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1、2020 年深度行業分析研究報告內容目錄一、中芯國際上市,材料設備鏈國產替代加速5二、需求旺盛,設計、IP 產業蓬勃發展8三、材料國產化進度超預期,相關龍頭加速突破133.1 中國需求巨大,國產替代揭開序幕133.2 CMP 受益半導體市場及制程發展,市場持續增長183.3 電子特氣受益于下游擴產帶動,國產化進程開啟213.4 硅片:半導體材料重中之重,國內逐步實現突破223.5 光刻膠:逐步突破,任重而道遠26四、下游投建如火如荼,設備替代正當其時274.1 全球設備市場回暖,受益于制程進步、產能投放274.2 前道設備占主要部分,測試需求增速最快314.3 全球市場受海外廠商誤導,前五大廠
2、商市占率較高344.4 國內需求爆發,國產替代進展加速35五、封測:全球競爭力加強,潛在承接國內需求增量385.1 封測市場:國內封測市占率逐步提升,國產替代需求進一步加碼385.2 產能利用率修復,收入保持高增速405.3 5G 射頻帶來集成化封裝需求大幅提升42圖表目錄圖表 1:募集資金用途(單位:萬元)5圖表 2:中芯國際重要的產業鏈地位5圖表 3:中芯國際一站式的解決方案5圖表 4:中國芯片設計成長率(單位:十億美元)6圖表 5:中芯國際來自本土客戶收入迅猛增長(百萬美元)6圖表 6:中芯國際與臺積電量產制程代際差(20202021 為預期情況)6圖表 7:中國“芯”陣列7圖表 8:聚
3、源芯星基金認繳情況8圖表 9:全球半導體市場(單位:10 億美元)9圖表 10:中國芯片設計公司數量9圖表 11:中國大陸集成電路設計產業銷售收入10圖表 12:IC 設計板塊重點公司年報表述11圖表 13:國產替代 IC 設計全景圖12圖表 14:半導體上下游產業鏈,以及半導體材料在產業鏈所處位置14圖表 15:半導體材料分類14圖表 16:晶圓制造過程所需材料15圖表 17:2013-2018 年全球半導體市場銷售規模(億美元)15圖表 18:2016-2020 年我國半導體材料市場規模(億美元)15圖表 19:晶圓制造材料市場規模(億美元)16圖表 20:全球半導體材料銷售額分布16圖表
4、 21:2012-2017 年我國占半導體制造材料國產化情況(%)17圖表 22:半導體材料國產化進程17圖表 23:半導體封裝材料進出口額(萬美元)18圖表 24:半導體封裝材料進出口量(噸)18圖表 25:半導體封裝材料進口單價情況18圖表 26:CMP 成本拆分19圖表 27:全球 CMP 材料市場規模情況(億美元)19圖表 28:我國 CMP 材料市場規模情況(億元)19圖表 29:全球 CMP 拋光墊市占率20圖表 30:2019 年全球 CMP 拋光液市占率20圖表 31:電子特氣下游應用情況21圖表 32:氣體按純度分類21圖表 33:電子特氣按用途分類22圖表 34:半導體硅片
5、技術演變史23圖表 35:全球各類型半導體硅片出貨面積占比23圖表 36:12 寸晶圓全球產能及需求對比表23圖表 37:較大尺寸晶圓具備更高的理論生產效率24圖表 38:8 英寸及 12 英寸理論成本變化情況24圖表 39:全球半導體硅片市場規模(億美元)24圖表 40:全球半導體硅片出貨面積(百萬平方英寸)24圖表 41:中國大陸半導體硅片市場規模(億美元)25圖表 42:全球硅片市場競爭格局及市占率25圖表 43:半導體硅片行業主要企業經營情況26圖表 44:全球半導體光刻膠及配套試劑市場規模26圖表 45:中國半導體光刻膠及配套試劑市場規模26圖表 46:光刻膠主要生產企業27圖表 4
6、7:國內半導體產品結構27圖表 48:全球半導體設備銷售額(十億美元)28圖表 49:全球半導體設備銷售額(十億美元)28圖表 50:半導體設備市場增速周期性29圖表 51:海外半導體設備龍頭營業收入增速跟蹤29圖表 52:海外半導體設備龍頭 GAAP 凈利潤(百萬美元)30圖表 53:晶圓代工企業資本開支(百萬美元)30圖表 54:全球半導體資本開支(百萬美元)31圖表 55:100K 產能對應投資額要求(億美元)31圖表 56:半導體制造領域典型資本開支分布32圖表 57:全球半導體設備按工藝流程劃分(百萬美元)32圖表 58:全球半導體前道設備劃分(百萬美元)33圖表 59:全球半導體測
7、試設備劃分(百萬美元)33圖表 60:集成電路前道工藝對應設備34圖表 61:AMAT、LAM、TEL 主導大部分前道工藝34圖表 62:全球半導體設備廠商營業收入排名(百萬美元)35圖表 63:五大設備廠商行業格局(百萬美元)35圖表 64:國內晶圓廠投資規模(億元)(20202022 年為預測數據) 36圖表 65:國產設備替代進程36圖表 66:全球半導體前道設備銷售區域劃分37圖表 67:國內晶圓廠內資投資需求(億元)37圖表 68:國內晶設備廠商空間測算(億元)37圖表 69:全球封測企業市占率38圖表 70:全球封測行業市場規模(億美元)39圖表 71:2018 年封測廠商地域分布
8、情況39圖表 72:2018 年全球 Top25 封測廠商排名情況40圖表 73:封測行業利潤率及費用41圖表 74:全球主要封測工廠所在地41圖表 75:RF SiP 封裝快速增長42圖表 76:射頻前端模組結構42圖表 77:高通首款 AiP 產品 QTM05243圖表 78:三星 S10 5G 版本用到三個 QTM052 模組43一、中芯國際上市,材料設備鏈國產替代加速中芯國際回歸 A 股,國產晶圓制造崛起。中芯國際公布將于科創板上市,擬發行 16.86 億股募集 200 億,國產晶圓制造龍頭強勢回歸 A 股,募集資金主要投資于:(1)40%用 于投資 12 英寸 SN1 項目(中芯南方
9、一期);(2)20%用于公司現金及成熟工藝研發項目 的儲備資金;(3)40%用于補充流動資金。圖表 1:募集資金用途(單位:萬元)序號項目名稱募集資金投資額擬投入資金比例112 英寸芯片 SN1 項目800,000.0040.00%2先進及成熟工藝研發項目儲備資金400,000.0020.00%3補充流動資金800,000.0040.00%合計2,000,000.00100.00%資料來源:中芯國際招股說明書,中芯國際在國內芯片產業鏈中占有舉足輕重的地位。公司不斷加速技術研發,建立關鍵平臺和戰略聯盟,致力于成為世界一流的主流代工廠。公司提供一站式服務,除集成電 路晶圓代工外,在設計服務與 IP
10、 支持、光掩膜制造、凸塊加工及測試方面提供完備配套 服務,先進程度國內領先,涵蓋絕大部分下游應用。圖表 2:中芯國際重要的產業鏈地位圖表 3:中芯國際一站式的解決方案 資料來源:公司官網、資料來源:公司官網、中國是全球最大的芯片市場,中芯國際來自本土客戶收入迅猛增長。根據 gartner,中國半導體市場占比從 2000 年的 7%預計提升到 2020 年的 50%,成為全球最大的芯片市 場。20112020 年中國本土設計公司的復合增長率為 24%,遠高于全球平均的 4%。 20112019 年中芯國際來自于中國本土客戶的收入復合增長高達 20%,持續受益于本 土市場的興起與開拓。圖表 4:中
11、國芯片設計成長率(單位:十億美元)圖表 5:中芯國際來自本土客戶收入迅猛增長(百萬美元)資料來源:公司官網、資料來源:公司官網、14nm FinFEF 量產,12nm 有望逐漸試產。中芯國際 14nm FinFET 工藝的實現也標志 著公司下游應用將邁進 5G、物聯網、車用電子、高性能計算等領域。預計年底產能達到 1.5 萬片/月。公司 14nm 產品覆蓋通訊、汽車等領域,并基于 14nm 向 12nm 延伸,啟 動試生產,目前進展良好。對于應用端,計劃未來按三階段進行推進:一階段,聚焦高 端客戶,多媒體應用;二階段,聚焦中低端移動應用,并在 AI、礦機、區塊鏈等應用有 所準備;三階段,發展射
12、頻應用。14nm 量產之后,N+1/N+2 更值得期待。預計隨著 14nm 產能擴充,占比有望持續提 高,計劃年底產能擴到 1.5 萬片/月。N+1 新平臺開始有客戶導入,研發投入轉換率加快 提高。N+1 相比于 14nm,性能提升 20%、功耗降低 57%、邏輯面積降低 63%,意味 著除了性能,其他指標均與 7nm 工藝相似,N+2 則有望在此基礎上將性能提升至 7nm 水平。圖表 6:中芯國際與臺積電量產制程代際差(20202021 為預期情況)資料來源:公司官網,持續關注中國“芯”陣列核心標的,如晶圓代工、封測、IP 授權及設計服務、設備材料 等國產化機會。隨著中芯國際即將于科創板上市
13、,A 股國產半導體家族將再得一名大將。 隨著當前國產半導體板塊的日漸完善,我們已經看到從 IP 授權及設計服務、設計、晶圓代工、封測、設備、以及材料多領域的不同程度的國產化出現。圖表 7:中國“芯”陣列資料來源:國盛電子整理、中芯國際火速過會,科創板登陸在即;長存二期(產能從 50K 到 100K)宣布啟動, 64 層穩定生產,128 層成功研制。20202022 年內資晶圓廠每年規劃投資金額均超千 億,后續有望加大國產設備、材料、OSAT 鏈條的扶持力度。在國產替代趨勢下,目前產業跟蹤來看代工、封裝、測試以及配套設備、材料已經開始實質性受益,整體實力得 到顯著提升。戰投基金募集成立,國內半導
14、體產業鏈凝聚整合。聚源芯星基金募集認繳規模為 23.05 億元,將作為戰略投資者認購中芯國際在科創板 IPO 發行的股票?;鸸芾砣藶橹行揪?源,依托團隊專業優勢和產業資本背景優勢,投資領域涵蓋 IC 設計、半導體材料和裝備、 IP 及相關服務。參與該戰投基金的合伙人包括中芯聚源、上海新陽、中微公司、上海新 晟、瀾起科技、中環股份、韋爾股份、匯頂科技、聚辰股份、安集科技、全志科技、盛 美半導體、徠木股份、至純科技、江豐電子等。圖表 8:聚源芯星基金認繳情況合伙人名稱認繳出資額(人民幣萬元)合伙人類型中芯聚源股權投資管理(上海)有限公司500普通合伙人上海新陽半導體材料股份有限公司30,000有
15、限合伙人中微半導體設備(上海)股份有限公司30,000有限合伙人上海新昇半導體科技有限公司20,000有限合伙人瀾起投資有限公司20,000有限合伙人天津中環半導體股份有限公司20,000有限合伙人上海韋爾半導體股份有限公司20,000有限合伙人深圳市匯頂科技股份有限公司20,000有限合伙人聚辰半導體股份有限公司10,000有限合伙人安集微電子科技(上海)股份有限公司10,000有限合伙人珠海全志科技股份有限公司10,000有限合伙人盛美半導體設備(上海)股份有限公司10,000有限合伙人上海徠木電子股份有限公司10,000有限合伙人上海至純潔凈系統科技股份有限公司10,000有限合伙人寧波
16、江豐電子材料股份有限公司10,000有限合伙人資料來源:徠木股份公司公告、設備廠商國產替代明顯加速。全球半導體設備市場約 500600 億美元,大陸占比持續 提高。中微、北方華創在設備領域持續放量,武漢精鴻檢測設備落地、上海精測膜厚設 備突破。根據長存 20H1 的訂單,各品類出貨量占比程度看,刻蝕(中微 26%、北方華創 9%)、薄膜(北方華創 16%、沈陽拓荊 5%)、清洗(盛美 19%)、熱處理(北方華 創 35%),國產替代比率已經實現較大提升。國產替代紅利加持材料空間廣闊。全球半導體材料市場超過 500 億美元,大陸占比超過 20%,且增速在不斷提升。硅片、光刻膠、CMP 拋光材料等
17、材料為最上游環節,國產 替代才剛剛開始,未來存在巨大空間。20Q1 可以看到材料板塊部分公司通過持續的技術、產品、客戶等方面的攻關,開始逐步實現營收上的突破,看好國產供應商未來較快 發展的實現。二、需求旺盛,設計、IP 產業蓬勃發展根據 IBS 報告,中國在全球半導體市場規模中占比超過 50%,并呈持續擴大趨勢。2019 年中國半導體市場規模為 2122 億美元,占全球市場的 52.93。預計到 2030 年,中國 半導體市場規模將達到 6212 億美元,占全球市場高達 59.01,其中中國半導體市場的 年均復合增長率達 10.26%。圖表 9:全球半導體市場(單位:10 億美元)資料來源:芯
18、原股份招股書、IBS、隨著中國芯片制造及相關產業的快速發展,本土產業鏈逐步完善,為中國的初創芯片設 計公司提供了國內晶圓制造支持,加上產業資金和政策的支持,以及人才的回流,中國 的芯片設計公司數量快速增加。圖表 10:中國芯片設計公司數量資料來源:芯原股份招股書、ICCAD、我國的集成電路設計產業已成為全球集成電路設計產業的新生力量。從產業規模來看,我國大陸集成電路設計行業銷售規模從 2013 年的 809 億元增長至 2018 年的 2,519 億 元,年均復合增長率約為 25.50%。圖表 11:中國大陸集成電路設計產業銷售收入資料來源:芯原股份招股書、中國半導體協會、國產替代歷史性機遇開
19、啟,2019 年正式從主題概念到業績兌現、2020 年有望加速。 逆勢方顯優質公司本色,為什么在 2019 年行業下行周期中 A 股半導體公司迭超預期, 優質標的國產替代、結構改善逐步兌現至報表是核心原因。研發轉換效率是科技企業之本,這一點在輕資產運營、下游創新需求迭代快的 IC 設計 公司上體現的尤為明顯。我們詳細梳理各家公司財報,可以發現韋爾股份、兆易創新、圣邦股份、卓勝微、樂鑫 科技、瀾起科技、景嘉微、匯頂科技等一批優質公司在新產品、新技術工藝、市場份額 以及客戶方面取得重大突破。圖表 12:IC 設計板塊重點公司年報表述業務進展描述新工藝表述新產品表述份額表述1、65nm 向 55nm
20、節點升級;NOR 出貨累計超 兆易2、SLC NAND 推100 億顆,MCU 客創新進 24nm;戶數突破 2 萬家3 、 MCU 制程 40nm 研發中;1、NOR 市占率 14%站上1、NOR:高速 4 通道新品、8 通道 GD25LX;全球前四;2、NAND:1Gb 到 8Gb 覆蓋主流應用;2 、 MCU 大 陸 份 額 超 過3、MCU:RISC-V 核新品、M23 內核新品10%;(面向光模塊、基站、光纖系統等)3、思立微指紋識別芯片市4、進軍 19nm 制程 DRAM;占率 9%+,全球第三目前公司設計業務主要分為兩大業務 體系,分別為圖像傳韋爾 感器產品和其他半股份導體器件產
21、品(包括分立器件、PMIC、 射頻等)。1、CIS:在手機市場推出了 0.8um3200 萬 像素、4800 萬像素及 6400 萬像素的產品, 并對公司既有產品進一步升級換代; 2、射頻:在 RFSwitch、Tuner、LNA 等產 品領域研發出了具有市場競爭優勢的成 果;CIS 業務份額位居全球第 三;1、制造:0.18um新一代 BCD 工藝 1、信號鏈新品:高性能運算放大器、高壓 平臺;比較器、高保真音頻驅動器、高速模擬開 2、封測:WLCSP、 關及接口電路等;16 大類 1400 余款圣邦 產品,較上年增加約股份300 款SC70 等 比 例 提升; 3、技術方向:低 功耗、高精
22、度低 噪放、高效率 PMIC;2、電源管理類新品:AMOLED 顯示電源芯片、微功耗 LDO、高效低功耗 DC/DC 轉換 器、7A 大電流升壓轉換器、鋰電池充電及 保護管理芯片、OVP、馬達驅動芯片以及負載開關等;成為華為合格供應商,并向華為提供LNA 和 Switch;與 卓勝高通達成合作意向, 微射頻開關產品已通過高通的小批量試 產驗證,正式進入量 產。1、率先采用 12 寸 65nm RF SOI 工藝; 2、新一代鍺硅工 藝低噪放;5G 制式 sub-6GHz 頻段射頻開關和低噪聲 放大器新產品,同時射頻模組的開發取得 突破;具體新品包括:SAW、GPS 濾波器、WiFi 濾波器、D
23、iFEM(射頻濾波器分集接收模 組)、LFEM(低噪放濾波器集成模組)、 LNA bank 等新品1、內存接口芯片:第一子代 DDR5 RCD 及DB 芯片、以及 DDR5 新品(SPD/PMIC/TS)瀾起 科技的工程樣片的流片工作;公司 DDR 系列內存接口芯2、津逮服務器:公司已于 2019 年 5 月具片已成功進入國際主流內備批量供貨能力,已有聯想、長城等數家存、服務器和云計算領域,服務器 OEM 廠商客戶;并逐步占據全球市場的重3 、新品方面,公司也已完成 PCIe 4.0要份額。Retimer 芯片的工程樣片的流片等;4、此外也在布局 PMIC、溫度傳感器、串 行檢測等產品;1、J
24、M7200 已完成與龍芯、飛騰、麒麟軟景嘉 件、國心泰山、道、天脈等國內主要的 CPU微和操作系統廠商的適配工作,與中國長城、超越電子等十余家國內主要計算機整機廠 商建立合作關系并進行產品測試; 2、在消費類芯片領域,公司成功開發了通 用 MCU 芯片、 BLE 低功耗藍牙芯片、 Type-C&PD 接口控制芯片等通用芯片;公 司 現 已 發 布ESP8089、ESP8266、ESP32 以樂鑫 科技及 ESP32-S 四個系列。自 ESP32 系列 之后,新增藍牙和 AI 算法功能,芯片 產品向 AIoT 領域發展。1、正式發布 ESP32-S2 新品,集成 RISC-V在 Wi-Fi MC
25、U 領域市場份協處理器,大幅提升外接內存、安全性;額預計保持在 30%左右,2、完善開發生態,更新物聯網開發系統高于其他同行業公司,連續ESP-IDF , 同 時 發 布 音 頻 開 發 框 架三年排名第一。ESP-ADF;面向未來,公司戰略發展目標是成長為 一家綜合型的 IC 設匯頂計商,圍繞“物理感科技 知、信息處理、無線 傳輸、安全”四大領 域構建 IoT 綜合平 臺。1、屏下指紋芯片持續推出新品;2、TWS 耳機入耳檢測與觸控二合一產品3、心率檢測產品;4、安全 MCU+活體指紋的創新智能門鎖方 案;資料來源:各公司年報,2019 年是國產供應鏈重塑第一年,2020 年將進入加速階段。
26、我們認為國產供應鏈重 塑將繼續延循兩條主線展開:國內芯片生態圈將開始壯大發展,在當前國產替代需求下,具備核心研發能力的公 司將會獲得更多的試錯和產品迭代機會;整個產業鏈還有制造、封測、材料、設備等眾多環節,國內產業鏈重塑,為國內半導體打造更加安全、可靠、先進的發展環境,相關的邏輯芯片代工、封測、設備、 材料等廠商有望深度受益;圖表 13:國產替代 IC 設計全景圖資料來源:整理國內半導體設計領域崛起一批具有較強實力的企業:公司本身研發實力過硬,研發轉換效率高:主要關注公司研發投入的成果轉換,重點關注研發投入-營收/產品品類擴張速度的匹配情況,去年圣邦股份、匯頂科技以 及今年韋爾股份的營收擴張與
27、毛利改善均屬于此類;具備可見、可觸及的下游廣闊空間,或者能通過品類擴張切入更大的市場空間:全球 800-1000 億美金的 DRAM、500-700 億美金的 NAND Flash、500-600 億美金的 模擬芯片、200 億美金的 CIS 芯片有望深水養大魚,出現大體量龍頭公司;2020 年 CIS、射頻、存儲、模擬等國產化深水區力度有望加速。幾個核心賽道國內逐漸涌現出一批優秀企業:1、華為核心五大件 CPUGPUADDA存儲射頻器件中,CPUGPUADDA 海思已經進行 多年研發、產品逐步落地自強; 2、存儲:用量最大,百億美金采購級別、預計三年后翻倍,目前主流存儲 DRAM 扶持 合肥
28、長鑫(兆易創新)、NAND 扶持長江存儲,利基型存儲兆易創新、ISSI(北京君正擬 收購)已經切入預計馬上放量; 3、FPGA:紫光同創(紫光國微),安路信息(士蘭微入股);4、模擬芯片及傳感器:韋爾股份,圣邦股份,矽立杰,杰華特,3PEAK;5、功率半導體:聞泰科技,士蘭微,揚杰科技;6、射頻芯片:三安光電,卓勝微,山東天岳;7、阻容感:風華高科,三環集團,順絡電子;8、代工及封測:中芯國際,長電科技,華天科技,通富微電;9、連接器及天線:立訊精密、意華股份、碩貝德、電連技術;10、環形器:天和防務;三、材料國產化進度超預期,相關龍頭加速突破3.1 中國需求巨大,國產替代揭開序幕國產替代紅利
29、加持材料空間廣闊。全球半導體材料市場超過 500 億美元,大陸占比超過20%,且增速在不斷提升。硅片、光刻膠、CMP 拋光材料等材料為最上游環節,國產替代才剛剛開始,未來存在巨大空間。20Q1 可以看到材料板塊部分公司通過持續的技 術、產品、客戶等方面的攻關,開始逐步實現營收上的突破,看好國產供應商未來較快 發展的實現。在半導體原材料領域,集成電路技術發展到微納電子制造的物理極限,單獨依靠特征尺 寸縮小已不足以實現技術發展目標。新材料的引入以及相應的新材料技術與微納制造技 術相結合共同推動著集成電路不斷發展。集成電路制造工藝用到元素已經從 12 種增加到 61 種。伴隨微納制造工藝不斷發展,對
30、材料的純度,納米精度尺寸控制、材料的功 能性等都提出了嚴苛的需求。圖表 14:半導體上下游產業鏈,以及半導體材料在產業鏈所處位置資料來源:公開資料整理,圖表 15:半導體材料分類資料來源:賽瑞研究,簡單來看,半導體制造所需要的材料主要分布在以下四步之中:1. 摻雜/熱處理:濺射靶材,濕法化學品、化學氣體,CMP 拋光墊和拋光液;2. 蝕刻/清潔:掩模/光罩,濺射靶材,CMP 拋光墊和拋光液;3. 沉積:化學氣體,CMP 拋光墊和拋光液;4. 光刻:掩模/光罩、光刻膠、光刻膠顯影液、熔劑、剝離劑。圖表 16:晶圓制造過程所需材料資料來源:Horizon Insights,半導體材料可分為晶圓制造
31、材料和封裝材料,晶圓制造材料是半導體材料市場的主力軍。根據 wind 數據,2018 年,全球半導體材料銷售規模為 519.4 億美元,同比增長 10.7%, 其中晶圓制造材料及封裝材料銷售額分別為 322 億美元和 197 億美元,同比增長 15.9% 和 3.1%。根據 SEMI 統計數據,我國半導體材料市場規模為 85 億美元,同比增長 12.3%,其中晶 圓制造材料及封裝材料市場規模為約 28.2 億美元和 56.8 億美元。未來 2 年我國半導體材料市場規模將持續高速增長,預計 2020 年我國半導體材料市場規模達 107.4 億美元, 其中晶圓制造材料市場規模達 40.9 億美元,
32、2016-2020 年 CAGR 為 18.3%;封裝材料 市場規模達 66.5 億美元,2016-2020 年 CAGR 為 9.18%。圖表 17:2013-2018 年全球半導體市場銷售規模(億美元)圖表 18:2016-2020 年我國半導體材料市場規模(億美元)資料來源:SEMI、資料來源:SEMI、晶圓制造材料包括硅片、電子特氣、光掩模、光刻膠和拋光材料等材料,其中占比最高 的是硅片,預計到 2020 年,將占晶圓制造材料的約 36%,拋光材料的占比不斷提高, 預計到 2020 年拋光材料占比約 7%,規模將達到 23.5 億美元,市場空間巨大。中國CMP 拋光材料的市場規模在 2
33、018 年達到 28 億元,2014 年至 2018 年年復合增長率為9.9%,隨著半導體材料國產化的加速推進,我國 CMP 拋光材料市場有望實現穩健增長。圖表 19:晶圓制造材料市場規模(億美元)實際值預測值20162017201820192020硅片76.592.5121119.2123.6電子特氣36.338.742.74243.7光掩模33.237.540.441.442.9濕法化學品15.918.821.62223.5光刻膠14.51617.316.817.4光刻膠配套化學品19.121.122.822.223CMP 拋光材料16.718.521.821.723.5濺射靶材6.77.
34、47.87.77.9其他29.631.432.833.434.3資料來源:SEMI,產業持續東移,中國大陸增速第一。從占比來看,半導體材料市場中,中國臺灣依然是 半導體材料消耗最大的地區,全球占比 22.04%。中國大陸占比 19%排名全球第三,略 低于 19.8%的韓國。然而中國大陸占比已實現連續十年穩定提升,從 2006 年占全球比 重 11%,到 2018 年占比 19%。產業東移趨勢明顯。圖表 20:全球半導體材料銷售額分布資料來源:國盛電子根據 Wind 數據整理,半導體材料國產化率仍待轉化。根據集成電路材料和零部件產業技術創新戰略聯盟的調研數據,2016 年國內晶圓制造材料企業用于
35、半導體制造的產品銷售收入僅 69.5 億元, 相對于國內晶圓制造材料市場需求的比例約 20%,國產化比例較低。在國家產業政策大力扶持和國內半導體市場穩定增長等利好條件下,特別是國家“02 專 項”等專業化科研項目的培育下,國內半導體材料領域將涌現更多具有國際競爭力的公 司和產品,在更多關鍵半導體材料領域實現進口替代,打破國外廠商的壟斷。圖表 21:2012-2017 年我國占半導體制造材料國產化情況(%)資料來源:中國半導體行業協會、集成電路材料和零部件產業技術創新戰略聯盟,半導體芯片制造工藝半導體將原始半導體材料轉變成半導體芯片,每個工藝制程都需要電子化學品,半導體芯片造過就是物理和化學的反
36、應過程,半導體材料的應用決定了摩 爾定律的持續推進,決定芯片是否將持續縮小線寬。目前我國不同半導體制造材料的技 術水平不等,但整體與國外差距較大,存在巨大的國產替代空間。圖表 22:半導體材料國產化進程資料來源:SEMI,從技術層面出發再至半導體封裝材料進出口金額及量(由于缺乏晶圓制造數據,故以封 裝材料為例說明),可以看到中國對于半導體封裝材料進口量的需求巨大,同時再對比進 出口單價情況,從 2017 年開始計算,出口單價僅為進口單價的約為 60%,價格懸差巨 大,也再次反映了中國雖然對于半導體材料的需求巨大,但是由于目前技術能力有限所 致進出口貿易懸差巨大,也因此存在巨大的國產替代空間。圖
37、表 23:半導體封裝材料進出口額(萬美元)圖表 24:半導體封裝材料進出口量(噸)300025002000150010005000半導體封裝材料進口額半導體封裝材料出口額半導體封裝材料進口量半導體封裝材料出口量25002000150010005000資料來源:Wind,資料來源:Wind,圖表 25:半導體封裝材料進口單價情況資料來源:國盛電子根據 Wind 數據整理,3.2 CMP 受益半導體市場及制程發展,市場持續增長作為半導體制造中必不可少的 CMP 環節,CMP 材料在晶圓制造材料成本之中也占據了 約為 7%,而在這其中拋光液、拋光墊則占據了 CMP 成本的分別約 49%、33%。圖表
38、 26:CMP 成本拆分4%拋光液5%9%拋光墊49%調節器清潔劑33%其他資料來源:SEMI,CMP 拋光材料主要包括拋光液、拋光墊、調節器、清潔劑等,其市場份額分別占比 49%、 33%、9%和 5%。至 2018 年市場拋光液和拋光墊市場分別達到了 12.7 和 7.4 億美元。圖表 27:全球 CMP 材料市場規模情況(億美元)圖表 28:我國 CMP 材料市場規模情況(億元)資料來源:Cabot Microelectronics 官網公開資料、資料來源:中國產業信息網、拋光墊市場集中度較高,陶氏化學市場份額約 79%,壟斷了全球大部分拋光墊市場,Cabot Microelectron
39、ics 市占率約 5%,Thomas West、FOJIBO、JSR 等市占率合計約 7%。 中國的鼎龍股份自 2013 年開始進行 CMP 拋光墊研發,并被納入了國家“02 專項”,承 擔起中芯國際的 CMP 拋光片產品的研發任務,2019 年,公司拋光墊實現收入 1.23 億元, 成為國內首家 CMP 拋光墊實現量產的公司,目前公司 8 英寸拋光墊已成為國內主流晶圓 廠的重點拋光墊供應商,12 英寸拋光墊通過中芯國際的認證。圖表 29:全球 CMP 拋光墊市占率JSR, 1% 其他, 9%FOJIBO, 2%Thomas West, 4%Cabot Microelectronic s, 5
40、%陶氏化學, 79%資料來源:Cabot Microelectronics,CMP 拋光液市場長期以來被美國和日本企業壟斷,包括美國的 Cabot Microelectronics、Versum 和日本的 Hitachi Chemical、Fujimi 等,其中 Cabot Microelectronics 在全球拋光 液市場中市占率最高,2000 年市占率達 80%,隨著市場競爭程度愈發激烈,拋光液市 場有分散化的趨勢,到 2019 年,Cabot Microelectronics 占比約 34%,Hitachi Chemical 的市占率在 15%左右,Fujimi 和 Versum 的市
41、占率各約 10%,中國的安集科技 CMP 拋 光液 2019 年實現收入 2.36 億元,市占率約 2.5%。圖表 30:2019 年全球 CMP 拋光液市占率安集科技, 2.5%陶氏化學, 6%Versum, 10%其他, 21.4%Cabot Microelectronics, 34.1%Hitachi ChemicalFujimi, 11%(日立化成),15%資料來源:Cabot Microelectronics,整理受益半導體市場增長及半導體制程不斷的升級,CMP 市場有望持續增長。隨著半導體市場不斷的增長,作為核心配套材料的 CMP 拋光墊有望伴隨半導體全市場的復蘇及增長 齊頭并進;
42、另一方面根據 Cabot Microelctronics 的測算,無論是 Nand 從 2D 向 3D 升級, 又或是邏輯芯片制程的不斷提高,都將大幅提高晶圓制造中拋光工序的次數。舉例說明: 28nm 邏輯芯片所需拋光次數約為 400 次,但至 5nm 邏輯芯片,其拋光次數已超過 1200 次。無論是半導體市場帶動的需求,亦或者是芯片制程不斷提高所帶動的 CMP 價值量的 提高,都將給 CMP 市場提供穩定的持續增長動力。鼎龍股份主營業務經營改善,垂直整合穩占龍頭之位;CMP 拋光墊業務驅動新成長。 鼎龍股份上市十多年來在完成“彩粉+硒鼓+芯片”打印耗材全產業鏈整合之后,雖然在2018 年及
43、2019 年由于行業競爭致使產品價格下降。隨著公司對該業務行業的垂直化整 合后,公司對于主營業務的經營有望改善,且實現未來的穩健增長。同時公司積極開拓 CMP 拋光墊業務,成功實現國產化突破后,有望成為公司成長新動力。3.3 電子特氣受益于下游擴產帶動,國產化進程開啟電子特氣是超大規模集成電路、平面顯示器、化合物半導體器件等電子工業生產中不可 或缺的基礎原材料,廣泛應用于薄膜、刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴散等工藝。據 Linx Consulting 估計,2018 年全球電子特氣市場規模接近 34 億美元,同比增長 10%。隨著 半導體行業的快速發展,電子氣體的品種、數量不斷增加,刻蝕及化學沉積等
44、下游領域 對電子特氣的質量和純度的要求也在不斷提高。圖表 31:電子特氣下游應用情況平面顯示器, 20%半導體, 70%化合物半導體, 6%PV, 4%資料來源:Linx Consulting,與傳統工業氣體相比,用于各種生產工藝的氣體,尤其是與硅片直接接觸的氣體,由于 具有高純度和高危險性的特點,通常統稱為高純特種氣體或高純電子級氣體。由于在化 學氣相沉積、刻蝕、離子注入、外延等前段制造工藝中,氣體中的有害雜質濃度對芯片 的成品率有著直接影響,目前,大部分的高純特種氣體純度應達到 99.99%(4N)以上(常用“xN”表示純度,x 是大于 1 的正整數,N 是英文單詞 Nine 的首字母,例如,“5N” 表示 99.999%,“