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1、 敬请参阅最后一页特别声明 -1- 证券研究报告 2020 年 8 月 25 日 露笑科技(002617.SZ) 电子 中国碳化硅产业的国之重器 露笑科技(002617.SZ)投资价值分析报告 公司深度 碳化硅碳化硅(SiC) :第三代半导体芯片材料:第三代半导体芯片材料大势所趋大势所趋,碳化硅,碳化硅 MOSFET 将将与与硅基硅基 IGBT 长期共存长期共存。相比于硅基,SiC 拥有更高的禁带宽度、电导率等优良特性, 更适合应用在高功率和高频高速领域, 如新能源汽车和 5G 射频器件领域。 特斯 拉在 MODEL 3 上使用 24 个 SiC MOSFET 模块作为主驱逆变器的核心部件替
2、代 IGBT,SiC MOSFET 使逆变器效率从 Model S 的 82%提升到 Model 3 的 90%。除了逆变器效率提升,SiC MOSFET 使器件体积缩小到原来的 1/10,承 载功率是硅基器件的 80 倍,另外关断能力和可靠性也得到大幅提升。 新能源汽车为碳化硅材料带来巨大增量新能源汽车为碳化硅材料带来巨大增量。 新能源汽车为碳化硅的最重要下游领 域,主要应用包括主驱逆变器、DC/DC 转换器、充电系统中的车载充电机和充 电桩等,单车用量平均为 0.5 片 6 寸碳化硅(单片切 325 个器件) ,SiC 晶片价 格为 7000 元/片,单车碳化硅衬底价值量约 3500 元。
3、根据 IHS 数据,2018 年 和2027年碳化硅功率器件市场规模分别约4亿和100亿美金, 复合增速约40%。 碳化硅衬底材料市场规模将从 2018 年的 1.21 亿美金增长到 2027 年的 30 亿美 金, 复合增速达 44%。 目前 CREE 等国际大厂和国内企业纷纷大力布局碳化硅。 露笑科技:致露笑科技:致力打造碳化硅“设备力打造碳化硅“设备衬底衬底外延”的完整产业链,中国顶外延”的完整产业链,中国顶 尖尖团队团队致力致力打造打造碳化硅的国之重器碳化硅的国之重器。 (1)在碳化硅长晶炉方面,公司曾与伯恩 合作共同布局苹果用蓝宝石业务,依托于历史的蓝宝石业务积累,公司目前战 略转型
4、布局碳化硅业务。 (2)在碳化硅晶片方面,公司引进国内最早和最顶尖 的从事碳化硅晶体生长研究的技术团队陈之战博士研究团队。 露笑科技露笑科技碳化硅业务碳化硅业务:短期看长晶炉批量订单,长期看短期看长晶炉批量订单,长期看与与合肥政府合肥政府百亿元的合百亿元的合 作协同作协同。 (1)碳化硅长晶炉:公司前期公告和中科钢研、国宏中宇签订约 3 亿 元的碳化硅长晶炉销售合同,未来随着中国步入碳化硅的扩产周期,公司的碳 化硅长晶炉业务有望步入快速发展期; (2)公司将与合肥市长丰县人民政府共 同投资 100 亿元建设第三代功率半导体(碳化硅)产业园。在暂时不考虑合肥 合资公司碳化硅衬底收入贡献的情况下,
5、我们预计露笑科技的碳化硅业务 2020-2022 年收入分别为 1.25、2.75、4.00 亿元。 盈利预测、估值与评级。盈利预测、估值与评级。我们预计露笑科技 2020-2022 年归母净利润分别为 3.55、 3.91、 4.29 亿元, 当前约 100 亿元市值对应 2020-2022 年 PE 分别为 27x、 24x、22x,我们首次覆盖并给予“买入”评级。 风险提示:风险提示:SIC 项目进展不及预期、疫情加剧风险、中美贸易摩擦加剧风险。 业绩预测与估值指标业绩预测与估值指标 指标指标 2018 2019 2020E 2021E 2022E 营业收入(百万元) 3,020.03
6、2,452.13 2,850.85 3,205.86 3,555.14 营业收入增长率 -6.93% -18.80% 16.26% 12.45% 10.89% 净利润(百万元) -973.22 36.17 354.66 390.64 428.84 净利润增长率 -415.58% NC 880.55% 10.14% 9.78% EPS(元) -0.88 0.02 0.23 0.26 0.28 ROE(归属母公司)(摊薄) -61.78% 1.26% 10.80% 10.63% 10.45% P/E NA 261 27 24 22 资料来源:Wind、光大证券研究所预测 注:股价时间为 2020
7、年 8 月 25 日 买入(首次) 当前价:6.26 元 分析师 刘凯 (执业证书编号:S0930517100002) 殷中枢 (执业证书编号:S0930518040004) 联系人 栾玉民 市场数据 总股本(亿股): 15.11 总市值(亿元):97.29 一年最低/最高(元):4.47/8.20 近 3 月换手率:199.99% 股价表现(一年) -24% -11% 2% 15% 28% 08-1911-1902-2005-20 露笑科技沪深300 收益表现 % 一个月 三个月 十二个月 相对 15.07 9.4
8、0 -25.26 绝对 20.62 33.77 -0.79 资料来源:Wind 2020-08-25 露笑科技 敬请参阅最后一页特别声明 -2- 证券研究报告 投资聚焦投资聚焦 关键假设关键假设 1、对于碳化硅业务,露笑科技将致力打造碳化硅“设备衬底 外延”的产业链布局,未来将成为国内极具竞争力的碳化硅晶片生产企业。 我们预计 2020-2022 年公司碳化硅业务的收入主要由碳化硅长晶炉销售贡 献,在暂时不考虑合肥合资公司碳化硅衬底收入贡献的情况下,我们预计公 司碳化硅业务 2020-2022 年营业收入分别为 1.25、2.75、4.00 亿元,考虑 碳化硅长晶炉上量后,规模效应显现,预计
9、2020-2022 年碳化硅项目毛利率 分别为 35%、40%、40%。 2、对于漆包线业务,公司是国内最大的专业漆包线生产商之一,公司 近年逐渐由铜漆包线业务逐渐转向附加值更高的铝漆包线,在制造业升级的 背景下,铝漆包线的需求逐渐增大,我们假设公司漆包线业务 2020-2022 年 营业收入分别为 16.82、18.51、20.36 亿元,收入增速分别为 10%、10%、 10%。考虑到铝漆包线相较于铜漆包线毛利率较高,且铝漆包线将成公司漆 包线主要品类,我们假设公司 2020-2022 年该业务毛利率分别为 7%、7%、 7%。 3、对于光伏发电业务,公司子公司顺宇洁能区位优势明显,202
10、0 年将 完成大部分储备装机容量, 我们预计公司 2020-2022 年光伏发电业务营业收 入分别为 7.03、7.13、7.23 亿元,收入增速分别为 15%、1%、1%。考虑 到光伏发电是公司的主要利润来源,毛利率较高且较为稳定,我们假设公司 2020-2022 年光伏发电业务毛利率分别为 64%、64%、63%。 我们的创新之处我们的创新之处 本报告本报告着重分析了露笑科技的碳化硅业务,这块业务目前被市场所忽着重分析了露笑科技的碳化硅业务,这块业务目前被市场所忽 视。视。碳化硅是未来应用趋势非常确定的第三代半导体材料,国际大厂纷纷大 力布局。受益新能源汽车的巨大拉动,碳化硅衬底材料将从
11、2018 年的 1.21 亿美金增长到 2027 年的 30 亿美金,CAGR 达 44%。露笑科技拥有顶尖的 科学团队,致力打造“设备衬底外延”的完整产业链,未来碳化硅 业务将实现较快增长。 股价上涨的催化因素股价上涨的催化因素 1、 新能源汽车大幅放量。 2、 国内碳化硅产能扩产加速。 盈利预测和估值分析盈利预测和估值分析 我们预计公司 2020-2022 年的归母净利润分别为 3.55、3.91、4.29 亿 元,对应 EPS 分别为 0.23、0.26、0.28 元,当前市值对应 PE 分别为 27x、 24x、22x。考虑 A 股市场中暂时无从事碳化硅生产制造的上市公司,我们选 取碳
12、化硅衬底材料的主要下游功率半导体厂商闻泰科技、三安光电、捷捷微 电作为可比公司,同时增加光伏厂商阳光电源作为可比公司,2020-2022 年 可比公司平均 PE 为 50 x、38x、30 x,高于露笑科技估值水平,首次覆盖给 予“买入”评级。 rQtQrMnQsQnMmQrMyQzQpM9PbPaQnPpPpNqQfQnNyQfQoMpR7NnNuMxNtPyRNZpNzQ 2020-08-25 露笑科技 敬请参阅最后一页特别声明 -3- 证券研究报告 目目 录录 1、 碳化硅:第三代化合物半导体大势所趋 . 5 1.1、 什么是碳化硅? . 5 1.2、 新能源汽车将驱动碳化硅产业快速成长
13、 . 8 1.3、 射频功率器件为碳化硅材料应用的另一重要领域 . 11 1.4、 碳化硅 MOSFET 将与 IGBT 长期共存 . 13 1.5、 全球碳化硅市场呈现寡头垄断局面 . 15 1.6、 国际大厂积极布局碳化硅市场 . 17 1.7、 国内碳化硅产业链起步较晚但布局完善 . 18 2、 露笑科技致力打造碳化硅产业的国之重器 . 20 2.1、 战略目标:依托于历史蓝宝石业务积累,致力打造碳化硅“设备衬底外延”的产业链布局 20 2.2、 露笑科技与合肥拟投资 100 亿元布局碳化硅产业 . 21 2.3、 露笑科技已储备国内顶尖的碳化硅晶体生长的团队 . 23 2.4、 财务分
14、析:资产剥离后,轻装上阵全力布局碳化硅 . 24 3、 盈利预测 . 26 3.1、 关键假设 . 26 3.2、 盈利预测 . 26 4、 估值水平与投资评级 . 27 4.1、 相对估值-PE 估值 . 27 4.2、 相对估值-PB 估值 . 28 5、 风险分析 . 29 6、 附录 . 29 2020-08-25 露笑科技 敬请参阅最后一页特别声明 -4- 证券研究报告 图表目录图表目录 图表 1:碳化硅晶片产业链 . 5 图表 2:碳化硅产品类型 . 6 图表 3:SIC 单晶生长示意图 . 7 图表 4:碳化硅晶片应用领域 . 8 图表 5:碳化硅功率器件市场规模预测(2018
15、年) . 9 图表 6:使用碳化硅衬底材料,为新能源汽车节省大量成本 . 10 图表 7:众多车企宣布新能源汽车的投资计划(2019 年). 10 图表 8:碳化硅衬底材料市场规模快速增长 . 11 图表 9:不同材料微博射频器件的应用范围对比 . 11 图表 10:2018-2025 年全球射频器件市场规模预测 . 12 图表 11:碳化硅基氮化镓外延功率器件市场规模 . 12 图表 12:特斯拉 Model 3 上使用的 SIC MOSFET 逆变器(24 个 SIC MOSFET 功率模块) . 13 图表 13:半导体材料性能对比 . 14 图表 14:碳化硅 MOSFET 与硅基 I
16、GBT 的对比 . 14 图表 15:相较硅基材料,碳化硅衬底材料将有更小的能量损失 . 15 图表 16:导电型碳化硅晶片市场竞争格局(2018 年) . 15 图表 17:国外龙头 CREE 与国内公司对比情况 . 16 图表 18:碳化硅晶片主要企业情况 . 16 图表 19:碳化硅产业链主要企业 . 18 图表 20:碳化硅晶片各厂商毛利率情况 . 19 图表 21:合肥市布局的产业领域(2020 年) . 22 图表 22:合肥市已引进的重点企业情况 . 22 图表 23:公司核心技术人员情况 . 23 图表 24:露笑科技近三年收入情况(单位:亿元) . 25 图表 25:露笑科技
17、近三年净利润情况(单位:亿元). 25 图表 26:露笑科技近三年毛利率与净利率情况(单位:%) . 25 图表 27:露笑科技 2019 年主要控股或参股公司净利润情况(单位:亿元) . 25 图表 28:露笑科技收入拆分预测(单位:百万元) . 26 图表 29:露笑科技盈利预测 . 27 图表 30:可比公司估值-PE 估值 . 28 图表 31:可比公司估值-PB 估值 . 28 图表 32:露笑科技与天科合达对比(单位:亿元) . 29 2020-08-25 露笑科技 敬请参阅最后一页特别声明 -5- 证券研究报告 1、碳化硅碳化硅:第三代:第三代化合物化合物半导体半导体大势所趋大势
18、所趋 1.1、什么是碳化硅?什么是碳化硅? 碳化硅是第三代化合物半导体材料碳化硅是第三代化合物半导体材料。半导体产业的基石是芯片,制作芯 片的核心材料按照历史进程分为:第一代半导体材料(大部分为目前广泛使 用的高纯度硅),第二代化合物半导体材料(砷化镓、磷化铟),第三代化 合物半导体材料(碳化硅、氮化镓)。碳化硅因其优越的物理性能:高禁带 宽度(对应高击穿电场和高功率密度)、高电导率、高热导率,将是未来最 被广泛使用的制作半导体芯片的基础材料。 碳化硅在半导体芯片中的主要形式为衬底碳化硅在半导体芯片中的主要形式为衬底。半导体芯片分为集成电路和 分立器件,但不论是集成电路还是分立器件,其基本结构
19、都可划分为“衬底 -外延-器件”结构。碳化硅在半导体中存在的主要形式是作为衬底材料。 图表图表 1:碳化硅晶片产业链:碳化硅晶片产业链 资料来源:天科合达招股说明书 碳化硅晶片是碳化硅晶体经过切割、研磨、抛光、清洗等工序加工形成 的单晶薄片。碳化硅晶片作为半导体衬底材料,经过外延生长、器件制造等 环节,可制成碳化硅基功率器件和微波射频器件,是第三代半导体产业发展 的重要基础材料。 根据电阻率不同,碳化硅晶片可分为导电型和半绝缘型。其中,导电型 碳化硅晶片主要应用于制造耐高温、耐高压的功率器件,市场规模较大;半 绝缘型碳化硅衬底主要应用于微波射频器件等领域,随着 5G 通讯网络的加 速建设,市场
20、需求提升较为明显。 2020-08-25 露笑科技 敬请参阅最后一页特别声明 -6- 证券研究报告 图表图表 2:碳化硅产品类型:碳化硅产品类型 资料来源:天科合达招股说明书 碳化硅生产工艺流程:碳化硅生产工艺流程: 碳化硅晶片是以高纯硅粉和高纯碳粉作为原材料,采用物理气相传输法 (PVT)生长碳化硅晶体,加工制成碳化硅晶片。 原料合成原料合成。将高纯硅粉和高纯碳粉按一定配比混合,在 2,000以上的高 温下反应合成碳化硅颗粒。再经过破碎、清洗等工序,制得满足晶体生长要 求的高纯度碳化硅微粉原料。 晶体生长。晶体生长。以高纯度碳化硅微粉为原料,使用自主研制的晶体生长炉,采 用物理气相传输法(P
21、VT 法)生长碳化硅晶体。其生长原理如下图所示: 2020-08-25 露笑科技 敬请参阅最后一页特别声明 -7- 证券研究报告 图表图表 3:SIC 单晶生长示意图单晶生长示意图 资料来源:天科合达招股说明书 将高纯碳化硅微粉和籽晶分别置于单晶生长炉内圆柱状密闭的石墨坩 埚下部和顶部,通过电磁感应将坩埚加热至 2,000以上,控制籽晶处温度 略低于下部微粉处,在坩埚内形成轴向温度梯度。碳化硅微粉在高温下升华 形成气相的 Si2C、SiC2、Si 等物质,在温度梯度驱动下到达温度较低的籽 晶处,并在其上结晶形成圆柱状碳化硅晶锭。 晶锭加工。晶锭加工。将制得的碳化硅晶锭使用 X 射线单晶定向仪进
22、行定向,之后磨 平、滚磨,加工成标准直径尺寸的碳化硅晶体。 晶体切割。晶体切割。使用多线切割设备,将碳化硅晶体切割成厚度不超过 1mm 的 薄片。 晶片研磨。晶片研磨。通过不同颗粒粒径的金刚石研磨液将晶片研磨到所需的平整度 和粗糙度。 晶片抛光。晶片抛光。通过机械抛光和化学机械抛光方法得到表面无损伤的碳化硅抛 光片。 晶片检测。晶片检测。使用光学显微镜、X 射线衍射仪、原子力显微镜、非接触电阻 率测试仪、表面平整度测试仪、表面缺陷综合测试仪等仪器设备,检测碳化 硅晶片的微管密度、结晶质量、表面粗糙度、电阻率、翘曲度、弯曲度、厚 度变化、表面划痕等各项参数指标,据此判定晶片的质量等级。 晶片清洗
23、。晶片清洗。以清洗药剂和纯水对碳化硅抛光片进行清洗处理,去除抛光片 上残留的抛光液等表面沾污物,再通过超高纯氮气和甩干机将晶片吹干、甩 干;将晶片在超净室封装在洁净片盒内,形成可供下游即开即用的碳化硅晶 片。 晶片尺寸越大,对应晶体的生长与加工技术难度越大,而下游器件的制 造效率越高、单位成本越低。目前国际碳化硅晶片厂商主要提供 4 英寸至 6 2020-08-25 露笑科技 敬请参阅最后一页特别声明 -8- 证券研究报告 英寸碳化硅晶片,CREE、II-VI 等国际龙头企业已开始投资建设 8 英寸碳化 硅晶片生产线。 1.2、新能源汽车新能源汽车将驱动将驱动碳化硅碳化硅产业快速成长产业快速成
24、长 1.2.1、碳化硅器件应用领域广泛, 新能源汽车碳化硅器件应用领域广泛, 新能源汽车驱动碳化硅快速增长驱动碳化硅快速增长 碳化硅晶片经外延生长后主要用于制造功率器件、射频器件等分立器碳化硅晶片经外延生长后主要用于制造功率器件、射频器件等分立器 件。件。以碳化硅晶片为衬底制造的半导体器件具备高功率、耐高压、耐高温、 高频、低能耗、抗辐射能力强等优点,可广泛应用于新能源汽车、5G 通讯、 光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天等现代工业领域,在我国“新基 建”的各主要领域中发挥重要作用。 功率器件是电力电子行业的重要基础元器件之一,广泛应用于电力设备功率器件是电力电子行业的重要基础元器件之一,
25、广泛应用于电力设备 的电能转化和电路控制的电能转化和电路控制等领域。等领域。作为用电装备和系统中的核心,功率器件的 作用是实现对电能的处理、转换和控制,管理着全球超过 50%的电能资源, 广泛用于智能电网、新能源汽车、轨道交通、可再生能源开发、工业电机、 数据中心、家用电器、移动电子设备等国家经济与国民生活的方方面面,是 工业体系中不可或缺的核心半导体产品。 现有的功率器件大多基于硅半导体材料,由于硅材料物理性能的限制, 器件的能效和性能已逐渐接近极限,难以满足迅速增长和变化的电能应用新 需求。碳化硅功率器件以其优异的耐高压、耐高温、低损耗等性能,能够有 效满足电力电子系统的高效率、小型化和轻
26、量化要求,在新能源汽车、光伏 发电、轨道交通、智能电网等领域具有明显优势。经过近 30 年研究和开发, 碳化硅衬底和功率器件制造技术在近年逐步成熟,并快速推广应用,正在掀 起一场节能减排和新能源领域的巨大变革。碳化硅功率器件的应用领域如下 图所示: 图表图表 4:碳化硅晶片应用领域:碳化硅晶片应用领域 资料来源:天科合达招股说明书 2020-08-25 露笑科技 敬请参阅最后一页特别声明 -9- 证券研究报告 新能源汽车是碳化硅最重要的下游应用新能源汽车是碳化硅最重要的下游应用。新能源汽车行业是市场空间巨 大的新兴市场,全球范围内新能源车的普及趋势逐步清晰化。根据现有技术 方案,每辆新能源汽车
27、使用的功率器件价值约 700 美元到 1000 美元。随着 新能源汽车的发展,对功率器件需求量日益增加,成为功率半导体器件新的 增长点。 新能源汽车系统架构中涉及到功率半导体应用的组件包括:电机驱动系新能源汽车系统架构中涉及到功率半导体应用的组件包括:电机驱动系 统、车载充电系统(统、车载充电系统(OBC)、电)、电源转换系统(车载源转换系统(车载 DC/DC)和非车载充电)和非车载充电 桩。碳化硅功率器件应用于电机驱动系统中的主逆变器桩。碳化硅功率器件应用于电机驱动系统中的主逆变器,能够显著降低电力 电子系统的体积、重量和成本,提高功率密度。美国特斯拉公司的美国特斯拉公司的 Model 3
28、车型采用以车型采用以 24 个碳化硅个碳化硅 MOSFET 为功率模块的逆变器为功率模块的逆变器, 是第一家在主逆变 器中集成全碳化硅功率器件的汽车厂商;碳化硅器件应用于车载充电系统和 电源转换系统,能够有效降低开关损耗、提高极限工作温度、提升系统效率, 目前全球已有超过 20 家汽车厂商在车载充电系统中使用碳化硅功率器件; 碳化硅器件应用于新能源汽车充电桩, 可以减小充电桩体积, 提高充电速度。 其他应用领域也包括光伏发电、轨道交通、智能电网、风力发电、工业 电源及航空航天等领域。 图表图表 5:碳化硅功率器件市场规模预测:碳化硅功率器件市场规模预测(2018 年)年) 资料来源:IHS M
29、arket 伴随新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网等产业的快速发展, 功率器件的使用需求大幅增加。根据 IC Insights 数据, 2018 年全球功率器 件的销售额增长率为 14%,达到 163 亿美元。未来,随着碳化硅和氮化镓功 率器件的加速发展, 全球功率器件的销售额预计将持续保持增长。 IC Insights 预计 2018 至 2023 年期间, 全球功率器件的销售额复合年增长率达到 3.3%, 2023 年全球功率器件收入将达到 192 亿美元。根据 IHS Markit 数据,2018 年碳化硅功率器件市场规模约 3.9 亿美元,受新能源汽车庞大需求的驱动, 以及电力设
30、备等领域的带动,预计到 2027 年碳化硅功率器件的市场规模将 超过 100 亿美元,碳化硅衬底的市场需求也将大幅增长。 2020-08-25 露笑科技 敬请参阅最后一页特别声明 -10- 证券研究报告 图表图表 6:使用碳化硅衬底材料,为新能源汽车节省大量成本:使用碳化硅衬底材料,为新能源汽车节省大量成本 资料来源:CREE 官网 图表图表 7:众多车企宣布新能源汽车的投资计划:众多车企宣布新能源汽车的投资计划(2019 年)年) 资料来源:CREE 官网 2020-08-25 露笑科技 敬请参阅最后一页特别声明 -11- 证券研究报告 图表图表 8:碳化硅衬底材料市场规模快速增长碳化硅衬底材料市场规模快速增长 资料来源:CREE 官网 1.3、射频功率器件射频功率器件为碳化硅材料应用的另一重要领域为碳化硅材料应用的另一重要领域 微波射频器件是实现信号发送和接收的基础部件,是无线通讯的核心, 主要包括射频开关、LNA、功率放大器、滤波器等器件,其中,功率放大器 是放大射频信号的器件,直接决定移动终端和基站的无线通信距离、信号质 量等关键参数。 5G 通讯高频、高速、高功率的特点对功率放大器的高频、高速以及功通讯高频、高速、高功率的特点对功率放大器的高频、高速以及功 率性能有更高要求。率性能有更高要求。以碳化硅为衬底的氮化镓射频器件同时具备了碳化硅的 高