半导体材料行业深度（一）：周期上行叠加国产替代双击，半导体材料赛道长坡厚雪

电子行业深度报告 证券研究报告·行业深度报告·电子 半导体材料行业深度（一）：周期上行叠加国产替代双击，半导体材料赛道长坡厚雪 增持（维持） 投资要点 国际形势愈发严峻，多方助力半导体材料国产化加速：11月特朗普宣布赢得2024年美总统选举后，预计在科技领域可能加大对华高科技出口管制，包括半导体等，可能通过“实体清单”等手段限制中国科技企业。这些措施构成全方位封锁网，从设备、人才、技术、资本等多维度围堵 2024年11月29日 证券分析师马天翼 执业证书：S0600522090001 maty@dwzq.com.cn 证券分析师金晶 执业证书：S0600523050003 jinj@dwzq.com.cn 行业走势 中国半导体产业，美国打压策略已扩展至联合盟友和全产业链封锁。自电子沪深300 2022年10月美国出台“半导体制造”最终用途限制措施以来，对比22 年与24年国产化率数据，我国半导体国产化率在部分领域有所提升，但仍存在不少挑战。国家大基金与各地专项基金持续助力，相较于一期更侧重IC制造，国家大基金二期则更加关注设备、材料等上游产业链， 投资分布上，装备、材料领域投资占比增加至10%，三期注册资本达3440亿元人民币，超过一二期之和，预计大基金三期的投资方向将继续延续对半导体设备和材料的支持，半导体材料国产替代化有望加速。 半导体材料种类纷繁，景气上行与技术创新共振：半导体材料行业主要可以分为晶圆制造与封装材料两大部分，销售额占比分别约60%/40%。1）景气上行：受到需求不振等多因素影响，2023年全球半导体销售额同比下降8.2%，全球半导体材料市场销售额也下降至667亿美元。在 AI、消费电子、汽车电子等需求复苏背景下，半导体产业2024年有望将迎来上行周期，2024年全球半导体销售额逐季度持续稳步提升，前三季度销售额同比增加19.78%，WSTS预计2024年全球半导体总销售额将突破6000亿美元，2025年有望继续保持10%以上的增长速度。SEMI预测全球晶圆厂产能将在2024年增长6%，并在2025年实现7%的增 长，达到每月晶圆产能3370万片的历史新高；2）产业转移：24年前三 季度中国半导体市场规模仅次于美洲地区，半导体材料市场方面，中国 大陆成为2023年唯一同比增长的地区，与中国台湾地区分别位列前两名。3）技术创新：在高性能计算（HPC）和人工智能（AI）技术的推动下，先进封装需求持续增加，尽管23年半导体市场销售额同比下降， 但先进封装市场实现了19.62%的强劲增长，先进封装材料已成为封装材料新增长点。 投资建议：通过复盘过去十年半导体材料产业行情，我们认为国际形势、国家政策及技术创新是影响行情的核心三大要素。半导体材料行业作为半导体制造工艺的核心基础，当前时点有望迎来周期上行与国产替代双击行情，建议关注各细分赛道龙头及稀缺国产化标的：1）晶圆制造标的：硅片（沪硅产业、立昂微、有研硅）、电子特气（华特气体、金宏气 体、雅克科技、南大光电）、掩模版（龙图光罩、清溢光电、路维光电）、光刻胶（彤程新材、南大光电、晶瑞电材、上海新阳、华懋科技、飞凯材料）、湿化学品（江化微、格林达、中巨芯、晶瑞电材）、抛光材料（安集科技、鼎龙股份）、溅射靶材（江丰电子、欧莱新材、阿石创、有研新材）等；2）封装及先进封装标的：基板（深南电路、兴森科技）、环氧塑封料（华海诚科、联瑞新材）、引线框架（康强电子、博威合金）、键合丝（康强电子）等。 风险提示：半导体产业国产化进度不及预期、半导体产业周期复苏不及预期、半导体材料验证进度不及预期、国际形势严峻影响国内半导体产业发展 24% 18% 12% 6% 0% -6% -12% -18% -24% -30% 2023/11/292024/3/302024/7/302024/11/29 相关研究 《国产替代趋势下，海思“平台化”发展有望加速芯片国产化进程。》 2024-11-29 《海外半导体设备巨头巡礼系列：应用材料（AMAT）内生外延打造“半导体设备超市”，整线设备&高品质服务构筑护城河》 2024-11-13 1/19 东吴证券研究所 内容目录 1.半导体材料种类纷繁，景气上行与技术创新共振4 1.1.细分品类众多，重视晶圆制造与先进封装材料4 1.2.半导体产业迎来周期拐点，景气上行与技术创新共振7 2.国际形势严峻，多方助力国产替代加速10 2.1.美国持续打压政策，国产替代需求迫切10 2.2.国产化率有所提升，未来仍面临挑战13 2.3.国家大基金稳步推进，专项基金助力发展14 3.半导体材料行情复盘：多因素影响，周期与国产化共振16 4.投资建议18 5.风险提示18 2/19 东吴证券研究所 图表目录 图1：半导体材料流程及分类图4 图2：2022年全球半导体晶圆制造材料细分市场结构5 图3：2023年全球半导体封装材料细分市场结构5 图4：先进封装材料用途6 图5：环氧塑封料应用场景7 图6：电镀液常应用于芯片制造后道先进封装电镀7 图7：近十年全球半导体材料市场规模及增长率7 图8：2013-2025年全球半导体销售额（含预测）7 图9：近十年晶圆制造材料市场全球市场规模8 图10：全球半导体晶圆厂产能预测9 图11：全球硅晶圆出货量预测9 图12：全球封装材料市场规模及预测9 图13：2018-2023年全球半导体先进封装市场规模10 图14：国家大基金发展进程14 图15：国家大基金一期投资结构14 图16：2014-2024年半导体材料（申万行业指数）走势图16 表1：半导体材料分类表4 表2：2024年第三季度各地区半导体市场规模8 表3：2022年和2023年各地区半导体材料市场规模8 表4：近期半导体相关国际形势政策10 表5：美国主导建立的对华半导体封锁圈12 表6：半导体细分领域国产化率变化及国内外主要企业列举13 表7：国家大基金二期投资公司及领域14 表8：国家大基金三期股东15 表9：2023年以来各地成立的半导体材料相关专项基金16 3/19 1.半导体材料种类纷繁，景气上行与技术创新共振 半导体材料位于上游环节，是半导体制造工艺的核心基础。半导体材料是半导体行业在集成电路制造中使用的各类特殊材料的总称。半导体材料属于电子材料，是用于制作集成电路、分立器件、传感器、光电子器件等产品的重要材料，对精度、纯度等要求相较于普通材料更加严格，工艺制备过程中材料的选取、使用也尤为关键。 图1：半导体材料流程及分类图 数据来源：CSDN，东吴证券研究所 1.1.细分品类众多，重视晶圆制造与先进封装材料 半导体材料细分品类众多，晶圆制造与封装材料共同构成半导体材料产业。半导体材料是半导体产业链中细分领域最多的环节。按应用环节来进行划分，可以分为晶圆制 造材料和半导体封装材料两大类。晶圆制造材料包括基板材料和工艺材料。基板材料主要包括硅片等元素半导体或化合物半导体制成的晶圆；工艺材料是将硅晶圆（Wafer）加工成裸片（Die）的前端工艺所需的各类材料，如电子气体、掩膜版、光刻胶及其配套材料、湿电子化学品、靶材、CMP抛光材料等。半导体封装材料是将晶圆切割成裸片并封装为芯片（Chip）的后端工艺所使用的各类材料，包括引线框架、封装基板、陶瓷材料、键合丝、切割材料、芯片粘贴材料以及由于先进封装等需求使用的环氧塑封料、电镀液等封装材料。 表1：半导体材料分类表 大类细分类别作用 前端制造材料 硅片 晶圆制造的基底材料 溅射靶材 芯片中制备的薄膜的元素级材料通过磁控进行精准放置 CMP抛光液和抛光垫 通过化学反映与物理研磨实现大面积平坦化 光刻胶 将掩模版上的图形转移到硅片上的关键材料 4/19 东吴证券研究所 高纯化学试剂 晶圆制造过程进行湿法工艺 电子气体 氧化，还原，除杂 掩膜版 产品制造过程中的图形“底片”转移用的高精密工具 化合物半导体 新一代的半导体基体材料(相对于一代硅片) 后端封装材料 封装基板 保护芯片、物理支撑、链接芯片与电路板、散热 引线框架 保护芯片、物理支撑、连接芯片与电路板 陶瓷封装体 绝缘封装 键合金属线 芯片和引线框架、基板间连接线 电镀液 用在凸点和再布线层的制造，和硅通孔的金属填充中 环氧塑封料 为芯片提供防护、导热、支撑 数据来源：华经产业研究院，东吴证券研究所 晶圆制造材料与封装材料销量齐升，共同支撑半导体蓬勃发展。2022年晶圆制造材料和封装材料的销售额分别达到447亿美元和280亿美元，年增长率分别为10.5%和 6.3%，分别占总市场规模的61.5%和38.5%。2022年全球晶圆制造材料价值占比前�分别是：硅片（33%）、气体（14%）、光掩模（13%）、光刻胶辅助材料（7%）和CMP抛光材料（7%）。根据SEMI统计，2023年全球封装材料市场份额占比前�分别是：封装基板（55%）、引线框架（16%）、键合线（13%）、包装材料（8%），芯片贴装材料（4%）。因为先进封装一般不采用引线框架和引线键合的方式进行封装，因而对引线框架和键合丝的需求较小，所以先进封装材料市场主要由封装基板和包封材料两大板块构成。 图2：2022年全球半导体晶圆制造材料细分市场结构图3：2023年全球半导体封装材料细分市场结构 3%13% 4% 33% 6% 7% 7% 14% 13% 底部填充 1% 包装材料 8% 晶圆级封装电介质 1% 芯片贴装 4% 晶圆级封装电镀化学品2% 键合线 13% 引线框架 16% 层压基板55% 数据来源：SEMI，东吴证券研究所 数据来源：SEMI，TECHCET，TechSearchInternational，东吴证券研究所 5/19 东吴证券研究所 东吴证券研究所 先进封装材料有望成为封装产业新增长点。半导体封装测试构成了晶圆制造流程的 后阶段，紧随芯片制造步骤之后。此阶段涉及将制造完成的晶圆进行封装与测试，进而根据实际需求与功能特性，将通过测试的晶圆加工成芯片。封装的主要四大目标包括：保护芯片免受损害、为芯片提供必要的支撑与外观成型、确保芯片电极与外部电路的有效连接、以及提高导热性能。针对下游电子产品小型化、轻量化、高性能的需求封装朝小型化、多引脚、高集成目标持续演进。在此过程中，先进封装材料作为先进封装产业链的核心上游组成部分，扮演着至关重要的角色，是推动先进封装技术持续进步与发展的坚实基石。 图4：先进封装材料用途 数据来源：势银产业研究，东吴证券研究所 在高性能计算（HPC）和人工智能（AI）技术的推动下，先进封装材料迎来了前所未有的发展机遇。在摩尔定律减速的同时，计算需求却在暴涨。ChatGPT的问世标志着人工智能新时代的开端，其对算力和AI服务器的巨大需求成为了推动采用先进封装技 术的HBM市场迅速扩大的驱动力量。面对多重挑战与趋势，先进封装技术已成为至关重要的竞争领域，它在提升芯片集成密度、拉近芯片间距、加速芯片间电气传输速度以及实现性能优化方面发挥着举足轻重的作用。这一趋势预计将会激发先进封装产业链中处于核心上游的先进封装材料行业的显著增长。 先进封装材料不断更新、种类众多。1）玻璃基板：由于玻璃在介电损耗、热膨胀系 数等方面具备一定性能优势，故玻璃基板具备成为下一代先进封装基板新材料的潜力，有望成为替代传统ABF载板、硅中介层的新材料。预计全球玻璃基板市场在预测期内将以超过4%的复合年增长率增长。2）环氧塑封料：这是目前应用最广泛的包封材料，核心作用是为芯片提供防护、导热、支撑等。先封封装尤其是2.5D/3D封装，对环氧塑封料的流动性、均匀性和散热性提出了更高的要求。目前全球集成电路（IC）封装材料的97％采用环氧塑封料（EMC）全球市场规模达157亿元。3）PSPI光刻胶：PSPI是先进封装核心耗材之一，主要应用于再布线（RDL）工艺，不仅为封装提供必要的电气、 6/19 机械和热性能，还能实现高分辨率的图案化，大幅减少了光刻工艺流程，2021年全球市场