半导体的材料是什么？深度梳理半导体材料

国内缺"芯"的现象这两年比较突出，但是在完整的半导体产业链上，上游的设备和材料才是受制之严重的领域，多个细分材料领域被国外垄断，国产替代需求强烈。

半导体需求端回暖

半导体行业下游应用市场包括智能手机、PC、汽车电子、安防、存储等，在5G的在推动下，需求全面回暖，几个细分领域在2019年都出现了不同程度的增长。

手机市场：IDC数据显示，2019年第四季度全球智能手机出货量3.69亿台，同比增长1%，连续两个季度正增长;随着5G加速商用推广，5G手机将加速渗透，核心部件半导体将同步上涨。

PC市场：2019 年四季度，全球PC销量达到7180万台，同比增长4.8%，创下4年以来单季出货量新高;2019 年全年PC出货量 2.67亿台，同比增长2.7%，自2012年以来全球PC 市场首次重回正增长，2020年有望延续。

汽车电子：中国产业信息数据显示，2018 年全球和中国汽车电子市场规模分别为15833亿元和6073亿元，预计2022年可达21399亿元和9783亿元，年均复合增长率分别为7.82%和12.66%。

安防领域：Markets and Markets 数据显示，2019年，全球安防市场规模为2579亿美元，2024 年市场规模将可达3976亿美元，复合增长率为9.0%。

半导体龙头全面扩产

今年1月以来，半导体代工与封测龙头纷纷上调2020年资本开资指引;台积电预计2020年资本开支150~160亿美元，联电、中芯国际、日月光、安靠预计2020年资本开支分别同比上涨66.7%、55.0%、30.0%与 17.0%。

资本开支上调，是半导体行业产能扩张直观反映。根据 IC Insight 数据， 2018年全球硅晶圆产能为1945万片/月，至2022年，该数据将上升至2391万片/月，较2018年增长22.93%。目前中芯国际、长江存储、华虹半导体、海力士、合肥长鑫、台积电等公司都在中国大陆

有新建或扩建产能;现有晶圆厂扩建规划项目全部投产，预测中国晶圆产能将达580万片/月。

半导体材料的重要性

半导体材料是半导体制造的基础，包含硅片、光刻胶、光掩膜、溅射靶材、CMP 材料、电子特气、湿化学品、石英等细分领域。下图是半导体制造流程及材料应用。

根据SEMI 数据，2018年全球半导体材料市场为322.3亿美元，其中以硅片市场最大，市场占比最高。

国内半导体材料状况

全球半导体制造材料基本为美日公司垄断，国产化率目前处于较低水平。具体看12 英寸硅片国产化率仅约10%;深紫外型光刻胶基本依靠进口;溅射靶材国产化率处于30-40%之间;抛光材料中，抛光液国产化率约 20%，抛光垫目前仅有一家公司可生产，基本依靠进口;电子特气国产化率约25%;湿化学品国产化率约25%。

此外，国内半导体材料技术水平与半导体最先进制程对应要求也存在一定差距。目前世界上最先进晶圆制程水平可达7nm，5nm技术已经逐步成熟。国内最先进制程为28nm，14nm芯片可在2020年有望实现批量供应。国内光刻胶、光掩膜、CMP 抛光液最高分别达100nm、30nm、28nm 制程对应性能要求，溅射靶材、部分电子特气和湿化学品品种可达 28nm 以下制程对应性能要求。

细分领域状况及龙头

1、 硅片

半导体硅片是集成电路及其他半导体产品的关键性、基础性原材料，目前 90%以上的半导体产品使用硅基材料制造。目前，全球半导体硅片行业主要为美日公司所垄断。不过随着产业链转移，国内硅片市场量处于快速增长阶段。根据 IC Insight数据，2022 年中国大陆晶圆厂产能将达410万片/月，占全球产能 17.15%。

目前我国 8 英寸和 12 英寸硅片总产能仅为 116 万片/月，较需求端存在很大缺口，由于硅片生产线和硅晶圆生产线的制造周期均约为2年，根据目前的投产计划，需要到2022年左右才达到供需平衡。目前国内公司如上海硅产业、中环股份等已经可以实现 12 英寸硅片的量产，技术达到全球先进水平。

中环股份：主营业务包括新能源材料，半导 体材料，电力，半导体器材等，2018 年公司营业总收入为137.56 亿元，营业成本为113.69亿元，毛利为23.87亿元，毛利率为17.35%。其中半导体材料业务总收入为10.13亿元，成本为7.08亿元，毛利为3.05亿元，毛利率为30.08%。

公司营业收入整体呈上升趋势，毛利率稳定，营收增长带动了公司归母净利的增长，同样净利率和ROE呈现上涨趋势，2016-2018年公司的归母净利分别为4.02亿元、5.85亿元和6.32亿元。

2、光刻胶

光刻胶又名"光致抗蚀剂"，是集成电路制造的关键基础材料之一。《日韩供给受影响，国代替代正当时，光刻胶龙头还有多少空间?》

晶瑞股份：公司主营业务为括超净高纯试剂、光刻胶、功能性材料、锂电池材料和基础化工材料。2018 年公司超净高纯试剂、光刻胶、功能性材料、锂电池材料和基础化工材料收入占比分别为 28%，10%，9%，33%和 14%。公司超净高纯试剂技术水平居于行业前列，电子级双氧水达到全球第一梯队的技术品质，构筑公司技术壁垒。

3、电子特气

电子特气指半导体生产环节中，如延伸、离子注进、掺和、洗涤、遮掩膜形成过程中使用到一些化学气体。2018年全球电子特气市场达到42.7亿美元，同比增长10.3%。2015年我国集成电路用电子特气市场规模已达到32.8亿元。2020年，国内集成电路用电子特气市场规模将达到81亿元。

南大光电：公司主营业务包括 MO 源产品业务、高纯特种电子特气业务、光刻胶及配套产品业务、ALD前驱体产品业务等。公司通过设立子公司全椒南大光电材料有限公司，进入了特种气体(如砷烷、磷烷等)领域，其中砷烷、磷烷已经成功量产并供应多家客户。

4、 CMP

CMP是集成电路(IC)制造过程中的关键技术，通过使用化学腐蚀及机械力对加工过程的单晶硅片和金属布线层进行平坦化。2018 年全球抛光材料市场达到 21.7 亿美元，同比增长17.3%，中国抛光材料市场为2.7亿美元，目前全球抛光液及抛光垫市场依然主要为美日公司所垄断。

抛光垫方面，目前国内仍然主要依靠进口，仅鼎龙股份一家能够小批量生产CMP抛光垫产品。抛光液方面，目前安集科技率先突破技术壁垒，实现抛光液国产化。2018 年安集科技在中国市场实现22%市占率，全球约2%的市占率。

安集科技：公司业务为 CMP 抛光液和光刻胶去除剂，2018年抛光液业务收入占比82.8%。目前主流制程产品实现量产，抛光液产品已在130-28nm实现规模化销售。14nm技术节点产品已进入客户认证阶段，10-7nm产品正在研发中。公司成功打破了国外厂商对集成电路领域化学机械抛光液的垄断，实现了进口替代，积累了中芯国际、台积电等行业领先的集成电路制造商。

公司2018年毛利率51.1%，行业平均值46%，盈利能力主要以抛光液贡献最大，2018年公司抛光液贡献毛利 1.1亿元，占比85.57%，光刻胶去除剂仅贡献毛利0.15亿元，占比12.12%。

鼎龙股份：公司主营业务包括打印复印耗材，CMP 抛光垫，功能化学品，芯片，基础化学品等。2018 年公司营业总收入为13.37亿元，营业成本为8.17亿元，毛利为5.2亿元，毛利率为38.89%，收入打印复印耗材、CMP抛光垫占比分别为99%和0.24%，CMP 抛光垫业务总收入为 0.0315 亿元，总成本为 0.0264亿元，毛利为51万元，毛利率为16.19%。

公司2018年陆续推出了应用于精抛和阻挡层抛光的软垫DH9000系列产品，且已获得八寸晶圆厂客户的认证，由于客户小批量采购后需要较长时间来验证产品的稳定性，产品销售放量周期较长。

5、 光掩膜

光掩膜一般也称光罩、掩膜版，是微电子制造中光刻工艺所使用的图形母版。从产业链来看，掩膜版是下游电子元器件制造商(平板显示、半导体芯片、触控和电路板等行业)生产制造过程中的核心模具，起到桥梁和纽带的作用，掩膜版除应用于半导体芯片领域外，还广泛应用于平板显示领域。

根据SEMI数据，2018年全球半导体掩膜版市场规模达45.1亿美元，同比增长15.9%;预计2020年市场规模将超越55亿美元。掩膜版行业进入门槛较高，市场主要参与者主要为境内外知名企业，市场集中度较高。2018年中国光掩膜市场达到全球市场的40%，至2020年将达到全球市场的56%。2018年光掩膜国内产量为2.19万平方米，即目前国内光掩膜国产化率仅约20%，存在巨大的进口替代空间。

清溢光电：公司主营业务为掩膜版的研发、设计、生产和销售业务。公司拥有京东方、天马、华星光电、群创光电，中芯国际、长电科技、士兰微等客户。2018年公司营业总收入为4.07 亿元，营业成本为2.79亿元，毛利为1.28亿元，毛利率为31.45%。其中石英掩膜版业务总收入为2.99亿元，总成本为2.20亿元，毛利为0.79亿元，毛利率为26.42%。

6、溅射靶材

溅射靶材详见《打破美日垄断、政策持续加码，半导体核心材料龙头爆发在即?》

7、石英材料

石英玻璃凭借高纯度、耐高温、低的热膨胀、耐腐蚀等优良性能，料被广泛运用于电光源、半导体、光伏、光通信、航天技术和军事技术等行业。2019年，全球石英材料市场空间约为20.55亿美元。据IBISWorld 统计，贺利氏、迈图、东曹的全球市场份额占比合计超过60%。几乎垄断市场。

2018年6月，石英股份发布公告称：公司利用连熔法生产工艺制备出高质量光纤预制棒用石英套管新产品获得成功，其各项指标参数符合下游光纤客户需求，已获得国内光纤生产厂家首批订单。具备进口替代的潜力。

石英股份：公司是国际知名的石英材料供应商，生产的半导体领域用系列石英产品通过日本东京电子株式会社(TEL)官方认证，2018 年 TEL薄膜设备全球市占率高达88%，占据绝对领先地位。产品已经具备进入TEL国际供应链体系的市场准入条件，有利于扩大公司与TEL及其下游用户的市场合作空间。

2018年公司总营收6.33亿元，营业成本3.56亿元，毛利2.77亿元，毛利率43.74%。产品结构从行业来看，传统光源业务收入增速放缓，占比逐年下降，从 2015 年占比 63%下降至2018年占比42%。业绩增长主要来自光纤半导体行业，从2015年占比19%上升至2018年43%。

8、 湿化学品

湿电子化学品种类上主要分为缓冲刻蚀液、剥离液、刻蚀液、半导体用显影液、面板用显影液和极性溶液;应用于半导体、光伏太阳能电池、LED 和平板显示等领域。2018年，全球湿电子化学品整体市场规模约52.65 亿美元。2020年，全球湿电子化学品整体市场规模预计将达到58.50亿美元。我国湿电子化学品产量由2012年的18.70万吨增加至2018年的49.50万吨，年均复合增长率17.61%。

目前国内湿化学品产品可满足太阳能光伏和面板产业的需求，但半导体领域国产化率仍然较低。国内6寸及6寸以下晶圆加工用的湿电子化学品，国产化率为80%，而12英寸及12英寸以上晶圆加工的市场，国产化率仅为10%左右，整体半导体晶圆制作用湿电子化学品的国产化率在 20%左右。

上海新阳：公司主营业务为涂料、电子化学品、设备及配件等业务。目前公司在半导体材料行业，长期以来保持了半导体传统封装领域电子化学品销量与市占率全国第一，公司重点投资研发并成功产业化晶圆制程超纯化学品芯片铜互连电镀液和刻蚀清洗液，已成为全国 22 条芯片生产线基准材料,能够满足芯片 90-28 纳米全制程各个技术节点的工艺要求。

公司营收整体呈现稳步增长的趋势，同比增长率维持在 10%以上，公司的各项指标在2018年下降幅度较大，主要是全资子公司江苏考普乐公司原材料价格上涨和销售价格下降所致。2018年公司收入5.6 亿元，其中涂料、电子化学品、设备产品、电镀加工费等业务占比分别为 53.8%、34.9%、7.6%、1.7%。

总结：

目前国内半导体材料行业，国产了较低，多数半导体材料被国外企业垄断。大基金二期即将展开投资，根据《纲要》，半导体设备和半导体材料将是投资重点，在资本助推下，半导体材料有望加速。

关键词： 半导体