全球缺芯背景下以凯德石英为代表的石英玻璃制品产业链有何特色所在

1、内容目录 HYPERLINK l _TOC_250014 写在前面：凯德石英拟申请精选层，全球缺芯下，半导体关键辅材的石英产业链如何？ 4 HYPERLINK l _TOC_250013 思考一：当前时点，为何关注半导体石英制品产业链？ 6高纯石英砂生产与高品质矿密切相关，亚太地区高纯石英砂自给率仅 18% 6 HYPERLINK l _TOC_250012 高端石英制品中资企业仅少数可生产，各背景下国产化需求进一步提升 8 HYPERLINK l _TOC_250011 思考二：行业入手，石英制品产业链有何特点？ 10 HYPERLINK l _TOC_250010 石英制品工人培训周期长，

2、高端热加工产品需 5-10 年工龄，乃至 10+年 10 HYPERLINK l _TOC_250009 进入主流产业链，需在TEL 等认证后继续认证，认证周期一般 2 年以上 12 HYPERLINK l _TOC_250008 思考三：公司探讨，石英玻璃制品产业链主要有哪些企业？ 14 HYPERLINK l _TOC_250007 上游：贺利氏、迈图历史悠久，长期发展，技术产品体系齐全 14 HYPERLINK l _TOC_250006 4.1.1. 贺利氏：300+年历史，40%+收入来自亚洲，2019 年收入达 224 亿欧元 14 HYPERLINK l _TOC_250005

3、迈图：75+年历史，2018 年收入达 27.05 亿美元，以 31 亿美元价格被收购 16 HYPERLINK l _TOC_250004 石英股份：国内石英材料龙头，获TEL、LAM 认证，利润持续增长 17 HYPERLINK l _TOC_250003 中游：外资企业技术领先，高端产品成熟，凯德石英为中资企业龙头 19 HYPERLINK l _TOC_250002 体量规模：凯德石英规模明显领先，2020 年归母净利润达 3445 万元 20 HYPERLINK l _TOC_250001 盈利能力：凯德石英盈利能力持续领先，2020 年净利率为 21.07% 20 HYPERLIN

4、K l _TOC_250000 费用方面：凯德石英研发费用率最高，销管费用率则相对较低 21下游：中芯国际 2021 年计划资本开支 281 亿，北方华创 2021Q1 收入同增 52% 21图表目录图 1：意法半导体提价通知 4图 2：2019 年全球半导体各环节产业价值占比（按地区） 5图 3：半导体石英产业链 5图 4：矽比科的 IOTA 系列高纯石英砂标准 6图 5：全球高纯石英砂市场规模 7图 6：全球各地区高纯石英砂供需情况（单位：吨） 7图 7：全球各尺寸晶圆产品结构 9图 8：中国半导体制造业销售额 9图 9：凯德石英半导体用石英制品示例 11图 10：东科石英半导体用石英制品

5、示例 11图 11：杭州大和半导体用石英制品示例 11图 12：沈阳汉科半导体用石英制品示例 11图 13：菲利华半导体用石英制品示例 11图 14：强华股份半导体用石英制品示例 11图 15：凯德石英公司石英制品具体工艺流程 12图 16：2020 年全球半导体设备厂商市场份额 13图 17：贺利氏科技集团发展史 14图 18：贺利氏营业收入情况 15图 19：贺利氏收入按地区分布 15图 20：贺利氏员工数量（人） 16图 21：贺利氏研发费用率 16图 22：迈图 2016-2018 年营业收入 17图 23：迈图 2016-2018 年毛利率 17图 24：迈图 2016-2018 年

6、研发费用率 17图 25：石英股份营业收入情况 18图 26：石英股份归母净利润情况 18图 27：2020 年主营收入按产品划分（单位：亿元） 18图 28：2020 年主营收入按应用领域划分（单位：亿元） 18图 29：石英股份研发费用情况 18图 30：营业收入情况对比（单位：百万元） 20图 31：营业收入增长率对比（单位：%） 20图 32：归母净利润情况对比（单位：百万元） 20图 33：归母净利润增长率对比（单位：%） 20图 34：毛利率情况对比（单位：%） 21图 35：净利率情况对比（单位：%） 21图 36：研发费用率对比（单位：%） 21图 37：销售费用率情况对比（单

7、位：%） 21图 38：管理费用率情况对比（单位：%） 21图 39：中芯国际收入情况 22图 40：中芯国际归母净利润情况 22图 41：北方华创收入情况 22图 42：北方华创归母净利润情况 22表 1：国内石英产业链相关厂商最新情况 4表 2：石英砂简单分类 6表 3：石英玻璃材料、石英制品主要海内外厂商获得国际半导体厂商认证情况 8表 4：国内中资石英玻璃材料、石英制品主要厂商 2020 年海内外收入比重 8表 5：石英玻璃的生产工艺 10表 6：主要石英制品在半导体制造过程中的应用 10表 7：贺利氏半导体领域产品体系 14表 8：迈图半导体领域产品体系 16表 9：半导体石英制品主

8、要厂商情况对比 19表 10：2020 年中资石英制品公司客户情况 19表 11：中芯国际产能相关情况 22写在前面：凯德石英拟申请精选层，全球缺芯下，半导体关键辅材的石英产业链如何？2021 年 4 月 28 日北京凯德石英股份有限公司（简称凯德石英，下同）向北京证监局提交了公开发行股票并在精选层挂牌辅导备案申请文件，辅导机构为天风证券股份有限公司。公司主营业务为石英仪器、石英管道、石英舟等石英玻璃制品的研发、生产和销售，主要用于半导体（2020 年收入占比 55.76%）、光伏等领域。在半导体集成电路芯片用石英玻璃制品领域，公司是国内少数能为 8、12 英寸芯片生产线加工配套石英玻璃制品的

9、企业之一。另外，2020 年 9 月 30 日，湖州东科电子石英股份有限公司（简称东科石英，下同）正式在全国股转系统挂牌公开转让，目前位于新三板基础层。2021 年 1 月菲利华拟受让中益科技 51.88%的股权完善业务布局。表 1：国内石英产业链相关厂商最新情况公司名称 近期动向主要产品背景介绍前身是电子信息产业部军工定点厂北京半导体器件五厂的石英加工部，具有几十年为军用半导体集成电路生产线加工配套石英制品的凯德石英2021 年 4 月 28 日申请挂牌精选层2020 年 9 月 30 日正石英仪器、石英管道、石英舟等石英制品半导体、光伏领域石英制品和封装电历史。1997 年与美国 Equi

10、pment Material 公司合资，引进国外先进技术和高纯度石英材料，成为一家专业制造高精度石英制品的中美合资公司。后经多次股权变换，现公司实际控制人为张忠恕先生，同时北京亦庄国际产业投资为其第七大股东。拥有 30+年历史，为上市公司和航天军工企业提供高精度石英制品，东科石英菲利华式登陆新三板基础层2021 年 1月拟受让中益科技 51.88%的股权完善业务布局子元器件主导产品有石英玻璃锭、筒、管、棒、板、片，光学合成石英玻璃，石英玻璃器件，石英玻璃纤维系列产品，石英玻璃纤维立体编织预制件，以石英玻璃纤维为基材的复合材料并从美国、日本、德国等国引进一整套半导体产品加工设备和检测仪器，拥有符

11、合现代化半导体规范的净化厂房。公司始建于 1966 年，2014 年 9 月 10 日在创业板上市，现拥有荆州、潜江、上海三个生产基地以及上海技术研究院，是全球少数几家具有石英纤维批量生产能力的制造商。资料来源：Wind，东方财富网，各公司最新报告、官网，2021 年 5 月 17 日，意法半导体（ST）发布通知，由于当前的全球芯片短缺，致使原材料价格上涨，宣布自 2021 年 6 月 1 日起，所有产品线价格提升。这是意法半导体在今年 1 月 1日涨价后的第二次调涨。图 1：意法半导体提价通知资料来源：意法半导体，半导体产业发展至今，由于技术知识、经济性、规模等方面的需求，半导体行业衍生出高

12、度专业分工的全球产业链，在其中，各个国家或地区凭借着各自优势分别扮演着不同角色。在这个一体化的全球产业链中，所有国家相互依存，通过自由贸易将材料、设备和产品转移到每项生产活动的最佳地点。图 2：2019 年全球半导体各环节产业价值占比（按地区）资料来源：BCG，虽然地域专业分工有其优势，但也有其弱点，需要各地区根据自身经济和安全层面来考量。 BCG 在报告中指出，在全球半导体的供应链上，至少有超过 50 个行业活动高度集中，由单一区域供应全球 65%以上的市场。而在半导体产业链中，石英制品是半导体关键辅材之一，其贯穿半导体产品的整个制造环节，从多晶硅的生产，到硅片成型，再到氧化、光刻、刻蚀、扩

13、散等环节，均需要大量的石英制品参与。在全球缺芯背景下，石英产业链是否有所变化？我们将针对半导体石英产业链中的现状、相关厂商及各自优势、海内外情况进行梳理并对比。图 3：半导体石英产业链资料来源：智芯咨询，制图表 2：石英砂简单分类思考一：当前时点，为何关注半导体石英制品产业链？高纯石英砂生产与高品质矿密切相关，亚太地区高纯石英砂自给率仅 18%石英是一种物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源，晶体属三方晶系的氧化物矿物，其主要成分为 SiO2。石英通过加工可生成石英砂，石英砂按品质可简单分为普通石英砂、精制石英砂和高纯石英砂。其中高纯石英砂需要满足 SiO299.599.9%、Fe2O30.0

14、01%，可以应用于光伏、半导体、光通讯和电光源等行业。产品类别纯度应用领域及产品特点冶金，墨碳化硅，玻璃及玻璃制品，搪瓷，铸钢，水过滤，泡花碱，化工，喷吵等行业SiO29099%、 Fe2O30.060.02%普通石英砂精制石英砂SiO29999.5%、Fe2O30.005%高级玻璃，玻璃制品，耐火材料，熔炼石类，精密铸造，砂轮磨材等近年来石英附加值最高的应用领域，主要包括高纯石英及其玻璃制品等。高纯石英是石英制品的原料，是硅产业高端产品的物质基础，广泛运用于光伏、半导体、光通讯和电光源等行业，在电子信息、新材料和新能源等战略性新兴产业中具有重要地位和作用SiO299.599.9%、 Fe2O

15、30.001%高纯石英砂资料来源：智研咨询，因为石英砂用途广泛，在实际不同行业具体使用时均会根据实际原材料所需特性对石英砂做出具体要求。当前世界上美国的矽比科（Sibelco，尤尼明 Unimin 和 Santrol 于 2018 年合并成科维亚 Covia，矽比科为科维亚控股母公司）公司在石英砂生产技术上较为领先，并且占领了世界上绝大部分的高端石英原料市场。其主要的特点是设备的专业化、自动化程度高、产品检测水平高、产品质量稳定。其公司生产的 IOTA 系列的高纯石英砂使用在各个高尖领域，石英中的元素杂质含量被公认为国际标准，其中用于半导体应用的高纯度石英产品组合包括 IOTA 4、IOTA

16、6、IOTA 6-SV、IOTA 8 和 IOTA STD-SV。图 4：矽比科的 IOTA 系列高纯石英砂标准资料来源：Sibelco，根据 Research and Markets，2019 年全球高纯石英砂市场为 6.72 亿美元，同时由于各行各业终端需求的增加，预计到 2027 年达到 12.34 亿美元，年复合增长率为 7.9%。图 5：全球高纯石英砂市场规模资料来源：360 Research Report，亚太地区高纯石英砂自给率仅 18.28%，严重依赖进口。根据 IMFORMED 2019 年报告，全球高纯石英砂生产主要来自北美，北美生产量占据全球产量的 75.69%，而消费量

17、仅占据 17.06%，同时北美也是各地区唯一能自给自足的地区。亚太地区生产量则占全球 9.69%，消费量占 53.01%，消费量排第二的为欧洲，占 26.49%。而亚太地区自给率则为 18.28%。图 6：全球各地区高纯石英砂供需情况（单位：吨）80000700006000050000400003000020000100000生产量消费量71087.749785.324884.716020.71362.3 1961.3120.8 1272.703251.09102.北美拉美欧洲亚太中东和非洲资料来源：IMFORMED 2019，另外，高纯石英砂生产与高品质矿源密切相关，低品质矿源提纯较为困难。

18、美国矽比科公司以美国 Spruce Pine 的花岗伟晶岩为原料提纯高纯石英砂，垄断了大半高纯石英砂市场；挪威 TQC 公司以 Spruce Pine 和挪威本地的石英矿提纯，随着品质的提高，近几年市场占有率呈增长趋势。根据粉体技术网，我国自从上世纪有高档石英材料以来，一直采用江苏连云港与四川冕宁等地产的纯天然水晶。目前，我国的石英砂行业总体供给充分，中低端的普通石英砂，精制石英砂供给相对过剩，高纯以及超高纯石英砂对进口还有较强的依赖性，尤其是超高纯石英砂产品。与美国相比较，我国采用硅矿石替代水晶生产石英材料的技术相差较远。我国的国产石英砂的主要问题是结构组成性杂质问题。中美贸易争端开始后，随

19、着高科技发展的迅速，目前我国生产的石英材料由于纯度低、羟基含量高，已经不能满足国家发展的需 要。因此， 剔除石英砂中结构组成性杂质的重要性、国产化的需求也越来越迫切。（ HYPERLINK /2021/jsjzt_0508/76511.html /2021/jsjzt_0508/76511.html）高端石英制品中资企业仅少数可生产，各背景下国产化需求进一步提升高纯石英砂进一步经过气炼熔制、真空电熔等技术可加工成石英玻璃材料，石英玻璃材料经 过冷加工或热加工形成石英制品，可直接用于半导体、光伏等领域。半导体领域由于对产品金属离子、羟基含量等要求严苛，所以要想进入主流产业链需要经过原半导体设备厂

20、家或晶圆厂家等资质认证。国际上存在东京电子（TEL）、应用材料（AM AT）、泛林研究（Lam Research）等原厂资质认证。目前石英玻璃材料、石英制品海内外主要厂商中，贺利氏、迈图、东曹、沈阳汉科、杭州大和等海外或国内外资企业由于起步早，发展时间长，技术先进均获得 TEL 认证。而中资企业起步整体较晚，技术相对落后。根据菲利华招股书，菲利华是国内首家产品获得 TEL 认证的企业，并于 2020 年在 LAM Research、AMAT 认证又再次增加认证的规格品种。石英股份也于 2019、2020 年部分产品获得 TEL 和 LAM 的认证。公司名称认证情况备注贺利氏 Heraeus已取

21、得 TEL 认证德国迈图 Momentive已取得 TEL 认证美国东曹 Tosoh已取得 TEL 认证日本昆希 Qsil已取得 TEl 认证德国沈阳汉科已取得 TEl 认证国内外资杭州大和已取得 TEl 认证国内外资菲利华2011 年 FLH321 天然石英锭材首次获得TEL 认证；2020 年Lam Research 认证规格新增 40国内中资种，AMAT 认证规格新增 24 种石英股份石英管、棒、锭材料在 2019 年通过 TEL 扩散设备认证；石英筒产品 2020 年通过 Lam 的刻蚀 国内中资石英认证凯德石英2020 年 12 英寸石英舟获得中芯国际认证国内中资东科石英（-）201

22、8年由中外合资变为中资强华股份（-）国内中资表 3：石英玻璃材料、石英制品主要海内外厂商获得国际半导体厂商认证情况资料来源：智芯咨询、各公司 2020 年报（强华股份为 2019 年报），国内中资主要厂商国际认可度仍然较低，目前收入主要来自国内。根据各公司年报，目前营收规模及海外销售比例最高的是菲利华，2020 年外销比例 37.94%，其次是石英股份，为 25.67%。但相比于业务遍布亚欧美洲的贺利氏等国际石英产品企业仍然存在差距。表 4：国内中资石英玻璃材料、石英制品主要厂商 2020 年海内外收入比重2020 年主营收入（百万元）海外占比国内占比菲利华863.5937.94%62.06%

23、石英股份639.525.67%74.33%凯德石英163.532.82%97.18%东科石英47.515.00%84.99%强华股份68.21-资料来源：各公司 2020 年报（强华股份为 2019 年报）12 英寸晶圆市场份额占比 64%，国内仅少数厂家开发出相关高端产品。石英制品的下游半导体领域中 12 英寸的晶圆仍占据大部分市场，根据 SEMI，2018 年全球 12 英寸晶圆占比达 64%。但目前国内石英制品厂商均已掌握中低端石英制品的生产制造技术，而掌握高端 12英寸核心技术的石英制品厂商寥寥可数，其中如凯德石英已开发出 12 英寸石英舟产品，并于 2020 年获得中芯国际的资质认证

24、。图 7：全球各尺寸晶圆产品结构全球各尺寸晶圆产品结构10%12英寸26%8英寸64%其他资料来源：SEMI，下游需求旺盛，中国半导体制造业高速增长，中美竞争加剧背景下，石英制品国产化需求进一步提升。 根据国际货币基金组织估计，2020 年全球 GDP 增长率按购买力平价(PPP)计算约下降了 4.4%，这是二战结束以来世界经济最大幅度的产出萎缩。但是全球半导体市场在居家办公学习、远程会议等需求驱动下，逆势增长。根据 WSTS 统计，2020 年全球半导体 市场销售额 4390 亿美元，同比增长了 6.5%。而根据美国半导体协会(SIA)，2021 年 Q1 全球半导体产品销售额 1231 亿

25、美元，同比增长 17.8%，环比增长 3.6%，超过了 2018 年三季度的 1227 亿美元，创下了新高。同时，20201Q1 中国半导体制造业销售额继续高速增长，达到 542.1 亿元，同比增长 20.10%。而在中美竞争加剧以及“全球缺芯”的背景下，石英制品国产化需求也将进一步提升。图 8：中国半导体制造业销售额3000250020001500100050002019销售额（亿元）yoy（右轴）2560.120.10%2149.119.10%18.20%542.120202021Q120.50%20.00%19.50%19.00%18.50%18.00%17.50%17.00%资料来源：

26、CSIA，思考二：行业入手，石英制品产业链有何特点？石英制品工人培训周期长，高端热加工产品需 5-10 年工龄，乃至 10+年高纯石英砂经过电熔工艺、气炼工艺、等离子体沉积法等工艺可加工成石英玻璃，其中，电熔法出品率高、经济，但杂质含量高，国内使用较为普遍，其成品率不仅取决于工艺，更多与原材料有关，这也是我国要大量进口高纯石英砂的原因之一。而采用氢氧焰的气炼法制备的石英玻璃虽然能减少杂质含量，但是成品羟基含量高，羟基既是杂质缺陷，又具有结构缺陷的性质，不仅影响石英玻璃的物理、化学性能,也改变石英玻璃的熔制性能。而等离子体沉积法虽然可以同时解决杂质和羟基含量问题，但成本高，实现大量产业化较为困难

27、。表 5：石英玻璃的生产工艺工艺方法 原材料热源特点电熔法天然的石英粉料同时解决杂质和羟基含量，但是成本高等离子体英粉料积法等离子体沉SiCl4 或天然石气炼法天然的石英粉料或 SiCl4电能出品率高且经济，杂质含量高，国内最为普遍的加工方法；其中成品率除了取决于工艺，更大程度上跟原材料有关氢氧焰可减少杂质含量，但羟基含量高资料来源：知网，而石英玻璃进一步通过热加工或冷加工，可形成石英制品。应用在半导体领域的石英制品主要包括石英坩埚、石英扩散管、石英舟、石英钟罩、石英环等。表 6：主要石英制品在半导体制造过程中的应用石英制品作用应用工序趋势/要求生产厂家举例产品示例石英坩埚提炼、清洗容器以及制

28、作晶圆 IC 载体清洗、晶圓制造 增大尺寸、提高纯度、改善抗高温形变性能东科石英、石英股份高精度石英玻璃基片光掩膜基板主要基础材料光刻精细化纯度、抗高温的变形性、几何石英玻璃扩散管将半导体中杂质原子扩散(用量最大的石英玻璃制品)刻蚀主要应用于半导体硅片刻蚀等工艺，对尺寸扩散、氧化尺寸都会直接影响集成电路和器件的质量、成本和生产效率，要求大规格、高纯度、长寿命东科石英石英环精度、洁净度、外观状态等方面的要非常高，部分产品不允许返修，必须一次成型，所以对加工能力要求高。精度、洁净度、外观状态；部分要求一次成型杭州大和、沈阳汉科石英法兰单晶硅片扩散、氧化、CVD 沉积炉中与石英玻璃扩散管配套使用，主

29、要起连接作用单晶硅片扩散、氧化、CVD菲利华石英舟、支架等单晶硅片扩散、氧化、CVD 沉积、退火处理、硅片酸洗和超声波清洗的承载器具，与单晶硅片直接接触硅片清洗和单晶硅在高温下直接接触，对石英玻璃的纯度、耐温性要求较高东科石英、凯德石英、杭州大和球形硅微粉封装晶圆封装超细、高纯度，对颗粒形状的球形化要求石英钟罩主要用作多晶硅的还原炉罩多晶硅还原凯德石英资料来源：智芯咨询，各公司官网，国内主要从事石英制品生产的企业包括杭州大和、沈阳汉科等外资企业，其特点是发展时间长，主要生产 12 英寸等高端石英制品，技术领先，其中如杭州大和已具备 18 英寸石英制品的研发能力（公司官网）。从事石英制品生产的中

30、资企业则主要有凯德石英、东科石英、强华股份等公司，而如菲利华等公司在主营石英玻璃材料业务的同时，也从事部分石英玻璃制品业务。根据公司 2020 年报，菲利华石英玻璃制品收入占比 21.43%，石英玻璃材料收入占比 76.41%。国内中资企业普遍从事中低端石英制品业务，但近两年发展较快，已有凯德石英等公司逐渐进入 12 英寸等高端市场，并取得一定市场认可。图 9：凯德石英半导体用石英制品示例图 10：东科石英半导体用石英制品示例资料来源：凯德石英官网，资料来源：东科石英官网，图 11：杭州大和半导体用石英制品示例图 12：沈阳汉科半导体用石英制品示例资料来源：杭州大和官网，资料来源：沈阳汉科官网

31、，图 13：菲利华半导体用石英制品示例图 14：强华股份半导体用石英制品示例资料来源：菲利华官网，资料来源：强华股份官网，石英制品热加工包括灯工二次成型、扩管技术、吹制技术和火焰抛光技术。在高温下进行的石英制品的加工，主要有吹制、熔断、密封、熔接、激光加工、热顶成型、高温扩管、火焰抛光等。各类常规的石英玻璃器皿、大规模石英玻璃扩散管、各式石英舟等异性和非常规石英玻璃的制品均要采用热加工技术。冷加工包括金刚石工具、加工机床与工艺。石英玻璃作为脆性材料，进行的冷加工主要有磨削、抛光、钻空与切割等加工工艺。磨粒与材料滑动接触时，向材料表面施加垂直的和切向的力，对材料产生摩擦和挤压，当应力超过材料的断

32、裂极限时，开始产生裂缝。裂缝沿着与主应力垂直的方向延伸，同时主应力降到临界值以下，最终裂缝扩展停止，材料发生剥离。当磨粒前移时，又出现一个新应力场，裂缝又开始出现并扩展，磨削过程继续。图 15：凯德石英公司石英制品具体工艺流程资料来源：凯德石英招股书，制图同时，石英玻璃制品属于技术密集型行业，企业需拥有自己的核心技术才能在行业内稳步发展。新进入企业在技术积累方面并不具备相应条件。此外，一个成熟技术工人的培训周期通常较长，新进入企业往往面临着持续生产经营的考验，尤其采用热加工工艺的企业。根据产业调研了解，热加工工艺培训周期得看产品，高端大尺寸产品一般需 5-10 年，甚至达 10 年以上，一般在

33、实际生产中，8 英寸、12 英寸产品按组生产，一组配一个 10 年以上工龄的熟练工人。而 6 英寸产品培训周期也要再分产品、分工艺，如车床热加工（即在设备上加工）和手工热加工（更复杂），一般车床热加工，中档工人 3 个月培训即可做一些初级产品。正因为如此，企业为保证工人稳定性，常采取本地招工的模式。进入主流产业链，需在 TEL 等认证后继续认证，认证周期一般 2 年以上石英制品属于半导体工艺中的关键耗材，需要对高纯石英砂、石英玻璃材料厂商和石英制品加工商进行资质认证，只有通过资质认证的供应商产品，才有资格进入对方供应链采购目录。认证路径主要分为晶圆厂自主认证和设备原厂认证和授权。一是设备厂商，

34、设备厂商向上游石英制品生产商采购，将石英制品作为设备的配套耗材出售给下游晶圆加工厂。作为直接供应商，石英制品厂商需取得原厂的认证。在半导体等高端领域，一线设备原厂除对石英器件产品做认证外，还同时认证上游石英材料供应商。二是取得原厂认证并获得授权（即设备厂商授权加工企业向晶圆代工厂直接销售）的石英器件加工企业。石英器件生产商直接向半导体晶圆加工厂销售产品。原厂的授权是行业的重要 “通行证”，通常授权也涉及指定上游石英材料的供应商。三是产品经试用合格的石英器件加工企业。此种情况下石英器件生产商同样直销到晶圆厂，但需要通过每家晶圆厂的认证。如凯德石英 12 英寸石英舟已获得中芯国际认证。2020 年

35、前五大半导体设备厂商 ASML、AMAT、TEL、LAM Research、KLA 合计占有 61.10%的市场份额，虽然相比 2018-2019 年明显有所减少，但仍占比过半，也因此石英厂商需要通过 AMAT、LAM Research、TEL 等半导体设备商的认证之后，才能进入主流半导体供应链系统。图 16：2020 年全球半导体设备厂商市场份额100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%ASML应用材料(AMAT)东京电子(TEL）泛林研发(LAM Research)KLA其他25.80%23.10%38.80%6.20%15.40%15.60%6.90%14.20%

36、14.80%6.20%10.80%12.30%19.20%19.40%16.40%18.00%21.60%15.40%201820192020资料来源：statista，目前沈阳汉科、杭州大和等外资企业已获得 TEL 认证，而菲利华则是国内首家获得国际半导体设备商认证的企业，继 2011 年其气熔石英玻璃材料通过了 TEL 半导体材料认证后，又获得了 Lam Research 和 AMAT 等半导体设备商的认证，进入国际半导体产业链。根据菲利华年报，2020 年公司半导体石英玻璃材料新增认证的规格品种数量持续增加，Lam Research认证的规格新增 40 种、AMAT 认证的规格新增 24

37、 种。TEL 等设备厂商认证只是基础，实际认证周期甚至达 5 年。据产业调研了解，资质认证并不存在相互认证情况，即进入每一家原厂产业链均需要重新进行认证，且要求也存在差异，TEL等设备厂商资质认证只是进入对应产业链的基础。而具体认证周期也得根据实际情况而定，如双方需求、推进速度等，实际生产中一般至少 2-3 年，有的甚至长达 5 年。思考三：公司探讨，石英玻璃制品产业链主要有哪些企业？上游：贺利氏、迈图历史悠久，长期发展，技术产品体系齐全贺利氏：300+年历史，40%+收入来自亚洲，2019 年收入达 224 亿欧元贺利氏（Heraeus）科技集团，总部位于德国哈瑙市，是一家产品和业务多元化的

38、国际领先家族企业。如今，贺利氏集团的业务包括环境、电子、健康和工业应用领域。2019 年，贺利氏的总销售收入为 224 亿欧元，在 40 个国家拥有近 1.49 万名员工。贺利氏被评选为“德国家族企业十强”，在全球市场上占据领导地位。300 多年历史，贺利氏持续创新，不断拓展应用，适时改革组织架构，始终保持自身竞争力。贺利氏以一家伯爵宫廷药房起步，1694 年开始涉足黄金领域，并于 1850 年创建德国第一家铂金冶炼厂，同时于 1899 年首次生产出高纯度无气泡石英玻璃，并成功开拓美国市场，逐步发展为多产品集团。二战后，专注多元化发展，产品从消费、工业到太空。1970 年后，集团国际化，并转型

39、为全球技术集团，成立战略管理控股公司及各业务领域的独立经营子公司。2000 年后，拓展技术的同时，专注通讯、半导体、健康等高壁垒和持续增长的领域， 2013 年后，出售牙科产品部，重组业务单元，同时成立为印刷电子等领域提供新材料的初创公司。图 17：贺利氏科技集团发展史资料来源：贺利氏，贺利氏半导体领域产品体系齐全，同一产品分多个不同等级，以满足不同的客户要求。主要采用电熔和气熔工艺，并采用近净成形等技术，产品拥有气泡含量低、纯度高、材料均质性高等一系列优点，其产品解决方案可用于 4-12 英寸的晶片制造过程，其中不透明材料已可用于 18 英寸的半导体设备领域。表 7：贺利氏半导体领域产品体系

40、产品细分产品覆盖材料等类别级应用领域特点采用工艺或技术产品示例石英石英棒棒石英气炼熔融块和锭HSQ100/300/330/330S/900； Spectrosil 1000TSC-3/TSC- 4用于制作半导体和光伏行业中分批式工艺所需的部件，如石英舟、硅片载体及基座等等离子刻蚀和沉积系统等单个晶圆处理过程；气泡含量低、纯度高和严苛的尺寸公差；可满足分批式烧制炉部件对尺寸和外观的；覆盖多个等级，可满足所有设备制造商的要求（包括苛刻的纯度要求）尺寸最大可达 1300mm 及以上；气泡含量低和材料均质性高，杂质少，金属含量低气熔、电熔 气熔，近净成形技术石英电熔石英锭锭HSQ 300 /高温条件下

41、的半导体应用气泡和夹杂物含量极低；高纯度；高传导330率；优异的高温稳定性；优越的抗热震性 电熔能；可用于高要求的高端材料合成熔融石英锭不透明材Spectrosil 1000等离子刻蚀应用和敏感沉积过程(如 ALD)用于 8、12、18 英寸的半导体设十亿分之一级（ppb）的超高纯度；无气泡和夹杂物；超强的紫外线和红外线传输能力；性价比高独特的微孔隙度，使其拥有更优越的耐热性能；具有极佳的机械强度、优良的密封近净成形料OM 100黑石英玻备领域；法兰、垫片、板形状的热绝缘体性能以及湿法蚀刻工艺所需的耐腐蚀性；以近净成形工艺加工的OM 100 石英环和 技术石英块具有更好的材料利用率。光吸收能力

42、强（3mm 厚度，吸收超 95%，波长从 UV 到 VIS 到 MWIR；80%吸收率璃HBQ半导体应用1）石英玻璃板和圆片是半导体行业中用于加工适用于分批式烧制可在 1mm 实现）；高发射率；低导热系数（低至 1.5 W/mK）；超高纯度（99.995%）；化学惰性石英石英玻璃板和二氧化硅圆片天然石英石英管、合成石英玻璃管管、高温稳定管HSQ 300,330, TSC-3, TSC-4,Spectrosil 1000HSQ 100/300/330/351/400/70 0/751/900炉的石英舟、保温桶、石英晶片和晶圆载具的必需材料；2）对于单片式工艺，板材被用于窗口、气体分流板、喷气板、

43、晶圆载具和承受器。在湿法清洗制程中，此材料被用于清洗槽；3）大型板材也用于平板显示器（FPD）制造 。熔融石英管可作为高纯反应室、气体/液体入口或输送管道广泛应用于分批式烧制炉之中。透明石英玻璃板具有良好透光性、不透明玻璃板具有高反射率；根据尺寸的不同，可以选择特定的表面光洁度:切割，研磨或抛光，并可以定制形状；气泡含量低、纯度高和严苛的尺寸公差，可满足半导体行业的严苛要求。同时根据不同要求，有多个产品细分类别，如天然石英管（粘度最高），合成石英玻璃管（杂质水平低），高温稳定管（高温下寿命长）气熔和电熔电熔资料来源：贺利氏，亚洲收入占比超 40 %，2019 年贺利氏收入达 224 亿欧元。根

44、据官网，贺利氏客户遍布超 50个国家，2019 年营业收入达到 224 亿欧元，同比增长 10.34%。2018 年亚洲地区收入贡献最高，占比 43%，欧洲（含德国）其次，占比 30%，美洲收入占比 25%，亚欧美三大洲合计占比 98%。图 18：贺利氏营业收入情况图 19：贺利氏收入按地区分布230225220215210205200195224203收入（亿欧元）2018年亚洲2%19%11%美洲德国43%欧洲（除德国）1902018年2019年25%非洲及澳洲资料来源：贺利氏，资料来源：贺利氏，2019 年贺利氏员工为 14883 人，基本保持稳定。研发费用率方面，2018-2019 年

45、基本保持在 7%左右的水平。研发费用率（不考虑贵金属收入）研发费用率（不考虑贵金属收入）图 20：贺利氏员工数量（人）图 21：贺利氏研发费用率1600015000140001300012000110001000014903148832018年员工数2019年7.05%7.00%6.95%6.90%6.85%6.80%6.75%6.70%7%6.8%2018年2019年资料来源：贺利氏，资料来源：贺利氏，迈图：75+年历史，2018 年收入达 27.05 亿美元，以 31 亿美元价格被收购迈图（Momentive）的创立可追溯到 1940 年 5 月，当时研究化学家 Eugene G. Roc

46、how 发现了制作有机硅的直接反应工艺。公司以有机硅、石英和陶瓷科技为基础，已发展成为特种有机硅和材料方面的顶级供应商，从第一双走过月球表面的鞋底，到地球上抓地力更强的轮胎。而在 2018 年，由韩国公司 KCC、半导体设备生产商 Wonik 和私募股权基金 SJL 组成的财团达成协议，以约 31 亿美元对公司进行收购。迈图核心制备工艺是电熔法，而且已经通过全球主要的半导体设备商 TEL 的认证（根据智芯咨询），是高纯度熔融石英制品的全球领军企业。其半导体领域产品体系较为齐全，微量元素含量可达到 ppm 或 ppb 级别，同时在较大直径范围内可保持尺寸的一致性，而依据不同细分产品又拥有耐高温、

47、低羟基等一系列优点。表 8：迈图半导体领域产品体系产品类别应用领域整体特性等级划分各级别特性124 级锭材高纯熔融石英锭，半导体行业的理想材料；羟基含量石英锭半导体制造；太阳能晶片加工；LED 晶片加工高纯度（微量元素含量仅为 ppm 或 ppb 级别）；低羟基，耐高温；尺寸大，优异的加工灵活性低，适合高温应用；石英锭尺寸大，便于灵活加工144 级锭材低碱金属、低铝石英锭012 级锭材超高纯度合成熔融石英；羟基含量低近乎完美的品质，超低的气泡含量；近净成形i21 级锭材；整件石英锭质量均匀；羟基含量低石英棒主要用作半导体高温制造工艺中承载晶片的石英舟纯度高，可适应高温加工；在较大的直径范围内保

48、持尺寸一致性；低碱金属/低铝高纯度石英棒，直径为 1mm 45mm 及以上；高温下表现出卓越性能214 级244 级低碱金属/低铝石英管用于硅晶片加工炉具有极高的纯度和耐高温性；低 -OH（羟基）含量使能够耐受半导体制造中常见的较大热梯度和各种化214 级、214SC 级和 214LD 级224 级和 224LD级代表小尺寸直拉式或变尺寸大口径行业标准的 214级管材；高温下表现出卓越性能；低碱金属石英管，适合纯度要求更高的应用；石英坩锅主要用来制造适用于半导体晶片和高端太阳能应用所需的单晶硅锭学环境高纯度，耐高温；有多种成分、样式和涂层可供选择；满足客户需求244 和 244LD低碱金属/低

49、铝石英管；-资料来源：迈图，迈图 2016-2018 年均保持 20 亿美元以上的营业收入，同时在 2018 年营收增长率达到 16%。毛利率则持续上升，2017-2018 年均保持在 20%+。毛利率毛利率图 22：迈图 2016-2018 年营业收入图 23：迈图 2016-2018 年毛利率27.0522.3323.3116.04%4.39%营业收入（亿美元）yoy（右轴）3025201510502016年2017年2018年18.00%16.00%14.00%12.00%10.00%8.00%6.00%4.00%2.00%0.00%28.00%23.00%18.00%13.00%8.0

50、0%3.00%-2.00%21.45%23.18%17.38%2016年2017年2018年资料来源：迈图，资料来源：迈图，研发费用率，迈图 2016-2018 年维持在 2.5%-3%之间。研发费用率图 24：迈图 2016-2018 年研发费用率研发费用率4.0%2.87%2.75%2.55%3.0%2.0%1.0%0.0%2016年2017年2018年资料来源：迈图，石英股份：国内石英材料龙头，获 TEL、LAM 认证，利润持续增长石英股份始建于 1992 年，于 2014 年在上交所 A 股主板上市，经过二十多年的创新发展，公司现已成为国内石英制品行业的龙头企业之一，主要产品为中高端石

51、英管、石英棒，高纯石英砂以及包括石英坩埚在内的其他石英制品。公司业务领域涉及光源、光伏、光纤、半导体等多个领域，其中在半导体领域，公司石英管、棒、锭材料在 2019 年底顺利通过 TEL 扩散（高温）产品的认证，自主研发的石英筒产品于 2020 年下半年通过美国 Lam 的刻蚀产品认证，同时稳步推进美国应用材料（AM AT）等半导体石英材料的国际认证。在公司顺利进入国际知名半导体企业主流采购名录后，将发挥其成本优势、便捷的交货期和灵活的服务优势，有望大幅提升半导体石英产品的市场份额。公司营业收入稳中有升，归母净利润持续增长。石英股份 2018-2021Q1 年营业收入整体呈现稳中有升，2020

52、 年收入达 6.46 亿元（+3.73%），2021Q1 达 2.08 亿元（+48.94%）。归母净利润 2018-2021Q1 持续增长，2020 年达到 1.88 亿元（+15.31%），2021Q1 则为 0.42亿元（+35.56%）。图 25：石英股份营业收入情况图 26：石英股份归母净利润情况6.336.226.462.08营业收入（亿元）yoy(%，右轴)765432102018201920202021Q160.0050.0040.0030.0020.0010.000.00-10.002.21.71.20.70.2-0.3归母净利润（亿元）yoy（%，右轴）1.881.631.

53、420.422018201920202021Q140.0035.0030.0025.0020.0015.0010.005.000.00资料来源：石英股份，资料来源：石英股份，但公司光纤半导体领域收入 2020 年有所下降。石英股份主要经营石英砂及石英玻璃材料， 2020 年合计占比 98%，光纤及半导体领域的营业收入 2020 年同比下滑 16.55%至 2.05 亿元，对应主营收入占比则由 2019 年的 40%下降至 32%，其原因主要是光纤和太阳能用石英收入下降较多导致。图 27：2020 年主营收入按产品划分（单位：亿元）图 28：2020 年主营收入按应用领域划分（单位：亿元）202

54、0产品占比2020应用领域占比光源1.43, 22%0.097, 2%石英管棒等玻璃材料石英砂石英坩埚等玻璃制品2.05, 32%光伏2.81, 44%4.87, 76%1.53, 24%光纤半导体资料来源：石英股份，资料来源：石英股份，研发费用率方面，整体呈上升趋势，2020 年达到 4.89%，2021Q1 则为 4.01%。根据公司 2020 年报，公司将重点在高纯石英材料的研发、高纯石英砂国产化、半导体石英市场推广及进口替代、合成石英新品应用等方面加大工作力度，争取更好突破，并更好地服务于光纤半导体领域对高纯石英砂的需求，进一步夯实公司全产业链优势的根基。研发费用率（%）图 29：石英

55、股份研发费用情况研发费用率（%）64.894.194.013.485432102018201920202021Q1资料来源：石英股份，中游：外资企业技术领先，高端产品成熟，凯德石英为中资企业龙头国内从事半导体石英制品加工产业的公司主要有沈阳汉科、杭州大和、强华股份、凯德石英、东科石英等公司。其中沈阳汉科由英国和新加坡联合投资，成立于 2006 年（根据顺企网），杭州大和（Ferrotec中国）于 1992 年成立于浙江杭州，由日本Ferrotec 株式会社在华设立，两家外资企业均获得东京电子（TEL）认证，产品体系齐全，半导体应用各环节涉及深入，在高端 12 英寸半导体制程相关石英制品领域技术

56、先进，产品成熟。中资企业则大多仍处于 8 英寸半导体制程领域，仅少数在高端石英制品领域有所建树，而在 国际认证中，中资企业相对外资，仍有一定差距。表 9：半导体石英制品主要厂商情况对比公司资本相关 半导体厂商认证情况主要产品主要半导体应用领域企TEL 认证沈阳汉科外资，私杭州大和外资，私 TEL 认证企8工艺管；8及 12立式舟；12外管；刻蚀部件：均流板蚀刻、石英环蚀刻；6石英舟等精密石英：石英管类、石英舟类（5、6、8、12 英寸）、石英机加工、石英洗净类；精密陶瓷（用于半导体制造装臵等）；硅熔接与硅精密产品；石英坩埚；精密洗净；100-200mm 单晶硅棒等；功率半导体载板等扩散、氧化、

57、刻蚀、清洗、沉积等；半导体设备用部件等扩散、氧化、刻蚀、沉积、湿法洗净等环节；半导体设备用部件；单晶硅拉制；单晶炉等强华股份2021.04停止挂牌未获得认证超大直径石英玻璃扩散管、石英舟、石英承载器（舟架、舟车）、石英炉门、匀流板、源瓶、废液瓶、石英筒、石英环、石英盘等石英制品3-8制程凯德石英新三板创新层12石英舟获中芯国际认证石英舟、石英管、石英钟罩、立式舟、刻蚀盘、清洗槽等8-12制程；扩散、氧化、沉积、刻蚀等环节东科石英新三板基础层未获得认证石英缸、石英坩埚、立式石英舟、石英舟、石英管、石英仪器等各类石英器件和封装电子元器件8-12制程；扩散、氧化和沉积等环节资料来源：各公司官网、年报

58、，智芯咨询，中资企业中，凯德石英 2020 年前五大客户合计销售占比 62%，涉及的上市公司有北方华创、捷佳伟创、华微电子、美国 AXT 集团，北方华创为其第一大客户。东科石英 2020 年前五大客户合计占比 36%，其与 A 股上市公司士兰微业务较多，士兰微两家子公司均为其前五大客户。强华股份 2019 年前五大客户合计占比 48%，其第二大客户为隆基股份子公司。前五大客户销售占比备注北方华创30.83%产品应用于半导体、光伏等领域北京通美晶体技术有限公司12.13%美国 AXT 集团（在美国纳斯达克上市）的独资企业凯德捷佳伟创11.29%晶体硅太阳能电池生产设备制造商，A 股上市华微电子4

59、.76%国内功率半导体器件领域首家上市公司（主板A 股）沈阳芯贝伊尔半导体科技有限公司2.84%经营领域涉及半导体设备、电子设备及配件等领域杭州士兰集成电路有限公司12.77%士兰微子公司新干晶芯微电子科技有限公司6.18%从事半导体功率器件的产研销东科新加坡 GET5.71%深深爱5.58%新三板基础层；目前深圳地区唯一一家具有前、后工序生产线的功率半导体器件杭州士兰集昕微电子有限公司5.50%士兰微子公司，国家集成电路产业投资基金是股东之一Centrotherm International AG17.41%德国光伏生产线设备供应商银川隆基硅材料有限公司12.65%隆基股份子公司表 10：2

60、020 年中资石英制品公司客户情况石英石英强华内蒙古中环光伏材料有限公司6.91%由天津中环半导体股份有限公司（占股 48.72%）和天津市环欧半导体材料技术有限公股份司（占股 51.28%）共同投资中芯集成电路制造(绍兴)有限公司5.73%2018 年 3 月中芯国际、绍兴市政府、盛洋集团共同出资设立Global Techsolutions(s)pte LTD4.90%资料来源：顺企网，爱企查，雪球网，各公司官网、年报， 注：强华股份为 2019 年数据体量规模：凯德石英规模明显领先，2020 年归母净利润达 3445 万元国内石英制品厂商上市或挂牌的公司，目前主要有凯德石英和东科石英，强华