半导体材料行业深度报告：借力国产替代东风，国内半导体材料加速进阶

材料是半导体制造的基石，21年全球市场643亿美元，国内增速最快。半导体材料贯穿了半导体生产的整个流程，按照应用主要包括：硅片、掩膜版、特种气体、湿电子化学品、光刻胶、CMP材料和靶材。据SEMI数据，2021年全球半导体材料市场规模为643亿美元，同比增长15.86%。细分产品中，晶圆制造材料和封装材料市场规模分别为404亿美元和239亿美元，占比分别为63%和37%。2021年中国半导体材料市场规模约119亿美元，占全球市场18%，相较2020年97.63亿元增长21.9%，是全球增速最快的地区。 半导体材料需求持续走高，晶圆厂扩产及制程发展推动材料市场发展。根据SEMI数据，2015-2021年全球半导体材料市场年均增速6.8%，2016-2021年国内半导体材料市场年均增速8.9%。主要驱动：一方面是受益于下游5G、物联网、新能源需求拉动，国内外晶圆厂进行了不同程度扩产，SEMI预计2020-2024年将新增25座8寸晶圆厂和60座12寸晶圆厂，对半导体材料的需求同步提升；另一方面是先进制程不断发展，制程提升会增加工艺难度和加工步骤数， 28nm 刻蚀步骤仅40步， 5nm 刻蚀步骤提升至160步，工序的增多也扩大了对上游材料的需求。 国产化率低，贸易摩擦有望加速国产化进程，成熟制程迎来替代机遇。我国半导体材料国产化率2021年仅约10%，主要系产业起步较晚，在品类丰富度和竞争力处于劣势。2022年10月7日美国出台管制新规制裁我国半导体先进制程产业，短期对集成电路制造业各环节造成一定冲击，但长期来看我国集成电路产业必将走上独立自主创新之路，管制新规将进一步催化设备及材料端国产化趋势，特别是在成熟制程，预计国产材料及设备能够得到更多的验证资源和机会，国产替代周期有望缩短。 半导体市场推动硅片市场增长，硅片需求向大尺寸迁移。2021年全球硅片市场126亿美元，中国市场16.6亿美元，2015-2021年CAGR值为27%，保持高速增长。根据Omdia数据，2021年12寸硅片出货面积70.9%，8寸硅片出货面积22.6%，随着制程缩小及先进制程占比提升，半导体硅片市场将进一步向大尺寸迁移。目前硅片国内市场主要被日本厂商信越、SUMCO及中国台湾厂商环球晶圆等垄断，中国市占率不足5%。我国硅片企业目前在6寸硅片已具备较强实力，8寸与12寸产线也在积极建设和验证中。本土产业链公司包括沪硅产业、TCL中环、立昂微、神工股份、中晶科技、奕斯伟（未上市）、麦斯克（未上市）、中欣晶圆（未上市）、有研硅（未上市）等。 掩膜版趋向大尺寸和高精度，半导体用光掩膜增长迅猛，美日韩处领先地位。 2021年全球掩膜版市场49亿美元，国内掩膜版1.95亿美元，近三年CAGR值16.32%。面板尺寸的增大及半导体制程的提升带动掩膜版向大尺寸和高精度发展，石英掩膜版开始占据市场主导地位；2020年半导体光掩膜版需求首次超越FPD光掩膜版需求量，先进制程占比逐渐提升；掩膜版市场集中度高，除晶圆厂自行配套外，半导体芯片掩膜版技术主要由美国和日本企业掌握，本土产业链企业包括路维光电、清溢光电等。 电子特气国内市场增长迅速，高端产品仍需突破。2021年全球电子特气市场规模约45.4亿美元，中国市场约196亿元，预计2025年达到316亿元，近5年CAGR值14.2%。国内电子特气在运输和价格方面具备优势，劣势在于存在品种丰富度不足，纯度欠佳等问题，导致在高端气体市场的竞争力偏弱。 国内电子特气市场主要被德国林德、法国液化空气、美国空气化工和日本大阳日酸所垄断，国产化率仅约为15%。本土产业链公司有华特气体、雅克科技、昊华科技、金宏气体、凯美特气、正帆科技、南大光电、和远气体等。 光刻胶需求趋向高端化，技术壁垒较高，国内半导体用光刻胶渗透率低。2021年全球光刻胶市场规模约为92亿美元，中国光刻胶市场规模约为93.3亿元，近5年CAGR值10.9%，保持稳定增长。细分市场高端光刻胶需求胶高，覆盖250nm-7nm 绝大部分制程的KrF和ArFi分别占比34.7%和38.2%。2021年88%的光刻胶市场份额被美日韩企业占据，主要由于光刻胶技术壁垒较高，决定了光刻胶的质量化学组成不易突破。国内目前光刻胶94%集中在PCB行业，半导体用高端光刻胶仍需突破和验证，本土产业链公司包括彤程新材、晶瑞电材、华懋科技、飞凯材料、容大感光、上海新阳、南大光电等。 湿电子化学品2025年国内总需求量超70%，超净高纯试剂是突破重心。2021年全球湿电子化学品需求量458.3万吨，中国需求量213.5万吨，预计2025年将达到396.6万吨，总需求量超过70%。国内湿电子化学品市场主要问题在于品种单一，纯度不足，在半导体所需的G4、G5的超净高纯试剂市场占比偏低，国内半导体用湿电子化学品市场中，欧美日韩企业占比近80%，国产化率仅约10%。本土产业链公司有江化微、晶瑞电材、石大胜华、盛剑环境、中巨芯（未上市）、润玛股份（未上市）等。 CMP材料整体市占率偏低，国产化技术相对成熟，有望率先完成替代。按2018材料占比计算，2021年全球CMP抛光垫市场规模约为9.33亿美元，抛光液市场规模约为13.86亿美元，制程缩小和封装工艺提升了CMP材料的市场规模。抛光液和抛光垫是CMP核心材料，目前陶氏垄断了中国近90%的CMP抛光垫市场，80%以上的中国抛光液市场也被海外厂商占据。抛光垫国产厂商鼎龙股份已全面掌握抛光垫全流程核心研发和制造技术，抛光液国产厂商安集科技也突破技术壁垒，在国内市场已形成一定生产规模，随着贸易摩擦的加剧，CMP材料在产业链国产化中有望率先完成替代。 国内头部靶材企业打开市场空间，需求向高纯度发展。2021年全球靶材市场为16.95亿美元，国内规模约17亿元。目前国内靶材市场80%被美日企业所垄断，国产化率不足20%，主要由于国外靶材公司相较于国内拥有更久的成长历史和技术积淀，在靶材种类和提纯方面具备技术优势。在国家政策的支持下，国内企业在高纯靶材市场已打开一定空间，江丰电子、有研新材等厂商在国内外多家头部厂商已经具备一定的高纯靶材供货规模，随着晶圆集成度提升，靶材需求将继续向多品类、高纯度发展。本土产业链公司有江丰电子、有研新材、映日科技（未上市）、隆华科技等。 半导体材料产业链相关公司：沪硅产业（硅片）、鼎龙股份（抛光垫）、安集科技（抛光液）、江丰电子（靶材）、有研新材（靶材）、彤程新材（光刻胶）、江化微（湿电子化学品）、清溢光电（掩膜版）、立昂微（硅片）、中晶科技（硅片）、雅克科技（特气）、华特气体（特气）、昊华科技（特气）、南大光电（特气&光刻胶）等。 风险提示：晶圆厂扩产不及预期；国产替代进度不及预期。 半导体材料贯穿半导体生产流程，晶圆制造材料占比不断提升................................................................11制程发展及晶圆厂扩产刺激材料需求，贸易摩擦催化国产替代................................................................14 半导体硅片制造工艺复杂................................................................................................................................19半导体市场推动硅片市场增长，大尺寸硅片需求提升................................................................................23 全球掩模版市场稳步提升，半导体用光掩膜版增长迅猛............................................................................28行业竞争格局：美国、日韩掩膜版厂商处于领先地位................................................................................30未来发展方向：掩膜版趋向大尺寸和高精度................................................................................................32 国内电子特气市场高速增长，在集成电路中占比最高................................................................................35行业竞争格局：高端气体被国外巨头垄断，国产替代需求提升................................................................36 光刻胶市场规模稳定扩增，细分市场需求趋向于高端化............................................................................39光刻胶产业从欧美转向日本，核心市场被国外占据....................................................................................40 湿电子化学品市场稳步增长，中国市场扩张迅速........................................................................................46晶圆厂扩产刺激需求，贸易摩擦加速国产替代............................................................................................46国外巨头占据湿电子化学品高端市场，国产替代任重道远........................................................................47 国产替代突破技术壁垒，国内厂商缩短验证周期........................................................................................52 半导体靶材市场发展迅速，制造与封装不可或缺........................................................................................59靶材市场国产化率偏低，国内头部企业成长迅速........................................................................................603.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.1575 77 79 81 84 86 89 91 93 .............................................................南大光电：国产光刻胶领军者，先进半导体材料平台型公司 .............................................................................彤程新材：光刻胶新品突破，多元化布局电子材料 .................................................................江化微：国产湿电子化学品龙头，业绩释放带动盈利高增 .........