石英行业分析报告.docx
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石英行业分析报告
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2016年12月
正文目录
石英:
种类多,应用广......................................................................5
放眼海外:
垄断市场,龙头占优....................................................6
高端石英材料市场是未来盈利增长点..................................................7
LED逐步替代白炽灯,石英管市场需求稳步上升...........................8
光伏市场的发展带动石英坩埚的市场需求..................................................10
半导体市场的发展带动石英棒的市场需求..................................12
海外龙头凸显技术优势..............................................................................14
东曹(Tosoh)—OP级熔融石英业内领先.............................................15
迈图石英(MPM)—熔融石英制品业内领先....................................17
贺利氏(Heraeus)—深耕光纤产业..............................................................19
昆希(Qsil)—等离子技术独具优势..............................................................22
尤尼明(Unimin)—掌控高纯石英砂市场...................................................24
回看国内:
起点低,空间大.....................................................25
半导体应用占比相对较低.................................................................26
龙头更具成长,主要公司分析......................................................28
图目录
图1:
石英行业产业链......................................................6
图2:
半导体占全球石英市场份额的65%.................................................7
图3:
全球石英材料应用中,半导体石英器件占比27%................................7
图4:
2013年全球石英市场份额,迈图、贺利氏、东曹合计占比约63%......8
图5:
全球主要国家和地区淘汰白炽灯的计划...........................................9
图6:
2015年全球LED照明市场规模达到299亿美元,渗透率高达.10
图7:
光伏产业链上游主要是多晶硅、硅片、银浆等产品..................10
图8:
预计到2020年全球光伏产业规模将达到1370亿美元....11
图9:
2015年全球光伏新增容量48.1GW,同比增长21%............................11
图10:
半导体产业链............................................................................12
图11:
2019年全球工业半导体市场将达到595亿美元...........................13
图12:
2014年全球半导体材料市场占整个半导体市场约14%........14
图13:
5大产品部门,石英业务属于高机能材料事业部.................................15
图14:
石英业务遍布北美、欧洲、亚洲、东南亚等地区..................16
图15:
当前晶圆尺寸是300mm,未来发展方向是450mm..........................16
图16:
2011-2016东曹国外收入占比由37%提升到45%............................17
图17:
2016财年,高机能材料产品营收占比23%............................17
图18:
2010-2016财年高机能材料产品营业利润占比由12%提升至47%17
图19:
迈图的组织架构..........................................................................18
图20:
迈图在全球的工厂分布,亚洲主要有7个(2013年)...............18
图21:
2016H石英营收占比8%...............................................................18
图22:
石英收入2015增速比前期上涨10个百分点.....................................19
图23:
2015国外市场收入占比合计66%..........................................20
图24:
30%的石英制品应用在半导体行业..........................................20
图25:
半导体用石英产品营收在公司营收中占比保持在40%以上......20
图26:
公司的主要成长历史.......................................................21
图27:
光纤预制棒主要由外包层、套管、衬管、芯层组成......................21
图28:
贺利氏光纤产品外包层直径由最初的40mm扩大达到200mm..22
图29:
光纤成本结构中预制棒占比65%........................................................22
图30:
预制棒在整个光纤产业链中利润占比70%..............................23
图31:
贺利氏在亚洲共设有47家公司,中国大陆17家..........................23
图32:
贺利氏石英玻璃在中国设有2家公司......................23
图33:
昆希主要成长历程.........................................................24
图34:
2012年收入达到最低,2013年收入同比增长25%............25
图35:
盈利能力:
毛利率始终在50%以上,2013年净利率6%.........25
图36:
尤尼明厂矿主要分布在加拿大、美国和墨西哥..................................25
图37:
2020年半导体产业收入突破8700亿............................................26
图38:
2014中国半导体产值在全球半导体市场占比约14%.........27
图39:
2014年中国半导体市场材料仅占全球半导体市场3.6%...............27
图40:
2015年国内石英材料在光纤、电光源、半导体市场占比.......28
图41:
凯德石英产品结构中半导体占比57%..................................................29
图42:
石英股份产品结构中石英管占比80%...........................................29
图43:
菲利华产品结构中半导体和航空航天合计占比64%.......................29
图44:
2016H石英股份营收2.1亿元,菲利华营收2.0亿元......30
图45:
2016H菲利华毛利47%,石英股份毛利37%......................30
表目录
表1:
石英砂的分类.....................................................................................5
表2:
2014年全球半导体市场规模约为145亿元(不含硅晶圆所用的石英材料)....................................................6
表3:
全球石英行业龙头企业优势对比..........................................10
表4:
东曹石英材料制品纯度高、气泡少,广泛应用于半导体领域....15
表5:
公司产品对应的主要客户..............................................................18
表6:
公司的主要生产光纤制品及光学制品..........................................20
表7:
ilmasil®商标材料等级.......................................................................23
表8:
主要石英制品及应用领域......................................................................23
表9:
尤尼明拥有的矿物结构及其应用........................................25
表10:
尤尼明高纯石英砂分三个系列,分别应用于半导体、光伏、电光源25
石英:
种类多,应用广
石英是硅的氧化物之一,化学成分为SiO2,颜色随杂质含量而变,常见的有无色透明状,如水晶,乳白色状、浅红色、紫色、黄褐色、黑色等。
石英砂是石英加工后的产物,也是工业生产的直接原料。
石英一般不能直接用来生成制成品,需要经过破碎、筛选等工序加工成石英砂,由石英砂作为工业原料来生成制成品。
石英砂按品质可分为:
普通石英砂、精制石英砂、高纯石英砂、熔融石英砂及硅微粉等。
表1:
石英砂的分类
从品质角度,高纯石英砂是石英砂众多品类中应用最为广泛的原材料。
高纯石英砂为硅产业高端产品的原材料。
高纯石英砂具有很高的纯度,其SiO2含量在99.5%-99.9%之间。
高纯石英砂内在的分子链结构、晶体形状和晶格变化规律,决定了其具有的耐高温、热膨胀系数小,高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以及独特的光学特性,其广泛应用于光纤、激光、航天、军事和高端电光源等行业中。
高纯石英砂提纯技术十分复杂。
高纯石英砂最初是采用1-3级天然水晶石和优质天然类,经过精心挑选,精细加工而成。
但是由于自然界天然水晶储量在不断减少,而且水晶的价格也比较昂贵。
因此当前高纯石英砂主要从石英矿产中提取出来。
石英矿山成矿条件不同,如果想大规模量产高纯度石英砂,企业需要使用不同的技术去提纯不同成矿条件的矿山,这直接导致国内能够大规模量产高纯度石英砂的企业不多,目前世界范围内也只有尤尼明、石英股份等少数公司拥有提纯技术,行业技术壁垒较高。
美国尤尼明的IOTA-STANDARD等级石英砂,被全球公认为高纯石英砂的标准产品,其产品纯度指标被当作“国际标准纯度”。
从产业链角度,下游主要应用领域为半导体、光伏、电光源等。
石英砂经过气熔、电熔、火焰水解合成法等工艺制成石英管、石英棒、石英片、石英砣、石英舟、石英坩埚等多种石英制品。
石英制品凭借其良好的透光性能、耐热性能、电学性能及化学稳定性,广泛应用于电光源、半导体、光伏、光通信、激光技术等行业。
图1:
石英行业产业链
放眼海外:
垄断市场,龙头占优
石英产品应用领域广泛,半导体在石英制品应用中独占鳌头。
根据《中国硅产业年鉴2014》统计的数据,2014年全球石英玻璃终端市场应用中,半导体市场石英制品规模约145亿元,占比65%;光通讯、光学、光伏、电光源等领域石英制品的市场规模分别占比14%、10%、7%和4%。
在全球石英材料市场格局中,半导体用石英器件、石英基板和石英材料合计占比65%、光纤石英套管占比13%、光纤把棒等辅材占比1%、光伏石英器件占比3%。
表2:
2014年全球半导体市场规模约为145亿元(不含硅晶圆所用的石英材料)
图2:
半导体占全球石英市场份额的65%
图3:
全球石英材料应用中,半导体石英器件占比27%
石英市场是典型的垄断市场,全球CR5约为70%。
根据IBISWorld统计的数据,2013年全球石英市场份额中,美国迈图公司占比38%、德国贺利氏占比21%、日本东曹占比4%,三家企业合计占比63%。
图4:
2013年全球石英市场份额,迈图、贺利氏、东曹合计占比约63%
表3:
全球石英行业龙头企业优势对比
东曹、贺利氏、昆希、尤尼明、迈图5家龙头企业的共同特点是:
拥有成熟的高端石英制品生产技术,产品应用领域主要是半导体、光伏、光纤等高端行业。
我们认为,电光源照明、光伏、半导体等高端石英应用市场是石英行业未来盈利增长点,看好拥有石英制品核心生产技术及积极布局高端石英市场的企业。
高端石英材料市场是未来盈利增长点
高端石英材料市场如LED照明市场、光伏市场和半导体市场,是石英行业未来盈利增长点。
1)LED照明市场:
随着LED对白炽灯的替代加快,LED市场规模和渗透率不断提升,预计到2020年渗透率将达63.9%。
石英管作为LED的制作原料,市场需求也会不断增加;2)光伏市场:
自2013年全球光伏市场回暖以来,全球光伏产业规模不断扩大,预计到2020年产业规模将达到1370亿美元。
石英坩埚作为光伏组件的生产原料,随着光伏产业的发展石英坩埚的市场需求不断增加;3)半导体市场:
IHS预测2019年半导体产业规模将达到595亿美元。
石英棒是集成电路芯片的生产原料,半导体市场的发展将打开石英棒的市场需求空间。
LED逐步替代白炽灯,石英管市场需求稳步上升
石英管作为LED的制作原料,随着LED对白炽灯替代的加快,市场需求也不断提升。
LED照明是继白炽灯、荧光灯之后的第三次光源革命,具有节能环保、寿命长等优势:
白炽灯虽然制造成本低,但是发光效率过低,只能将约10%的电能用于照明。
为了节能减排,各国纷纷出台淘汰白炽灯的计划,例如中国制定的计划:
于2012年10月至2016年10月,逐步禁售100w、60w及15w以上普通白炽灯。
市场规模预测:
2015年全球LED照明市场规模达到299亿美元,按照石英材料在电光源产品中占比3%-5%的比例粗略估算,对应的市场空间是8.97亿美元~14.95亿美元。
由于LED照明替换传统照明及灯具速度加快,市场规模稳步增长,市场渗透率也快速攀升,根据中文互联网数据咨询中心提供的数据,预计到2020年全球LED照明市场将以年均20.36%的增速增长,渗透率将达63.9%。
图5:
全球主要国家和地区淘汰白炽灯的计划
图6:
2015年全球LED照明市场规模达到299亿美元,渗透率高达27.2%
光伏市场的发展带动石英坩埚的市场需求
石英坩埚是光伏上游产品多晶硅生产的必要辅助材料。
光伏产业链上游由多晶硅、硅片、PET基膜等产品构成,在整条光伏产业链上多晶硅生产技术壁垒最高,产业链自上而下,技术壁垒逐渐降低,企业数量也越来越多,利润也逐步减少。
石英坩埚是由高纯石英砂制成,二氧化硅含量超过99.9%,具有高温不变形、耐化学侵蚀性好等特点。
形状有方形和圆筒形,其中方形的高纯石英坩埚用在多晶硅铸锭环节,充当多晶硅化料和长晶的容器;圆形石英坩埚则用在单晶硅中拉制单晶。
因为装载多晶硅原料的容器要在1500℃以上的高温下连续工作50小时以上,而石英坩埚的化学性能能够满足多晶硅硅锭的苛刻生产条件,因此石英坩埚是生产多晶硅的重要原料。
高纯石英砂是生产石英坩埚的必要原料。
单晶硅拉晶的成功率及晶棒品质取决于多种因素,石英坩埚内壁的气泡含量就是其中重要因素之一。
低纯度石英砂杂质含量较多,在高温熔制过程中容易产生黑点气泡。
在拉制单晶硅过程中石英坩埚会长时间处于高温环境下,高温会使石英坩埚内壁所含气泡受热释放,从而影响到拉晶的稳定性和成功率。
因此在生产单晶硅时,厂商一般选择采用高纯石英砂生产出的石英坩埚。
图7:
光伏产业链上游主要是多晶硅、硅片、银浆等产品
市场规模预测:
根据国际能源署光伏电力系统项目(IEAPVPS)公布的数据,自2013年全球光伏市场回暖以来,全球光伏产业规模不断扩大,预计到2020年,产业规模将达到1370亿美元。
从光伏新增容量上看,2015年全球光伏新增容量48.1GW,同比增长达到21%。
图8:
预计到2020年全球光伏产业规模将达到1370亿美元
图9:
2015年全球光伏新增容量48.1GW,同比增长21%
半导体市场的发展带动石英棒的市场需求
石英棒是生产晶圆的主要原材料,而晶圆是生产半导体集成电路-芯片的关键元件。
半导体市场的发展会带动石英棒的市场需求。
根据市场研究公司IHS预测,全球工业半导体市场预计将在2014年和2019年以8%的复合年成长率(CAGR)成长,在2019年时达到595亿美元的市场规模。
图10:
半导体产业链
图11:
2019年全球工业半导体市场将达到595亿美元
图12:
2014年全球半导体材料市场占整个半导体市场约14%
市场规模预测:
根据美国电子材料研究机构Techcet统计,在半导体领域中芯片制造材料占半导体材料市场的60%,其中大部分来自硅晶圆,硅晶圆和光掩模总和占晶圆制造材料的62%。
硅晶圆和光掩模都是石英玻璃制品,原材料均为石英砂。
根据国际半导体设备与材料协会(SEMI)统计的数据,2015年全球晶圆制造材料市场份额是241亿美元,据此推算,2015年全球集成电路用石英制品市场份额约为149亿美元。
海外龙头凸显技术优势
东曹、贺利氏、昆希、尤尼明、迈图5家全球石英行业龙头企业,其共同特点是:
拥有成熟的高端石英制品生产技术,产品应用领域主要是半导体、光伏、光纤等高端行业。
东曹(Tosoh)—OP级熔融石英业内领先
化工产品起家,全球最大的电解二氧化锰生产商。
东曹株式会社(Tosoh)创建于1935年,1975年东曹通过合并铁兴社株式会社,进入电解二氧化锰生产领域;当前东曹是石油化工、无机化工、精细化工、电子材料和医疗诊断等产品的全球供应商,集团目前由六大板块组成:
石化板块、基础化工、高机能材料产品板块、工程服务板块、聚氨酯板块和其他。
产品涵盖1500多种,员工有12037名,业务分布于全球19个国家和地区,共设立107家公司。
通过吸收合并,不断拓展石英业务。
东曹石英业务的不断发展,主要通过并购其他公司和自设子公司两种途径来完成。
1)并购:
两次重要的并购分别发生在1993年和2000年。
1993年,东曹收购WeissScientificGlassBlowing100%股权,通过收购WeissScientificGlassBlowing,东曹下游应用扩展到半导体领域,同时也将市场拓展到北美地区。
2000年东曹收购日本玻璃有限公司,该公司于1971年即掌握了合成石英玻璃的生产工艺,通过收购日本玻璃有限公司,进一步加强了合成石英玻璃的生产技术。
2)自设公司:
1992年设立东曹石英英国分公司,将石英制品的生产和销售拓展到欧洲市场;1995年在中国设立东曹石英有限公司,石英业务成功布局中国。
通过不断地并购扩充,当前东曹石英业务遍布北美、欧洲、亚洲、东南亚等地区。
图13:
5大产品部门,石英业务属于高机能材料事业部
图14:
石英业务遍布北美、欧洲、亚洲、东南亚等地区
拥有电熔、气熔生产工艺,不透明石英产品独具优势。
东曹当前拥有氢氧焰熔融、电熔工艺生产熔融石英玻璃,火焰水解合成工艺生产合成石英玻璃。
东曹生产的石英材料制品纯度高且气泡含量低,尤其是不透明OP级熔融石英玻璃被公认为业内独一无二、不可替代的产品,是半导体行业首选隔热材料。
石英制品广泛应用于半导体、光伏、平板显示器等领域,其中将近67%的产品应用于半导体行业。
表4:
东曹石英材料制品纯度高、气泡少,广泛应用于半导体领域
盈利策略:
布局利基市场,研发高增长领域产品。
东曹高机能材料事业部致力于服务全球的利基市场。
重点布局中国、东南亚、中东、印度及南美等国家和地区。
公司积极研发全球高增长领域如半导体行业、光伏行业等所需产品。
当前全球普遍用的晶圆尺寸最大是300mm,东曹现在已在积极研发制备450mm晶圆,晶圆直径越大,同一圆片上可生产的IC就越多,可大大降低芯片生产成本,相信450mm晶圆的开发会为公司带来新的盈利增长点。
从业绩和收入看:
高机能材料事业部是公司利润的主要贡献部门,从2010-2016财年,高机能材料事业部营业利润在公司总利润中占比由12%提升到47%,其中2015财年占比高达58%。
图15:
当前晶圆尺寸是300mm,未来发展方向是450mm
图16:
2011-2016东曹国外收入占比由37%提升到45%
图17:
2016财年,高机能材料产品营收占比23%
图18:
2010-2016财年高机能材料产品营业利润占比由12%提升至47%
迈图石英(MPM)—熔融石英制品业内领先
迈图石英发展至今已经有70多年的历史,其根源于全球著名电器公司通用电气(GE)的有机硅业务部。
2006年,阿波罗公司以38亿美元收购美国通用电气的有机硅业务部门,正式成立迈图高新材料集团(MPM)。
2010年,阿波罗将迈图高新材料和瀚森公司合并,成立了迈图高新材料控股有限公司。
图19:
迈图的组织架构
迈图(MPM)是世界上最大的有机硅和硅衍生物生产商,同时也是全球领先的石英制品和特种陶瓷生产商。
客户群体覆盖全球100多个国家。
2015年公司收入中海外市场占比66%。
图20:
迈图在全球的工厂分布,亚洲主要有7个(2013年)
拥有电熔生产工艺,熔融石英制品行业遥遥领先。
公司的石英业务主要是从事生产、销售高纯熔融石英和陶瓷材料。
从产品构成看,公司的石英产品主要有光纤石英棒、光纤石英管、石英坩埚、石英锭、半导体石英管、半导体石英棒等。
从产品特性看,公司的石英产品是由熔融石英玻璃制成,相对于普通玻璃熔融石英的微量元素含量大大降低,气泡含量少。
具有高光学透明性、化学稳定性、高温抗变形、超低热膨胀系数和优良的抗热震性。
从原材料看,公司目前还没有掌握高纯石英砂的提纯技术,原料需要从尤尼明公司购买。
从客户端来看,公司的客户质量普遍较高。
主要客户有宝洁公司,索尼、三星、宝马、松下、东芝、3M、埃弗里,大陆轮胎、
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