大家好,我是小胡。专栏前面我们把半导体设备的战略价值、国产化率和核心逻辑给大家梳理清楚了,也得到了市场的认可。
但要完全解决芯片供应链安全问题,不仅需要半导体设备,还需要半导体材料,材料的战略价值不输设备。
我们跟踪半导体板块已经四年多,深知材料板块分类多,分布广,本文我们尽量简单化、通俗化,方便大家理解。
半导体材料是半导体产业链重要的一环,支撑前道芯片制造和后道芯片封测,与设备同属半导体支撑产业。
芯片制造工艺是将原始半导体材料通过物理和化学反应,一步一步转变成半导体芯片,半导体材料的应用决定了摩尔定律的持续推进,也决定了芯片是否将继续缩小线宽。
根据国际半导体产业协会的预计,全球半导体材料2023年将延续增长,市场规模突破700亿美元。
2021年,国内半导体材料市场规模达到119.3亿美元,同比增长21.9%,增速领先于别的市场,全球市场比重18.6%,仅次于中国台湾。
若按照23年全球市场700亿美元,中国大陆占比19%计算,23年国内半导体材料市场将超过900亿人民币。
半导体材料分类众多,包含硅片、电子特气、光掩模、抛光材料、光刻胶及配套试剂、湿电子化学品及靶材等。
其中硅片市场占比最大,大约1/3,其次是电子特气14%,光掩模、光刻胶及配套试剂市场占比相近,约13%。
在材料国产化方面,整体国产化率比较低,CMP抛光材料10%以下,光刻胶、电子特气、靶材、超纯试剂也不到20%。
硅片大多数都用在光伏与半导体,其中半导体硅片制造技术方面的要求更高,应用更广、市场价值也更高。
半导体硅片与光伏硅片核心不同之处在于纯度,光伏硅片一般4个9到6个9之间,半导体硅片至少需要9个9,先进工艺则需要11个9,即99.999999999%。
08年以来晶圆厂对硅片的需求稳步增长,SUMCO预测,全球12寸抛光片21年到25年月产能将由 443 万片增长到555.4万片,外延片由236.9万片增长至268.2万片。
但是全球五大半导体硅片厂扩产缓慢,到21年底才慢悠悠推出扩产计划,而新增产能需要两年左右,SUMCO预计到23年底,全球12寸的供需失衡都无法解决。
这实际上是几大硅片厂达成的某种默契,等着涨价。23年有可能又出现16-18年全球半导体硅片需求和供给的“剪刀差”,当时硅片价格涨了33.5%,硅片厂营收和盈利实现了快速提升。
从竞争格局来看,2020年全球半导体硅片市场,前五大厂商日本信越化学和SUMCO、德国Siltronic、中国台湾的环球晶圆以及韩国的SK Siltron市占率合计占比89%,相较16年的85%,集中度更高。
而在12寸大硅片,五家厂商市占率高达98%,高度垄断,具有极高的定价权。
电子特气是第二大半导体关键材料,市场占比仅次于硅片,在芯片制造中的薄膜沉积、光刻、刻蚀、热处理、掺杂等环节均有应用。
2022年全球电子气体市场接近70亿美元,其中电子特气达到45.38亿美元,预计25年将达到60亿美元,年复合增速7.3%。
22年国内电子特气市场超过90亿人民币,预计25年达到140亿,年复合增速超过14%,高于全球平均。
核心原因主要在于,芯片产能不断向国内转移,据研究机构数据,中国集成电路制造20年产值为227亿美元,自给率为15.9%,预计25年产值将达到432亿美元,自给率提升至19.4%,复合增长率达到13.7%。
从竞争格局看,林德、液化空气、大阳日酸和空气化工4大国际巨头市场占有率超过 70%,这一些企业通常同时从事大宗电子气体和电子特种气体业务,借助其较强的技术服务能力和品牌影响力为客户提供整体解决方案,有着非常强的市场竞争力。
光刻胶及配套试剂在半导体材料中市场占比13%,光刻胶市场占比约6%,但被誉为半导体材料皇冠上的明珠,传播甚广,股民皆知。
光刻胶树脂是光刻胶主要成分,成本占比达到50%,光刻胶用于光刻环节,是必不可少的关键材料。
在半导体光刻胶领域,由低端到高端又分为G线、i线、KrF、ArF和EUV光刻胶,目前国内G线、i线%,KrF、ArF光刻胶约1%。
2022年全球半导体光刻胶市场规模近23亿美元,21年至26年,年复合增速预计5.9%,其中增速最快的产品是EUV和KrF光刻胶。
全球半导体光刻胶主要被JSR、东京应化、杜邦、信越化学、住友及富士胶片占据,2020年前五大家占据了全球光刻胶领域的84%, 前六大厂商中除了杜邦为美国厂商之外,其他均为日本厂商。
在芯片制作的完整过程中,常使用化学机械抛光(CMP)的方法将晶圆进行平坦化处理,去除残留物质,从而得到平整的晶圆,是必不可缺环节。
21年,全球CMP抛光材料市场规模超过30亿美元,22年同比增长9%至33亿美元,从价值量来看,抛光液、抛光垫价值量最大,分别占比49%,33%。
全球抛光液市场主要被日系和美系厂商垄断,在抛光垫市场,美国陶氏化学一家独大。