半导体材料处于整个半导体产业链上游环节,对半导体产业发展起到支 撑作用。根据制造流程又可分为前道晶圆制造材料和后道封装材料,晶 圆制造材料可分为硅片、光掩模、光刻胶及辅助材料、CMP 抛光材料、 工艺化学品、靶材和电子特气,封装材料可分为引线框架、基板、陶瓷 封体、键合线、包封材料和芯片粘结材料。据SEMI数据显示,2021年全球半导体材料市场规模达到643亿美元。 其中,中国台湾地区半导体材料规模147亿美元,占全球总规模的23%, 持续稳居全球第一;中国大陆地区半导体材料规模 119 亿美元,占全球 总规模 19%,位居全球第二。按细分下游来看,半导体硅片占比最大为 36%,其次为电子特气及掩膜版等。
半导体材料下游种类众多,硅片为第一大细分市场。硅片是半导体制造 核心材料,贯穿整体制造环节,据 SEMI 数据,2021 年硅片在半导体制 造材料中占比为 36.4%。电子特气及掩膜版为第二、第三下游市场,占 比分别 13.1%、12.6%。此外光刻胶配套试剂、高纯试剂、抛光材料、 光刻胶以及靶材均有个位数占比,整体材料板块下游较为分散。
半导体材料主要由海外厂商主导市场,部分领域国产化程度较高,高壁 垒先进制程仍有巨大替代空间。由于我国半导体产业起步较晚,从半导 体材料的竞争格局来看,各类半导体材料市场市场集中度较高,市场份 额主要集中在欧美日等头部厂商手中。受益于半导体产业链的发展以及 国家对产业的支持,本土厂商也通过多年的深耕在部分领域取得突破, 目前国内供应商情况是通过内生+外延实现晶圆制造材料全产业链布局, 但产品整体以中低端应用为主,少部分产品在高端领域实现国产替代, 总体而言,国产替代进程从易到难循序渐进,靶材、电子特气、湿法电 子化学品等替代速度较快,光刻胶、12 寸硅片相对滞后。
硅片:12 寸硅片国产化率低,国产龙头替代正当时 半导体硅片行业壁垒高,海外五大家占据 9 成以上份额。半导体硅片行 业具有技术难度高、投资规模大、研发周期长、客户认证周期长等特点, 因此行业进入壁垒较高,几大主要厂商掌握着最先进的生产技术,几乎 占据了全部市场份额,尤其是在大尺寸半导体硅片市场。Omdia 数据显 示,全球前五大半导体硅片企业中,日本的信越化学位列第一,市占率 为 27%;日本的 SUMCO 占 24%,中国台湾的环球晶圆占 17%,德国 的 Siltronic 占 13%,韩国的 SKSiltron 占 13%,前五大硅片厂商市场份 额占比合计 94%。12 寸硅片为目前主流尺寸硅片,占全球半导体硅片 7 成以上份额,目前国产化率较低,国内仍主要采购海外厂商,行业龙头 替代空间广阔。
CMP:国产厂商渗透率稳步提升:抛光液的全球产业格局主要分布在国外,国内缺乏世界级的龙头企业。 抛光液 28nnm 及以上产品市场主要被日本的 Fujimi、Himonoto Kenmazai 公司,美国的 Cabot、杜邦、Rodel、Eka,韩国的 ACE 等公 司所垄断,占据全球高端市场份额 90%以上,其中 Cabot 多年占据市场 份额首位。根据 Semi 数据,国内产业中 Cabot 占领约 64%的市场份额, 国内 CMP 龙头安集科技占领 22%,其余为中小厂商。抛光垫的全球市 场格局主要被 Dow、Cabot、Thomas West 等外资厂商垄断。前 5 大厂 商占据全球市场约 90%,其中 Dow 占领 79%的全球份额。在国内,Dow 垄断中国近 90%的 CMP 抛光垫市场供给,是国产替代的主要对象。国 内较知名的抛光垫厂商为鼎龙股份。
刻胶:极高壁垒,极低国产化率的半导体材料,替代空间广阔 KrF 和 ArF 光刻胶市场需求量更大,增速更快,是推动当下光刻胶市场 快速增长的主要因素。从市场规模增速来看,EUV 光刻胶发展最快,但 处于发展初期体量较小,根据 techcet 数据,2021 年仅约 0.51 亿美元, 预计到 2025 年达到 1.97 亿美元,2020-2025CAGR 达 48.8%;增速第 二快的是 KrF 光刻胶,其 2021 年全球市场规模为 6.9 亿美元,预计到 2025 年达到 9.07 亿美元,2020-2025 年 CAGR 为 8.2%。ArF 光刻胶 (ArF+ArFi)2021 年全球市场规模为 9.55 亿美元,预计到 2025 达到 10.72 亿美元,2020-2025 CAGR 为 3.5%;较为低端的 g/i 线光刻胶预 计市场规模变化不大,占比缩小。
半导体光刻胶国产化率极低,本土厂商加速替代高端产品。由于大陆半 导体产业链起步较晚,整体国产化率较低,约 10%,其中 g/i 线光刻胶 难度相对较低,本土代表厂商有部分量产,国产化率约为 20%,但 KrF 光刻胶目前仅彤程新材、华懋科技、晶瑞电材具备量产能力,国产化率 不到 5%,更高端的 ArF 光刻胶仅彤程新材、华懋科技的部分料号通过 晶圆厂验证,还没有形成规模量产,均有望于 2023 年放量。
(报告出品方/作者:中泰证券)