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东尼电子:SiC业务初露峥嵘,产能释放将打开新增长曲线

来源:爱集微

#东尼电子#

#SiC#

09-21 17:20

主要看点:

1. 公司碳化硅项目从2017开始储备研发,主要由两位台湾的博士牵头,目前已组建约40人的研发团队,团队人员具备丰富的晶体生长实践经验。

2. 公司碳化硅6英寸产品前期500片衬底产品送样到瀚天天成和东莞天域两大中游龙头企业,产品全部达标,且附有检测合格报告。此外,韩国三星那边东尼电子也送样产品检测合格,并口头承诺下半年的订单可以优先采购。

3. 东尼电子年产12万片碳化硅半导体材料项目建设期36个月,总投资4.69亿元,购买约250台长晶炉及配套切磨抛设备。公司已有50余台长晶炉已完成安装调试,另有约100台长晶炉正在陆续安装调试。预计将于2023年11月达产,项目完全达产当年可实现年营业收入77,760万元,净利润9,589.63万元。

第一部分:公司的主要发展进程

集微网报道,浙江东尼电子股份有限公司(证券简称:东尼电子,证券代码:603595)成立于2008年1月25日,2015年9月28日整体变更为股份公司,2017年7月12日成功在上海证券交易所上市。公司专注于超微细合金线材及其他金属基复合材料的应用研发、生产与销售,公司生产的产品主要应用于消费电子、医疗、太阳能光伏、新能源汽车四大领域:超微细导体、复膜线、无线充电隔磁材料等主要应用于消费电子行业;医疗线束主要应用于医疗行业;金刚石切割线主要应用于蓝宝石及硅片切割;极耳主要应用于新能源汽车行业。

东尼电子整体发展分五个阶段,这五个阶段的核心分别为消费电子、光伏、新能源车、无线充电、第三代半导体材料。

第一阶段:专攻 3C 领域——手握“小而精”的电子线材(2008-2011 年)产品:这一阶段公司产品为超微细导体和复膜线为主的电子线材,2008年和 2009 年分别进行超微细复膜线和电线用铜导体产品的开发,这一阶段产品线径最低可至 25um。产品主要应用在消费类电子领域,复膜线用于制作手机、平板电脑的扬声器和 振动马达等。 公司的直接客户主要为歌尔股份,最终客户包括苹果、三星、诺基亚和华为等公司。

第二阶段:跨入光伏产业链——突破“小而精”的金刚线(2011年-2016年) 金刚线业务发展分为开发、试产、扩产三个阶段。 开发阶段:2011年公司开始金刚石切割线的产品开发,2011年到2013年逐步完成研发和打样,并开始提供小规模试验新产品。 试产阶段:2014年和2015年公司多为打样试生产产量少,客户少。2015 年公司新增融资租赁用于扩建金刚线生产设备。 扩产阶段:2016年公司金刚线产品销量大幅增加,达到批量供货规模,同时公司研发金刚石切割线研磨技术,实现金刚线线径统一,稳定切割能力和提高切面的平整度。 2017年 7 月公司上市,其募集资金的主要用途即为投资“年产200万KM金刚石切割线项目”。 在此期间,公司于2013年开始进行无线感应线圈产品开发主要原材料是公司复膜线,具有电能损耗小和效率高的优点,应用于苹果 IWATCH中的无线充电线圈。(2019年年底开始退出亏损的金刚线领域,虽然决定停产但未停止研发,换成钨丝技术继续投产。)

第三阶段:跨入新能源车产业链——布局“小而精”的极耳与线束(2016 年—2018),极耳项目于2016年启动,2016年6月完成设备研发,2018年将实现营收,客户为国内软包电池龙头。 线束项目于2018 年产品送样,客户认可后开始实现营收。

第四阶段:成为苹果的”一级”供应商——纳米晶材料进入果链的无线充电领域的主供(2018-2022)。纳米晶材料可以认为是一种新型磁性材料,具有高饱和磁度、低矫顽力、高初始磁导率等材料特性,可以缩小磁性器件体积、降低磁性器件损耗,主要是应用于电子磁性元器件。苹果是在17年iPhone8开始用无线充电技术,18年iPhone xs开始采用纳米晶材料。东尼电子18年开始研发纳米晶隔磁片,19年纳米晶隔磁片和纳米晶线圈进入苹果供应链,成为无线充电领域的主供。

东尼电子2021年收入中75%为消费电子领域的超微细电子线材、无线充电隔磁材料,其中95%产品销给大客户苹果公司,因此公司的业绩增速与苹果深度挂钩。从材料来看,主要是采用纳米晶材料,其中苹果纳米晶材料供应占比有50%-70%。对于这块业务,公司的态度是求稳,公司现在在拓展其他客户,预期是23年6-7月份进入三星供应链。

第五个阶段:东尼电子抛出两项全资子公司引入战略投资者的计划——12万片SiC半导体材料项目。公司第三代半导体2021年度非公开发行募投项目“年产12万片碳化硅半导体材料”预计将于2023年11月达产,目前公司正处于送样阶段,下游客户主要为东莞天域。

目前东尼电子最大股东为沈新芳,持股比例为 32.25%,第二大股东为其子沈晓宇,持股16.65%,前两大股东为公司实际控制人。

图1:东尼电子主要股东持股比例

第二部分:东尼电子SiC业务板块分析

碳化硅(SiC)是第三代半导体材料的典型代表,历经十多年的发展,碳化硅逐步走向商用。而随着近两年全球低碳化趋势,以及新能源汽车的崛起,碳化硅乘上了新东风,按下了上车的加速度。尤其是在新能源汽车领域,碳化硅功率器具有更高的电压等级、更高的开关速度、更高的结温、更低的开关损耗等优势,引发了车企及技术提供商的重视和布局。截至目前,包括特斯拉、比亚迪、丰田、大众、福特在内等逾20家全球知名汽车厂商均在车载充电系统中使用碳化硅功率器件。

东尼电子2017年与南京航空航天大学签订《产学研合协议》,组建院士专家工作站,建立长期技术合作和人才培养战略同盟,同时建立省级研发中心,配置高精尖端检验和实验设备,聘请业界专家,研发新产品和新技术。公司碳化硅项目从2017开始储备研发,技术主要来源于美国、日本,研发团队来自台湾,最初主要由两位台湾的博士牵头,曾任职于台湾中央研究院物理研究所,长期致力于材料科学与晶体技术研究,擅长晶体材料生长与精密切磨抛加工,具有二十余年的产品研发和量产导入经验。曾赴日本学习碳化硅衬底制造技术,在晶体材料领域具有深厚功底。公司积极吸纳行业先进人才,目前已组建约40人的研发团队,团队人员具备丰富的晶体生长实践经验。

团队成员:1、贲德,雷达专家,中国工程院院士,南京航空航天大学电子信息工程学院院长,在公司荣誉挂职。2、台湾中央研究院物理研究所叶国伟博士,全职任职。3、台湾化学工程材料博士张忠杰博士,全职任职。4、日本关东学院大学表面工学研究所副所长渡边充广,全职任职。5、世界知名电化学领域专家,南非科学院院长肯尼斯博士,全职任职。

翻看东尼电子的年报显示,其在2019年就开始披露在半导体领域的碳化硅衬底材料进行研发投入。从时间上看,这一年正是特斯拉上海工厂投产、电动车在中国全面爆发的一年,而东尼电子如此急迫地涌入碳化硅材料赛道也与此息息相关。

图2: 东尼电子2019年年报纰漏在研项目截图

2018年,特斯拉在Model 3上首先使用了碳化硅功率元器件,由意法半导体独家供应。据特斯拉研发团队测算,相比特斯拉Model S/X上用的IGBT,SiC Mosfet能带来5-8%的逆变器效率提升,这将使Model 3的逆变器效率直接提升到90%,对续航有着显著的提升。此外,由于碳化硅极强的高温性能,车用SiC Mosfet的高温表现也十分优异,在高温状态下,IGBT的效率会迅速下降,而SiC Mosfet直到200度都能维持正常效率表现。这也是为什么在当今电动车行业中,只有特斯拉一家能够通过提高驱动模块的工作温度来保证动力系统的长时间高功率输出。在特斯拉完成SiC的应用后,其他车厂纷纷选择跟进,但他们可能面临的问题是严重缺乏SiC功率元器件。

因此不难看出,碳化硅在新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网等领域具备特别明显的优势。因其优越的物理性能,包括但不限于高禁带宽度、高电导率、高热导率。未来必将广泛使用于制作半导体芯片的基础材料。目前碳化硅产业链共分为三个环节:上游衬底、中游外延片和下游器件制造。

图3:SiC产业链应用领域

东尼电子公司管理层对碳化硅项目的进展非常的低调。其董秘近期在投资者交流平台上表示,公司碳化硅半导体材料尚处于研发打样阶段,公司将针对下游优质的外延片厂商及其第三方机构进行送样,碳化硅前期500片样片已交付,下游反馈良好,公司将根据下游验证情况推进后续量产。此前曾把衬底产品送样到瀚天天成和东莞天域两大中游龙头企业,产品全部达标,且附有检测合格报告。此外,韩国三星那边东尼电子也送样产品检测合格,并口头承诺下半年的订单可以优先采购。

行业人士称,瀚天天成和东莞天域的上游公司是东尼电子这些做碳化硅晶圆衬底的公司,碳化硅国产替代能否成功,主要取决于这些企业对产品的满意度,此前东莞天域称,由于国内碳化硅晶圆衬底良品率太低,外延片受衬底质量影响严重,为了保证产品的高品质需求,公司一直采用外国公司的碳化硅晶圆衬底。目前国内技术跟上来了,国产替代也已开始。

而其中东尼电子的下游厂家东莞天域在公开调研报告中提到“收到多家国内公司的衬底样品经过验证后”,目前最符合要求的,并且良品率最高的就是东尼电子。此外,东莞天域毫不吝啬对东尼电子产品的赞赏“国东尼的碳化硅产品有产能的话有多少要多少”。

值得一提的是,在天域天成7月25号的专家会议上,专家表示,”目前SiC送样量最大的是东尼电子,品质上东尼电子走在最前列,在衬底材料的外延问题处理上最积极。东尼电子已经开始向外按周供货,每月数量大概在1000-3000片之间。当前东尼电子和天科合达的MOS器件都处于认证阶段,整体来看东尼和天科质量相差不大,但是东尼电子效率跟高。”

在产能保障方面,据今年9月14日公告,东尼电子全资子公司东尼半导体拟引入湖州新投和鑫祥园区共同设立的织鼎信息,作为公司战略投资者。织鼎信息将出资2.8亿元,将持有东尼半导体28%股权。此外,东尼电子还曾宣布全资子公司东尼新能源引入湖州东利,获得3亿元资金,后者将持有子公司35%股权。湖州东利由湖州产投、湖州中小创投共同设立。

东尼电子年产12万片碳化硅半导体材料项目实施地点为湖州市吴兴区织里镇利济东路588号,建设期36个月,总投资4.69亿元,购买约250台长晶炉及配套切磨抛设备。目前碳化硅长晶炉由东尼电子设计,合作设备厂商定制。公司已有50余台长晶炉已完成安装调试,另有约100台长晶炉正在陆续安装调试。用于研发的长晶炉所生长的晶体一致性较好,公司根据实验机台调试积累的经验,持续工艺改进,提高产品的可复制性,并按照各机台的实际情况进行安装调试,周期1-2个月左右。上述长晶炉及配套切磨抛设备全部安装完成,将形成约6万片/年的产能,从研发到大规模扩产,东尼电子花了4年多的时间,而针对项目的投产时间,公司在8月的投资者说明会上表示预计将于2023年11月达产。项目完全达产当年可实现年营业收入77,760万元,净利润9,589.63万元。

第三部分:碳化硅的工艺发展路径

国内 6英寸 SiC 衬底预计仍有较大成长空间,SiC 衬底售价随着出货量提升而逐步下行。2021年,天岳先进的平均销售价格为6767元/片,较2020年同比下降25%。考虑到目前国产6英寸衬底还未大批量生产,所以预计还会有降价空间。当前SiC衬底售价较高是良率水平低、晶圆尺寸小、自动化程度低等多因素导致的。随着各厂商提升工艺、往更大尺寸SiC 晶圆发展,预期SiC衬底售价将逐步下行,下游厂商对高性能的SiC衬底的需求会因为价格下降而持续提振。

工艺和尺寸方面,国产 SiC 衬底与海外的差距逐步缩窄,尺寸工艺的提升将有望进一步带动芯片价格的下降。目前全球的 SiC 衬底量产线主要尺寸为6英寸,而业内头部公司也在往 8 英寸产线发展。例如,Wolfspeed 的第一条 8 英寸 SiC 产线在 2022 年 Q2 开始生产,标志着全球第一条8英寸 SiC 产线的投产。目前国内的 SiC 衬底产线以 4 英寸为主,部分厂商也开始量产6英寸的衬底。以天岳先进为例,国内 4 英寸产线的量产时间较海外晚 10 年以上,但6英寸的量产时间差距缩小至7~10 年,反映国产SiC衬底技术也在逐步提升。全球 SiC 从 6英寸往 8英寸发展,有望持续带动芯片单价下降。正如硅片晶圆从8英寸往12英寸发展,更大的晶圆尺寸可以带来单片芯片数量的提升、提高产出率,以及降低边缘芯片的比例,从而提升晶圆利用率。

当前8 英寸 SiC 晶体生长的难点在于:8英寸籽晶的研制、大尺寸带来的温场不均匀和气相原料分布和输运效率问题、应力加大导致晶体开裂问题,我国企业也在快速追赶中。烁科晶体宣布在2022年1月实现8英寸N型碳化硅衬底小批量生产;中国科学院物理研究所在2022年4月也宣布成功生长出了单一4H晶型的8英寸SiC晶体。

值得注意的是,东尼电子董事长沈新芳对公司碳化硅产业非常自信。据今年4月市场流传的一份公司调研纪要,称今年9月东尼电子方面将向东莞天域提供8英寸SiC衬底,并且管理层将良率目标定为70%。东尼董事长沈新芳很有信心表示,”九月份做不出 8英寸,跟天域说订单不要下给东尼。”

与6英寸晶圆相比,8英寸晶圆将制造芯片的可用面积几乎扩大一倍,若实现突破将大大缓解当前产能压力。不过业界人士普遍认为,目前国内8英寸SiC技术成熟度不足。第三代半导体产业技术创新战略联盟秘书长于坤山此前曾表示,国内6英寸刚刚起步,从6英寸到8英寸,国内还面临一大门槛。因此,东尼电子近期在8英寸SiC衬底方面是否会传递出新的信号,十分值得关注,新入局的碳化硅业务又能否为东尼电子打开全新增长曲线,有待时间来证明!

(校对/占旭亮)

责编: 邓文标

李正操

作者

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邮箱:lizc@ijiwei.com

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