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打破美国禁运，三分国际市场。
芯东西1月12日报道，今天，国产第三代半导体材料龙头天岳先进（证券代码：688234）登陆科创板。天岳先进发行价为82.79元/股，开盘价为77.98元/股。随后天岳先进股价低开高走，最高至93元/股。截至芯东西成文，天岳先进股价为87元/股，涨幅5.88%，总市值达375亿元。
天岳先进主营业务为宽禁带半导体（第三代半导体）衬底材料，主要产品为碳化硅（SiC）衬底。碳化硅材料能够突破传统硅半导体的物理极限，开发出更适应高压、高温、高功率、高频等条件的半导体器件，具备用于5G基站、特高压、新能源、大数据中心等领域的潜力。
根据法国市场咨询机构Yole的数据，2019及2020年天岳先进已跻身半绝缘型碳化硅衬底市场的世界前三，并在2020年将市场份额扩大了12个百分点，和美国科锐公司（Cree）、美国贰陆公司（Ⅱ-Ⅵ）三分半绝缘型碳化硅衬底市场。报告期内，天岳先进营收呈增长趋势，2018年-2020年各期营收分别为1.36亿元、2.69亿元、4.25亿元，2021年上半年其营收为2.47亿元。本次IPO天岳先进计划募集20亿元，将全部用于碳化硅半导体材料项目。
▲天岳先进计划募资情况
01.起于蒋民华院士实现碳化硅衬底材料产业化
20世纪初，我国以SiC等第三代半导体为基础的大功率半导体器件的研究陷入瓶颈。由于碳化硅材料在国内长期没有工作基础，该材料又被美国视为战略物资对我国实施禁运，成为了“卡脖子”的一项材料。当时山东大学的蒋民华院士是我国晶体材料领域的领军人物，组建了SiC课题组开始攻关。最终，SiC课题组掌握了N型和半绝缘SiC体块单晶的生长和加工技术，并成功研制出碳化硅单晶炉，实现了从单晶生长炉制造、单晶生长、衬底加工和应用的全部国产化试验。天岳先进的创始人宗艳民则继承了蒋民华院士碳化硅衬底材料国产化的目标。
▲蒋民华院士（左）与天岳先进董事长、总经理宗艳民（右）
宗艳民毕业于山东轻工业学院无机材料专业，之后被分配到了济南灯泡厂从事技术工作。后来济南灯泡厂倒闭，宗艳民便创办了济南天业，代理沃尔沃建筑设备。据中国山东网报道，在经营企业的同时，宗艳民并没有放弃钻研材料技术，其在山东大学、齐鲁工业大学等院校都赞助有自己的实验室。宗艳民现为天岳先进核心技术人员，享受国务院特殊津贴。2010年11月，宗艳民在山东济南设立天岳有限，其间接控制的济南天业出资1600万元持有天岳有限80%的股权，自己出资400万元委托窦文涛代为持有天岳有限20%的股权。
2011年5月，蒋民华院士去世，其留下的碳化硅材料技术却因为产业化的巨大风险而少有企业愿意承接。据媒体报道，宗艳民听说了这一消息后立刻决定自己掏钱，将碳化硅半导体材料的实验室技术进行产业化。2011年12月，天岳有限与山东大学签订合同，围绕碳化硅单晶生长和加工技术产业化研究项目开展了合作，可以说某种程度上承接了蒋民华院士的工作。
不过值得注意的是，根据天岳先进的上市文件，在天岳有限和山东大学合作的前期，双方正常履行合同，山东大学为天岳有限的研究提供了相关支持和帮助。但是高校的研究成果和企业产业化的要求存在差距，产业化研发合作并没有达到双方的预期目标，后续双方合作暂停。最终，天岳有限向山东大学支付了1516万元的研究开发经费以及200万元的终止款项，于2020年10终止了这一合作。天岳先进也强调，其核心技术并不来源于山东大学或相关人员。
02.2019年不合格产品卖出3成收入3年良率提升10个百分点
在报告期内，天岳先进营收的年均复合增长率达76.65%，2018年-2020年收入分别为1.36亿元、2.69亿元、4.25亿元，2021年上半年其营收为2.47亿元。不过和营收的快速增长不同，天岳先进的净利润波动较大。2018年、2019年、2020年和2021年上半年天岳先进净利润分别为-4228万元、-2.01亿元、-6.42亿元和4790万元。
▲天岳先进2018年-2021年上半年营收、净利润变化
具体到天岳先进的碳化硅产品，主要分为半绝缘型和导电性两种。其中半绝缘型碳化硅衬底能够制得碳化硅基氮化镓外延片，可进一步制成HEMT等微波射频器件，应用于信息通讯、无线电探测等领域，是天岳先进的主要收入来源。导电型碳化硅衬底则可制得碳化硅同质外延片，可进一步制成肖特基二极管、MOSFET、IGBT等功率器件，应用在新能源汽车、轨道交通以及大功率输电变电等领域。半绝缘型和导电型碳化硅衬底是天岳先进的两种主营业务，其中半绝缘型衬底收入占主营业务收入比重90%以上。
招股书称，这是因为天岳先进的产能有限，在半绝缘型衬底受国外禁运的情况下，为满足国家战略需要，优先将产能用于生产半绝缘型衬底。值得注意的是，天岳先进还有一项业务值得关注。截至2020年，天岳先进的晶棒良率和衬底良率分别为50.73%和70.44%，会产生无法达到半导体级要求的晶棒与不合格衬底。无法达到半导体级要求的晶棒可用于加工制成莫桑钻等珠宝首饰，而不合格衬底可用于设备研发测试或科研等用途。
▲天岳先进晶棒和衬底良率变化
因此，销售生产过程中的非半导体级晶棒和不合格衬底也是天岳先进收入的重要一部分，在2018-2020年度分别占总营收的37.55%、30.61%和17.8%。
▲天岳先进2018年-2021年上半年各业务营收占比变化
由于非半导体级晶棒的销售收入占比较大，自2018年以来，天岳先进的前五大客户中都有三家或两家珠宝公司。珠宝公司之外，对客户A销售额占天岳先进收入比例较高，2018年-2021年上半年各期占比分别为54.57%、59.88%、45.43%和49.31%。不过2019年，和天岳先进关联的客户B销售占比逐渐提高，使2020年天岳先进不存在单一客户收入占比超5成的情况。
▲天岳先进2018年-2021年上半年前五大客户情况
在采购方面，天岳先进主要采购的项目为碳粉、硅粉、石墨件、石墨毡等，且由于渠道保密等原因，较多通过关联方代购。山东伟基炭科技有限公司和供应商A、B等一直是天岳先进的前五大供应商。
▲天岳先进2018年-2021年上半年前五大供应商情况
03.跻身世界前三，满足国产航空、通信需求
由于碳化硅衬底是新近发展的宽禁带半导体的核心材料，以其制作的器件具有耐高温、耐高压、高频、大功率、抗辐射等特点，可大幅降低产品功耗、提高能量转换效率并减小产品体积。宗艳民此前接受采访透露：“普通空调外挂机，如果使用碳化硅材料可以减少1/2的体积，同时节能2/3；碳化硅半导体是5G通讯和物联网的基础材料，可以说没有碳化硅半导体就无法实现5G和物联网。”
目前，碳化硅半导体主要应用于以5G通信、国防军工、航空航天为代表的射频领域和以新能源汽车、“新基建”为代表的电力电子领域，在民用、军用领域均具有明确且可观的市场前景。2016年，山东天岳“宽禁带功率半导体产业链项目”被国家发展改革委纳入《国家集成电路“十三五”重大生产力布局》项目，这也是山东省唯一一个纳入该重大布局的项目。根据法国市场咨询机构Yole的数据，2019及2020年天岳先进已跻身半绝缘型碳化硅衬底市场的世界前三。2020年，美国贰陆公司、美国科锐公司和天岳先进在半绝缘型碳化硅衬底市场的占有率分别为35%、33%和30%，天岳先进已成为世界第一梯队。
▲天岳先进市场规模变化
虽然市场份额已成为全球第三，但天岳先进在各尺寸量产时间、大尺寸产品供应情况及供应链配套等方面仍与科锐公司、贰陆公司等存在一定差距。科锐公司在2015年已具备8英寸半绝缘型碳化硅衬底量产能力，贰陆公司则在2019年可以量产8英寸衬底，天岳先进尚不具备这一能力。
▲天岳先进与国际巨头不同尺寸产品量产时间
毛利率方面，随着天岳先进的良率与产能的提升，天岳先进的毛利率也从2018年的8.45%，成长到2021年上半年的39.98%，超过境外和国内可比同行上市公司。
▲天岳先进与境内外可比上市公司毛利率对比
尽管天岳先进在大尺寸产品量产上和国际巨头存在差距，但在半绝缘型碳化硅衬底禁运下，天岳先进承担了满足国产需求的任务。招股书中，天岳先进没有具体披露客户A和客户B的名称，但指出客户A是航空航天、定位导航市场的主力军，占据行业技术主导地位，天岳先进产品主要可应用于无线电探测行业。客户B则属于通信行业，且为天岳先进关联公司。
2014年，天岳先进与客户B建立合作关系，开始研发用于制作氮化镓射频芯片的半绝缘型碳化硅衬底。2019年12月天岳先进成为客户B合格供应商，并确定长期供应关系。巧合的是，2019年8月华为哈勃向天岳先进投资人民币1.11亿元成为其股东，华为同样为天岳先进关联企业，符合客户B描述。
04.宗艳民为核心技术人员多次组织参与省部级以上科研攻关
报告期内，天岳先进各期研发费用分别为2510.39万元、2474.82万元、6252.79万元和5163.62万元，金额持续增长，各期研发投入占营收比例分别9.05%、6.97%、10.71%和16.86%。截至报告期末，天岳先进研发人员人数为81人，占公司当期员工总数的17.23%。天岳先进董事长兼总经理宗艳民、首席技术官高超和研发中心二级部负责人梁庆瑞3人为天岳先进的核心技术人员。宗艳民带领团队历经数千次工程化实验，攻克了原料提纯、碳化硅材料生长及缺陷控制、衬底加工等一系列难题。截至2021年6月末，宗艳民为37项发明专利、101项实用新型专利的联合发明人，主持参与过多项省部级以上重大科研及产业化攻关项目。
▲天岳先进董事长、总经理宗艳民
高超同样享受国务院特殊津贴，主持参与过国家核高基重大专项（01专项）的两个项目。截至2021年6月末，高超是38项发明专利、47项实用新型专利的联合发明人。梁庆瑞则主持碳化硅衬底加工研发工作，具体负责碳化硅5衬底加工技术，从事宽禁带半导体碳化硅衬底加工技术研究近十年。2016年1月至2020年11月，梁庆瑞任天岳有限研发总监；2020年11月至今，任天岳先进研发中心二级部负责人。
05.华为哈勃投资，宗艳民为控股股东
在天岳先进的股权方面，宗艳民是天岳先进的控股股东和实际控制人。招股书显示，宗艳民直接持有天岳先进33.4340%的股份，并通过上海麦明、上海铸傲分别间接持有天岳先进5.9815%和3.3356%的股份，合计控制44.7511%股份的表决权。
▲天岳先进前十大股东名单（来源：天岳先进）
其他直接持有天岳先进5%股份以上的还有辽宁中德、济南国材和华为旗下的哈勃投资。其中，辽宁中德、辽宁海通新能源、海通创新3家均由海通证券控制，3家合计持有天岳先进12.0483%的股份，济南国材和哈勃投资则分别持有10%和7.0493%的股份。
▲天岳先进股权结构（来源：天岳先进）
06. 结语：上市或加速天岳先进大尺寸衬底材料研发、量产
当前天岳先进已与美国科锐公司及美国贰陆公司在半绝缘型碳化硅衬底材料市场成鼎立之势。作为国产碳化硅衬底材料龙头，天岳先进无疑突破了美国的禁运封锁，在航天、通信等领域起到了关键作用。但另一方面来看，天岳先进的整体良率较低，影响了其营收和利润，在大尺寸碳化硅衬底材料的量产上也落后于国外竞争对手。本次IPO或将推动天岳先进在碳化硅材料的研发和量产，进一步助力国产第三代衬底材料的竞争力。
作者 | 高歌
编辑 | Panken
