半导体市场：快速革新，蓬勃前行
　　2021年全球半导体市场规模达5950亿美元，同比增长26.3%，未来5G及汽车电子化的发展，有望带动半导体行业进入新的增长期，预计2026年全球半导体市场规模将达到7900亿美金，维持6%左右的年均复合增速。晶圆制造材料包括硅片及硅材料、光掩膜、电子气体、光刻胶及配套试剂、CMP抛光材料、工艺化学品及靶材等。从近几年大陆半导体材料、设备的需求占比来看，产业转移确实能带动本地配套需求的提升，大陆半导体材料市场规模占全球的比重由2006年的6%提升到2020年的18%，大陆半导体设备市场规模占全球比重也有望由2016年的16%提升到25%。内资晶圆厂的崛起将带动国内半导体材料需求的提升，而高对外依存度将为国内半导体材料企业提供更为广阔的发展空间。
　　半导体材料：厚积薄发，龙头亮剑
　　半导体硅片参与了从制造到封测的所有流程，是集成电路制造中最为基础的原材料。根据SEMI统计，2021年全球半导体硅片市场规模达到126亿美元，同比增长12.5%。全球半导体硅片行业集中度较高，目前12英寸大硅片需求旺盛，海外产能有限，为国内硅片企业提供战略发展期，国内硅片企业加速产品认证和客户导入。
　　电子特气主要应用于前端晶圆制造中的化学气相沉积、光刻、刻蚀、掺杂等诸多环节。2021年全球集成电路用电子气体的市场规模达到45.4亿美元，市场规模较上年同比增加了8.4%。随着集成电路制造要求复杂度的提升，制造中所使用的电子特气用量也将提升。国外龙头垄断国内市场，进口替代空间广阔。国内企业主要有华特气体、昊华科技等。
　　湿电子化学品广泛用于芯片、显示面板、太阳能电池、LED等电子元器件微细加工的清洗、光刻、显影、蚀刻、掺杂等工艺环节。国内湿电子化学品需求快速增长，市场规模由2015年的57.8亿元增至2021年的117.5亿元，过去六年复合增速达12.6%。欧美和日本企业凭借技术优势，占据全球市场主导。国内企业主要有兴发集团、晶瑞电材等。
　　抛光材料将晶圆进行平坦化，抛光液和抛光垫是化学机械抛光过程中价值量最大的两种材料，分别占比49%和33%，国内企业逐步导入。
　　前驱体材料能够通过化学气相沉积和原子层沉积制备金属/氧化物/氮化物薄膜。2021年，全球半导体前驱体市场规模达到19亿美元，预计未来几年仍将保持10%左右的年均复合增速增长。国外企业寡头垄断前驱体市场，国内企业逐步突破。
　　光刻胶作为图形媒介物质，用于芯片制造的光刻环节，2019年全球光刻胶市场规模约91亿美元，至2022年将超过105亿美元，年化增长率约5%。全球半导体光刻胶供给除美国陶氏外，其余头部半导体光刻胶企业均为日本企业，国内企业主要有彤程新材等。
　　建议关注产业链上下游投资机会
　　“一代材料、一代产业”，从硅片到光刻胶，半导体材料市场增长强劲，国产化浪潮空间广阔。
　　风险提示
　　1、国产化替代进程不及预期；
　　2、下游市场需求不及预期

研究报告全文：行业研究丨深度报告丨化工TableTitle国产化替代加速化工大有前途半导体材料丨证券研究报告丨报告要点从近几年大陆半导体材料设备的需求占比来看产业转移确实能带动本地配套需求的提升TableSummary大陆半导体材料市场规模占全球的比重由2006年的6提升到2020年的18大陆半导体设备市场规模占全球比重也有望由2016年的16提升到25内资晶圆厂的崛起将带动国内半导体材料需求的提升而高对外依存度以及自主可控的紧迫要求将为国内半导体材料企业提供更为广阔的发展空间分析师及联系人TableAuthor马太王明叶家宏SACS0490516100002SACS0490521030001SACS0490522060003请阅读最后评级说明和重要声明239丨证券研究报告丨2023-03-13cjzqdt11111化工国产化替代加速化工大有前途TableTitle2半导体材行业研究丨深度报告TableRank投资评级看好丨维持料TableStockData半导体市场快速革新蓬勃前行TableSummary2市场表现对比图近12个月2021年全球半导体市场规模达5950亿美元同比增长263未来5G及汽车电子化的发TableChart化工沪深300指数展有望带动半导体行业进入新的增长期预计2026年全球半导体市场规模将达到7900亿11美金维持6左右的年均复合增速晶圆制造材料包括硅片及硅材料光掩膜电子气体0-10光刻胶及配套试剂CMP抛光材料工艺化学品及靶材等从近几年大陆半导体材料设备的-21需求占比来看产业转移确实能带动本地配套需求的提升大陆半导体材料市场规模占全球的202232022720221120233比重由2006年的6提升到2020年的18大陆半导体设备市场规模占全球比重也有望由资料来源Wind2016年的16提升到25内资晶圆厂的崛起将带动国内半导体材料需求的提升而高对外依存度将为国内半导体材料企业提供更为广阔的发展空间相关研究半导体材料厚积薄发龙头亮剑TableReport化工专题制冷剂与轮胎需求有何共性半导体硅片参与了从制造到封测的所有流程是集成电路制造中最为基础的原材料根据SEMI2023-03-12统计2021年全球半导体硅片市场规模达到126亿美元同比增长125全球半导体硅片原油系列报告十八2023年油价怎么看行业集中度较高目前12英寸大硅片需求旺盛海外产能有限为国内硅片企业提供战略发2023-02-26展期国内硅片企业加速产品认证和客户导入氟化工专题缘何估值高于诸多大宗品2023-02-22电子特气主要应用于前端晶圆制造中的化学气相沉积光刻刻蚀掺杂等诸多环节2021年全球集成电路用电子气体的市场规模达到454亿美元市场规模较上年同比增加了84随着集成电路制造要求复杂度的提升制造中所使用的电子特气用量也将提升国外龙头垄断国内市场进口替代空间广阔国内企业主要有华特气体昊华科技等湿电子化学品广泛用于芯片显示面板太阳能电池LED等电子元器件微细加工的清洗光刻显影蚀刻掺杂等工艺环节国内湿电子化学品需求快速增长市场规模由2015年的578亿元增至2021年的1175亿元过去六年复合增速达126欧美和日本企业凭借技术优势占据全球市场主导国内企业主要有兴发集团晶瑞电材等抛光材料将晶圆进行平坦化抛光液和抛光垫是化学机械抛光过程中价值量最大的两种材料分别占比49和33国内企业逐步导入前驱体材料能够通过化学气相沉积和原子层沉积制备金属氧化物氮化物薄膜2021年全球半导体前驱体市场规模达到19亿美元预计未来几年仍将保持10左右的年均复合增速增长国外企业寡头垄断前驱体市场国内企业逐步突破光刻胶作为图形媒介物质用于芯片制造的光刻环节2019年全球光刻胶市场规模约91亿美元至2022年将超过105亿美元年化增长率约5全球半导体光刻胶供给除美国陶氏外其余头部半导体光刻胶企业均为日本企业国内企业主要有彤程新材等建议关注产业链上下游投资机会一代材料一代产业从硅片到光刻胶半导体材料市场增长强劲国产化浪潮空间广阔风险提示1国产化替代进程不及预期更多研报请访问2下游市场需求不及预期长江研究小程序请阅读最后评级说明和重要声明行业研究深度报告目录半导体材料大局下游快速革新产业蓬勃前行7半导体材料应用广泛7半导体好风助力半导体材料成长快速7半导体产业东进国内半导体材料市场高升9国产化率较低半导体材料替代空间巨大11半导体材料细分品种分析厚积薄发龙头亮剑13半导体硅片市场空间广袤无垠国产替代方兴未艾13电子气体芯片制造之血液电子特气迎春风18湿电子化学品高附加值产品国产替代空间广阔22抛光材料海外龙头寡占市场国内企业持续推进28前驱体打破垄断成长广阔31光刻胶卡脖子产品原料及高端胶型逐渐突破33建议关注产业链上下游投资机会38图表目录图1半导体材料在芯片制造和封装中的应用7图2全球半导体材料规模及增速7图3全球晶圆制造材料市场结构2021年7图4半导体产业进入第三轮景气周期8图55G及汽车电子化趋势提升半导体在汽车物联网领域的需求8图6集成电路销售额占半导体整体80以上9图7逻辑芯片和存储芯片销售额占集成电路比例较高9图8我国集成电路销售额增速远高于全球水平9图9中国大陆晶圆产能占比提升9图10我国半导体材料销售额占比显著提升10图11我国半导体设备需求占比持续提升10图12中国部分省市十四五期间半导体设备发展规划11图13半导体材料国产化率仍然较低12图14硅片主要应用于半导体和光伏领域13图15硅片是唯一参与芯片制造所有环节的半导体材料14图16半导体硅片演进史14图17全球不同尺寸半导体硅片市场规模14图182021年全球半导体材料市场占比15图192019年SMIC主要原材料采购金额15图20全球半导体硅片市场出货量15图21全球半导体硅片市场规模15图22中国半导体硅片市场规模16请阅读最后评级说明和重要声明439行业研究深度报告图23中国半导体硅片市场需求量及增速16图242020年全球半导体硅片市场份额16图25全球12英寸半导体硅片市场份额16图26全球半导体硅片产能预计2024年后才会大规模增加17图27SUMCO客户12英寸硅片库存下降速度较快17图28电子特种气体为工业气体的重要分支19图29半导体晶圆制造各环节用到的特种气体及对应工艺19图30全球电子特种气体市场规模及增速20图31中国电子特种气体市场规模及增速20图32全球半导体制造材料销售额中电子气体占比141202120图332018年中国电子特种气体市场份额情况22图342018年全球电子特种气体市场份额情况22图35半导体晶圆制造各环节对应的典型国内气体企业22图36湿电子化学品是纯度极高的特种化学试剂23图37湿电子化学品产业链示意图23图38我国湿电子化学品市场规模含预测24图39我国湿电子化学品市场需求结构2021年24图40湿电子化学品中国市场供应格局2019年26图41我国湿电子化学品各细分领域国产化率2018年26图42高纯度等级湿电子化学品有较高附加价值26图43兴福电子近年营业总收入净利润27图44CMP抛光的过程示意图28图45铜抛光前A与铜抛光后D对比示意图28图46抛光材料价值量占比29图47全球CMP抛光垫抛光液市场规模百万美元29图48全球抛光液市场竞争格局29图49全球抛光垫市场竞争格局29图50CMP抛光液抛光垫材料合成及分类29图51芯片互联结构3D及平面示意图30图52逻辑芯片中各工艺节点抛光次数和抛光类型单位次30图53存储芯片中各工艺节点抛光次数和抛光类型单位次30图54先进封装工艺中抛光次数将达到2-4次31图55前驱体材料使用工艺流程31图56全球半导体前驱体市场规模32图57全球光刻胶行业细分产品应用占比情况34图582019年全球GI线光刻胶市场格局35图592019年全球KrF线光刻胶市场格局35图602021年全球ArF线光刻胶市场格局35图612021年全球全品类光刻胶市场格局35图62全球光刻胶专用化学品主要国家及企业数量36图632020年国内半导体光刻胶市场竞争格局37图64半导体材料投资地图38请阅读最后评级说明和重要声明539行业研究深度报告表1国家政策助力我国半导体行业加速发展10表2大基金二期细化情况梳理11表3国内部分半导体硅片企业产品及产能分布18表4半导体晶圆制造各环节用到的特种气体用途及用量20表5湿电子化学品SEMI国际标准等级列表24表6湿电子化学品行业壁垒的主要体现24表7境外主要湿电子化学品生产企业情况25表8兴发集团控股公司兴福电子部分IC级化学品及对应等级26表9晶瑞电材超净高纯试剂主要品类及产品应用28表10全球半导体前驱体企业32表11光刻胶原材料构成33表12半导体光刻胶不同类型应用34表13国内光刻胶市场情景预测35表14光刻胶原材料企业36表15国内半导体光刻胶主要生产企业进展37请阅读最后评级说明和重要声明639行业研究深度报告半导体材料大局下游快速革新产业蓬勃前行半导体材料应用广泛半导体材料是半导体产业链中重要一环集成电路产业链主要包括设计制造封测三个部分而芯片制造和封测的每一个环节几乎都离不开半导体材料的应用而集成电路应用于下游电子电器汽车军工航空航天工业医疗等诸多领域已发展成为国民经济的核心产业成为信息产业的核心支撑产业图1半导体材料在芯片制造和封装中的应用光刻胶及刻蚀气体清洗液反应气掩膜版显影液辅助试剂高纯试剂衬底氧化光刻胶对准晶圆前烘后烘显影坚膜刻蚀准备增层涂覆曝光利用掩膜版重复若干次芯片背面背面研化学机气相封装测试溅射掺杂去胶成品金属化磨减薄械抛光沉积有机基板焊线化学气相抛光材料抛光材料化学气相刻蚀气体靶材掺杂气引线框架沉积气体清洗剂清洗剂沉积气体高纯试剂封装树脂陶瓷封装粘晶材料制造材料封装材料资料来源CSIA新材料在线长江证券研究所半导体好风助力半导体材料成长快速全球半导体材料市场规模持续增长半导体材料包括晶圆制造材料和封装材料2021年全球半导体晶圆材料市场规模为404亿美元全球半导体封装测试材料市场规模为239亿美元晶圆制造材料包括硅片及硅材料光掩膜电子气体光刻胶及配套试剂CMP抛光材料工艺化学品及靶材等图2全球半导体材料规模及增速图3全球晶圆制造材料市场结构2021年晶圆制造材料亿美元封装材料亿美元硅片制造材料增速右轴封装材料增速右轴5004010电子特气3026400掩映版20376光刻胶30010光刻胶配套试剂07200超净高纯试剂-101006溅射靶材-20抛光材料0-301313其他材料2010201120122013201420162017201820192020202120152009资料来源Wind长江证券研究所资料来源SEMI长江证券研究所请阅读最后评级说明和重要声明739行业研究深度报告下游全球半导体市场仍将保持较快增长根据Gartner数据随着疫情影响的逐步消散2021年全球半导体市场规模达5950亿美元同比增长263中长期来看未来5G及汽车电子化的发展有望带动半导体行业进入新的增长期预计2026年全球半导体市场规模将达到7900亿美金维持6左右的年均复合增速图4半导体产业进入第三轮景气周期市场规模亿美元增速右轴PC移动设备IOT汽车电子AI900050800040700030600020500010400003000-102000-201000-300-40198719891990199119921994199519961997199920002001200220042005200620072009201120122014201620172019202119881993199820032008201020132015201820202022E2024E2026E2025E2023E资料来源Gartner前瞻产业研究院长江证券研究所图55G及汽车电子化趋势提升半导体在汽车物联网领域的需求资料来源ICInsights长江证券研究所逻辑芯片和存储芯片为主要增长动力根据WSTS的数据全球半导体销售额由2009年的22631亿美元增加到2021年的55589亿美元年均复合增速为78其中集成电路占据最主要的市场其规模占比维持在80以上集成电路可分为逻辑芯片存储芯片微处理芯片和模拟芯片2021年逻辑芯片和存储芯片销售额分别为15484亿美元和15384亿美元占集成电路比例分别为334和332为集成电路的主要增长动力请阅读最后评级说明和重要声明839行业研究深度报告图6集成电路销售额占半导体整体80以上图7逻辑芯片和存储芯片销售额占集成电路比例较高分立器件光电子传感器集成电路模拟芯片微处理芯片逻辑芯片存储芯片亿美元亿美元700060006000500050004000400030003000200020001000100000201020112012201320142016201720182019202120092015202020092010201120122013201420152016201720182019202020212022E2023E2022E2023E资料来源Wind长江证券研究所资料来源Wind长江证券研究所得益于全球半导体长期持续发展未来上游半导体材料也将随之保持蓬勃发展随着半导体产业向中国转移国内相关材料产业也将快速崛起半导体产业东进国内半导体材料市场高升半导体行业东进趋势明确中国大陆晶圆厂密集投产2015年以前国内大型晶圆厂以外资为主而2015年以后内资晶圆厂大规模崛起其在中国大陆的设备投资额近几年稳中有升未来有望超过外资晶圆厂从历史数据来看本地化配套是半导体产业的长期趋势美国日本韩国中国台湾的半导体配套厂商在本地的营收占比持续高于海外内资晶圆厂的崛起有望强化本地化配套优势我国集成电路销售额从2002年的2684亿元增长到2021年的104583亿元年均复合增速为213远高于全球的732021年我国集成电路销售额依旧保持182的增长根据ICInsights的数据2020年中国大陆晶圆厂月产能达到3184万片月占全球晶圆产能的比重提升至153较2016年提升45pct预计2025年将继续提升37pct图8我国集成电路销售额增速远高于全球水平图9中国大陆晶圆产能占比提升全球集成电路销售额亿美元中国集成电路销售额亿元全球同比右中国同比右1500060153中国大陆108中国台湾4010000韩国内圈2016年20日本外圈2020年5000北美0欧洲0-20其他200220042005200620082009201020112012201320152016201720192020202120032007201420182023E2022E资料来源Wind长江证券研究所资料来源Wind长江证券研究所产业转移拉动材料设备等半导体支撑业需求从近几年大陆半导体材料设备的需求占比来看产业转移确实能带动本地配套需求的提升大陆半导体材料市场规模占全球的比重由2006年的6提升到2020年的18大陆半导体设备市场规模占全球比重由2016年的16提升到2021年的29而可预见的未来国内半导体产能的增加将进一步带动本地半导体支撑业需求请阅读最后评级说明和重要声明939行业研究深度报告图10我国半导体材料销售额占比显著提升图11我国半导体设备需求占比持续提升日本北美欧洲韩国中国台湾中国大陆其他100908068891010111314141616161718706050403020100200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020资料来源Wind长江证券研究所资料来源SEMI长江证券研究所国家政策助力我国半导体行业加速发展近年来国家各部委先后制定了一系列新一代信息技术领域及半导体和集成电路产业支持政策其中半导体材料也为重点支持对象表1国家政策助力我国半导体行业加速发展发布时间政策名称发布单位半导体材料相关政策导向工业能效提升行动计支持制造企业加强绿色设计提高网络设备等信息处理设备能效推动低功耗芯片等产品和2022年6月工信部划技术在移动通信网络中的应用推动电源空调等配套设施绿色化改造在数字技术创新突破工程方面提出要抢先布局前沿技术融合创新推荐前沿学科和交十四五数字经济发2021年12月工信部叉研究平台建设重点布局下一代移动通信技术量子信息第三代半导体等新兴技术推展规划动信息生物材料能源等领域技术融合和群体性突破国家鼓励的集成电路设计装备材料封装测试企业和软件企业自获利年度起第一新时期促进集成电路年至第二年免征企业所得税第三年至第五年按照25的法定税率减半征收企业所得税在2020年8月产业和软件产业高质量国务院先进存储先进计算先进制造高端封装测试关键装备材料新一代半导体技术等领域发展的若干政策结合行业特点推动各类创新平台建设十三五先进制造技重点任务极大规模集成电路制造装备及成套工艺之关键材料面向45-28-14纳米集成2017年4月术领域科技创新专项规科技部电路工艺重点研发300毫米硅片深紫外光刻胶抛光材料超高纯电子气体溅射靶材划等关键材料产品工业和信息化以生产线建设带动关键装备和材料配套发展基本建成技术先进安全可靠的集成电路产业2016年12月信息产业发展指南部国家发改委体系十三五国家战略性2016年11月国务院启动集成电路重大生产力布局规划工程推动封装测试关键装备和材料等产业快速发展新兴产业发展规划高新技术企业认定管包括电子化学品制备及应用技术集成电路和分立器件用化学品印刷线路板生产和组装理办法及其附件国家科技部财政部2016年1月用化学品显示器件用化学品彩色液晶显示器用化学品印制电路板PCB加工用化学品重点支持的高新技术领国家税务总局超净高纯试剂及特种电子气体先进的封装材料和研磨抛光用化学品等制备及应用技术域突破集成电路关键装备和材料加强集成电路装备材料与工艺结合研发光刻机刻蚀机国家集成电路产业发2014年6月国务院离子注入机等关键设备开发光刻胶大尺寸硅片等关键材料加强集成电路制造企业和装展推进纲要备材料企业的协作加快产业化进程增强产业配套能力进一步鼓励软件产业税收政策为完善集成电路产业链对符合条件的集成电路封装测试关键专用材料企业2011年1月和集成电路产业发展的国务院以及集成电路专用设备相关企业给予企业所得税优惠若干政策资料来源各政府部门网站长江证券研究所各地政府从税收资金人才引进等多方面扶持和推动集成电路产业发展国内半导体产业重点发展城市大多选择鼓励扶持建设12英寸及以上的先进晶圆或芯片生产线并布局完整的包含装备材料封装等环节的半导体产业链条请阅读最后评级说明和重要声明1039行业研究深度报告图12中国部分省市十四五期间半导体设备发展规划资料来源前瞻产业研究院长江证券研究所半导体产业具有投资规模大回报周期长的特点因此需要国有资本的支持国家集成电路产业投资基金大基金首期募资1387亿元左右大基金将集成电路制造作为一期的投资重点占比达67左右而设备材料仅占6左右大基金二期于2019年底成立注册资本20415亿元共包含中国电信联通资本中国电子信息产业集团紫光通信等在内的27位股东大基金二期预期将加大对半导体上游设备和材料的投入力度材料及设备行业龙头企业或将直接受益截至2022Q1大基金二期投资装备材料类75亿元占比10表2大基金二期细化情况梳理项目内容资金规模注册资本20415亿元是一期注册资本的两倍有余拟重点扶持材料和设备国产化包括存储芯片领域5G刻蚀机薄膜设备拟投资领域测试设备清洗设备光刻机化学机械研磨设备等设备领域将对在刻蚀机薄膜设备测试设备和清洗设备等领域已布局的企业保持高强度的持续支持推动龙头企业做大最强形成系列化成套化装备产品继续未来投向及重点支填补空白加快开展光刻机化学机械研磨设备等核心设备以及关键零部件的持领域投资布局保障产业链安全打造一个集成电路产业链供应体系每个环节要与用户有机地结合起来尤其是国产装备材料等上游产业链环节资料来源半导体集成电路零部件峰会长江证券研究所国产化率较低半导体材料替代空间巨大半导体材料国产化率仍然较低未来空间极大内资晶圆厂的崛起将带动国内半导体材料需求的提升而高对外依存度将为国内半导体材料企业提供更为广阔的发展空间从目前来看虽然各大主要品类均有国内企业涉足但整体对外依存度仍较高第一类国产化率低于10包括CMP抛光材料第二类国产化率在10-30包括前驱体材料光刻胶电子气体溅射靶材超纯试剂等请阅读最后评级说明和重要声明1139行业研究深度报告图13半导体材料国产化率仍然较低资料来源中国产业信息网长江证券研究所内资晶圆厂的崛起将带动国内半导体材料需求的提升而高对外依存度以及自主可控的紧迫要求将为国内半导体材料提供更为广阔的发展空间以下我们来详细梳理半导体硅片电子特气湿电子化学品抛光材料前驱体材料以及光刻胶领域的投资机会请阅读最后评级说明和重要声明1239行业研究深度报告半导体材料细分品种分析厚积薄发龙头亮剑半导体硅片市场空间广袤无垠国产替代方兴未艾硅片主要应用于半导体和光伏领域其中半导体硅片的制造技术要求更高下游应用也更广泛市场价值也更高半导体和光伏领域使用的硅片差异主要体现在类型纯度和表现性质上从类型来看半导体硅片均为单晶硅结构而光伏硅片既可以是单晶硅结构也可以是多晶硅结构从纯度来看半导体硅片对纯度的要求更高达9999999999N以上而光伏硅片对纯度要求较低在9999-9999994N-6N之间从表面性质来看半导体硅片表面的平整度光滑度以及洁净程度要比光伏硅片高需要经过后续的研磨倒角抛光清洗等环节由此可见半导体硅片较光伏硅片的加工难度更高下游应用的附加值也更高图14硅片主要应用于半导体和光伏领域资料来源半导体行业观察Elecfans长江证券研究所半导体硅片参与了从制造到封测的所有流程是集成电路制造中最为基础的原材料集成电路的上游包括原材料和在各生产环节的主要生产设备原材料包括晶圆制造材料和封装材料晶圆制造材料包括半导体硅片光罩高纯化学试剂特种气体光刻胶靶材CMP抛光材料等封装材料包括引线框架封装基板陶瓷封装材料键合丝包装材料芯片粘结材料等其中半导体硅片是参与度最高的基础原材料晶圆制造所有流程均在半导体硅片的基础上进行请阅读最后评级说明和重要声明1339行业研究深度报告图15硅片是唯一参与芯片制造所有环节的半导体材料资料来源新材料在线长江证券研究所12英寸硅片是目前半导体硅片市场中占比最高的产品半导体硅片尺寸以直径计算主要有50mm2英寸75mm3英寸100mm4英寸150mm6英寸200mm8英寸与300mm12英寸等规格在摩尔定律的影响下半导体硅片从70年代起不断向大尺寸的方向发展根据SEMI的统计数据2018年12英寸硅片和8英寸硅片市场份额分别为638和261合计占比接近90由于移动通信计算机等终端市场持续快速发展12英寸半导体硅片成为半导体硅片市场中最主流的产品图16半导体硅片演进史图17全球不同尺寸半导体硅片市场规模400半导体硅片直径mm300mm200mm150mm125mm100mm75mm100350903003008070250602002005040150150125301001002075105050002000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620171965197019751980198519901995200020052018资料来源芯片制造PeterVanZant长江证券研究所资料来源SEMI长江证券研究所注不包括SOI硅片半导体硅片是全球半导体材料中市场占比最高且最重要的原材料根据SEMI统计2021年全球半导体材料市场中半导体硅片的销售额为1212亿美元占比329是所有半导体材料中占比最高的品类根据SMIC招股说明书披露在2019年的原材料采购中半导体硅片成本占比高达408远超其他原材料是晶圆制造中最为重要的一环请阅读最后评级说明和重要声明1439行业研究深度报告图182021年全球半导体材料市场占比图192019年SMIC主要原材料采购金额硅材料硅片电子气体光阻光掩膜化学品329光刻胶配套化学品408研磨液CMP抛光材料气体光刻胶研磨垫研磨盘工艺化学品溅射靶材其他其他材料靶材资料来源SEMI长江证券研究所资料来源SMIC招股说明书长江证券研究所下游5G新能源汽车等终端市场持续增长全球硅片需求不断向上尽管受到新冠疫情影响半导体硅片市场曾在2020Q1短暂下滑但由于下游5G新能源汽车等终端市场需求持续增长从2020Q2起在半导体硅片市场需求不断向上根据SEMI2021年全球半导体硅片市场出货量达到1417亿平方英寸同比增加142021年全球半导体硅片市场规模达到126亿美元同比增长125图20全球半导体硅片市场出货量图21全球半导体硅片市场规模160全球硅片年出货量亿平方英寸同比右50全球半导体硅片市场规模亿美元同比右160351404014030120253012010020100802015801060601054040002020-50-100-10201020112012201320142015201620172018201920202021201420152016201720182019202020212022E资料来源SEMI长江证券研究所资料来源SEMI长江证券研究所注不包括SOI硅片我国半导体硅片市场增速高于全球平均水平2014年起随着中国各半导体制造生产线投产中国半导体制造技术的不断进步与中国半导体终端产品市场的飞速发展中国大陆半导体硅片市场步入了飞跃式发展阶段根据SEMI统计2016年至2018年中国大陆半导体硅片销售额从50亿美元上升至99亿美元年均复合增长率高达409远高于同期全球半导体硅片的年均复合增长率257细分来看在排除了疫情的影响后2020年中国8英寸和12英寸硅片需求量预计增速较快在未考虑疫情带来影响的假设下赛瑞研究预计2020年中国市场8英寸半导体硅片需求量为307万片月同比增长2312英寸半导体硅片需求量为312万片月同比增长8请阅读最后评级说明和重要声明1539行业研究深度报告图22中国半导体硅片市场规模图23中国半导体硅片市场需求量及增速8英寸硅片需求万片月12英寸硅片需求万片月中国大陆半导体硅片市场规模亿美元同比右8英寸同比右12英寸同比右1250350504540300104030250835202003062510150204010015102-105050-200020092010201120122013201420152016201720182017201820192020E资料来源SEMI长江证券研究所注不包括SOI硅片资料来源新材料在线长江证券研究所全球半导体硅片行业集中度较高12英寸市场被海外龙头垄断半导体硅片行业进入壁垒较高因此行业龙头企业的先发优势十分明显潜在新企业很难进入市场全球前五大半导体硅片生产企业分别是日本的信越化学和SUMCO德国的Siltronic中国台湾的环球晶圆以及韩国的SKSiltron2016-2020年全球前五大硅片生产公司的全球半导体硅片销售额占比从约85上升至8912英寸半导体硅片同半导体硅片的整体市场竞争格局基本保持一致但全球约98的市场份额由信越化学SUMCO环球晶圆Siltronic和SKSiltron五大巨头所垄断图242020年全球半导体硅片市场份额图25全球12英寸半导体硅片市场份额1102016090260信越化学信越化学280SUMCOSUMCOSiltronic120环球晶圆160环球晶圆SiltronicSKSiltronSKSiltron140250280130其他其他资料来源SEMI长江证券研究所资料来源新材料在线长江证券研究所半导体硅片扩产周期较长短期行业供给偏紧半导体硅片的扩产周期一般超过2年全球产能至少至2023年下半年才会明显增长根据SUMCO数据全球12英寸硅片在2020年之前主要依靠原有厂房进行产能扩充而新建厂房在2021年之后才逐渐释放产能产能释放的高峰期将在2024年之后2022和2023年全球12英寸硅片仍然将处于供不应求的状态同时下游晶圆厂硅片库存持续降低也验证当前硅片处于高景气阶段SUMCO表示目前只能满足LTA的订单而非LTA的订单无法供应缺货情况为国产硅片提供验证良机硅片国产替代有望加速请阅读最后评级说明和重要声明1639行业研究深度报告图26全球半导体硅片产能预计2024年后才会大规模增加资料来源SUMCO长江证券研究所图27SUMCO客户12英寸硅片库存下降速度较快资料来源SUMCO长江证券研究所国内硅片龙头公司发展迅速产能快速扩张目前国内主要的半导体硅片制造企业有沪硅产业中环股份立昂微超硅半导体有研半导体等2017年以前国内12英寸半导体硅片几乎全部依赖进口2018年沪硅产业子公司上海新昇作为中国大陆率先实现12英寸半导体硅片规模化销售的企业打破了12英寸半导体硅片国产化率几乎为0的局面目前12英寸大硅片需求旺盛海外产能有限为国内硅片企业提供战略发展期国内硅片企业加速产品认证和客户导入后续需密切关注各硅片公司客户认证和产能扩充进度以下是国内前五大半导体硅片企业概览沪硅产业公司是中国大陆规模最大的半导体硅片企业之一是中国大陆率先实现请阅读最后评级说明和重要声明1739行业研究深度报告12英寸半导体硅片规模化销售的企业公司打破了我国12英寸半导体硅片国产化率几乎为0的局面推进了国半导体关键材料生产技术自主可控的进程公司目前已成为多家主流芯片制造企业的供应商提供的产品类型涵盖12英寸抛光片及外延片8英寸及以下抛光片外延片及SOI硅片中环股份公司主要产品包括高效光伏电站太阳能电池片太阳能单晶硅棒片半导体硅锭762-200mm抛光片TVS保护二极管GPP芯片2019年1月根据公告公司拟使用募集资金建造月产15万片12英寸抛光片生产线立昂微公司是中国规模较大的半导体硅片企业成立于2002年主营业务为半导体硅片以及半导体分立器件芯片的研发生产和销售主要产品包括150-200mm半导体硅片肖特基二极管芯片MOSFET芯片超硅半导体公司主营业务包括为硅片制造蓝宝石制造和人工单晶生长等具备抛光片外延片产品生产技术有研半导体公司成立于2001年主要从事硅材料的研究开发生产与经营其主要产品包括集成电路用功率集成电路5-8英寸硅单晶及硅片6英寸及以下区熔硅单晶及硅片集成电路工艺设备用超大直径硅单晶及硅部件等表3国内部分半导体硅片企业产品及产能分布公司名称地区8英寸产能万片月12英寸产能万片月沪硅产业上海450300中环股份天津江苏无锡870220浙江衢州浙江嘉270180立昂微兴重庆150超硅半导体上海300中欣晶圆上海浙江杭州400100有研半导体山东德州528百万平方英寸月奕斯伟陕西西安360神工股份辽宁锦州50南京国盛江苏南京110河北普兴河北石家庄合晶上海郑州281中晶科技浙江嘉兴资料来源各公司公告及官网各政府官网中国半导体行业协会长江证券研究所电子气体芯片制造之血液电子特气迎春风电子特气是电子工业的关键原料属于工业气体的重要分支工业气体是现代工业的基础原材料而电子特气是工业气体中附加值较高的品种与传统工业气体的区别在于纯度更高如高纯气体或者具有特殊用途如参与化学反应是极大规模集成电路平面显示器件化合物半导体器件太阳能电池光纤等电子工业生产中不可或缺的基础和支撑性材料之一相关下游领域的快速发展将带动未来特种气体的增量需求请阅读最后评级说明和重要声明1839行业研究深度报告图28电子特种气体为工业气体的重要分支资料来源金宏气体招股说明书长江证券研究所半导体特气应用于晶圆制造的各个环节狭义的电子气体特指电子半导体行业用的特种气体主要应用于前端晶圆制造中的化学气相沉积光刻刻蚀掺杂等诸多环节电子特种气体的纯度和洁净度直接影响到光电子微电子元器件的质量集成度特定技术指标和成品率并从根本上制约着电路和器件的精确性和准确性对于半导体集成电路芯片的质量和性能具有重要意义图29半导体晶圆制造各环节用到的特种气体及对应工艺资料来源林德集团长江证券研究所电子特气需求量不断提升在半导体制造材料中占比仅次于硅片全球范围来看随着全球半导体市场规模在近几年的高增长2021年全球集成电路用电子气体的市场规模达到454亿美元市场规模较上年同比增加了84但从整体来看2017-2021年的年均复合增速稍低仅为53国内范围来看2021年我国电子气体市场规模达到了1958亿元较上年同比增加了1282017-2021年的年均复合增速达157根据SEMI的数据2021年电子气体在晶圆制造材料市场中占比达到141仅次于占比329的硅片市场规模巨大请阅读最后评级说明和重要声明1939行业研究深度报告图30全球电子特种气体市场规模及增速图31中国电子特种气体市场规模及增速25040全球电子特种气体市场规模亿美元增长率右轴中国电子特气市场规模亿元增长率右轴601235200105030840150256302041002015250100100-2052013201420152016201720182019202020212022E201720182019202020212022E资料来源TECHCET长江证券研究所资料来源SEMI长江证券研究所图32全球半导体制造材料销售额中电子气体占比1412021硅材料电子气体光掩模光刻胶配套化学品CMP抛光材料光刻胶工艺化学品141溅射靶材其他材料资料来源SEMI长江证券研究所随着集成电路制造要求复杂度的提升制造中所使用的电子特气用量也将提升根据德国普尔茨海姆应用技术大学工业生态研究所INEC的MarioSchmidt教授等人共同撰写的论文用于微电子芯片和太阳能电池硅片加工的生命周期评估硅晶圆的加工离不开大量化学试剂以及特殊气体这些气体可以用于包括清洗蚀刻光刻外延掺杂等工序经测算每平方米逻辑电路晶圆加工所需要的电子特气约为373kg每平方米存储电路晶圆加工需要约120kg的电子特气逻辑芯片和存储芯片本身在集成电路中的占比就超6成随着未来5G和汽车电子化的趋势以及集成电路技术与制造工艺的提升电子特气的用量也会得到大幅度的提升表4半导体晶圆制造各环节用到的特种气体用途及用量化学式气体名称中文用途每平方米存储电路晶圆用量克排出残留在气体配送系统和工艺腔UHP-N2超高纯度氮气中的湿气和残余气体有时也作为72200某些淀积工艺的工艺气体UHP-O2超高纯度氧气工艺腔气体19600UHP-Ar超高纯度氩气在硅片工艺过程中用在工艺腔体中12000外延层工艺的运载气体也用于在H2氢气二氧化工艺中与O2反应生产水蒸6380气C2F6六氟乙烷金属沉积工艺中的氟源1930请阅读最后评级说明和重要声明2039