材料和設備是半導體產(chǎn)業(yè)的基石，是推動集成電路技術創(chuàng)新的引擎。

一代技術依賴于一代工藝，一代工藝依賴一代材料和設備來實現(xiàn)。

半導體材料處于整個半導體產(chǎn)業(yè)鏈的上游環(huán)節(jié)，對半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展起著重要支撐作用，具有產(chǎn)業(yè)規(guī)模大、細分行業(yè)多、技術門檻高、研發(fā)投入大、研發(fā)周期長等特點。

半導體材料行業(yè)又因其具有極大的附加值和特有的產(chǎn)業(yè)生態(tài)支撐作用而往往成為國家之間博弈的籌碼。

全球晶圓廠擴產(chǎn)背景下，中國大陸作為晶圓制造產(chǎn)能的新興領域，將進一步拉動上游半導體材料需求。#半導體#

半導體材料在晶圓制造過程中的應用：

半導體材料概覽

芯片生產(chǎn)流程復雜，種類繁多的芯片生產(chǎn)所需材料構成了半導體材料產(chǎn)業(yè)。

在半導體整個生產(chǎn)周期中，半導體材料雖處于產(chǎn)業(yè)鏈上游，但從晶圓廠擴產(chǎn)角度看，半導體材料采購是在晶圓廠建設完工并下達訂單后開始進行，因此半導體材料屬于半導體周期偏后的環(huán)節(jié)。

按應用環(huán)節(jié)劃分，半導體材料主要分為制造材料和封裝材料。

晶圓制造主要材料包括硅片、光掩模、光刻膠、光刻膠輔助材料、濕電子化學品、拋光材料、電子特氣、拋光材料、靶材及其他材料。

封裝材料包括：引線框架、封裝基板、陶瓷基板、鍵合絲、包裝材料及芯片粘接材料等。#3月財經(jīng)新勢力#

其中，硅片和光掩模版占半導體材料總成本接近50%：

硅片

半導體硅片在產(chǎn)業(yè)鏈中位于晶圓上游，按加工程度可分為研磨片、拋光片和外延片。

硅研磨片是指對硅單晶錠進行切割、研磨等加工得到的厚度小于1mm的圓形晶片，是制作硅拋光片及硅外延片的中間產(chǎn)品，也可以用于制作分立器件芯片。

硅拋光片由硅研磨片經(jīng)過后續(xù)拋光、清洗等精密加工而成，主要應用于集成電路和分立器件制造。

硅外延片是指在硅單晶襯底上外延生長一層或多層硅單晶薄膜的材料，用于制造半導體分立器件和集成電路。

當前全球市場主流的產(chǎn)品是200mm（8寸）、300mm（12寸）直徑的半導體硅片，下游芯片制造行業(yè)的設備投資也與200mm和300mm規(guī)格相匹配。

200mm及以下半導體硅片的需求主要來源于功率器件、電源管理器、非易失性存儲器、MEMS、顯示驅(qū)動芯片與指紋識別芯片等。

300mm（12寸）半導體硅片的需求主要來源于存儲芯片、圖像處理芯片、通用處理器芯片、高性能FPGA與ASIC，終端應用主要為智能手機、計算機、云計算、人工智能、SSD等較為高端領域。

從2008年起，12寸半導體硅片逐漸成為核心產(chǎn)品，產(chǎn)量呈明顯增長之勢。

半導體硅片市場高度集中，海外廠商占據(jù)主導地位。

行行查數(shù)據(jù)顯示，全球Top 5半導體硅片企業(yè)（信越化學、SUMCO、環(huán)球晶圓、Siltronic、SK Siltron）市場份額合計高達94%。

8寸片國內(nèi)供應商有滬硅產(chǎn)業(yè)、中環(huán)股份、立昂微、中欣晶圓等。12寸片的供應商有滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微、中環(huán)股份等。滬硅產(chǎn)業(yè)硅片全系列布局，12寸片已進入中芯國際供應鏈；立昂微重點布局功率領域重摻；神工股份作為國內(nèi)硅料龍頭，重點布局8寸輕摻。

國內(nèi)硅片布局企業(yè)還包括眾合科技、中晶科技、揚杰科技、有研半導體、上海合晶、金瑞泓和南京國盛等。

SUMCO公告顯示，2022-2026年半導體硅片長期協(xié)議價將調(diào)漲，全球硅片緊缺或?qū)⒅辽俪掷m(xù)到2023年末。#硅片#

12寸硅片后市展望：缺貨漲價延續(xù)

資料來源：SUMCO公告，信越化學公告

光掩模版：市場集中度高

掩膜版是微電子制造中光刻工藝所使用的圖形母版。通過光刻制版工藝，將微米級和納米級的精細圖案刻制于掩膜基板上制作成光掩膜版。

光掩膜版的功能類似于傳統(tǒng)照相機的底片，用光刻機在原材料上刻蝕出相應的圖形，把不需要的金屬層和膠層洗去，即得到成品。

光掩膜基板的生產(chǎn)完成后，進入光掩模版制造商，在玻璃基板基礎上進行研磨、拋光、鍍鉻、涂膠等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，需要較高的技術門檻，而后才能成為合格的電子元器件。

光掩膜產(chǎn)業(yè)鏈：

半導體光掩模競爭格局整體為美日龍頭企業(yè)主導，行業(yè)集中度較高。

全球前三大半導體光掩模廠商分別為美國?？四崴埂⒋笕毡居∷⒑腿毡就拱嬗∷ⅲ嫌嬚紦?jù)半導體掩膜版80%以上的市場份額。

由于各大廠對于光掩模的生產(chǎn)技術實行較為嚴格的封鎖，半導體光掩模市場尤其是精密加工領域壟斷嚴重，國內(nèi)僅有少數(shù)企業(yè)如無錫華潤、無錫中微能生產(chǎn)0.13μm以上的光掩模，而對于HTM、GTM、PSM等光掩模幾乎都依賴進口。

清溢光電是國內(nèi)成立最早、規(guī)模最大的光掩膜生產(chǎn)企業(yè)之一。其深圳工廠當前的半導體芯片用掩膜版量產(chǎn)能力在0.25um工藝水平，并預計未來量產(chǎn)能力由0.25um提升至0.13um工藝的量產(chǎn)能力。

菲利華是國內(nèi)首家具備生產(chǎn)G8代大尺寸光掩膜版基材能力的企業(yè)，目前已推出從G4到G8代的系列產(chǎn)品，是國內(nèi)唯一可以生產(chǎn)大規(guī)格光掩膜基板的企業(yè)。但是目前國內(nèi)光掩?；瀹a(chǎn)業(yè)鏈沒有打通，菲利華產(chǎn)品需在日韓經(jīng)過精磨、鍍膜等精加工流程后，才能返回國內(nèi)光掩膜版廠商進行光刻。

光刻膠：國產(chǎn)替代空間廣闊

光刻膠可分為半導體光刻膠、平板顯示光刻膠和PCB光刻膠，其技術壁壘依次降低。

目前半導體光刻膠國產(chǎn)技術較國外先進技術差距最大。

全球光刻膠市場主要被JSR、東京應化、杜邦、信越化學、住友及富士膠片等制造商所壟斷，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。

半導體光刻膠國產(chǎn)化率較低，g/i線光刻膠國產(chǎn)化率約為20%，KrF光刻膠低于5%，ArF光刻膠幾乎依靠進口。

當前國內(nèi)光刻膠企業(yè)多分布在技術難度較低的PCB光刻膠領域，占比超9成，而技術難度最大的半導體光刻膠市場，國內(nèi)僅有彤程新材（北京科華）、華懋科技（徐州博康）、南大光電、晶瑞電材和上海新陽等少數(shù)幾家。#光刻膠#

資料來源：南大光電，Techcet，方正證券

國內(nèi)光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈上下游布局相關廠商還包括雅克科技、永太科技、江化微、芯源微、七彩化學、萬潤股份、世名科技、華特氣體、新萊應材、盛劍環(huán)境、廣信材料、八億時空、晶瑞電材、飛凱材料等。

濕電子化學品

根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，在晶圓制造材料價值組成中，濕電子化學品約占10%（包括化學試劑和光刻膠配套試劑）。

濕電子化學品是微電子、光電子濕法工藝（主要包括濕法刻蝕、濕法清洗）制程中使用的各種液體化工材料。

濕電子化學品按用途可分為通用化學品(超凈高純試劑)和功能性化學品(以光刻膠配套試劑為代表)。

濕電子化學品在半導體制造領域的應用主要包括集成電路和分立器件制造用晶圓的加工，包括前端加工與后端封測環(huán)節(jié)，其中濕電子化學品主要用于清洗、光刻和蝕刻工藝。

在晶圓加工中，硫酸、雙氧水、氨水、顯影液、氫氟酸是主要的濕電子化學品，分別占32.8%、28.1%、8.3%、6%和5.9%。

濕電子化學品產(chǎn)業(yè)鏈：

市場格局方面來看，全球范圍內(nèi)從事濕電子化學品研究開發(fā)及大規(guī)模生產(chǎn)的廠商主要集中在美國、德國、日本、韓國以及中國臺灣地區(qū)。

目前，8英寸晶圓制造多使用G3、G4等級濕電子化學品，由于加工方式發(fā)生改變，12英寸晶圓對濕電子化學品的等級提出了更高的要求，普遍需要G4-G5等級。

國內(nèi)濕電子化學品達到國際標準且具有一定規(guī)模生產(chǎn)能力的企業(yè)中，技術水平多集中在G3以下（國產(chǎn)化率為80%），G3及以上的濕電子化學品國產(chǎn)化率僅為10%左右，極少數(shù)企業(yè)個別產(chǎn)品達到G4級別，國產(chǎn)替代空間廣闊。

國內(nèi)廠商中，江化微的濕電子化學品已成功導入多家12英寸半導體晶圓廠，穩(wěn)步提升國產(chǎn)化水平。晶瑞電材的雙氧水、硫酸、氨水產(chǎn)品符合SEMIG5標磚，半導體用量最大的高純濕化學品將整體達到國際先進水平，主導產(chǎn)品已獲中芯國際、華虹宏力、長江存儲、士蘭微等國內(nèi)半導體客戶的采購。

濕化學品主要廠商還包括格林達、巨化股份、光華科技、新宙邦、興發(fā)集團、多氟多、安集科技、雅克科技、飛凱材料、中巨芯等。

主要半導體材料廠商產(chǎn)品及在研發(fā)情況：

資料來源：SEMI、廣發(fā)證券、行行查

電子特氣

電子特氣屬于工業(yè)氣體的重要分支，是電子工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的基礎和支撐性材料之一，其使用穿透半導體制造的整個過程。

電子特氣市場進入壁壘較高，行業(yè)具有高度集中的特點，海內(nèi)外市場皆被國際巨頭瓜分。

全球電子特氣市場目前主要被四大巨頭占據(jù)，分別為美國空氣化工、德國林德、法國液化空氣和日本太陽日酸，合計占據(jù)總市場份額的94%，各龍頭企業(yè)勢均力敵。

海外龍頭企業(yè)電子特氣生產(chǎn)標準均高于國際規(guī)定標準，并且對相關技術進行嚴格封鎖，具有較高的技術優(yōu)勢。

國內(nèi)企業(yè)起步較晚，受限于技術壁壘和客戶認證壁壘，所占國內(nèi)市場份額僅為12%，進口制約較為嚴重。

近年來國內(nèi)電子特氣國產(chǎn)化替代進程加快，以華特氣體、金宏氣體、雅克科技、中船重工和南大光電為首的企業(yè)在不同種類氣體領域皆有突破。

華特氣體是國內(nèi)唯一通過ASML光刻氣認證的企業(yè)，主要包括一些含氖特氣；中船重工以三氟化氮和六氟化鎢見長；金宏氣體提供液態(tài)二氧化碳、超純氨等。

CMP拋光材料：國產(chǎn)化率較低

CMP拋光材料包括拋光液（占整個拋光材料比例約50%）、拋光墊和鉆石碟。

對于邏輯芯片，制程的縮小意味著光刻次數(shù)和刻蝕次數(shù)增加，也帶動CMP工藝步驟數(shù)增加。7nm制程需要30次CMP工藝步驟，較14nm制程大幅提升。

對于存儲芯片，隨著2DNAND向3DNAND轉(zhuǎn)變，CMP的工藝步驟幾乎翻倍，帶動了鎢拋光液及其他拋光液需求的持續(xù)快速增長

CMP國產(chǎn)化率較低，安集科技掌握拋光液核心技術；鼎龍股份主攻拋光墊。

靶材：國產(chǎn)化率高

靶材是沉積薄膜的重要原料，主要應用于面板顯示、半導體、磁記錄薄膜、太陽能領域，其中應用于半導體的靶材純度要求最高。

半導體用金屬靶材主要包括超高純鋁靶、鈦靶、鉭靶等。

全球半導體靶材市場呈現(xiàn)寡頭壟斷格局，其中日礦金屬、霍尼韋爾、東曹和普萊克斯四家企業(yè)占據(jù)了全球80%的市場份額。

國內(nèi)靶材供應商有江豐電子、有研新材、阿石創(chuàng)、隆華科技等。江豐電子對標霍尼韋爾，產(chǎn)品包括鋁鈀、鈦靶、銅鈀等；有研新材產(chǎn)品則包括12寸高純金屬靶材。

從遠期內(nèi)資晶圓產(chǎn)線的建設情況來看，國產(chǎn)半導體材料的需求前景樂觀。內(nèi)資晶圓產(chǎn)能的大幅擴張將帶動對上游半導體材料的需求，有望為國內(nèi)半導體材料公司帶來廣闊的訂單增量。

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