2023年汉钟精机研究报告:真空压缩双翼振翅,半导体光伏蓄力腾飞

华福证券   2023-08-06 03:15:00

1. 螺杆式压缩机龙头,真空泵业务打开全新增长曲线

1.1 压缩机龙头企业,真空业务加速增长

上海汉钟精机股份有限公司成立于 1998 年 1 月 17 日,并于 2007 年在深交所 挂牌上市。公司前身为廖哲男于台湾创办的压缩机公司,1996 年在上海设立办事处, 是国内螺杆式压缩机的龙头企业。公司以压缩机起家,凭借多年的技术积累和深入市 场洞察,于 2010 年起发力开展真空泵业务,下游主要覆盖光伏及半导体领域。目前, 公司已成为晶盛、捷佳、高景、双良、隆基、华虹、芯恩、联电、力积电等知名厂家 的真空泵产品供应商。

公司股权结构稳定。公司 2023 年第一季度报告显示,境外法人巴拿马海尔梅斯 公司持有公司 32.70%的股份,为公司第一大股东;境外法人维尔京群岛持有公司 28.84%的股份,为公司第二大股东。公司 2022 年年度报告显示,公司实际控制人 为创始人廖哲男先生,通过持股 23.09%汉钟投资控股股份有限公司,间接持有公司 股份。自上市起,前二大股东合计持股比例保持 60%以上,实际控制人未发生变更, 公司股权结构及管理体系稳固。


(资料图)

公司主营业务分为压缩机及真空泵两大板块,产品线丰富。压缩机业务是公司 传统优势业务,包括制冷压缩机和空气压缩机,产品覆盖商用中央空调压缩机、冷冻 冷藏压缩机、热泵压缩机和空压产品等。真空泵业务为公司近年来业绩增长的主要动 力来源,在光伏及半导体两大领域持续放量。

公司为全球少数专注压缩机与真空泵制造的世界大厂,获得诸多荣誉。公司先 后被评为国家重点新产品企业、中国机械工业质量诚信企业、品牌培育示范企业、中 国外贸出口先导指数样本企业、工信部服务型制造示范项目、上海制造业企业 100 强、上海成长性企业 50 强、中国制造业上市公司价值创造 500 强。 分/子公司多地区共同发力,协同发展。公司已在南京、广州、重庆、济南相继 设立分公司,同时在浙江、安徽、山东、香港、韩国和越南等地区设立子公司,不断 拓展经营范围、细化产品生产分工,同步提升国内外市场产品占有率。

1.2 产品结构持续优化,公司业绩稳健增长

近年来受益真空产品的逐步放量,公司业绩表现持续提升。2019-2022 年,公司实现营收由 18.07 亿元增长至 32.66 亿元,CAGR 高达 20.34%;归母 净利润由 2.46 亿元增长至 6.44 亿元,CAGR 达 23.59%。2022 年公司实现营收 32.66 亿元,同比增长 9.55%;实现归母净利润 6.44 亿元,同比增长 32%。净 利润增速高于营业收入,主要得益于真空泵产品的逐步放量。

从 2022 年公司的业绩表现来看,其压缩机业务实现营收 17.37 亿元,同 比增长 2.36%,毛利率为 31.43%,同比提升 4.28 个百分点;真空产品实现营收 12.76 亿元,同比增长 22.41%,毛利率 42.61%,基本稳定;零件及维修实 现营收 1.85 亿元,毛利率为 39.19%;铸件产品实现营收 0.68 亿元,毛利率 为 8.72%。

从营收结构来看,高毛利的真空产品有效提升了公司的盈利能力。2016- 2022 年公司真空泵的营收占比持续提升,由 2016 年的 5.07%增长至 2022 年 的 39.08%,CAGR 高达 40.55%。 2022 年公司真空泵毛利率为 42.61%,同期压 缩机毛利率 31.43%。近年来,公司真空产品的毛利构成由 2016 年的 2.46%迅 速增长至 2022 年的 46.55%,并与传统压缩机业务的毛利贡献基本持平,有效 地打开了公司盈利能力的上行通道。

2022 年公司毛利率为 35.78%,净利率为 19.79%,盈利能力稳步提升。近 五年来公司销售毛利率始终维持 35%左右的水平,销售净利率由 2018 年的 11.71%逐年提升至 2022 年的 19.79%,主要原因为控费能力的提升和产品结构的不断优化。随着未来高毛利的真空产品在光伏和半导体领域的进一步导 入,公司盈利能力存在持续提升空间。

期间费用率稳步下行,研发投入持续加码。近年来公司期间费用率较为 稳定,呈现逐步下行趋势。这主要得益于公司大力推行精益生产及规模化生 产,费用管控能力稳步提升。从研发支出和研发费率上看,2022 年研发费用 为 1.72 亿元,占营收比例为 5.25%。业绩兑现期研发费用率有所下行,并持 续向光伏及半导体真空泵领域加码。此外,截至 2022 年末,公司已拥有 96 项专利,其中发明专利 7 项、实用新型专利 78 项、外观设计专利 11 项。

2. 半导体真空泵:核心零部件国产化加速,成长空间稳步提升

2.1 半导体设备市场规模持续增长,助力真空泵需求扩增

半导体设备是数码产业的基石,对整体产业链具有关键支撑作用。半导 体设备泛指生产各类半导体产品所需要的设备,位于产业链上游,是半导体 行业的核心和基础。其年产值约为数百亿美元,在行业总产值中占比并不 大,但支撑着年产值数千亿美元的半导体行业和数万亿美元的电子信息行 业。作为一代工艺发展的前提,半导体设备的性能提升对所有下游产品和应 用的变革起着决定性的先导作用,是亟需实现国产化的关键领域。

半导体设备市场空间广阔,拉动真空设备市场稳步扩张。下游电子、汽 车、通信等行业需求稳步扩张,物联网、云计算和大数据等新兴产业的迅猛 发展叠加传统集成电路产业先进制程的产能扩张需求,促使半导体设备行业迎来了广阔的市场空间,也同步带动了半导体真空泵市场规模的稳步扩张。 据 SEMI 数据显示,2022 年半导体设备市场规模再创新高达到 1076 亿美元, 自 2019 年起 CAGR 为 21.63%。据华经产业研究院数据显示,2022 年全球半导 体真空泵市场规模约 147.3 亿元,自 2019 年起 CAGR 为 12.77%。

2.2 干式真空泵倍受青睐,国产替代空间广阔

真空泵是真空系统的核心,细分品类众多,应用领域广泛。主要工作原 理为:利用机械、物理或化学方法对被抽容器进行抽气,从而获得低于大气 压力的真空环境,为后续工艺制作和科学试验创造合适的物理环境。 根据工作原理的差异,真空泵又可分为气体传输泵和气体捕集泵,其中 气体传输泵为主要应用类型,占据约 65%市场规模。而气体传输泵按结构特点 划分,可分为往复式、旋转式、牵引式等。不同的结构特点,也对应着真空 产品不同的应用范围。

真空泵是半导体设备的核心零部件之一,贯穿于工艺制程的多个环节。 真空泵主要为单晶硅制造和前道晶圆加工提供超洁净真空环境,其应用环节 覆盖 Load-lock、量测、刻蚀、薄膜沉积(PVD、CVD、ALD)、扩散、离子注入 等清洁及严苛制程。由于半导体器件为多层材料结构,层与层之间混入的气 体分子容易对器件性能造成破坏,进而影响芯片良率。因此,极度受控的真 空环境对半导体制程尤为重要。此外,随着半导体制程线宽不断微缩,半导 体制造的工艺步骤数量不断增加,促使晶圆加工所需的精度和稳定性要求不 断提高,从而推动着真空设备需求的进一步提升。

2021 年半导体真空泵国产化率约 5%,国产替代潜力大。由于半导体真空 泵技术含量较高,全球市场集中度高,呈现寡头垄断格局。据华经产业研究 院数据,当前 Atlas、Pfeiffer 及其他海外厂商共占据全球半导体真空泵市 场约 95%的市场份额,而国产厂商合计份额约 5%,具备广阔的国产替代空 间。

2.3 受益国产替代进程加速,真空泵设备市场空间广阔

半导体设备是电子产业发展的必争之地,国产替代势在必行。随着贸易 和科技摩擦的日益加剧,美国对华技术封锁措施持续出台。2022 年美国组建 了“Chip4 联盟”,并发布对华先进计算和半导体制造的出口管制新规,针对 中国半导体先进制程技术和设备进行限制。2023 年,荷兰阿斯麦、日本尼康 和东京电子等半导体设备巨头实施对华出口新规,在继续禁绝向中国企业出 售 EUV 光刻机的基础上扩大管制范围。在此环境下,本土设备厂商正在进行 产品技术能力奋力追赶,同时下游晶圆厂购买本土设备意愿大大增强,推动 国产化水平快速提升。 半导体设备国产化率较低,未来替代空间广阔。据中商情报网 2022 年 8 月发布的报告显示,中国晶圆厂商半导体各环节设备国产化率不足 20%。相对 较低的半导体设备国产化率,预示着国产替代市场具备较大的发展潜力。而 真空泵作为半导体多个制程环节的设备核心零部件同样拥有着广阔的国内市 场空间。

中国大陆晶圆厂商持续扩产,为真空泵带来增量市场。根据 SEMI 发布的 报告显示,2020 年初至 2024 年底,全球 8 英寸晶圆厂产能每月将增加 120 万 片,达到每月 690 万片,即增长 21%。8 英寸晶圆虽然 2023 年增速放缓,但 在未来仍旧保持增长态势。这其中,中国大陆地区 8 英寸晶圆产能在 2022 年 已占全球产能的 21%,处于领先地位。此外,根据 JW Insights 预测,2022- 2026 年中国大陆将新增 25 座 12 寸晶圆厂,到 2026 年底,中国 12 英寸晶圆 厂总产能将超过 276.3 万片,较 2022 年提高 165.1%。晶圆厂的持续扩产将为 干式真空泵创造市场需求,并在未来保持强劲势头。

2.4 公司为国内螺杆式真空泵龙头,产品已导入下游头部客户

公司为本土半导体真空泵龙头,产品系列已覆盖全制程。公司的半导体 真空泵以干式螺杆泵和罗茨泵为主,拥有 SEMI 安全基准验证证书。产品方 面,公司已推出针对半导体应用需求的 PMF、iPM 和 iPH 三个产品系列,分别 适用于清洁制程、半严苛制程和严苛制程,可满足半导体最先进工艺的生产 要求。此外,真空泵产品可用于第三代半导体产线,并已经导入到三安光电 等头部公司,在力积电、联电同样取得了突破性进展。由此可见,公司的真 空泵产品在国产替代市场中已经开始崭露头角,未来成长空间值得期待。

干式螺杆真空泵是一种无介质、无接触的旋转真空泵。干式螺杆真空泵 由一对同步齿轮带动逆向旋转的螺杆构成。螺杆旋转可周期性改变转子齿面 之间的间隙容积,待抽气体通过进气口进入泵腔后,在螺杆旋转作用下沿泵 腔逐渐被压缩,最终通过排气口实现气体抽出。

干式真空泵为半导体制造环节中主要应用的真空泵类型。与油封式真空 泵不同,干式真空泵因机械摩擦很小而且无需油类或其他液体介质介入,因 而避免了工作介质返流污染被抽容器以及介质变质腐蚀容器的问题。这不仅 确保了更高的生产效率和产品良率,也降低了设备的维护成本和运行成本。 由于半导体沉积及刻蚀工艺中往往生成腐蚀性气体和研磨微粒,采用干式真 空泵也可更好地避免腐蚀性气体与介质发生有害化学反应,同时防止微粒混 入液体介质中影响设备持续运行。

3. 光伏真空泵:电池片迭代持续推进,光伏设备零部件需求旺盛

3.1 真空泵在拉晶和电池片环节中不可或缺

光伏产业链上游包括硅料生产、硅片制造,中游包括光伏电池片、光伏组 件,下游主要是光伏发电及其应用。其中具备真空生产需求的环节主要包含 硅片制造中的拉晶环节,以及电池片生产环节。

真空泵为拉晶环节提供单晶生长的洁净环境。拉晶工艺的准备工作主要为装 料、抽空捡漏、压力化。在保障炉内具有较高的洁净度的同时,使得炉内压力逐渐 升至单晶成长的压力范围。之后方可进行化料、引晶、缩颈、放肩、转肩、等径生 长等工序,最终产出晶棒。因此,真空泵主要用于拉晶工艺的抽空环节。

真空技术是电池片工艺稳定的关键技术之一。传统电池片生产流程大体 分为 6 个步骤。包括:清洗制绒、扩散、刻蚀、镀膜、丝网印刷、烧结。 不 同的电池片在制造生产过程中存在一定差异。例如,Topcon 电池生产流程有 12-13 步骤,HJT 电池生产流程则减少至 6 步骤。而真空泵在光伏生产工艺中 意义重大,被广泛应用于 PECVD、LPCVD、ALD 等设备中。以电池片镀膜为例, 真空环境更有利于控制薄膜厚度,以制备具有各种不同功能的功能性薄膜。 同时,真空带来的清洁环境,也使得薄膜不易受到污染,进而有利于提升镀 膜的致密性、纯度以及均匀性。

3.2 电池片技术迭代催生真空泵需求增量

光伏电池片根据其采用硅片原材料的掺杂类型可分为 P 型电池片和 N 型 电池片。光伏电池片的上游是硅片和银浆。纯硅片并不导电,但在硅中掺杂 其他元素可改变其分子结构,使其具备导电特性。若在硅晶体中掺杂磷(P) 元素,可做成 N 型硅片;而掺杂硼(B)元素,可做成 P 型硅片。其中,以 N 型硅片为衬底称为 N 型电池片,以 P 型硅片为衬底称为 P 型电池片。N 型电池 主要包括隧穿氧化层钝化接触电池(Topcon)、本征薄膜异质结电池(HJT)、 全背电极接触电池(IBC);而 P 型电池则主要包括传统铝背场电池(BSF)和 钝化发射极和背面电池(PERC)。

N 型电池的理论转换效率高于 P 型电池片。N 型电池作为 P 型电池的竞争者,在电池片结构、光衰致减反应、工作温度以及弱光响应等方面具有较大 优势,因此其理论转换效率要高于 P 型电池。

N 型电池技术日趋成熟。据 CPIA 数据,随着电池片供应商对 N 型电池技 术的大力发展,2022 年 Topcon 单晶电池平均转换效率已达 24.5%,相当于 P 型电池片的理论转换效率。这标志着电池片技术由 P 型向 N 型转换的时机逐 渐成熟,N 型电池片的产能建设蓄势待发。

Topcon 技术凭借其投资性价比优势,在 N 型技术中脱颖而出,大规模产 能率先落地。据 SMM 调研机构在 2023 年 3 月份发布的报告统计,已量产的 Topcon 电池厂商有 11 家,合计产能 87.4GW,正在建设中的产能达 361.1GW。乐观估计 下,预计到 2023 年底,Topcon 电池产能有望达到 462.5GW。产能分布前五大地区分别为安徽(27.03%)、江苏(25.32%)、浙江(12.93%)、四川 (10.38%)、云南(6.44%)。另有 533.3GW 以上规划产能会根据市场需求情 况、企业自身战略布局及资金情况、以及下一代光伏技术成熟情况推进,做 出灵活调整。

HJT 电池片产能扩建紧随其后。HJT 电池片以其技术具备清晰的降本路线 和高双面率、低衰减等技术优势特点,也被公认为下一代光伏电池的主流技 术。其中,双面结构是 HJT 高转换效率的一大重要促成因素,即在硅片正面和 背面均沉积非晶硅薄膜使得其发电量大大超出单面结构。理论上,HJT+钙钛 矿叠层电池的转换效率可达 43%。目前 HJT 异质结产品的量产成本正在稳步降 低,提效空间正不断被挖掘。据 SMM 2022 年 11 月发布的报告显示,2023 年 及 2024 年我国新增规划产能合计为 61.8GW 以及 45.2GW,若全部达成,则 2024 年 HJT 产能将达 113.9GW。

电池片迭代有效刺激了真空泵市场需求。据 iVacuum 真空聚焦数据显 示,1GW 的 PERC 电池片新建产能需要 60 台真空泵,而 1GW 的 HJT 电池片新建 产能则需要 70 台真空泵。因此,未来电池片的产能扩建将有效带动真空泵市 场的快速增长。

3.3 汉钟精机光伏真空泵优势明显

汉钟精机真空泵在光伏行业具备扎实的下游客户基础。公司自主研发生 产的真空泵设备在太阳能光伏产业已深耕多年。设备在光伏行业主要用于光 伏拉晶及电池片制程,并以其优秀的应用实绩获得了多数客户的青睐。目 前,国内众多光伏大厂及重要机台商(如晶盛机电、深圳捷佳创、隆基绿 能、北方华创、江苏微导、中环股份、通威股份、天合光能、晶澳科技、无 锡连城等)皆与汉钟精机长期深入合作,并定期进行交流互动,共同致力于 国内光伏产业的和谐发展。据统计,2021 年全球光伏真空泵市场竞争格局 中,汉钟精机市场占比 73.88%。

公司光伏真空泵新产品为下游企业持续赋能。为巩固公司光伏设备的产 品优势,同时解决下游客户的痛点,公司于 2022 年下半年推出了光伏用干式 螺杆真空泵 DPS 系列。DPS 系列产品单炉节能达 592.3W,在 216H 运行时间 内,可节约 128 度电,具备低成本、低能耗、高可靠性的产品优势。此外, 使用干泵替换油泵,在生产过程中实现了氩气回收,节省了氩气资源,为光 伏生产企业提升了生产效益。

4. 制冷压缩机:冷链物流催化增长,空调、热泵平稳发展

4.1 冷链物流发展进入黄金期,制冷压缩机乘势发力

随着消费结构升级以及相关政策扶持,冷链物流发展势头良好。相比传 统物流,冷链物流对技术的要求更高,资金投入也更大。随着农产品深加工 的发展和生活水平提升引导的消费结构升级,冷链物流将迎来发展的黄金 期。综上,冷链物流在保证商品质量和减少损耗方面具有重要作用。为保障我国冷链物流的快速发展,国家近年来相继出台了一系列政策,给我国冷链 物流产业链的发展提供了一个良好的经营环境。

冷链物流市场规模稳步增长。在旺盛的消费需求驱动之下,我国冷链物流 行业正步入高速发展阶段,2022 年中国冷链物流市场规模达 5515 亿元,同比 增长 15.55%,预计 2023 年冷链物流市场规模将达 6486 亿元,同比继续增长 17.61%。

制冷压缩机是冷链物流的“心脏”。冷链物流的主要设施包括冷库、生鲜 食品加工中心、冷藏运输车和超市陈列柜等。其中,冷库是冷链物流中的核 心设施,并已经从最初的储存型发展为现在的物流配送型。因此,冷库设施 中的制冷压缩机性能好坏将直接影响冷链物流系统的应用表现。

汉钟精机制冷压缩机不断迭代,以节能高效的理念和丰富的产品结构为 冷链物流企业持续赋能。预计 2023 年,汉钟精机将推出多款新产品,包括满 足高温冷藏风冷应用需求的 RC2-D 系列冷藏专用压缩机 H 子系列,能降低机 组成本和占地空间的 RH-V 系列 CO2 亚临界变频螺杆压缩机,以及适应不同工 况的 LC 系列新一代半封单级冷冻冷藏螺杆压缩机等。此外,还有 LTII 系列 第二代双级螺杆机和 LTII-S-IVX 系列第二代双级变频冷冻压缩机,以及 RGII 系列新一代开启单级冷冻冷藏螺杆压缩机等。这些产品的设计和性能优化都将为冷链物流企业带来更高的能效和更紧凑的结构。

4.2 中央空调市场稳步前行,离心压缩机呈上涨态势

对中央空调市场而言,2022 年是经营环境承压的挑战之年,同时也是加速差 异化竞争的变革之年。各企业通过加速产品技术革新、下沉拓展渠道市场等举措不 断挖掘市场机会,令行业规模在逆势之中实现稳健增长。需求增量释放不改向好趋 势,品牌实力强化迎合场景要求,中央空调市场正在高质量发展的方针引领下加速 规范发展,在环境承压的逆势之下稳健前行。

离心机领涨制冷压缩机市场。离心机在工业项目动力充足、冷量扩张加速应用 场景覆盖的利好促进下呈现稳固增长态势,并依托节能高效的产品优势成为制冷压 缩机存量市场升级改造的普遍选择。2022 年,离心压缩机以 18.82%的同比增长率在中央空调内销细分市场中领涨,呈现出了良好的上升趋势。

汉钟精机制冷压缩机产品结构丰富,性能强大。公司秉持着创新、卓越的理 念,不断进行新机型的研发和旧机型的更新升级,给市场带来更低能耗、更环保、 更健康的产品。例如,专为制冷空调系统的应用所开发的 RC2 系列压缩机,专门 针对 R134a 等低 GWP 环保冷媒而设计的,具有良好的性价比的 RC2-E 系列压缩 机,针对 R134a 等低 GWP 环保冷媒开发的高效 RE 系列缩机等。此外,公司还 布局了 RT 系列离心压缩机、RTM 系列磁悬浮离心压缩机、RTA 系列气悬浮离心压 缩机。其中,RTM 系列无油磁悬浮离心式压缩机,单机冷量范围从 125RT 到 700RT,满足 GB19577-2015 双一级能效,同时搭载变频技术,不仅能够满足各 种负荷的需求,也能达到提升综合能效,节省能源的效益。

4.3 空气源热泵产业应用蓬勃发展

空气源热泵供热产品可以直接替代传统的燃煤锅炉,减少散煤燃烧,直接有助 于控制大气污染。空气源热泵供热产品一次能源利用率大致是燃煤锅炉的 2 倍,纯 电锅炉的 3 倍,与传统的供热设备相比,不但能够节省大量的能源,而且还能减少 温室气体排放;同时,空气源热泵供热产品利用了空气热能这一可再生能源,有助 于提升我国的可再生能源利用率。 热泵产品广泛应用于家庭、商业和工农业领域。随着人们绿色环保意识的增 强,下游用户对热泵产品的偏好和需求也明显增加。2022 年我国热泵行业国内销 量为 216.23 万台,同比增长 13%。

公司致力于热泵压缩机技术的研发,相继推出了不同系列热泵产品,可满足各 类下游需求。公司热泵产品结构全面,其中既包括了可应用在西北高寒及高海拔地 区的超低温空气源热泵,也包含了可在化工行业、食品行业、印染行业、厨余垃圾 烘干、淤泥烘干以及制药等行业使用的微压蒸汽热泵机组、超高温热泵机组等。 2022 年,公司还推出了水蒸气增压机组。该机组可将微压蒸汽增压至更高压力, 拓展热泵机组应用范围,满足不同工艺制程的用热需求。此外,公司还推出增加制 冷功能的经济型低环温空气源热泵机组。该机组与高效型超低环温空气源热泵做一 个区分,使得低环温空气源热泵性价比更高的同时增加制冷运转模式,可以同时解 决部分商业建筑冬天供暖和夏天制冷的需求。

5. 空压机业务:无油螺杆空压机应用前景广阔

5.1 无油螺杆空压机技术特点

螺杆空压机可分为无油螺杆空压机和喷油螺杆空压机两类。无油螺杆空 压机在进排气端通过轴封结构隔离介质气体与轴承间的润滑油,其压缩过程中无需油的参与,因此排出的气体不含油气。而喷油螺杆空压机在压缩气体 过程中,润滑油会被喷入所压缩的气体中,起着润滑、密封、冷却及降低噪 音的作用,因此其输出的压缩空气是含油的。由此可知,无油螺杆空压机相 对于喷油空压机具备更高的制程洁净度以及更低的维护成本。

5.2 无油螺杆空压机可满足下游诸多行业需求

无油螺杆空压机在微电子芯片、生物工程、食品等行业得到广泛应用。 无油空压机基于洁净度高、低维护成本、安静运行等优势,可以满足一些行 业对制造环境的高要求,例如微电子芯片、生物工程、食品行业等。因此, 无油空压机的市场规模也将随着下游诸多行业的发展而进一步扩大。

5.3 汉钟精机无油螺杆空压机紧跟时代步伐

汉钟精机的无油螺杆空压机产品正在稳步拓宽下游市场。在国家政策引 导下,环保、食品、空分制氧等行业逐渐从使用喷油机组向无油空压机组转 变,需求量大增。为应对此增量市场,公司开发无油涡旋机组,产品噪音 低,性能好,适用于空分医疗行业、实验室检验、牙科医院等场所。2022 年,公司推出自制品牌的无油螺杆空压机,逐步取代进口品牌,为客户带来 更好的性价比,得到客户认可,未来市场应有较大发展空间。

(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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