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大硅片突破放量,立昂微:功率器件迎风而起
老范说评 / 2022-06-16 10:41 发布
一、立足半导体硅片,一体两翼布局功率器件和射频芯片
1.1 国内领先的半导体硅片企业
立昂微成立于2002年,主要从事半导体硅片、半导体功率器件、化合物半导体射频芯片产品的研发、生产和销售。
公司是最主要的本土硅片生产企业之一,涵盖了包括硅单晶拉制、硅研磨片、硅抛光片、硅外延片生产等各个环节。同时延伸到下游功率器件领域,经过多年发展,公司已在半导体硅片、半导体分立器件多面开花。
公司坚持不懈地进行研发投入,在半导体材料及芯片领域不断加强自身的研发实力与技术积累。子公司浙江金瑞泓被中国半导体协会评为“2019年中国半导体材料十强企业”第一名。
公司成立至今,主要经历了三个发展阶段:
半导体硅片起家:2004年,公司 6英寸半导体硅抛光片和硅外延片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,奠定了公司在国内硅片市场的领先地位。
技术积累,产品扩张期:公司的传统优势产品肖特基二极管芯片在保持较强的市场竞争力的同时,持续开发新产品和拓展新的应用领域。
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,公司成立立昂东芯,布局射频芯片制造;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。
通过承担十一五国家 02 专项,公司具备了全系列 8英寸硅单晶锭、硅抛光片和硅外延片大批量生产制造的能力,并开发了 12英寸单晶生长核心技术,以及硅片倒角、磨片、抛光、外延等一系列关键技术,上述 8英寸半导体硅片的大规模产业化和12英寸半导体硅片相关技术已于 2017 年 5 月通过国家 02 专项正式验收。
高速发展期:公司于 2020年上市之后,融资能力得到大幅提升。除了持续扩大生产规模,增强盈利能力外,公司也在研发端加大投入,加快国产替代。
公司首次公开发行募集资金 2亿元,用于“年产 120万片集成电路用 8英寸硅片”项目。2021 年公司定向增发募集资金总额 52亿元,用于包括“年产 180万片集成电路用 12英寸硅片”项目、“年产 72万片 6英寸功率半导体芯片技术改造项目”、“年产 240 万片 6 英寸硅外延片技术改造项目”以及补充流动资金。
公司也积极通过外延并购寻求发展,2022年 3月 10日,公司公告控股子公司金瑞泓微电子拟以现金方式收购康峰投资持有的国晶半导体 14.25% 股权及柘中股份持有的国晶半导体 44.44%%股权,通过直接及间接的方式持有国晶半导体77.97%的股权,公司将取得国半导体的控制权。
国晶半导体主要产品为集成电路用 12 英寸硅片,目前已完成月产 40 万片产能的全部基础设施建设,生 产集成电路用 12 英寸硅片全自动化生产线已贯通,对国晶半导体的收购有利于提高公司在集成电路用 12 英寸硅片尤其是存储、逻辑电路用轻掺硅片的市场地位。
公司股权结构稳定,实际控制人为王敏文先生。截至到2022年一季度,王敏文通过直接和间接持股,总持股比例达到 23.04%,公司员工通过仙游泓祥和仙游泓万两大平台分别间接持有公司股权 5.90%、1.81%。核心技术人员以及管理人员通过股权激励的方式持有公司股份,公司股权较为稳定。
1.2 硅片、功率器件和射频芯片三轮驱动成长
立昂微主要包含半导体硅片、功率器件和射频芯片三大类产品。其中 2021年半导体硅片营收 14.59亿元,同比增长 49.8%,占总营收比例为 57.4%。公司硅片产品齐全,涵盖 6-12英寸抛光片和外延片。功率器件营收 10.07亿元,同比增长 100.34%,占比为 39.63%。
公司半导体功率器件业务主要产品为 6 英寸肖特基芯片、6 英寸 MOSFET 芯片及 6 英寸 TVS(瞬态抑制二极管)芯片。射频芯片营收 0.44 亿元,同比增长 474.3%,营收占比较小,处在高速发展期。
公司产品客户认可度高,客户稳定。
公司经过 20 年的持续发展,积累了大量头部客户,招股说明书披露的 2019-2020Q1 的前 5大客户包括国内领先的晶圆代工厂中芯国际、上海先进,IDM 企业安森美、华润微和士兰微。公司的前五大客户占比在 40%左右,客户集中度较高且比较稳定。
一方面是下游晶圆制造企业集中度高,带有明显的行业特征;另一方面,头部客户的认可也彰显了公司的产品实力。
1.3 业绩高速增长,盈利能力不断提升
公司营收和归母净利润增长强劲。2021年,公司实现营业收入 25.41亿元,较上年同期增长 69.2%;实现归属于上市公司股东的净利润 6.0 亿元,同比增长 197.2%。
公司盈利能力良好,费用控制能力逐步提升。
2018 年以来,公司的毛利率稳定在 35%左右,2021 年毛利率达 44.9%,同比增加 9.61%,主要得益于全球半导体的高景气度。2022 年一季度公司延续增长态势,整体毛利率提升至 50.26%。
从细分产品看,2021年半导体硅片/半导体功率器件/砷化镓芯片的毛利率分别 45.45%/50.95%和-93.77%。半导体功率器件的紧缺和产品结构的改善对毛利率提升尤为显著,毛利率从 2020 年的 29.95%提升到 50.95%。
公司的销售费用率较低,稳定在 1%左右,2022Q1 随着营收规模的不断增加,销售费用降低到 0.34%。管理费用率呈现逐年下降的趋势,处于行业较低水平。
财务费用随着公司定增的落地,也呈现出下降趋势。研发投入逐年增加,研发费用率维持在 8%左右。截至 2021 年 12 月末,公司拥有研发与技术人员超过 400 人。
牵头承担了国家 02专项“200mm 硅片研发与产业化及 300mm 硅片关键技术研究项目”,并通过验收,从 6英寸到 8英寸,再到 12 英寸硅片的突破,公司积累了大量的研发、生产经验。(报告来源:远瞻智库)
二、12 英寸大硅片突破放量,半导体高景气驱动硅片产销两旺
2.1 全球半导体硅片市场规模达 140 亿美元,大尺寸化是趋势
硅片是用量最大的晶圆制造材料,全球硅片市场规模达 140 亿美元。半导体硅片是生产集成电路、分立器件、传感器等半导体产品的关键原材料,90%以上的半导体产品是硅基材料制造。2021年全球半导体材料市场达到 643亿美元,同比增长 15.9%,其中晶圆制造材料达到 404亿美元,较前一年增长 15.5%。中国大陆达到 119.3亿美元,占比 18.5%,是半导体材 料增长最快的地区,2021年增速为 21.9%。硅片是用量最大的晶圆制造材料,占比 35%,2021年市场规模达 140亿美元。
半导体硅片的生产工艺流程复杂,涉及工艺众多,主要生产环节包含了晶体成长、硅片成型、外延生长等工艺。
晶体成长主要指电子级高纯度多晶硅通过单晶生长工艺拉制成单晶硅棒。硅片成型主要指将单晶硅棒通过滚圆、切割、清洗、研磨、抛光、再清洗去除杂质等工艺,加工成为半导体硅抛光片。
外延生长主要指通过化学气相沉积的方式在半导体硅抛光片上生长一层或多层掺杂类型、电阻率、厚度和晶格结构都符合特定器件要求的新硅单晶层,形成半导体硅外延片。
按照工艺类型分类,可以分为抛光片、外延片和 SOI 硅片。其中抛光片和外延片是市场主流产品,市场规模约 130亿美元, SOI 硅片主要用射频前端等特殊应用领域,市场规模约为 10 亿美元。
8 寸、12英寸硅片占据了 90%以上的市场份额,12寸硅片市场占有率不断提升。
硅片尺寸的提升提高了硅片的利用率,8 英寸和 6英寸晶圆制造产线大部分建设时间较早,设备折旧已经完毕,芯片制造成本偏低,虽然硅片的利用率相对于 12英寸晶圆有一定差距,但综合成本对一些不需要先进制程的产品并不高于12英寸硅片,比如高精度模拟电路、射频前端芯片、嵌入式存储器、CIS、高压 MOS 等特殊产品方面。
未来仍会是各尺寸硅片市场共存的状态。
6 英寸硅片:在中高压环境中使用的功率器件以及耐高压特性的芯片,适用于 500nm 以上的较大线宽。
8英寸硅片:8英寸抛光片主要用于传感器和低制程驱动芯片;8英寸外延片用于在中低压环境中使用的功率器件,以及 PMIC 及 CIS 等。
12英寸硅片:12英寸抛光片广泛用于 NAND 闪存芯片和 DRAM 内存芯片等;12英寸外延片广泛用于 CPU/GPU等逻辑芯片、MOSFET/IGBT 等功率器件、CIS 等。
2.2 半导体硅片处于景气上行周期
半导体硅片受到下游芯片景气度的影响,具有一定周期性,周期通常为 3-4年。2020年随着“疫情经济”以及 5G、新能源、AIOT的快速渗透,对芯片的需求的不断提升,对硅片的需求也不断加大,半导体硅片处于景气上行周期,2021年全球硅片出货面积达 142 亿平方英寸,同比增长 14%。
供给端:扩产周期长,供需失衡有望持续至 2024年。
硅片的扩产周期在 2年以上,根据 Sumco的数据,全球 12英寸硅片在 2020年之前主要依靠原有厂房进行产能扩充,新建厂房在 2021年之后逐渐释放产能,产能释放的高峰期将在 2024年之 后,2022 和 2023 年全球 12 英寸硅片仍然将处于供不应求的状态。
需求端:国内晶圆厂新增产能逐步释放,带动硅片需求。
国内晶圆厂商中芯、华虹等主要晶圆代工厂及士兰微、华润微、闻泰、长江存储等 IDM 厂商积极扩产,12英寸逻辑扩产主要集中于 28nm 及以上的成熟制程,预计到 2023年形成产能 106.5 万片/月,相较 2020年产能提升 370%。
3D NAND 预计从 2020年的 5万片/月扩产到 2023年的 27.5万片/月。DRAM 从 2020 年的 4 万片/月扩产到 25 万片/月。8 英寸 2023 年产能相较 2020 年产能提升 50%。
2.3 公司 12 英寸大硅片突破放量,切入重掺外延片,国产替代正当时
全球硅片市场呈现垄断格局,全球前五大半导体硅片企业信越化学、SUMCO、Siltronic、环球晶圆、SK Siltron,合计占约 89%的市场份额。12 英寸硅片产能更加集中,前 5 大厂商 12 英寸硅片占比高达 96%。
重掺外延片通常用于功率器件的制备,2017 年以前,功率器件生产主要集中于 8 英寸,但随着英飞凌等国际大厂陆续布局 12 英寸功率产线,大尺寸重掺外延片的需求不断提升。
预计到 2025 年,12 英寸重掺外延片的需求能够占到整个硅片需求的 10%。
12英寸重掺外延片是新兴需求,竞争格局更优。
公司在外延片的技术积累深厚,2019年 69%的硅片收入来自于外延片,外延片相对于抛光片的毛利率更高,12英寸重掺硅片用于生产功率器件处在行业爆发初期,海外除德国瓦克和日本 Sumco有 少量产能外,国内能够批量供应的就只有立昂微,重掺外延片的竞争格局更好。
公司的产品得到了下游客户的广泛认可,重要客户包括海外的安森美、国内的 IDM 厂商士兰微和晶圆代工厂商华虹半导体。特别是 12英寸功率主要规划产能集中于国内晶圆厂商,为国产替代打下了坚实的基础。
公司在 2021 年底已达到年产 15 万片/月的产能规模,其中 10 万片是重掺外延片,外延片已经通过下游客户的认证,在年底形成 2 万片/月的销售规模,随着后续下游厂商的不断扩产,公司产能释放节奏也会加快,我们预计在今年下半年达产。
15 万片/月的产能中剩下的 5万片是轻掺抛光片,技术能力已覆盖 14nm 以上技术节点逻辑电路、图像传感器件。目前主要销售的产品是抛光片测试片,同时正在持续开展客户送样验证工作和产销量爬坡。(报告来源:远瞻智库)
三、聚焦光伏汽车核心赛道,功率器件量价齐升
功率半导体器件是电力电子装置实现电能转换、电路控制的核心器件,主要用于变频、整流、变压、功率缩放、功率调节等场景。
功率半导体具有不同功率和频率类型,以适应不同的应用需求,已广泛应用于消费电子、通讯、汽车、轨道交通、发电配电、工业控制等领域,是电气化产品的核心零部件。
功率半导体又可分为功率分立器件和功率 IC,功率分立器件包含二极管、晶体管、晶闸管等,其中二极管主要包括肖特基二极管、整流二极管等,晶体管主要包括金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。
根据英飞凌的数据,2020 年全球分立功率器件与模块市场规模为 209 亿美元,其中英飞凌以 19.7%的市场份额排名第一。
功率器件中 MOSFET 占比最高,约 40%,市场规模在 2020 年为 81 亿美元;其次为 IGBT,占比约 30%。
3.1 产能持续扩充,产品结构不断优化
公司半导体功率器件业务主要产品为 6英寸肖特基芯片、6英寸 MOSFET 芯片及 6英寸 TVS(瞬态抑制二极管)芯片。
三大业务板块产品应用领域广泛,包括通信、计算机、汽车、消费电子、光伏、智能电网、医疗电子以及 5G、物联网、工业控制、航空航天等产业。
公司的功率器件产能持续爬坡,募投项目“年产 72 万片 6 英寸功率半导体芯片技术改造项目”将在 2022 年持续进行产能爬坡,公司功率器件月产能有望从 2021 年底的 17.5 万片月提升到 23.5 万片/月。
公司功率器件品类持续扩充,产品结构优化,ASP 大幅提升。公司功率器件 2021年实现产量 154.03万片,销量 150.39万 片,产销率达 97.6%。
公司的二极管产品线新开发了 FRD二极管,在中证路演中心的投资者交流中确认已通过比亚迪的认证。
MOSFET 产品也从消费电子拓展到壁垒更高的工控领域。
功率器件订单量都远远超出了实际最大产能,一直维持满产满销状态,供不应求,反映到 ASP 上,ASP 从 2020年的 470元/片上涨到 2021年的 669.6元/片,同比增长 42.5%。公司 60%的产品应用于高景气的汽车和光伏领域,我们预计,2022 年公司的功率器件 ASP 有望进一步提升,达到 790 元/片。
3.2 下游光伏汽车延续功率器件高景气
新能源汽车的含硅量相对于传统燃油车有很大提升,其中功率半导体是主要增量。
根据英飞凌的数据,功率半导体占整个车用半导体的比例从之前的 21%提升到 55%,价值量也从传统燃油车的单车 71美元提升到 387美元,增长接近 445%。
新能源汽车的渗透率也在持续提升,2021 年我国销售新能源汽车 352 万辆,同比增长 157%,新能源汽车迎来高速发展。
公司的功率产品已经通过诸如博世(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,公司有望持续受益汽车功率半导体价值量提升。
为了实现“碳达峰、碳中和”的目标,光伏是取代化石能源重要的关键手段,”根据《中国光伏产业发展路线图 2021》,预计在“十四五”期间,全球每年新增光伏装机规模将超过 220GW,我国每年新增光伏装机规模将超过 75GW。
2021年,公司光伏类产品持续增加,占全年功率器件总发货量的 46%,在全年全球光伏类芯片销售中占比达 43-47%,全球光伏市场 的高速增长为公司的功率器件带来了极大的市场机遇。(报告来源:远瞻智库)
四、射频芯片打开第二成长曲线
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,具有电子饱和漂移速度高、耐高温、抗辐照等特点,主要应用于手机基站、WiFi、微波毫米波及国防军工等领域。
公司开发出了 0.15μm E-mode pHEMT 等一批具有低成本、高性能、高均匀性、高可靠性特点的工艺和产品并陆续进入市场,正在持续开展客户送样验证工作和产销量爬坡。
射频芯片技术壁垒高,全球砷化镓芯片主要产能由中国台湾少数几家大型砷化镓集成电路芯片设计制造公司垄断,其中产能最大的稳懋和宏捷科技 2021年月出货量分别为 33000片/月和 11000片/月。
三安光电是国内砷化镓芯片的龙头,出货量在 4000 片/月左右。
立昂微是国内少数掌握砷化镓芯片制造能力的企业之一,6 英寸砷化镓微波射频芯片的产能规模和工艺技术水平位居国内第一梯队,公司子公司立昂东芯目前已经拥有 7 万片/年的砷化镓射频芯片制造产能,拥有了包括昂瑞微、芯百特等在内的60余家优质客户群。
同时公司在海宁基地有 36万片/年的射频芯片产品(其中包括砷化镓射频芯片 18万片、碳化硅基氮化镓芯片 6 万片、VCSEL 芯片 12 万片)的规划布局。
五、盈利预测与估值
5.1 基本假设及相对估值
1)半导体硅片:该业务是公司的核心业务,营收占比超过一半,公司的主要产品是 6、8、12 英寸的抛光片和外延片。
公司的增长主要来着于 6 英寸和 8 英寸产能扩充,以及 12 英寸的在客户端的突破放量。公司的 12 英寸硅片已经通过部分客户的认证工作,下游的客户华虹半导体、士兰微也在积极扩产,预计出货量会从 2021年的 2-3万片/月提升到 6-8万片/月。
2)半导体功率器件:公司的下游主要集中在光伏和汽车等高景气的应用领域,我们预计功率器件的 ASP 在 2022年依然能够维持在一个较高的价格。公司的功率器件的产能也处于持续爬坡的阶段,预计到今年底完全达产,达到 23.5 万片/月。
3)化合物半导体射频芯片:该业务处于产能爬升的阶段,2021 年的基数较低,我们预计射频芯片业务仍将高速增长。
公司为 A 股硅片龙头企业,我们挑选了沪硅产业、神工股份、扬杰科技和士兰微作为可比公司。沪硅产业、神工股份均布局半导体硅片业务,扬杰科技和士兰微是国内功率器件的领先企业,在光伏肖特基二极管和公司业务存在竞争关系。
根据 Wind 的盈利预测及一致性预期,我们计算得到可比公司 2022 年 6 月 14 日收盘价对应的 22-24 年平均市盈率为 99.4X/69.9X、52.6X,高于公司对应的 P/E 41.5X/32.4X/28.2X,这主要源于可比公司沪硅产业积极扩张产能,利润暂时未释放,刨除沪硅产业的影响,公司对应 P/E 略高于行业平均水平。
我们认为公司在 12英寸硅片,特别是重掺外延片的优势明显,估值还有提升空间。
5.2 估值
公司是国内半导体硅片龙头,以半导体硅片为核心,一体两翼布局半导体功率器件和射频芯片。
公司 12 英寸大硅片实现规模销售,其中重掺外延片产品优势明显,随着下游客户产能持续扩张,客户认证和产能爬坡进展顺利,规模效益将凸显;公司功率器件产品结构不断优化,产品布局更加丰富,将持续受益于光伏和汽车的高速发展。
预计公司2022-2024年的 EPS 分别为1.39、1.78、2.04元,对应6月14日收盘价的 PE 分别为 41.5、32.4、28.2倍。公司作为半导体硅片赛道细分龙头,且半导体硅片和功率器件仍将维持高景气。
六、风险提示
(1)下游需求减弱的风险。公司的主要生产基地分布在浙江,而客户主要分布在长三角地区,如果疫情得不到控制,物流不畅和下游需求减弱,对公司的收入和盈利增长会造成负面的影响。
(2)市场竞争加剧,客户验证不达预期的风险。半导体硅片行业竞争激烈,硅片公司持续扩张产能,公司的硅片在部分客户仍处于产品认证阶段,如果产品验证不及预期,将影响公司产能扩张和盈利。
(3)毛利率下降的风险。原材料价格波动,特别是上游电子级多晶硅的价格上涨、人力资源成本增加、项目建设投产导致折旧增加等因素,可能导致产品成本进一步上升,影响公司毛利率。
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