半導體材料行業(yè)深度報告：受益擴產后周期-國產化仍為行業(yè)主旋律

1、半導體材料行業(yè)深度報告：受益擴產后周期_國產化仍為行業(yè)主旋律1. 半導體材料：細分市場分散，進口替代空間巨大1.1. 簡介：半導體支撐性產業(yè)，覆蓋芯片制造全流程半導體材料分為晶圓制造材料和封裝材料。晶圓制造材料可以進一步細 分為硅片及硅基材料、光掩模板、電子氣體、光刻膠、光刻膠輔助材料、 CMP 拋光材料、工藝化學品、靶材及其他材料。而封裝材料可以進一步 細分為封裝基板、引線框架、鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、芯片粘結 材料和其他封裝材料。從制造到封裝，半導體材料覆蓋芯片制造全流程。具體來說，在芯片制 造過程中，硅晶圓環(huán)節(jié)會用到硅片；清洗環(huán)節(jié)會用到高純特氣和高純試 劑；沉積環(huán)節(jié)會用到靶材；涂膠環(huán)

2、節(jié)會用到光刻膠；曝光環(huán)節(jié)會用到掩 模板；顯影、刻蝕、去膠環(huán)節(jié)均會用到高純試劑，刻蝕環(huán)節(jié)還會用到高 純特氣；薄膜生長環(huán)節(jié)會用到前驅體和靶材；研磨拋光環(huán)節(jié)會用到拋光 液和拋光墊。在芯片封裝過程中，貼片環(huán)節(jié)會用到封裝基板和引線框架； 引線鍵合環(huán)節(jié)會用到鍵合絲；模塑環(huán)節(jié)會用到硅微粉和塑封料；電鍍環(huán) 節(jié)會用到錫球。1.2. 市場規(guī)模：細分市場分散，硅片市場獨占 35%全球半導體材料市場規(guī)模不斷提升，2008-2012 年增速顯著波動后成穩(wěn) 步增長態(tài)勢，其中晶圓制造材料增速快于封裝材料，占比不斷提升。 根據(jù) SEMI 的最新報告，2020 年全球半導體材料銷售額為 553 億美元， 相較于 2019 年增

3、長 4.9%，2012-2021 年 CAGR 達 3.05%。其中 2020 年 全球晶圓制造材料市場規(guī)模約為 349 億美元，較 2019 年增長約 6.5%， 約占半導體材料整體規(guī)模的 63%，2012-2021 年 CAGR 達 5.12%，快于 封裝材料市場的發(fā)展。中國半導體材料市場規(guī)模穩(wěn)步提升，2018-2019 年增速存在波動，其余 均成增長態(tài)勢。其中晶圓制造材料占比維持在 50%左右，與封裝材料發(fā) 展速度持平。根據(jù)上海市集成電路行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2020 年中國半導 體材料銷售額相較于 2019 年增長12.3%，2018-2021年CAGR達9.79%。 其中 2020 年國

4、內晶圓制造材料市場規(guī)模約為 406 億元，較 2019 年增長 約 10%，約占半導體材料整體規(guī)模的 52%，2018-2021 年 CAGR 達 11.14%。中國半導體材料市場規(guī)模增速明顯，在全球市場中占比逐年提升，位居 排名前列，其中中國臺灣和大陸合占 40%。半導體材料中國大陸市場在 全球市場中占比由 2018 年的 16.2%增長至 2021 年的 19%。根據(jù) SEMI 的最新報告，2020 年中國臺灣半導體材料市場規(guī)模同比增長 8.2%，達 到 123.8 億美元，占比 22%，繼續(xù)位居全球第一；中國大陸半導體材料 市場規(guī)模同比增長 12%，超過韓國達到 97.6 億美元，占比

5、18%，躍居 全球第二，兩者合計占比達 40%新高。半導體材料市場規(guī)模占全球半導體市場規(guī)模不超過 13%。2015 年半導 體材料市場規(guī)模在全球半導體市場規(guī)模中占比處于高位，在 2016-2017 年遭遇滑坡后，2017 年和 2018 年處于低谷，之后逐年保持穩(wěn)定， 2015-2021 年占比均不超過 13%。半導體材料細分市場分散，規(guī)模偏小，唯獨硅片占近 35%市場份額，位 居材料之首。硅片占據(jù)半導體材料市場絕對主流，占比 35%，其次為電 子氣體占比 13%，光掩模占比 12%，其余光刻膠配套化學品、拋光材料、 光刻膠、濕法化學品、濺射靶材等材料占比均小于 10%，規(guī)模偏小。1.3. 市

6、場格局：市場集中度高，各材料國產化率差距大半導體材料各細分市場集中度較高。例如硅片市場全球前五大公司的市 場份額達 87%，光刻膠全球市場前五大公司的市場份額達 87%，高純試 劑全球市場前六大公司的市場份額達 80%以上，CMP 材料全球市場前七 大公司市場份額達 90%。以硅片為例：在硅片市場中，日本信越化學占比 28%，SUMCO 占比 22%， 德國 Siltronic 占比 11%，中國臺灣的環(huán)球晶圓占比 15%，韓國 SK 廠商 占比 11%。前五大廠商共占據(jù) 87%的市場份額，細分市場集中度較高。各半導體材料國產化率差距大。硅片市場規(guī)模最大，國內市場占比排名 第二；SOI 國內市

7、場占比排名第四，達 20.69%；光刻膠國內市場占比也 達到 18.99%，但三者國產化率占比最低，僅約 5%左右?；瘜W試劑國內 市場占比僅為 19.94%，但國產化率最高；電子特種氣體國產份額較大， 占比達 21.66%，兩者國產化率均大于 30%。2. 高強度資本開支+深度國產化為本土材料企業(yè)帶來歷史發(fā)展機遇2.1. 半導體行業(yè)擴容在即，全產業(yè)鏈高度受益全球半導體行業(yè)目前正處于產能緊張價格上漲的供需矛盾突出時期。在 疫情影響、中美科技摩擦、全球產業(yè)鏈轉移、5G 需求升級、新能源汽 車起量、物聯(lián)網風起布局等供需兩端多重因素影響下，目前全球半導體 行業(yè)產能緊缺，供需缺口持續(xù)拉大，行業(yè)景氣度有望

8、攀升。在景氣度持 續(xù)性方面，全球晶圓制造最先進制程廠商臺積電法說會指引產能緊缺狀 態(tài)有望延續(xù)至 2022 年。全球與中國半導體銷售額逐月創(chuàng)新高，行業(yè)景氣度向上趨勢延續(xù)。據(jù) SIA 數(shù)據(jù)，2021 年 12 月全球半導體銷售額 508.5 億美元，同比增長 30%， 連續(xù) 24 個月同比正增長，12 月銷售額再次突破前月新高值。12 月中國 半導體銷售額 171.6 億美元，同比增長 29%，連續(xù) 25 個月同比正增長， 全球占比維持在 34%左右。全球與中國半導體銷售額同創(chuàng)新高，近幾年 同比增速持續(xù)爬升，增長勢頭強勁。展望 2021 年 5G、線上應用、汽車 電子、AIoT 仍為行業(yè)主流發(fā)展趨

9、勢，創(chuàng)新升級前景可期，行業(yè)景氣度向 上趨勢有望延續(xù)。半導體產業(yè)漲價潮來臨，多家海內外廠商交貨周期拉長并調漲產品價格。 自 21 年年初至今，半導體從代工廠環(huán)節(jié)開始發(fā)生行業(yè)價格普漲，代工 廠臺積電、中芯國際、力晶，材料端硅片、封裝基板、覆銅板，封測端 日月光、長電等廠商或環(huán)節(jié)均有發(fā)生漲價，累積傳遞至 IC 設計端，IC 設計廠商芯片交貨周期拉長、價格上漲蔓延至產業(yè)鏈下游各個細分市場， 行業(yè)產能持續(xù)緊張，行業(yè)供給壓力預計持續(xù)至 2022 年。為緩解全球芯片短缺問題，并應對自動駕駛、AI、高效能計算以及 5G 通訊等中長期的強勁需求，龍頭代工廠開啟新一輪高強度資本開支。一 方面由于行業(yè)產能供需矛盾突

10、出，另一方面汽車電子、AIoT 等新興賽道 強勢崛起，全球代工龍頭臺積電開啟十年周期級別的新一輪高強度資本 開支。在 2008 年金融危機前后，臺積電每年資本開支在 25 億美金左右。 在 2010 年2018 年，臺積電每年資本開支提升至 60110 億美金水平， 平均約 88.7 億美金，其搶先布局智能手機賽道，與大客戶攜手突破先進 制程迭代，成功打造全球領先的先進制程代工廠。在 2019 年2020 年， 臺積電每年資本開支在約 170 億美金，應對 4G 到 5G 的換代周期。在 2021 年2023 年，臺積電指引三年 1000 億美金高強度資本開支，其中 2021 年資本開支 30

11、3 億美元，預計 2022 年資本開支 400-440 億美元， 半導體行業(yè)有望迎來下一個黃金賽道。本土代工龍頭中芯國際自 2020 年 7 月回歸科創(chuàng)板上市后，迅速提升資 本開支強度支撐本土半導體產業(yè)發(fā)展。在中美科技摩擦背景下，中芯國 際多次公告其對美國半導體設備供應商采購需進行審批管制，對其先進 制程研發(fā)以及成熟制程擴產帶來一定阻力和不確定性。2.2. 制造環(huán)節(jié)高強度資本開支，材料緊接設備打開高成長空 間受益于半導體行業(yè)景氣度高企，下游晶圓廠、封測廠資本開支不斷擴大， 加速產能擴張。2021 年，晶圓廠開始加大資本開支進行產能擴張。臺積 電 2021 年資本開支計劃比 2020 年增加 6

12、6%，達到 300 億美元的高位。 內資產線長江存儲、長鑫存儲、中芯國際、無錫華虹均規(guī)劃大幅進行產 能擴張。下游產能需求擴張加速，晶圓廠加大資本開支，代工市場規(guī)模加速增長。 根據(jù) SEMI 預測，2021 年在建工程將增至 160 億美元，同比增長 31%， 2022年將繼續(xù)以45%的增速擴張至238億美元，達到歷史最高水平。2021 年預計全球新增量產工廠建設項目 19 個（不包括研發(fā)試點項目），2022 年有近 10 個。其中，生產 12 英寸晶圓片的工廠將占到新工廠的大部分， 2021 年和 2022 年將分別有 15 家和 7 家工廠開工建設。剩余的 7 座晶圓 廠計劃在兩年內建成，涵

13、蓋 100mm、150mm 和 200mm。29 個晶圓廠預 計每月可生產多達 260 萬片晶圓（200mm 當量）。2021 年多數(shù)晶圓廠擴產完畢，第一輪設備導入工作基本完成，材料將緊 隨設備成為下一階段重點需求，打開高成長空間。2021 年，全球主要半 導體設備供應地區(qū)設備出貨額屢創(chuàng)新高，同比增速達 50%。但 7 月份以 來，半導體設備出貨額有所下降，之后基本保持穩(wěn)定，第一輪晶圓廠設 備導入工作基本進入尾聲，半導體材料將緊隨其后成為下一階段的重點 市場需求。2022 年將拉開半導體材料產能擴張導入的序幕，市場規(guī)模將 進入爆發(fā)式增長。以硅片為例，12 寸硅片全球出貨額預計自 20 年開始

14、加速增長，將不斷沖擊新高，其 2025 年全球出貨額將達到 2748 K/M， 20-25 年 CAGR 為 11.52%。2.3. 中美科技摩擦反復，加速材料全面深度國產化2020 年中美科技摩擦升級，美對華為芯片斷供生效。2020 年 5 月 15 日， 美商務部稱全面限制華為購買采用美國軟件和技術生產的半導體，禁令 升級至半導體設備，設定 4 個月過渡期。2020 年 9 月 15 日，美國對華 為芯片斷供禁令生效。2020 年 10 月 5 日，中芯國際公告稱美國商務部 工業(yè)與安全局對向中芯國際出口的美國設備等進行限制。2020 年 12 月 21 日，中芯國際公告稱被美國商務部列入“

15、實體清單”，10nm 及以下的 產品或技術“推定拒絕”。根據(jù)中芯國際前后兩次的公告，美國商務部以保護美國國家安全和外交 利益為由，將中芯國際及其部分子公司及參股公司列入“實體清單”。公 司被列入“實體清單”后，根據(jù)美國相關法律法規(guī)的規(guī)定，針對適用于美 國出口管制條例的產品或技術，供應商須獲得美國商務部的出口許 可才能向公司供應；對用于 10nm 及以下技術節(jié)點（包括極紫外光技術） 的產品或技術，美國商務部會采取“推定拒絕”（Presumption of Denial） 的審批政策進行審核；同時公司為部分特殊客戶提供代工服務也可能受 到一定限制。美國對中芯國際限令將“10nm 技術節(jié)點”作為分界

16、點，對“先進制程” 與“成熟制程”進行了再定義，將業(yè)界傳統(tǒng)認為的分界點“28nm”或“14nm” 直接提升至“10nm”，美國對中芯國際的制裁在“先進制程”定義上存 在一定程度的妥協(xié)與邊際改善。據(jù) SIA 數(shù)據(jù)，2019 年邏輯晶圓制造產能 占比約 41%，其中10nm 晶圓制造產能占比約 2%，45nm 晶圓制造產 能占比最高約 22%。目前，10nm 制程的晶圓產能占比高達 98%，美 國對中芯國際的制裁將工藝制程分界點劃分為 10nm 為本土晶圓代工龍 頭的發(fā)展帶來了相對確定的發(fā)展空間和技術積累時間。中美科技摩擦過程中，華為和中芯國際兩大支柱性企業(yè)均受不同程度影 響，半導體材料國產化有望

17、向深度化和全面化發(fā)展。中國半導體材料目 前仍主要依賴于進口材料，國內公司市場規(guī)模相對較小，自給能力亟待 提升。在中美科技摩擦背景下，國內政策傾斜、Fab 廠國產化意愿加強、 資本市場活躍注入、材料廠抓住歷史機遇等多方面因素促使半導體材料 國產化逐漸走向深度化和全面化。根據(jù) SEMI 的數(shù)據(jù)，2019 年中國半導 體材料銷售額預計將達到 12.8 億美元，國產化率預計將超過 15%。3. 細分材料：從 0-1 實現(xiàn)突破，高端材料國產化進程加快3.1. 硅片：三大驅動助力成長，千億市場國產化加快3.1.1. 硅片種類繁多，應用場景多變硅片制備可大致分為多晶硅-單晶硅、單晶硅-硅片兩大步驟，前者是技

18、 術難點所在。硅片制造商購入電子級多晶硅作為原材料，通過拉晶環(huán)節(jié) 得到單晶硅錠，然后依次進行硅錠切端、直徑滾磨、切割倒角、研磨腐 蝕、拋光清洗得到拋光片。根據(jù)客戶要求，可在拋光片基礎上進一步加 工以制備退火片、外延片、SOI 等細分產品。按尺寸分，6 英寸、8 英寸、12 英寸占據(jù)市場主要份額，半導體器件的 制程水平與硅片尺寸需求相對應。90nm 及以下制程主要使用 12 英寸半 導體硅片，涵蓋從成熟到先進制程的半導體器件，大多應用于智能手機 和 PC 的邏輯芯片、存儲芯片和 CIS 圖像傳感器等；90nm-0.5m 的制程 主要使用 8 英寸及以下半導體硅片制造，主要應用于物聯(lián)網、汽車 MC

19、U、 射頻芯片、基站通訊等；0.35m 以上制程多采用 6 英寸及以下半導體硅 片，主要應用于功率半導體器件如 MOSFET、IGBT、晶閘管等。按制備工藝差異，主要分為拋光片、退火片、外延片和以 SOI 為代表的 高端硅基材料。1）單晶硅經過切割、研磨和拋光處理后得到拋光片。2） 退火片：拋光片利用高純度氫氣退火得到退火片，可消除表層區(qū)域缺陷， 并使其具有很強的重金屬污染捕獲能力，適用于 CMOS 和 DRAM。3） 外延片：拋光片經過外延生長形成外延片，主要由重摻制備，外延片提 高了柵氧化層完整性，改善了漏電現(xiàn)象，在功率器件、工業(yè)電子、汽車 電子等領域廣泛使用。4）SOI 硅片：拋光片經過

20、注氧隔離技術、鍵合、 注氧鍵合技術和智能剝離技術等工藝處理后形成 SOI 硅片，其核心特征 是在頂層硅和支撐襯底之間引入了一層氧化物絕緣埋層。3.1.2. 千億市場空間，12 寸為行業(yè)大趨勢全球硅片市場規(guī)模接近千億級，中國份額增幅領先。2015 年至 2020 年， 全球半導體硅片市場從 495 億元擴張至 785 億元，年均復合增長率達 9.67%，市場已近千億級水平。中國市場從 2015 年起開始騰飛，截至 2020 年規(guī)模增加近兩倍，從僅僅 30.5 億元增長至 93.7 億元，年均復合增長 率 25.18%，遠超同期全球市場增速。此外，全球半導體硅片價格及出貨 面積近兩年來均維持在高位

21、水平：2018 年-2020 年全球硅片銷售單價依 次為 0.91 美元/英寸、0.96 美元/英寸、0.91 美元/英寸，總體維持穩(wěn)定； 全球半導體硅片出貨面積從 2011 年起逐年增長，近兩年來增速有所放緩， 但仍然維持在較高水平。為提高半導體的生產效率和降低成本，硅片向大尺寸演進是大勢所趨。 12 英寸半導體級硅片出貨面積不斷擴張，與 8 英寸硅片合計占據(jù)市場超 90%，是未來晶圓生產的主流規(guī)格。12 英寸硅片自 2003 年起出貨面積 開始爆發(fā)式增長，從約 3.5 億平方英寸增加至 85 億英寸左右，市場份額 由 2003 年的 7%增長至 2015 年近 65%，隨后幾年在高位保持相

22、對穩(wěn)定。 據(jù) SEMI 預測，到 2020 年全球 12 英寸半導體硅片出貨面積將超過 90億平方英寸，市場份額有望突破 70%。3.1.3. 三大驅動助力成長，國內廠商打破壟斷并購式外延擴張加速行業(yè)集中度的提升，2020 年全球前五大硅片供應企 業(yè)市占率達近 90%。20 世紀 90 年代，全球主要的半導體硅片企業(yè)超過 20 家。1999 年日本信越化學收購日立的硅片業(yè)務，同年，住友金屬、 聯(lián)合硅制造公司、三菱硅材料公司合并形成 SUMCO，至此，兩家龍頭 公司初露鋒芒。隨后，環(huán)球晶圓 2012 年收購東芝陶瓷旗下 Covalent Materials 的半導體晶圓業(yè)務，2016 年先后收購

23、了正在虧損的 SunEdison Semiconductor Limited、丹麥 Topsil Semiconductor MaterialsA/S 半導體事 業(yè)部，進一步提升其市場占有率。2016 年，信越化學、SUMCO、Sltronic、 環(huán)球晶圓、SK Siltrc 共占據(jù)近 85%的市場份額。此后幾年，通過系列并 購活動，2018 年前五大廠商合計銷售額 740 億元，占比高達 93%。2020 年 12 月 10 日，環(huán)球晶圓宣布同意以 37.5 億歐元收購德國硅片制造商 Siltronic AG，此次收購合并完成后，環(huán)球晶圓將從全球第三大硅片生產 商一躍成為全球第二大硅片制造商

24、。國內硅片企業(yè)加速發(fā)展，使全球市場競爭格局發(fā)生著微妙變化，CR5 從 2018 年的 93%逐步下降至 2020 年的 87%。以滬硅為例，滬硅產業(yè)在全 球半導體硅片市場的市占率從2016年的0.54%增長為2020年的2.18%， 是國內生產半導體硅片最大的廠商。國內硅片廠商不斷成長，打破壟斷的主要驅動力有三：1）外延式并購加快企業(yè)版圖擴展。以滬硅為例，2015 年上海硅產業(yè)投 資有限公司成立，注冊資本 2 億元；2016 年，公司收購上海新昇，同年 通過要約收購的方式完成對 Okmetic 的控股；2019 年，公司繼續(xù)通過收 購股份取得新傲科技控制權。隨著公司 12 英寸硅片的規(guī)模量產，

25、滬硅 產業(yè)市占率增長至 2.18%，有望在世界舞臺上占據(jù)一席之地。2）下游需求驅動下，國內廠商積極擴張產能，順應行業(yè)趨勢，新增硅 片產能聚焦 12 英寸。大多數(shù)國內廠商已具備 8 英寸硅片量產能力，但 12 英寸硅片仍主要依賴進口。以滬硅產業(yè)、立昂微為首的國內廠商積極 擴增 12 英寸產能，預計國內 12 英寸新增產能將達到 652 萬片/月。滬硅 產業(yè) 12 英寸硅片技術領先國內，其子公司上海新昇預計 2021 年末完成 30 萬片/月的 12 寸安裝產能的建設，其募投項目將進一步新增 30 萬片/ 月的 12 寸產能，最終達到月產 60 萬片 12 英寸硅片的產能。3）重摻外延片聚焦功率和

26、模擬市場，附加值高，與國外技術差距小， 利于國內廠商追趕國際龍頭。重摻主要為外延片，面向 DAO 產品，市 場占比約 26%。輕摻則主要面向存儲和邏輯，市場占比約 74%。重摻外 延片雖然市場規(guī)模偏小，但由于增加了外延環(huán)節(jié)，利潤附加值更高。3.2. 光刻膠 ：從 0-1 實現(xiàn)突破，國產化進入爆發(fā)拐點3.2.1. 光刻工藝核心耗材，下游市場分散光刻是半導體晶圓制造中的最重要的工藝環(huán)節(jié)。光刻環(huán)節(jié)決定著芯片的 最小特征尺寸，占芯片制造時間的 40-50%，占制造成本的 30%。 光刻膠作為光刻環(huán)節(jié)的核心耗材，決定工藝圖形的精密程度和良率，重 要程度不言而喻。光刻膠是由感光樹脂、增感劑和溶劑三種主要成

27、分構 成的對光敏感的混合液體，通過刻蝕工藝將光掩模上的圖形轉移到所在的襯底上。集成電路隨著摩爾定律的不斷推進，制程工藝進入 5nm 時代， 光刻工藝技術難度大幅提升，光刻膠成為影響集成電路性能、成品率和 可靠性的關鍵因素。光刻膠的性能與光刻分辨率緊密相關，隨著光刻特征尺寸的不斷縮小， 工藝環(huán)節(jié)對于光刻膠的要求愈發(fā)嚴格。光刻分辨率直接關系芯片特征尺 寸大小，其與曝光波長、數(shù)值孔徑及工藝系數(shù)相關。 曝光波長方面：從紫外（Ultraviolet，寬譜436 nm-365 nm）到深紫 外（Deep UV，248 nm193 nm=193i nm）再到極紫外（Extreme UV， 13.5 nm），

28、分辨率要求不斷提升，圖案精細程度不斷增加，光刻膠 性能也隨之不斷提升。 數(shù)值孔徑方面：由 0.35 發(fā)展到目前大于 1，相關技術發(fā)展對于光刻 膠及其配套產品的性能要求提出更高要求。 工藝系數(shù)方面，從 0.8 變到 0.4，其數(shù)值與光刻膠品質相關?，F(xiàn)有光 刻技術能夠實現(xiàn) 10nm 工藝的光刻，為了實現(xiàn) 7nm、5nm 的制程， 國內外廠商開始積極布局 EUV 光刻技術。光刻膠根據(jù)應用領域，主要分為半導體光刻膠、面板光刻膠和 PCB 光 刻膠。半導體光刻膠，主要應用于半導體，根據(jù)曝光波長不同，分為 g 線光刻膠、i 線光刻膠、KrF 光刻膠、ArF 光刻膠以及 EUV 光刻膠等； 面板光刻膠主要應

29、用于面板顯示，分為彩膠、黑膠等；PCB 光刻膠則主 要應用于 PCB 行業(yè)，主要分為干膜光刻膠、濕膜光刻膠和光成像阻焊油墨等。半導體光刻膠市場規(guī)模約 18 億美元，占比最小，但國產化率最低。根 據(jù) SEMI 的數(shù)據(jù)，2019 年全球光刻膠市場規(guī)模約 82 億美元，其中半導 體光刻膠市場規(guī)模約為 18 億美元，僅占 21.95%，在三大類別中占比最 小。但是就技術壁壘而言，半導體光刻膠的壁壘最高，其 KrF 光刻膠國 產化率僅為 1%左右，ArF 光刻膠除少數(shù)國內公司可以少量銷售外，基本 仍處于研發(fā)階段。3.2.2. 光刻膠壁壘高筑，市場格局壟斷明顯光刻膠壁壘高筑，其主要壁壘在于原材料、設備和技

30、術三方面。光刻膠 是半導體材料中國產化率最低的材料之一，除 PCB 光刻膠外，半導體光 刻膠和面板光刻膠均嚴重依賴進口。其壁壘包括原材料壁壘、設備壁壘、 技術壁壘、驗證周期長等方面，前三者為主要技術壁壘。原材料壁壘：光刻膠對上游原材料依賴嚴重，上游原材料的布局對于光 刻膠的自主可控必不可少。根據(jù) Reportlinker 數(shù)據(jù)顯示，生產光刻膠的 原料包括光刻膠樹脂、單體、光引發(fā)劑（包括光增感劑、光致產酸劑） 及其他助劑等。其中，樹脂占光刻膠總成本的 50%，在光刻膠原料中占 比最大，其次是占 35%的單體和占 15%的光引發(fā)劑及其他助劑。設備壁壘：光刻膠與光刻機聯(lián)動發(fā)展，相關研發(fā)設備成本高昂且

31、依賴進 口。光刻膠生產需要光刻機進行配套測試，因此光刻機是光刻膠研發(fā)中 必不可少的一環(huán)。根據(jù)晶瑞電材的數(shù)據(jù)，在高端光刻膠研發(fā)項目中，設 備及安裝費占總投資額的 69%，其中光刻機占設備及安裝費的 44%，達 到 1.5 億元，成本最高。技術壁壘：光刻膠的技術壁壘既來自于專利突破的障礙，也有晶圓廠高 度定制化的配套要求。以半導體光刻膠為例，G 線-I 線-KrF-ArF-EUV， 每一代光刻膠產品的升級均需要克服較大的技術障礙，核心材料已形成 專利保護。另外考慮到下游應用分散所導致光刻膠的性能上的高度差異， 光刻膠在研發(fā)認證過程中，需要高度定制化，滿足晶圓廠的實際配套要 求。高壁壘鑄就壟斷格局，

32、市場主要被日美廠商所占據(jù)。全球光刻膠市場主 要被東京應化、杜邦、JSR、住友化學等制造商所壟斷，尤其是在半導 體光刻膠的高端的 KrF 和 ArF 領域，市場集中度更高。在較為低端的 g/i 線光刻膠領域，CR4 為 74%，但在 KrF 光刻膠領域的 CR4 為 85%， ArF 光刻膠領域的 CR4 為 83%，兩者均超過 83%以上。中國半導體光刻膠領域仍處于起步階段，與國外公司技術差距巨大。全 球市場的 JSR、東京應化等公司光刻膠產品覆蓋 g/i、KrF、干性 ArF、 浸沒 ArF，甚至 EUV 光刻膠。而中國公司除少數(shù)公司覆蓋 g/i 光刻膠外， 在更高的光刻膠領域基本都處于客戶

33、驗證甚至只是研發(fā)階段，任重而道 遠。3.2.3. 光刻膠從 0-1 突破，國產化進入爆發(fā)拐點國產光刻膠從 0-1 實現(xiàn)技術突破，逐步導入供應鏈，國內大廠有望抓住 國產替代窗口進入爆發(fā)上升的拐點。信越化學等國外大廠壟斷造成國內 光刻膠供需短缺持續(xù)緊張，伴隨著半導體供應鏈安全問題日益嚴重，光 刻膠的國產替代的窗口逐步打開。與此同時，各大國產廠商在高端光刻 膠領域逐步實現(xiàn)量產和規(guī)模出貨，并借助優(yōu)異的產品配套開發(fā)能力成功 導入國產供應鏈，有望實現(xiàn)光刻膠國產替代的大爆發(fā)。光刻膠加速國產替代的主要邏輯為：1） 行業(yè)窗口打開：供需緊張和供應鏈安全問題日益嚴重，光刻膠的國 產替代窗口進一步打開。2） 新產能的

34、配套發(fā)展：光刻膠屬于高度定制化產品，并需要和光刻機 聯(lián)動發(fā)展。隨著國內晶圓廠新產能的迅速釋放，國內廠商為滿足產 品配套化發(fā)展，會優(yōu)先選擇具有本土化優(yōu)勢的國內廠商。3） 供應鏈一體化：以華懋科技、彤程新材等為代表的國內公司將單體、 樹脂等上游材料和光刻膠一體化發(fā)展，實現(xiàn)供應鏈的全方位安全， 成為國內晶圓廠商長期發(fā)展的首選供應商。4） KrF、ArF 等關鍵領域實現(xiàn)客戶導入及產品擴產：KrF 線光刻膠用 于 0.25m-0.11m，ArF 線光刻膠用于 90nm-7nm，兩者覆蓋成熟 制程內幾乎所有產品，以彤程新材等為代表的國內廠商突破 KrF 和 ArF線光刻膠實現(xiàn)規(guī)模化量產，打開了光刻膠領域的

35、最大應用市場， 有助于國內廠商的快速發(fā)展。3.3. CMP：進入國內外供應鏈，駛入國產化快車道3.3.1. 拋光液和拋光墊是 CMP 材料的核心耗材化學機械拋光（CMP）是通過拋光材料化學腐蝕及機械腐蝕協(xié)同實現(xiàn)晶 圓全局平坦化的過程。晶圓制造主要包括擴散、光刻、刻蝕、離子注入、 薄膜生長、化學機械拋光(CMP)、金屬化七大流程。作為目前唯一能兼 顧表面的全局和局部平坦化的技術，CMP 通過納米級粒子的物理研磨 作用與拋光液的化學腐蝕作用的有機結合，對集成電路器件表面進行平 滑處理，能夠去除表面缺陷、改善金屬臺階覆蓋及其相關可靠性，在高 精度晶圓制造中發(fā)揮至關重要的作用。CMP 核心耗材聚焦拋光

36、液和拋光墊。根據(jù)功能的不同，拋光材料可劃 分為拋光墊、拋光液、調節(jié)器、以及清潔劑等，其中拋光液占據(jù) 49%的 市場份額，拋光墊占據(jù)了 33%的市場份額。二者均為易耗品，其性能在 很大程度上決定了拋光的質量。1） 拋光墊：決定晶圓平整度的重要輔料。拋光墊主要通過化學物理作 用打磨晶圓，在使用時對硅片提供一定壓力并對其表面進行機械摩 擦，主要起存儲、傳輸拋光液的作用。主要類別分為聚氨酯類、無 紡布類和絨毛結構，其中軟性墊在拋光墊中占據(jù)主流。2） 拋光液：CMP 技術核心要素。拋光液是一種不含任何硫、磷、氯添 加劑的水溶性拋光劑，其性能直接影響被加工工件表面的質量以及 拋光加工的效率。不同的拋光步驟

37、會需要不同的拋光液種類，7nm 以下邏輯芯片中 CMP 拋光步驟達到三十步，使用拋光液種類近三十 種。主要類別分為氧化鋁類、氧化硅類和氧化鈰類，其中氧化鈰在 拋光液中占據(jù)主流。3.3.2. 國內需求加速增長，國產化駛入快車道CMP 拋光材料全球市場規(guī)模穩(wěn)步提升，國內市場增速高于全球市場。 隨著芯片制程復雜度的提升對 CMP 材料的需求提升以及晶圓產能的擴 產，國內外市場規(guī)模穩(wěn)步提升。根據(jù) SEMI 的數(shù)據(jù)，2020 年全球 CMP 拋光材料市場規(guī)模為 24.8 億美元，14-20 年 CAGR 為 8%；2020 年中國 CMP 拋光材料市場規(guī)模為 32 億元，15-20 年 CAGR 約為

38、10%。受益國內晶圓廠擴產速度加快，國內市場將開始提速，增速遠超全球市 場。以拋光液為例，根據(jù) Techcet 和 QY Research 的預測，預計全球拋光 液市場規(guī)模 24 年將達到 24.8 億美元，19-24 年 CAGR 為 8.45%；而國內 拋光液市場規(guī)模 25 年將超過 10 億美元，19-25 年 CAGR 約為 31.66%， 遠大于 8.45%。由于 CMP 材料較高的工藝壁壘及認證難度，行業(yè)格局較為集中，主要 被美國及日本廠商壟斷。1） 拋光液：國外廠商壟斷，國內龍頭追趕迅猛。長期以來，全球拋光 液市場被美日企業(yè)所壟斷，Cabot、Hitachi、Fujimi、Ver

39、sum 占比分 別為 33%、13%、10%、9%，CR4 約為 65%。 值得一提的是，中國 企業(yè)安集科技追趕勢頭迅猛，其全球市場份額已經增加到 4.5%。2） 拋光墊：美國 Dow公司一家獨大，呈現(xiàn)單寡頭格局。美國陶氏化學 企業(yè)占全球拋光墊市場 79%的市場份額，更在細分集成電路芯片和 藍寶石兩個高端領域占據(jù) 90%的市場份額。3M、卡博特、日本東麗、 中國臺灣三方化學等也可生產部分芯片用拋光墊。拋光墊打破壟斷穩(wěn)步放量，拋光液加速突破穩(wěn)固市場，國內廠商在 CMP 材料領域追趕勢頭迅猛，國產化進程駛入快車道。1）拋光液領域：以安集為例，安集在銅及銅阻擋層拋光液突破 14nm 工 藝，并持續(xù)拓

40、展鎢拋光液和介電材料拋光液在 3D NAND 先進制程的應 用，產品技術已經接近國際最高水平。根據(jù) SEMI 的數(shù)據(jù)，公司 CMP 拋 光液在全球市場的份額由 2019 年的 3%左右成長到 2020 年的 4.5%左右。 未來隨著產能進一步放量，市場份額將加速擴張。2） 拋 光墊 領域 ： 以鼎龍為例 ，鼎龍 已通 過 28nm 產 品全 制程 （ILD/SIT/W/Cu/GKMG）的驗證并獲得訂單，針對 14nm 以下先進制程 開發(fā)的新產品在客戶端驗證進展順利，將在 21 年底獲得新突破。國內 廠商初步打破拋光墊技術壟斷，產能仍在釋放當中。隨著市場推進和產 能建設雙管齊下，拋光墊國產化之路

41、未來可期。3.4. 靶材 ：功能薄膜制備核心，國產替代逐步提升3.4.1. 功能薄膜制備核心，市場規(guī)模持續(xù)上行靶材是濺射工藝核心原材料，功能薄膜制備必經之路。濺射工藝屬于物 理氣相沉積（PVD）的一種，在超大規(guī)模集成電路制造過程中被反復使 用到。它利用離子源產生的離子流，在高真空中經過加速聚集形成高速 度能離子流束，轟擊固體表面，使固體表面的離子離開固體沉積在基底 表面形成電子薄膜，存在工藝不可替代性。被轟擊的固體稱為靶材，是 濺射工藝的重要基石。靶材制造產業(yè)鏈可分為“金屬提純-靶材制造-濺射鍍膜-終端應用”四大 環(huán)節(jié)，核心環(huán)節(jié)聚焦靶材制造和濺射鍍膜。產業(yè)鏈上游為高純金屬，中 游為高純?yōu)R射靶材

42、，下游為相關應用。根據(jù) WSTS 數(shù)據(jù)顯示，靶材下游領域涵蓋半導體芯片、平板顯示器、太 陽能電池、信息存儲、工具改性、電子器件和其他領域。在全球靶材應 用市場中，占比最高的為顯示面板，信息存儲排名第二，其次為半導體 芯片和太陽能電池。國內靶材應用市場中，主要分為顯示面板、半導體 芯片和太陽能三大領域，其中半導體芯片占比近 50%。半導體和面板行業(yè)景氣周期上行，為靶材增長持續(xù)賦能。靶材 2020 年 全球高純?yōu)R射靶材市場規(guī)模為195.63億美元，2015-2020年CAGR超10%。 就國內市場來說，2020 年中國靶材市場規(guī)模約 337.38 億元。隨著國內 進口靶材免稅期結束，國產替代動力充足，預計到 2026 年國內靶材行 業(yè)市場規(guī)模將達 653 億元，21-26 年 CAGR 為 14.98%。3.4.2. 市場寡頭壟斷嚴重，國產替代逐步提升靶材行業(yè)準入門檻較高，主要體現(xiàn)在技術與客戶壁壘這兩個方面：1） 技術壁壘：美國、日本等跨國集團先發(fā)優(yōu)勢明顯，通常將產業(yè)鏈擴 展至下游終端應用領域，將上游基礎