神工股份评级（）电极材料国产替代穿越周期，轻掺硅片厚积薄发加速成长

股票代码 ：688233
股票简称 ：神工股份
报告名称 ：电极材料国产替代穿越周期，轻掺硅片厚积薄发加速成长
评级 ：买入
行业：半导体

资料来源：Wind，上海证券研究所（2022 年 03 月 10 日收盘价）

公司深度

目录

1 产能居首技术领先，大直径硅料成长性大于周期性 ................... 4

1.1 大直径单晶硅材料全球龙头，充分受益产业分工与转移加 速 ............................................................................................ 4 1.2 材料工艺自主可控，技术实力强成本优势大 .................... 6 1.3 大径化趋势推动份额持续提升，助力公司穿越周期 ....... 10 2 国内晶圆厂加速扩张，国产刻蚀机助力硅电极实现进口替代 ... 12 2.1 硅电极加工工艺难，单体价值量高，发展空间更大 ....... 12 2.2 晶圆厂与刻蚀设备厂为硅电极本土供应商创造替代机会 13 2.3 神工有望成为国内头部刻蚀用硅电极本土供应商 ........... 15

3 供需错配推动半导体硅片量价齐升，战略布局轻掺低缺陷硅片把

握发展机遇 .................................................................................. 17 3.1 国内半导体硅片公司市场份额极低，轻掺硅片亟待补强 17

3.2 供需错配延续硅片涨价趋势， 8/12 英寸硅片将长期共存

............................................................................................. 19

3.3 8 英寸轻掺低缺陷硅片进展顺利，深厚研发实力支撑长期

发展 ...................................................................................... 20 4 盈利预测与投资建议 ................................................................. 23 5 风险提示 ................................................................................... 25

图

图 1 神工股份大直径单晶硅材料产品形态 ............................. 4 图 2 2020 年神工股份营收结构 .............................................. 4 图 3 全球半导体资本支出展望（十亿美元） .......................... 6 图 4 全球晶圆产能增长展望（千片/月） ................................ 6 图 5 有研硅发展历程 .............................................................. 8 图 6 神工股份和有研硅毛利率对比 ........................................ 9 图 7 神工股份和有研硅营收规模对比（亿元） ...................... 9 图 8 神工股份和有研硅研发费用率对比 ................................. 9 图 9 神工股份和有研硅研发人员情况对比 ............................. 9 图 10 半导体硅片正向大尺寸方向发展 ................................ 10 图 11 神工股份大直径单晶硅业务营收结构变化 .................. 11 图 12 公司毛利率变化 .......................................................... 11 图 13 半导体设备销售额季度变化 ........................................ 11 图 14 神工股份营收规模季度变化 ........................................ 11 图 15 硅电极产品示意图 ...................................................... 12 图 16 硅电极加工工艺流程 ................................................... 13 图 17 硅电极产业框架图 ...................................................... 13 图 18 北方华创设备业务规模变化（亿元） ......................... 14 图 19 中微公司设备业务规模变化（亿元） ......................... 14 图 20 硅片拉晶流程示意图 ................................................... 17 图 21 全球半导体硅片市场规模（亿美元） ......................... 18 图 22 国内半导体硅片市场规模（亿美元） ......................... 18

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公司深度

图 23 半导体硅片市场格局（2020 年） ............................... 18 图 24 全球半导体硅片出货面积（亿平方英寸） .................. 19 图 25 全球不同尺寸半导体硅片出货面积结构 ..................... 19 图 26 全球 12 寸晶圆需求趋势（万片/月） .......................... 20 图 27 全球 8 寸晶圆需求趋势（万片/月） ............................ 20 图 28 半导体硅片平均价格 ................................................... 20

附表 1 公司分业务增速与毛利预测（单位：百万元人民币） ...................................................................................... 24

表

表 1 神工股份大直径单晶硅材料处于国际先进水平 ............... 4 表 2 神工股份大直径单晶硅材料主要客户 ............................. 5 表 3 神工股份大直径单晶硅材料核心技术 ............................. 7 表 4 神工股份核心技术团队 ................................................... 8 表 5 中国大陆晶圆厂扩建情况不完全统计 ........................... 15 表 6 神工股份硅电极核心技术 .............................................. 16 表 7 神工股份硅片项目情况 ................................................. 21 表 8 神工股份半导体硅片制造核心技术 ............................... 21

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1 产能居首技术领先，大直径硅料成长性大于周

期性

1.1 大直径单晶硅材料全球龙头，充分受益产业分工与转 移加速
神工股份的大直径单晶硅材料产品在技术、品质、产能和市 场份额等方面均处于国际先进水平。公司是刻蚀用硅电极上游——大直径单晶硅材料全球最大的供应商，产品尺寸范围覆盖 8 英寸 至 19 英寸，主要产品形态包括硅棒、硅筒、硅环和硅盘，纯度达 10 至 11 个 9，可满足 7nm 及以下先进制程芯片刻蚀环节对硅材料 的工艺要求。大直径单晶硅材料业务为公司目前主要营收来源，2020 年实现收入 1.82 亿元，占营收比重达 94.96%，在全球大直 径单晶硅材料市场占有率约为 13%-15%。

资料来源：公司官网，上海证券研究所

表 1 神工股份大直径单晶硅材料处于国际先进水平

资料来源：Wind，上海证券研究所

资料来源：公司公告，上海证券研究所

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硅电极厂对上游单晶硅材料的生产制造和稳定供应能力要求 严格，依赖程度高，神工因此深度受益。大直径单晶硅材料直接 下游为硅电极制造商，硅电极制造商往下对接刻蚀设备厂商和晶 圆制造厂商，神工股份大直径硅材料主要客户均为日韩美硅电极 厂商。硅电极制造商可分为两类：一类同时具备单晶硅材料制造 能力和硅电极加工能力，一类不具备单晶硅材料制造能力或单晶 硅材料制造能力较弱，需要从专业单晶硅材料制造商采购单晶硅 材料进行后道加工。由于硅电极的加工并不改变材料的物理化学 特性，因此上游单晶硅材料的产品质量直接影响到硅电极在刻蚀 环节的表现，产品认证门槛较高；产品认证通过之后，产品供应 能力对硅电极制造商的生产经营同样影响重大，叠加替换供应商 成本较高，稳定的供应能力进一步增加硅电极制造商对上游单晶 硅材料厂商的依赖；同时，单晶硅材料厂商在研发上能够协助硅 电极制造商完成自身技术及工艺的优化和提升，快速响应并满足 定制化的需求。神工股份目前已经顺利切入包括三菱材料、CoorsTek 、SK 化学、Hana 、WDX、Silfex 等日韩美硅电极制造 商，并且随着规模不断扩大，在产业环节中的重要性不断提升。

表 2 神工股份大直径单晶硅材料主要客户

资料来源：招股说明书，上海证券研究所

产业分工与转移为国内大直径单晶硅材料厂商带来快速发展 机遇。随着集成电路工艺制程不断突破带来刻蚀环节“质”和“量”同步升级，晶圆厂产线快速扩张提升设备、材料需求，大 直径单晶硅材料市场需求随之增长，硅电极制造商单晶硅材料制 造和加工环节产业分工趋势或更加明晰，叠加第三次半导体产业 转移带来中国大陆半导体产业份额不断提升，国内大直径单晶硅

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材料厂商迎来快速发展机遇。高精度纳米制程技术的不断突破以 及晶圆的大尺寸化趋势，不仅意味着晶圆制造需要执行更多的刻 蚀工艺步骤，需要消耗更多的硅电极，也引领硅电极往大尺寸方 向升级迭代，价值量进一步提升。5G、电动汽车、AIoT 等不断提 升半导体市场需求，刺激全球晶圆厂快速扩张，也拉动了上游设 备、材料的需求。第三次半导体产业转移大背景下，中国大陆半 导体产业快速发展，已经逐渐成为半导体产业转移的需求中心和 产能中心，国内大直径单晶硅材料厂商面临广阔的发展空间。

1.2 材料工艺自主可控，技术实力强成本优势大

神工股份掌握了 19 英寸及以下尺寸单晶体的所有技术工艺，构建了较高的技术壁垒，规模效应进一步凸显成本优势。公司一 直专注于刻蚀用单晶硅材料的研发、生产和销售，突破并优化了 多项关键技术，公司产能利用率、良品率等指标也不断提升，单 位成本不断下降。公司凭借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多项业内领先的工艺或 技术，使公司能够不借助强磁场，在单晶生长设备既有规格基础 上生产出更大尺寸的单晶硅，因此在维持较高良品率和参数一致 性水平的基础上有效降低了单位生产成本。公司主要产品也均处 于规模化生产阶段，成本优势进一步凸显。

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表 3 神工股份大直径单晶硅材料核心技术

公司借助有限元分析技术进行生产环境的模拟测算，通过多年持续

低了生产投入成本。

资料来源：公司公告，上海证券研究所

神工股份核心技术团队具备海外硅片行业深厚经验，技术实 力强劲，降维布局刻蚀用单晶硅材料发展迅速。半导体级单晶硅 材料可分为芯片用单晶硅材料和刻蚀用单晶硅材料，刻蚀用单晶 硅材料微缺陷率参数对后续工艺的重要性水平相对较低，芯片用 单晶硅材料对微缺陷率参数要求严格，需控制材料内部微缺陷率 保持低水平甚至接近零方能满足后续工艺要求。公司核心技术人 员潘连胜、山田宪治都有海外硅片企业工作经验，13 年成立神工 股份降维到刻蚀用单晶硅材料领域，短短两年就实现了盈利，公 司的强劲技术实力可见一斑。

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表 4 神工股份核心技术团队

北京航空学院飞机设计专业工学学士，哈尔滨工业大学金属材料专业工学硕士，日本 早稻田大学材料科学专业工学博士；1988 年至 1993 年任航天部第三研究院设计工程 师，1993 年至 1994 年获航天部公派赴日本东京三和工机株式会社任设计工程师，

经理；2013 年 7 月创立神工有限，任副董事长，总经理；自 2015 年起任神工有限董 事长，总经理，2018 年 9 月起任公司董事长，总经理.

大连理工大学工学硕士;2006 年至 2007 年任浙江天煌科技有限公司技术专员，2007

资料来源：Wind，上海证券研究所

相较于国内对标企业有研硅，神工的起步虽晚但优势显著。

有研硅是国内最早开展半导体硅材料业务的企业之一。有研硅前 身为有研科技集团有限公司（原北京有色金属研究总院）401 室，自上世纪 50 年代开始硅材料研究，积累了丰富的硅材料研发核心 技术及生产经验。2018 年公司完成混合所有制改革，控股股东株 式会社 RS Technologies 是全球知名的半导体晶圆片再生制造企 业。有研硅在国内率先实现 6 英寸、8 英寸硅片的产业化及 12 英 寸硅片的技术突破，并于 2005 年实现集成电路刻蚀设备用硅材料 产业化，目前有研硅主要产品包括半导体硅抛光片、刻蚀设备用

硅材料、半导体区熔硅单晶等。

图 5 有研硅发展历程

资料来源：有研硅官网，有研硅招股书，上海证券研究所

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神工股份高毛利率凸显成本优势和强劲技术实力，后来居上 产能与营收规模迅速增长。神工股份近年综合毛利率均超 60%，有研硅刻蚀设备用硅材料业务毛利率水平仅在 40%左右，毛利率 差异凸显神工股份成本优势与强劲技术实力。有研硅 2005 年就实 现刻蚀设备用硅材料产业化，神工股份 2013 年才成立， 2018 年 神工股份实现营收 2.83 亿元，产能规模达 272.4 吨/年，有研硅刻 蚀设备用硅材料实现营收 2.54 亿元，产能规模为 234 吨/年，神工 股份后来居上实现营收和产能规模反超，增长十分迅速。

图 6 神工股份和有研硅毛利率对比

资料来源：Wind，上海证券研究所

图 7 神工股份和有研硅营收规模对比（亿元）

半导体硅片不断向大尺寸方向发展，刻蚀用单晶硅材料大径 化趋势明显，大直径单晶硅材料厂商深度受益。摩尔定律推动半 导体硅片向大尺寸演进，半导体硅片尺寸从最初的 50mm 已升级 到 300mm，300mm 硅片刻蚀加工需要超过 300mm 的硅电极零部 件，拉动了大直径单晶硅材料需求。而大直径单晶硅材料生产资 金投入高，直径越大工艺技术越复杂，硅电极厂商自给意愿不强，外购上游大直径单晶硅材料厂商产品权重或上升，大直径硅材料 厂商迎来新的成长空间。目前干式刻蚀机腔体内硅部件“大型化”趋势日趋明显。从技术角度来看，硅结构件产品相比其他材质，更适合应用于纯净度要求较高的刻蚀机腔体中；因刻蚀机腔体内 的结构件校大，且单晶硅材质的成本高于多晶硅材质，客户出于 成本考虑，有多晶替代需求。

图 10 半导体硅片正向大尺寸方向发展

350

300

125

50

0

资料来源：沪硅产业招股书，上海证券研究所

神工股份较大直径单晶硅材料份额近年稳步提升，毛利率也 逐年攀升，超大直径硅材料研发进展顺利，刻蚀用硅材料龙头地 位愈加巩固。2016-2020 年，公司大直径单晶硅材料 15 英寸以上 产品占比从 56%提升至 65%，其中 16-19 英寸产品占比从 16%提 升到 24%。单晶硅材料产品直径越大毛利率越高，16-19 英寸产品 毛利率接近 80%，较大直径单晶硅材料份额提升带来单晶硅材料 业务综合毛利率水平逐年攀升，2016-2020 年从 44%提升到 68%。

同时公司使用 28 英寸热场成功拉制直径达到 550mm（22 英寸）的晶体，进一步巩固了公司在大直径单晶硅材料领域的技术地位；公司还开展了 22 英寸以上半导体零部件用的多晶质材料的工艺攻 关，取得了更多的热场优化试验数据，良品率继续提高，同时开 展了多晶质零部件的基本加工工艺研发，完成初始工艺和小批量

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生产，材料纯度基本符合设计值。

2 国内晶圆厂加速扩张，国产刻蚀机助力硅电极

实现进口替代

2.1 硅电极加工工艺难，单体价值量高，发展空间更大 神工股份 2020 年向下游拓展硅电极零部件业务，由全资子公 司福建精工半导体承接，已覆盖 6-12 英寸硅电极部分产品。硅电 极零部件产品主要包括上电极、下电极以及外套环等，上电极表 面有密集微小通孔，除了作为附加电压的负极，还作为刻蚀气体 进入腔体的通路；下电极内侧加工有台阶和定位凸出部，主要用 于承载硅片以及作为附加电压的正极；外环套是支撑上电极及其 他相关零件的承载部件，主要用于保证等离子干式刻蚀机腔体的 密封性和纯净度。硅电极在刻蚀加工工艺过程会被逐渐腐蚀并变 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。2020 年，神工股份硅电 极业务逐步批量生产，实现营收 70 万元。

图 15 硅电极产品示意图

资料来源：精工半导体官网，上海证券研究所

硅电极加工工艺难度高，高附加值带来更大市场空间。硅上 电极作为刻蚀气体的通路，微孔数量往往达上千个，微孔的尺 寸、分布和内壁质量对刻蚀晶圆表面的沟槽精度、均匀性等指标 都有着重大影响，这就对硅电极微孔的尺寸精度、位置精度还有 每个微孔内壁表面的光滑度提出了极高的要求，打孔技术和孔内 腐蚀清洗技术成为了硅电极加工工艺核心难点。同时，单晶硅材 料属于硬脆材料，加工过程容易发生崩裂等表面细微损伤，这进 一步加大了硅电极加工的工艺难度。据 SEMI 数据，2020 年全球

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刻蚀用硅电极市场规模约 18 亿美元，全球刻蚀用单晶硅材料市场 规模约 3 亿美金，高难度加工工艺带来更高附加值，硅电极市场 发展空间更大。

图 16 硅电极加工工艺流程

资料来源：《材料科学》，上海证券研究所

2.2 晶圆厂与刻蚀设备厂为硅电极本土供应商创造替代机 会
硅电极对下游的供应主要分为两种方式：一是对接刻蚀设备 厂商提供原配品硅电极，二是对接晶圆制造厂商提供非原配品硅 电极。刻蚀设备厂商通常指定通过其认证的硅电极制造商生产与 其刻蚀设备相配套且满足特定工艺要求的原配品硅电极，并提供 给下游晶圆厂。原配品硅电极虽然与刻蚀设备匹配度更高，但价 格相对更贵。晶圆厂往往在采购新刻蚀设备时出于获取刻蚀设备 供应商售后服务和技术支持的考虑会倾向于购买原配品硅电极，当晶圆厂掌握刻蚀设备使用工艺后，出于成本考虑会寻找非原配 品硅电极予以替代。同时随着硅电极生产工艺的不断成熟，非原 配品硅电极与原配品硅电极的技术差距越来越小，在综合考虑成 本效益和产品质量的基础上，晶圆厂针对老旧刻蚀机型更倾向于 使用非原配品硅电极。

图 17 硅电极产业框架图

提供单晶硅材料

硅电极制造商

提供原配品硅电极 提供非原配品硅电极

提供刻蚀设备
刻蚀机设备供应商 芯片制造厂商 提供原配品硅电极
资料来源：神工股份招股书，上海证券研究所
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国产替代背景下国内刻蚀设备厂商发展迅速，成为国内硅电 极厂商新增长曲线。全球刻蚀机市场主要被泛林半导体、东京电 子、应用材料占据主要份额，CR3 超 90%，国内刻蚀设备厂商份 额极低，国内刻蚀设备配套零部件产业链也因此发展缓慢。国产 替代背景下，国内刻蚀设备厂商发展迅速，营收规模快速增长，硅电极等刻蚀设备配套零部件需求随之上升。国内硅电极厂商有 望通过国内刻蚀设备厂商认证，为其提供原配品硅电极零部件，打开新增长曲线，受益于国产化率不断提升得到快速发展。

图 18 北方华创设备业务规模变化（亿元）

资料来源：Wind，上海证券研究所

图 19 中微公司设备业务规模变化（亿元）

资料来源：Wind，上海证券研究所

国内晶圆厂快速扩张，国内硅电极厂商迎来补位替代机会。国内晶圆厂一直以来主要从海外刻蚀设备龙头采购刻蚀机，经过 多年的学习积累，国内工程师已经十分熟悉存量刻蚀设备的使用 与维护，这使得国内晶圆厂能够根据存量刻蚀设备的工艺型号去 寻觅性价比更高的第三方硅电极零部件供应商，而不必依赖于原 配品硅电极单一渠道。伴随半导体工艺制程不断往前推进，刻蚀 设备以及配套零部件也在不断升级迭代，海外硅电极厂商在老旧 刻蚀机台配套硅电极零部件的生产上积极性不高，国产硅电极厂 商立足中国大陆区位优势，有望受益国内晶圆厂快速扩张机遇实 现快速发展。

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表 5 中国大陆晶圆厂扩建情况不完全统计

资料来源：芯思想，今日半导体，上海证券研究所

2.3 神工有望成为国内头部刻蚀用硅电极本土供应商
神工股份针对硅电极加工难点实现技术突破，国内客户验证 进展顺利。针对硅电极加工打孔难点，公司开发出了低损伤的高 速钻微孔技术（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，又极大地减少孔内壁的损伤层，从而改善了 产品质量；针对孔内腐蚀清洗技术，公司研发了硅电极微深孔内 壁抛光技术，对孔内表面进行抛光处理保证了表面洁净度；针对 刻蚀设备厂商定制化的螺纹孔需求，公司还研发了脆性材料非标 螺纹加工技术，可以制造各种规格的螺纹。公司在硅电极加工方 面的核心技术已应用于批量生产中，并通过了国内刻蚀机设备厂 商的评估认证，得到了批量长期订单。另外经过 2021 年全年的市 场推广，公司在多家 12 英寸 IC 生产厂家也获得了送样评估机会，并获得了某些客户的小批量订单。

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表 6 神工股份硅电极核心技术

资料来源：公司公告，上海证券研究所

立足“材料+加工”一体化优势，神工股份有望成为国内唯一 从材料到成品一体化的刻蚀用硅电极本土供应商。全球主要刻蚀 机生产厂商和刻蚀用硅电极制造商均主要位于日本、韩国和美国，伴随着半导体产业向中国大陆转移以及国内刻蚀设备厂商份额不 断提升，硅电极市场格局或发生改变。神工股份布局覆盖刻蚀用 单晶硅材料和硅电极零部件，面对中国大陆增量市场空间，有望 凭借一体化优势和区位优势迅速抢占市场份额，树立并巩固自身 在国内硅电极市场的领先地位，改变全球硅电极市场格局。为了 更好的满足国内硅电极市场日益提升的需求，神工股份积极进行 硅电极的产能储备，除却福建精工半导体，公司还追加在锦州建 设硅零部件加工场所，这不仅扩充了硅电极产能，南北两厂的布 局有利于更好的服务国内市场，还提高了从原材料到成品的技术 生产衔接，加强了研发团队针对各种加工方法的反馈速度和反馈 强度。

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3 供需错配推动半导体硅片量价齐升，战略布局

轻掺低缺陷硅片把握发展机遇

3.1 国内半导体硅片公司市场份额极低，轻掺硅片亟待补 强
硅片根据掺杂程度不同可分为轻掺硅片和重掺硅片。从多晶 硅到单晶硅片的制造过程中会加入掺杂元素来改变硅片的导电能 力，掺杂元素的掺入量越大，硅片的电阻率越低，根据掺杂程度 不同分为轻掺硅片和重掺硅片。轻掺硅片一般用于逻辑等超大规 模集成电路，重掺硅片主要用作外延片的衬底应用在功率器件等 领域。从全球市场 8 英寸硅片总需求上看，轻掺硅片约占全部需 求的 70%；在 12 英寸硅片总需求中，轻掺硅片占比几近 100%。

轻掺硅片工艺难点源于对缺陷率的严格控制。重掺硅片与轻 掺硅片工艺不同，重掺硅片需在重掺单晶硅材料制成的衬底片上 生长一层几十微米到一百多微米不等的外延层，因为有外延层，所以重掺单晶体对缺陷要求较低；而轻掺硅片没有外延层，因此 对轻掺硅晶体材料的原生缺陷要求很高。国内硅片技术相对落 后，规模化产品主要为重掺低阻产品，用于厚膜外延片底板及之 后的亚微米级制程芯片的生产，轻掺硅片产品主要依赖进口。

图 20 硅片拉晶流程示意图

资料来源：中欣晶圆官网，上海证券研究所

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国内半导体硅片市场规模快速提升。半导体晶圆制造材料占 半导体材料市场比重达 63%，其中半导体硅材料为晶圆制造材料 主要组成部分，占比约 35%。全球半导体硅片市场规模稳中有升，2018 年同比增长 31%达到 114 亿美元，2019-2020 年稳定在 112 亿美元。据 SEMI 最新数据，2021 年全球半导体硅片市场规模达 126.2 亿美元，同比增长 13%。伴随第三次半导体产业转移趋势，国内半导体全产业链得到快速发展，国内半导体硅片市场规模步 入了飞跃式发展阶段，2018 年至 2020年，国内半导体硅片市场规 模从 9.92 亿美元上升至 13.35 亿美元，CAGR 为 16.01%。

全球半导体硅片市场集中度很高，CR5 接近 90%。2020 年全 球排名前五的半导体硅片厂商分别为日本信越化学、日本 SUMCO、中国台湾环球晶圆、德国 Siltronic、韩国 SK Siltron。由于半导体 硅片行业具有技术难度高、研发周期长、资金投入大、客户认证 周期长等特点，境外硅片龙头占据先发优势， 300mm 硅片早就进 入量产商业化阶段，而国内 300mm 硅片才刚刚起步。

图 23 半导体硅片市场格局（2020 年）

其他, 13.39%

信越化学,
27.53%

SK Siltron,
11.31%

Siltronic,
11.46%
SUMCO,
环球晶圆, 21.51%
14.80%
资料来源：SEMI，上海证券研究所
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3.2 供需错配延续硅片涨价趋势， 8/12 英寸硅片将长期 共存
全球半导体硅片出货面积持续增长，8/12 英寸成为最主流尺 寸。据 SEMI 数据，2021 年全球半导体硅片出货面积将创下新高，超 140 亿平方英寸，同比增长 14.2%；2022-2024 年，半导体硅片 出货量有望继续逐年持续创下新高，出货面积有望达 149/156/160 亿平方英寸。从出货面积结构来看，8 英寸份额占比逐步提升并趋 于稳定，维持在 25%-27%；12英寸硅片份额占比持续提升，2020 年市场份额已提升至 68.08%，成为半导体硅片市场最主流的产品，预计到 2022 年市场份额将接近 70%。

200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020

资料来源：SEMI，上海证券研究所

资料来源：SEMI，上海证券研究所

工艺成熟度和成本优势决定 8 英寸硅片将长期与 12 英寸硅片

共存。大尺寸化趋势推动 12 英寸硅片份额不断提升，根据 SUMCO 发布的全球 12 英寸晶圆需求预测数据，2021 年全球 12 英寸晶圆需求将达到 720 万片/月，到 2025 年将达到 910 万片/月，其中需求占比最大的终端应用为智能手机，其次为数据中心、PC/ 平板电脑、汽车，数据中心和汽车对 12 英寸晶圆的需求增长最为 快速。8 英寸硅片在高精度模拟电路、高压功率芯片、射频前端芯 片、嵌入式存储器、CMOS 图像传感器、高压 MOS 等特色芯片产 品上制造工艺更加成熟，同时 8 英寸产线大都折旧完毕带来显著的 成本优势，加上汽车电子、工业电子等应用端需求驱动，8 英寸硅 片需求长期存在。综合来讲，8 英寸和 12 英寸硅片会长期共存，在各自的特定领域有不可替代的优势。

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资料来源：SUMCO，上海证券研究所

资料来源：SUMCO，上海证券研究所

行业高景气度刺激晶圆厂积极扩产，硅片迎来量价齐升趋势。受益于终端需求拉动，国内外晶圆厂纷纷在积极扩厂，而硅片作 为晶圆厂最重要的原材料，迎来需求的快速提升。面对晶圆厂的 产能需求，硅片大厂都在扩产，但扩产速度与市场需求增速相比 较为缓慢，且扩产主要集中于 12 英寸硅片。据 SUMCO 表示，其 12 英寸硅片产能(包括新厂的新增产能)的长期合约已签约到 2026 财年，8 英寸硅片需求预计也会继续加强。据 SEMI 数据，半导体 硅片价格从 2016 年 0.67 美元/平方英寸增长至 2019 年的 0.95 美 元/平方英寸，2020 年价格 0.90 美元/平方英寸。考虑目前硅片供 需错配的情况，硅片价格有望持续上涨。

图 28 半导体硅片平均价格

资料来源：SEMI，上海证券研究所

3.3 8 英寸轻掺低缺陷硅片进展顺利，深厚研发实力支撑 长期发展
对标信越化学，神工股份基于大直径单晶硅材料拉晶工艺积 累，募投布局高技术门槛的 8英寸轻掺低缺陷抛光片项目。大直径 单晶硅材料与 8 英寸半导体级单晶硅材料虽然应用领域不同，对具 请务必阅读尾页重要声明 20

体技术参数指标的要求不同，但两者在生产工艺方面存在共通性，重点技术领域均涵盖了固液共存界面控制技术、电阻率精准控制 技术、引晶技术等。相比大直径单晶硅材料，8 英寸半导体级单晶 硅材料对晶体原生微缺陷率、面内电阻率均匀率、表面异物数量 等多项指标要求更加严格。神工股份募投建设 8 英寸轻掺低缺陷抛 光片项目，项目达产预计实现年产 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的产能规模。

表 7 神工股份硅片项目情况

拟建设 8 英寸半导体级硅单晶抛光片生产线。本募投项

陪片的产能规模。

研发中心建成后将主要围绕以下方向进行研发工作：超

加工和清洗技术研发、硅片质量评价分析技术研发、

资料来源：神工股份招股书，上海证券研究所

立足晶体生长技术起点，研发突破硅片加工核心技术。硅片 生产整体可分为三大工序：晶体生长、硅片加工前道（切、磨）和硅片加工后道（抛光、清洗）。目前公司在晶体生长环节的生产 工艺基本成熟，研发掌握晶体生长稳态化控制技术、低缺陷单晶 生长技术等，良率水平向国际一流硅片生产商看齐；在硅片加工 前道和后道环节，公司通过持续研发，已掌握高良率切片技术、高效化学腐蚀及清洗技术、超平整度研磨抛光技术、硅片检测评 价技术、硅片表面微观线性损伤控制技术、低酸量硅片表面清洗 技术、线切割过程中硅片翘曲度的稳定性控制技术等核心技术。

表 8 神工股份半导体硅片制造核心技术

资料来源：公司公告，上海证券研究所
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8 英寸轻掺低缺陷抛光片项目进展顺利，核心技术团队助力公 司成为国产轻掺硅片优势供应商。公司 2021 年初打通硅片产线，上半年已完成第一阶段月产能 5 万片的设备安装调试工作，目前按 计划以每月 8000 片的规模进行生产，以持续优化工艺，产品已进 入客户认证流程，进展顺利。国内轻掺硅片发展较重掺硅片较慢，公司凭借具备丰富的研发生产经验的核心团队有望成为国内轻掺 硅片优质供应商。公司核心技术团队在日本有 20 年以上的轻掺低 缺陷硅片生产经验，并且 8 英寸、12 英寸硅片的制造技术与 20 年 前差别不是很大，公司核心技术人员对其整体的成本控制、良率 提升及研发技术路线都有着丰富的经验。公司已有的大直径单晶 硅材料本身也是轻掺晶体，在轻掺晶体的生长方面已经培养了成 熟的生产团队，转向轻掺硅片生产是顺理成章的，相比从重掺转 向轻掺的公司会容易一些。最后，公司在日本设有研发中心，有 利于招募当地的高技术人才，也便于和当地高技术人才保持交流，有利于在技术路线上保证先进方向。

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4 盈利预测与投资建议

核心假设与预测结论：

1. 盈利预测假设依据：
   公司是半导体刻蚀用硅电极上游——大直径单晶硅材料的龙 头企业，公司2020年的收入全部来源于大直径单晶硅材料，约为 1.92亿元。依据上述情况，我们认为公司未来在该领域仍有较大的 份额提升空间，且公司将通过产品尺寸的不断增加改善产品结构，
   提升收入规模和盈利能力；同时我们认为公司未来还将往单晶硅
   材料的下游硅电极零部件和半导体硅片领域渗透与发展，两块新
   品的市场空间大于公司的传统主业，预计未来这两块新增业务也
   将给公司带来可观的增量收入和利润。
2. 大直径单晶硅材料：
   2020年，受益于疫情影响反弹、新能源汽车需求大幅提升、电子行业需求回暖等行业变化，半导体行业景气度明显回升，带
   来了上游材料的的需求回暖，公司因此受益。待行业补库存进入
   尾声，行业产能逐渐扩张缓解供需不平衡后，行业将回归正常增 长。根据上述情况，我们假设公司2021-2023年大直径单晶硅材料 的营收将实现4.46、6.08和7.34亿元，同比增长144.23%、36.50% 和20.75%。
3. 硅电极零部件：
   基于优秀的单晶硅材料工艺与技术基础和储备，公司开始向 下游硅电极零部件领域延伸，2020年，公司已通过部分下游客户 验证，并实现销售收入70万元。随着产能扩张和良率爬坡，我们 预计2021-2023年公司在硅电极领域将实现快速增长。根据上述情 况，我们假设公司2021-2023年硅电极零部件的营收将实现0.11、0.42和0.94亿元，同比增长1520.37%、267.50%和125.00%。
4. 半导体硅片：
   根据公司招股说明书，公司IPO募资后将用于8英寸和12英寸 的半导体硅片扩产。由于半导体行业存在3-5年的认证周期，我们 认为，公司有希望在2022-2023年开始形成小批量硅片供应，未来 待下游晶圆厂验证逐步通过后，有望实现较大的收入规模增长。
   根据上述情况，我们假设公司2023年半导体硅片的营收将实现约 0.72亿元。
5. 毛利率假设：
   2018-2020年 ， 公 司 实 现 综 合 毛 利 率63.77%、68.99%和 65.23%。我们认为，公司的半导体材料工艺壁垒高，技术难点多，潜在竞争对手较难在短时间内实现突破，海外产能不足，未来一

段时间内公司将有望维持较高水平。同时硅电极的产品毛利率接 近单晶硅材料，因此未来3年内对公司的综合毛利率不会造成较大 影响。待半导体硅片实现量产后，公司的综合毛利率将开始逐步 降低。我们假设2021-2023年公司实现综合毛利率65.63%、66.42%

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和63.64%。

附表 1 公司分业务增速与毛利预测（单位：百万元人民币）

资料来源：Wind，上海证券研究所

投资建议：

首次覆盖给予“买入”评级。我们预计公司 2021-2023 年净利 润分别为 2.20、3.08 和 4.04 亿元，对应 EPS 分别为 1.38、1.92 和2.53元。当前股价对应2021-2023年PE值分别为60.94、43.62 和 33.23 倍。我们看好公司传统单晶硅材料因大径化而持续提升份 额，基于材料端的技术优势和下游国产化快速布局硅电极带来增

量贡献，通过技术储备突破下游验证后加快硅片的国产替代，从

而在营收和利润端实现更快和更高幅度的增长。

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5 风险提示

1. 公司存在经营业绩不达预期的风险。

公司产品主要向电极制造商销售，经电极制造商机械加工制 成集成电路刻蚀用硅电极，直接应用于芯片制造刻蚀环节，随着 刻蚀工序不断消耗。半导体行业景气度通过影响存量芯片生产线 的产能利用率以及芯片生产线的新增投资水平等主要中间变量，并最终影响集成电路刻蚀用单晶硅材料市场需求，因此公司产品 销售与半导体行业景气度高度相关，此外，硅电极制造商对下游 需求的趋势判断也会影响公司的订单金额。

2. 半导体行业存在增长低于预期的风险。

半导体行业属于周期性行业，行业增速与全球经济形势高度 相关。此外，半导体行业的周期性还受技术升级、市场结构变化、应用领域升级、自身库存变化等因素的影响。近年来，半导体行 业研发周期不断缩短，新技术、新工艺的不断应用导致半导体产 品的生命周期不断缩短。公司主要产品为高纯度集成电路刻蚀用 单晶硅材料，主要销售给硅电极制造商，经机械加工为芯片制造 刻蚀环节所需的硅电极。公司产品销售直接受半导体行业景气度 的影响。若半导体行业市场需求出现周期性下滑，公司的经营业 绩存在波动风险。

3. 公司产品出口比例较高的风险。

全球范围内主要刻蚀机生产厂商和刻蚀用硅电极制造厂商主 要位于日本、韩国和美国，因此公司产品主要出口日本、韩国和 美国。如未来相关国家在贸易政策、关税等方面对我国设置壁垒 或汇率发生不利变化，且公司不能采取有效措施降低成本、提升 产品竞争力，将导致公司产品失去竞争优势，从而对公司经营业 绩产生不利影响。

4. 募投项目推进不及预期的风险。

公司募集资金投资项目包括 8 英寸半导体级硅单晶抛光片生产建 设项目和研发中心建设项目，相对于公司现有规模而言，募集资 金投资规模较大，且项目投资期较长，如果募集资金投资项目业 绩无法实现预期效益，可能对公司财务状况和经营成果造成较大 不利影响。

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公司财务报表数据预测汇总

资料来源：Wind，上海证券研究所

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分析师声明
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公司业务资格说明
本公司具备证券投资咨询业务资格。

投资评级体系与评级定义

件，或者其他原因，致使我们无法给出明确的投资评级

相关证券市场基准指数说明：A 股市场以沪深 300 指数为基准；港股市场以恒生指数为基准；美股市场以标普 500 或纳斯达克综合指数为基准。

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