2021年全球半导体材料市场规模创历史新高

一、半导体需求底部向上

得益于近年来政府对半导体制造业的支持，中国晶圆制造能力不断提高，中国大陆半导体材料市场规模不断快速增长。2020-2022年，电子材料企业收入翻了一番，国产化率迅速提高。

我们认为，随着半导体行业博弈的加剧，本地化率将继续提高。同时，全球半导体需求底部向上，可以关注模式好、壁垒高的材料环节和平台企业。

半导体材料可分为两类：前端晶圆制造材料和后端封装材料。主要晶圆制造材料包括硅片、电子特种气体、光刻胶及配套试剂、湿电子化学品、抛光材料、靶材、光掩膜版等。

二是国内半导体材料市场规模持续增长

近年来，受益于消费电子和5G、汽车电子等需求驱动，行业规模呈上升趋势，全球半导体材料市场规模波动，整体上升趋势。

据SEMI统计，2021年全球半导体材料市场规模创历史新高，达到643亿美元，预计2022年将达到698亿美元，同比增长8.6%，预计2023年将超过700亿美元。

具体来说，硅片在2021年全球半导体分材料市场中占比最高，达到35%；其次是电子特气，占14%；光掩模排名第三，占13%；光刻胶和光刻胶配套化学品占7%，CMP抛光材料占6%；溅射靶为3%。

其中，国内半导体材料市场规模为266.4亿美元，占全球半导体材料市场规模最大的41.4%。

然而，与海外巨头相比，国内半导体材料行业仍存在很大差距，特别是在中高端领域。由于国内半导体行业起步较晚，在技术积累和配套措施方面仍落后较多，需要时间沉淀。

此外，随着美国对国内半导体行业制裁的加剧，特别是对先进工艺设备和材料的限制，国内替代是中长期明确的产业趋势，前景广阔。

三是加快国产化进程

目前，在中低端领域，国产化进程取得了显著成效，国产化率逐年上升。2021年，中国半导体晶圆制造材料的整体国产化率为20%-30%，其中电子特气和靶材的国产化率约为30-40%；硅片、湿电子化学品、CMP耗材的总体国产化率约为20-30%。

但需要注意的是，高端12寸硅片的国产化率不到5%；光掩模、光刻胶的国产化率在10%以下，EUV光刻胶等高端细分领域的国产化率几乎为零。

半导体材料作为芯片制造的重要上游支撑，国内产品为中低端，高端工艺领域仍由外国制造商主导。因此，国内替代品的需求非常迫切。

近年来，随着下游需求的增长和美国对国内半导体产业发展的限制，国内晶圆厂纷纷增资扩产。据统计，中芯国际、华虹半导体、石兰微、华润微、粤芯半导体均宣布扩产计划；不久前，12英寸晶圆厂也正式启动。

晶圆厂的新阶段将推动对半导体设备的需求繁荣。晶圆厂投产后，随着产能利用率和良率的不断上升，半导体材料将逐步成交量。在供应链安全的背景下，国产半导体材料可能会逐渐成交量

四、半导体制造材料国产化

(1)硅片：8英寸国产化率55%，12英寸国产化率10%，国内厂家：沪硅产业，立昂微。

(2)掩模板:晶圆厂家以自产为主。国内厂商:菲利华，清溢光电。

(3)光刻胶:高端国产化率约10%，国内厂家:桐城新材、南大光电、晶瑞电材、上海新阳。

(4)湿电子化学品:G3及以上国产化率约10%，国内厂家:江化微、格林达。

(5)电子特气:国产化率约15%，国内格局分散，包括华特气体、金宏气体、雅克科技。

(6)CMP抛光材料:抛光液约30% 、抛光垫约20%，国内厂家:安吉科技、鼎龙股份。

(7)靶材:国产化程度最高，国内厂家:江丰电子。

五， 梳理细分环节

5.1 硅片

半导体硅片工艺复杂，主要环节包括晶体生长、硅片成型、外延生长。

8英寸和12英寸硅片是市场上的主流产品。按工艺分类，主要分为抛光片、外延片和SOI硅片。

信越化学是全球半导体硅片市场高度集中的前五大制造商SUMCO、环球晶圆、Siltronic、SK Siltron总市场份额占90%。

沪硅产业：国内半导体硅片龙头厂家，8寸产能45万片/月，12寸产能30万片/月。

5.2 掩模版

掩膜版是光刻工艺中使用的图形母版，功能类似于传统相机的底片。

台积电、三星、英特尔、中芯等晶圆厂使用的掩膜版主要是自研自产的。

清溢光电：国内最大的掩膜版厂家。

5.3 光刻胶

光刻技术是指利用光化学原理和刻蚀方法将图形传递到介质层，形成功能图形的工艺技术。

光刻胶是一种图形转移介质，它通过曝光显影蚀刻工艺将掩模板上的图形转移到基底。

根据不同的应用领域，光刻胶是PCB、LCD、半导体光刻胶，技术门槛逐渐提高。

光刻胶由树脂、光引发剂、溶剂、单体和添加剂组成，树脂、光引发剂是影响光刻胶性能的最重要组成部分：

(1)树脂作为粘合剂，将不同材料聚集在光刻胶中。

(2)光引发剂是光刻胶中的光敏成分，吸收光能后分解为自由基，可引起单体化学交联反应。

JSRR全球半导体光刻胶市场、东京应化、杜邦、信越化学、住友、富士胶片等制造商垄断。

国内半导体光刻胶市场，只有桐城新材料、南大光电、晶瑞电材料、上海新阳、荣达感光。

南京大学光电：主要从事前驱材料、电子特性和光刻胶。公司自主研发的ARF光刻胶是第一款通过产品验证的国产ARF光刻胶。

5.4 湿电子化学品

湿电子化学品作为化学试剂，用于去除晶圆表面残留的污染物，减少光刻、蚀刻等工艺中的金属杂质。

湿电子化学品包括清洗液、显影液、漂洗液、蚀刻液、剥离液等。

国内湿电子化学品多集中在G3以下，国产化率80%；G3及以上国产化率约10%。

江化微：公司产品为超净高纯试剂、光刻胶配套试剂等湿电子化学品。该产品涵盖G2-G5级别。公司为客户提供6代、8.5代、10.5代高端湿电子化学品，并逐步取代高端湿电子化学品领域的进口。在晶圆制造过程中，它还成功地进入了一些8英寸及以下的生产线和12英寸功率设备生产线，并占据了重要份额

5.5 电子特气

电子特气是工业气体的重要分支，用于半导体生产的各个环节，有100多种。

根据化学成分的不同，电子特气可分为氟系、硅系、硼系、锗系氧化物和氢化物。

近年来，国内电子特气国产化替代进程加快，包括华特气体、金宏气体、雅克科技、南大光电等主要厂家。

5.6 CMP抛光材料

CMP，又称化学机械抛光，是半导体硅片表面加工的关键技术。

CMP采用机械摩擦和化学腐蚀相结合的工艺，其中化学腐蚀耗材为抛光液，机械摩擦耗材为抛光垫。

(1)抛光液市场，美国carbot是全球领先厂商，国内领先厂商是安吉科技。

安吉科技：铝抛光液在28nm技术节点HKMG工艺中取得重大突破。通过客户验证，打破了外国制造商在应用程序中的垄断，实现了大规模生产。公司与客户共同开发的基于氧化砖磨料的抛光液产品突破了技术瓶颈，在3DNAND先进工艺中实现了大规模生产和逐步量化。在衬底抛光液方面，公司在硅精细抛光液方面取得了突破，技术性能达到了国际主流供应商的同一水平，产品在国内领先的硅片制造商的示范按计划顺利进行；为客户定制的第三代半导体衬底材料抛光液进展顺利。一些产品获得了海外客户的订单，扩大了海外市场

(2)美国陶氏杜邦是抛光垫市场的主导地位，占全球市场份额的79%。国内领先厂商为鼎龙股份。

鼎龙股份有限公司：抛光垫产品实现了全过程（氧化物、铜、钨、铝、浅沟隔离、阻挡层等）、覆盖全技术节点(28nm以上成熟工艺，28nm以下先进工艺)，创新研究低密度抛光垫产品的新方向。在抛光液方面，28nm节点HKMG工艺的铝工艺抛光液解决了Ode(氧化物)海外厂商的技术“卡颈”问题、SiN（氮化硅）、Poly（多晶硅）、Cu（铜）、Al(铝)等CMP工艺开发抛光液新产品

5.7 靶材

靶材是制备薄膜的元素级材料，通过不同的离子光束和靶材相互作用获得不同的膜系，从而实现导电和阻挡的功能。

全球半导体靶材市场呈寡头垄断格局，日矿金属、霍尼韦尔、东曹、普莱克斯占全球市场份额的80%。

靶材国产化率高，供应商包括:江丰电子、有研新材料、阿石创、隆华科技。海涵财经