【国联证券】航空航天及半导体拉动高端石英玻璃需求增长.pdf

2023-07-16

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1. 国内石英玻璃领域龙头

1.1.公司发展历史悠久

菲利华立足于石英玻璃领域，专注开发气熔石英玻璃、合成石英玻璃、电熔石英玻璃与石英玻璃纤维及制品。主导产品有石英玻璃锭、筒、管、棒、板、片，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，以及以石英玻璃纤维为基材的复合材料。

公司前身湖北省沙市石英玻璃总厂始建于 1966 年，并且于 1999 年改制为有限责任公司，2014 年在深交所创业板挂牌上市。公司是全球第五家、国内首家通过三大国际半导体设备厂商认证的石英玻璃材料供应商，也是全球少数几家具有石英玻璃纤维批量生产能力的制造商之一。

公司实际控制人为邓家贵和吴学民，两人先后均曾担任公司董事长职务；截至 2023 年 3 月，两人分别持有公司 7.55%和 6.34%的股权。公司现任董事长为商春利先生。公司重要的子公司有潜江菲利华、上海石创和中益泰兴。其中潜江菲利华属于石英事业部，上海石创其经营范围为石英玻璃制品的制造，中益科技其经营范围为特种织物制造。

公司持续把握战略机遇期，聚焦价值链建设，完善布局、补齐短板，形成石英玻璃材料、石英玻璃制品、石英玻璃纤维和以石英玻璃纤维为基材的复合材料三大板块高质量发展，石英事业部、纤维产品事业部、上海菲利华石创、融鉴科技、复材产品事业部、中益科技六个业务单位齐头并进的新格局。公司产业链完整，其中，原材料端，融鉴科技可进行高纯石英砂规模化生产；上游方面，石英事业部及潜江菲利华可进行材料生产、纤维产品事业部可进行石英纤维生产；中游方面，上海石创可进行半导体用石英制品生产、中益科技可进行特种织物制造，复材产品事业部可进行航空航天用复材加工。

公司能力建设持续增强。生产能力方面，公司包括气熔石英、电熔石英、合成石英产材料的生产能力持续提升；技术改进方面，公司在复合材料研发、光掩膜基板开发、石英纤维材料技术水平逐年提升；资质认证方面，公司的气熔石英材料已获得较多国际客户认证，电熔石英材料及石英器件加工陆续获得较多国内客户认可。

1.2.营收及归母净利润持续提升

受益于半导体和航天航空领域的市场需求增长和国家政策支持，公司近年来业绩获得快速增长。营业收入从 2018 年的 7.22 亿元增长至 2022 年的 17.19 亿元，4 年 CAGR 为 24.22%；归母净利润从 2018 年的 1.61 亿元增长至 2022 年的 4.89 亿元，4 年 CAGR 为 32.01%。

公司营收主要来自于石英玻璃材料和石英玻璃制品领域。其中，石英玻璃材料为主要收入来源，营收连年上升，从 2018 年的 4.10 亿元增至 2022 年的 12.18 亿元， 4 年 CAGR 为 31.29%，2022 年营收占比为 70.85%。石英玻璃制品营业收入波动向上，从 2018 年的 3.00 亿元增至 2022 年的 4.47 亿元，4 年 CAGR 为 10.48%，2022 年营收占比为 26.01%。

公司毛利率整体稳定，近 4 年来毛利率整体稳定在 49%至 53%之间。其中，石英玻璃材料板块毛利率整体呈现波动向上趋势，毛利率从 2018 年的 52.78%增长至 2022 年的 59.66%。石英玻璃制品板块最近 3 年毛利率整体稳定在 34%至 36%之间。

公司研发费用连续多年保持高速增长，从 2018 年的 0.48 亿元增长至 2022 年的 1.55 亿元，4 年 CAGR 为 34.05%；研发费用占营业收入比例，从 2018 年的 6.64%增长至 2022 年的 9.00%，技术人员从 2018 年的 166 人，增长至 2022 年的 327 人。2022 年，受研发项目增多影响，公司研发费用同比增长 63.04%，增速较快。

公司期间费用持续优化。期间费用从 2018 年的 0.97 亿元增长至 2022 年的 1.52 亿元，4 年 CAGR 为 11.65%，增速明显低于同期营收及归母净利润增速。期间费用占营业收入的比例，从 2018 年的 13.50%，降低至 2022 年的 8.81%，受益于公司费用管理能力加强，期间费用占比持续降低。

2021 年 8 月，公司通过了《关于向公司 2021 年限制性股票激励计划激励对象首次授予限制性股票的议案》，向符合授予条件的激励对象定向发行 850 万股股票，授予价格为 26.54 元/股；其中，首次授予人数为 397 人，限制性股票 774.40 万股，另外预留 75.60 万股。 2022 年 8 月 22 日，由于有派息、资本公积转增股本等情况，公司将已首次授予但尚未归属的限制性股票数量由 774.40 万股调整为 1,161.60 万股，预留部分限制性股票数量由 75.60 万股调整为 113.40 万股，授予价格改为 17.54 元/股；公司将预留限制性股票授予日定为 2022 年 8 月 22 日，授予对象 128 人。

近年来，公司持续募集资金扩充产能。其中，2019 年公司总计划投入 2.70 亿元，新增 36.3 吨纤维复合材料制品生产能力，从而有力保障了航空航天方面的玻璃纤维及制品需求；2019 年及 2023 年，公司共计划投入 5.34 亿元，增加半导体及光学等领域的石英玻璃材料及制品产能。

2. 航空航天及半导体行业拉动石英玻璃需求

原材料及上游产业，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。中游石英制品产业，尤其是给半导体集成电路生产线配套的石英制品产业门槛较高，石英制品供应商提供的不同规格的产品通常需要单独通过半导体设备厂商或芯片制造厂商的测试，产品试验合格才可以供货。产业链下游主要集中在航空航天、半导体、光纤、光学、光伏和电光源等细分领域。

2.1.材料提纯难度大，优质原材料国外垄断

石英硅质原料是自然界分布广泛、常见的一种矿产资源，化学成分主要为 SiO2；原料在工业上常称为统称为硅石（石英石），其代表性岩石有石英岩、石英砂岩、燧石岩、石英片岩、脉石英和石英砂等。高纯石英是 SiO2含量高于某一比例的石英砂，广泛应用于新一代信息技术产业、高端装备制造产业、新材料产业、新能源产业、节能环保产业、相关服务业等领域。

天然石英原矿制备得到的石英砂精矿，石英原矿中的杂质含量及赋存状态是限制石英砂品质的重要因素。按照其杂质含量，石英砂可分为超纯、超高纯、高纯、中高等纯度、中等纯度、低等级等多个级别。

高纯石英砂生产加工技术大，上世纪 70 年代开始全球范围内就已出现了大量研究。几个发达国家均将高纯石英砂生产加工技术研究列为高新技术领域，挪威 TQC 公司处于全世界领先地位，其生产的高纯石英砂系列产品占据全世界大部分市场。

石英价格与纯度直接相关，高纯度的石英供不应求。低端产品二氧化硅含量为 99.5%~99.99%,价格在 600~800 元/t。中端产品的纯度在 99.995%~99.999%，价格约为 30000 元/t，而高端的 5N 以上的高纯石英砂价格在 60000 元/t。

SiO2 纯度大于 99．9%的高纯石英原料矿床极为稀缺，21 世纪初以来全球发现了十多处高纯石英原料矿床。全球高纯石英原料矿床分布于美国、挪威、澳大利亚、俄罗斯、毛里塔尼亚、中国、加拿大等 7 个国家。除中国外，共有 14 处矿床，其中，有生产矿山的 7 处，尚未开采生产的 7 处。美国斯普鲁斯派恩(Spruce Pine)矿的高纯石英原料资源规模最大，超过 1000 万吨;资源量最小的是挪威德拉格(Drag)矿，仅有 26．7 万吨。

我国硅质资源丰富，但大部分矿床被作为普通硅石矿，用于普通玻璃、石材、建筑用砂等。截至 2003 年底，我国石英岩（砂）矿产资源产地共 228 处，大型矿床 61 个，大型查明资源储量 407960 万吨，占全国查明资源储量的 86.8%；中型矿床 89 个，查明资源储量 54990 万吨，占全国查明资源储量的 11.7%；小型矿床 78 个，查明资源储量 7050 万吨，占全国查明资源储量的 1.5%。我国石英资源丰富，但优质石英矿数量稀少。从矿床的分布来看，已探明矿床主要集中于中东部地区和东南沿海地区。从不同地区已探明矿区数、储量总数和占全国比例数来看，华东地区探明的矿区数最多，西北地区探明的储量最大。从不同地区不同类型矿床探明的储量来看，我国探明的石英岩储量最大，达 23.1 亿吨，石英砂次之，15.5 亿吨，脉石英最少，不到 0.5 亿吨。

近年来，我国一些石英砂矿山企业努力研发高纯石英的提纯工艺，取得了突破性进展，如湖北蕲春、江苏东海、安徽旌德和太湖等地的优质热液脉石英可能具有高纯石英原料的潜力。

石英原料的矿石性质差异较大，其矿物学特征决定了不同的选矿工艺方法。通常的石英提纯传统工艺有分选、擦洗、煅烧-水淬、磨矿、筛分、磁选、重选、浮选、酸浸、高温脱气等，深度提纯工艺有氯化焙烧、辐照色选、超导磁选、高温真空等。国内石英砂提纯的一般选矿工艺流程已由早期“磨矿、磁选、洗涤”发展至“分选→粗碎→煅烧-水淬→磨矿→筛分→磁选→浮选→酸浸→洗涤-烘干”的联合选矿工艺，并结合有微波、超声波等手段进行预处理或辅助提纯，提纯效果有大幅提高。

浮选

浮选是利用矿物表面性质差异，实现长石、云母等硅酸盐矿物与石英分离的有效的物理选矿方法，相较其他工艺有独特优势。影响浮选的因素较多，除矿浆浓度、给料粒度、浮选温度和调浆时间外，最重要的是浮选介质的 pH 值、药剂种类和用量。

酸浸

酸浸工艺主要目的是在酸溶液中除去可溶的铁质矿物，影响酸浸提纯效果的因素有石英砂粒度、温度、时间、酸种类、酸浓度、固液比等，提高温度和酸液浓度、降低石英颗粒的半径均可提高 Al 的浸出率和浸出速率。

氯化焙烧

氯化焙烧又称氯化脱气，利用颗粒表面与内部在高浓氯气作用下产生的化学位梯度，促使气液包裹体扩散出去。氯化焙烧是一种深度提纯工艺，成本较高，处理能力有限，具有一定危险性。

石英砂生产与矿源质量密切相关。石英制品的基础原材料为石英砂，工业上高纯石英砂通常要求二氧化硅≥99.998%，铁元素≤1ppm；高纯石英砂生产与高品质矿源密切相关。目前石英砂行业龙头为尤尼明公司，掌握全球 90%的高纯石英砂市场，在行业中具有垄断地位。

2019 年 4 月，全资子公司潜江菲利华与湖北永绍科技有限公司、东海县华凯石英制品有限公司共同投资设立了湖北菲利华融鉴科技有限公司，潜江菲利华与湖北永绍科技有限公司、东海县华凯石英制品有限公司持股比例分别为 51%、29%、20%。孙公司融鉴科技的成立，使得公司向上游产业链延伸，为公司石英砂原料保障提供了支撑。高纯石英砂近期价格普遍上涨。2023 年 5 月，根据上海有色网消息，进口高纯石英砂价格已达 40 万元/吨，国产砂价格也进一步上调，价格较去年同期上涨超 400％。价格上涨的原因，主要为光伏装机需求超出预期，导致硅片需求高速提升；高纯石英砂的扩产速度较为缓慢，造成光伏石英坩埚用高纯石英砂整体表现为供不应求。高纯石英砂供应商包括海外的尤尼明、TQC，以及国内的石英股份、菲利华等。鉴于海外尤尼明以及国内石英股份、菲利华扩产速度慢于下游需求的增长速度，我们预计 2023-2024 年光伏坩埚高纯石英砂行业供给会小于需求，导致高纯石英砂价格今明两年或将继续处于高位。

光伏行业拉动高纯石英砂涨价，多因素共同作用或将缓解原材料涨价对公司产生负面影响。菲利华产业链布局完整，其子公司融鉴科技可进行高纯石英砂规模化生产，从而缓解原材料问题；公司产品配套行业主要为半导体及航空航天行业，所需高纯石英砂与光伏行业整体高纯石英砂需求存在一定差异性；全球半导体贸易统计组织预计，2023 年全球半导体销售额同比为-4.06%，半导体需求减弱或将缓解高纯石英砂需求。

2.2.航空航天及半导体产业发展带动石英玻璃需求增长

2.2.1 严酷工况决定石英玻璃纤维在航空航天领域大有作为

雷达导引头天线罩是航天飞行器的一个重要部件，位于飞行器最前端，为了保证各种飞行器的飞行速度，一般天线罩呈流线形状。天线罩应具有导流、防热、透波、承载等多种功能，主要保护航天飞行器在恶劣环境条件下的通讯、遥测、制导、引爆等系统能正常工作。天线罩的设计选择材料原则包括电性能、热冲击性能、机构性能、温度敏感性等，能满足所有需求的制造材料并不多。

随着航空航天技术的发展，天线罩材料经过了如下的发展路线：纤维增强塑料→ 氧化铝陶瓷→微晶玻璃→石英陶瓷→复合材料。

石英玻璃纤维和以石英玻璃纤维为基材的复合材料具有强度高、膨胀系数小、介电常数和介电损耗小、耐腐蚀与可设计性能好等特点，具备优良的耐高温、耐烧蚀、高透波与电绝缘性能，是广泛应用于航空航天与海洋装备领域的功能材料。

石英纤维因为其强度高、耐高温、高透波、易于加工的特性，决定了其在航空航天领域的独特优势。同时，石英棉、石英毡等石英制品可以用于半导体行业高温炉、汽车玻璃钢化炉领域的高温隔热材料，石英纤维与预浸料结合，通过加工，可以制作增强复合材料。

公司是全球少数具有石英玻璃纤维量产能力的制造商之一，是国内航空航天领域石英玻璃纤维主导供应商，拥有石英玻璃纤维材料、石英玻璃纤维立体编织材料、以石英玻璃纤维为基材的复合材料的完整产业链。在航空航天领域，公司除生产石英玻璃棉、石英玻璃纤维纱、石英玻璃纤维布、石英玻璃纤维套管等石英玻璃纤维材料系列产品外，还具备了 2.5D 和 3D 机织、编织、缝合、针刺预制件的生产能力，并成功研发了防隔热功能复合材料结构件、特种绝缘功能复合材料制品等复合材料产品。

2.2.2 石英制品应用于半导体产业众多领域

根据世界半导体贸易统计组织的统计数据，全球半导体销售规模从 2016 年的 3389.30 亿美元，增长至 2022 年的 5801.26 亿美元，6 年 CAGR 为 9.37%，增速较高；未来随着产业信息化、智能化的持续发展，全球半导体市场规模或将迎来新一轮上升趋势。

根据美国半导体行业协会的数据显示，中国半导体市场规模从 2016 年的 1056.5 亿美元，增长至 2022 年的 1860.3 亿美元，6 年 CAGR 为 9.89%，中国半导体产业销售规模增速略快于全球市场增速。

半导体产业链的参与者主要包括材料生产商、制品加工商、半导体设备商、终端晶圆厂商四个环节。材料生产商将材料销售给制品加工商进行加工，制品加工商将设备制造产品销售给半导体设备商。石英玻璃制品是晶圆厂商用在半导体制造设备中的耗材，国际主要半导体设备制造商对于其设备上使用的石英制品有严格的筛选标准，且在产业链中拥有强势话语权。不管是石英材料还是制品均需通过设备商的认证，才能成为产业链当中的一环。

半导体领域加工环节在芯片设计流程后，可分为三个阶段：单晶硅片制造、晶圆制造和封装测试。石英材料在半导体产业的应用主要在单晶硅片制造和晶圆制造两个环节。石英舟、石英管、石英仪器是半导体芯片加工过程清洗、氧化、光刻、刻蚀、扩散等环节中所需要的材料。

石英玻璃是半导体蚀刻、扩散、氧化等工序所需的承载器件与腔体耗材。石英玻璃在半导体领域主要产品为半导体石英器件、半导体石英基板、半导体石英玻璃(含坩埚)，其市场规模分别占比 41%、31%与 28%。根据贝哲斯调研报告，2021 年全球石英玻璃市场规模达到 247.06 亿元人民币，中国石英玻璃市场规模达到 88.45 亿元；半导体市场需求规模进一步扩大，与半导体工业密切相关的石英玻璃行业也得到快速发展。

上游石英材料产业，目前全球高端石英玻璃市场主要由贺利氏、迈图、东曹、昆希等海外龙头企业掌握。这些海外龙头企业历史悠久，具备独特的技术优势，各自有其擅长的领域和市场，产品附加值高、竞争力强，且在长期市场耕耘过程中，积累了较强的产业渠道优势和产业规模优势。中游石英制品产业，尤其是给半导体集成电路生产线配套的石英制品产业门槛较高，行业内具备高纯度、大尺寸石英制品供应能力的企业较少，海外龙头信越以及杭州大和，分别是德国贺利氏与日本 Ferrotec 株式会社对应子公司。国内的加工能力相比国际领先水平还有一定的差距，主要表现为材料纯度水平不高、产品质量不够稳定、先进产品不具备自主生产技术等，子公司菲利华石创在国产化替代上空间广阔。

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