集微咨询：“产能为王”下的本土半导体材料供应商迎黄金窗口期

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集微咨询（JW insights）认为：

- 缺货、扩产、升级关键词下，PC、手机、智能汽车、数据中心、智能家居等多个“杀手级”应用正驱动半导体材料产业长期成长；

- 中国大陆的半导体材料市场增速最快，但日企仍占据供应链优势；

- 当前半导体产业链正经历第三次转移，从韩国、中国台湾地区转向中国大陆；

- 材料创新是推动半导体产业成长的四大关键因素之一。

“产能为王”是自去年以来的半导体产业关键词。2020年和2021年晶圆制造产能吃紧，全球都在新建半导体工厂。尽管遭遇“黑天鹅”、地缘政治、缺芯等各类因素影响，全球半导体产业仍处于高速增长态势，几乎所有细分市场的需求都在快速成长，这是半导体产业前所未有的局面，半导体正经历超级大周期。

集微咨询（JW insights）认为，这牵动的是对半导体整体供应链的系统性需求，其中对半导体材料的拉动效应也逐步释放。在庞大的半导体材料赛道，中国大陆市场近年来成长快速。下游需求加码，叠加当前产业向中国大陆转移的大趋势，以及当前缺货、扩产的市场背景，半导体材料的本土供应链将迎新一轮黄金窗口期。

缺货、扩产、升级关键词下，多个“杀手级”应用驱动产业长期成长

尽管当前全球产业受到疫情、地缘政治等不确定因素的影响，但全球半导体行业处在一个前所未有的高增长周期，中国市场在其中扮演了相当重要的角色。从十年甚至更长的周期来看，全球半导体产业仍将处于高速增长的发展态势。

而这其中一个重要的因素在于，与过去二三十年相比， 半导体产业的周期发生了巨变。这种变化是自智能手机出现后开始的，此后驱动半导体成长的下游杀手级应用不断增长，继PC、手机之后，更有智能汽车、数据中心、智能家居等，所有这一切在同时增长，每个应用领域的需求都很高，这对供应链是极大的挑战。而在手机之前，通常驱动产业链成长的杀手级应用只有一个，比如微软推出Windows系统，英特尔推出处理器，然后再有其他的新应用出现。

来源：Gartner

Gartner研究给出了同样的产业发展预测曲线。Gartner统计数据显示，2021年全球半导体收入将增长强劲，预计到2022年将达到创纪录的6270亿美元。其中半导体设备的增加，以及智能手机、汽车、PC和Chromebook的强劲需求是关键推动因素。

来源：Gartner

下游应用推高对产能的需求，同时叠加疫情等影响，缺货、扩产成为全球各大半导体厂商今年的关键词。根据国际半导体产业协会（SEMI）统计，世界整体的投资额2021年有望连续2年创出历史新高。2020年仅比上年增长9％，而2021年一下子猛增了31％。SEMI的数据显示，从半导体工厂的开工建设件数来看，仅得到确认的项目，2021年至2022年就达到29件。

根据日本经济新闻的统计，预计英特尔、台积电（TSMC）等10家主要半导体厂商的2021年度设备投资额将比上一年度增加3成。同时，为了确保作为经济战略基础、重要性提升的半导体的自主性，各国和地区的支援政策也进一步加强。

在中国市场，半导体产能扩产需求同样高涨。根据公开信息以及综合各大媒体的不完全统计，从晶圆工厂的投建速度来看，自2017年以来，中国已建成39个半导体晶圆厂。在这些工厂中，有35家为中国独资工厂，其余为外资独资工厂。中国大陆拥有世界上进行中最多的半导体晶圆厂建设项目，目前有57个晶圆厂正在运营，有26个晶圆厂正在建设或计划中，其中300mm晶圆厂为19个，200mm的有7个。

这将持续推动配套的全球半导体材料市场的长期成长。

从沙子到芯片，一共需要经历大约6000道工序，每一道工序都需要大量半导体关键材料的辅助。半导体材料细分行业多，涉及各种金属、合金、非金属、各类元素、以及酸、碱等各类试剂，细分子行业多达上百个，许多材料单个细分市场很小，工艺和生产复杂繁琐，技术壁垒很高。

根据SEMI数据，自2018年以来，在晶圆制造厂和封装厂出货增长和先进工艺发展的推动下，全球半导体材料市场首次超过500亿美元。2019年，受中美贸易问题，下游消费电子市场疲软等影响，2019年全球半导体市场规模同比下降12%，但是半导体材料市场只略降0.4%。2020年材料市场增长2.2%，较年中上调，达539亿美元。2021年预计增长率为5%，总体规模再创历史新高，达565亿美元。

来源：SEMI

中国大陆市场增速最快 日企仍占据供应链优势

SEMI数据显示，2020年全球半导体材料市场总体规模为539亿美元。其中，中国台湾市场为119.5亿美元，继续位居全球第一。中国大陆超过韩国达到95.2亿美元，跃居全球第二。增长率方面，中国大陆市场增长9.2%，是全球唯二增长的市场，而台湾地区市场则增长4.3%。SEMI预计，2021年全球半导体材料市场将可达到565亿美元。其中台湾地区将依旧保持第一位。中国大陆将突破100亿美元大关，达到104亿美元，居全球第二，并且继续扩大与第三名韩国优势。

Gartner的数据显示，2020年晶圆制造材料和封装材料收入总额分别为349亿美元和204亿美元，同比增长6.5%和2.3%。其中，光刻胶和光刻胶辅助材料、湿法化学品以及CMP抛光材料部分在晶圆制造材料中的增长最为强劲，而封装材料的增长则受益于有机基板和键合线市场增长的推动。

而从供应链角度来看，集微咨询（JW insights）发现市场非常集中，日本企业在当前全球半导体材料供应链中占主导地位。与之形成对比的是，日本在全球半导体产业的份额仅占约9％，低于韩国等地的企业，但在相关设备和材料领域，有很多产品占有全球最高份额。数据显示，不论是在前端半导体材料领域，还是后端半导体材料领域，日企在很多方面垄断着超50%的市场份额。

来源：日经中文网

其中，在作为半导体基板的硅晶圆领域，信越化学工业和SUMCO两家日本企业占有全球5成以上的份额。在打印电路方面不可或缺的光刻胶（感光剂）领域，日本企业所占的份额达到9成，JSR及信越化学等企业占有优势。昭和电工等正在生产半导体表面研磨用的CMP浆料（研磨液），仅日本企业所占的份额就超过4成。

半导体材料虽然单一市场规模不大，但关键的核心材料基于整个半导体制造的重要性丝毫不能轻视，任何一环节的缺失都将引发供应链停摆。

这由2019年日本对韩国断供三大核心材料引发的产业震动即可见一斑。2019年7月，日本开始对韩半导体产业实行断供氟化氢、氟化聚酰亚胺、光刻胶三大核心材料。虽然韩半导体产业每年花在这三种进口材料上的金额不过3亿美元，但这三种核心材料对于半导体制造都是“七寸要害”一般的存在。其中氟化氢主要用于半导体制造过程中的清洗；氟化聚酰亚胺主要用于柔性屏；光刻胶更是可以直接影响到芯片良品率和性能的“神器”。换句话说，这3亿美元规模的产业可以制约千亿规模的韩国半导体发展。

为应对日本断供，韩国自2019年起在3年时间里投入5.7万亿韩元的预算，通过补贴和税收优惠等方式，培育材料、零部件和设备等产业。到目前为止韩国也取得了一定的成果，今年7月5日韩国方面在一场半导体座谈会上针对半导体材料被日企“卡脖子”两年一事作出了回应，称韩核心产品对日依赖已经大幅降低，半导体材料供应链也已经基本完成。其中韩国氟化氢的自产率提升显著，目前的进口额与2018年相比徘徊在1-2成的水平。

本土半导体材料产业链 国产替代空间正逐步打开

当前半导体产业链正经历第三次转移，从韩国、中国台湾地区转向中国大陆，市场份额呈现阶梯式上升。集微咨询（JW insights）认为，在此过程随着长江存储、中芯国际等本土半导体厂商的崛起，与其配套的本土材料企业将受益，接下去中国大陆半导体材料市场将保持快速增长势头并不断扩容。

这背后有长期驱动因素也有短期驱动因素。短期因素包括，在需求端，疫情影响消费者生活方式改变，消费电子需求大幅上升，疫情后汽车电子等需求恢复；在供给端，疫情造成工厂供应延期，如日本信越化学断供光刻胶，关键原材料短缺，供给端压力加大。

长期来看，首先，人工智能、5G商业化、汽车电子、消费电子、数据中心等应用领域先进技术的发展，对芯片性能提出更高要求，推动芯片制程升级，进而带动配套半导体材料技术迭代和产能扩张。

其次，中国大陆承接半导体产业链第三次转移，主要涉及制造环节。根据SEMI数据，2017-2020年全球陆续投产62座晶圆厂，中国大陆占40%（26座），部分处于产能爬坡中；2021-2022年，中国预计将新增8座晶圆厂开工建设，占全球比例近1/3，晶圆厂产能扩张和集中建设将刺激半导体配套材料需求爆发。

第三，国家大基金入局推动企业资本开支、股价和业绩大幅增长，一期总投资规模为1387亿元，其中半导体材料公司仅占比约1.5%；目前大基金二期已进入全面投资阶段，将向半导体材料领域倾斜。据悉，募资超2000亿元的大基金二期于2019年成立，2021年已全面进入投资阶段。

值得一提的是，仅次于大硅片的第二大半导体材料——电子特种气体，当前也正迎来发展的黄金机遇。随着国内取得技术突破的品种增多，国产替代空间被打开。中国半导体行业协会预计，到2024年，国内电子特气行业规模将达到230亿元。目前国内电子特气市场被空气化工、液化空气、大阳日酸、普莱克斯、林德五大外资巨头垄断，国内企业市场占比仅12%，国产替代空间广阔。

根据公开信息，目前来看雅克科技、南大光电为代表的企业已经得到了大基金的支持，以南大光电、华特气体为代表的气体公司已经切入了国内一线半导体厂商。当前也是本土材料企业难得的窗口期，紧密绑定国内优秀半导体厂商的企业有望最终脱颖而出，实现技术快速积累突破和业绩爆发。

另一个核心半导体材料光刻胶的国产化也有望迎来新契机。根据Cision预测，2022年全球光刻胶市场规模有望达到105亿美元，年均复合增速5%。光刻胶产业最早由欧美主导，日本厂商后来居上，目前仍保持垄断地位。全球主要光刻胶企业有日本JSR、东京应化、信越化学，美国陶氏化学、韩国东进世美等。

尽管目前中国光刻胶产业规模仍较小，但已有众多厂商积极布局，而在当前国产替代趋势愈演愈烈的背景下，下游厂商从供应链安全角度扶持国产光刻胶以及国家政策支持等因素，叠加国内外晶圆厂扩产潮带来的需求爆发，以及全球光刻胶巨头信越化学受地震影响而断供了部分中小晶圆厂等综合因素，为国内光刻胶企业提供了宝贵的替代窗口期。据悉，目前多家国内厂商开始崭露头角，如晶瑞电材、北京科华等，其相关的KrF、ArF光刻胶已经处于产品验证中，也意味着在KrF、ArF等高端光刻胶领域的国产化实现了从0到1的突破。

材料创新是推动半导体产业成长的四大关键因素之一

研究机构Gartner在一份报告中指出2021年四大半导体制造驱动因素分别为——极紫外（EUV）和高数值孔径（高NA）EUV、异构集成（Heterogeneous integration）、材料及工艺创新以及FinFETs。半导体制造的历史充满了旧材料被新材料取代的情况，而且这种趋势还在继续，并预计到2025 年，30% 的先进逻辑生产将依赖于新材料和新工艺，10% 的先进封装系统 (SiP) 将采用新工艺，包括混合键合和芯片间光互连。

中国半导体材料供应链方面，近年来可以看到在封装基板、CMP抛光液、湿电子化学品、引线框等部分的技术标准达到先进水平，靶材、电子气体、硅片、化合物半导体、掩模版本土生产实现突破，然而在光刻胶、抛光垫、碳化硅、高纯石英材料等与先进技术仍存在较大差距，在许多细分领域，企业的研发投入和技术积累不足。集微咨询（JW insights）相信，要抓住黄金窗口期的机会，实现核心材料技术创新的快速突破是下一步竞争的重点。（校对/萨米）

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