国机精工研究报告:轴承+培育钻石+半导体三箭齐发迎来业绩增长期

国机精工成立于 2001 年,隶属于世界 500 强中国机械工业集团有限公司(国机集团),是 国机集团精工业务的拓展平台、精工人才的聚合平台和精工品牌的承载平台;公司核心企 业有三家,分别是成立于 1958 年的洛阳轴承研究所有限公司、成立于 1958 年的郑州磨料 磨具磨削研究所有限公司以及成立于 1981 年的中国机械工业国际合作有限公司;另外, 公司目前还托管白鸽磨料磨具有限公司和成都工具研究所有限公司两家企业。 公司是一家多元化、国际化的科技型、创新型企业,业务聚焦精密制造领域,在高精度、 高可靠性轴承与高速高效超硬材料制品及相关零部件研发与制造、检测与试验方面具有雄 厚的实力,位居国内领先地位;业务涉及航空航天、汽车与轨道交通、能源环保、船舶兵 器、机床工具、石油化工、电子、冶金、建筑等国民经济重要产业,市场遍布全球 80 多 个国家和地区。

公司股权结构稳定,实施股权激励方案调动员工积极性:公司实际控制人国机集团持有公 司 49.63%股权,国机集团背靠国务院国有资产监督管理委员会,其作为中国机械工业行业 的大型中央企业集团,具有延伸公司产业链、发挥协同效应、增加公司客户资源等优势。 公司于今年 5 月 17 日公告《关于向激励对象授予限制性股票的公告》,向 213 名激励对 象授予 713.3940 万股限制性股票,激励对象为公司董事、高级管理人员、中层管理人员、 控股子公司高管以及公司认为应当激励的核心技术人员和管理骨干。

公司主要业务涵盖轴承行业、磨料磨具行业及相关领域的研发制造、行业服务与技术咨询、贸易服务等,可分为轴承业务、磨料磨具业务、贸易及工程服务三大业务板块,其中轴承 业务板块和磨料磨具业务板块是公司的核心业务,也是公司利润的主要来源。

轴承板块的运营主体为轴研所,轴研所创建于 1958 年,是我国轴承行业唯一的综合性研 究开发机构。轴承板块的主要业务包括轴承、电主轴、轴承行业专用生产和检测设备仪器 的研发、生产和销售,以及受托技术开发、轴承试验和检测等业务。轴承板块主要产品为 以航天轴承为代表的特种轴承、精密机床轴承、重型机械用大型(特大型)轴承、机床用 电主轴等。特种轴承主要服务于我国国防军工行业,精密机床轴承和机床用电主轴主要应 用于机床行业和机床维修市场,重型机械用大型(特大型)轴承包括盾构机轴承及附件、 风力发电机偏航和变桨轴承、冶金轴承及工程机械轴承。轴承业务板块的主要利润来源于 特种轴承,近几年,随着我国国防军工事业的发展,公司特种轴承业务增长明显。

公司持股 40%的联营企业中浙高铁成立于 2016 年,系公司与光明铁道控股有限公司、中车 股权投资有限公司和中国机械设备工程股份有限公司共同组建。中浙高铁的业务范围为高 铁轴承、地铁轴承、大功率机车轴承等轨道交通轴承的研制和生产销售。中浙高铁的轨道 交通轴承业务处于培育期,产品尚处于研发阶段。

公司磨料磨具业务主要集中于超硬材料制品、行业专用生产和检测设备仪器的研究、生产 和销售以及磨料磨具产品的检测业务。 磨料磨具板块的运营主体为三磨所,三磨所创建于 1958 年,是我国磨料磨具行业唯一的 综合性研究开发机构。三磨所现拥有陶瓷结合剂、树脂结合剂、金属结合剂、电镀金属结 合剂等超硬磨料磨具及行业专用生产、检测仪器设备等生产线,主要产品包括 V-CBN 磨 曲轴/凸轮轴砂轮、半导体封装用超薄切割砂轮和划片刀、晶圆切割用划片刀、磨多晶硅和 单晶硅砂轮、磨 LED 砂轮、CNC 工具磨床配砂轮、CMP 用陶瓷载盘、金刚石研磨液、锻 造六面顶压机等产品,主要应用于汽车、芯片产业、LED、光伏、制冷、工具、行业专用 设备等行业。三磨所作为中国超硬材料行业的引领者、推动者,自成立以来,解决了众多 制约行业发展的重大、共性、关键技术。

三磨所持股 50.06%的控股子公司新亚公司的主要产品为金刚石复合片及锥齿、金刚石拉丝 模坯料、切削刀具用复合超硬材料。金刚石复合片和锥齿具有较高的耐磨性、耐热性和抗 冲击性,主要应用于石油、天然气、煤田地质钻探。凭借优异的产品性能、稳定的产品质 量以及雄厚的研发实力,新亚公司已成为中国重要的高端复合超硬材料供应商。

贸易及工程服务板块的运营主体为中机合作,中机合作创建于 1981 年,一直是我国具有 较大影响力的磨料磨具进出口公司,在磨料磨具进出口领域,中机合作积累了广泛的客户 和供应商资源,享有较高声誉。近几年,为拓展发展空间,中机合作借助原有市场资源, 开始进入工程服务业务,一是成为项目承包商,二是为工程项目所需物品组织货源。

整体来看,公司近年来营业收入和利润持续稳步增长:2017-2021 年期间受益于公司下游 的国防军工、芯片加工等领域市场需求旺盛,公司紧抓市场机遇,实现经营业绩的大幅增 长,同时公司对不良资产进行了一系列优化处置,目前已初见成效,公司营业收入由 14.94 亿元增长至 33.28 亿元,CAGR 为 22.17%;归母净利润由 0.16 亿元增长至 1.27 亿元,CAGR 为 67.85%。2021 年公司营收同比增长 41.30%,归母净利润同比增长 104.55%,今年一季度 营收继续维持高速增长态势,一季度营收同比增长 38.71%,而受参股企业中浙高铁亏损增 加、公司持有的苏美达股票亏损以及子公司洛阳轴研破产导致对其应收账款全额计提坏账 准备等影响导致公司净利润增速低于营收增速,一季度归母净利润同比增长 14.06%。

公司毛利率略有下滑,净利率稳中带升:2021 年公司毛利率为 20.94%,同比下滑 2.87pct, 近 5 年平均为 24.78%,净利率为 3.95%,同比上升 0.28pct,近 5 年平均为 3.12%;其中 2021 年轴承业务板块、磨料磨具业务板块、贸易及工程服务板块分别贡献毛利 2.65、3.08、0.88 亿元,占比分别为 38.01%、44.19%、12.57%,轴承业务板块和磨料磨具业务板块是公司利润的主要来源,同时其毛利率也远远高于贸易及工程服务板块。

费用管控能力逐年提升,三费占比下降明显:2017年公司三费占比为21.62%,近年来三费占比下降明显,2021 年为 10.10%,2022 年一季度仍然保持在较低水平,体现出优秀的 公司管理能力;盈利能力方面,2017-2021 年公司 ROE(摊薄)和 ROA 上升明显,ROE (摊薄)从0.78%提升至 4.42%,ROA 从 1.42%提升至 2.72%,但总体仍处于较低水平,2022年一季度由于参股企业中浙高铁亏损增加、子公司洛阳轴研破产等原因导致ROE(摊薄) 和 ROA 下滑明显,但我们认为扰动有望在短期内消除,资产回报能力或将逐步增强。

历史包袱逐渐出清,公司业绩有望顺利释放:公司全资子公司阜阳轴承于 2015-2017 年上 半年持续处于亏损状态,2017 年 8 月公司向人民法院申请破产清算,2017 年 11 月,阜阳 轴承破产清算申请被法院受理,之后将不再纳入公司合并报表范围;阜阳轴研连年亏损, 公司于 2021 年 4 月拟公开挂牌转让阜阳轴研 100%股权;经过公司对一系列不良资产的多 年处理,目前已初见成效,我们预计公司未来随着核心业务的发展,经营业绩有望顺利释 放并实现大幅增长。

轴承作为通用部件,广泛应用于机床、石油化工设备、工程机械、医疗机械、通用机械、 航空航天设备等行业,作为机械中的固定机件,用来支撑转轴或其他旋转零件,引导旋转 运动,并承受传递给支架负荷的机械零件,一般指滚动轴承。滚动轴承主要包括轴承内圈、 轴承外圈(通称轴承套圈)、滚动体和保持架四大件。滚动轴承精度从低到高依次为 P0、 P6、P5、P4、P2,其中 P0 级为普通级,P6 级有一定的精度要求,应用范围广泛;P5 级 精度要求比较高,称为精密级,主要用于机床主轴;P4、P2 级称为超精密级,精度要求 极高,主要用于高速精密机床主轴等场合。

其中特种轴承主要以航天轴承为代表,航空航天轴承几乎代表了轴承工业发展的综合技术 水平,它对国民经济发展和行业结构调整起到促进和导向作用,具有广阔的市场前景和极 高的科技含量,也是体现国家竞争力和综合实力的战略性威慑产品的核心零部件之一。

精密机床轴承是在高精度机床中使用的轴承,具有严格的性能要求,如尺寸精度、旋转精 度、摩擦力矩、刚度等。其中精密机床主轴轴承是精密机床轴承的一种,用于机床或其他 机构主轴的支撑,其精度指标直接影响机床的精度,一般使用精密级或超精密级轴承。负 荷较大时使用两套或两套以上轴承共同支撑主轴。为保证轴承受力均匀,经常需要对这些 轴承按一定技术要求进行选配,经选配后的轴承称为配对(或三联、四联等)轴承。精密 机床丝杠轴承是指用于滚珠丝杠支撑的精密轴承。 重型机械用轴承包括外径尺寸范围为 Φ360~Φ1,500mm 的大型轴承产品及外径尺寸范 围为 Φ1,500~Φ6,800mm 的特大型轴承产品,主要为冶金、矿山、船舶、风电、石油等 行业所需的重型机械和主机设备配套。

轴承下游应用领域几乎涵盖所有工业板块: 上游:轴承的上游原材料主要是轴承钢以及少部分的非金属材料,大多数轴承厂商会选择 采购部分零部件以生产轴承,零部件主要包括内圈外圈、滚动体、保持器和密封圈。 中游:全球轴承市场几乎被瑞典、德国、日本、美国四个国家的八家大型轴承企业垄断。 瑞典斯凯孚、德国舍弗勒、日本恩斯克等八家轴承企业在国际轴承市场的市场占有率合计 达到 70%以上,而国内企业主要占据中低端市场。 下游:只要涉及旋转轴的机械结构就一定需要轴承来起到支撑和减小摩擦的作用,因此轴承广泛应用于几乎所有的工业领域,根据中国轴承工业协会相关数据,2020 年汽车、电工、 机床为国内轴承的前三大应用领域。

全球轴承市场几乎被八大跨国集团垄断,本土企业占据中低端市场:高端轴承领域技术壁 垒较高,海外厂商先发优势明显,2020 年全球轴承市场 70%以上的市场份额由八大海外厂 商占据(瑞典 SKF、德国 Schaeffler、日本 NSK、日本 JTEKT、日本 NTN、美国 TIMKEN、 日本 NMB、日本 NACHI)。国内轴承市场近 3000 亿元,行业集中度低,CR10 仅为 28.6%, 2020 年中国轴承市场为 2890 亿元,行业规模较大,但参与者众多、同质化现象严重,行 业集中度低,CR6 仅为 20.3% ,各家厂商的规模较小,产品主要分布于中低端领域。

公司轴承业务板块的运营主体为全资子公司轴研所,其是我国轴承行业唯一的综合性研究 开发机构:轴研所是重点为国民经济建设各领域关键主机及国防建设研制“高、精、尖、 特、专”轴承产品的高新技术企业,其前身洛阳轴承研究所成立于 1958 年,是我国轴承 行业的综合性研究所,1999 年进入中国机械工业集团有限公司,转制为科技型企业。

国内外数控机床、船舶重工、汽车及风电等行业重要零部件供应商:轴研所批量生产内径 0.6 毫米至外径 6.8 米的各种类型的高端轴承产品和组件,产品广泛应用于航空航天、舰船 兵器、机床工具、风力发电、矿山冶金、石油化工、医疗器械、汽车与轨道交通、工程机 械等各个领域,远销欧美等 20 多个国家和地区。轴研所拥有一个科研机构(国家企业技 术中心)、三个产业基地,具有先进的轴承制造装备和测试仪器,在高精度、高可靠性轴 承及相关零部件制造、检测与试验方面具有雄厚的实力,在轴承基础理论、设计、材料、 检测、试验、润滑、标准、信息等方面具有综合技术优势。

航天轴承居垄断地位,受益于特种轴承需求增长:特种轴承广泛应用于运载火箭、卫星、 航天飞船及其他特种领域,公司在该领域居于市场垄断地位;公司生产的特种轴承主要应 用于航空航天领域,包括超低温自润滑火箭发动机轴承、卫星能源系统轴承、宇宙飞船生 命维持系统轴承、陀螺仪高灵敏轴承、偏置动量轮高可靠性、长寿命轴承及其组件等,具 有结构复杂、性能要求严格的特点。目前公司的航天特种轴承及其组件已形成产业规模, 随着国际形势的发展和我国综合国力的增强,我国航天等特殊领域的生产任务逐年增加, 与之配套的特种轴承的需求量也随之增长。

拟新建伊滨科技产业园,扩大高端轴承产能:轴研所服务于航空、航天和军工领域的特种 轴承产品,其生产制造受限于现有生产面积不足、生产条件和装备水平有待改进等现状, 产能不足,亟待进行装备升级;其次随着轴承上游产业不断发展,军品及高端民品将向更 高、更精密方向发展,无论是从装备精度、装配水平、检测手段等方面都需要相应提升。

2021 年 1 月公司审议通过了《关于变更募集资金用于投资建设“伊滨科技产业园(一期) 项目”的议案》,项目围绕军品业务,进行设备升级;围绕民品业务,通过改造优化原有 设备,释放高端民品产能;加强制造服务业务板块对两大主业的支撑能力建设,适度拓展 外部业务,逐步构建“两主导一支撑”的业务布局。项目实施后有利于提升公司轴承业务 的装备技术水平,扩大高端轴承产能以适应市场需求,增强公司轴承业务的竞争力和盈利 能力。

风电轴承是风力发电机组的核心零部件:风机内部使用的轴承包括五类,分别是主轴轴承 1-2 个、偏航轴承 1 个、变桨轴承 3 个、发电机轴承 1 套和齿轮箱轴承 1 套。齿轮箱轴承 只有在双馈式和半直驱式风电机上有应用,而直驱式风机是由主轴直接带动发电机轴旋转, 省去了齿轮箱这一环节。

风电轴承是风机零部件中附加值较高的环节:根据电气风电招股书,2020 年电气风电采购 原材料中,价值占比前四的部件分别为叶片、齿轮箱、发电机、轴承,这四大部件价值量 占比分别为 20.45%、10.61%、8.51%、8.00%,轴承的价值量占比为 8%,在所有零部件中排 名第四,是风电机成本中较为主要的元件。 根据各零部件厂商中的龙头企业最新年报中的数据,叶片、齿轮箱、主轴、法兰、塔筒的 毛利率分别为 21.29%、15.80%、39.73%、37.35%、21.39%,而主轴轴承的毛利率达到 48.83%, 属于附加值较高的零部件,偏航变桨轴承国内技术较为成熟,毛利率较主轴轴承低一些, 为 22.32%。

国产厂商直接与四家海外轴承厂商竞争:国内风电轴承市场参与的企业主要包括四家海外 企业与一些国产厂商,如新强联、瓦轴、洛阳 LYC 等。海外企业技术较为领先,多数在国 内建有工厂,而国内企业近年来进步较快,与海外企业的竞争愈发激烈。

我们通过测算主轴轴承、偏航变桨轴承、齿轮箱轴承以及发电机轴承的市场空间,近似得 到风电轴承领域的总市场空间,其中 2021 年风电轴承国内市场空间为 116.64 亿元,2025 年有望达到 277.46 亿元,CAGR 为 24.19%;2021 年全球市场空间为 269.30 亿元,2025 年有望达到 627.46 亿元,CAGR 为 23.55%。

(一)主轴轴承:大功率主轴轴承替代空间较大,国产替代蓄势待发:主轴轴承起到支承 轮毂及叶片,传递扭矩到增速器的作用,常见的技术路径包括三点式支承、两点式支承和 单点式支承,一台风机中往往需要 1-2 个主轴轴承。风机运转过程中主轴在不断旋转,主 轴轴承始终处于工作状态,且同时承受外部风载传输来的载荷与主轴、齿轮箱的重力载荷, 工况载荷复杂,因此主轴轴承是风机中单价最贵、技术壁垒最高的轴承。通常来讲,双馈 式风机主轴轴承常用调心滚子轴承,直驱和半直驱风机主轴轴承常用单列或双列圆锥滚子 轴承。

海外厂商先发优势明显,技术路径较为丰富,国内厂商在主轴轴承的技术水平和经验积累 方面仍有不小的差距,尤其大功率机型的主轴轴承被海外品牌长期占据国内大部分市场份 额,存在较大的替代空间。目前小功率机型主轴轴承已实现国产替代,国内厂商主要包括 新强联、洛阳 LYC、瓦轴等;大功率机型主轴轴承的国产替代程度很低,只有新强联、瓦 轴等厂商可以批量供应,新强联在国内优势明显。

主轴轴承价值随功率增加呈几何式增长,有望受益于风机大型化趋势:直径越大的主轴轴 承加工工艺就越复杂,生产难度就越高,随着风机功率的增大,主轴轴承的价格并非线性 上升,而是呈几何式增长,即单 MW 的价值量在不断提升。以双馈式机型上的调心滚子轴 承为例,根据三一重能采购数据,斯凯孚的主轴轴承单 MW 价值量,2.0MW 为 4.56 万元, 而 4.0MW 则是 7.30 万元,单 MW 价值量随着功率的增大有显著的提升,未来风机大型化 极大可能会扩大主轴轴承的市场空间。

国产主轴轴承性价比优势明显:以双馈式机型上的调心滚子轴承为例,根据三一重能的主轴轴承采购数据,公司会采购斯凯孚的进口主轴轴承,而瓦轴和洛阳 LYC 则为主轴轴承的 国内主要供应商。可以看出斯凯孚不同型号的主轴轴承价格要比国内产品贵 20%-70%不等, 国产产品性价比优势明显,这也是主机厂商努力寻求国产替代最主要的原因。

国内厂商进步迅速,大功率主轴轴承有望填补国产空白:新强联 3MW 主轴轴承已实现大 批量生产,并于 2021 年募资 9.35 亿元大规模扩产,5.5MW 主轴轴承也已进入样机交付阶 段;瓦轴的 4.X MW 主轴轴承也已实现批量生产;成都天马、洛阳 LYC、京冶等厂商在风 电主轴轴承领域也有一定的技术积累。 部分国内轴承厂商绑定头部风电主机厂,建立客户资源优势:风电轴承的耐久性是重要的 性能指标,因此风电轴承的开发需要建立在大量实践上,需要在风机上长时间试装测试。 只有与风电主机厂保持良好的合作关系的轴承厂商才能得到很好的试装测试机会。近年来 一些国产轴承厂商与风电主机厂建立了良好的合作关系,有利于提高国内轴承厂商的技术 水平,并提高轴承订单来源的稳定性。

头部厂商优势明显,未来 2-3 年有望诞生国内龙头企业:大功率主轴轴承领域存在一定的 壁垒,只有生产技术强、产能充足的企业才有机会获得市场份额。目前新强联等头部厂商 的技术进步快、产能扩张激进,产品也进入主机厂的验证环节,在国内企业中建立了比较 明显的先发优势。随着市场认可度的提升,头部厂商有望在未来 2-3 年内抢占可观的市场 份额,随后其他本土厂商会在技术上跟进,共同开拓较大的市场空间。

我们对风电主轴轴承国内和全球的市场进行测算,基于主轴轴承市场空间=∑(风电招标 量*各功率机型的发电功率占比*各功率机型的单 MW 主轴轴承价值量),可得到 2021 年 风电主轴轴承国内和全球的市场空间分别为 35.31、82.69 亿元,到 2025 年将达到 96.45、217.01 亿元,CAGR 分别为 28.55%、27.28%,未来市场空间较为广阔。

(二)偏航变桨轴承:本土企业技术成熟,独立变桨带来价值增量空间:风电机中的偏航 变桨轴承技术含量略低于主轴轴承,国内厂商的技术已较为成熟,目前已实现全系列国产 化,天马、瓦轴、洛轴、新强联、京冶、上海欧际柯特、大连冶金等厂商目前占据国内市 场主导位置。

独立变桨技术是风机大型化背景下的未来趋势,或将进一步提升变桨轴承价值:独立变桨 与传统的统一变桨不同,它是指每个桨叶的桨距角可以独立调整,因此可以更好地调节风 机速度,使发电效率更高。2021 年开始,独立变桨的概念逐渐被各大厂商提出,是风机大 型化背景下的未来趋势,未来 5MW 以上的机型有望全部采用独立变桨技术。独立变桨机 型的叶片载荷的变化范围更大,使变桨轴承的负荷增大,对变桨轴承的技术要求更高。使用的轴承类型也由传统的双排球轴承逐渐演化为三排圆柱滚子轴承,变桨轴承的价格也随 之增加。独立变桨轴承主要使用三排圆柱滚子轴承,目前只有新强联、成都天马等少部分 厂商将三排圆柱滚子轴承应用于变桨轴承上,短期订单会有所增长,收入和毛利率有望提 升。

我们对风电偏航变桨轴承国内和全球的市场空间进行测算,基于偏航变桨轴承市场空间= ∑(风电招标量* 各功率机型的发电功率占比*考虑独立变桨因素后的单 MW 偏航变桨轴 承价值量),可得到 2021 年偏航变桨轴承国内和全球的市场空间分别为 46.00、106.90 亿元,2025 年将分别达到 118.61、267.47 亿元,CAGR 分别为 26.72%、25.77%。

(三)齿轮箱轴承:进口依赖度较高,国产替代逐步开启:针对风电齿轮箱轴承,风电齿 轮箱轴承由于转速快,要求精度高,对轴承设计和加工设备均有较高的要求。因此,虽然 风电齿轮箱的国产化率超过了 70%,但风电齿轮箱轴承的国产化率极低,只有 0.58% ,基 本完全依赖进口,国内企业只有瓦轴批量供应少量齿轮箱轴承,国内风电齿轮箱轴承供应商主要为德国舍弗勒、瑞典斯凯孚、日本 NTN 和美国铁姆肯等。

(四)发电机轴承:价值量较小,市场规模不足 10 亿元:主机厂大多选择向发电机生产 商采购整个发电机,国内风电上游的发电机供应商主要包括湘电股份、南汽轮、江苏中车 电机、西安中车永电捷力,也有部分风电主机厂选择采购西门子、ABB 等进口品牌的发电 机,而三一重能等少部分厂商拥有自行生产发电机的技术。根据三一重能招股书,风电机 中发电机价值占比仅为齿轮箱的价值占比的一半,考虑到 2021 年国内齿轮箱轴承市场空 间不足 40 亿元,而发电机价值量仅为齿轮箱的一半,且轴承用量较小,价值量偏低,我 们估计目前发电机轴承国内市场规模不足 10 亿元。

轴研所大功率主轴承技术领先,3.2MW 风电主轴承已获批量订单:根据公司年报,2020 年度公司完成了 4.5MW 主轴承设计分析,完成了 FD-306/1270/P5 和 FD-306/2160/P5 等 典型风电主轴承样品制造,已经提交客户装机测试并完成了试验平台详细设计及试验方案 的制定;2021 年度已具备年产 500 套 4MW 以上大功率风电主轴轴承的生产能力,解决大 功率风电主轴轴承长期依赖进口的问题。目前公司风电轴承业务体量较小,2021 年实现收 入几千万元,公司于 2022 年 5 月披露 3.2MW 风电主轴承已获批量订单;公司看好风电行 业长期发展趋势,已将大功率风电主轴轴承作为未来重点发展的产品,在前几年研发的基 础上,将采取措施推进大功率风电主轴轴承的产业化。

成功研制国内首台 7MW 级海上风电主轴承,打破国外轴承企业垄断:7MW 级海上风电 主轴承作为风力发电机的核心零部件,载荷复杂多变,轴承可靠性及精度要求高,且设计 寿命需达到 25 年以上,技术难度大,长期被国外轴承企业垄断。轴研所通过多次试验, 不断攻关,相继攻克轴承材料优选、热处理工艺改善、保持架优化设计与加工等方面技术 难题,成功研制 7MW 大功率风电主轴轴承,并于 2022 年 1 月 4 日装机运行,解决了大 功率主轴轴承完全依赖进口的“卡脖子”问题。

该产品的成功研制,提升了轴研所风电主轴轴承的可靠性设计和制造技术,填补了国产大 兆瓦级该结构尺寸风力发电机主轴轴承空白,破除了风电产业关键件安全供应隐患,为大 功率风电主轴轴承产业化发展奠定了技术基础。轴研所未来将继续深耕风电领域,大力推 动大兆瓦级风电轴承的国产化应用,构建国产风电产品的核心竞争力。

3.培育钻石:三磨所设备+产品双发力,打开公司新成长曲线.培育钻石引领新风尚,行业迎来黄金发展期

培育钻石是在实验室里模拟天然钻石的自然形成环境培育而成的合成钻石,以 HTHP 法 (高温高压)和 CVD 法(化学气相沉淀法)合成为主,又称生长钻石。天然钻石诞生于 地表以下约 160 公里处,每一枚天然钻石都是由碳元素构成的,随着时间的推移,地幔中的高温高压使碳元素结晶形成自然界中最坚硬的矿物——天然钻石。培育钻石与天然钻 石均为纯碳构成的晶体,两者在晶体结构完整性、透明度、折射率、色散等方面均无明显 差异。专业人士可以通过高科技设备分辨实验室培育钻石和天然钻石,但肉眼无法区分二 者外观上的差异。

价格优势及环境友好特性使培育钻石对传统钻石市场产生冲击:培育钻石和天然钻石的差 异主要体现在生产过程以及稀缺性两个方面。培育钻石生产过程约为半个月至一个月,简 单、环保、成本较低,稀缺性较低。而天然钻石的形成耗时数百万甚至数十亿元年,是一 种不可再生资源,稀缺性较高;其开采过程释放大量二氧化碳,对地表造成不可逆的损害。 与天然钻石相比,培育钻石具备低廉的价格和环境友好的性质,可以说为消费者提供了更 多样的钻石消费选择。

实验室主要采取高温高压法(High Pressure High Temperature,简称 HTHP)以及化学 气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,简称 CVD)制造钻石。 ①高温高压法(HTHP):英文名称为 High Pressure High Temperature (HTHP),是指模 拟天然金刚石的生长环境,以石墨、金刚石粉或石墨-金刚石粉为碳源,在高温高压、金 属触媒等生长环境中形成的等轴晶系晶质体,简称为 HTHP 合成钻石,或 HTHP 培育钻 石。在该过程中,纯净的碳粉被压缩进一个生长胶囊随后被放置在一个培育仓中,液压装 置模拟天然钻石在地下深处的高温高压形成条件,压强 5-6GPa,温度 1300-1600°C;在 高温高压下,碳原子之间互相连接形成钻石晶体。 HTHP 工艺可以改善品质较低的天然 钻石和合成钻石的颜色和纯度,并可以将钻石颜色调成粉红色、蓝色或黄色等。

②化学气相沉积法(CVD):英文名称为 Chemical Vapor Deposition (CVD),是指将含 碳元素的混合气体置于一定条件下,气体中的碳原子按金刚石的结构在预先放置在生长舱 中的种晶上沉淀,不断长大后形成的等轴晶系晶质体,简称为 CVD 培育钻石。CVD 的培 育首先将一个天然或培育钻石的籽晶片置于气体原料(主要是氢气 H2 和甲烷 CH4)的 环境中;在低压高温(压力小于 1Pa,温度 800~1000℃)的条件下,甲烷在高能微波或放 电等方式的激发中分裂出一个个碳的等离子体,等离子体沉积到“种子钻石”上,籽晶片 就会“一层一层”越长越大。

两者短期内不构成替代关系,将保持共同发展态势:在培育钻石合成方面,基于现有技术 条件,高温高压法(HTHP)合成培育钻石以塔状为主,生长速度快、成本低、纯净度稍 差,但综合效益具有优势,特别是在 1-5ct 培育钻石合成方面具有明显优势;化学气相沉 积法(CVD)合成培育钻石呈板状,颜色不易控制、培育周期长、成本较高,但纯净度高, 较适宜 5ct 以上培育钻石合成。因此在培育钻石合成领域,两者侧重于不同类型的产品, 亦不构成替代关系,将在各自侧重领域内保持共同发展的态势。

国内的培育钻石主要用高温高压法(HTHP)生产。此外,世界上 HTHP 法的培育钻石产 量主要集中于中国,中国批量生产 HTHP 培育钻石技术已达到世界前列水平。2018 年,中 国宝石级培育钻石产量达 130 万克拉,占据全球总量的 90%以上,已成为全球培育钻石最 大的原料生产国。CVD 培育钻石的产量则多分布于印度,美国和新加坡等地,合计占比超 过 85%。

从培育钻石生产地区分布来看,中国 2020 年培育钻石产量约为 300 万克拉,占据全球近 50%的产能。印度培育钻石产量约为 150 万克拉,位居第二。此外,与培育钻石相比,全 球天然钻石产量总量大,但自 2018 年起全球天然钻石毛坯产量逐年下滑,2020 年全球天 然钻石毛坯产量为 107 百万克拉,较 2019 年减少了 32 百万克拉,同比减少 23.0%;与此 同时,全球天然钻石毛坯产值也在下滑,2020 年全球天然钻石毛坯产值为 92 亿元美元, 较 2019 年减少了 38 亿元美元,同比减少 29.23%,因天然钻石属于不可再生资源,其资源 储量有限,且开发成本大,环境效益低。

全球钻石消费需求不断增加,供需失衡带来发展机遇:虽然全球天然钻石毛坯产量呈现不 断下降趋势,但全球钻石消费需求却不断增加,市场供不应求,供需失衡趋势为培育钻石 发展带来了机遇,培育钻石合成技术提升以及消费者对培育钻石认知程度的提升有望进一 步促进培育钻石市场规模的扩大;根据贝恩咨询(Bain&Co.)与安特卫普世界钻石中心 (Antwerp World Diamond Centre)联合发布的《2021-2022 全球钻石行业报告》,2021 年, 受经济复苏影响,全球钻石珠宝零售总额约为 840 亿元美元,同比增长 29.23%。 培育钻石渗透率迅速提升:培育钻石作为天然钻石的替代品,在钻石供给减少、需求不减 的情况下,培育钻石的渗透率迅速提升,2020 年全球培育钻石产量达 7 百万克拉,较 2019 年增加了 1 百万克拉,同比增长 16.7%,全球培育钻石渗透率达 6.3%。

影响消费者选择培育钻石的前三大因素分别是款式、价格、质量,培育钻石在上述三个方 面均具备明显优势:款式方面,培育钻石在尺寸、颜色等方面具有较好的可控性,能够实 现款式量身定做,满足消费者的个性化需求;价格方面,随着合成技术的不断提高,培育 钻石生产成本将进一步降低,市场价格优势更加明显;质量方面,培育钻石在晶体结构完 整性、透明度等方面可实现与天然钻石相媲美,并且可以满足客户对产品品级的个性化需 求。因此,在全球钻石珠宝市场需求稳步增长、天然钻石市场供给不断减少的背景下,培 育钻石凭借其优异产品质量、更低生产成本和更好迎合消费者个性化需求的优势,得到了 各大钻石品牌商和消费者的青睐,迎来黄金发展期。

目前全球范围内已有多家钻石品牌珠宝商推出培育钻石:近两年来越来越多的人造金刚石 生产商、钻石品牌运营商开始大力投入培育钻石的技术研发、商业化生产、市场培育和销 售渠道建设,充分挖掘培育钻石的市场价值。2018 年 5 月,戴比尔斯宣布将通过其旗下的 Lightbox Jewelry 品牌开展培育钻石销售业务,且其子公司元素六(Element Six)拟投资 9,400 万美元新建年产约 50 万克拉培育钻石的生产基地。

2018 年 7 月,施华洛世奇将其 旗下培育钻石品牌 Diama 从宝石部门重新调整优化至奢侈品部门。2019 年 12 月,美国 最大的钻石珠宝零售商 SIGNET 也宣布在其旗下 Kay、Jared、Zales、James Allen 等著名 品牌中销售培育钻石珠宝首饰。国内以力量钻石、中南钻石、黄河旋风和豫金刚石为代表 的人造金刚石生产企业在实现工业领域技术积累和提升的基础上也纷纷投入培育钻石的 研发和生产中,行业集中化态势初现端倪。

引领消费新风尚,市场规模不断增长:培育钻石作为钻石消费的新兴选择,在品质、成本、 环保和科技等方面优势明显,市场前景广阔,吸引了越来越多的国内外钻石生产商关注并 进行生产布局。2018-2020 年,全球培育钻石产量由 144 万克拉增长至 700 万克拉。根据 贝恩咨询预测数据,2025 年全球培育钻石市场规模将从 2020 年的 167 万克拉增至 368 万 克拉,CAGR 为 17.12%,其中我国培育钻石市场规模将由 83 万克拉增至 295 万克拉,CAGR 为 28.87%,占全球的比例约为 80.2%。

培育钻石领域是公司新的利润增长点,涉及到的业务有两块,一块是用于合成金刚石(培 育钻石)的六面顶压机,一块是以 MPCVD 方式制造的培育钻石毛坯。

从全球范围看,人造金刚石生产主要集中在中国,国外人造金刚石生产企业数量较少,人 造金刚石产量较低,其产品研发和应用主要侧重在人造金刚石制品、金刚石复合材料等方 面。人造金刚石产品生产工艺中的核心环节单晶合成需要高度专业化的专用装备,单晶合 成工序是指将组装后的合成块放入六面顶压机内,按照设定程序进行加温加压并长时间保 持恒定,待晶体生长结束后停热卸压并去除密封传压介质取得合成柱的过程。在金刚石单 晶和培育钻石的合成过程中,合成装备六面顶压机的设备性能以及合成控制工艺技术的精 度和稳定性对产品品质、生产效率和成本控制具有重要影响。合成设备腔体不断扩大、对 中精度不断提高以及合成过程技术精度和稳定性不断提升是提高人造金刚石产量和品质 的重要保障。

1965 年,由郑州磨料磨具磨削研究所自主研发的我国第一台六面顶压机投产使用,其生产 效率较原来国外研发的两面顶压机提高近 20 倍;相较于其他国家使用的两面顶压机,六 面顶压机的结构特点决定了其具有对中性强、合成成本低、易操作、使用寿命长、设备价格低等特征,中国六面顶压机的卓越表现得到了全球人造金刚石生产企业的青睐,元素六 (Element Six)、日本住友电工、韩国 ILJIN 公司等国际知名人造金刚石生产企业均陆续购 买中国生产的大型六面顶压机替代原有的两面顶压机。同时六面顶压机的广泛推广也使得 我国人造金刚石产业快速实现规模化生产,我国人造金刚石产量已占全球人造金刚石产量 的 90%以上,成为全球最重要的人造金刚石生产国。截至目前,人造金刚石行业主要企业 已装机六面顶压机型号主要包括 φ650、φ700、φ750、铸造 φ800 和锻造 φ800。

公司 DZ 系列锻造六面顶压机代表超硬材料行业大型高端装备加工制造技术的领先水平: 该系列六面顶压机铰链梁采用缸梁一体锻造工艺,在同等条件下,锻造铰链梁的刚性和强 度远高于铸造铰链梁,可较大程度提高压机的可靠性,延长压机的使用寿命,具有制造缺 陷少、强度高、加工精度高、使用寿命长等显著优点,是传统铸造铰链梁六面顶压机的更 新换代产品,更有利于六面顶压机的大型化发展。 DZ 系列锻造六面顶压机缸径涵盖Φ650mm、Φ700mm、Φ800mm、Φ1000mm 等,设计 工作压力达到 110MPa,保压性能优异,无噪音,使用寿命可达 20 万次以上。该系列产品 主要应用于高品质、高性能超硬复合材料(PCD、PDC、PCBN、NPD),人造金刚石,单 晶及聚晶立方氮化硼,宝石级金刚石等超硬材料领域的生产制造以及未知新材料领域的科 学探索。

近年来,公司 DZ 系列锻造六面顶压机在国内超硬材料行业得到了广泛的推广应用,并远 销美国、欧洲、俄罗斯、韩国、印度等多个国家和地区。根据力量钻石招股说明书披露的 设备供应商情况,公司锻造六面顶压机的采购均价在 90 万元/台以上,较其他厂商的六面 顶压机售价更高,且近两年采购占比不断上升。

根据中国超硬材料网数据显示,截至 2022 年 4 月全国六面顶压机市场保有量约有 10000 台,其中生产培育钻石的六面顶压机约有 3000 台,天宝恒祥、博泰圣莎拉等六面顶压机设备生产商年产能约 1000 台。随着培育钻石、工业金刚石的持续火热带动六面顶压机需 求增长,培育钻石的市场发展预计需要 1 万台左右的六面顶压机,根据目前六面顶压机设 备生产商的年产能以及扩产情况,大概需要 5 年时间完成压机生产供应;根据力量钻石 2020 年的六面顶压机采购均价,我们预计培育钻石市场发展将带来近 60 亿元的六面顶压 机设备需求。

产能处于饱和状态,预计今年业务有较大增长:公司六面顶压机 2021 年产能为 200-300 台左右,对应业务收入 2-3 亿元,毛利率在 10%-20%;目前产能处于饱和状态,制约产能 扩建的因素是生产六面顶压机的主要部件供应受限。目前除了生产培育钻石,还有生产超 硬材料制品的相关企业已购买公司的六面顶压机设备,比如设备可用于生产石油钻探用金 刚石复合片、金刚石拉丝模、切削用金刚石复合片、立方氮化硼复合片等。根据公司 2022 年日常关联交易预计公告,公司全资子公司三磨所的锻造六面顶压机业务预计 2022 年会 有较大增长,此外公司锻造压机部件从国机集团直接或间接控制的二重(德阳)重型装备 有限公司和一拖(洛阳)汇德工装有限公司进行采购,供应能力较为稳定。

就我国目前人造金刚石行业的实际发展情况而言,主要采用高温高压法(HTHP),在未来 相当长的时间内,高温高压法(HTHP)和化学气相沉积法(CVD)将保持共同发展的态势, 这是人造金刚石行业的基本特色。

公司采用 MPCVD 法,现已形成一定的培育钻石毛坯生产能力,可以量产未经加工的毛胚 钻 5 克拉-20 克拉,在 MPCVD 法技术水平和生产能力方面居国内行业前列。根据原理不 同,用于合成钻石的化学气相沉积法可以具体分为热丝法(HFCVD)、微波等离子体法 (MPCVD)和直流等离子体喷射法(DC-PJ CVD)等,其中 MPCVD 法制备金刚石的优越 性在所有制备方法中显得尤为突出,同时 MPCVD 技术是目前国内外制备单晶金刚石应用 最广泛的方法。在工业应用方面,MPCVD 大单晶金刚石在半导体行业中主要用来替代行 业中的大功率、高端器件基片材料,按照市场需求量的 1%替代率,并随着时间推移逐步提 高替代率,MPCVD 法大单晶金刚石在半导体领域的市场需求有望达到 25 亿美元以上。

MPCVD 募投项目按计划推进,有望成为利润增长点:公司 2018 年的募资项目“新型高功 率 MPCVD 法大单晶金刚石项目”已基本实施完毕,该项目计划投资总额 2.17 亿元,其中 使用募集资金 1.89 亿元,目标是实现年产 30 万片大单晶金刚石;项目研发的最初目标是 大单晶金刚石在功能材料方面的应用,目前大单晶金刚石在电子功能材料方面的应用技术 尚在开发和完善中,而培育钻石逐渐受到市场与消费者的认可,市场在快速增长,因此公 司已集中现有设备用于培育钻石的生产。

目前公司已形成 100 余台 MPCVD 设备,其中 10 余台用于研发,90 余台用于规模化生产, 用于规模化生产的 90 余台 MPCVD 设备中尚有 30 余台处于设备调试阶段,公司 MPCVD 设备全部自用,并未对外销售。目前公司培育钻石业务运营正常,培育钻石的毛利率在 50% 左右,未来随着培育钻石作为钻石消费的新兴选择,培育钻石合成技术提升以及消费者对 培育钻石认知程度的提升进一步促进培育钻石市场规模的扩大,培育钻石业务或将成为公 司新的利润增长点。

全球半导体行业方兴未艾,下游应用领域不断延展:2021 年全球半导体行业保持高景气度, 根据美国半导体行业协会(SIA)统计,2021 年全球半导体销售额达到 5,559 亿元美元, 同比增长 26.2%,全年出货量达到了 1.15 万亿元颗。根据 IC Insights 今年一月份半导体行 业预测,预计 2022 年的半导体总销售额将再增长 11%,此外 IC Insights 数据显示,全球晶 圆代工产业规模预计 2022 年同比增长 20%,随着大批新建晶圆厂产能释放以及国内主流晶 圆代工厂产能利用率提升,未来将新增更多的封测需求。全球半导体行业景气度向好,下 游应用领域不断延展,随着芯片越来越多地应用到现在和未来的关键技术中,我们预计未 来几年对半导体产品的需求或将显著增加。

从半导体产品类别来看,2021 年全球集成电路销售额为 4,608.14 亿元美元,传感器销售 额为 187.9 亿元美元,光电器件销售额为 432.29 亿元美元,半导体元件销售额为 301 亿元 美元。从区域来看,2021 年美洲市场的销售额增幅最大,达到了 27.4%,欧洲市场销售额 增长 27.3%,亚太地区销售额增长 25.9%,日本市场销售增长 19.8%,我国仍然是全球最大 的半导体市场,2021 年销售同比增长 27.1%。

中国市场潜力充足,继续保持良好发展势头:受益于计算机、通信和消费电子以及节能环 保、物联网、新能源汽车等新兴领域的高速发展,我国集成电路产业增长强劲;随着集成 电路应用领域的不断拓展、技术水平的不断提高,以及在国家、地方相关产业政策与资本 的有力支持和集成电路国产化加速的背景下,我国集成电路产业发展速度仍领先于全球半 导体产业,继续保持良好发展势头,市场需求快速增长。国内集成电路产业技术不断提升 和充分的市场需求带动了集成电路设计业、制造业及封装测试业的持续发展。

目前我国已发展成为全球最大和最重要的集成电路市场,是全球半导体市场发展的主要动 力:根据中国半导体行业协会统计,2021 年我国集成电路产业销售额为 10,458.3 亿元, 首次突破万亿元,同比增长 18.2%。其中,设计业销售额为 4,519 亿元,同比增长 19.6%; 制造业销售额为 3,176.3 亿元,同比增长 24.1%;封装测试业销售额为 2,763 亿元,同比增 长 10.1%;三业占比分别为 43%、30%、26%,产业比例趋势愈加合理(全球三业合理占比 约为 3:4:3),已初步形成设计、制造和封装测试三业协调发展格局。根据《中国半导体产 业发展状况报告(2020 年版)》的相关数据,预计到 2022 年我国集成电路销售额将达到 11,662.6 亿元。

全球市场份额有望提升,国产替代空间较大:根据中国海关数据显示,2021 年我国集成电 路产品进出口都保持了较高增长,进口集成电路 6,354.8 亿块,同比增长 16.9%,进口金额 4,325.5 亿美元,同比增长 23.6%;出口集成电路 3,107 亿块,同比增长 19.6%,出口金额 1,537.9 亿美元,同比增长 32%,进出口逆差 2,787.6 亿美元,国产替代空间仍然较为广阔。

2020 年,我国半导体自给率仅为15.9%,距离国家制定“2025年芯片自给率达到70%”的 目标还有很大空间,随着国产化进程的不断加快,也必将推动封测需求的进一步增长;在 “缺芯”状况下,海外产业链上的企业容易“选边站”,更加加大了国内封测企业的机会。 依照目前增长率,SIA 预计到 2024 年中国大陆半导体产业的年收入将达到 1,160 亿美元, 超过 17.4%的全球市场份额,这将使中国大陆半导体产业在全球市场份额上仅次于美国和 韩国。

国产替代仍为半导体产业发展主线,封测环节有望率先实现国产替代:集成电路行业因其 技术复杂,产业结构高度专业化,按加工流程分为集成电路设计、芯片制造、集成电路封 装测试。对于集成电路垂直分工的商业模式,由设计公司完成集成电路设计后委托给芯片 制造厂生产晶圆,再委托封测厂进行封装测试,然后销售给电子整机产品生产企业。在我 国集成电路产业链中,集成电路设计、制造能力与国际先进水平差距不断缩小,封装测试 技术逐步接近国际先进水平,封装测试业是唯一能够与国际企业全面竞争的产业,包括长 电科技在内的国内主要封装测试企业在技术水平上已经和外资、合资企业基本同步,竞争 实力逐渐增强。

一个晶圆要经历三次的变化过程,才能成为一个真正的半导体芯片:首先,是将块儿状的 铸锭切成晶圆;在第二道工序中,通过前道工序要在晶圆的正面雕刻晶体管;最后,再进 行封装,即通过切割过程,使晶圆成为一个完整的半导体芯片。封装工序属于后道工序, 在这道工序中会把晶圆切割成若干六面体形状的单个芯片,这种得到独立芯片的过程被称 作做“切单(Singulaton)”,而把晶圆板锯切成独立长方体的过程则叫做“晶片切割(Die Sawing)”。

经过前端工艺处理并通过晶圆测试的晶圆将从背面研磨(Back Grinding)开始后端处理: 背面研磨是将晶圆背面磨薄的工序,其目的不仅是为了减少晶圆厚度,还在于联结前端和 后端工艺以解决前后两个工艺之间出现的问题。半导体芯片(Chip)越薄,就能堆叠 (Stacking)更多芯片,集成度也就越高;但集成度越高却可能导致产品性能的下降,所 以集成度和提升产品性能之间就存在矛盾。因此,决定晶圆厚度的研磨(Grinding)方法 是降低半导体芯片成本、决定产品质量的关键之一。

在由晶圆制成半导体的过程中,晶圆的外观不断发生变化。首先,在晶圆制造工艺中,晶 圆的边缘和表面会进行抛光,这一过程通常会研磨晶圆的两面;前端工艺结束后,可以开 始只研磨晶圆背面的背面研磨工序,能去除在前端工艺中受化学污染的部分,并减薄芯片 的厚度,这非常适用于制作搭载于 IC 卡或移动设备的薄型芯片。此外,这一工序还有减少 电阻、降低功耗、增加热导率而迅速散热至晶圆背面的优点;但与此同时,由于晶圆较薄, 很容易被外力折断或翘曲,使得处理步骤更加困难。

背面研磨具体分为以下三个步骤:第一,在晶圆上贴上保护胶带贴膜(Tape Lamination); 第二,研磨晶圆背面;第三,在将芯片从晶圆中分离出来前,需要将晶圆安置在保护胶带 的晶圆贴片(Wafer Mounting)上。晶圆贴片工艺是分离芯片(切割芯片)的准备阶段, 因此也可以包含在切割工艺中。近年来随着芯片越来越薄,工艺顺序也可能发生改变,工 艺步骤也愈发精细化。经过背面研磨的晶圆厚度一般会从 800-700 减少到 80-70 ,减 薄到十分之一的晶圆能堆叠四到六层;目前通过两次研磨的工艺,晶圆甚至可以减薄到大 约 20 ,从而堆叠到 16 到 32 层,这种多层半导体结构被称为多芯片封装(MCP)。

晶圆切割划片是半导体芯片制造工艺流程中一道不可或缺的工序,在晶圆制造中属于后道 工序;晶圆切割就是将做好芯片的整片晶圆按芯片大小分割成单一的芯片(晶粒),工艺 流程主要包括绷片、切割以及 UV 照射,而划片刀(dicing blade)是用来切割晶圆、制造 芯片的重要工具,它对于芯片的质量和寿命有直接的影响。随着芯片的小型化、大容量化、 以及高效化,芯片的结构越来越复杂,芯片之间的有效空间越来越小,因而其切割的空间 也越来越窄,这对于精密切割晶圆的划片刀的技术要求越来越高。

目前切割晶圆有两种方法:一种是激光切割,另一种是机械切割,即划片刀切割;而后者 是当前切割晶圆的主力,其原因在于(1)激光切割不能使用大功率以免产生热影响区(HAZ) 破坏芯片;(2)激光切割设备非常昂贵(一般在 100 万美元/台以上);(3)激光切割不 能做到一次切透(因为 HAZ 问题),因而第二次切割还是用划片刀来最终完成,所以划片 刀会在相当长的一段时间内,是半导体封装工艺中不可缺少的材料之一。绝大部分硅片基 底集成电路和器件产品在封装时,都需要使用划片刀进行切割。而过去 25 年来的全球经 济和半导体工业统计数据显示,半导体集成电路和器件市场的年增长率和全球 GDP 的年 增长率同步,所以划片刀的需求量也在逐年增长。

进口品牌垄断晶圆划片刀,国产设备份额较小:目前封装设备几乎全部被进口品牌垄断, 如 ASM、DISCO、K&S、Shinkawa、Besi,其中日本 DISCO 垄断了全球 70%以上的封装 关键设备减薄机和划片机市场。国内市场在划片设备领域除了 ADT 公司所占不足 5%左右 的份额外,其余绝大部分市场份额被日本 DISCO 和东京精密 ACCRETECH 所占据,特别 是在晶圆切割划片高端装备、核心技术和核心零部件方面处于领先地位。

根据半导体行业观察和上海新阳公司公告,2018 年全球划片刀市场主要参与者约 10 家, 行业龙头厂商是日本 DISCO、以色列 ADT、美国 K&S 等。截至 2018 年,国内划片刀每 年需求量在 600-800 万片,按照 160 元/片的售价估算,市场规模约为 10-15 亿元人民 币;而我国晶圆划片刀市场主要被日本 Disco、美国 K&S 以及韩国等供应商占领,高端 划片刀几乎被日本 Disco 所垄断,其在国内市场的占有率为 80%-85%。

三磨所半导体领域实现突破,进入封测龙头企业供应链:在半导体领域,子公司三磨所提 供的产品主要有半导体封装切割砂轮、划片刀、硅片减薄砂轮、陶瓷吸盘、UV 膜等,实 现对华天科技、长电科技、通富微电、日月光、中芯国际下属子公司等企业主要供应半导 体封装切割砂轮和划片刀产品。公司产品性能方面与外国公司尚有一定差距,但公司的服 务和交货期要优于国外公司;在芯片加工领域,公司产品是对标国外公司同类产品,并与 之竞争。半导体行业产业链国产化趋势日益明显,国家近年来也接连出台一系列相关政策 支持和引导半导体产业的发展,各个环节的进口替代快速崛起,相关半导体设备的国产替 代空间很大;半导体的封测产能不断扩张,切割机、刀片等关键设备与耗材类产品需求客 户对国产化的自主可控提出了更高的要求,公司有望从中受益进入快速放量期。

公司在 2020 年募投 UV 膜项目,丰富半导体相关产品种类:UV 膜作为一种特种功能膜, 具有较高的初始粘着力,经 UV 光照射后其粘着力急剧降低,主要应用在半导体行业晶圆、 封装件等的研磨、切割工序,以及光电行业玻璃基板等的开槽、切割、酸洗制程。近年来 电子信息产业成为中国工业的第一支柱产业,信息产业成为“两化融合”的基础,预计未 来我国电子信息产业仍会保持较好的发展态势,这为该项目的成功实施创造了有利条件。

三磨所超硬材料及制品其他下游亦有较大进口替代空间:除半导体晶圆划片刀及研磨砂轮 外,三磨所现拥有陶瓷结合剂、树脂结合剂、金属结合剂、电镀金属结合剂等超硬磨料磨 具及行业专用生产、检测仪器设备等十余条生产线,主要产品包括 V-CBN 磨曲轴/凸轮轴 砂轮、金属/树脂系列超薄切割砂轮、CNC 工具磨床配砂轮、金刚石研磨液、V/C-D 磨 LED 砂轮、超高压油泵、油压机等产品,主要应用于汽车、制冷、工具、LED、行业专用设备 等行业。

公司位于产业链中游位置,市场竞争力较强:三磨所处在产业链的中游位置,上游主要是 金刚石、立方氮化硼等磨料生产行业;行业内供应商数量较多,产品来源渠道广泛,价格 相对稳定。下游应用领域十分广泛,主要集中在汽车及其零部件行业、电子、制冷、工具、LED 等领域;近年来随着磨具特别是超硬磨具应用对象和应用领域不断扩大,下业企 业的产业升级调整以及传统加工工具逐步被替代等因素的拉动,高端磨具在上述领域的市 场需求呈现出持续快速增长的态势。

三磨所主要以替代进口产品为主,在市场中具有较强竞争力,目前主要竞争对手包括德国 温特公司、日本则武株式会社、泰国泰利莱集团等进口品牌。我们认为三磨所作为我国磨 料磨具行业唯一的综合性研究开发部门,依托超硬材料磨具国家重点实验室等科研机构, 其超硬材料制品具备与国际先进水平竞争实力,且市场空间较大,将充分受益于进口替代 进程。

我们对公司业务进行拆分,分别为贸易及工程承包、产品销售、设备仪器销售、技术、其 他业务、相关材料及其他,其中产品销售主要包括超硬材料及制品、轴承以及电主轴,2021 年公司合计收入为 33.28 亿元,收入 YOY 为 41.30%,成本为 26.31 亿元,毛利为 6.97 亿元, 毛利率为 20.94%。

我们认为:1)贸易及工程承包作为公司的成熟业务,由子公司中机合作进行运营,作为我国具有较 大影响力的磨料磨具进出口公司,其积累了广泛的客户和供应商资源;近几年为拓展发展 空间,中机合作借助原有市场资源开始进入工程服务业务,一是成为项目承包商,二是为 工程项目所需物品组织货源;我们预计贸易及工程承包业务将保持稳定发展,因此假设 22-24 年贸易及工程承包业务的销售增速分别为 8%、8%、6%,收入将分别达到 17.46 亿元、 18.86 亿元、19.99 亿元。

2)产品销售业务是公司未来发展的重要方向,未来有望受益于特种轴承需求、半导体封 装耗材国产化需求以及培育钻石需求提升,基于自身综合技术实力领先行业、协同高效的 产业链竞争优势以及未来产能扩张有望释放业绩弹性,我们预计产品销售业务未来将会有 一定放量,因此假设 22-24 年销售增速分别为 25%、23%、20%,收入将分别达到 14.63 亿 元、17.99 亿元、21.67 亿元。

3)设备仪器销售、技术、其他业务、相关材料及其他未来预计将保持稳定发展,因此假 设 22-24 年设备仪器销售的销售增速分别为 20%、15%、10%,收入将分别达到 3.97 亿元、 4.57 亿元、5.02 亿元;假设 22-24 年技术的销售增速分别为 8%、8%、8%,收入将分别达 到 1.31 亿元、1.41 亿元、1.52 亿元;假设 22-24 年其他业务的销售增速分别为 5%、5%、 5%,收入将分别达到 0.48 亿元、0.51 亿元、0.53 亿元;假设 22-24 年相关材料及其他的 销售增速分别为 20%、20%、20%,收入将分别达到 0.50 亿元、0.60 亿元、0.73 亿元。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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