半导体材料行业深度：晶圆厂迎扩产潮，大国利剑国产替代前景可期

半导体材料行业深度：晶圆厂迎扩产潮，大国利剑国产替代前景可期 电子 评级：看好 日期：2022.09.09 证券研究报告|行业深度 报告要点 全球半导体材料市场规模创新高，中国大陆增速最快。根据SEMI数据，2021年全球半导体材料市场规模达到历史新高的643亿美元。分产品类型看，晶 圆制造材料404亿美元，占比62.8%；封装材料239亿美元，占比37.2%。分国家/地区看，中国台湾147.1亿美元，占比22.9%，为全球半导体材料市场规模最高的地区；中国大陆119.3亿美元，占比18.6%，市场规模从2006年至2021年增长超过4倍，增速最快；韩国/日本/北美/欧洲分别为105.7/88.1/60.4/44.1亿美元，占比分别为16.4%/13.7%/9.4%/6.9%。 硅片/电子气体/掩膜版/光刻胶及配套材料/封装基板占比靠前。根据我们研究 分析师王少南 登记编码：S0950521040001：0755-23375522 ：wangshaonan@wkzq.com.cn 行业表现2022/9/9 9% 0% -10% -19% -28% -38% 2021/92021/122022/32022/6 及测算，全球晶圆制造材料中，硅片（含SOI硅片）/电子气体/掩膜版/光刻电子上证综指 深证成指沪深300 胶/光刻胶配套材料/（通用）湿电子化学品/CMP抛光材料/靶材占比分别为 35%/15%/12%/5%/8%/6%/9%/3%。全球封装材料中，封装基板/引线框架/键合丝/包封材料/陶瓷基板/芯片粘接材料占比分别为59%/12%/12%/8%/5%/2%。 中国半导体材料仍然以中低端为主，部分高端材料实现突破。总体而言，中国半导体材料但是历经多年发展，已经基本实现了重点材料领域的布局或量 产，但产品整体仍然以中低端为主。部分高端产品如ArF光刻胶已经通过一些企业认证，硅片、电子气体、氢氟酸、靶材中的部分高端产品也已经取得突破并打入ASML、台积电、三星、格芯、联电、中芯国际、意法半导体、SK海力士、德州仪器、英飞凌等全球龙头公司供应链，但高端材料依然被海外厂商主导，并且在产能及市场规模方面与海外厂商也有较大差距。 中国大陆自主化率仍然较低，国产替代需求迫切。根据我们研究及测算，中 国大陆半导体材料整体自主化率为10-15%，仍然较低。分产品看，晶圆制造材料自主化率<15%，其中硅片5-10%，电子气体30%，掩膜版<1%，光刻胶<5%，（通用）湿电子化学品23%，CMP抛光材料<15%，靶材<10%；封装材料自主化率<30%，其中封装基板5%，引线框架40%。作为半导体上游核心支柱，半导体材料肩负着中国半导体产业链安全自主可控的重要使命，因此，面对自主化率较低的现状，国产替代显得尤为迫切与重要。 中国大陆晶圆厂扩产潮，半导体材料有望充分受益于国产化。受益于新能源 车、光伏、数据中心、5G、物联网、人工智能等下游需求拉动，各大晶圆厂纷纷公布了扩产计划，中国大陆方面，中芯国际、华虹集团、晶合集成、粤芯半导体、长江存储、士兰微、华润微、比亚迪、闻泰科技等厂商均计划进行不同程度的扩产，绝大部分产能有望在2022-2025年陆续投产。我们认为，随着中国大陆新建产能陆续投产，半导体材料行业将迎来高景气，有望带动相关厂商加速导入客户供应链，提升自主化率，迈向高速成长期。 投资建议：美国《芯片法案》的颁布进一步加大了对中国半导体行业发展的 限制和封锁，半导体材料自主可控将是中国半导体产业链安全自主可控的重要保证，未来有望加快验证和导入新建晶圆厂。建议关注：南大光电、鼎龙股份、江丰电子、兴森科技。 风险提示：1、晶圆厂扩产、资本开支不及预期；2、产品研发、下游需求不及预期； 3、全球地缘冲突加剧、新冠疫情反复。 资料来源：Wind，聚源相关研究 《汽车智能化+网联化深度：自动驾驶逐步升 级，摄像头+激光雷达星辰大海》(2022/6/29) 《汽车电动化深度：新能源车销量+渗透率双升，IGBT与SiC大放异彩》(2022/5/13) 《2022年电子行业投资策略：5G渗透率持续提升，半导体供应链安全大势所趋》(2021/12/9) 《PCB行业深度：通讯/消费电子/汽车齐发力，FPC替代传统线束前景可期》(2021/12/7) 《半导体设备行业深度：新一轮景气周期，大国重器替代正当时》(2021/8/16) 《2021年电子行业中期策略：5G+ARVR引 领新成长，国产替代奏响主旋律》(2021/8/6) 《需求错配+供给瓶颈+资源倾斜，汽车缺芯有望2021Q2开始改善》(2021/5/12) 内容目录 1、半导体材料：晶圆制造+封装上游重要支柱8 1.1材料种类丰富多样，广泛应用于晶圆制造和封装工艺8 1.2行业规模创历史新高，中国已成为全球最大市场10 2、晶圆制造材料：行业地位举足轻重，市场规模占比超60%11 2.1硅片：全球产能供不应求，沪硅产业12英寸14nm实现量产11 2.2电子气体：国产部分气体通过ASML认证，产品逐步迈向高端化22 2.3掩膜版：45nm以下晶圆厂自行配套，独立第三方占比35%36 2.4光刻胶及配套材料：日本厂商全面占优，南大光电ArF50nm认证通过42 2.5湿电子化学品：分为通用+功能，中国厂商部分产品已达到G5等级49 2.6CMP抛光材料：美日厂商主导，中国厂商28nm产品实现突破55 2.7靶材：日美4大厂商合计占比80%，江丰电子已进入5nm先端工艺60 3、封装材料：芯片成功出厂的重要保障65 3.1封装基板：封装领域第一大材料，中国大陆厂商积极扩产ABF载板66 3.2引线框架：IC与功率器件载体，自主化率较高72 3.3键合丝：IC与引线框架电气连接的桥梁，本土厂商需迈向多元化高端化77 3.4陶瓷基板：新兴散热材料，日本3大厂商合计占比50%79 3.5芯片粘接材料：实现芯片与底座或封装基板连接，DAF及CDAF有望逐步取代DAP81 4、晶圆厂迎扩产潮，中国大陆自主化率亟待提升83 4.1中国大陆半导体材料自主化率10-15%83 4.2晶圆厂扩产有望加速国产半导体材料验证导入85 5、投资建议86 5.1投资观点86 5.2建议关注87 5.2.1南大光电（300346.SZ）87 5.2.2鼎龙股份（300054.SZ）87 5.2.3江丰电子（300666.SZ）88 5.2.4兴森科技（002436.SZ）88 6、风险提示88 图表目录 图表1：IC工艺流程及对应半导体材料8 图表2：半导体产业链9 图表3：半导体材料主要细分产品情况9 图表4：2020年全球晶圆制造材料细分产品结构10 图表5：2019年全球封装材料细分产品结构10 图表6：全球半导体材料市场规模（亿美元）10 图表7：全球各个国家/地区半导体材料市场规模（亿美元）11 图表8：SUMCO硅片制备工艺流程12 图表9：硅片12 图表10：GlobalWafers硅片制备工艺流程12 图表11：制备好的晶圆13 图表12：晶圆各部分名称13 图表13：硅片尺寸进化史13 图表14：硅片尺寸及厚度变化14 图表15：硅片尺寸对比14 图表16：200mm与300mm硅片对应芯片数量14 图表17：半导体硅片尺寸（英寸）与制程变化15 图表18：2020年全球不同尺寸硅片占比15 图表19：2020年8英寸半导体硅片下游应用15 图表20：2020年12英寸半导体硅片下游应用15 图表21：硅片对应制程节点和终端应用领域16 图表22：半导体抛光片、外延片工艺流程17 图表23：SOI硅片工艺流程17 图表24：全球半导体硅片市场规模（亿美元）17 图表25：中国大陆半导体硅片市场规模（亿美元）17 图表26：全球半导体硅片出货面积（亿平方英寸）17 图表27：全球半导体硅片价格走势（美元/平方英寸）17 图表28：全球SOI硅片市场规模（亿美元）18 图表29：中国大陆SOI硅片市场规模（亿美元）18 图表30：不同通信制式下单部智能手机SOI硅片需求面积（mm2）18 图表31：SOI在射频及毫米波前端模组中的应用18 图表32：全球半导体硅片产能（亿片）19 图表33：2020年全球硅片市场格局19 图表34：2020和2021年12月全球半导体晶圆产能（分国家/地区，8英寸等效）19 图表35：2020年12月全球半导体晶圆产能占比20 （分国家/地区，8英寸等效）20 图表36：2021年12月全球半导体晶圆产能占比20 （分国家/地区，8英寸等效）20 图表37：2020年12月全球不同工艺制程半导体晶圆产能占比21 （分国家/地区，8英寸等效）21 图表38：2020年12月全球不同国家/地区半导体晶圆产能占比21 （分工艺制程，8英寸等效）21 图表39：2020和2021年12月全球半导体晶圆产能（分厂商，8英寸等效）21 图表40：2020年12月全球半导体晶圆产能占比21 （分厂商，8英寸等效）21 图表41：2021年12月全球半导体晶圆产能占比21 （分厂商，8英寸等效）21 图表42：2020年12月全球不同尺寸半导体晶圆产能占比Top10（分厂商）22 图表43：工业气体产业链23 图表44：空气分离工艺24 图表45：气体混配工艺24 图表46：工业气体供应模式24 图表47：工业气体业务模式对比25 图表48：工业气体供气模式25 图表49：全球工业气体市场规模（亿元）26 图表50：中国工业气体市场规模（亿元）26 图表51：2020年中国工业气体细分气体市场规模占比26 图表52：2021年全球工业气体市场格局27 图表53：2020年中国工业气体市场格局27 图表54：全球工业气体第一和第二梯队27 图表55：2011-2021年全球工业气体市场CR4走势27 图表56：2021年全球工业气体下游应用占比27 图表57：2019年中国工业气体下游应用占比27 图表58：工业气体行业经营模式28 图表59：2017-2021年中国外包供气占比28 图表60：2017-2026年中国大宗气体市场规模（亿元）28 图表61：2017-2021年中国大宗气体组成占比28 图表62：2020年中国大宗气体企业CR4在中国市场占比29 图表63：2021年中国大宗气体市场分布29 图表64：2021年中国氧气下游应用占比29 图表65：2021年中国氮气下游应用占比29 图表66：气体纯化流程29 图表67：气体合成流程29 图表68：华特气体部分产品30 图表69：金宏气体部分产品30 图表70：2020-2028年全球特种气体市场规模（亿美元）30 图表71：2016-2025年中国特种气体市场规模（亿元）30 图表72：2020年中国特种气体市场格局31 图表73：2021年中国特种气体下游应用占比31 图表74：电子气体分类31 图表75：电子气体应用领域及用途32 图表76：集成电路制造重点工艺步骤及相应气体33 图表77：2020年全球电子气体市场格局33 图表78：2019年中国电子气体市场格局33 图表79：电子半导体各领域中电子特气和电子大宗气体成本占比34 图表80：2017-2025年全球电子特气市场规模（亿美元）34 图表81：2016-2025年中国电子特气市场规模（亿元）34 图表82：2021年电子特气下游应用占比34 图表83：2021年电子特气在半导体中的应用34 图表84：2020年全球电子特气市场格局35 图表85：2020年中国电子特气市场格局35 图表86：掩膜版制造工艺36 图表87：半导体掩膜版37 图表88：掩膜版工作原理37 图表89：掩膜版组成分类及应用37 图表90：掩膜版发展历程38 图表91：掩膜版产业链38 图表92：掩膜版下游应用占比38 图表93：全球平板显示掩膜版市场规模（亿日元）39 图表94：全球半导体掩膜版市场规模（亿美元）39 图