HBM概念股异动点评：Low-α球铝、球硅材料有望显著受益于先进封装大发展

事件：近几个交易日，存储芯片概念股、尤其HBM概念股异动明显。 HBM采用先进封装技术，相比传统封装芯片最高带宽提升接近11倍。HBM（High Bandwidth Memory）是一款新型的CPU/GPU内存芯片，HBM利用先进封装工艺将DDR芯片垂直堆叠在一起并和GPU封装在一起（传统封装是采用平面分布DDR芯片），缩短信息传输距离的同时实现大容量，高位宽。根据海力士官网披露数据，最新代际HBM最高带宽可达665GB/s，相比于传统封装工艺的GDDR6的最高带宽56GB/s，提升约10.9倍。 Low-α球形硅微粉及球形氧化铝为HBM封装关键材料。对于垂直堆叠的DDR芯片需要使用GMC（颗粒状环氧塑封料）对其整体进行封装。由于导体器件中存在天然放射性元素铀所携带的α粒子，当它们被射入微电子器件的灵敏区时，会引起半导体器件发生单粒子效应，导致CPU运行错误，因此控制α粒子的含量在与芯片运行表现无关的GMC中显得至关重要。Low-α球形硅微粉及球形氧化铝兼具强度高、散热性能好、α粒子含量低等特点，为HBM封装材料中必不可少的关键材料。 Low-α球铝/球硅占GMC重量的80%-90%左右。目前球形氧化铝的需求与芯片的性能要求成正比，芯片性能要求越高，掺混的球形氧化铝越多，球铝与球硅的总重量占GMC重量的80%-90%左右。 Low-α球铝技术门槛高，生产难度大，2022年全球需求量约为1000吨，单价约为300万元/吨。由于球形氧化铝粉末中的天然放射性元素铀的含量取决于原料中的铀含量，因此重要的是使用铀/钍含量尽可能低以制备具有低铀含量的球形氧化铝粉末，这导致了Low-α球铝的高技术门槛与生产难度。目前Low-α球形氧化铝全球范围内的主要供应商为日本雅都玛，国内企业方面，联瑞新材与壹石通有望实现国产化替代。 根据我们的测算，Low-α球铝/球硅至2025年在GMC领域的潜在市场空间分别为2023年的1.58倍/2.28倍。关键假设：由于芯片性能要求越高，掺混的球形氧化铝越多，且球硅与球铝约占GMC总重量的80%~90%，我们假设2025年两者分别占GMC的总重量的45%且low-α球铝需求以GMC为主。此外，我们假设GMC需求保持与HBM需求的同步增速。根据astuteanalytica的预测，2021~2027年HBM总市场规模的年复合增长率为31.3%，测算出Low-α球铝/球硅到2025年在GMC领域的市场空间将分别达到3.09/87.31亿元，为2023年的1.58/2.28倍。 投资建议：建议关注联瑞新材、壹石通。HBM顺应高算力需求，未来增长潜力巨大，Low-α球铝/球硅作为其中不可缺少的封装材料GMC的上游原材料，也将大有可为。建议关注联瑞新材（投资建设25200吨/年电子级功能粉体材料，15000吨/年高端芯片封装用球形粉体生产线于2022年四季度顺利调试）、壹石通（规划新建的年产200吨高端芯片封装用Low-α球形氧化铝项目，有望在2023年下半年实现投产，目前日韩客户已陆续送样验证，客户初步反馈良好）。 风险提示：HBM增长速度不及预期风险；未来技术路线变动导致Low-α球铝/球硅使用量下降风险；上游原材料价格波动风险；数据测算时的理论假设与现实情况不符风险；公司投产项目进度不及预期风险；政策变动风险等。 图1：HBM垂直堆叠示意图及性能展示 图2：EMC环氧塑封材料示意图 球硅竞争情况：目前，球形二氧化硅的主要生产商集中在Tatsumori、Admatechs、Denka、Micron等，Denka处于世界领先地位，2022年产量市场份额为24.05%。随着近年来产能不断扩大，中国产品的市场份额有望扩大。 2021年联瑞新材、华飞电子的销量市占率分别为12%和6%，已在一定程度上对日本等发达国家高端硅微粉形成进口替代，且进口替代率有望随着国内厂商产能扩建进一步提升。然而，对于以Admatechs为主的高端材料 ——0.01μm-10μm，竞争格局短期内不会改变。 球铝竞争情况：全球范围内，球形氧化铝填料主要生产商包括电化株式会社、百图高新、雅都玛、昭和电工、新日铁住金、矽比科、天津泽希矿产、联瑞新材、DaehanCeramics、壹石通、凯盛科技、Dongkuk R&S、益新矿业科技和苏州锦艺新材料等。目前，全球核心厂商主要分布在日本、韩国和中国。 图3：2022年全球球形硅微粉国家地区占比（产量） 图4：球形氧化铝企业全球排名情况 表1：球形硅微粉主要生产企业介绍 根据中国粉体技术网披露的数据，2020年球形硅微粉市场价格达到15000元/吨，球形硅微粉行业毛利率达到45.9%；球形氧化铝由于技术难度更高，单价达到300万元/吨，根据壹石通公司公告，Low-α球形氧化铝毛利率也显著高于目前公司的其他产品，包括锂电涂覆勃姆石材料产品、电子通信填充用普通球形氧化铝以及低烟无卤阻燃材料。 球铝成本拆分数据可以参考壹石通的无机功能粉体材料成本拆分，根据其2022年年度报告披露，壹石通无机功能粉体材料成本中，45.24%来自直接材料，54.76%来自其他制造成本；球硅成本拆分方面可以参考联瑞新材的球形无机粉体产品成本拆分数据，根据其2022年年报披露，28.37%成本来源于直接材料，4.90%成本来源于直接人工，17.96%成本来源于制造费用，48.77%成本来源于燃料动力。 图5：2022年壹石通无机功能粉体材料成本拆分（对应球铝） 图6：2022年联瑞新材球形无机粉体成本拆分（对应球硅） 表2：环氧塑封料组成成分及主要作用 根据壹石通公告披露数据，Low-α球铝/球硅占GMC重量的80%-90%左右。 且Low-α球铝在其中的掺混比例与芯片的散热性能需求有关，越需要散热的场景对Low-α球铝的需求量越大。Low-α球铝的主要应用场景为先进封装的GMC材料中。 根据壹石通公告披露数据，2022年全球Low-α球铝的确定性需求在1000吨左右，价格在300万元/吨，小于球形硅微粉的市场需求量。考虑到未来几年算力带来的HBM高需求以及散热场景下Low-α球铝使用量的增长，我们假设到2025年GMC中Low-α球铝与球硅的总重量占比将达到90%，且球铝与球硅用量相当，即球硅与球铝各占GMC重量的45%。 Low-α材料占GMC总重量比会随着散热需求及芯片性能的提升而提升，因此我们假设2022年Low-α材料占GMC总重量比为80%，逐年递增5%，2024年将达到上限90%。 Low-α材料中球铝与球硅的占比方面，由于球铝价格高昂，且市场需求量小于球硅市场需求量，且球铝的掺混量取决于芯片的性能及散热需求，我们假设2022年球铝/球硅在Low-α材料中的占比分别为35%/65%，且球铝在Low-α材料中的占比逐年递增5%，球硅在Low-α材料中的占比逐年递减5%，到2025年两者用量相当。 价格方面，Low-α球硅价格由于技术含量等原因，价格普遍高于普通球形氧化硅，根据中国粉体网披露数据，通过加工生产球化以后的球形硅微粉产品售价可以达到十几万一吨，我们假设2022年Low-α球硅价格为10万元/吨。华海诚科招股说明书披露，2019~2022年硅微粉单价的年复合增长率为10.10%。考虑到企业在Low-α球硅的产能扩张，价格的增速可能会出现一定程度的下滑，我们假设2022~2025年Low-α球硅价格每年保持2%的增速。 Low-α球铝价格方面，由于技术门槛较高，生产难度较大，产能供给受限，我们假设到2025年价格保持不变，仍为300万元/吨。 GMC增速方面，由于GMC主要应用领域为HBM场景下的先进封装包封材料，我们假设GMC增速与HBM的市场增速保持一致。根据astuteanalytica的预测，2021~2027年HBM市场规模的年复合增长率为31.3%。 表3：GMC领域Low-α球铝/球硅材料需求空间测算 根据联瑞新材招股说明书披露，其新建的硅微粉生产基地项目预计在1.5年后投产释放40%的产能，两年后释放70%的产能，三年后释放100%的产能，我们以此投产节奏作为联瑞新材与壹石通产能爬坡进度依据。另外，联瑞新材招股说明书同时披露，2016/2017/2018/2019年1~6月公司球形粉产能利用率分别为91.78%/98.12%/93.41%/106.43%，我们假设联瑞新材球形硅微粉2023~2025年的产能利用率为2016~2018年三年产能利用率的平均值； 2016/2017/2018/2019年1~6月公司球形粉产销率分别为 84.30%/93.58%/97.41%/91.21%，我们假设联瑞新材球形硅微粉2023~2025年的产销率为2016~2019年1~6月的产销率的平均值。 球形氧化铝方面，由于技术门槛较高，生产难度较大，产能供给受限，且下游需求持续增长，我们假设其满产满销。 球形硅微粉价格方面，中国粉体网披露2020年球形硅微粉价格为15000元/吨，根据华海诚科招股说明书，2021/2022年硅微粉价格增速分别为 5.41%/19.29%，我们假设这两年内球形硅微粉价格增速与硅微粉保持一致，那么2022年球形硅微粉价格为18862元/吨。再根据我们之前的假设，到2025年价格增速保持每年2%，到2025年球形硅微粉价格为20016元/吨。 Low-α球铝价格方面，由于技术门槛较高，生产难度较大，产能供给受限，我们假设到2025年价格保持不变，仍为300万元/吨。 毛利率方面，参考中国粉体网披露数据，2020年球形硅微粉毛利率为 45.9%；壹石通公告披露Low-α球形氧化铝产品毛利率高于公司目前的其他产品，2022年壹石通产品毛利率最高值为低烟无卤阻燃材料的48.91%，我们假设2022年Low-α球形氧化铝产品的毛利率为50%，且到2025年之前行业毛利率不出现明显变化。 表4：联瑞新材&壹石通相关产线规划进程及毛利润贡献预测 风险提示：HBM增长速度不及预期风险；未来技术路线变动导致Low-α球铝/球硅使用量下降风险；上游原材料价格波动风险；数据测算时的理论假设与现实情况不符风险；公司投产项目进度不及预期风险；政策变动风险等。