20180112-天风证券-专用设备行业专题研究_硅片大规模投资拉开序幕_国产设备迎来春天_23页_3mb

专用设备行业分析总结

核心内容概述

本报告分析了全球及中国硅片制造行业的现状与发展趋势，重点围绕硅片制备环节的技术复杂性、大尺寸化趋势以及国产设备的进口替代机遇。随着半导体行业的持续景气，硅片需求不断上升，但供给增长缓慢，导致行业供不应求。同时，国家政策支持和大基金推动了国内硅片制造企业的快速扩产，设备投资需求随之激增。

主要观点

• 硅片制备是芯片制造的基础环节，流程复杂，涉及多道工艺，包括晶体生长、整型、切片、抛光、清洗等。
• 大尺寸硅片是未来主要发展方向，300mm和400mm硅片逐步取代200mm硅片，以实现规模经济，降低每块芯片的制造成本。
• 硅片供不应求，尤其是300mm硅片，2020年需求预计超过750万片/月，而供给端寡头垄断严重，仅有少数厂商宣布扩产计划。
• 国内硅片设备投资需求巨大，预计未来四年总投资额约498亿元，占硅片总投资的85%左右。
• 国产设备有望实现进口替代，特别是在拉晶炉、切割磨削和CMP抛光设备领域，国内企业如晶盛机电、晶能科技等已取得一定技术突破。

关键信息

硅片制备流程

1. 硅矿石提纯：通过加热硅石生成气态氧化硅，再通过化学反应生成三氯硅烷，最终用氢气还原制备出半导体级硅。
2. 晶体生长：主要采用直拉法（CZ法）和区熔法（FZ法），其中直拉法占85%以上。
3. 硅锭整型：包括去除两端、径向研磨、定位边和定位槽处理。
4. 切片：200mm及以下硅片使用内圆切割机，300mm以上采用金刚线切割工艺。
5. 磨片、倒角、刻蚀：去除表面损伤，提高良率。
6. 抛光：主要使用CMP（化学机械抛光）技术，使硅片表面光滑。
7. 清洗、评估、包装：确保硅片洁净，满足芯片制造要求。

硅片尺寸发展趋势

硅片设备投资预测（2017-2020）

国内设备发展现状

• 拉晶炉：晶盛机电和晶能科技技术已成熟，有望实现进口替代。
• CMP抛光机：AMAT和EBARA占据80%市场，晶盛机电与Revasum合作，计划2018年投产。
• 切割和磨削设备：国内企业有机会，金刚线切割工艺已成主流。
• 外延炉：AMAT占90%市场份额，国内北方华创有所涉及。

国内硅片厂投资情况

• 总投资额：约586亿元，设备投资约498亿元。
• 重点企业：
  • 上海新晟：总投资68亿元，规划产能60万片/月。
  • 中环+晶盛：投资200亿元，计划建设300mm硅片厂。
  • 京东方：投资100亿元，专注于12寸硅片。
  • 合晶：投资40亿元，规划产能34万片/月。
  • 金瑞泓：投资15亿元，规划产能10万片/月。
  • 重庆超硅：投资45亿元，规划产能50万片/月。
  • 成都超硅：投资50亿元，规划产能未知。

重点公司推荐

晶盛机电

• 公司简介：国内先进的光伏及半导体晶体硅生长设备供应商。
• 财务表现：
  • 2017年收入：35.14亿元
  • 2017年净利润：6.84亿元
  • EPS：0.69元
  • PE：47倍
• 发展前景：在拉晶炉、CMP抛光机、耗材等方面布局，未来有望实现进口替代。
• 投资亮点：2017年前三季度营收同比增长87.3%，净利润同比增长95.33%。

风险提示

• 硅片设备投资低于预期
• 行业竞争加剧
• 宏观经济大幅下滑

图表目录（摘要）

• 芯片制造步骤
• 硅片制备工艺流程
• 半导体级硅生产过程
• 硅片尺寸与参数
• 全球晶圆月产能情况
• 全球半导体设备销售额
• 中国硅片厂投资与扩产情况
• 各类设备投资占比
• 晶盛机电与晶能科技拉晶炉
• AMAT与EBARA主营业务及财务表现
• 硅片黑心片
• 金刚线切割示意图
• CMP抛光机原理图与示例图
• 硅片包装完成图
• 硅片尺寸逐步加大
• 外延工艺流程
• 北方华创外延系统

结论

随着全球半导体行业持续景气，硅片作为芯片制造的基础材料，其需求持续增长，而供给端增长缓慢，导致行业供不应求。国内硅片厂在政策支持和大基金推动下加快扩产步伐，设备投资需求巨大。国内设备制造商在拉晶炉、切割磨削、CMP等环节取得技术突破，有望在进口替代中占据一席之地。晶盛机电作为重点推荐公司，具备较强的技术实力和市场前景，未来有望在国产化浪潮中快速成长。