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天科合达:大尺寸碳化硅晶片国产替代,产销率过低设备业务存风险

2020-09-21  懒人葛优瘫

第三代半导体是Ⅲ族氮化物(如GaN、AlN)、SiC、氧化物半导体(如氧化锌、氧化镓、钙钛矿)和金刚石、蓝宝石等宽禁带半导体材料的统称,相比第一代半导体材料硅和锗以及第二代半导体材料GaAs和InP等,具有击穿电压高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等优越性能,制成的半导体器件不仅在更高温度下运行,还可以在高压、高频状态下可靠工作。基于Ⅲ族氮化物(如GaN、AlN)的半导体照明技术即我们所说的LED还具有良好的节能节电性能,因此在照明中被广泛应用。

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在第三代半导体中SiC和GaN将是最重要的两大材料,其中SiC相比第一代、第二代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率等性能优势,特别适用于5G射频器件和高电压功率器件:

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碳化硅产业链

SiC产业链主要分为三大环节:上游的SiC晶片和外延、中游的功率器件制造和下游工业控制、新能源车及光伏等应用领域:

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SiC晶片是SiC晶体经过切割、研磨、抛光和清洗等工序加工形成的单晶薄片,作为半导体衬底材料,经过外延生长、器件制造等环节可制成SiC基功率器件和微波射频器件。根据电阻率不同SiC晶片可分为导电型和半绝缘型两种,其中导电型SiC晶片主要用于制造耐高温、耐高压的功率器件,市场规模较大;半绝缘型SiC衬底主要应用于微波射频器件,5G网络加快建设将提升半绝缘型SiC晶片的需求。

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晶片尺寸越大对应的生长与加工技术难度越大,下游器件的制造效率越高、单位成本越低。目前SiC厂商主要提供4-6英寸的SiC晶片,Cree和Ⅱ-Ⅵ等巨头已开始投资建设8英寸SiC晶片生产线。天科合达是国内率先成功研发6英寸SiC晶片的企业,2020年1月启动了8英寸晶片研发工作。

目前在上游晶片领域市场基本被Cree和Ⅱ-Ⅵ等美国厂商垄断,以导电型SiC晶片为例,2018年天科合达和山东天岳在全球的市占率仅有2.2%,Cree一家独大,市占率超过了60%。天科合达和山东天岳目前已能供应2-6英寸的单晶衬底,在外延片方面厦门瀚天天成与东莞天域可生产2-6英寸SiC外延片:

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天科合达的碳化硅业务

北京天科合达成立于2006年9月,2020年7月向科创板提交了上市申请,目前处于问询阶段。公司从事SiC晶片及相关产品研发、生产和销售的企业,自成立以来专注于SiC晶体生长和晶片加工的技术研发,掌握了覆盖SiC晶片生产的'设备研制—原料合成—晶体生长—晶体切割—晶片加工—清洗检测'全流程关键技术和工艺,具备规模化供应大尺寸、高品质SiC晶片的生产能力,形成了以SiC晶片为核心、覆盖其他SiC产品和SiC单晶生长炉的业务主线。

天科合达是国内领先的SiC晶片生产企业,公司是国内最早实现SiC晶片产业化的企业,在国内率先成功研制出6英寸SiC晶片,相继实现2-6英寸晶片的规模化供应。公司先后承担了'线圈内置式大尺寸SiC单晶炉研发'、'大尺寸SiC材料与器件的制造设备与工艺技术的研究'等多项国家'02'专项和国家'863计划'等项目,并牵头起草了国内唯一一项规范SiC晶片产品质量要求的国家标准和多项晶片检测国家标准等。招股书申报稿显示公司目前拥有34项专利,其中国内发明专利27项,国际发明专利6项,拥有'PVT碳化硅单晶生长炉制造技术'、'高纯度碳化硅生长原料合成技术'等六大核心技术。

产品方面天科合达主要产品为SiC晶片、其他SiC产品和SiC单晶生长炉,其中SiC核心产品是SiC晶片,其他还包括SiC籽晶、SiC晶体等:

天科合达:大尺寸碳化硅晶片国产替代,产销率过低设备业务存风险

从营收构成来看,2017-2019年天科合达80%以上的营收来自SiC产品,其中SiC晶片营收从0.10亿元增长至0.74亿元;其他SiC产品营收从0.12亿元增长至0.57亿元。SiC单晶生长炉是晶体生长的关键设备,公司在该领域掌握了高温精确控制技术、真空环境控制技术等稳定生长高品质SiC晶体的单晶生长炉核心技术,目前该类设备也向下游企业和科研院所实现销售,营收占比也提升至15%以上:

天科合达:大尺寸碳化硅晶片国产替代,产销率过低设备业务存风险

技术上国际主要SiC晶片生产企业已实现6英寸晶片规模化供应,其中美国Cree、Ⅱ-Ⅵ在SiC晶片制造产业中拥有尺寸代际优势,已成功研制并投资建设8英寸晶片产线;天科合达8英寸产品还在研发阶段:

天科合达:大尺寸碳化硅晶片国产替代,产销率过低设备业务存风险

设备业务存风险

天科合达2019年SiC晶片产能3.75万片,产能利用率98.28%,2017年至今产能利用率均超过95%,但SiC单晶生长炉产能利用率不稳定,一季度受疫情影响下滑至21.33%,公司设备业务还是存在一定风险:

天科合达:大尺寸碳化硅晶片国产替代,产销率过低设备业务存风险

从产销率数据来看除了一季度,天科合达SiC晶片产销率均超过87%,2018年甚至供不应求,但公司SiC单晶生长炉产销率仅为12.5%,2019年下降至8.21%。 公司碳化硅单晶生长炉主要以部件订制加集成组装调试的方式生产,生产周期较短,存货中单晶生长炉占比较低,影响库存的还是SiC晶片等产品。2015-2019年公司存货余额由0.13亿元增长至0.59亿元,占流动资产的比例常年保持在30%左右,存货周转率由1.10提升至2.30,并未带来存货积压的风险。公司应收账款余额由0.02亿元增长至0.18亿元,应收账款/营收的比例多年保持在20%左右。2015-2019年公司应收账款周转率从5.43提升至9.08,除了2019年现金收入比常年在100%以上,回款质量较好。当然一季度公司应收账款/营收的比例提升至49.1%,但这是特殊情况,不可持久:

天科合达:大尺寸碳化硅晶片国产替代,产销率过低设备业务存风险

客户方面2017年天科合达的前五大客户中存在MTK株式会社等国外客户,但从2018年开始客户逐渐以国内为主,其中三安光电子公司三安集成销售收入占比达到5.34%,前五大客户收入占比合计达到51.84%。2020年一季度前五大客户中三安集成销售收入占比达到17.53%,客户B和D的销售收入占比合计达到20.96%,前五大客户销售收入占比达到68.84%,客户集中度提升,公司也存在一定的客户依赖:

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就说这么多。

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