要国产化！不要“卡脖子”！半导体材料产业崛起逢历史性机遇？

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来源：新材料在线

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文章来源：广东材料谷作者：Jacky

原文标题及链接：一周产业洞察 | 把握半导体材料产业崛起机遇契机(二)（https://mp.weixin.qq.com/s/esQy8t0-cGP0jwkrmpG_6Q）

近期，有些原应敲响警钟的消息可能会被忽略。

报道称，美日等42个《瓦森纳协定》成员国，决定扩大技术出口管制范围，新追加内容包括军用级半导体基板制造技术和网络软件。

在中国过往科技发展中，防范、遏制、孤立、封锁，始终牵制着我国先进芯片的发展。然而反“封锁”斗争从未停止，即将开启中国半导体发展的伟大序幕。

未来十年，是国内半导体芯片国产化动摇全球半导体产业链格局的十年，是半导体材料行业实现自主创新，实现弯道超车的十年。

半导体材料：半导体产业基石

2019年下半年以来半导体产业牵动着国内产业神经，美国对华为的处理，就像是悬在头顶的达摩克利斯之剑。

过去，半导体战争一直存在，未来，芯片帝国对中国“芯”将会持续打压。但我们仍相信，未来十年，芯片国产化将是国内半导体企业最大的弯道。

半导体材料作为半导体产业基石，材料质量最终影响芯片质量。在半导体材料领域，高端产品技术壁垒高，市场主要被美、日、欧、韩、中国台湾地区等少数大公司垄断。我国大陆半导体材料在国际分工中多处于中低端领域，国内大部分产品自给率较低，主要依赖于进口，半导体材料关乎产业安全，国产替代迫在眉睫。

压力重重的现在，正是谋篇布局的拐点。

乘国产化之风，中国半导体材料自主创新迫在眉睫

从1947年全球第一个晶体管被制造出来起，半导体行业就和全球经济发展和科技进步密不可分。经过多年的发展，半导体产品已经遍及计算机、通讯、汽车电子、医疗、航天、工业等多个领域。

半导体产业是现代信息技术的基础，而半导体材料作为半导体产业的直接上游，未来具备一定的国产替代空间。

半导体材料位于半导体产业链的最上游

半导体材料行业具备产业规模大、细分行业多、技术门槛高、成本占比低四大特性：

产业规模大：根据SEMI(半导体设备与材料协会)的数据统计，2016年全球半导体材料产业的市场规模达443亿美金，对应2016年全球半导体产业规模约在3000亿美金左右，半导体材料市场规模占比接近15%；

细分行业多：半导体材料是半导体产业链中细分领域最多的产业链环节，半导体材料可分为晶圆制造材料和封装材料，晶圆制造材料是半导体材料市场的主力军。其中晶圆制造材料包括硅片、光刻胶、光刻胶配套试剂、湿电子化学品、电子气体、CMP抛光材料、以及靶材等，芯片封装材料包括封装基板、引线框架、树脂、键合丝、锡球、以及电镀液等，同时类似湿电子化学品中又包含了酸、碱等各类试剂，细分子行业多达上百个；

技术门槛高：半导体材料的技术门槛一般要高于其他电子及制造领域相关材料，其具备纯度要求高、工艺复杂等特征，在研发过程中需要下游对应产线进行批量测试。同时对应芯片制造过程的不同，下游厂商对材料使用需求的不同，导致对应材料的参数也有所差异；

成本占比低：虽然半导体材料整体产业规模庞大，但由于细分材料子行业众多，导致了单个细分材料往往在半导体生产成本中占比较低。以靶材为例，半导体靶材在半导体材料中的占比约为3%，对应半导体生产成本占比仅在3‰~5‰。技术门槛高以及成本占比低导致了半导体材料国产替代的进展要远低于面板以及消费电子相关领域。

2018全球半导体材料各细分市场份额图片来源：华泰证券

中国半导体材料细分产品竞争力分析

国内半导体工业相对落后导致了半导体材料产业起步较晚，受到技术、资金、以及人才的限制，国内半导体材料产业总体表现出数量偏少、企业规模偏小、技术水平偏低、以及产业布局分散的特征。

目前我们把中国半导体材料产业分为三大梯队：

第一梯队：靶材、封装基板、CMP抛光材料、湿电子化学品，引线框等部分封装材料。部分产品技术标准达到全球一流水平，本土产线已实现中大批量供货。一方面看好未来3年龙头公司伴随本土产能扩大以及技术突破下业绩高速成长，另一方面有望作为大基金率先介入的细分领域，在海外人才引入，产业链整合，海外并购都方面得到跨越式发展；

第二梯队：电子气体、硅片、化合物半导体、掩模版。个别产品技术标准达到全球一流水平，本土产线已小批量供货或具备较大战略意义因此政策支持意愿强烈。硅片作为晶圆制造基础原材料，推动硅片的发展体现了国家意志；

第三梯队：光刻胶。技术和全球一流水平存在较大差距，目前基本未实现批量供货。

细分领域来看，部分产品已实现自产自销。其中，国内半导体材料在靶材、封装基板、研磨液等细分领域产品已经取得较大突破，部分产品技术标准达到全球一流水平，本土产线已基本实现中大批量供货。

国内半导体材料产业链从无到有、从弱到强重大跨越

半导体材料作为半导体产业链上游，从目前国内产业发展现状来看，其差距远大于芯片设计、制造、封测等环节。产业发展进程甚至落后于半导体装备。

没有半导体材料的自主创新，半导体产业的发展也是空中楼阁。半导体材料是国内半导体产业链最薄弱的环节之一。中兴通讯、福建晋华事件给国内半导体产业敲响了警钟，上游原材料和设备的自主可控迫在眉睫。

当前国内半导体材料的发展正在快速迎来突破，在过去十年，以02专项、国家重点研发计划为代表的产业政策和专项补贴推动了半导体材料从无到有的起步阶段，本土半导体材料企业数量大幅增长，以江化微的超纯试剂、鼎龙股份的CMP研磨垫、江丰电子的靶材、安集微电子的研磨液、上海硅产业集团的大硅片为代表的国产半导体材料进入主流晶圆制造产线进行上线验证，部分产品实现了批量供应。

国家集成电路产业基金投资半导体材料公司图片来源：华泰证券

同时，大基金的进入，大力推动了本土材料产业的资源整合和海外人才引入的加速。虽然目前产业总体正处于起步阶段，我们认为，未来5-10年即将成为半导体材料产业发展壮大的黄金时期。综合来看，我国半导体材料产业链正历经从无到有、从弱到强的重大变革。

中国本土半导体材料迅速崛起，如何实现弯道超车？

伴随5G和及IOT应用的兴起，半导体行业即将迎来新的机遇。人工智能的兴起，让中国在处理器领域实现弯道超车获得了绝佳的机遇。AI芯片领域，出现了国内代表性企业：寒武纪、地平线、深鉴科技等一大批公司。

中国企业也开始在价值链上取得进一步的成功。华为旗下海思（HiSilicon）和清华紫光（Tsinghua Unigroup）按收入评为全球十大芯片设计公司之一。海思的“麒麟”系列智能手机芯片与西方公司可以设计的产品相媲美。

达摩院预测：新材料逐渐取代硅，推动半导体器件革新

芯片领域的重大突破极有可能在体系架构、基础材料和设计方法三处实现。

在摩尔定律放缓以及算力和存储需求爆发的双重压力下，以硅为主体的经典晶体管很难维持半导体产业的持续发展，各大半导体厂商对于 3 纳米以下的芯片走向都没有明确的答案。

新材料将通过全新物理机制实现全新的逻辑、存储及互联概念和器件，推动半导体产业的革新。例如，拓扑绝缘体、二维超导材料等能够实现无损耗的电子和自旋输运，可以成为全新的高性能逻辑和互联器件的基础；新型磁性材料和新型阻变材料能够带来高性能磁性存储器如 SOT-MRAM 和阻变存储器。

中国封测业增长显著高于全球水平，行业龙头海外并购加速

全球封测产业目前中国台湾、美国、中国大陆三足鼎立格局基本成型。根据公开数据统计，2016年全球芯片封测代工产业各地区域产值占比为中国台湾56%、中国大陆16%、美国12%、日本6%、以及韩国5%。

随着全球产能转移趋势确定，大陆封测行业成长率显著高于全球平均水平。在成本以及产业配套优势的驱动下，几乎全球主要的IDM和封测厂商都在中国纷纷设立封装工厂。在成本以及产业配套优势的驱动下，几乎全球主要的IDM和封测厂商都在中国纷纷设立封装工厂。

在大基金的扶持下，我国封测企业逐步开启海内外并购步伐，不断扩大公司规模。目前，长电、华天、通富已经位居全球封测代工前十(见下图)，全球十大封测厂通过这一轮并购后已经基本形成了日月光-矽品科技、安靠-J-Devices、长电科技-星科金朋等三大阵营。

长电、华天、通富位居全球封测代工前十图片来源：前瞻产业研究院

半导体制造产业转移趋势不可逆，中国本土产能放量在即

一方面包括台积电、联电、GlobalFoundries等在内的多家晶圆代工企业将在大陆投放产线，另一方面大陆晶圆代工厂包括中芯国际、华力微电子等在未来2年内也将有多条产线投产，未来大陆晶圆代工产能全球占比将快速提升。

根据SEMI统计，预计在2017-2020之间全球将有62座晶圆厂投产，其中26座晶圆厂来自中国大陆，仅2018年大陆就会有13座晶圆厂建成投产（见下图）

中国大陆在建晶圆代工产线统计图片来源：方正证券研究所

政策支持，大基金推动半导体材料龙头从1到10

从政策层面看，国家在“中国制造2025”中明确制定目标至2020年集成电路自给率将达到40%、2025年达到50%。国家集成电路产业投资基金(大基金)的设立承载了国家意志，在资金与政策双重推动下，本土半导体产业将迎来快速发展。

从大基金(一期)的投资情况来看，大基金在制造、设计、封测、装备材料等产业链各环节已经实现了投资布局全覆盖，各环节承诺投资占比分别为63%、20%、10%、以及7%，其中，半导体材料预计约占比3%~4%。目前大基金在半导体材料环节的投资标数量约10家（见下图）

长电、华天、通富位居全球封测代工前十图片来源：前瞻产业研究院

官方消息，大基金（二期）已完成募集，将进行实质性投资。东吴证券报称，半导体材料和设备将是大基金二期支持重点。大基金二期于2019年10月22日注册成立，注册资本为2041.5亿元。

中国希望本土芯片产业的收入从2016年的650亿美元增长到2030年的3050亿美元，并且其大部分需求将靠国内供应。

结语

Jacky认为，中国半导体产业链与国外仍有较大差距，国产替代之路任重道远。但由于摩尔定律的放缓，材料升级需求相对放缓，中国厂商具有追赶并超车的机会。

目前我国半导体材料国产化率仅约20%，在扩大材料产能的同时，材料纯度、纳米精度尺寸控制、功能性以及相应新材料技术的应用都将会给国内半导体材料企业带来更好的发展空间。

2020年全球半导体领域充满了未知。但带给我们的却应该是更加坚定尊重产业规律，敬畏产业本身，加大产业扶持，危中寻机，砥砺前行！

参考资料

【1】半导体风向标：半导体材料投资地图

【2】定投十年十倍：疫情之下，芯片ETF半导体ETF产业的“危”与“机”

【3】华泰证券：全球半导体材料现状，中国什么水平？

*本文转载自广东材料谷，转载时略有删减，如需转载，请联系原作者授权。

——重磅推荐——

【2020年半导体行业研究报告简版合集】

资料目录
2020年湿电子化学品行业研究报告
2020年半导体硅片行业研究报告
2020年半导体设备行业研究报告
2020年光刻胶行业研究报告
2020年CMP材料行业研究报告
2020年电子气体行业研究报告
2020年高纯溅射靶材行业研究报告
2020年封装基板行业研究报告
2020年光纤预制棒行业研究报告
2020年LED衬底材料行业研究报告
2020年ITO靶材行业研究报告
2020年铝硅电子封装材料行业研究报告
2020年键合丝行业研究报告
2020年电子级氢氟酸行业研究报告
2020年碳化硅行业研究报告

#往期内容展示#

1 高纯溅射靶材行业研究报告

2017年全球溅射靶材市场容量达132.5亿美元（半导体领域占半导体晶圆制造材料市场3%左右），预计到2020年全球高纯溅射靶材市场规模将超过200亿美元。显示、记录媒体、太阳能、半导体是显示靶材四大应用市场，面板市场最大，占市场35%，在中国这一比例超过50%。

2 CMP材料市场研究报告

CMP化学机械抛光是集成电路制造过程中实现晶圆全局均匀平坦化的关键工艺,用较软的材料来进行抛光以实现高质量的表面抛光。CMP抛光材料具有技术壁垒高，客户认证时间长的特点。全球芯片抛光液市场主要被在美国、日本、韩国企业所垄断，占据全球90%以上的高端市场份额。

3 半导体硅片市场研究报告

硅片也称硅晶圆，是制造半导体芯片最重要的基本材料。2018-2022年硅片的需求继续放大，胜高统计全球晶圆厂给出的总需求指引，其复合增长率为9.7%（未统计中国新建厂）；SEMI 统计12寸硅片上半年累计涨幅20%，下半年涨价有望继续上涨20-30%。

4 电子气体市场研究报告

电子气体是指用于半导体及相关电子产品生产的特种气体，应用范围十分广泛，在半导体工业中应用的有110余种单元特种气体。电子特种气体从生产到分离提纯以及运输供应阶段都存在较高的技术壁垒，市场准入条件高，全球市场主要被几家跨国巨头垄断，国内企业面临巨大的竞争压力。

5 封装基板市场研究报告

封装基板已经成为封装材料细分领域销售占比最大的原材料，占封装材料比重超过50%，全球市场规模接近百亿美金。国内封装基板产业升级，本土封装基板需求将迅速提升。2016年国内封装基板市场规模达80亿元，占封装材料比重接近30%，远低于全球50%的占比。

6 光刻胶市场研究报告

光刻胶是利用光化学反应经曝光、显影、刻蚀等工艺将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工基衬底上的有机化合物。全球光刻胶市场规模从2010 年的55.5亿美元增长至2017年的80亿美元，复合增长率约为5.4%。据预测，全球光刻胶将在2022年达到100.2 亿美元。

7 光纤预制棒市场研究报告

光纤预制棒是具有特定折射率剖面并用于制造光导纤维的石英玻璃棒，预制棒一般直径为几毫米至几十毫米，预制棒的制作是光纤工艺中最重要的部分。光缆是光纤预制棒的最终成品，随着通信、大数据、物联网的发展，光缆迎来历史性的发展机遇。2010-2017年全球光纤产量和中国光纤产量的复合增长率分别为14.42%和23.10%，中国光纤产量增速快于全球光纤产量增速。

8 湿电子化学品市场研究报告

湿电子化学品指为微电子、光电子湿法工艺(主要包括湿法刻蚀、湿法清洗)制程中使用的各种电子化工材料，作为新能源、现代通信、新一代电子信息技术、新型显示技术的关键化学材料，其全球市场规模自21世纪初开始快速增长。高端市场主要集中在美、日、欧等少数大厂商手中，比如在对电子化学品纯度等级要求较高的半导体和平板显示领域，我国内资企业市场占有率仅达到25%左右。