半導體材料行業(yè)全景分析(1)--市場空間課件

1、半導體材料投資地圖硅片靶材CMP拋光材料光刻膠濕制程化學品電子特氣光掩膜113.8億美元13.7億美元20.1億美元17.3億美元16.1億美元42.7億美元40.4億美元滬硅產業(yè)江豐電子安集科技上海新陽晶瑞股份華特氣體菲利華中環(huán)股份有研新材鼎龍股份南大光電江化微金宏氣體清溢光電阿石創(chuàng)晶瑞股份上海新陽雅克科技隆華科技容大感光飛凱材料中環(huán)裝備飛凱材料光華科技永太科技雅克科技北京科華上市公司超硅半導體歐萊高新材料蘇州觀勝江蘇博硯綠菱氣體蘇州制版金瑞泓科技智沐科技上海凸版光掩模寧夏銀和有研集團非上市公司1滬硅產業(yè)硅片滬硅產業(yè)是中國大陸規(guī)模最大的半導體硅片企業(yè)之一，在中國大陸率先實現300mm半導體硅

2、片規(guī)?；N售。 主要產品為提供的產品類型涵蓋300mm拋光片及外延片、200mm及以下拋光片、外延片及SOI硅片，在特殊硅 基材料SOI硅片領域具有較強的競爭力?？蛻舭ㄅ_積電、中芯國際、華虹宏力、華力微電子、長江存儲、 武漢新芯、華潤微等。半導體材料投資地圖CMP拋光材料鼎龍股份是國產CMP拋光墊領域的龍頭企業(yè)，主要產品包括用于半導體晶圓的打磨和拋光過程的化學機械CMP拋光墊、清洗液和用于柔性面板顯示產業(yè)的基材PI漿料，以及打印復印通用耗材，產品銷往歐美、日韓、東南亞市場，擁有包括眾多世界五百強在內的國內外知名大企業(yè)。公司2019年CMP材料客戶拓展順利，未來 有望帶來業(yè)績增量。鼎龍股份安集

3、科技CMP拋光材料安集科技主營產品為拋光液和光刻膠去除劑，客戶包括中國大陸的中芯國際、長江存儲、華虹宏力、華潤 微電子和中國臺灣的臺積電等。公司光刻膠去除劑具有國內領先技術水平；機械拋光液已在130-28nm技術 節(jié)點實現規(guī)?；N售，14nm技術節(jié)點產品已進入客戶認證階段，10-7nm技術節(jié)點產品正在研發(fā)中。靶材有研新材是國內規(guī)模最大、材料種類最齊全的高端電子信息用材料研發(fā)制造商，其核心業(yè)務為高純金屬材 料/靶材業(yè)務和稀土業(yè)務，產品廣泛應用于半導體、平板顯示、太陽能等領域。公司技術實力雄厚，在高純 金屬材料領域，已實現從高純金屬材料到靶材生產的一體化模式，靶材客戶覆蓋中芯國際、大連Intel、

4、TSMC、UMC、北方華創(chuàng)等多家高端客戶。有研新材江豐電子靶材主要產品為各種高純?yōu)R射靶材，包括鋁靶、鈦靶、鉭靶、鎢鈦靶等，產品廣泛應用于半導體、平板顯示、 太陽能等領域。目前，公司的超高純金屬濺射靶材產品在全球先端7nm FinFET (FF+)技術超大規(guī)模集成電 路制造領域批量應用，成功參與電子材料領域的國際市場競爭。清溢光電掩膜版公司主要從事掩膜版的研發(fā)、設計、生產和銷售業(yè)務，產品根據基板材質的不同主要可分為石英掩膜版、 蘇打掩膜版和其他（包含凸2 版、菲林），主要應用于平板顯示、半導體芯片、觸控、電路板等行業(yè)。半導 體類客戶包括艾克爾、頎邦科技、長電科技、中芯國際、士蘭微、英特爾等，化學

5、品 光刻膠主要產品包括超凈高純試劑、光刻膠、功能性材料、鋰電池材料和基礎化工材料等。公司超高純度試劑已 經達到國際最高純度G5等級，已獲華虹宏力、長江存儲等國內知名半導體客戶的采購；光刻膠產品規(guī)?；?生產近30年，達到國際中高級水準，產品主要應用于半導體及平板顯示領域，客戶包括晶安光電、水晶光 電、揚杰科技、安芯半導體、揚杰科技、福順微電子等；此外，公司亦代工生產三菱化學的彩色光刻膠。化學品光刻膠公司產品包括晶圓制造及先進封裝用電鍍及清洗液系列產品、半導體封裝用電子化學材料應用于電子電鍍 與電子清洗。公司光刻膠已入中試階段，濕化學品包括干法刻蝕后清洗液，占比比電鍍液略高。公司化學 材料、化學材

6、料配套設備、涂料2019年產量分別為5373噸、38臺、9898噸。客戶包括國內大多數半導體封 裝企業(yè)、國內20多家知名晶圓制造企業(yè)，代表客戶有中芯國際、上海華力、日月光、長電科技等。晶瑞股份上海新陽半導體材料投資地圖雅克科技特氣 光刻膠雅克科技是一家由阻燃劑行業(yè)龍頭轉型的新型材料平臺型公司，主營產品包括電子特氣、半導體化學材料 和光刻膠。其收購的科美特是國內CF4和SF6的龍頭企業(yè)，現有CF4產能2000噸，SF6產能8500噸；收購的華 飛電子現有球形硅微粉產能14400噸，占國內球形硅微粉市場份額的70%；收購的LG彩色光刻膠事業(yè)部將在 韓國投資建設彩色光刻膠生產工廠。客戶包括SK海力士

7、、三星電子、英特爾、臺積電、中芯國際等。華特氣體特氣華特氣體的核心業(yè)務為特種氣體的研發(fā)、生產及銷售，并提供相關技術服務。公司已獲專利101項、參與制 定30項國家標準，解決了中芯國際、華虹宏力、武漢新芯、華潤微電子等客戶多種氣體材料的進口制約， 成為以特種氣體為核心的本土龍頭企業(yè)。2019年公司新增產能主要包括：高純鍺烷10 噸、硒化氫40 噸、 磷烷10噸、氯氣300噸、三氟化硼10 噸等，有效補充公司特種氣體的產能，保證了公司的長遠發(fā)展。飛凱材料化學品 光刻膠公司產品包括紫外固化光纖涂料、電子化學品及光刻膠產品。半導體材料主要包括濕電子化學品如顯影液、刻蝕液、剝離液、電鍍液等，用于IC封裝

8、的錫球、環(huán)氧塑封料等，公司的光刻膠產品主要應用于TFT-LCD液 晶顯示面板領域，下游客戶包括京東方、華星光電等龍頭企業(yè)，以及中芯國際子公司等。3目錄一、半導體行業(yè)的基石：材料產品眾多，市場空間廣闊制程進步與晶圓廠擴產，國內市場迎來發(fā)展良機半導體芯片生產工藝總覽及所需材料海外龍頭占據主要地位，國內企業(yè)仍有成長空間二、細分行業(yè)競爭格局：低端已能自給，高端尚待突破硅片化學機械拋光耗材光刻膠靶材特氣化學品三、重點公司介紹：國產半導體材料發(fā)展的希望安集科技滬硅產業(yè)雅克科技華特氣體江豐電子晶瑞股份鼎龍股份上海新陽有研新材四、投資建議與風險提示4中國臺灣21.8%韓國16.9%中國16.7%日本14.8%

9、北美10.8%歐洲7.5%其他11.6%1-10%-5%0%5%10%010203040506015%2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019全球半導體材料銷售額及增速（十億美元）增長率121110987654322010201120122013201420152016201720182019韓國中國日本中國臺灣 北美歐洲其他資料來源：SEMI,國元證券研究中心資料來源：SEMI,國元證券研究中心中國大陸地區(qū)是2019年半導體材料銷售額增長的唯一地區(qū)。據SEMI統(tǒng)計，2019年全球半導體材料市場銷售額為521.4億美元，較上一年527.

10、3 億美元下降1.1%。相應地，全球大部分地區(qū)半導體材料銷售額呈現持平或下跌，只有中國大陸地區(qū)銷售額繼續(xù)保持上升趨勢，同比增長1.9%。中國大陸半導體材料銷售額增長最快，且是全球第三大市場。2010年到2019年，中國臺灣地區(qū)和韓國銷售額受周期影響波動較大，北美和歐洲市場增長緩 慢，日本處于負增長狀態(tài)，而只有中國大陸地區(qū)呈現快速增長的狀態(tài)，在2016年到2018年連續(xù)3年增速超過10%。中國臺灣地區(qū)連續(xù)10年蟬聯全球最大半 導體材料消費地區(qū)，2019年銷售總金額達113.4億美元，占全球半導體材料市場規(guī)模的21.8%；韓國銷售金額為88.3億美元，排名第二，占比16.9%；中國 大陸地區(qū)緊隨其

11、后，以銷售額86.9億美元位列第三，占比16.7%。圖：全球半導體材料銷售額及增速（十億美元）圖：各地區(qū)半導體材料銷售額（十億美元）圖：2019年各地區(qū)半導體銷售額占比中國大陸半導體材料銷售額增長最快，是2019年實現增長的唯一地區(qū)1.1制程進步與晶圓廠擴產，國內市場迎來發(fā)展良機52硅片37%光掩膜13%光刻膠5%工藝化學品5%光刻膠輔助材料7%電子特氣13%靶材3%拋光材料7%其他10%資料來源：中國電子材料行業(yè)協會，國元證券研究中心半導體制造材料市場規(guī)模逐年增加，硅片是核心材料資料來源：中國產業(yè)信息，國元證券研究中心全球半導體晶圓制造材料市場規(guī)模逐年增加。半導體材料可以分為晶圓制造材料和封

12、裝材料，隨著先進制程的不斷發(fā)展，半導體制造材料 的消耗量逐漸增加。據SEMI統(tǒng)計，晶圓制造材料市場銷售額從2013年的227億美元增長到2019年的328億美元，年復合增長率為6.33%。硅片在全球半導體制造材料中占比最高，為半導體制造的核心材料。從晶圓制造材料的細分市場來看，根據SEMI預測，2019年硅片、電 子氣體、光掩膜市場規(guī)模占比排名前三，銷售額分別為123.7億美元、43.7億美元、41.5億美元，分別占全球半導體制造材料行業(yè)37.28%、13.17%、12.51%。圖：全球半導體晶圓制造材料及封裝材料市場規(guī)模（億美元）圖：2019年半導體晶圓制造材料市場構成-10%-5%0%5%

13、10%15%20%0501001502002503003502013201420152016201720182019晶圓制造材料市場規(guī)模封裝材料市場規(guī)模晶圓制造材料增長率封裝材料增長率1.1制程進步與晶圓廠擴產，國內市場迎來發(fā)展良機6圖：摩爾定律圖：不同工藝節(jié)點下的芯片流片成本（百萬美元）資料來源：IBS,國元證券研究中心根據摩爾定律演進，每隔18-24個月芯片性能將提升一倍，工藝節(jié)點也在不斷的演進。隨著制程的提升，對半導體材料的需求也在 不斷提升，例如需要濕電子化學品的純度更高、硅片的價格更貴等。如下右圖所示，當工藝向前推進一個節(jié)點時，流片成本將提升50%，這其中有很大的部分是由半導體材料的

14、價值提升所導致的。因此我們認為，在未來半導體工藝節(jié)點繼續(xù)向前邁進的過程中， 半導體材料的價值將繼續(xù)增加。+50%/代3制程的進步將推動材料需求提升1.1制程進步與晶圓廠擴產，國內市場迎來發(fā)展良機7國內晶圓廠建設潮帶動半導體材料需求國內產能逐步釋放。根據芯思想研究院2019年年終數 據統(tǒng)計，我國已經投產、在建和規(guī)劃中的12英寸晶圓 制造線多達40條，其中存儲類有16條，非存儲類有24 條。24條12英寸晶圓制造線中，宣布量產、投產的有14條，在建的有5條，規(guī)劃的有5條。其中19條晶圓制 造線規(guī)劃月產能合計達 64.3萬片，其中14條量產、 投產的規(guī)劃月產能為50萬，在建項目規(guī)劃月產能為14.3萬

15、片。隨著產能的逐漸釋放，預估到2020年底有望達到33萬片。半導體材料迎來國產替代紅利。中國本土的半導體市 場需求占全球的1/3，但供給能力卻明顯不足，半導 體設備及材料是國內半導體產業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)。隨著國 內新建的晶圓廠陸續(xù)實現量產，全球半導體產業(yè)鏈逐 漸向我國轉移，國內銷售的芯片的國產占比有望在2023年提升至20%。資料來源：芯思想研究院，國元證券研究中心41.1制程進步與晶圓廠擴產，國內市場迎來發(fā)展良機表：國內12/8寸晶圓廠建設進程狀態(tài)匯總（截止時間2020年1月）公司晶圓廠尺寸項目投資額產能（萬片/月）產品工藝節(jié)點（nm）狀態(tài)中芯南方集成電路制造有限公司中芯南方12675億元3.5邏

16、輯14投產華虹半導體（無錫）有限公司一期華虹無錫1225億美元4功率器件晶圓90-65/55投產武漢新芯集成電路制造有限公司二期新芯二期1217.8億美元2NOR、MCU、特種工藝90-50投產三星（中國）半導體有限公司三星西安二期一階段1270億美元63D NAND20-10投產廣州粵芯半導體技術有限公司廣州粵芯一期12100億元4MPU、模擬芯片、功率分立器件180-90投產重慶萬國半導體科技有限公司重慶萬國1210億美元7功率半導體投產江蘇時代芯存半導體有限公司時代芯存12130億元10相變存儲器38投產SK海力士半導體（中國）有限公司SK海力士12200億美元20DRAM90-10投產

17、福建省晉華集成電路有限公司晉華集成1224DRAM32投產中芯集成電路制造（紹興）有限公司中芯紹興858.8億元10特色工藝130-40投產北京燕東微電子科技有限公司北京燕東848億元5LCD驅動、LDMOS、IGBT投產上海華力集成電路制造有限公司華力二期12387億元4邏輯28-14爬坡長江存儲科技有限責任公司長江存儲一期1285億美元103D NAND爬坡長鑫存儲技術有限公司合肥長鑫一期12500億元4DRAM19爬坡合肥晶合集成電路有限公司合肥晶合一期1232億元4LCD驅動芯片65-55爬坡聯芯集成電路制造（廈門）有限公司廈門聯芯12419億元5邏輯40-28爬坡臺積電（南京）有限公

18、司臺積電南京1230億美元2邏輯28-16爬坡英特爾半導體（大連）有限公司英特爾大連1255億美元8.53D NAND65-40爬坡中芯國際集成電路制造（深圳）有限公司中芯深圳124邏輯110-55爬坡中芯國際集成電路制造（天津）有限公司二期中芯天津815億美元8邏輯180-90爬坡中芯集成電路（寧波）有限公司一期寧波中芯N1810億元1.5特色工藝130-40爬坡杭州士蘭集昕微電子有限公司士蘭集昕86億元1.5功率器件180爬坡上海新進芯微電子有限公司上海新進81.5數?；旌?50爬坡廈門士蘭集科微電子有限公司士蘭集科12170億元12MEMS、功率器件90-65在建武漢弘芯半導體制造有限公

19、司弘芯半導體121280億元9邏輯、射頻14在建三星（中國）半導體有限公司二期二階段三星西安二期二階段1280億美元73D NAND20-10在建成都紫光國芯存儲科技有限公司紫光成都12240億美元303D NAND在建芯恩（青島）集成電路有限公司芯恩一期881億元3特色工藝在建芯恩（青島）集成電路有限公司芯恩一期1212邏輯、RF-SOI40-28在建泉芯集成電路制造（濟南）有限公司泉芯集成1250億邏輯12/7在建賽萊克斯微系統(tǒng)科技（北京）有限公司賽萊克斯二三期83.2MEMS在建上海積塔半導體有限公司積塔半導體889億元6IGBT、特色工藝65在建中芯集成電路（寧波）有限公司二期寧波中芯

20、839.9億元4.5專業(yè)化晶圓代工與定制產品代工130-40在建杭州士蘭集昕微電子有限公司士蘭集昕二期改造89億元2.1功率器件180在建海辰半導體（無錫）有限公司無錫海辰867.9億元10.5面板驅動、電源管理、CIS在建濟南富能半導體有限公司富能半導體一期860億元3功率器件在建吉林華微電子股份有限公司華微電子810億元2IGBT、MOSFET在建芯恩（青島）集成電路有限公司芯恩二期擴產8/12107億元規(guī)劃華潤微電子（重慶）有限公司華潤重慶12100億元4.5邏輯、MEMS350-180規(guī)劃華潤微電子無錫項目華潤無錫85350-110規(guī)劃上海積塔半導體有限公司積塔半導體12270億元5B

21、CD65規(guī)劃紫光DRAM項目紫光DRAM12DRAM規(guī)劃青島城芯半導體科技有限公司城芯半導體12180億元4模擬規(guī)劃四川中科晶芯集成有限公司中科晶芯8規(guī)劃贛州名芯半導體項目8贛州名芯8200億元IGBT、功率器件規(guī)劃1半導體芯片主要生產工藝及所需材料生產工藝需要材料工藝目的光刻工藝光刻膠掩膜（光罩）、光刻膠、顯影液、刻蝕液、 特種氣體將晶圓表面薄膜的特定部分除去，根據電路設計的要求，生成尺寸 精確的特征圖形。參雜工藝特種氣體、清洗液將特定量的雜質通過薄膜開口引入晶圓表層膜生長工藝特種氣體、CMP拋光墊和拋光液生長二氧化硅膜和淀積不同材料的薄膜熱處理工藝特種氣體修復摻雜原子的注入所造成的晶圓損傷

22、；通過加熱在晶圓表面的光刻膠將溶劑蒸發(fā)掉，從而得到精確的圖形。1.2半導體芯片生產工藝總覽及所需材料半導體制造工藝可簡單分為光刻工藝、參雜工藝、膜生長工藝、熱處理工藝四種，任何一種工藝都需要使用對應的半導體材料來滿足一定 的生產要求，如光刻工藝中需要光刻膠、光罩、顯影液、刻蝕液、特種氣體等，以滿足光刻完成后生成電路圖形的要求。具體工藝與對應 半導體材料如下表所示：表：不同工藝環(huán)節(jié)的材料需求91.2半導體芯片生產工藝總覽及所需材料背面減薄晶圓切割貼片引線鍵合模塑FT后道 工藝切筋/成塑前道 工藝擴散薄膜沉積光刻刻蝕離子注入CMP金屬化特種氣體CMP拋光墊拋 光液光刻膠掩膜（光罩） 光刻膠顯影液特

23、種氣體特種氣體 清洗液CMP材料靶材特種氣體 電鍍液 清洗液特種氣體 刻蝕液 清洗液硅片特種氣體檢驗及清洗量測/檢測 清洗資料來源：公開資料整理,國元證券研究中心2半導體芯片生產工藝總覽藍膜/TAPE麥拉 研磨液砂輪粘膜劃 導片劃 倒液引線框基 板 焊料 環(huán)氧樹脂 特種氣體金/銅線特種氣體特種氣體塑封料/膠/磨 具等更具體來看，半導體產品的制造過程主要包括晶圓制造（前道）和封裝（后道）測試，不同的制造環(huán)節(jié)需要使用對應的半導體材料， 具體信息如下圖所示：圖：半導體芯片生產工藝流程圖101.3半導體芯片生產工藝總覽及所需材料晶圓制造材料包括硅片、電子特氣、光掩膜、光刻膠和拋光材料等材料，其中占比最

24、高的是硅片。拋光材料的占比不斷提高，市場空間 巨大。CMP拋光材料的市場規(guī)模穩(wěn)健增長。表：2016-2018年全球半導體原材料各細分領域產值（億美元）項目201620172018硅片76.592.5113.8電子特氣36.338.742.7光掩膜33.237.540.4工藝化學品14.215.116.1光刻膠14.51617.3光刻膠輔助材料19.121.122.3CMP拋光材料16.718.520.1濺射靶材6.77.513.7其他29.631.432.6合計246.8278.3322.33全球半導體原材料各細分領域產值111.3海外龍頭占據主要地位，國內企業(yè)仍有成長空間2主要細分市場全球市場規(guī)模及主要廠商從全球角度看，硅片的市場規(guī)模已超過100億美元，光罩、特氣的規(guī)模則約為4