚀用单晶硅材料的研发、生产和销售。半导体级单晶硅材料主要分为晶圆用 单晶硅材料与刻蚀用单晶硅材料两类，公司生产的大尺寸高纯度集成电路刻蚀用单晶硅材料，尺寸范围覆盖 14 到 19 英寸，其中 14 英寸以上产品占比超过 90%。大尺寸单晶硅的主要形态包括硅棒、硅筒、硅环和硅盘。 刻蚀用单晶硅材料主要用于加工制成刻蚀设备上的硅电极，由于硅电极在硅片氧化膜刻蚀等加工工艺过程中会 被腐蚀并逐渐变薄，当硅电极厚度减少到一定程度后，需替换新的硅电极，因此硅电极是晶圆制造刻蚀工艺的 核心耗材。

刻蚀用单晶硅材料行业的主要参与者多为硅电极制造商，主要包括三菱材料、CoorsTek、SK 化学、Hana、 Silfex、WDX、有研半导体等。部分企业同时具备单晶硅材料制造能力和单晶硅材料加工能力，其他硅电极制 造企业不具备单晶硅材料制造能力或制造能力较弱，需要从公司等专业制造企业采购单晶硅材料进行后道加工。 CoorsTek、SK 化学等企业为硅电极制造企业，同时具备单晶硅材料制造能力和单晶硅材料加工能力；公司及 有研半导体为专业集成电路刻蚀用单晶硅材料制造企业。

公司上游原材料主要为高纯度多晶硅、高纯度石英坩埚和石墨件等，三大主要上游原材料成本共占公司原 材料采购总金额的 94.29%，分别占原材料总成本的 55.71%、29.73%、8.85%。公司高纯度多晶硅和高纯度石 英坩埚的采购渠道较为单一，主要依赖瓦克化学、SUMCO JSQ 等主要供应商。满足高质量集成电路刻蚀用单 晶硅材料制造的高纯度多晶硅和高纯度石英坩埚的市场供给较为集中，且占公司生产成本的比重较高，价格波 动对公司所在行业的利润水平影响相对较大。石墨件等其他原材料主要由国内供应商供应，可选范围较广，价 格波动对公司所在行业的利润水平影响较小。

产品主要出口日本、韩国和美国，形成一定品牌优势。公司生产的集成电路刻蚀用单晶硅材料纯度为 10 到 11 个 9，产品质量达到国际先进水平，可满足 7nm 及以下先进制程芯片制造刻蚀环节对硅材料的工艺要求。 经过多年的发展，公司在集成电路刻蚀用单晶硅材料领域已建立起完整的研发、生产和销售体系，公司产品主 要销往日本、韩国等国家和地区。公司主要客户包括三菱材料、SK 化学、CoorsTek、Hana 等。公司销售模式 主要为直销，除部分下游公司有指定代理商外，公司均直接向下游客户销售产品。凭借先进的生产制造技术、 高效的产品供应体系以及良好的综合管理能力，公司与客户建立了长期稳定的合作关系。目前，公司已成功进 入国际先进半导体材料产业链体系，形成了一定的品牌优势。

1.2 半导体设备行业高度景气，单晶硅营收利润高速增长

1.2.1 刻蚀用单晶硅材料需求与半导体行业景气度密切相关

全球经济增速放缓，半导体行业尤其是半导体设备行业逆势上涨。2020 年在全球贸易争端不断、世界经 济增长放缓、疫情影响持续蔓延的情况下，总体经济情况呈下行趋势，但半导体行业仍保持高增长。特别是全 球半导体投资（Capex）增长 7.6%，其中全球晶圆厂设备增加 13.9%，领跑整个高科技产业。2021 年全球经济 逐渐恢复增长，半导体行业增速依然显著。半导体行业协会（SIA）表示，2021 年全球半导体行业的销售额总 计 5559 亿美元，创历史新高，较 2020 年的总销售额 4404 亿美元增长 26.2%；全球半导体投资增长 34%，达 到创纪录的 1520 亿美元。

全球半导体设备销售创历史新高，晶圆厂设备占比最大。据 SEMI 统计，2021 年全球半导体制造设备总销 售额将达到 1030 亿美元的新高，较 2020 年 710 亿美元增长了 44.7%。预计 2022 年，全球半导体制造设备市场 总额将增至 1140 亿美元，并保持增长势头。前端（晶圆厂）和后端（组装/封装和测试）半导体制造领域都在 为这一增长做出贡献。预计包括晶圆加工、晶圆厂设施和掩模、网线设备在内的晶圆厂设备领域， 2021 年将 增长 43.8%，创行业新纪录达 880 亿美元；2022 年将增长 12.4%，达到 990 亿美元；2023 年将小幅下降 0.5%， 至 984 亿美元。

资本支出大幅增加，四大晶圆厂 21Q3 和 21Q4 资本支出快速上升。全球晶圆制造资本开支近几年维持在 350 亿美元以上高位，约占半导体资本开支的 50%。晶圆代工厂商台积电、联电、中芯国际、华虹资本开支大 幅增加，其中台积电资本支出从 2019 年的 149 亿美元提高到 2021 年的 300 亿美元，相应收入从 2019 年的 346 亿美元增加到 2021 年的 568 亿美元。公司预计今年资本开支在 400 亿美元～440 亿美元之间，继续保持高 速增长，同时今年下半年量产 3nm 工艺，并在 2023 年量产 3nmN3E 工艺。

到 2026 年，使用 300mm 晶圆的半导体晶圆厂数量预计将超过 200 个。疫情持续加速社会的数字化转型， 包括 5G、IoT、物联网的加速发展，数字货币及区块链技术关注度提升，智能汽车进入发展快车道等全面带动 半导体需求提升。300mm 晶圆厂数量持续增长，增速稳定，根据 Knometa Research 数据，截至 2021 年底，有 153 家半导体晶圆厂加工 300mm 晶圆用于制造 IC，包括 CMOS 图像传感器和功率分立器件等非 IC 产品，预 计 2026 年达到 203 家。

伴随着全球资本开支增加，半导体刻蚀设备周期向上。目前全球范围内刻蚀设备的市场集中度相对较高， 全球前三大刻蚀设备供应商包括泛林集团、东电电子和应用材料，市场份额合计占比超过 90%。随着景气度提 高及全球资本开资增加，三大半导体刻蚀设备厂商单季度营收从 2019Q4 全面触底反弹。2020-2021 年，全球 主要刻蚀设备供应商业务规模快速增长，新增刻蚀设备不断投入使用，刻蚀用单晶硅材料需求随之增长。从季 度来看，三大半导体刻蚀设备供应商持续九个季度营收势头强劲，并且在 2021Q4 依然保持高增长，其中东电 电子同比增长 55.63%，应用材料同比增长 30.61%，泛林半导体同比增长 22.31%。我们认为后续随着全球新的 晶圆厂建设，半导体设备行业依然保持快速增长的高景气度。

1.2.2 规模效应带来更优盈利能力

借力行业景气度，营收利润高速增长。2016-2018 年全球半导体集成电路行业呈现高景气度，下游电子终 端市场的高速发展，拉动了半导体级单晶硅材料行业的市场需求。受益于行业的高景气，以及公司产品竞争力 的提升和生产规模的扩大，公司营业收入三年复合增长率为 153%；净利润三年复合增长率为 216%。2019 年， 由于国际政治局势变化和中美贸易冲突，以及全球半导体市场需求的下降，公司营收和利润均出现下滑，营业 收入和净利润分别下跌 33.25%和 27.80%。2020 年，随着半导体行业经济的复苏，公司营收和利润均出现回升， 2021 年，公司营收和利润呈现大幅增长。公司 2021 年全年实现营业收入高达 4.74 亿元，同比增长 146.76%； 净利润 2.20 亿元，同比增长 119.63%。

产品结构继续优化升级， 16 英寸及以上产品收入占比进一步提升。2018 年以来，公司的毛利率稳定在 60% 以上的高水平。公司在加大新产品研发投入的同时，合理控制管理与销售费用，净利率稳健增长。2021 年公 司大直径硅材料产品销售总额中，制造难度较大的 16 英寸 以上产品占比达 26.32%，该产品的营业收入较 2020 年增长 175.72%。16 英寸及以上产品毛利率为 75.82%，对公司整体净利润增长有较大贡献。

硅零部件和大尺寸硅片拓展加快，逐步减少对大直径单晶硅业务依赖。神工股份专注刻蚀用大直径单晶硅 的研发、生产与销售，2021 年该产品的收入占公司总营收的约 96%。在主营构成方面，16 英寸以上单晶硅产 品收入占比逐年提高，预计将在 2024 年超过 16 英寸以下的单晶硅产品。2021 年以来，公司开始拓展硅零部件 和大尺寸硅片业务进展加快，硅零部件与硅片业务成熟后产能放量，将逐步减少对大直径单晶硅依赖，但大直 径单晶硅业务在未来几年仍将担任公司营收的主力军角色。

1.3 持续扩产和采取股权激励计划，助力长期发展战略

成功进入国际先进半导体材料产业链体系，在单晶硅领域形成了全球化优势。经过多年的技术积累，公司 突破并优化了多项关键技术，构建了较高的技术壁垒，公司所拥有的无磁场大直径单晶硅制造技术、固液共存 界面控制技术、热场尺寸优化工艺等技术已处于国际先进水平。为抓住硅片大尺寸趋势的机遇，晶体生长技术 是公司未来研发的重点方向。公司能够在不借助强磁场的条件下，在既有规格的单晶生长设备上生产出更大尺 寸的单晶硅，在维持较高良品率的同时有效降低了单位生产成本。目前公司生产的刻蚀用大直径单晶硅已满足 先进制程芯片刻蚀环节的生产制造需求，并可在此基础上定制产品以适应全球市场上刻蚀设备型号的差异。与 此同时，公司在硅材料加工技术、半导体单晶硅材料生长技术等领域积累了丰富经验，为新业务板块的开展提 供保障。凭借较高的产品良品率和参数一致性水平、持续稳定的产品供应能力，公司已通过众多国际领先客户 的认证，在半导体级单晶硅材料领域树立了良好的口碑。

积极拓展各方优势，有望打破市场垄断。公司专注于刻蚀用单晶硅材料的研发、生产与销售，突破并优化 了多项关键技术，有效降低了单位生产成本。目前公司已经建立符合国际标准的质量控制和品质保证体系，在 产品性能、良品率方面颇具竞争力。除了技术壁垒，神工股份同时具备客户优势、销售服务优势与细分行业领 先优势，在这些竞争优势加持下，公司的细分市场影响力不断增强。

扩产计划助力，市场占有率迅速攀升。自 2013 年成立以来，公司大直径单晶硅材料不断扩产，产能规模 于 2018 年达到世界领先水平，近年来公司的产能扩张远高于行业增长。为配合半导体大行业的景气周期，公 司每年都会制定相应的扩产计划，对产线上的设备进行升级改造，并对产品结构作出调整和优化。公司单晶生 长设备通常来自国内领先的供应商，因此扩产周期较短，5-6 个月就能够释放产能。未来公司有望通过晶圆尺 寸的增大以及品类的扩张持续提升自身的盈利能力。

股权激励计划提供有力人才保障，助力公司长期发展战略。公司于 2022 年 3 月发布限制性股票激励计划， 本激励计划涉及的首次授予激励对象共计 72 人，涉及公司董事、核心技术人员、高级管理人员等，约占员工 总人数的 34.45%。其中提及的业绩考核目标，以 2021 年营收或净利润为基数，2022/2023/2024 年实现营收或 净利润增长率不低于 30%/69%/120%，CAGR 接近 30%。股权激励的业绩考核目标能够对公司后续的经营提供 较为积极的指引。

持续加大研发投入，立足技术门槛。公司拥有专业的研发团队，核心技术人员具有多年的超大直径硅晶体、 轻掺低缺陷硅片、硅片精密加工的一线研发和生产经验。基于材料行业的特点，研发团队从公司创立开始即和 生产团队紧密配合。为了提高产品良品率和参数一致性水平，公司加大研发力度，不断引入人才，技术攻关， 优化包括晶体尺寸、缺陷密度、元素含量、元素分布均匀性等产品指标，以满足全球范围内不断增长的单晶硅 材料需求。2021 年公司研发投入 3497.11 万元，较去年增长 95.36%；研发人员达 75 人，增长 74.42%。

二、国产半导体零部件发展迅速，有望降低进口依赖性

2.1 八大核心子系统，奠定半导体全产业链的基石

半导体设备可分为八大类核心子系统。根据半导体行业调查公司 VLSI 公布的数据，半导体核心子系统包 括气液流量控制系统、真空系统、制程诊断系统、光学系统、电源及气体反应系统、热管理系统、晶圆传送系 统、其他集成系统及关键组件。每个核心子系统亦由数量庞大、形式多样的具体零部件构成。半导体零部件包 括设备核心部件和厂务辅助设备。设备核心部件包括工艺腔室、传输腔室、静电卡盘、阀门、规、真空泵、工 件台、物镜系统、激光源等，辅助设备包括温控装臵、干泵、尾气处理装臵和真空隔离阀等。

核心零部件是半导体产业链的基石。半导体核心零部件尽管只有大约 300 亿美元的市场规模，却组建了半 导体设备的核心子系统，能够决定半导体产品的成本与性能。半导体设备零部件具有高精密、高洁净、耐腐蚀 能力、耐击穿电压等特性，生产工艺涉及精密机械制造、工程材料、表面处理特种工艺、电子电机整合及工程 设计等多个领域和学科，半导体设备的升级迭代很大程度上有赖于零部件的技术突破。因此，核心零部件不仅 是半导体设备制造中难度较大、技术含量较高的环节之一，也是国内半导体设备企业“卡脖子”的环节之一，它 支撑着半导体设备行业，进而支撑半导体芯片制造和整个现代电子信息产业。

半导体设备销量推动半导体零部件市场规模增长。伴随着全球半导体设备需求的不断提高，先进封装的光 刻、沉积、刻蚀等设备的市场规模预计将在 2022 年实现两位数的增长。而下游刻蚀设备出货量的持续上升， 也将会直接带动原厂硅电极零部件的市场规模增长。据 VLSI 统计的数据显示，2021 年第四季度，半导体应用 的核心子系统销售额增长 4%，达到创纪录的 50 亿美元。这是自 COVID-19 出现以来，半导体零部件销售额首 次实现连续 6 个季度的增长。预计 2022 年四个季度的销售将相对平稳，年销售增长约 4%，收入为 180 亿美元。

细分中国零部件市场: 射频电源、真空泵、吸盘、喷淋头等占比高。据芯谋研究，中国晶圆制造厂商采购 的设备零部件主要有: 石英（Quartz）、射频发生器（RF Generator）、各种泵（Pump）等，占零部件采购金额的 比重依次是 11%、10%、10%; 阀门（Valve）、静电吸盘（e-Chuck）、反应腔喷淋头（Shower Head）、边缘环 （Edge Ring）等零部件的采购占比依次是 9%、9%、8%、6%; 真空规、MFC、陶瓷部件、O-Ring 等零部件的 采购占比依次是 3%、2%、2%、1%。（报告来源：未来智库）

2.2 日美垄断零部件市场，行业集中度高

从市场竞争格局来看，半导体零部件供应商主要被美国、日本垄断。据 IC World 2020 公开的 20 类半导体 核心零部件产品的 44 家主要供应商中，存在 20 家美国供应商（近 45%）、16 家日本供应商（近 36%）、2 家德 国供应商、2 家瑞士供应商、2 家韩国供应商、1 家英国供应商，均为境外供应商，且以美国和日本为主。根据 全球主要半导体零部件企业（不含光刻机零部件）的半导体收入进行统计，美国半导体零部件企业的合计收入 占比 44%；日本半导体零部件企业的合计收入占比 33%；英国、瑞士等欧洲地区占比 21%；新加坡、韩国等 半导体零部件企业的合计收入占比 2%。

据各家半导体设备企业的前五大供应商统计，半导体真空设备的零部件较大程度依赖于美国的万机仪器 （MKS）、超科林（UCT）、Ichor、Edwards，以及日本的 RORZE CORPORATION、Ferrotec 等。

（1）万机仪器（MKS）：成立于 1961 年，总部位于美国马萨诸塞州。MKS 是一家仪器、系统、子系统和 过程控制解决方案的全球供应商，可测量、监控、传送、分析、供电和控制先进制造过程的关键参数。该公司 通过真空与分析（V&A）、光与运动（L&M）和设备与解决方案（E&S）三个部门运营。V&A 部门提供一系 列仪器、组件和子系统，这些产品的核心竞争力源自其在压力测量和控制、流量测量和控制、气体成分分析、 电子控制技术、发电和输送以及真空技术等方面技术突破。L&M 部门提供一系列仪器、组件和子系统，这些 产品的核心竞争力源自公司在激光、光子学、光学、精密运动控制和振动控制方面技术积累。E&S 部门提供一 系列产品，包括用于印刷电路板（PCB）制造的基于激光的系统。

MKS 是制造半导体核心子系统和零部件的领导者，也是晶圆制造设备生态系统中应用最广泛的核心子系 统提供商。据公司内部统计，其半导体核心零部件的生产为超过 85%的晶圆设备战胜技术难点，运用其强大 的技术壁垒解决了客户最具挑战性的痛点。半导体行业的需求拉动晶圆制造设备支出提高，机械和激光制造工 艺不断完善，与此同时 5G 和物联网应用不断成熟，在这样的时代背景下，公司近年来营业收入呈现稳定上升 的趋势。从 2000 年到 2020 年，MKS 的晶圆制造设备份额增长超过 150%。2021 年 MKS 的总收入为 29 亿美元， 其中半导体市场收入 18 亿美元，占总营收的 62%。预计 2022 年的总收入会继续增长 24%。此外，2021 年 MKS 中国地区的销售额占比达到 12%，销售规模达到 3.55 亿美元。

（2）超科林半导体（UCT）：成立于 1991 年，总部位于美国加州，是一家国际领先的半导体核心子系统、 零部件的开发商和供应商，同时也提供高纯度清洗和分析服务。在产品部门（SPS），UCT 为客户提供主要组 件的综合外包解决方案，提高从设计到交付全周期的效率，改善可制造性设计、原型设计、先进的流程控制解 决方案和高精度制造。在服务（SSB）部门，UCT 提供工具室零件清洗和涂层，以及微污染分析服务。2012 年 7 月,该公司合并了先进集成技术公司（AIT）。在过去的三年里，UCT 的收入和利润增长强劲。随着规模的扩 大，公司产品业务的利润率有了实质性的改善。UCT2021 年总收入 21 亿美元，其中半导体产品贡献 18 亿美元， 占比 86%。公司总毛利率为 20.5%，营业利润率为 8.8%，净利润为 1.19 亿美元。此外，2021 年 UCT 中国地区 的销售额占比达到 5%，销售规模达到 1 亿美元。

UCT 的发展战略是在快速发展的半导体市场上继续扩大核心子系统和服务的数量与类型。整个半导体生 产流程中，UCT 在多个环节都发挥着重要作用，并供应了大部分主流设备的零部件，包括 CMP 设备、光刻机、 刻蚀机、清洗设备、离子注入机等。为了提高半导体核心子系统的性能和功能，UCT 不断对零部件进行开发和 升级。同时公司也致力于走在技术前沿，并与客户建立紧密联系，重点关注客户对关键子系统的工艺应用需求， 以识别和预测下一代设备的变化和趋势。

2.3 延伸硅零部件业务，推进半导体零部件国产化进程

硅零部件的市场规模远大于单晶硅材料市场。全球刻蚀用硅电极市场规模在 15 亿美元，是单晶硅材料市 场的 3 倍以上，其附加值主要在于硅电极的加工。刻蚀用单晶硅部件主要包括上电极、下电极和外套环等零部 件。上电极为负极，由硅棒、硅盘经过切片、研磨、腐蚀、打微孔、形状加工、抛光、清洗等一系列精密加工 制成，而下电极为正极，由硅筒、硅环加工而来。上电极表面还有大量微小的孔洞，方便刻蚀气体进入腔体内， 而外套环用于保障刻蚀机腔体的密封性和纯净度。

利用单晶硅领域优势，拓展硅零部件新市场。公司于 2020 年持续优化产品结构，新增了硅零部件产品。 由于产品处于起步阶段，总体毛利率提升放缓。作为国内硅零部件起步早、覆盖度广的半导体公司，神工股份 在 2021-2023 年将在硅电极领域将实现快速增长。硅零部件是单晶硅材料主要的应用产品，从半导体级单晶硅 材料的下游应用来看，神工股份的主要产品集中在刻蚀材料领域，单晶硅材料需要被加工成用于刻蚀机电极的 硅零部件，并销售给刻蚀机制造厂商（如海外 TEL，国内的北方华创和中微公司等）。目前，公司硅电极销售 以国内 IC 厂商为主。

硅电极加工增厚业绩，高速微钻孔技术改善产品质量。为了适应刻蚀机厂家的技术升级，公司开发了适用 于 12 英寸刻蚀机不同工艺的硅电极产品。公司本身在单晶硅材料方面具备成本优势，具有较高的毛利率，进 一步拓展市场规模更大的硅电极业务后，将增厚公司的毛利。公司针对脆性材料的加工，逐步开发出了低损伤 的高速钻微孔技术，即采用高速机械钻孔技术，对大深径比的微孔进行加工，既提高了加工精度，又很大程度 地减少孔内壁的损伤层，从而改善了产品质量。集成电路制造厂家不断提高等离子体刻蚀工艺的精度标准，硅 零部件的尺寸和加工精度也随之提高，公司的晶体材料质量和加工水平都能满足客户的需求。

硅零部件已获批量订单，未来成长空间巨大。目前，公司的 8 英寸与 12 英寸半导体刻蚀机用硅零部件已 获得部分客户的批量订单，其他 12 英寸客户的认证流程也在顺利推进中。由于硅零部件种类繁多，规格也在 不断扩展，很多 IC 厂商的评估过程较慢。经过 2021 年全年的市场推广，神工股份在多家 12 英寸 IC 生产厂家 获得送样评估机会。预计今年零部件的认证推进速度加快，已认证过的产品也进入导入放量阶段。

三、积极布局大尺寸硅片，未来成长空间更为广阔

3.1 半导体材料市场增长强劲，带动大尺寸硅片前景无量

半导体硅片由多晶硅制造而成。硅晶圆制造厂将多晶硅加热融解，放入一根硅晶体籽晶，与熔融液接触并 将其缓慢地拉出成形，拉出与籽晶同样晶向的单晶硅棒。因硅晶棒是由一根晶棒在熔融态的硅原料中逐渐生长 而成，此过程称为长晶。硅晶棒再经过切片、磨片、倒角、热处理、抛光、清洗等加工制程，即可成为集成电 路产业重要原料硅晶圆（硅片）。抛光片在整个半导体晶圆中应用最为广泛，占比约 70%，剩余部分是在抛光 片的基础上进行二次加工，例如将抛光片加工成为退火片、外延片和 SOI 片等等。

半导体硅片是半导体制造三大核心材料之首。半导体材料按应用领域分为晶圆制造材料和封装材料。晶圆 制造端材料包括硅晶圆、光刻胶、光掩膜版、特种气体、CMP 抛光材料、湿电子化学品、溅射靶材等，后端 封装材料包括导线架和基板、陶瓷封装、封装树脂、焊线和黏合剂等。其中，硅材料在半导体原材料结构中占 比达 37%。

全球半导体材料市场增长强劲，中国大陆为半导体材料第二大消费市场。全球半导体设备行业复苏，受益 于下游晶圆巨大需求、服务器云计算、5G 的普及和汽车行业的复苏等，相关芯片的需求增大。半导体材料市 场在半导体行业的拉动下恢复增长，在 2021 年都出现了两位数或高个位数的增长。据 SEMI 报告，全球半导 体材料市场 2021 年收入增长 15.9%至 643 亿美元。2021 年晶圆制造材料和封装材料收入总额分别为 404 亿美 元和 239 亿美元，同比增长 15.5%和 16.5%。硅、湿化学品、CMP 和光掩模等产品在晶圆制造材料市场中表现 出最强劲的增长；封装材料市场的增长主要受有机基板、引线框架和键合线等领域推动。SEMI 指出，台湾地 区因为拥有大规模晶圆代工和封装基地，已连续 12 年成为全球最大半导体材料消费市场，总金额达 147 亿美 元；中国大陆则是以 21.9%的亮眼年增长率排名第二，总金额 120 亿美元；韩国则继续稳居半导体材料第三大 消费市场，总金额 106 亿美元。

2021 年全球硅片出货面积与营收双创历史新高，预计 2022 年硅片出货量增长 4.6%。据 IC Insights 统计 数据，2018-2020 年，全球半导体硅片产能稳步增长。2020 年，全球半导体硅片产能达 2.60 亿片，同比增长 8.0%。据 SEMI 统计，2020 年全球半导体硅片出货面积达 124.07 亿平方英尺，较 2019 年增长 5%，接近 2018 年创下的历史高位。2021 年全球硅片出货面积成长 14%，达 1,4165 百万平方英寸，营收增长 13%至 126 亿美 元，双双创下历史最高纪录。2021 年第四季硅片营收同时呈现季增长与年增长，且连续两季创新高；出货量 已连续三季增长，第四季出货量虽与第三季持平，但成长力有望延续至 2022 年。SEMI 预估 2022 年硅片出货 量有望增长 4.6%。在下游需求的持续拉动下，截止 2021 第三季度，全球晶圆厂产能利用率已达 95%，趋于产 能峰值，短期内扩产能力有限。

中国半导体硅片市场实现突破性增长。在中国大陆芯片加速扩产和芯片国产化推动下，国内大硅片市场规 模将同步增长。2020 年中国硅片市场规模为 19.8 亿美元，同比增长近 40%。2015 至 2020 年，全球半导体硅 片销售金额从 72 亿美元增长至 112 亿美元，五年复合增速达 9%。2015 年至 2020 年，中国大陆半导体硅片销 售额从 4.2 亿美元上升至 19.8 亿美元，复合增速高达 36%。

受成本效益和技术进步驱动，半导体硅片具有从小尺寸到大尺寸、从成熟技术节点到先进技术节点发展的 特点。目前商业化供应的半导体硅片尺寸主要为 100mm、125mm、150mm、200mm 和 300mm，其中 300mm 占据主流，以面积计接近总出货面积的 70%。从技术上看，目前国际上能商业化供应的最先进的逻辑产品用硅 片技术节点为 5nm。半导体硅片企业重视知识产权保护，目前仅有国际前五大半导体硅片厂商和公司自身具备 300mm 硅片大规模量产供应能力。硅片尺寸不断加大的原因是因为规模效应。对于 300mm 硅片来说，其面积 为 200mm 硅片的 2.25 倍，200mm 硅片约能生产出 88 块芯片而 300mm 硅片能生产出 232 块芯片。从各个尺寸 的晶圆月产占比来看，大尺寸硅片市场持续扩大，挤压 200mm 及以下市场空间。近年来 300mm 硅片占比持续 提升，从 2014 年的 61.1%上升到 2020 年的 68.4%。150mm 和 200mm 硅片的市场将被逐步挤压，二者合计占 比由 2014 年的 40%左右下降到 2020 年的 30%左右。

大尺寸硅片国产化市场占有率尚待实现突破。半导体硅片尺寸越大，对硅片的生产技术、设备、材料、工 艺的要求也就越高。从尺寸参数来看，目前国际领先的芯片用单晶硅片生产企业在 12 英寸领域的生产技术已 较为成熟，研发水平已达到 18 英寸。全球前五大硅片公司为信越化学（日本）、SUMCO（日本）、Siltronic（德国）、环球晶圆（中国台湾）和 SK Siltron（韩国）。目前，国内硅片制造的参与者除神工股份外，主要 包括沪硅产业集团、中环股份、立昂微、有研半导体等公司。据芯思想研究院统计，2018-2020 年全球前五大 硅片制造商近三年合计占比分别为 92%、88%和 87%。从趋势来看，全球前五大硅片制造商合计占比逐步下降， 中国大陆硅片制造商加速扩产市占率将逐步提升。

3.2 战略布局 8 英寸轻掺硅片市场，募投项目稳步推进

以生产技术门槛高、市场容量大的轻掺低缺陷抛光硅片为目标业务。轻掺杂低缺陷硅抛光片被广泛应用于 大规模集成电路的制造。对于硅抛光片，可根据掺杂程度的不同分为轻掺硅抛光片和重掺硅抛光片。掺杂元素 的掺入量越大，硅抛光片的电阻率越低。轻掺硅抛光片主要用于制造大规模集成电路，也有部分用于硅外延片 的衬底材料。重掺硅抛光片一般用于硅外延片的衬底材料。

在 8 英寸硅片中，轻掺硅片占总需求的 70%左右，而在 12 英寸硅片中，轻掺硅片占比接近 100%。与重掺 硅片相比，轻掺硅片的技术壁垒较高，需求量更大。2019 年，公司在实现高质量单晶硅材料的研发生产后， 启动了对低缺陷晶体的生产研发，8 英寸半导体级硅抛光片项目有序推进。研发团队实现热系统封闭、多段晶 体电阻率区间控制、晶体稳态化控制，目前已成功完成晶体生长；晶体的 COP 等原生缺陷已得到有效控制， 可以初步满足集成电路客户对硅片缺陷密度的需求。截至目前，公司大多数的技术指标和良率已经达到或基本 接近业内主流大厂的水准。同时公司还掌握表面颗粒度控制技术、电阻率控制技术等核心工艺。神工股份掌握 的轻掺杂低缺陷硅片制备技术具有领先性，与公司现有单晶硅材料优势形成协同，可帮助公司快速抢占市场窗 口期，存在较高的技术壁垒。

同时，公司计划投资建设研发中心，全面负责推进公司技术研发工作，主导优化生产工艺流程、开发创新 产品，突破关键技术，提升研发工作的效率和效果。结合半导体产业下游产品需求以及单晶硅材料行业的技术 难点和技术路线，研发中心建成后将主要围绕以下方向进行研发工作：（1）超大直径晶体研发。晶体直径越 大，芯片的单位制造成本相对越低，越符合成本效益原则，因此提升晶体的尺寸大小是半导体级单晶硅材料行 业最重要的研究方向之一。（2）芯片用低缺陷晶体研发。减少晶体缺陷能保证电子在集成电路里的顺利流通， 保证芯片的正常工作，因此降低的缺陷率是实现产品升级和客户拓展的关键要素。（3）硅片超平坦加工和清 洗技术研发。目前集成电路设计线宽越来越窄，堆砌层数越来越多，硅片表面的平坦性直接关系到硅片是否能 满足后续加工工艺要求。硅片超平坦加工和清洗技术是实现公司产品向下游延伸的关键技术之一。（4）硅片 质量评价分析技术研发。硅片质量评价分析需要较高的精度和准确度，建立硅片质量的分析评价体系并提升硅 片质量分析技术水平能够有力推动公司产品的研发和升级。（报告来源：未来智库）

四、投资分析

主业：刻蚀用单晶硅龙头企业，受益半导体设备高景气周期

公司生产的集成电路刻蚀用单晶硅材料纯度为 10 到 11 个 9，产品质量核心指标达到国际先进水平，公司 产品主要销往日本、韩国、美国等国家和地区，全球市场占有率达到 15%以上，具备较强的竞争力。随着景气 度及全球资本开资增加，全球前三大刻蚀设备厂商单季度营收从 2019Q4 全面触底反弹，持续九个季度增长强 劲。我们认为后续随着全球新的晶圆厂建设，半导体设备市场依然保持快速增长的高景气度，刻蚀用单晶硅材 料需求随之增长。随着公司的产能扩张远高于行业增长，市场份额有望进一步提升。

零部件：国产半导体零部件发展迅速，有望降低进口依赖性

半导体零部件供应商主要被美国、日本垄断，核心零部件进口依赖性高。目前国产化率超过 10%的半导体 零部件有 Quartz 成品、Shower head、Edge ring 等少数几类，其余的国产化程度较低。在市场需求强劲，但国 内供应商基本为空白的情况下，零部件采购周期拉长倒逼零部件的进口替代需求迫切。全球刻蚀用硅电极市场 规模在 15 亿美元，是单晶硅材料市场的 3 倍以上，公司的 8 英寸与 12 英寸半导体刻蚀机用硅零部件已获得部 分客户的批量订单，经过 2021 年全年的市场推广，神工股份在多家 12 英寸 IC 生产厂家获得送样评估机会。

硅片：积极布局大尺寸硅片，进入更大的市场空间

全球半导体材料市场增长强劲，2021 年全球半导体材料市场收入增长 15.9%至 643 亿美元，其中 2021 年 全球硅片出货面积增长 14%，营收增长 13%至 126 亿美元，双双创下历史最高纪录。2019 年，公司在实现高 质量单晶硅材料的研发生产后，启动了对低缺陷晶体的生产研发，8 英寸半导体级硅抛光片项目有序推进。募 投项目预计新增年产 180 万片 8 英寸半导体级硅单晶抛光片以及 36 万片半导体级硅单晶陪片，2021 年公司已 经建成了 8 英寸产能为每月 5 万片的生产线，并提前订购了每月 10 万片的生产设备，为客户评估之后的大批 订单提前做好准备。

（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】。未来智库 - 官方网站