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半导体材料行业深度:晶圆厂迎扩产潮大国利剑国产替代前景可期-220909(90页).pdf

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半导体材料行业深度:晶圆厂迎扩产潮大国利剑国产替代前景可期-220909(90页).pdf

1、 请仔细阅读本报告末页声明 Page 1/90 Table_Main 半导体材料行业深度:半导体材料行业深度:晶圆厂晶圆厂迎迎扩产扩产潮潮,大国利剑大国利剑国产国产替代替代前景可期前景可期 电子电子 评级:评级:看好看好 日期:日期:2022.09.09 分析师分析师 王少南王少南 登记编码:S0950521040001 : : 行业行业表现表现 2022/9/9 资料来源:Wind,聚源 相关研究相关研究 汽车智能化+网联化深度:自动驾驶逐步升级,摄像头+激光雷达星辰大海(2022/6/29)汽车电动化深度:新能源车销量+渗透率双升,IGBT 与 SiC大放异彩(2

2、022/5/13)2022 年电子行业投资策略:5G 渗透率持续提升,半导体供应链安全大势所趋(2021/12/9)PCB 行业深度:通讯/消费电子/汽车齐发力,FPC替代传统线束前景可期(2021/12/7)半导体设备行业深度:新一轮景气周期,大国重器替代正当时(2021/8/16)2021 年电子行业中期策略:5G+ARVR引领新成长,国产替代奏响主旋律(2021/8/6)需求错配+供给瓶颈+资源倾斜,汽车缺芯有望 2021Q2开始改善(2021/5/12)报告要点报告要点 全球全球半导体材料市场规模半导体材料市场规模创新高,中国大陆增速最快创新高,中国大陆增速最快。根据 SEMI数据,2

3、021年全球半导体材料市场规模达到历史新高的 643 亿美元。分产品类型看,晶圆制造材料 404 亿美元,占比 62.8%;封装材料 239 亿美元,占比 37.2%。分国家/地区看,中国台湾 147.1 亿美元,占比 22.9%,为全球半导体材料市场规模最高的地区;中国大陆 119.3 亿美元,占比 18.6%,市场规模从 2006年至 2021 年增长超过 4 倍,增速最快;韩国/日本/北美/欧洲分 别为105.7/88.1/60.4/44.1 亿美元,占比分别为 16.4%/13.7%/9.4%/6.9%。硅片硅片/电子气体电子气体/掩膜版掩膜版/光刻胶及配套材料光刻胶及配套材料/封装基

4、板封装基板占比靠前占比靠前。根据我们研究及测算,全球晶圆制造材料中,硅片(含 SOI硅片)/电子气体/掩膜版/光刻胶/光刻胶配套材料/(通用)湿电子化学品/CMP 抛光材料/靶材占比分别为35%/15%/12%/5%/8%/6%/9%/3%。全球封装材料中,封装基板/引线框架/键 合 丝/包 封 材 料/陶 瓷 基 板/芯 片 粘 接 材 料 占 比 分 别 为59%/12%/12%/8%/5%/2%。中国半导体材料仍然以中低端为主,部分高端材料中国半导体材料仍然以中低端为主,部分高端材料实现实现突破突破。总体而言,中国半导体材料但是历经多年发展,已经基本实现了重点材料领域的布局或量产,但产品

5、整体仍然以中低端为主。部分高端产品如 ArF 光刻胶已经通过一些企业认证,硅片、电子气体、氢氟酸、靶材中的部分高端产品也已经取得突破并打入 ASML、台积电、三星、格芯、联电、中芯国际、意法半导体、SK 海力士、德州仪器、英飞凌等全球龙头公司供应链,但高端材料依然被海外厂商主导,并且在产能及市场规模方面与海外厂商也有较大差距。中国大陆自主化率仍然较低,国产替代需求迫切中国大陆自主化率仍然较低,国产替代需求迫切。根据我们研究及测算,中国大陆半导体材料整体自主化率为 10-15%,仍然较低。分产品看,晶圆制造材料自主化率15%,其中硅片 5-10%,电子气体 30%,掩膜版1%,光刻胶5%,(通用

6、)湿电子化学品 23%,CMP 抛光材料15%,靶材10%;封装材料自主化率2.3eV)半导体材料。主要应用于半导体照明、电力电子器件、激光器和探测器等。相比于第一代、第二代半导体材料,第三代半导体材料禁带宽度更宽,击穿电场更高、热导率更高、电子饱和速率更高、抗辐射能力更强,因而更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件,通常又被称为宽禁带半导体材料,也称为高温半导体材料。整体而言,全球半导体依然以硅材料为主,目前 95%以上的半导体器件和 99%以上的集成电路都是由硅材料制作。图表 1:IC工艺流程及对应半导体材料 资料来源:前瞻产业研究院,中商产业研究院,五矿证券研究所 在半导体产业链中,

7、半导体材料位于制造环节上游,和半导体设备一起构成了制造环节的核心上游供应链,不同于其他行业材料,半导体材料是电子级材料,对精度纯度等都有更为严 请仔细阅读本报告末页声明 Page 9/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 格的要求,因此,芯片能否成功流片,对工艺制备过程中半导体材料的选取及合理使用尤为关键。图表 2:半导体产业链 资料来源:前瞻产业研究院,五矿证券研究所 晶圆制造材料中,硅片为晶圆制造基底材料;光刻胶用于图形转移;电子特气用于氧化、还原、除杂;抛光材料用于实现平坦化。封装材料中,封装基板与引线框架起到保护芯片、支撑芯片、连接芯片与 PCB 的作用,

8、封装基板还具有散热功能;键合丝则用于连接芯片和引线框架。图表 3:半导体材料主要细分产品情况 材料类型 主要材料 主要用途 晶圆制造材料 硅片 晶圆制造基底材料 电子气体 氧化、还原、除杂 掩膜版 是微电子制造过程中的图形转移工具或母版,用于下游电子元器件行业批量复制生产 光刻胶 将掩膜版上的图形转移到硅片上的关键材料 湿电子化学品 微电子、光电子湿法工艺制程中使用的各种电子化工材料 CMP材料 通过化学反应与物理研磨实现大面积平坦化 靶材 制备薄膜的元素级材料 封装材料 封装基板 保护、支撑、散热,连接芯片与PCB 引线框架 保护、支撑,连接芯片与PCB 键合丝 芯片和引线框架、基板间连接线

9、 陶瓷封装体 绝缘打包 资料来源:集成电路产业全书,五矿证券研究所 根据 SEMI 数据,2020 年全球晶圆制造材料中,硅片占比最高,为 35%;电子气体排名第2,占比 13%;掩膜版排名第 3,占比 12%,光刻胶占比 6%;光刻胶配套材料占比 8%;湿电子化学品占比 7%;CMP 抛光材料占比 6%;靶材占比 2%。2019 年全球封装材料中,封装基板占比最高,为 48%;引线框架、键合丝、包封材料、陶瓷 请仔细阅读本报告末页声明 Page 10/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 基板、芯片粘接材料分列第 2-6 名,占比分别为 15%、15%、10%、

10、6%和 3%。图表 4:2020 年全球晶圆制造材料细分产品结构 图表 5:2019 年全球封装材料细分产品结构 资料来源:SEMI,五矿证券研究所(注:硅片包括抛光片、外延片、SOI 片)资料来源:SEMI,五矿证券研究所 1.2 行业规模创历史新高,行业规模创历史新高,中国中国已成为全球已成为全球最大市场最大市场 根据 SEMI 数据,2006-2021 年全球半导体材料市场规模呈现波动并整体向上的态势,在2017 年后,受益于消费电子、5G、汽车电子、IoT 等需求拉动,行业规模呈上升趋势,2021年创历史新高,达到 643 亿美元,预计 2022 年将达到 698 亿美元,同比增长 8

11、.6%,预计2023 年将超过 700 亿美元。分类型看,半导体材料主要分为晶圆制造材料和封装材料,根据 SEMI数据,2006-2021 年,晶圆制造材料市场规模稳步提升,从 217 亿美元提升至 404 亿美元,占比从 58.3%提升至62.8%;封装材料市场规模先升后降,从 2006 年的 155.4 亿美元提升至 2011 年的 236.2 亿美元高点之后,到 2020 年下降至 204 亿美元,2021 年又上升至 239 亿美元,占比 37.2%。预计 2022 年晶圆制造材料市场规模将达到 451 亿美元,同比增长 11.5%,封装材料将达到248 亿美元,同比增长 3.9%。图

12、表 6:全球半导体材料市场规模(亿美元)资料来源:SEMI,五矿证券研究所 分国家/地区看,日本整体稳中略降,2021 年为 88.1 亿美元,占比 13.7%;北美维持基本稳定,2021 年为 60.4 亿美元,占比 9.4%;欧洲先降后升,2021 年为 44.1 亿美元,占比 6.9%;韩国整体呈上升趋势,2021 年为 105.7 亿美元,占比 16.4%;中国台湾亦呈上升趋势,2021 请仔细阅读本报告末页声明 Page 11/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 年为 147.1 亿美元,占比 22.9%,为全球半导体材料市场规模最高的地区;中国大陆增

13、速最快,从 2006 年至 2021 年增长超过 4 倍,2021 年为 119.3 亿美元,占比 18.6%。2021 年中国半导体材料市场规模 266.4 亿美元,占比 41.4%,为全球半导体材料市场规模最高的国家。我们认为,在中美贸易战背景下,半导体国产替代已经成为产业共识,半导体材料作为晶圆制造及封装工艺的关键上游环节,国产厂商有望充分受益于中国晶圆厂扩产以及自主可控的红利,景气度持续提升。图表 7:全球各个国家/地区半导体材料市场规模(亿美元)资料来源:SEMI,五矿证券研究所 2、晶圆制造材料、晶圆制造材料:行业地位举足轻重,行业地位举足轻重,市场规模市场规模占比超占比超 60%

14、2.1 硅片:硅片:全球产能供不应求全球产能供不应求,沪硅产业沪硅产业 12英寸英寸 14nm 实现量产实现量产 硅基半导体材料是目前产量最大、应用最广的半导体材料,通常将 95-99%纯度的硅称为工业硅。沙子、矿石中的二氧化硅经过纯化,可制成纯度 98%以上的硅;高纯度硅经过进一步提纯变为纯度达 99.9999999%至 99.999999999%(9-11 个 9)的超纯多晶硅;超纯多晶硅在石英坩埚中熔化,并掺入硼(P)、磷(B)等元素改变其导电能力,放入籽晶确定晶向,经过单晶生长,便生长出具有特定电性功能的单晶硅锭。单晶硅的制备方法通常有直拉法(CZ)和区熔法(FZ),直拉法硅片主要用在

15、逻辑、存储芯片中,市占率约 95%,区熔法硅片主要用在部分功率芯片中,市占率约 4%。熔体的温度、提拉速度和籽晶/石英坩埚的旋转速度决定了单晶硅锭的尺寸和晶体质量,掺杂的硼(P)、磷(B)等杂质元素浓度决定了单晶硅锭的电特性。单晶硅锭制备好后,再经过切段、滚磨、切片、倒角、抛光、激光刻、包装后,便成为硅片。根据纯度不同,分为半导体硅片和光伏硅片,半导体硅片要求硅含量为 9N(99.9999999%)-11N(99.999999999%),而光伏用硅片一般在 4N-6N 之间即可,下游应用主要包括消费电子、通信、汽车、航空航天、医疗、太阳能等领域。请仔细阅读本报告末页声明 Page 12/90

16、Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 8:SUMCO 硅片制备工艺流程 图表 9:硅片 资料来源:SUMCO,五矿证券研究所 资料来源:中欣晶圆官网,五矿证券研究所 图表 10:GlobalWafers 硅片制备工艺流程 资料来源:GlobalWafers,五矿证券研究所 硅片制备好之后,再经过一列热处理、光刻、刻蚀、薄膜沉积、清洗、CMP、测试等环节,便可成功制得硅晶圆,具体分为几部分:1)晶圆:制作半导体集成电路的核心原料板;2)Die:晶圆上有很多小方块,每一个正方形是一个集成电路芯片;3)划线:这些芯片之间实际上有间隙,这个间距叫做划线,划线的目的是在晶圆

17、加工后将每个芯片切割出来并组装成一个芯片;4)平区:引入平区是为了识别晶圆结构,并作为晶圆加工的参考线。由于晶圆片的结构太小,肉眼无法看到,所以晶圆片的方向就是根据这个平面区域来确定的;5)切口:带有切口的晶圆最近已经取代了平面区域,因为切口晶圆比平区晶圆效率更高,可以生产更多的芯片。请仔细阅读本报告末页声明 Page 13/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 11:制备好的晶圆 图表 12:晶圆各部分名称 资料来源:Samsung,五矿证券研究所 资料来源:Samsung,五矿证券研究所 半导体硅片通常可以按照尺寸、工艺两种方式进行分类。按照尺寸分类,半

18、导体硅片的尺寸(以直径计算)主要包括 23mm、25mm、28mm、50mm(2 英寸)、75mm(3 英寸)、100mm(4 英寸)、125mm(5 英寸)、150mm(6 英寸)、200mm(8 英寸)与 300mm(12 英寸)等规格。自 1960 年生产出 23mm 的硅片之后,硅片尺寸就越来越大,到 2002 年已经可以量产 300mm(12 英寸)硅片,厚度则达到了历史新高 775m。图表 13:硅片尺寸进化史 资料来源:F450c,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 14/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 14:硅片尺寸及厚

19、度变化 时间 直径 厚度 1960 0.9 英寸(23mm)-1960 1 英寸(25mm)-1963 1.1 英寸(28mm)-1969 2 英寸(50mm)275m 1972 3 英寸(75mm)375m 1976 4 英寸(100mm)525m 1981 5 英寸(120,125&130mm)625m 1983 6 英寸(150mm)675m 1992 8 英寸(200mm)725m 2002 12 英寸(300mm)775m-18 英寸(450mm)925m 资料来源:ChipsEtc,五矿证券研究所 当硅片尺寸越大,单个硅片上的芯片数量就越多,从而能够提高生产效率、降低生产成本。30

20、0mm硅片是200mm硅片面积的2.25倍,生产芯片数量方面,根据Silicon Crystal Structure and Growth 数据,以 1.5cm1.5cm 的芯片为例,300mm 硅片芯片数量 232 颗,200mm硅片芯片数量 88 颗,300mm 硅片是 200mm 硅片芯片数量的 2.64 倍。图表 15:硅片尺寸对比 图表 16:200mm与 300mm硅片对应芯片数量 资料来源:SEMI,五矿证券研究所 资料来源:Silicon Crystal Structure and Growth,五矿证券研究所(注:芯片面积为1.5cm1.5cm)根据应用领域的不同,越先进的工

21、艺制程往往使用更大尺寸的硅片生产。因此,在摩尔定律的驱动下,工艺制程越先进,生产用的半导体硅片尺寸就越大。目前全球半导体硅片以 12 英寸为主,根据 SEMI数据,2020 年全球硅片 12 英寸占比 69%,8 英寸占比 24%,6 英寸及以下占比 7%。未来随着新增 12 英寸晶圆厂不断投产,未来较长的时间内,12 英寸仍将是半导体硅片的主流品种,小尺寸硅片将逐渐被淘汰,但是 8 英寸短期仍不会被 12 英寸替代。目前量产硅片止步 300mm,而 450mm 硅片迟迟未商用量产,主要原因是制备 450mm 硅片需要大幅增加设备及制造成本,但是 SEMI 曾预测每个 450mm 晶圆厂单位面

22、积芯片成本只下降 8%,此时晶圆尺寸不再是降低成本的主要途径,因此厂商难以有动力投入 450mm 量产。请仔细阅读本报告末页声明 Page 15/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 17:半导体硅片尺寸(英寸)与制程变化 图表 18:2020 年全球不同尺寸硅片占比 资料来源:前瞻产业研究院,五矿证券研究所 资料来源:SEMI,五矿证券研究所 全球 8 英寸和 12 英寸硅片下游应用侧重有所不同,根据 SUMCO 数据,2020 年 8 英寸半导体硅片下游应用中,汽车/工业/智能手机分列前 3 名,占比分别为 33%/27%/19%;2020年 12 英寸

23、半导体硅片下游应用中,智能手机/服务器/PC 或平板分列前 3 名,占比分别为32%/24%/20%。图表 19:2020 年 8 英寸半导体硅片下游应用 图表 20:2020 年 12 英寸半导体硅片下游应用 资料来源:SUMCO,五矿证券研究所 资料来源:SUMCO,五矿证券研究所 根据头豹研究院数据,12 英寸对应 3-90nm 制程,产品包括手机 SoC、CPU、GPU、存储、通信、FPGA、MCU、WiFi/蓝牙等;8 英寸对应 90nm-0.25m 制程,产品包括汽车 MCU、射频、指纹识别、电源管理、功率、LED 驱动等;6 英寸对应 0.35m-1.2m 制程,产品包括 MOS

24、FET、IGBT、MEMS 等。请仔细阅读本报告末页声明 Page 16/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 21:硅片对应制程节点和终端应用领域 尺寸 制程 应用领域 12 英寸先进制程 10nm/7nm/5/3nm 高端智能手机处理器、高性能计算机、显卡 16/14nm 高端显示卡(GPU)、智能手机处理器、高端存储芯片、计算机处理器、FGPA 芯片等 20-22nm 存储芯片、中低端智能手机处理器、计算机处理器、移动端影像处理器等 12 英寸成熟制程 28-32nm WiFi/蓝牙通信芯片、音效处理芯片、存储芯片、FPGA 芯片、ASIC芯片等 45

25、-65nm DSP 处理器、传感器、射频、WiFi/蓝牙/GPS/NFC通信芯片、存储芯片等 65-90nm 物联网 MCU芯片、射频芯片、模拟芯片、功率器件等 8 英寸 90nm-0.13m 汽车 MCU芯片、基站通信设备、物联网MCU芯片、射频芯片、模拟芯片、功率器件等 0.13m-0.15m 指纹识别芯片、影像传感器、通信 MCU、电源管理芯片、功率器件、LED驱动 IC、传感器芯片等 0.18m-0.25m 影像传感器、嵌入式非易失性存储芯片等 6 英寸 0.35m-0.5m MOSFET 功率器件、IGBT 等 0.5m-1.2m MOSFET 功率器件、IGBT 等、MEMS、分立

26、器件 资料来源:头豹研究院,五矿证券研究所 按照制造工艺分类,半导体硅片分为抛光片、外延片以及 SOI 硅片。单晶硅锭经过切割、研磨和抛光处理后,便得到抛光片。抛光片本身可直接用于制作半导体器件,广泛应用于存储芯片与功率器件等,此外也可作为外延片、SOI硅片的衬底材料。外延是通过 CVD 的方式在抛光面上生长一层或多层掺杂类型、电阻率、厚度和晶格结构都符合特定器件要求的新硅单晶层。因此外延片是抛光片经过外延生长形成的,外延技术可以减少硅片中因单晶生长产生的缺陷,具有更低的缺陷密度、含碳量和含氧量,能够改善沟道漏电现象,提高 IC 可靠性,被广泛应用于制作通用处理器芯片、图形处理器芯片。如果生长

27、一层高电阻率的外延层,还可以提高器件的击穿电压,用于制作二极管、IGBT等功率器件,广泛应用于汽车电子、工业用电子领域。SOI是绝缘层上硅,核心特征是在顶层硅和支撑衬底之间引入了一层氧化物绝缘埋层,能够实现全介质隔离,大幅减少了硅片的寄生电容以及漏电现象,并消除了闩锁效应。SOI 硅片是抛光片经过氧化、键合或离子注入等工艺处理后形成的,特点是寄生电容小、短沟道效应小、低压低功耗、集成密度高、速度快、工艺简单、抗宇宙射线粒子的能力强,因此适用于制造耐高压、耐恶劣环境、低功耗、集成度高的芯片,如射频前端芯片、功率器件、汽车电子、传感器以及星载芯片等,尤以射频应用最为广泛。SOI硅片价格高于一般硅片

28、 4 至 5 倍,主要应用中,5G 射频前端(RF-SOI)占比 60%,Power-SOI 和 PD-SOI各占 20%。请仔细阅读本报告末页声明 Page 17/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 22:半导体抛光片、外延片工艺流程 图表 23:SOI硅片工艺流程 资料来源:沪硅产业招股书,五矿证券研究所 资料来源:沪硅产业招股书,五矿证券研究所 市场规模方面,根据 SEMI数据,全球半导体硅片(不含 SOI 硅片)市场规模在经历了 2015-2016 年低谷之后,开始稳步上升,到 2021 年已达到 126.2 亿美元。受益于中国大陆晶圆厂扩产的拉动

29、,中国大陆半导体硅片(不含 SOI 硅片)市场规模 2012 年为 5 亿美元,2017 开始迅速增长,2021 年已达到为 16.6 亿美元。图表 24:全球半导体硅片市场规模(亿美元)图表 25:中国大陆半导体硅片市场规模(亿美元)资料来源:SEMI,五矿证券研究所(注:不含 SOI 硅片)资料来源:SEMI,五矿证券研究所(注:不含 SOI 硅片)出货面积方面,根据 SEMI数据,全球半导体硅片(不含 SOI硅片)2012 年出货面积为 90亿平方英寸,2020 年为 122.6 亿平方英寸,2021 年为 141.7 亿平方英寸。单位面积硅片价格 2009 年为 1 美元/平方英寸,2

30、016 年下降到 0.68 美元/平方英寸,2021 年回暖至 0.99 美元/平方英寸。图表 26:全球半导体硅片出货面积(亿平方英寸)图表 27:全球半导体硅片价格走势(美元/平方英寸)资料来源:SEMI,五矿证券研究所(注:不含 SOI 硅片)资料来源:SEMI,五矿证券研究所(注:不含 SOI 硅片)请仔细阅读本报告末页声明 Page 18/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 SOI 硅片方面,由于应用场景规模较小,整体行业规模小于抛光片和外延片,根据 SEMI 及Research and Markets 数据,2013 年全球市场规模为 4 亿美元,2

31、021 年为 13.7 亿美元,预计到 2025 年将达到 22 亿美元。中国大陆 SOI硅片市场规模 2016 年为 0.02 亿美元,2018年增长至 0.11 亿美元。图表 28:全球 SOI硅片市场规模(亿美元)图表 29:中国大陆 SOI硅片市场规模(亿美元)资料来源:SEMI,Research and Markets,五矿证券研究所 资料来源:SEMI,五矿证券研究所 根据 Soitec 数据,随着通信技术从 3G 向 4G、5G 升级过程中,单部智能手机 SOI 硅片需求面积亦随之增加,3G 时为 2mm2,4G LTE-A 为 20mm2,5G sub-6GHz 为 52mm2

32、,5G sub-6GHz&mmW 为 130 mm2。在射频前端模组领域,在 4G/5G(sub-6G)中,RF-SOI 用于低噪声放大器、开关以及天线调谐器等,FD-SOI用于追踪器;在毫米波中,RF-SOI 用于功放、低噪声放大器、开关以及移相器,FD-SOI 可用于移相器、SoC 等;而在 WiFi 和 UWB 中,RF-SOI 用于功放、低噪声放大器以及开关,FD-SOI用于移相器、SoC 等。图表 30:不同通信制式下单部智能手机SOI硅片需求面积(mm2)图表 31:SOI在射频及毫米波前端模组中的应用 资料来源:Soitec,五矿证券研究所 资料来源:Soitec,五矿证券研究所

33、 产能方面,根据 IC Insights 数据,2018 年全球半导体硅片 2.23 亿片,2020 年增长至 2.6 亿片,保持稳步增长态势。我们认为,在目前芯片供不应求的背景下,晶圆厂扩产将进一步推升硅片产能。2020 年全球硅片主要厂商中,前 7 大厂商合计占比 94.5%,其中日本信越化学占比 27.5%,排名第 1;日本胜高占比 21.5%,排名第 2;中国台湾环球晶圆占比 14.8%,排名第 3;德国世创占比 11.5%,排名第 4;韩国 SK Siltron 占比 11.3%,排名第 5;法国 Soitec 占比 5.7%,请仔细阅读本报告末页声明 Page 19/90 Tabl

34、e_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 排名第 6;中国大陆厂商沪硅产业占比 2.2%,排名第 7,也是唯一进入全球前 7 的中国大陆厂商。沪硅产业是中国大陆规模最大的半导体硅片制造企业之一,也是中国大陆率先实现 300mm半导体硅片规模化生产和销售的企业,产品涵盖 300mm 抛光片及外延片、200mm 及以下抛光片、外延片以及 200mm 及以下的 SOI 硅片,率先打破了中国 300mm 半导体硅片国产化率几乎为 0%的局面。此外,中环股份产品涵盖 4-12 英寸化腐片、抛光片、外延片,立昂微主要产品包括 6-12 英寸半导体硅抛光片和硅外延片。中国台湾厂商合晶科技主要生产

35、200mm 及以下半导体硅片(含 SOI硅片)。图表 32:全球半导体硅片产能(亿片)图表 33:2020 年全球硅片市场格局 资料来源:IC Insights,五矿证券研究所 资料来源:芯思想,五矿证券研究所 全球各个国家/地区半导体晶圆产能方面,根据 IC Insights 数据,2020 年 12 月,全球 8 英寸等效月产能为 2081.4 万片/月,中国台湾/韩国/日本分列 前 3 名,产 能 分 别 为444.8/425.3/328.1 万片/月,市占率分别为 21.4%/20.4%/15.8%。根据 Knometa Research数据,2021 年 12 月,全球 8 英寸等效

36、月产能为 2160 万片/月,韩国/中国台湾/中国大陆分列前 3 名,产能分别为 496.8/453.6/345.6 万片/月,市占率分别为 23%/21%/16%,中国大陆厂商积极扩产,到 2021 年底产能和市占率超过日本上升至第 3 位。图表 34:2020 和 2021 年12 月全球半导体晶圆产能(分国家/地区,8 英寸等效)国家/地区 2020 2021 产能(万片/月)市占率 产能(万片/月)市占率 韩国 425.3 20.4%496.8 23%中国台湾 444.8 21.4%453.6 21%中国大陆 318.4 15.3%345.6 16%日本 328.1 15.8%324

37、15%北美 262.3 12.6%237.6 11%欧洲 117.7 5.7%108 5%其他 184.7 8.9%194.4 9%合计 2081.4 100%2160 100%资料来源:IC Insights,Knometa Research,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 20/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 35:2020 年 12 月全球半导体晶圆产能占比(分国家/地区,8 英寸等效)图表 36:2021 年 12 月全球半导体晶圆产能占比(分国家/地区,8 英寸等效)资料来源:IC Insights,五矿证券研究所 资料来

38、源:Knometa Research,五矿证券研究所 不同工艺制程分国家/地区来看,根据 IC Insights 数据,2020 年 12 月,全球 8 英寸等效月产能中:10nm 以下产能为 147 万片/月,中国台湾占比 62.8%,韩国占比 37.2%;10-20nm 产能为 801 万 片/月,韩 国/日本/中 国 大 陆 分列 前 3 名,占 比 分 别 为29.3%/23.6%/14.8%;20-40nm 产能为 231 万 片/月,中 国台 湾/韩 国/北 美 分列 前 3 名,占 比 分 别 为29.5%/27.3%/17.0%;40nm-0.18m 产能为 422 万片/月,

39、中国台湾/中国大陆/日本分列前 3 名,占比分别为29.4%/15.6%/13.5%;0.18m 及以上产能为 480 万片/月,中国大陆/日本/中国台湾分列前 3 名,占比分别为20.5%/17.1%/16.8%。不同国家/地区分工艺制程来看,根据 IC Insights 数据,2020 年 12 月,全球 8 英寸等效月产能中,整体而言,10nm 以下占比 7.1%,10-20nm 占比 38.5%,20-40nm 占比 11.1%,40nm-0.18m 占比 20.3%,0.18m 及以上占比 23.1%。不同国家/地区来看:中国台湾排名前 3 的工艺制程分别为 40nm-0.18m/1

40、0nm 以下/10-20nm 和 0.18m 及以上,占比分别为 28%/21%/18%;韩国排名前3的工艺制程分别为10-20nm/10nm 以下/20-40nm,占比分别为57%/13%/13%;日本排名前 3 的工艺制程分别为 10-20nm/0.18m 及以上/40nm-0.18m,占 比分别为57%/26%/17%;北美排名前 3 的工艺制程分别为 10-20nm/0.18m 及以上/40nm-0.18m,占 比分别为36%/29%/20%;中国大陆排名前 3 的工艺制程分别为 10-20nm/0.18m 及以上/40nm-0.18m,占比分别为39%/30%/20%;欧洲排名前 3

41、 的工艺制程分别为 0.18m 及以上/40nm-0.18m/20-40nm,占 比分别为49%/26%/13%。请仔细阅读本报告末页声明 Page 21/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 37:2020 年 12 月全球不同工艺制程半导体晶圆产能占比(分国家/地区,8 英寸等效)图表 38:2020 年 12 月全球不同国家/地区半导体晶圆产能占比(分工艺制程,8 英寸等效)资料来源:IC Insights,五矿证券研究所 资料来源:IC Insights,五矿证券研究所 全球各大半导体厂商晶圆产能方面,根据 Knometa Research 数据,2

42、020 年 12 月,全球前5 大厂商 8 英寸等效月产能为 1110.4 万片/月,三星/台积电/美光/SK 海力士/铠侠排名 1-5名,产 能 分 别 为336.4/264.7/193.1/188.1/128.3万 片/月,市 占 率 分 别 为17%/13%/10%/10%/7%。2021 年 12 月,全球前 5 大厂商 8 英寸等效月产能为 1221.7 万片/月,三 星/台 积 电/美 光/SK海 力 士/铠 侠 排 名1-5名,产 能 分 别 为405.0/280.3/205.4/198.2/132.8 万片/月,市占率分别为 19%/13%/10%/9%/6%,前 5 大厂商市

43、占率达到 57%,较 2020 年 12 月增加 1pct,集中度进一步提升。图表 39:2020 和 2021 年12 月全球半导体晶圆产能(分厂商,8英寸等效)厂商 国家/地区 2020 2021 产能(万片/月)市占率 产能(万片/月)市占率 三星 韩国 336.4 17%405.0 19%台积电 中国台湾 264.7 13%280.3 13%美光 美国 193.1 10%205.4 10%SK 海力士 韩国 188.1 10%198.2 9%铠侠 日本 128.3 7%132.8 6%合计 1110.4 56%1221.7 57%资料来源:Knometa Research,五矿证券研究

44、所 图表 40:2020 年 12 月全球半导体晶圆产能占比(分厂商,8 英寸等效)图表 41:2021 年 12 月全球半导体晶圆产能占比(分厂商,8 英寸等效)资料来源:Knometa Research,五矿证券研究所 资料来源:Knometa Research,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 22/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 分硅片尺寸来看,根据 IC Insights 数据,2020 年 12 月,300mm 硅片产能排名中,三星/台积电/美光分列前 3 名,市占率分别为 21%/15%/14%;200mm 硅片产能排名中,台

45、积电/意法半导体/联电分列前 3 名,市占率分别为 10%/6%/6%;150mm 及以下硅片产能排名中,华润微电子/士兰微/新唐科技分列前 3 名,市占率分别为 9%/8%/8%。中国台湾、韩国、美国、日本、欧洲厂商主要在 200mm 和 300mm 硅片领域具备较大优势,而中国大陆厂商在150mm 及以下领域有所领先,与先进国家/地区厂商相比仍有较大提升空间。图表 42:2020 年 12 月全球不同尺寸半导体晶圆产能占比Top10(分厂商)300mm 200mm 150mm 厂商 市占率 厂商 市占率 厂商 市占率 三星 21%台积电 10%华润微电子 9%台积电 15%意法半导体 6%

46、士兰微 8%美光 14%联电 6%新唐科技 8%SK 海力士 13%英飞凌 6%安森美 7%铠侠 11%德州仪器 6%意法半导体 5%英特尔 6%中芯国际 5%德州仪器 4%格芯 4%先锋领航 4%罗姆+蓝碧石 3%联电 3%恩智浦 4%东芝 3%力积电 2%安森美 4%Diodes 3%德州仪器 2%东芝 3%台积电 3%合计 91%合计 54%合计 53%资料来源:IC Insights,五矿证券研究所 2.2 电子气体:国产部分气体通过电子气体:国产部分气体通过 ASML 认证,认证,产品产品逐步迈向高端化逐步迈向高端化 工业中,把常温常压下呈气态的产品统称为工业气体产品,工业气体是现代

47、工业的基础原材料,在国民经济中有着重要地位和作用,广泛应用于冶金、化工、医疗、食品、机械、军工等传统行业,以及半导体、液晶面板、LED、光伏、新能源、生物医药、新材料等新兴产业,对国民经济的发展有着战略性的支持作用,因此被喻为“工业的血液”。工业气体产品种类繁多,分类方式多样。按化学性质不同可以分为剧毒气体(如氯气、氨气等)、易燃气体(如氢气、乙炔等)、不燃气体(如氧气、氮气和氩气等)。按组分不同可以分为工业纯气和工业混合气。按制备方式和应用领域的不同,工业气体可分为大宗气体和特种气体。大宗气体又分为空分气体与合成气体,此类气体产销量较大,但一般对气体纯度要求不高,主要用于冶金、化工、机械、电

48、力、造船等传统领域;特种气体指在部分特定领域应用的气体产品,根据纯度和用途又可以细分为标准气体、高纯气体和电子特种气体。特种气体虽然产销量小,但是种类繁多,对气体纯度、杂质含量等指标有较高要求,属于高技术、高附加值的产品,下游主要应用于集成电路、液晶面板、LED、光伏、生物医药、新能源等新兴产业。从整个工业气体市场的产销量来看,空分气体应用领域最广泛、使用量最大,占工业气体的约 90%,其余的部分为合成气体和特种气体。大宗气体中,空分气体主要通过分离空气制取,主要有氧气、氮气、氩气等,是空气的主要成分,在空气中的体积占比一般为 20.95%、78.08%、0.93%;合成气体主要有乙炔、氨气、

49、二氧化碳,这些气体的制备方法与空分气体截然不同,应用领域也有较大差别。大宗气体纯 请仔细阅读本报告末页声明 Page 23/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 度要求4N(99.99%)。特种气体中,标准气体主要有单元/二元/三元/多元标气;高纯气体主要有氧气、氮气、氢气、氩气、二氧化碳等;电子特气主要有氢化物、氟化物、卤素气体以及其他特种气体等,现有单元特种气体已超过 260 种。特种气体纯度要求5N(99.999%),电子特气纯度要求一般6N(99.9999%)。1)工业气体:工业气体产业链方面,上游包括原料及设备,空分气体的原料主要为空气或者工业废气,成本

50、较低,合成气体的原料主要为化学产品,成本较高;特种气体的原料主要为外购的工业气体和化学原材料,成本高。设备分为气体生产设备、气体储存设备和气体运输设备,气体生产设备主要有空分设备和气体提纯设备,气体储存设备主要有钢瓶和储槽,气体运输设备主要有用液化气槽车和管道。中游为大宗气体和特种气体的制造、运输和储存,下游应用领域包括传统行业与新兴行业。图表 43:工业气体产业链 资料来源:华特气体公告,久策气体招股书,前瞻产业研究院,五矿证券研究所 空分气体氧、氮、氩的原材料为空气,空气分离的过程是利用空气分离设备,通过低温精馏等方式分离生产氮气、氧气等。空气经过滤器、空压机、空冷塔、纯化器进行过滤、增压

51、、冷却、纯化等过程,清除空气中的二氧化碳、水分、碳氢化合物等杂质后进入主热交换器,与返流气体进行热量交换后进入精馏塔。在精馏塔中,氧、氮、氩因沸点不同进行分离,分别在主冷凝蒸发器获得液氧和液氮,在氩精馏塔获得液氩,在上精馏塔顶部获得高纯液氮,在上精馏塔下部获得液氧。气体混配是使平衡气和各组分气在分析合格后经管道进入气体混配装置,根据客户需求的混配比例,调节各组分气及平衡气的比例进行混合。混合气原料为各种气体组分(如氮、氩、硅烷和二氧化碳等)。请仔细阅读本报告末页声明 Page 24/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 44:空气分离工艺 图表 45:气体混

52、配工艺 资料来源:金宏气体招股书,五矿证券研究所 资料来源:金宏气体招股书,五矿证券研究所 根据供应模式的不同,工业气体行业的经营模式可以分为零售供气和现场制气。零售供气又分为瓶装运输和储槽运输。对于瓶装运输,特种气体由于单位价值较高,基本无运输半径限制,大宗气体运输半径在 50km 左右,使用量较小,主要用于医疗、科研领域,比如医院、公共卫生、技术研发等;对于储槽运输,运输半径亦有所扩大,一般为 200km 左右,使用量适中,主要用于制造业,比如汽车、造船、食品加工、半导体、太阳能、平板显示等。现场制气是在客户端建造现场制气装置,并通过管网供应气体,使用量较大,主要用于工业领域,比如钢铁、炼

53、油、石化行业等。图表 46:工业气体供应模式 资料来源:Nippon Sanso,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 25/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 47:工业气体业务模式对比 业务模式 简介 占比 气体状态 规模 运输半径 合同期 特点 客户群 零售 供气 瓶装供气 经充装等工艺生产瓶装气,再销售给下游客户 14%气态 限于小批量气体用户 特种气体不受运输半径限制;大宗气体覆盖充气站半径50km左右 1-3 年 客户分布广泛;高度网络密集型;看重配送和交付能力 行业不限 储槽供气 经过分装等工艺处理后,通过专用的包装容器和车辆送

54、达客户端,将低温液态产品储存在客户的储罐中,供客户按规模要求自行气化使用 21%液态 满足中等 规模 200km左右 3-5 年 要求客户关系和配送能力,易受市场影响 电子半导体、化工、机械制造、食品、医疗健康 大宗 供气 现场供气 在客户现场建立气体生产装置,直接向单一客户供应或者通过管道向工业园区的数个客户供应工业气体 65%气态 满足大规模用气需要-10-20 年 资本密集,服务要求高;技术和客户关系稳定;盈利能力持续性强,现金流稳定 化工、炼油、电子半导体、金属冶炼加工 资料来源:金宏气体招股书,亿渡,五矿证券研究所 图表 48:工业气体供气模式 资料来源:金宏气体招股书,五矿证券研究

55、所 受益于工业化进程推动,全球及中国工业气体市场规模稳步提升。根据亿渡数据,全球工业气体市场规模 2021 年为 9432 亿元,预计 2022 年将达到 10238 亿元,2026 年将达到 13299亿元。中国工业气体行业在 20 世纪 80 年代末期已初具规模,到 90 年代后期开始快速发展,2021 年为 1798 亿元,预计 2022 年将达到 1964 亿元,2026 年将达到 2842 亿元。请仔细阅读本报告末页声明 Page 26/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 49:全球工业气体市场规模(亿元)图表 50:中国工业气体市场规模(亿元)

56、资料来源:亿渡,五矿证券研究所 资料来源:亿渡,五矿证券研究所 中国工业气体细分气体市场规模占比方面,根据亿渡数据,2020 年大宗气体用量最大,占比80%,特种气体占比 20%;特种气体中电子特气占比 60%,其他特种气体占比 40%。图表 51:2020 年中国工业气体细分气体市场规模占比 资料来源:亿渡,五矿证券研究所 市场格局方面,根据华经产业研究院和亿渡数据,2021 年全球工业气体厂商中,林德/液化空气/空气化工/大阳日酸排名前 4,市占率分别为 21%/20%/7%/5%,CR4 合计占比 53%,此外客户自建占比 20%,其他占比 27%。2020 年中国工业气体市场中,林德/

57、液化空气/气体动 力/空 气 化 工/杭 氧 股 份/大 阳 日 酸 排 名 前6,市 占 率 分 别 为21.9%/20.7%/10.1%/10.1%/6.3%/3%,CR6 合计占比 72%,其他占比 28%。请仔细阅读本报告末页声明 Page 27/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 52:2021 年全球工业气体市场格局 图表 53:2020 年中国工业气体市场格局 资料来源:华经产业研究院,五矿证券研究所 资料来源:亿渡,五矿证券研究所 全球工业气体市场目前已经形成寡头垄断的局面,工业气体市场在欧美日步入后工业化时代后逐步兴起,经过多年以来的发展

58、及并购整合,目前已形成德国林德和法国液化空气为第一梯队,美国空气化工、日本大阳日酸和德国梅塞尔为第二梯队的全球市场格局。全球工业气体 CR4 近年来基本维持在 50%以上。图表 54:全球工业气体第一和第二梯队 图表 55:2011-2021 年全球工业气体市场CR4 走势 资料来源:久策气体招股书,五矿证券研究所 资料来源:华经产业研究院,五矿证券研究所 下游应用方面,根据亿渡数据,2021 年全球工业气体下游主要应用在钢铁/石油化工/电子产品,市占率分别为 24%/18%/11.2%。根据前瞻产业研究院数据,2019 年中国工业气体下游也主要应用在钢铁/石化/电子产品,市占率分别为 24%

59、/13.2%/10.6%。图表 56:2021 年全球工业气体下游应用占比 图表 57:2019 年中国工业气体下游应用占比 资料来源:亿渡,五矿证券研究所 资料来源:前瞻产业研究院,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 28/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 工业气体的经营模式可分为自建装置供气与外包供气,其中外包供气又分为液态气体、管道气体和瓶装气体三种供气模式。传统上大型钢铁冶炼、化工企业选择自行建造空气分离装置,从而满足自身气体需求。但是由于空分设备的实际产量与企业用气需求存在一定差异,再加之供气不稳定的影响,导致企业设备综合利用率较低,

60、当期无法消耗的产品多被放空,造成资源浪费现象突出;对于数目众多、用气规模较小的中小型工业用户而言,目前则主要改为采用外包给专业气体生产企业供气这种更经济的模式。发达国家供气外包比例为 80%,自建比例为 20%,中国 2021 年外包比例为 65%,与发达国家相比外包占比仍有待提升。图表 58:工业气体行业经营模式 图表 59:2017-2021 年中国外包供气占比 资料来源:侨源气体招股书,五矿证券研究所 资料来源:亿渡,五矿证券研究所 2)大宗气体:大宗气体方面,根据亿渡数据,中国大宗气体市场规模 2021 年为 1456 亿元,预计 2022 年将达到 1555 亿元,2026 年将达到

61、 2034 亿元。组成结构上,空分气体占绝大部分,2021 年占比 92.8%,合成气体占 7.2%。图表 60:2017-2026 年中国大宗气体市场规模(亿元)图表 61:2017-2021 年中国大宗气体组成占比 资料来源:亿渡,五矿证券研究所 资料来源:亿渡,五矿证券研究所 根据亿渡数据,中国大宗气体企业中,气体动力占比 12.3%,杭氧股份占比 4.1%,和远气体和凯美特气分别占比 0.6%和 0.4%,CR4 合计占比 17.4%。各类气体市场分布来看,氧气和氮气占比最大,其中氧气占 45%,氮气占 36%,氩气占 2%,氢气占 2.3%,二氧化碳占 1.6%。氧气下游应用中,最主

62、要的应用为钢铁冶炼/机械制造/化工,占比分别为 57%/18%/12%,合计占比 87%。氮气下游相对均衡,化工/采矿/电子/食品医药/钢铁冶金/机械制造占比分别为23%/18%/16%/15%/10%/9%。请仔细阅读本报告末页声明 Page 29/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 62:2020 年中国大宗气体企业 CR4 在中国市场占比 图表 63:2021 年中国大宗气体市场分布 资料来源:亿渡,五矿证券研究所 资料来源:亿渡,五矿证券研究所 图表 64:2021 年中国氧气下游应用占比 图表 65:2021 年中国氮气下游应用占比 资料来源:亿

63、渡,五矿证券研究所 资料来源:亿渡,五矿证券研究所 3)特种气体:特种气体是随着电子行业的兴起而在工业气体门类下逐步细分发展起来的新兴产业,广泛应用于集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆、新能源汽车、航空航天、环保、医疗等领域。特种气体的主要生产工序包括气体合成、气体纯化、气体混配、气瓶处理、气体充装、气体分析检测。图表 66:气体纯化流程 图表 67:气体合成流程 资料来源:华特气体招股书,五矿证券研究所 资料来源:华特气体招股书,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 30/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 68:华特气体部分产品 图表

64、 69:金宏气体部分产品 资料来源:华特气体官网,五矿证券研究所 资料来源:金宏气体官网,五矿证券研究所 全球特种气体市场规模受益下游需求拉动将实现稳步增长。根据 Grand View Research 和Research and Markets 数据,全球特种气体 2021 年为 100.7 亿美元,预计 2028 年将达到188.2 亿美元。根据亿渡数据,中国特种气体 2021 年市场规模为 342 亿元,其中电子特气216 亿元,占比 63.2%;其他特种气体 126 亿元,占比 36.8%。预计 2022 年将达到 409 亿元,其中电子特气 264 亿元,占比 64.5%;其他特种气

65、体 145 亿元,占比 35.5%。预计 2025年将达到 691 亿元,其中电子特气 435 亿元,占比 63.0%;其他特种气体 256 亿元,占比37.0%。图表 70:2020-2028 年全球特种气体市场规模(亿美元)图表 71:2016-2025 年中国特种气体市场规模(亿元)资料来源:Grand View Research,Research and Markets,五矿证券研究所 资料来源:亿渡,五矿证券研究所 2020 年中国特种气体市场格局中,根据亿渡数据,国外厂商占据 85%,中国厂商占比 15%。其中华特气体/金宏气体/南大光电/雅克科技/硅烷科技/侨源气体/和远气体规模

66、较大,占比分比为 1.91%/1.56%/1.5%/1.3%/0.43%/0.24%/0.18%。2021 年中国特种气体下游应用中,根据亿渡数据,电子半导体占比 43%,排名第 1;化工占比 38%,排名第 2;医疗环保占比 9%,排名第 3。请仔细阅读本报告末页声明 Page 31/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 72:2020 年中国特种气体市场格局 图表 73:2021 年中国特种气体下游应用占比 资料来源:亿渡,五矿证券研究所 资料来源:亿渡,五矿证券研究所 4)电子气体:电子气体分为电子特种气体和电子大宗气体,广义的“电子气体”指可用于电子

67、工业生产中使用的气体,是最重要原材料之一,狭义的“电子气体”特指可用于电子半导体领域生产的特种气体。电子特气是工业气体中附加值较高的品种,与传统工业气体的区别在于纯度更高(如高纯气体)或者具有特殊用途(如参与化学反应),主要用于集成电路、显示面板、LED 照明、太阳能电池等领域,涉及的工艺主要有硅片制造、氧化、光刻、刻蚀、CVD、离子注入、掺杂、成膜、外延片制造等。图表 74:电子气体分类 类别 用途 主要产品 电子特种气体 化学气相沉积(CVD)氨气、氦气、氧化亚氮、TEOS(正硅酸乙酯)、TEB(硼酸三乙酯)、TEPO(磷酸三乙酯)、磷化氢、三氟化氯、二氯硅烷、氟化氮、硅烷、六氟化钨、六氟

68、乙烷、四氯化钛、甲烷等 离子注入 氟化砷、三氟化磷、磷化氢、三氟化硼、三氯化硼、四氟化硅、六氟化硫、氙气等 光刻胶印刷 氟气、氦气、氪气、氖气等 扩散 氢气、三氯氧磷等 刻蚀 氦气、四氟化碳、八氟环丁烷、八氟环戊烯、三氟甲烷、二氟甲烷、氯气、溴化氢、三氯化硼、六氟化硫、一氧化碳等 掺杂 含硼、磷、砷等三族及五族原子之气体,如三氯化硼、乙硼烷、三氟化硼、磷化氢、砷化氢等 电子大宗气体 环境气、保护气、载体 氧气、氮气、氩气、二氧化碳等 资料来源:金宏气体招股书,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 32/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 75

69、:电子气体应用领域及用途 领域 工序 所需气体 作用 集成电路 硅片制造 HCl 氧化 H2 还原 氩气 维持惰性隔绝环境,避免气体杂质留存 氧化 CL2、HCl、三氯乙烷(TCA)或二氯乙烯(DCE)控制离子侵入氧化层,去除不必要的金属杂质,清洗用途 CVD SiH4、SiHCl2、SiHCl4、SiCl4、TEOS、NH3、N2O、WF6、H2、O2、NF3等 工序形成 CVD膜 刻蚀 CF4、SF4、C2F6、NF3 硅片刻蚀 氟基(Cl2)和溴基(Br2、HBr)气体 改进气体、提高各向异性和选择性 CCl4、CI2、BCI3等 铝和金属复合层的刻蚀 离子注入 三价掺杂气体:B2H6、

70、BBr3、BF3等 P型半导体的掺杂 五价掺杂气体:PH3、POC13、AsH3、SbCl5等 N型半导体的掺杂 显示面板 成膜 氩气 做溅射气体(溅射率高,成本低)刻蚀 硅烷(SiH4)、氨气(NH3)、磷烷(PH3)、笑气(N2O)、NF3等 受激发产能低温等离子体 CF4、O2、氯气 刻蚀硅岛、沟道和接触孔 半导体照明 外延片制造 H2、N2 作载气 6N以上高纯度的 V 族氢化物(如NH3、PH3、AsH3)作反应气 芯片制造 BCI3、CI2等 用于蚀刻环节 太阳能电池 晶体硅 POCl3、O2 用于扩散工序 CF4 用于刻蚀工序 SiH4、NH3 用于减反射层 PECVD工序 薄膜

71、太阳能电池片 DEZn、B2H6 用于 LPCVD沉积 TCO 工序 SiH4、PH3、H2、TMB、H2、CH4、NF 用于沉积工序 资料来源:新材料在线,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 33/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 76:集成电路制造重点工艺步骤及相应气体 资料来源:gasworld,五矿证券研究所 根据 TECHCET 数据,2020 年全球电子气体市场格局主要被美国空气化工、德国林德(2018年与美国普莱克斯合并)、法国液化空气以及日本大阳日酸占据,合计占比 77%,其中林德占比 28%、液化空气占比 25%、大阳日

72、酸占比 13%、空气化工占比 11%。根据中国化工信息中心数据,2019 年中国电子气体市场同样被空气化工、林德、液化空气以及大阳日酸主导,其中空气化工占比 25%、林德占比 23%、液化空气占比 23%、大阳日酸占比 17%,合计占比 88%,国内气体公司合计占比 12%。图表 77:2020 年全球电子气体市场格局 图表 78:2019 年中国电子气体市场格局 资料来源:TECHCET,五矿证券研究所 资料来源:中国化工信息中心,五矿证券研究所 在电子半导体各领域中,电子特种气体和电子大宗气体的成本占全部气体成本的比重有所不同。根据金宏气体招股书的数据,集成电路领域,电子特气和电子大宗气体

73、各占约 50%;液晶面板领域,电子特气占比 30-40%,电子大宗气体占比 60-70%;LED、光伏领域,电子特气占比 50-60%,电子大宗气体占比 40-50%;光纤通信领域,电子特气占比约 60%,电子大宗气体占比 40%。请仔细阅读本报告末页声明 Page 34/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 79:电子半导体各领域中电子特气和电子大宗气体成本占比 领域 电子特种气体 电子大宗气体 集成电路 约 50%约 50%液晶面板 30-40%60-70%LED、光伏 50-60%40-50%光纤通信 约 60%约 40%资料来源:金宏气体招股书,五矿

74、证券研究所 根据 TECHCET 数据,2021 年全球电子特气市场规模约 45.4 亿美元,预计 2022 年将达到50 亿美元,预计 2025 年将达到 60.2 亿美元。按照下游应用来看,根据亿渡数据,集成电路是电子特气下游最大应用,占比 43%,液晶显示占比 21%,LED 占比 13%,光伏占比 6%,其他领域占比 17%。根据 SEMI数据,2021 年中国电子特气市场规模约 196 亿元,预计 2022 年将达到 220.8 亿元,预计 2025 年将达到 316.6 亿元。按照下游应用来看,根据亿渡数据,集成电路占比 43%,显示面板占比 21%,LED 占比 13%,光伏占比

75、 6%,合计占比 83%。在半导体中,刻蚀用气占比 36%,掺杂用气占比 34%,外延沉积+光刻+其他用气合计占比 30%。图表 80:2017-2025 年全球电子特气市场规模(亿美元)图表 81:2016-2025 年中国电子特气市场规模(亿元)资料来源:TECHCET,五矿证券研究所 资料来源:SEMI,五矿证券研究所 图表 82:2021 年电子特气下游应用占比 图表 83:2021 年电子特气在半导体中的应用 资料来源:亿渡,五矿证券研究所 资料来源:亿渡,五矿证券研究所 市场格局方面,根据亿渡数据,2020 年全球电子特气市场主要被德国林德(2018 年与美国普莱克斯合并)、美国空

76、气化工、法国液化空气以及日本大阳日酸占据,其中林德占比20.2%、请仔细阅读本报告末页声明 Page 35/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 空气化工占比 6.6%、液化空气占比 15.5%、大阳日酸占比 5.5%,合计占比 47.7%。2020 年中国电子特气市场同样主要被空气化工、林德、液化空气以及大阳日酸占据,其中空气化工占比24.8%、林德占比22.6%、液化空气占比 22.3%、大阳日酸占比16.1%,合计占比85.8%,中国电子特气相关公司等合计占比 14.2%。图表 84:2020 年全球电子特气市场格局 图表 85:2020 年中国电子特气市场

77、格局 资料来源:亿渡,五矿证券研究所 资料来源:亿渡,五矿证券研究所 在半导体领域,中国特种气体在市场占有率、产品品种、纯度、包装物处理、检测技术、运维管理服务水平等方面均与国外气体巨头有较大差距。从原材料纯度开始,到合成工艺、对温度和压力的控制,再到提纯方法和分析方法,以及产品充装过程中对杂质的控制,每个环节都会影响整个产品的质量。目前中国厂商在传统及中低端产品方面已经形成了规模优势,但在高端气体尤其是特气方面,与国外厂商的差距仍然比较明显,很多产品几乎都被外资企业所垄断。目前外资在产品质量和产业规模上均具有较大优势,中国厂商还有很多特气不能生产,很多产品还处于进口替代过程中。此外,与国外气

78、体公司相比,大部分中国厂商的供应产品仍较为单一,纯度级别不高,尤其在集成电路、液晶面板、LED、光纤通信、光伏等高端领域,相关特种气体产品主要依赖进口。根据中国工业气体工业协会统计,中国仅能生产约 20%的集成电路生产用特种气体品种,其余均依赖进口,主要集中在清洗、蚀刻、光刻等环节,对掺杂、沉积等工艺的特种气体仅有少部分品种取得突破。中国厂商主要有华特气体、金宏气体、昊华科技、绿菱气体、派瑞特气、和远气体、雅克科技、南大光电、久策气体等。其中华特气体自主研发的 Ar/F/Ne、Kr/Ne、Ar/Ne 和 Kr/F/Ne这 4 种混合气在 2017 年得到全球最大光刻机制造厂商 ASML 的认证

79、,全球仅 4 家,公司是中国唯一的一家得到认证的气体公司,公司的拳头产品 4 款光刻气(Ar/Ne/Xe、Kr/Ne、F2/Kr/Ne、F2/Ar/Ne)也通过了 ASML 和 Gigaphoton 的认证,是国内唯一通过两家认证的气体公司。部分产品已批量供应 14nm、7nm 等产线,并且部分氟碳类产品已进入到 5nm 工艺中使用;派瑞特气生产的三氟化氮、六氟化钨及三氟甲磺酸系列产品在国内市占率第一;金宏气体率先打破高纯氨技术垄断;昊华科技的六氟化硫和三氟化氮、南大光电的磷烷和砷烷等都也通过自主研发打破了国外技术垄断。展望未来,新兴行业对工业气体纯度要求将越来越高,对气体中杂质含量的检测分析

80、技术也更为严格,从早期的常量级逐渐发展到目前的 10-6(ppm)级、10-9(ppb)级甚至达到 10-12(ppt)级。同时伴随着下游产业技术的快速迭代,对特种气体厂商在提纯技术、气体纯度、混配精度等方面的技术要求都将持续提高。此外,对综合服务能力要求也会越来越高,多数客户在其生产过程中对气体产品存在多样化需求,如集成电路制造在硅片制造、氧化、光刻、气相沉积、刻蚀、离子注入等工艺环节中需要的气体产品种类就超过 50 种,综合考虑成本 请仔细阅读本报告末页声明 Page 36/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 控制、仓储管理、供应稳定等多方面因素,客户更希望

81、能在一家供应商完成多种产品的采购,因此对气体公司所覆盖的产品种类提出了更全面的要求,并且希望供应商能够提供气体包装物的处理、检测、维修,供气系统、洁净管道的建设、维护等全面的专业性增值服务。因此,我们认为,未来电子特气厂商的竞争,不仅是提纯方法、工艺水平、杂质控制、容器处理、储运等技术维度的竞争,还包括产品种类丰富程度、专业增值服务等一系列综合维度的竞争。2.3 掩膜版:掩膜版:45nm 以下以下晶圆厂自行配套,晶圆厂自行配套,独立第三方占比独立第三方占比 35%掩膜版(Photomask),又称光罩、光掩膜、光刻掩膜版、掩模版等,是下游产品制造过程中图形“底片”转移用的高精密工具,是承载图形

82、设计和工艺技术等知识产权信息的载体。光掩模是用于集成电路制造工序的重要器件,通过制作光掩膜底板、绘图、显影、蚀刻以及去除光致抗蚀剂等步骤,便成功制成掩膜版。图表 86:掩膜版制造工艺 资料来源:Toppan,五矿证券研究所 在透明玻璃板表面的遮光膜上蚀刻加工了非常微细的电路图案,成为对硅晶圆复刻电路时的原版,在光刻过程中,紫外线透过掩膜版,掩膜版上的图案在经过透镜缩小之后投射到硅晶圆上,便形成了微细图案。请仔细阅读本报告末页声明 Page 37/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 87:半导体掩膜版 图表 88:掩膜版工作原理 资料来源:Toppan,五矿

83、证券研究所 资料来源:清溢光电招股书,五矿证券研究所 掩膜版主要由基板和遮光膜组成,其中基板又分为树脂基板、玻璃基板,玻璃基板按照材质可分为石英玻璃基板、苏打玻璃基板等,石英玻璃性能稳定、热膨胀率低,主要用于高精度掩膜版制作。遮光膜分为硬质遮光膜和乳胶,硬质遮光膜又分为铬、硅、氧化铁、氧化铝。图表 89:掩膜版组成分类及应用 组成 名称 材料 优点 缺点 用途 基板 树脂基板 树脂 质量轻,容易大型化 易变形 PCB 用光掩模 玻璃基板 石英玻璃 化学性能稳定,热膨胀率小 价格高 LST 用光掩模,PPD用大型光掩模 低膨胀玻璃 热膨胀系数接近硅 短波长投射率低 LSI用 copy 光掩膜 苏

84、打玻璃 价格便宜 热膨胀系数大,短波长投射率低 低端光掩模 遮光膜 硬质 铬 机械强度高,可形成微细图形 表里面发射率高,多层铬的膜形成工艺复杂 硅 手动对位时易操作 微加工性能不如铬 低端硬质光掩模 氧化铁 氧化铝 特性优异 耐化学品性能差 LSI用 乳胶 价格便宜,成型简单 机械强度弱,分辨能力低 PCB 用光掩模,低端光掩模 资料来源:前瞻产业研究院,五矿证券研究所 掩膜版从诞生之初至今,已经发展到第五代产品,分别经历了手工刻红膜、菲林版、干版、氧化铁、苏打和石英版,前四代产品有的已经被淘汰,有的仍在部分行业小范围使用,第五代苏打和石英掩膜版自 20 世纪 70 年代出现后,目前应用范围

85、最广。虽然现阶段无掩膜技术能满足一些精度要求相对较低的行业(如 PCB 板)中图形转移的需求,但因为其生产效率低下,所以对图形转移精度以及生产效率要求高的行业,仍然需要使用掩膜版,被快速迭代的风险低。请仔细阅读本报告末页声明 Page 38/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 90:掩膜版发展历程 发展历程 名称 出现时间 目前运用情况 第一代 手工刻红膜 20 世纪 50 年代 已淘汰 第二代 菲林掩膜版 20 世纪 50 年代末 60 年代初 仍在部分行业小范围使用,如 PCB、FPC、TN/STN等行业 第三代 干版掩膜版 20 世纪 60 年代 仍

86、在部分行业使用,如PCB、HDI、Leadframe 等行业 第四代 氧化铁掩膜版 20 世纪 70 年代 已淘汰 第五代 苏打掩膜版 20 世纪 70 年代 广泛运用于各种对掩膜 版有需求的行业 石英掩膜版 资料来源:清溢光电招股书,五矿证券研究所 掩膜版产业链上游包括掩膜基板、光学膜、化学试剂和包装盒等辅助材料,中游为掩膜版制作,下游包括半导体(IC 制造、IC 封测、器件、LED 芯片)、平板显示、触控和 PCB 等,终端应用包括消费电子、家用电器、汽车电子、物联网、医疗电子、工控等。按用途分,光掩膜版可分为铬版(chrome)、干版、液体凸版和菲林。其中,铬版由于精度高,耐用性好,被广

87、泛用于 IC、平板显示、PCB 等行业;干版、液体凸版和菲林则主要被用于中低精度的 LCD 行业、PCB 及 IC 载板等行业。从下游应用来看,IC 和平板显示占比最大,其中半导体占据 60%,LCD 占比 23%,OLED 占比 5%,PCB 占比 2%。图表 91:掩膜版产业链 图表 92:掩膜版下游应用占比 资料来源:路维光电招股书,五矿证券研究所 资料来源:前瞻产业研究院,五矿证券研究所 受益下游平板显示和半导体需求增长拉动,全球掩膜版市场规模稳步提升。根据 Omdia 数据,2016 年全球平板显示掩膜版市场规模约为 671 亿日元,2019 年增长至 1010 亿日元,CAGR 为

88、 14.6%,2020 年受益疫情影响下滑至 903 亿日元,随着市场逐渐复苏,预计 2022年将达到 1026 亿日元。根据 SEMI数据,2017 全球半导体掩膜版市场规模为 37.5 亿美元,2021 年增长至 46.5 亿美元,预计 2022 年将达到 49.0 亿美元。请仔细阅读本报告末页声明 Page 39/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 93:全球平板显示掩膜版市场规模(亿日元)图表 94:全球半导体掩膜版市场规模(亿美元)资料来源:Omdia,五矿证券研究所 资料来源:SEMI,五矿证券研究所 在工艺制程上,先进制程的半导体掩膜版占比也

89、越来越高。根据 SEMI 数据,45nm 及以下制程 2017 年占比仅为 13%,到 2018 年则提升至 31%,45nm 及以下制程占比稳步提升。而整体来看,130nm 制程占比 54%,仍然是目前主流制程;28-90nm 制程占比 33%,展望未来,先进制程掩膜版占比有望持续提升。图表 95:2017-2018 年不同制程半导体掩膜版占比 图表 96:不同制程半导体掩膜版占比 资料来源:SEMI,五矿证券研究所 资料来源:SEMI,五矿证券研究所 全球独立第三方掩膜版厂商主要集中在日本和美国,包括日本 Toppan(凸版印刷)、日本 DNP(大日本印刷)、美国 Photronics(福

90、尼克斯)、日本 HOYA(豪雅)、日本 SKE(SK 电子)、韩国 LG-IT(LG Innotek,LG 集团子公司)等,此外还有中国厂商中国台湾光罩、路维光电和清溢光电等。LG-IT 和 SKE 的掩膜版产品主要布局在平板显示领域,均拥有 G11 掩膜版生产线;Toppan 和中国台湾光罩掩膜版产品主要布局在半导体领域;Photronics、DNP、HOYA 的掩膜版产品同时布局在平板显示和半导体领域,均拥有 G11 掩膜版生产线;清溢光电和路维光电的掩膜版主要布局在平板显示领域,此外还包括半导体、触控和 PCB/FPC 等领域。平板显示领域,随着面板世代线增加,对掩膜板精度、分辨率、平坦

91、度和精度提出更高的要求,主要厂商包括 HOYA、LG-IT、SKE、DNP、PKL(母公司是 Photronics)、路维光电、清溢光电等。其中在尺寸方面,路维光电已处于国内领先地位,能覆盖 G2.5-G11 全世代,可以配套平板显示厂商各世代产线,公司也是国内首家、全球第四家掌握 G11 掩膜版生产制造技术的企业,打破了国外厂商在该领域的垄断。在精度方面,公司平板显示掩膜版已达到国际主流水平,并且公司的半色调掩膜版已成功通过京东方和中电熊猫等下游客户的严格认 请仔细阅读本报告末页声明 Page 40/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 证并实现销售。清溢光电已

92、实现 8.5 代高精度 TFT 用掩膜版及 6 代中精度 AMOLED/LTPS 用掩膜版的量产,并完成了掩膜基板涂胶工艺的试产,推动半透膜掩膜版(HTM)产品的逐步量产,同时公司正在研发 8.6 代高精度 TFT 用掩膜版和 6 代高精度 AMOLED/LTPS 用掩膜版,已规划 6 代超高精度 AMOLED/LTPS 用掩膜版和高规格半透膜掩膜版(HTM)开发计划。在半导体领域,光掩膜生产应商可以分为晶圆厂/IDM 厂自行配套的工厂和独立第三方光掩膜厂商两大类,包括英特尔、三星、台积电、中芯国际、华润微(迪思微)等均有自制掩模版业务。由于掩膜版涉及 Foundry 厂技术机密,因此 Fou

93、ndry 厂先进制程(45nm 以下)所用的掩膜版大部分由自己的专业工厂生产,但对于 45nm 以上等比较成熟的制程所用的标准化程度更高的掩膜版,Foundry 厂为了降低成本,更倾向于向独立第三方掩膜版厂商进行采购。根据 SEMI数据,全球各国家/地区半导体掩膜版市场规模最大的国家/地区分别为中国台湾、韩国和北美,2018 年占比分别为 37.7%/21.2%/19.1%,主要原因在于全球主要晶圆厂/IDM厂包括台积电、三星、SK 海力士、英特尔、格芯、联电、美光等,产能主要集中在中国台湾、韩国和美国。各厂商市场规模占比中,晶圆厂/IDM 厂占比稳步提升,2008 年占比仅为 39%,201

94、8 年已达到 64%,2019 年达到 65%,独立第三方掩膜厂商占比 35%。独立第三方掩膜市场主要被 Toppan、Photronics 和 DNP 3 家公司所控制。根据 SEMI 数据,全球半导体掩膜版市场格局中,晶圆厂/IDM 厂占比 65%,Toppan/Photronics/DNP/中国台湾光罩/HOYA 排名前 5,占比分别为 11%/10%/8%/2%/2%。而在独立第三方掩膜版厂商市场 格 局 中,Toppan/Photronics/DNP/中 国 台 湾 光 罩/HOYA占 比 分 别 为31.4%/28.6%/22.9%/5.7%/5.7%,Toppan/Photron

95、ics/DNP 三大厂商合计占比 82.9%,行业集中度高。中国大陆晶圆厂/IDM 厂半导体掩膜版方面,中芯国际拥有目前中国大陆最大、最先进的光掩膜制造设施,可生产 0.35m 到 14nm 各技术节点的光掩膜产品,亦可为客户提供二元掩膜、相移掩膜、邻近效应矫正掩膜等多种光掩膜品种。华润微则将掩膜版业务成功拓展至 12 英寸线,在 0.18m 及以上 IC 掩膜版细分市场中,占比超 30%,是排名第一的国产 IC 掩膜版厂商,2021 年产量 5.2 万块;同时公司引入外部投资方对迪思微电子进行混改,计划建设高端掩膜项目,首期规划投资 12 亿元,将公司的掩膜版工艺节点提升至 40nm,月产能

96、达到3000 片/月以上,覆盖国内主流 12 英寸、8 英寸和 6 英寸的掩膜制版市场需求。中国大陆独立第三方半导体掩膜版厂商的技术能力主要集中在 100nm 节点以上的晶圆制造用掩膜版以及 IC 封装/IC 器件掩膜版,与国际领先企业有着较为明显的差距。路维光电作为国内掩膜版行业的领先企业,制造能力逐步从封测环节延伸至半导体器件及芯片制造,产品集中在 300nm/250nm 制程节点,CD 精度能够控制在 50nm 水平,逐步向 180nm、150nm、90nm、65nm 节点方向发展。清溢光电已实现 250nm 工艺节点的 6 英寸和 8 英寸半导体芯片用掩膜版的量产,正在推进180nm

97、半导体芯片用掩膜版的客户测试认证,同步开展130nm-65nm 半导体芯片用掩膜版的工艺研发和 28nm 半导体芯片所需的掩膜版工艺开发规划。无锡中微掩模电子有限公司(简称“中微掩模”)则能够实现 0.13m 及以上水平的高端集成电路掩膜版生产和技术开发。中国台湾光罩技术较为领先,目前可以量产 65nm、90nm 以及110nm 以上的掩膜版,产能达到 5.5 千片光罩/月,并计划在 2022Q3 量产 40nm 掩膜版,2023Q3 量产 28nm 掩膜版。请仔细阅读本报告末页声明 Page 41/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 97:全球主要国家/

98、地区半导体掩膜版市场规模(亿美元)图表 98:全球晶圆厂/IDM厂和独立第三方半导体掩膜版规模占比 资料来源:SEMI,五矿证券研究所 资料来源:SEMI,五矿证券研究所 图表 99:全球半导体掩膜版厂商市场格局 图表 100:全球独立第三方半导体掩膜版厂商市场格局 资料来源:SEMI,五矿证券研究所 资料来源:SEMI,五矿证券研究所 总体来说,中国掩膜版厂商产品整体偏中低端,按经营模式可分为 3 类:第一类是科研院所,包括中科院半导体所、微电子所、中电科 13/55/47 所等;第二类是独立的掩膜版制造厂商,主要有清溢光电、路维光电、中国台湾光罩等;第三类是晶圆厂自己配套生产掩膜版,主要有

99、中芯国际、华润微(迪思微)等。展望未来,掩膜版发展趋势主要有 3 个方向:1)精度趋向精细化:平板显示领域,显示屏的显示精度将从 450PPI(Pixel Per Inch,每英寸像素)逐步提高到 650PPI以上,对平板显示掩膜版的半导体层、光刻分辨率、最小过孔、CD 均匀性、套合精度、缺陷大小、洁净度均提出了更高的技术要求。半导体领域,摩尔定律了继续有效,将朝着 4nm 及以下继续突破,这对与之配套的晶圆制造以及芯片封装掩膜版提出了更高要求,工艺制程要求将越来越高,先进制程占比有望越来越大。未来掩膜版产品的精度将日趋精细化;2)尺寸趋向大型化:随着电视尺寸趋向大型化,带动面板基板逐步趋向大

100、型化,直接决定了掩膜版产品尺寸趋向大型化;3)掩膜版厂商向上游产业链延伸:掩膜版的主要原材料为掩膜版基板,为了降低原材料采购成本,控制终端产品质量,掩膜版厂商已经开始陆续向上游产业链延伸,HOYA、LG-IT 等部分企业已经具备了研磨/抛光、镀铬、光阻涂布等掩膜版全产业链的生产能力,路维光电和清溢光电则在光阻涂布方面实现了突破。未来掩膜版行业内具有一定实力的企业,将逐步向上游产业链拓展。请仔细阅读本报告末页声明 Page 42/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 101:掩膜版主要企业产业链覆盖情况 原材料技术 日本HOYA 韩国 LG-IT 日本 DNP

101、 韩国 PKL 日本Toppan 日本 SKE 清溢光电 路维光电 基板研磨/抛光 镀铬 光阻涂布 资料来源:路维光电招股书,五矿证券研究所 2.4 光刻胶及配套材料光刻胶及配套材料:日本:日本厂商全面占优厂商全面占优,南大光电南大光电 ArF 50nm 认证通过认证通过 光刻胶是利用光化学反应,经光刻工艺将所需要的微细图形从掩膜版转移到待加工基片上的图形转移介质,被广泛应用于光电信息产业的微细图形线路的加工制作,是微细加工技术的关键性材料。主要由成膜剂、光敏剂、溶剂和添加剂等主要化学品成分和其他助剂组成。光刻胶按曝光后的溶解性分为正胶和负胶,正胶的曝光部分溶于显影液,负胶的未曝光部分溶于显影

102、液,相对而言,正胶比负胶的精度要高。光刻胶上游原材料包括树脂、单体、光引发剂等,树脂构成光刻胶的基本骨架,决定曝光后的基本性能,比如硬度、柔韧性、附着力、热稳定性等;单体参与光固化反应,能降低光固化体系黏度,调节光固化材料性能;光引发剂则对光刻胶的感光度、分辨率等起决定作用。根据中商产业研究院数据,光刻胶原材料成本占比中,树脂占比 50%,单体占比 35%,光引发剂及助剂占比 15%。图表 102:正胶和负胶 资料来源:三星,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 43/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 103:光刻胶 图表 104:光刻胶成

103、本占比 资料来源:Elveflow,五矿证券研究所 资料来源:中商产业研究院,五矿证券研究所 图表 105:光刻胶原料及功能 原料 主要功能 光引发剂 光刻胶的关键组分,对光刻胶的感光度、分辨率等起决定性作用 光增感剂 引发助剂,能够吸收光能并将能量传给光引发剂或本身不吸收光能但协同参与光化学反应提高引发效率的物质 光致产酸剂 在吸收光能后分子发生光解反应,产生强酸引发反应的物质,用于最尖端的化学增幅光刻胶 光刻胶树脂 光刻胶中比例最大的部分,构成光刻胶的基本骨架,主要决定曝光后光刻胶的基本性能,包括硬度、柔韧性、附着力、热稳定性、溶解度变化等 单体 含有可聚合官能团的小分子,又称活性稀释剂,

104、一般参与光固化反应,降低光固化体系黏度,同时调节光固化材料的各种性能 助剂 根据不同用途添加的颜料、固化剂、分散剂等调节性能的添加剂 资料来源:中商产业研究院,五矿证券研究所 光刻胶主要参数包括分辨率、对比度、敏感度、粘滞性、粘附性、抗蚀性、表面张力、存储和传送等,性能的好坏决定了光刻胶的质量水平以及精度。请仔细阅读本报告末页声明 Page 44/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 106:光刻胶主要技术参数 参数 具体含义 分辨率 区别硅片表面相邻图形特征的能力。一般用关键尺寸(CD,Critical Dimension)来衡量分辨率,形成的关键尺寸越小

105、,光刻胶的分辨率越好 对比度 指光刻胶从曝光区到非曝光区过渡的陡度,对比度越好,形成图形的侧壁越陡峭,分辨率越好 敏感度 光刻胶上产生一个良好的图形所需一定波长光的最小能量值(或最小曝光量)粘滞性/黏度 衡量光刻胶流动特性的参数。粘滞性随着光刻胶中的溶剂的减少而增加;高的粘滞性会产生厚的光刻胶;越小的粘滞性,就有越均匀的光刻胶厚度 粘附性 指光刻胶粘着于衬底的强度,粘附性不足会导致硅片表面的图形变形 抗蚀性 光刻胶保持粘附性的能力,包括耐热稳定性、抗刻蚀能力和抗离子轰击能力 表面张力 液体中将表面分子拉向液体主体内的分子间吸引力。光刻胶应该具有比较小的表面张力,使光刻胶具有良好的流动性和覆盖

106、存储和传送 能量(光和热)可以激活光刻胶,应该存储在密闭,低温、不透光的盒中。同时必须规定光刻胶的闲置期限和存贮温度环境。一旦超过存储时间或较高的温度范围,负胶会发生交联,正胶会发生感光延迟 资料来源:汶颢股份,五矿证券研究所 根据下游应用的不同,光刻胶分为 PCB 光刻胶、平板显示光刻胶、半导体光刻胶,光刻胶工艺制程也经历了微米级、亚微米级、深亚微米级和纳米级的演进过程。其中半导体光刻胶的技术指标要求最高,具体又分为 g 线/i 线/KrF/ArF/ArFi 和 EUV 光刻胶,波长依次递减,制程节点越来越先进。图表 107:光刻胶分类 产品类型 曝光波长 应用制程 主要用途 半导体光刻胶

107、g 线光刻胶 436nm 0.5m以上 6 英寸 i 线光刻胶 365nm 0.5m-0.35m 6 英寸 KrF 光刻胶 248nm 250nm-130nm 8 英寸 ArF 光刻胶 193nm 130nm-65nm 12 英寸 ArFi 光刻胶 193nm 65nm-14nm,配合双重及多重显影技术可达到 7nm 12 英寸 EUV 光刻胶 13.5nm 7nm以下 12 英寸 平板显示光刻胶 彩色/黑色光刻胶 用于制备彩色滤光片 LCD/TP衬垫料光刻胶 用于使 LCD两个玻璃基板之间的液晶材料厚度保持恒定 TFTLCD中 Array 用光刻胶 加工液晶面板前段 Array 制程中的微细

108、图形电极 PCB 光刻胶 干膜光刻胶 微细图形加工 湿膜光刻胶 微细图形加工 光成像阻焊油墨 微细图形加工 资料来源:南大光电公告,晶瑞电材公告,中商产业研究院,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 45/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 光刻胶产业链上游包括溶剂、树脂、光引发剂、单体等;中游为光刻胶制造,包括 PCB 光刻胶、平板显示光刻胶、半导体光刻胶;下游为各应用领域,包括 PCB、平板显示、半导体、MEMS 等。图表 108:光刻胶产业链 资料来源:中商产业研究院,五矿证券研究所 全球光刻胶市场规模稳步增长,根据 Data Bridge

109、和 Reportlinker 数据,2021 年全球光刻胶市场规模 91.8 亿美元,预计 2026 年将达到 123 亿美元。图表 109:全球光刻胶市场规模(亿美元)资料来源:Data Bridge,ReportLinker,五矿证券研究所 从下游分布来看,根据 Research in China 数据,PCB 占比 23.6%,平板显示占比 25.9%,半导体占比 23.3%。根据 Research and Markets 和 TECHCET数据,全球半导体光刻胶市场规模逐年增长,2016年为 15 亿美元,2021 年为 19.9 亿美元,预计到 2025 年将达到 24.7 亿美元。

110、请仔细阅读本报告末页声明 Page 46/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 110:全球光刻胶下游应用占比 图表 111:全球半导体光刻胶市场规模(亿美元)资料来源:Research in China,五矿证券研究所 资料来源:Research and Markets,TECHCET,五矿证券研究所 出货量角度,根据 TECHCET 数据,2020 年 g&i 线/KrF/ArF/ArFi/EUV 光刻胶出货量分别为3658/3307/549/1190/18 千升,2021 年出货量分别为 3762/3704/580/1291/35 千升,预计到2025

111、 年将分别增长至 4048/4965/602/1630/145 千升。2020-2025 年 CAGR 中,EUV 光刻胶增速最快,CAGR 为 53%,其次是 ArFi 光刻胶,CAGR 为 16.7%,因此,未来先进制程光刻胶出货量将受益于先进制程产能占比提升而快速增加。下游应用方面,根据 TECHCET 数据,2021 年逻辑电路/DRAM/非易失性存储器出货量分别为 5954/1565/1853 千升,预计到 2025 年将分别增加至 6774/1615/3002 千升。图表 112:2020-2025 年全球各类半导体光刻胶出货量(千升)图表 113:2020-2025 年全球半导体

112、光刻胶下游应用出货量(千升)资料来源:TECHCET,五矿证券研究所 资料来源:TECHCET,五矿证券研究所 全球半导体光刻胶主要产能集中在日本和美国,根据 TECHCET 数据,2020 年厂商市场格局中,东京应化(TOK)/合成橡胶(JSR)/杜邦(DuPont)/住友化学(Sumitomo)/信越化学(Shin-Etsu)/富士胶片(Fujifilm)占比分别为 23%/21%/16%/15%/10%/8%,CR6 达到 93%,市场集中度高。细 分 产 品 来 看,2021年g&i线/KrF/ArF/ArFi/EUV光 刻 胶 市 场 规 模 分 别 为2.92/6.9/1.96/7

113、.59/0.51 亿美元,占比分别为 14.7%/34.7%/9.9%/38.2%/2.6%;预计到 2025年将分别增长至 2.9/9.07/1.88/8.84/1.97 亿美元,EUV 光刻胶占比将从 2.6%提升至 8%,先进制程光刻胶占比将持续提升。根据 TOK 和 Fujifilm 数据,2020 年各细分产品厂商市场格局:g/i 线:东京应化占比 25.2%,杜邦占比 19.1%,住友化学占比 15.7%;请仔细阅读本报告末页声明 Page 47/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 KrF:东京应化占比 31.4%,信越化学占比 21.9%,合成橡胶

114、占比 20.9%,杜邦占比 10.9%;ArF:合成橡胶占比24.9%,信越化学占比 21.8%,住友化学占比 16.8%,东京应化占比15.8%;EUV:东京应化占比 51.8%。图表 114:2020 年全球半导体光刻胶厂商市场格局 图表 115:2021 年全球半导体光刻胶细分市场格局 资料来源:TECHCET,五矿证券研究所 资料来源:TECHCET,五矿证券研究所 图表 116:2020 年全球 g/i 线光刻胶市场格局 图表 117:2020 年全球 KrF 光刻胶市场格局 资料来源:TOK,Fujifilm,五矿证券研究所 资料来源:TOK,Fujifilm,五矿证券研究所 图表

115、 118:2020 年全球 ArF 光刻胶市场格局 图表 119:2020 年全球 EUV 光刻胶市场格局 资料来源:TOK,Fujifilm,五矿证券研究所 资料来源:TOK,Fujifilm,五矿证券研究所 中国光刻胶市场规模亦稳步增长,根据智研咨询、Cision 和工信部赛博研究院数据,2015 年为 100 亿元,到了 2020 年已经增长至 176 亿元,预计 2026 年将超过 300 亿元。中国本土光刻胶生产厂商以 PCB 光刻胶生产为主,其中 PCB 光刻胶占比 94%,面板光刻胶占比 3%,半导体光刻胶占比 2%。请仔细阅读本报告末页声明 Page 48/90 Table_P

116、age 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 120:2015-2020 年中国光刻胶市场规模(亿元)图表 121:中国光刻胶厂商生产结构 资料来源:智研咨询,Cision,工信部赛博研究院,五矿证券研究所 资料来源:产业信息网,五矿证券研究所 在各类光刻胶中,中国厂商和外资厂商对比来看,中国 PCB/LCD/半导体光刻胶厂商占比分别为 61%/35%/29%。中国 2019 年光刻胶市场规模方面,PCB 光刻胶为 82 亿元,LCD 光刻胶为 8.4 亿美元,半导体光刻胶为 20.7 亿元。图表 122:2020 年中国各类光刻胶生产厂商占比 图表 123:中国 PCB 光刻胶市场规

117、模(亿元)资料来源:中商产业研究院,五矿证券研究所 资料来源:产业信息网,五矿证券研究所 图表 124:中国平板显示光刻胶市场规模(亿美元)图表 125:中国半导体光刻胶市场规模(亿元)资料来源:产业信息网,五矿证券研究所 资料来源:产业信息网,五矿证券研究所 对比国内外光刻胶厂商,中国在干膜 PCB 光刻胶、LCD 光刻胶以及 KrF/ArF 光刻胶领域国产化率较低,主要依赖进口,而在湿膜及阻焊油墨、g/i 线光刻胶领域已经实现一定程度的国产替代。PCB 光刻胶厂商主要集中在日本、中国大陆和中国台湾,其中干膜光刻胶厂商长兴化学、旭 请仔细阅读本报告末页声明 Page 49/90 Table_

118、Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 化成、日立化成合计占比超过 80%,干膜几乎全进口;湿膜光刻胶包括中国台湾的长春化工、日本的三井化学,中国厂商主要有容大感光、飞凯材料等;光成像阻焊油墨方面,TAMURA、亨斯迈和永胜泰合计占比超过 20%,中国厂商主要有广信材料、容大感光、东方材料等。整个湿膜及阻焊油墨国产化率为 50%。LCD 光刻胶厂商主要集中在日本、韩国和中国台湾,其中彩色光刻胶方面,JSR、LG 化学东洋油墨、奇美、达兴等合计占比超过 90%,中国厂商主要有永太科技、雅克科技、彤程新材(北旭电子)等,国产化率为 5%;黑色光刻胶方面,TOK、新日铁化学、三菱化学等合计

119、占比超过 90%,中国厂商主要有上海新阳、江苏博砚等,国产化率为 5%。半导体光刻胶厂商主要集中在日本和美国,东京应化(TOK)、合成橡胶(JSR)、杜邦(DuPont)、住友化学(Sumitomo)、信越化学(Shin-Etsu)和富士胶片(Fujifilm)合计占比达到 93%。g/i 线光刻胶中国厂商主要有晶瑞电材(苏州瑞红)、彤程新材(北京科华)等,国产化率为10%。KrF 光刻胶中国厂商主要有彤程新材(北京科华)、上海新阳、晶瑞电材(苏州瑞红)、华懋科技(徐州博康)等,国产化率为 1%。ArF 光刻胶已经布局的中国厂商主要有南大光电、晶瑞电材(苏州瑞红)、彤程新材(北京科华)、上海新

120、阳、华懋科技(徐州博康)等,国产化率为 1%。EUV 光刻胶中国厂商目前尚无产品问世。在光刻胶使用过程中,还需要搭配光刻胶配套材料一并使用,光刻胶配套材料包括稀释剂、显影液、漂洗液、蚀刻液、去胶液等,主要采用基础化工原料(包括氢氟酸、异丙醇、硝酸、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵、无水乙醇、双氧水、硫酸、氢氧化钠等)制造。根据新材料在线、产业信息网、SEMI数据以及我们测算,全球半导体光刻胶配套材料市场规模稳步增长,2016 年为 19.1 亿美元,2021 年为 32.3 亿美元。中国高端光刻胶去除剂主要依赖进口,主要厂商除美国的 Versum、Entegris 外,还包括中国厂商安集科技和上海新阳

121、等。图表 126:全球半导体光刻胶配套材料市场规模(亿美元)图表 127:2018 年全球半导体光刻胶配套材料占比(分国家/地区)资料来源:新材料在线,产业信息网,SEMI,五矿证券研究所测算 资料来源:新材料在线,五矿证券研究所 2.5 湿电子化学品湿电子化学品:分为通用分为通用+功能功能,中国厂商部分产品已达到,中国厂商部分产品已达到 G5 等级等级 湿电子化学品(Wet Chemicals)是微电子、光电子湿法工艺制程中使用的各种液体化工材料,广泛用于半导体、显示面板、光伏、LED 等电子元器件微细加工的清洗、光刻、显影、蚀刻、掺杂等工艺环节配套使用,是半导体、显示面板、光伏等制作过程中

122、不可缺少的关键性材料之一。从大类来分,一般可划分为通用湿电子化学品和功能湿电子化学品。通用湿电子化学品指在半导体、显示面板、光伏等制造工艺中被大量使用的液体化学品,一般为单成份、单功能化学品,具体分为酸类、碱类、有机溶剂类和其他类,产品包括氢氟酸、请仔细阅读本报告末页声明 Page 50/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 硫酸、氢氧化钾、氢氧化钠、甲醇、丙酮、过氧化氢等。功能湿电子化学品指通过复配手段达到特殊功能、满足制造中特殊工艺需求的复配类化学品,以光刻胶配套材料为代表,产品有显影液、剥离液、清洗液、蚀刻液、稀释液等,一般配合光刻胶使用,应用于晶圆制造的涂

123、胶、显影和去胶工艺。图表 128:湿电子化学品分类 大类 小类 具体产品 通用湿电子化学品 酸类 氢氟酸、硫酸、磷酸、硝酸、乙酸、乙二酸等 碱类 氢氧化铵、氢氧化钾、氢氧化钠等 有机溶剂类 甲醇、乙醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、甲苯等 其他类 过氧化氢等 功能湿电子化学品 复配类化学品 显影液、剥离液、清洗液、蚀刻液、稀释液等 资料来源:格林达招股书,五矿证券研究所 根据中国电子材料行业协会数据,通用湿电子化学品占比88.2%,其中过氧化氢占比16.7%,氢氟酸占比 16%,硫酸占比 15.3%,硝酸占比 14.3%。功能湿电子化学品占比 11.8%,其中MEA 等极性溶液占比 3.2%,显影液(

124、半导体用)占比 2.7%,蚀刻液(半导体用)占比 2.2%。请仔细阅读本报告末页声明 Page 51/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 129:湿电子化学品分类作用及占比 类别 名称 作用 占湿电子化学品 总需求比例 合计 占比 通用湿电子化学品 过氧化氢 清洗、腐蚀剂,可与浓硫酸、硝酸、氫氟酸、氢氧化铵等配制使用,在集成电路制程应用较多 16.7%88.2%氢氟酸 强酸性清洗、腐蚀剂,可与硝酸、冰醋酸、过氧化氢及氢氧化铵等配制使用 16.0%硫酸 强酸性清洗、腐蚀剂,在集成电路制程应用最多 15.3%硝酸 酸性清洗、腐蚀剂,可与冰乙酸、过氧化氢配制使用

125、 14.3%磷酸 超纯磷酸为酸性腐蚀剂,主要用于超大规模集成电路工艺技术的生产 8.7%盐酸 酸性清洗、腐蚀剂,可与过氧化氢配制使用,可有效降低金属杂质 4.8%氢氧化钾 用于氧化物蚀刻 3.8%氨水 碱性清洗、腐蚀剂,可与过氧化氢、水、氢氟酸配制使用 3.7%异丙酮 用作电子清洁剂 2.8%醋酸 用作铝等蚀刻液 1.9%功能湿电子化学品 MEA 等极性溶液 用于半导体清洗 3.2%11.8%显影液(半导体用)光刻胶曝光后显影剂 2.7%蚀刻液(半导体用)硅、金属层蚀刻 2.2%显影液(面板用)光刻胶曝光后显影剂 1.6%剥离液(半导体用)剥离液通常用在蚀刻工艺完成之后,用于去除光刻胶和残留物

126、质,同时防止对下层的衬底层造成损坏 1.2%缓冲蚀刻液(BOE)主要用于蚀刻二氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4)的薄膜 0.9%资料来源:中国电子材料行业协会,产业信息网,五矿证券研究所 湿电子化学品在集成电路中的应用主要为刻蚀和清洗等,包括硅片、晶圆制造、光罩制作以及封装工艺等,具体分为扩散前清洗、刻蚀后清洗、离子注入后清洗、光罩过程蚀刻清洗、封装 TSV 清洗、键合清洗等。请仔细阅读本报告末页声明 Page 52/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 130:湿电子化学品在集成电路中的应用 资料来源:中巨芯招股书,五矿证券研究所 全球湿电子化学品通

127、常执行 SEMI 国际标准,关键技术指标主要包括金属杂质、控制粒径、颗粒数、IC 线宽等。根据指标的不同,分为 G1-G5 共 5 个等级,等级越高精细度越高。湿电子化学品在下游应用领域的标准有所不同,其中光伏和分立器件集中在 G1 级,面板集中在 G2-G4 级,集成电路对纯度要求最高,集中在 G3-G5 级,而且晶圆尺寸越大对纯度要求越高,12 英寸晶圆制造通常需要 G4-G5 级。图表 131:湿电子化学品SEMI国际标准 SEMI等级 G1 G2 G3 G4 G5 金属杂质/ppb 1000 10 1 0.1 0.01 控制粒径/m 1 0.5 0.5 0.2 需双方协商 颗粒/(个/

128、ml)25 25 5 需双方协商 需双方协商 IC线宽/m 1.2 0.81.2 0.20.6 0.090.2 0.09 应用 分立器件、太阳能电池 显示面板 显示面板、集成电路 显示面板、集成电路 集成电路 资料来源:SEMI,格林达招股书,中巨芯招股书,润玛股份招股书,五矿证券研究所 全球及中国湿电子化学品市场规模呈稳步增长态势。根据智研咨询数据,全球湿电子化学品(通用+功能)市场规模 2011 年为 25.3 亿美元,2020 年为 56.8 亿美元;中国湿电子化学品市场规模 2011 年为 27.8 亿元,2021 年为 137.8 亿元,预计 2022 年将达到 163.9 亿元,2

129、028 年将达到 301.7 亿元。请仔细阅读本报告末页声明 Page 53/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 132:2011-2020 年全球湿电子化学品市场规模(亿美元)图表 133:2011-2028 年中国湿电子化学品市场规模(亿元)资料来源:智研咨询,五矿证券研究所 资料来源:智研咨询,五矿证券研究所 需求量方面,根据中国电子材料行业协会数据,2021 年全球湿电子化学品需求量为 458.3 万吨,半导体需求量 209 万吨,显示面板需求量 167.2 万吨,光伏等其他需求量 82.1 万吨。预计到 2025 年全球湿电子化学品需求量将达到

130、697.2 万吨,半导体需求量 313 万吨,显示面板需求量 244 万吨,光伏等其他需求量 140.2 万吨。2021 年中国湿电子化学品需求量为 213.5 万吨,半导体需求量 70.3 万吨,显示面板需求量77.8 万吨,光伏需求量 65.4 万吨。预计到 2025 年中国湿电子化学品需求量将达到 369.6 万吨,半导体需求量 106.9 万吨,显示面板需求量 149.5 万吨,光伏需求量 113.1 万吨。图表 134:2021-2025 年全球湿电子化学品需求量(万吨)图表 135:2020-2025 年中国湿电子化学品需求量(万吨)资料来源:中国电子材料行业协会,五矿证券研究所

131、资料来源:中国电子材料行业协会,五矿证券研究所 分应用领域来看,根据中国电子材料行业协会数据,中国集成电路用湿电子化学品市场规模2021 年为 52.1 亿元,预计到 2025 年将达到 69.8 亿元;中国显示面板用湿电子化学品市场规模 2021 年为 62.3 亿元,预计到 2025 年将达到 126.5 亿元。请仔细阅读本报告末页声明 Page 54/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 136:中国集成电路用湿电子化学品市场规模(亿元)图表 137:中国显示面板用湿电子化学品市场规模(亿元)资料来源:中国电子材料行业协会,五矿证券研究所 资料来源:中

132、国电子材料行业协会,五矿证券研究所 中国湿电子化学品在半导体加工领域,需求量较大的产品包括:硫酸 32.8%、双氧水 28.1%、氨水 8.3%、显影液 6.0%、氢氟酸 5.9%,前 4 种主要应用于晶圆的湿清洗;在显示面板领域,需求较大的产品包括:磷酸41.3%、硝酸24.06%、MEA等极性溶液15.8%、醋酸 9.59%;在光伏领域,需求量较大的产品包括:氢氟酸 31.39%、硝酸 21.17%、氢氧化钾 24.06%、盐酸 11.04%,这 4 种产品主要应用于晶硅太阳能电池片的制绒加工及其清洗。图表 138:中国湿电子化学品在各领域占比 资料来源:华经产业研究院,五矿证券研究所 供

133、应商格局方面,全球湿电子化学品主要厂商在欧美和日本,其次还包括韩国、中国大陆和中国台湾。根据华经产业研究院数据,2020 年全球湿电子化学品供应格局中,欧美占比 31%,日本占比 29%,韩国和中国大陆占比均为 15%,中国台湾占比 8%。国产化率方面,中国厂商在光伏领域已基本实现自主供应;显示面板领域国产化率为 40%;半导体领域对产品性能要求最高,国产化率最低,整体国产化率为 23%,8 英寸及以上不足 20%,在半导体领域,国产替代空间最大。请仔细阅读本报告末页声明 Page 55/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 139:2020 年全球湿电子化

134、学品供应格局(分国家/地区)图表 140:2020 年中国湿电子化学品国产化率 资料来源:华经产业研究院,五矿证券研究所 资料来源:中国电子材料行业协会,五矿证券研究所 在低端湿电子化学品领域,中国有较多厂商已经掌握相关生产技术,竞争较为激烈,这类产品主要应用于光伏领域。而在高端湿电子化学品领域,国外厂商占据大部分市场,中国厂商由于起步较晚,技术水平与全球领先水平仍有一定差距,但中国厂商具备本土化生产、性价比高、供应稳定等优势,在部分产品中已经抢占了部分市场,未来国产替代空间大。欧美厂商中,主要有德国巴斯夫、德国默克、德国汉高、美国陶氏杜邦、美国亚什兰、美国霍尼韦尔、美国 ATMI、美国空气化

135、工、美国英特格等;日本厂商中,主要有关东化学、三菱化学、住友化学、信越化学、Stella 等;韩国厂商中,主要有东友精细化工、东进世美肯、Soul-brain 等;中国台湾厂商中,主要有东应化、联仕、三福化工等;中国大陆厂商中,主要有江化微、晶瑞电材、上海新阳、安集科技、格林达、飞凯材料、新宙邦、中巨芯、兴福电子、润玛股份等。中国大陆厂商开拓进取,努力实现技术突破,目前部分产品已经达到 SEMI国际标准 G4 和 G5 等级,为显示面板、半导体领域湿电子化学品的国产替代奠定了坚实的基础。未来随着半导体、显示面板工艺精度提升,对湿电子化学品的纯度要求也将不断提高。图表 141:中国大陆厂商G4

136、和G5 产品 公司 G4 产品 G5 产品 江化微 硝酸、硫酸、氨水、盐酸 硫酸、氨水 晶瑞电材 氟化铵、硝酸、盐酸、氢氟酸 氨水、双氧水、硫酸 格林达 TMAH显影液 光刻胶用显影液相关技术指标已达到 G5 标准要求,正在测试中 中巨芯 盐酸、氨水、氟化铵、缓冲氧化物刻蚀液 氢氟酸、硫酸、硝酸 润玛股份 硅蚀刻液、清洗液、稀释剂、显影液、双氧水、硝酸、氢氟酸 BOE蚀刻液、氨水 资料来源:各公司招股书,各公司公告,五矿证券研究所 2.6 CMP 抛光材料:抛光材料:美日美日厂商主导厂商主导,中国厂商中国厂商 28nm 产品产品实实现现突破突破 CMP(化学机械抛光)环节是晶圆制造的关键步骤,

137、可以使晶圆表面达到高度平坦化、低表面粗糙度和低缺陷的要求,解决晶圆表面起伏不平导致的光刻无法准确对焦、电子迁移短路、线宽控制失效等问题。请仔细阅读本报告末页声明 Page 56/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 142:CMP抛光垫 图表 143:CMP抛光液 资料来源:鼎龙股份公告,五矿证券研究所 资料来源:鼎龙股份公告,五矿证券研究所 CMP 上游为抛光材料,主要包括抛光垫、抛光液、钻石碟、清洗液等。CMP 抛光垫是 CMP 环节的核心耗材之一,主要作用是储存和运输抛光液、去除磨屑和维持稳定的抛光环境等。CMP 抛光液是研磨材料和化学添加剂的混合物,

138、可使晶圆表面产生一层氧化膜,再由抛光液中的磨粒去除,达到抛光的目的。钻石碟是 CMP 工艺中必不可少的耗材,用于维持抛光垫表面一定的粗糙状态,通常与 CMP 抛光垫配套使用。清洗液主要用于去除残留在晶圆表面的微尘颗粒、有机物、无机物、金属离子、氧化物等杂质,满足集成电路制造对清洁度的极高要求,对晶圆生产的良率起到了重要作用。中游为晶圆制备,下游应用包括消费电子、汽车电子、医疗等领域。CMP 工作原理是在一定压力下及抛光液的存在下,被抛光的晶圆对抛光垫做相对运动,借助纳米磨料的机械研磨作用与各类化学试剂的化学作用之间的高度有机结合,使被抛光的晶圆表面达到高度平坦化、低表面粗糙度和低缺陷的要求。根

139、据不同工艺制程和技术节点的要求,每一片晶圆在生产过程中都会经历几道甚至几十道的 CMP 抛光工艺步骤。与传统的纯机械或纯化学的抛光方法不同,CMP 工艺是通过表面化学作用和机械研磨的技术结合来实现晶圆表面微米/纳米级不同材料的去除,从而达到晶圆表面的高度(纳米级)平坦化效应,使下一步的光刻工艺得以顺利进行。化学作用是指抛光液中的化学品和硅片表面发生化学反应,生成比较容易去除的物质,物理过程是指抛光液中的磨粒和硅片表面材料发生机械物理摩擦,去除化学反应生成的物质。图表 144:CMP材料产业链 资料来源:新材料在线,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 57/90 Table_Pa

140、ge 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 145:CMP工艺原理 图表 146:CMP平坦化效果图(CMOS 结构剖面图)资料来源:安集科技公告,五矿证券研究所 资料来源:华海清科招股书,五矿证券研究所 根据 Cabot Microelectronics、TECHCET和观研天下数据,全球 CMP 抛光垫 2016 年市场规模为 6.5 亿美元,2021 年为 11.5 亿美元;全球 CMP 抛光液 2016 年市场规模为 11 亿美元,2021 年为 18.9 亿美元,预计 2026 年将达到 25.3 亿美元,其中铜抛光液、钨抛光液和氧化物抛光液的市场规模占比最大,而钴抛光液和多

141、晶硅抛光液则成为增长最快的抛光液品类。图表 147:全球 CMP抛光垫市场规模(亿美元)图表 148:全球 CMP抛光液市场规模(亿美元)资料来源:Cabot Microelectronics,观研天下,五矿证券研究所 资料来源:Cabot Microelectronics,TECHCET,五矿证券研究所 根据 SEMI数据,全球 CMP 材料成本占比中,抛光液用量最大,其中抛光液占比 49%,抛光垫占比 33%,合计占比 82%,钻石碟占比 9%,清洗液占比 5%。根据华经情报网数据,中国 CMP 材料市场规模 2018 年为 3.9 亿美元,2019 年为 4.5 亿美元。图表 149:全

142、球 CMP材料成本占比 图表 150:中国 CMP材料市场规模(亿美元)资料来源:SEMI,五矿证券研究所 资料来源:华经情报网,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 58/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 抛光垫分为硬质和软质,硬质抛光垫可以较好的保证表面平整度,软质抛光垫可以获得粗糙度很小的表面。抛光液分为酸性和碱性,酸性可溶性好、抛光效率高,碱性腐蚀性小、选择性高。图表 151:CMP材料分类及特点 材料 类型 优点 材质 抛光垫 硬质 比较好的保证表面的平整度 包括各种粗布垫、纤维织物垫、聚乙烯垫等 软质 可获得加工变质层和表面粗糙度都很

143、小的抛光表面 包括聚氨酯垫、细毛钻垫,各种绒毛布垫等 抛光液 酸性 具有可溶性好、酸性范围内氧化剂较多,抛光效率高等优点 常用于抛光非金属材料、例如铜、钨、铝、钛等 碱性 具有腐蚀性小、选择性高等优点 常用于抛光非金属材料、例如硅、氧化物及光阻材料等 资料来源:新材料在线,五矿证券研究所 根据 Cabot Microelectronics 数据,全球 CMP 抛光垫市场格局中,陶氏杜邦占比 79%,占据市场主导地位,卡博特(Cabot)占比 5%,Thomas West 占比 4%。全球 CMP 抛光液市场格局中,卡博特(Cabot)占比 33%,日立(Hitachi)占比 13%,Fujim

144、i 占比 10%,中国厂商安集科技占比 2%,排名第 5。图表 152:全球 CMP抛光垫市场格局 图表 153:全球 CMP抛光液市场格局 资料来源:Cabot Microelectronics,五矿证券研究所 资料来源:Cabot Microelectronics,五矿证券研究所 根据华经情报网数据,中国 CMP 抛光液市场格局中,卡博特(Cabot)占比 39%,安集科技占比 13%,日立(Hitachi)占比 12%,Fujimi 占比 6%,慧瞻材料(Versum,被默克收购)占比 4%,CR5 为 74%,集中度较高。CMP 抛光材料厂商依然被国外企业主导,但是中国厂商已经实现了部

145、分产品量产,并将进一步通过自主研发实现国产替代。其中,鼎龙股份的产品包括 CMP 抛光垫、抛光液、清洗液三大 CMP 环节核心耗材,抛光垫产品实现了全制程(氧化物、铜、钨、铝、浅沟槽隔离、阻挡层等)、全技术节点(28nm 及以上的成熟制程、28nm 以下的先进制程)覆盖,并向低密度抛光垫产品的新方向开展创新性研究。抛光液方面,在 28nm 节点 HKMG 制程的铝制程抛光液解决了海外厂商的技术“卡脖子”问题,已在 Oxide(氧化物)、SiN(氮化硅)、Poly(多晶硅)、Cu(铜)、Al(铝)等 CMP 制程进行抛光液新产品的开发。清洗液方面,公司 请仔细阅读本报告末页声明 Page 59/

146、90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 能够提供铜制程 CMP 后清洗液、蚀刻后清洗液两类清洗液产品。此外,鼎汇微电子向武汉鼎龙汇达采购钻石碟 Disk 用于市场开拓。安集科技化学机械抛光液包括硅/多晶硅抛光液、浅槽隔离(STI)抛光液、金属栅极抛光液、介电材料(二氧化硅、氮化硅)抛光液、钨抛光液、铜及铜阻挡层抛光液、三维集成(TSV、混合键合等)抛光液、硅衬底抛光液和应用于第三代宽带半导体的抛光液等系列产品。其中,在用于 28nm 技术节点 HKMG 工艺的铝抛光液取得重大突破,通过客户验证,打破了国外厂商在该应用的垄断并实现量产。在基于氧化铈磨料的抛光液方面,公

147、司与客户共同开发的基于氧化铈磨料的抛光液产品突破技术瓶颈,目前已在 3D NAND 先进制程中实现量产并在逐步上量。衬底抛光液方面,公司在硅的精抛液取得突破,技术性能达到国际主流供应商的同等水平,产品在国内领先硅片生产厂论证按计划顺利进行;为客户定制开发的用于第三代半导体衬底材料的抛光液,进展顺利,部分产品获得海外客户的订单,拓展了海外市场。图表 154:中国 CMP抛光液市场格局 图表 155:鼎龙股份 CMP材料布局 资料来源:华经情报网,五矿证券研究所 资料来源:鼎龙股份公告,五矿证券研究所 展望未来,一方面,晶圆制造工艺制程缩小将进一步带来 CMP 工艺步骤增长,带动 CMP 抛光材料

148、在晶圆制造过程中的消耗量增加。根据 Cabot Microelectronics 数据,250nm 时 CMP抛光步骤为 8 次,45nm 时 CMP 抛光步骤增加到 17 次,7nm 时 CMP 抛光步骤则增加到 30次。此外,在存储芯片领域,随着存储容量需求增长,存储芯片在由 2D NAND 向 3D NAND升级过程中,CMP 抛光步骤由 7 次增加到 15 次,实现了翻倍增长。作为主流存储技术,3D NAND 层数也在不断增加,随着堆叠层数增加,CMP 抛光材料的需求量也有望同步增长。此外,先进封装的应用使 CMP 从晶圆制造前道工艺走向后道工艺。在封装领域,传统的 2D封装并不需要

149、CMP 工艺,但随着系统级封装等新的封装方式的发展,技术实现方法上出现了倒装、凸块、晶圆级封装、TSV 硅通孔、2.5D 封装和 3D 封装等先进封装技术。其中 TSV技术中就需要使用 CMP 工艺进行通孔大马士革铜工艺淀积后的正面抛光,可以平坦化和隔开另一面沉积的导体薄膜,方便进行金属布线,此外,也能用于晶圆背面金属化和平坦化的减薄抛光,未来 CMP 抛光材料将在先进封装工艺中寻找到新的市场空间。请仔细阅读本报告末页声明 Page 60/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 156:不同工艺制程下CMP抛光步骤(次)图表 157:不同存储技术下CMP抛光步

150、骤(次)资料来源:Cabot Microelectronics,五矿证券研究所 资料来源:Cabot Microelectronics,五矿证券研究所 2.7 靶材靶材:日美日美 4 大厂商合计占比大厂商合计占比 80%,江丰电子江丰电子已进入已进入 5nm 先端工艺先端工艺 PVD 技术是制备薄膜材料的主要技术之一,指在真空条件下采用物理方法,将某种物质表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子,并通过低压气体(或等离子体)过程,在基板材料表面沉积具有某种特殊功能的薄膜材料的技术。PVD 技术已成为目前主流镀膜方法,主要包括溅射镀膜和真空蒸发镀膜。用于制备薄膜材料的物质,统称为 PVD 镀膜材

151、料。溅射镀膜是指利用离子源产生的离子,在真空中经过加速聚集,而形成高速度的离子束流,轰击固体表面,离子和固体表面原子发生动能交换,使固体表面的原子离开固体并沉积在基板材料表面的技术。被轰击的固体是用溅射法沉积薄膜材料的原材料,称为溅射靶材。溅射靶材主要由靶坯、背板(或背管)等部分构成,靶坯是高速离子束流轰击的目标材料,属于溅射靶材的核心部分。溅射镀膜工艺可重复性好、膜厚可控制,可在大面积基板材料上获得厚度均匀的薄膜,所制备的薄膜具有纯度高、致密性好、与基板材料的结合力强等优点,已成为制备薄膜材料的主要技术之一,各种类型的溅射薄膜材料已得到广泛的应用,溅射靶材是目前市场应用量最大的 PVD 镀膜

152、材料。真空蒸发镀膜是指在真空条件下,利用膜材加热装置(称为蒸发源)的热能,通过加热蒸发某种物质使其沉积在基板材料表面的一种沉积技术。被蒸发的物质是用真空蒸发镀膜法沉积薄膜材料的原材料,称之为蒸镀材料。真空蒸发镀膜技术具有简单便利、操作方便、成膜速度快等特点,主要应用于小尺寸基板材料的镀膜。图表 158:溅射靶材工作原理 图表 159:真空蒸发镀膜工作原理 资料来源:江丰电子招股书,五矿证券研究所 资料来源:阿石创招股书,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 61/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 160:半导体靶材溅射前后对比 资料来源:半

153、导体芯片行业用金属溅射靶材市场分析,五矿证券研究所 以金属靶材为例,高纯溅射靶材产业链上游为金属提纯,包括原材料和生产设备,其中高纯金属原材料生产成本可占到靶材生产成本的大约 80%,国外厂商包括斯塔克、住友化学、霍尼韦尔、大阪钛业等,中国厂商包括东方钽业、宁波创润、紫金矿业等;生产设备包括靶材冷轧系统、等离子喷涂设备、热处理炉等 30 多种。中游为高纯溅射靶材制备,国外厂商主要有日矿金属、霍尼韦尔、东曹、普莱克斯等,中国厂商主要有江丰电子、有研新材(有研亿金)、阿石创等。在溅射镀膜过程中,溅射靶材需要安装在机台中完成溅射反应,溅射机台专用性强、精密度高,市场长期被美国、日本公司垄断,主要厂商

154、包括美国 AMAT(应用材料)、日本 ULVAC(爱发科)、日本 ANELVA、美国Varian(瓦里安)等。下游应用主要包括半导体(占比 20%)、平板显示(占比 30%)、太阳能电池(占比 18%)等,主要厂商有台积电、联电、SK 海力士、中芯国际、华虹半导体、三星电子、LG Display、京东方、华星光电、SunPower(太阳能源)、天合光能等。图表 161:溅射靶材产业链 图表 162:溅射靶材产业链主要厂商 资料来源:江丰电子招股书,五矿证券研究所 资料来源:江丰电子公告,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 62/90 Table_Page 电子电子 2022 年

155、 9 月 9 日 图表 163:中国高性能靶材生产成本占比 图表 164:中国高性能靶材下游应用占比 资料来源:头豹研究院,五矿证券研究所 资料来源:头豹研究院,五矿证券研究所 溅射靶材的种类较多,按照不同的标准,能够将溅射靶材分为不同的类别。按形状分类,分为平面靶材、旋转靶材等;按化学成分分类,分为金属靶材、非金属单质靶材、合金靶材、陶瓷化合物靶材等;按应用领域分类,分为半导体靶材、平板显示靶材、太阳能电池靶材、信息存储靶材等。图表 165:溅射靶材分类 分类标准 产品类型 按形状 平面靶材(长靶、方靶、圆靶)、旋转靶材 按化学成分 金属靶材(纯金属铝、钛、铜、钽等)、合金靶材(镍铬合金、镍

156、钴合金等)、陶瓷化合物靶材(氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等)按应用领域 半导体芯片靶材、平面显示器靶材、太阳能电池靶材、信息存储靶材、工具改性靶材、电子器件靶材、其他靶材 资料来源:江丰电子招股书,阿石创招股书,五矿证券研究所 靶材各下游应用中,半导体技术要求最高,包括超高纯度金属(6N,99.9999%)、高精度尺寸、高集成度等;平板显示技术要求高,包括高纯度金属(4N,99.99%)、靶材面积要求大、均匀程度要求高等;太阳能电池技术要求高,包括高纯度金属(4N,99.99%)、应用范围广。请仔细阅读本报告末页声明 Page 63/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月

157、 9 日 图表 166:湿电子化学品SEMI国际标准 应用领域 金属材料 主要用途 性能要求 半导体芯片 超高纯度铝、钛、铜、钽等 制备集成电路的关键原材料 技术要求最高、超高纯度金属、高精度尺寸、高集成度 平面显示器 高纯度铝、铜、钼等,掺锡氧化铟(ITO)高清晰电视、笔记本电脑等 技术要求高、高纯度材料、材料面积大、均匀性程度高 太阳能电池 高纯度铝、铜、钼、铬等,ITO 薄膜太阳能电池 技术要求高、高纯度材料、应用范围大 信息存储 铬基、钴基合金等 光驱、光盘等 高储存密度、高传输速度 工具改性 纯金属铬、铬铝合金等 工具、模具等表面强化 性能要求较高、使用寿命延长 电子器件 镍铬合金、

158、铬硅合金等 薄膜电阻、薄膜电容 要求电子器件尺寸小、稳定性好、电阻温度系数小 其他领域 纯金属铬、钛、镍等 装饰镀膜、玻璃镀膜等 技术要求一般,主要用于装饰、节能等 资料来源:SEMI,格林达招股书,中巨芯招股书,润玛股份招股书,五矿证券研究所 半导体芯片的制作过程可分为硅片制造、晶圆制造和芯片封装三大环节,高纯溅射靶材则主要用于晶圆制造和芯片封装两个环节,在晶圆制造环节被用作晶圆导电层、阻挡层以及金属栅极的溅镀,在芯片封装环节被用作贴片焊线的镀膜。其中,铜靶、铝靶通常用作导电层,钽靶、钛靶通常用作阻挡层,镍铂合金靶、钴靶、钨钛合金靶通常用作接触层。图表 167:半导体行业主要金属靶材简介 材

159、料 应用说明 备注 铜靶 导电层 高纯铜材料因其电阻很低,对芯片集成度的提高非常有效,因此在110nm以下技术节中被大量用作布线材料 铜靶和钽靶通常配合起来使用。晶圆的制造技术,目前正在朝着更小的制程方向发展,铜导线工艺的应用量在逐步增大,因此,铜和钽靶材的需求将有望持续增长 钽靶 阻挡层 高纯钽靶主要用在 12 英寸晶圆片 90nm以下的高端半导体芯片上 铝靶 导电层 高纯铝靶在制作半导体芯片导电层方面应用甚广,但因其响应速度方面的原因,而在110nm以下技术节点中很少应用 铝靶和钛靶通常配合起来使用。目前,在汽车电子芯片等需要 110nm 以上技术节点来保证其稳定性和抗干扰性的领域,仍需大

160、量使用铝、钛靶材 钛靶 阻挡层 高纯钛靶主要用在 8 英寸晶圆片 130和180nm技术节点上 镍铂合金靶 接触层 可与芯片表面的硅层生成一层薄膜,起到接触作用 钴靶 接触层 可与芯片表面的硅层生成一层薄膜,起到接触作用 钨钛合金靶 接触层 钨钛合金,由于其电子迁移率低等优点,可作为接触层材料用在芯片的门电路中 钨靶 主要用于半导体芯片存储器领域 资料来源:半导体芯片行业用金属溅射靶材市场分析,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 64/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 根据华经产业研究院数据,全球靶材市场稳步增长,2016 年为 113 亿美元

161、,2020 年为 196亿美元。中国靶材市场 2016 年为 177 亿元,2020 年为 337 亿元。下游重点应用领域中,全球半导体靶材 2021 年为 16.95 亿美元,其中晶圆制造用靶材 10.5 亿美元,封装用靶材 6.45亿美元;中国半导体/平板显示/太阳能电池靶材 2020 年分别为 17/150/31.7 亿元。图表 168:全球靶材市场规模(亿美元)图表 169:中国靶材市场规模(亿元)资料来源:华经产业研究院,五矿证券研究所 资料来源:华经产业研究院,五矿证券研究所 图表 170:全球半导体靶材市场规模(亿美元)图表 171:中国半导体靶材市场规模(亿元)资料来源:SEM

162、I,五矿证券研究所 资料来源:前瞻产业研究院,五矿证券研究所 图表 172:中国平板显示靶材市场规模(亿元)图表 173:中国太阳能电池靶材市场规模(亿元)资料来源:中国电子材料行业协会,五矿证券研究所 资料来源:中国电子材料行业协会,五矿证券研究所 靶材下游应用中,最重要的应用包括平板显示、记录媒体、太阳能电池、半导体等。根据新材料在线数据,全球靶材下游中,平板显示占比 34%,记录媒体占比 29%,太阳能电池占比21%,半导体占比 10%。中国靶材下游中,平板显示占比 49%,磁记录占比 28%,半导体占比 9%,太阳能电池占比 8%。请仔细阅读本报告末页声明 Page 65/90 Tab

163、le_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 174:全球靶材下游应用占比 图表 175:中国靶材下游应用占比 资料来源:新材料在线,五矿证券研究所 资料来源:新材料在线,五矿证券研究所 全球范围内,高纯金属产业集中度较高,日本、美国等国家的高纯金属生产商依托其提纯技术在整个产业链中居于有利地位,靶材厂商从金属材料的高纯化制备到靶材制造生产具有完备的技术垂直整合能力,控制着全球高端电子制造用靶材的主要市场。根据新材料在线数据,日本日矿金属占比 30%,美国霍尼韦尔占比 20%,日本东曹占比 20%,美国普莱克斯占比10%,4 大厂商合计占比 80%。中国靶材市场中,外资厂商占比

164、 70%,中国厂商江丰电子占比 3%、隆华科技(四丰电子、晶联光电)占比 3%、阿石创占比 1%。其中江丰电子和有研新材(有研亿金)以半导体靶材为主,江丰电子与客户紧密配合,持续追踪国际前沿技术,产品已经进入 5nm 先端工艺,成为台积电、中芯国际、SK 海力士、联电等全球知名半导体企业的核心供应商。有研新材(有研亿金)的铜系列高端靶材产品全面实现技术突破,12 英寸高纯铜及铜合金靶材、高纯镍铂靶材和高纯钴靶材的多款产品已经通过多家集成电路高端客户认证,开始批量供货,随着半导体晶圆集成度越来越高,靶材也将向着高纯度、大尺寸方向发展。阿石创和隆华科技(四丰电子、晶联光电)则以平板显示靶材为主。图

165、表 176:全球靶材市场格局 图表 177:2020 年中国靶材市场格局 资料来源:新材料在线,五矿证券研究所 资料来源:华经产业研究院,五矿证券研究所 3、封装材料、封装材料:芯片芯片成功出厂成功出厂的的重要重要保障保障 芯片封装工艺流程包括来料检查、贴膜、磨片、贴片、划片、划片检测、装片、键合、塑封、打标、切筋打弯、品质检验,最终是产品出货。在这一过程中,就需要用到封装基板、引线 请仔细阅读本报告末页声明 Page 66/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 框架、键合丝、包封材料、陶瓷基板、粘接材料等封装材料,这些材料是芯片完成封装出货的重要支撑。图表 17

166、8:封装工艺流程 资料来源:华龙电子招股书,五矿证券研究所 图表 179:封装主要工艺及材料 主要步骤 工艺 封装材料 晶圆切割 切割 划刀片、划片液 贴片 贴片 引线框、有机基板 粘贴 银浆、底部填充胶、锡球 引线键合 键合 金/铜线等 模塑 注塑 电子灌封胶、塑料封、环氧树脂 电镀 去溢料/电镀 电镀液 切筋 退火 特种气体 资料来源:新材料在线,五矿证券研究所 3.1 封装基板封装基板:封装领域第一大材料封装领域第一大材料,中国大陆厂商积极扩产,中国大陆厂商积极扩产 ABF 载板载板 传统的 IC 封装采用引线框架作为 IC 导通线路与支撑 IC 的载体,连接引脚于导线框架的两旁或四周,

167、如四侧引脚扁平封装(Quad Flat Package,简称 QFP)、方形扁平无引脚封装(Quad Flat No-leads,简称 QFN)等。请仔细阅读本报告末页声明 Page 67/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 180:QFP封装 图表 181:QFN封装 资料来源:Infineon,五矿证券研究所 资料来源:Anysilicon,五矿证券研究所 随着技术发展,IC 的线宽不断缩小,集成度稳步提高,IC 封装逐步向着超多引脚、窄节距、超小型化方向发展。20 世纪 90 年代中期,一种以球栅阵列封装(Ball Grid Array,简称 BGA

168、)、芯片尺寸封装(Chip Scale Package,简称 CSP)为代表的新型 IC 高密度封装形式问世,从而产生了一种新的封装载体封装基板。图表 182:封装基板 图表 183:FC封装基板 资料来源:Ibiden,五矿证券研究所 资料来源:Shinko,五矿证券研究所 在高阶封装领域,封装基板已取代传统引线框架,成为芯片封装中不可或缺的一部分,不仅为芯片提供支撑、散热和保护作用,同时为芯片与 PCB 母板之间提供电子连接,起着“承上启下”的作用;甚至可埋入无源、有源器件以实现一定系统功能。封装基板在 HDI 板的基础上发展而来,是适应电子封装技术快速发展而向高端技术的延伸,作为一种高端

169、的 PCB,封装基板具有高密度、高精度、高性能、小型化及薄型化等特点。根据 Prismark 数据,2021 年全球 PCB 行业产值为 804.49 亿美元,同比增长 23.4%,预计2021-2026 年全球 PCB 行业的复合增长率为 4.8%。下游应用中,通讯占比 32%,计算机占比 24%,消费电子占比 15%,汽车电子占比 10%,服务器占比 10%。从产品结构来看,IC 封装基板和 HDI 板虽然占比不高,分别占比 17.6%和 14.7%,但却是主要的增长驱动因素。2021 年全球 IC 封装基板行业整体规模达 141.98 亿美元、同比增长39.4%,已超过柔性板成为印制电路

170、板行业中增速最快的细分子行业。2021 年中国 IC 封装基板(含外资厂商在国内工厂)市场规模为 23.17 亿美元、同比增长 56.4%,仍维持快速增长的发展态势。预计 2026 年全球 IC 封装基板、HDI 板的市场规模将分别达到 214.35/150.12 亿美元,2021-请仔细阅读本报告末页声明 Page 68/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 2026 年的 CAGR 分别为 8.6%/4.9%。预计 2026 年中国市场 IC 封装基板(含外资厂商在国内工厂)市场规模将达到 40.19 亿美元,2021-2026 年 CAGR 为 11.6%,

171、高于行业平均水平。图表 184:全球 PCB 市场规模(亿美元)图表 185:2021 年全球 PCB 下游应用领域结构 资料来源:Prismark,五矿证券研究所 资料来源:Prismark,五矿证券研究所 图表 186:2021-2026 年全球PCB 行业分产品市场规模(亿美元)及增速 资料来源:Prismark,五矿证券研究所 图表 187:2021 年全球 PCB 细分产品结构 图表 188:2021 年中国 PCB 细分产品结构 资料来源:Prismark,五矿证券研究所 资料来源:Prismark,五矿证券研究所 封装基板与传统 PCB 的不同之处在于两大核心壁垒:加工难度高、投

172、资门槛高。从产品层数、厚度、线宽与线距、最小环宽等维度看,封装基板未来发展将逐步精密化与微小化,而且单位尺寸小于 150*150mm,是更高端的 PCB,其中线宽/线距是产品的核心差异,封装基 请仔细阅读本报告末页声明 Page 69/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 板的最小线宽/线距范围在 10130m,远远小于普通多层硬板 PCB 的 501000m。图表 189:封装基板与其他PCB 产品对比 技术参数 封装基板 类载板 SLP 高密度互连板 HDI 普通多层硬板 PCB 层数 2-10 层 2-110 层 4-16 层 1-90+层 板厚 0.08-

173、11.2mm 0.2-11.5mm 0.25-12mm 0.3-17mm 最小线宽/线距 10-130m 20-130m 40-160m 50-1000m 最小环宽 12.5-130m 50-160m 75m 75m 单位尺寸 150*150mm-300*210mm左右-制程工艺 减成法/半加成法 半加成法 半加成法/减成法 减成法 资料来源:华经情报网,五矿证券研究所 按照应用领域的不同,封装基板分为存储芯片封装基板、微机电系统封装基板、射频模块封装基板、处理器芯片封装基板和高速通信封装基板等,主要应用于移动智能终端、服务/存储等。按封装工艺的不同,封装基板分为引线键合封装基板(WB)和倒装

174、封装基板(FC)等,使用不同封装工艺与封装技术生产的封装基板应用领域不同。引线键合(WB)使用细金属线,利用热、压力、超声波能量为使金属引线与芯片焊盘、基板焊盘紧密焊合,实现芯片与基板间的电气互连和芯片间的信息互通,主要应用于射频模块、存储芯片、微机电系统器件封装;倒装(FC)采用焊球连接芯片与基板,即在芯片的焊盘上形成焊球,然后将芯片翻转贴到对应的基板上,利用加热熔融的焊球实现芯片与基板焊盘结合,该封装工艺已广泛应用于 CPU、GPU 及 Chipset 等产品封装。将封装工艺与封装技术结合起来,又可将封装基板分为不同类型。图表 190:引线键合封装基板(WB)剖面图 图表 191:倒装封装

175、基板(FC)剖面图 资料来源:深南电路招股书,五矿证券研究所 资料来源:深南电路招股书,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 70/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 192:封装基板分类(按封装工艺)封装工艺 类型 简称 产品应用领域 终端产品 打线(WB)球栅阵列 BGA 微处理器、南桥芯片、网络芯片 平板电脑、笔电、手机、游戏机等 芯片及封装 CSP 电脑内存、手机内存卡 电脑、手机、相机等 射频模块 RF Module 无线射频功率放大器、收发器、前端接收模块 手机、平板电脑、游戏机等 倒装(FC)数字模块 Digital Modul

176、e 数码相机内存卡 数码相机 球栅阵列 FC BGA 微处理器、图形处理器、基带芯片 电脑、平板电脑、游戏机等 针栅格阵列 FC PGA 微处理器 电脑、平板电脑、游戏机等 触点栅格阵列 FC LGA 微处理器 电脑、平板电脑、游戏机等 芯片级封装 FC CSP 应用处理器、基带芯片、电源管理 手机、平板电脑、数字电视等 资料来源:华经情报网,五矿证券研究所 图表 193:FCBGA 图表 194:FCBGA 结构图 资料来源:SFA Semicon,五矿证券研究所 资料来源:Semantic Scholar,五矿证券研究所 目前全球封装基板厂商主要分布在日本、韩国和中国台湾,根据 Prism

177、ark 和集微咨询数据,2020 年封装基板市场格局较为分散,中国台湾厂商欣兴电子/南亚电路/景硕科技/日月光材料占比分别为 15%/9%/9%/4%,产品主要有 WB 和 FC 封装基板;日本厂商揖斐电/新光电气/京瓷占比分别为 11%/8%/5%,产品主要为 FC 封装基板;韩国厂商三星电机/信泰电子/大德电子占比分别为 10%/7%/5%,产品主要为 FC 封装基板。请仔细阅读本报告末页声明 Page 71/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 195:中国台湾/日本/韩国封装基板情况 企业 国家/地区 封装基板情况 欣兴电子 中国台湾 WBCSP、W

178、BBGA、FCCSP、FCBGA、PoP 景硕科技 中国台湾 WBCSP、WBBGA、FCCSP、FCBGA、COP、COF 等 南亚电路 中国台湾 FC、WB 封装基板 日月光材料 中国台湾 IC载板 揖斐电 日本 FCBGA、FCCSP 京瓷 日本 FC基板和模块基板 新光电气 日本 FC基板 大德 韩国 FC基板 三星电机 韩国 FCCSP、FCBGA 和射频模组封装基板 信泰 韩国 FBGA/CSP、BOC、FMC、MCP/UTCSP、FCCSP 资料来源:集微咨询,五矿证券研究所 图表 196:2020 年封装基板市场格局 图表 197:封装基板在主板中的应用 资料来源:Prisma

179、rk,五矿证券研究所 资料来源:南亚电路,五矿证券研究所 按照 FC 基板材质又分为 BT 载板和 ABF 载板。BT 树脂全称为“双马来酰亚胺三嗪树脂”,由日本三菱瓦斯公司研发,虽然 BT 树脂专利期已过,但三菱瓦斯公司在 BT 树脂研发和应用方面仍处于全球领先地位,BT 树脂主要生产厂商是三菱瓦斯和日立化成。BT 树脂具备高耐热性(Tg)、抗湿性、低介电常数(Dk)和低散失因素(Df)等多种优势,但是由于具有玻纤纱层,较 ABF 材质的 FC 基板更硬,且布线较麻烦,雷射钻孔的难度较高,无法满足细线路要求,但可以稳定尺寸,防止热胀冷缩而影响线路良率,因此 BT 材质多用于对于可靠度要求较高

180、的网络芯片及可程式逻辑芯片。目前,BT 载板多用于手机 MEMS 芯片、通信芯片、内存芯片、射频芯片、指纹识别芯片等产品,随着 LED 芯片的快速发展,BT载板在 LED芯片封装上的应用也在快速发展。ABF 材料是由 Intel 主导研发的材料,用于导入 Flip Chip 等高阶载板的生产。ABF 是一种低热膨胀系数、低介电损耗的热固性薄膜,相比于 BT 基材,ABF 材质可做线路较细、适合高脚数高传输的 IC,多用于 CPU、GPU、FPGA、ASIC 等高运算性能芯片。ABF 作为增层材料,铜箔基板上面直接附着 ABF 就可以作线路,也不需要热压合过程。早期 ABF 载板应用在电脑、游戏

181、机的 CPU 居多,随著智能手机崛起和封装技术改变,ABF 产业曾陷入低潮,但在近年网络速度提升与技术突破,高效能运算新应用浮上台面,ABF 需求再次放大。从产业的趋势来看,ABF 基材可以跟上半导体先进制程的发展,达到细线路、细线宽/线距的要求,未来市场成长潜力可期。请仔细阅读本报告末页声明 Page 72/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 ABF 载板已成为 FC BGA 封装的标配,下游应用主要有 PC、服务器、AI 芯片等。根据拓墣产业研究院数据,预计 2023 年全球 ABF 载板下游应用中,PC 占比最大,为 47%;服务器/交换机排名第二,为 2

182、5%;其他应用方面,AI芯片占 10%,5G 基站占 7%,其他占 11%。图表 198:ABF 膜下游应用 图表 199:预计 2023 年全球 ABF 载板下游应用占比 资料来源:Ajinomoto,五矿证券研究所 资料来源:拓墣产业研究院,五矿证券研究所 目前全球 ABF 载板主要有 7 大供货商,中国台湾和日本厂商占据主导地位。根据 WaferChem数据,市占率分别为:欣兴电子 24%、南亚电路 20%、景硕科技 5%、Ibiden(揖斐电)20%、Shinko(新光电气)11%、AT&S(奥特斯)11%、Semco(三星电机)9%,2022 年除 Semco外,其余厂商于皆有进行扩

183、产。中国厂商兴森科技、深南电路等已经有所布局,未来有望实现量产。ABF 载板的核心原材料之一是 ABF 膜(Ajinomoto Build-up Film),2020 年 ABF 膜全球市场规模为 10 亿美元,出货面积达到 1670 万 m2,主要供应商 Ajinomoto(味之素)占据全球99%市场份额。其他厂商则主要包括日本的 Sekisui Chemical(积水化学)和中国台湾的晶化科技,晶化科技为中国台湾首家自主研发 ABF 膜的厂商,目前其 TBF 产品已通过多家厂商的验证并已小量出货。图表 200:全球 ABF 载板市场格局 图表 201:全球 ABF 膜市场格局 资料来源:W

184、aferChem,五矿证券研究所 资料来源:WaferChem,五矿证券研究所 3.2 引线框架引线框架:IC 与功率器件载体与功率器件载体,自主化率较高自主化率较高 引线框架是一种集成电路芯片载体,并借助于键合丝使芯片内部电路引出端(键合点)通过内引线实现与外引线的电气连接,形成电气回路的关键结构件。主要作用包括稳固芯片、传 请仔细阅读本报告末页声明 Page 73/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 导信号、传输热量等,核心性能指标有强度、弯曲、导电性、导热性、耐热性、热匹配、耐腐蚀、步进性、共面形、应力释放等,均需要达到较高标准。根据所应用半导体产品的不同

185、,引线框架可以分为应用于集成电路的引线框架和应用于分立器件的引线框架两大类。集成电路应用范围广,有 DIP、SOP、QFP、BGA、CSP 等多种封装方式;分立器件主要是各种晶体管,封装上大都采用 TO、SOT 这两种封装方式。根据生产工艺不同,引线框架分为冲压型和蚀刻型两种。按照国际生产经验,100 脚位以上主要采用蚀刻型生产工艺,100 脚位以下主要采用冲压型生产工艺。冲压引线框架通过使用模具靠机械力作用对金属材料进行冲切,形成复杂电路图案,生产成本较低,但加工精度有限,无法满足高密度封装要求,因此,对于微细线宽与间距所用的引线框架通常只能通过蚀刻方法加工而成,主要采用光刻及溶解金属的化学

186、试剂从金属条带上蚀刻出图案。图表 202:冲压和蚀刻引线框架对比 引线框架 优点 缺点 冲压型 1、生产效率高,适用于大规模生产;2、资金投入少,进入门槛低;3、可以生产带有凸性的引线框架;4、对于低脚位、产量大的引线框架产品,生产成本较低 1、模具制造周期较长,一般在两到三个月以上,供货周期较长;2、产品精度没有蚀刻型生产工艺的产品精度高,不适合生产多脚位(100 脚以上)引线框架;3、囿于材料的机械性能,不能生产超薄的引线框架 蚀刻型 1、生产线调整周期短,可以方便的转换所生产的引线框架的型号,适用于多品种小批量生产;2、产品精度高,可以生产多脚位(100脚以上)引线框架;3、适合生产超薄

187、的引线框架 1、资金投入大,进入门槛高;2、不能生产带有凸性的引线框架;3、不适合生产厚的引线框架;4、对于低脚位、产量大的引线框架,生产成本较高 资料来源:康强电子招股书,五矿证券研究所 图表 203:冲压引线框架 图表 204:蚀刻引线框架 资料来源:康强电子官网,五矿证券研究所 资料来源:康强电子官网,五矿证券研究所 蚀刻引线框架是通用集成电路封装材料,此外还有一种柔性引线框架。蚀刻引线框架和柔性引线框架均属于引线框架,不同的是蚀刻引线框架是通用集成电路封装材料(是集成电路QFN/DFN 封装形式中的关键材料,下游应用领域较广),柔性引线框架是智能卡芯片的专用封装材料(有国际规范标准),

188、主要起到保护安全芯片及作为芯片和外界刷卡设备之间的通讯接口的作用,二者的相同之处是生产工艺类似。请仔细阅读本报告末页声明 Page 74/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 柔性引线框架正面为接触面,为了实现接触面与外部读卡设备的稳定通信,因此要保证产品表面导电性好、光洁无划痕,同时要能在复杂环境中长期使用,不生锈,耐腐蚀,经常插拔后仍然正常工作。背面是焊接面,安全芯片贴合在柔性引线框架背面,然后通过金属丝(通常是金丝或者金银合金丝)键合,将芯片的通讯触点与柔性引线框架的焊盘一一对应键合在一起,因此焊盘要具备极好的可焊接性和洁净度。芯片在引线框架内与环氧树脂接触

189、置于引线框架上,通过键合丝与引线框架引脚连接,外部加盖模塑料进行保护。根据华经产业研究院数据,引线框架上游原材料成本占比中,铜带占46%,化学材料占 27%,白银占 2%,铜带是引线框架最重要的上游原材料。图表 205:QFP引线框架结构图 图表 206:QFN引线框架结构图 资料来源:产业信息网,五矿证券研究所 资料来源:PCBBUY,五矿证券研究所 图表 207:引线框架封装剖面图 图表 208:引线框架原材料成本占比 资料来源:艾邦半导体,五矿证券研究所 资料来源:华经产业研究院,五矿证券研究所 根据 SEMI数据,全球引线框架市场规模常年保持稳定,2020 年为 31.95 亿美元,同

190、比增长3.5%。市场格局方面,在中国台湾厂商并购部分日本厂商之后,目前由日本和中国台湾厂商占据主导地位,日本三井高排名第 1,占比 12%;中国台湾长华科技(收购日本住友金属引线框架部门)排名第 2,占比 11%;日本新光电气排名第 3,占比 9%;韩国 HDS(2014 年由三星 Techwin 剥离)、中国台湾顺德工业、新加坡 ASM、中国台湾界霖科技分列第 4-7 位,占比分别为 8%/7%/7%/4%;中国大陆康强电子排名第 8,占比 4%,也是唯一进入全球前 10的中国大陆厂商。全球前 8 大引线框架企业掌握了 62%的市场份额。请仔细阅读本报告末页声明 Page 75/90 Tab

191、le_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 209:2015-2020 年全球引线框架市场规模(亿美元)图表 210:2020 年全球引线框架市场格局 资料来源:SEMI,五矿证券研究所 资料来源:集微咨询,五矿证券研究所 根据 TechSearch 数据,2019 年全球引线框架市场结构方面,IC 引线框架市场规模 17.6 亿美元,排名第 1,占比 56%;其次分别是功率引线框架和光电引线框架,市场规模分别为 7.3亿美元和 6.8 亿美元,占比分别为 23%和 21%。根据 SEMI数据,功率引线框架厂商中,由中国台湾厂商主导,其中顺德工业/界霖科技/长华科技分列第 1

192、-3 名,占比分别为16.9%/13%/10.4%。全球引线框架下游各应用领域方面,主要包括汽车、工业和消费者业务。根据 SEMI 数据,2021 年汽车占比 40%,工业占比 28%,消费者业务占比 29%,随着新能源车渗透率提升,2022Q1 汽车占比进一步提升至 45%,工业和消费者业务均下降至 26%。图表 211:2019 年全球引线框架市场结构 图表 212:全球功率引线框架市场格局 资料来源:TechSearch,五矿证券研究所 资料来源:SEMI,五矿证券研究所 图表 213:全球引线框架下游应用占比 资料来源:SEMI,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 76

193、/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 中国市场方面,根据 SEMI 数据,2015 年市场规模为 66.8 亿元,2019 年为 84.5 亿元,受益于下游需求拉动,预计 2024 年将达到 120 亿元。但是在国产化率方面仍有较大提升空间,根据集微咨询数据,2019 年中国本土厂商引线框架市场规模为 34.2 亿元,占中国引线框架市场的 40%,其余 60%仍然由外资厂商供应。中国厂商数量不少,但是大部分厂商以生产冲压引线框架为主,包括华龙电子、永红科技、丰江微电子、华晶利达、晶恒精密、金湾电子、三鑫电子、东田电子等。而在更为高端的蚀刻引线框架方面,仅有康强电

194、子、华洋科技、新恒汇、立德半导体、芯恒创半导体等少数厂商可以生产,与外资厂商相比产能也有所不足,目前中国蚀刻引线框架主要从日韩等进口,自给率较低。图表 214:中国引线框架市场规模(亿元)图表 215:2019 年中国引线框架国产化率 资料来源:SEMI,五矿证券研究所 资料来源:集微咨询,五矿证券研究所 引线框架也将伴随着芯片行业发展而不断技术进步,根据三井高(Mitsui High-tec)预测,未来将会向着更小、更薄的封装方向演进,引线框架性能方面则将向着更高可靠性、更低成本去发展,具体包括金线削减、金线品种更新、高密度以及胶带材质/形状的更新。图表 216:引线框架发展路线图 资料来源

195、:Mitsui High-tec,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 77/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 3.3 键合丝键合丝:IC 与引线框架电气连接与引线框架电气连接的桥梁的桥梁,本土厂商需迈向多元化高端化本土厂商需迈向多元化高端化 键合丝是芯片内电路输入输出连接点与引线框架的内接触点之间实现电气连接的微细金属丝,直径为十几微米到几十微米。上游原料主要为黄金、白银、铜、铝等金属,中游为键合丝生产,下游应用为集成电路和分立器件等。根据材质不同,分为非合金丝和合金丝,非合金丝包括金丝、银丝、铜丝、铝丝;合金丝包括镀金银线、镀铜键合丝。黄金化

196、学性能稳定、抗氧化、不与酸碱反应,由黄金制成的键合金丝延展性好、导电性能佳、可靠性高,因此是使用最早、用量最大的一类。但由于黄金价格成本较高,键合铜丝市占率持续提升。图表 217:键合丝产业链 图表 218:键合丝分类 资料来源:新材料在线,五矿证券研究所 资料来源:新材料在线,五矿证券研究所 图表 219:主要键合丝性能对比 按材质分类 优势 劣势 键合金丝 稳定性强;对键合的工艺控制要求低;无需惰性气体保护,球焊工艺,键合强度高;能抵抗封装胶体渗入的有害元素侵蚀 价格贵,提高封装成本;导热性、导电性、机械性能不占优;金丝易造成塌丝和拖尾现象 键合铜丝 硬度较大,机台参数调节变化较大;价格成

197、本较低;对垫片无限制;导热率、导电性、延展性较好 氧化性较强,不易于储存 资料来源:华经产业研究院,五矿证券研究所 作为集成电路和半导体分立器件内引线的键合金丝纯度为 99.99%(4N)。键合丝生产主要有5 个工艺步骤,第 1 步是精炼,主要进行化学湿式精练和电解提纯;第 2 步是熔解及铸造,通过在高频率熔炉中熔解精制黄金并拉伸铸造;第 3 步是拉丝,金线通过一定大小凹槽的dies,按阶段缩小金线直径;第 4 步是热处理,通过加热调整键合丝的载荷;第 5 步是卷线,需要根据客户要求卷线热处理后的键合丝。随着芯片集成度越来越高,键合丝直径将有望向超细化方向发展。请仔细阅读本报告末页声明 Pag

198、e 78/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 220:键合丝生产工艺 资料来源:MKE,五矿证券研究所 图表 221:键合金丝 图表 222:键合银丝 资料来源:MKE,五矿证券研究所 资料来源:MKE,五矿证券研究所 图表 223:键合铜丝 图表 224:键合铝丝 资料来源:MKE,五矿证券研究所 资料来源:MKE,五矿证券研究所 根据 CEPEM 数据,2019 年键合丝细分产品方面,键合金丝占比 32%,镀钯铜丝占比 29%,纯铜丝占比 25%,键合银丝占比 12%,铝丝占比 2%。中国键合丝市场仍主要被德国、韩国、日本厂商占据,本土厂商产品相对单一

199、或低端。根据CEPEM 数据,德国贺利氏占比 21%,韩国铭凯益(MKE)占比 20%,日本日铁和田中占比分别为 13%和 10%。中国厂商一诺电子是本土产能最大的厂商,占比 11%,万生合金、达博有色和铭沣科技占比分别为 6%、5%和 2%,此外康强电子在键合金丝、键合铜丝上也有所布局。请仔细阅读本报告末页声明 Page 79/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 225:2019 年键合丝细分产品市场结构占比 图表 226:中国键合丝市场格局 资料来源:CEPEM,五矿证券研究所 资料来源:CEPEM,五矿证券研究所 3.4 陶瓷基板陶瓷基板:新兴散热材

200、料新兴散热材料,日本,日本 3 大厂商合计占比大厂商合计占比 50%随着功率电子产品技术进步,散热问题已成为制约其向着大功率与轻型化方向发展的瓶颈。陶瓷基板作为新兴的散热材料,具有优良电绝缘性能,高导热特性,导热性与绝缘性都优于金属基板,更适合功率电子产品封装,已成为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料,广泛应用于 LED、汽车电子、航天航空及军用电子组件、激光等工业电子领域。对于陶瓷基板,需要通过其实现电气连接,因此金属化对陶瓷基板的制作而言是至关重要的一环,根据制备工艺及金属化方法不同,现阶段常见的陶瓷基板种类共有 HTCC、LTCC、DPC、DBC 和 AMB 等。HTCC(H

201、igh Temperature Co-fired Ceramic,高温共烧陶瓷):属于较早发展的技术,是采用陶瓷与高熔点的 W、Mo 等金属图案进行共烧获得的多层陶瓷基板。但由于烧结温度较高使其电极材料的选择受限,且制作成本相对昂,促使了 LTCC 的发展;LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic,低温共烧陶瓷):LTCC 技术共烧温度降至约850,通过将多个印有金属图案的陶瓷膜片堆叠共烧,实现电路在三维空间布线;DPC(Direct Plating Copper,直接镀铜):是在陶瓷薄膜工艺加工基础上发展起来的陶瓷电路加工工艺。以陶瓷作为线路的基板,采用溅镀

202、工艺于基板表面复合金属层,并以电镀和光刻工艺形成电路;DBC(Direct Bonded Copper,直接覆铜):通过热熔式粘合法,在高温下将铜箔直接烧结到Al2O3和 AlN 陶瓷表面而制成复合基板;AMB(Active Metal Brazing,活性金属钎焊):AMB 是在 DBC 技术的基础上发展而来的,在 800左右的高温下,含有活性元素 Ti、Zr 的 AgCu 焊料在陶瓷和金属的界面润湿并反应,从而实现陶瓷与金属异质键合。与传统产品相比,AMB 陶瓷基板是靠陶瓷与活性金属焊膏在高温下进行化学反应来实现结合,因此其结合强度更高,可靠性更好,极适用于连接器或对电流承载大、散热要求高

203、的场景。请仔细阅读本报告末页声明 Page 80/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 227:不同工艺陶瓷基板的主要特征及性能对比 对比项 LTCC HTCC TFC DBC DBA DPC 导热率/(W/(mk)2-3(Al2O3)16-24(Al2O3)16-24(Al2O3)170-235(AlN)16-24(Al2O3)170-235(AlN)16-24(Al2O3)170-235(AlN)16-24(Al2O3)170-235(AlN)工艺温度/850-1000 1300-1600 700-800 1020-1100 1020-1100 250-

204、350 图形制作方式 丝网印刷 丝网印刷 丝网印刷 热压键合 热压键合 薄膜+电镀 表面金属材质 银、铜、金等 钨、钼、锰等 银、铜、金等 铜 铝 铜 通孔填孔方式 丝网印刷 丝网印刷 丝网印刷 电镀、化学镀 电镀、化学镀等 电镀、化学镀等 应用范围 通讯、定位系统、数字电路、LED等 通讯、定位系统、数字电路、LED等 卫星通信设备、航天电子设备、LED等 LED、IGBT、IPG等大功率电子元件 绝缘载体,特别是功率电子电路 LED、IGBT、IPG等大功率电子元件 优势 工艺成熟,成本较低 工艺成熟,导热率较高 技术成熟,工艺简单,成本较低 对位精准、无烧结收缩差异问题 对位精准、无烧结

205、收缩差异问题 对位精准、无烧结收缩差异问题,可制作 10-50m线路 劣势 对位精度差、线路表面粗糙 对位精度差、线路表面粗糙、成本偏高 表面粗糙、对位 不精准 覆铜解析度太大、需加工处理 覆铝解析度太大、需加工处理 铜层仅 3-5m,需要电镀加厚 资料来源:艾邦半导体,五矿证券研究所 图表 228:AMB 的主要市场范围 资料来源:Ferrotec,五矿证券研究所 图表 229:AlN AMB 陶瓷基板 图表 230:Si3N4 AMB 陶瓷基板 资料来源:Ferrotec,五矿证券研究所 资料来源:Ferrotec,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 81/90 Table

206、_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 常用电子封装陶瓷基片材料包括氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si3N4)、氧化铍(BeO)、氮化硼(BN)等。Al2O3和 AlN 综合性能较好,分别在低端和高端陶瓷基板市场占据主流,而 Si3N4基板由于综合性能突出,在高功率、大温变电力电子器件(如 IGBT)封装领域发挥重要作用。从目前市场综合价格和产品性能来看,Al2O3和 AlN 是最常见的两种基板。虽然 AlN的价格是 Al2O3的 4 倍左右,但由于其高导热性和更好的散热性能,AlN 是目前最常用的基板,其次是 Al2O3。根据全球封装材料市场规模及陶瓷基板占比,

207、我们推算 2021 年陶瓷基板市场规模约为 11 亿美元。主要厂商中,根据 market insights reports 数据,京瓷+村田+西铁城合计占比 50%。图表 231:各类陶瓷基板材料性能对比 图表 232:全球陶瓷基板市场格局 资料来源:致好陶瓷,五矿证券研究所 资料来源:market insights reports,五矿证券研究所 3.5 芯片粘芯片粘接接材料材料:实现实现芯片芯片与底座或封装基与底座或封装基板连接板连接,DAF 及及 CDAF 有望有望逐步取代逐步取代 DAP 芯片粘结材料是采用粘结技术实现芯片与底座或封装基板连接的材料,在物理化学性能上要满足机械强度高、化

208、学性能稳定、导电导热、低固化温度和可操作性强的要求。主要包括芯片粘接胶水(die attach paste,DAP)、非导电芯片粘接薄膜(non-conductive die attach film,DAF)以及导电芯片粘接薄膜(conductive die attach film,CDAF)等,其中 DAP 技术门槛相对较低,DAF 技术门槛相对较高,CDAF 技术门槛要求最高。图表 233:引线键合封装材料 资料来源:Henkel,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 82/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 图表 234:芯片粘接胶 图表 2

209、35:芯片粘接薄膜 资料来源:Henkel,五矿证券研究所 资料来源:Henkel,五矿证券研究所 2019 年全球芯片粘接材料市场规模约 8.7 亿美元,德国日本厂商占据主导地位。根据 CEPEM 数据,2019 年中国半导体芯片粘接材料主要供应商同样以德国日本厂商为主(以销售量计):DAP 方面,德国汉高占比 65.3%,日本厂商日立化成、住友化学、京瓷、信越化学合计占比22.6%,中国厂商永固科技和德邦科技合计占比 9.3%,其中永固科技市占率 8.1%,仅次于汉高和京瓷,排名第 3;DAF 方面,非存储器领域汉高占比 61%,日立化成占比 29.9%,日东电工占比 8.2%,3 大厂商

210、合计占比 99.1%;存储器领域日东电工占比 91.4%,日立化成占比 8%,汉高占比 0.6%,3 大厂商合计占比 100%;CDAF 方面,被汉高垄断,占比 100%。德国汉高是唯一可以量产所有主流芯片粘接材料的公司。随着摩尔定律趋缓,封装技术重要性凸显,已成为电子产品小型化、多功能化、降低功耗以及提高带宽的重要手段。先进封装技术未来将朝着更多 I/O 数、更轻薄、器件封装微小化、复杂化和集成化以及三维高密度等方向发展,芯片粘接薄膜 DAF 及 CDAF 有着其独特的优势,越来越多地在中高端封装领域取代传统的 DAP 胶水。图表 236:2019 年中国芯片粘接材料销量及市占率 供应商 D

211、AP胶水 DAF 胶膜(非存储器)DAF 胶膜(存储器)CDAF 胶膜 生产基地 销售量/吨 市占率 销售量/千片 市占率 销售量/千片 市占率 销售量/千片 市占率 汉高 39.4 65.3%678.8 61.0%24.0 0.6%20.9 100%中、美、韩 日立化成 3.7 6.1%332.5 29.9%340.0 8.0%-日本、中国 日东电工-90.9 8.2%3880.2 91.4%-日本 永固科技 4.9 8.1%-中国 住友化学 1.9 3.2%-日本、中国 德邦科技 0.7 1.2%-中国 京瓷 6.0 10.0%-日本 信越化学 2.0 3.3%-日本 其他 1.7 2.8

212、%10.0 0.9%-总计 60.3 100%1112.2 100%4244.2 100%20.9 100%-资料来源:CEPEM,五矿证券研究所 请仔细阅读本报告末页声明 Page 83/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 4、晶圆厂迎扩产潮,中国大陆自主化率亟待提升、晶圆厂迎扩产潮,中国大陆自主化率亟待提升 4.1 中国大陆半导体材料自主化率中国大陆半导体材料自主化率 10-15%根据我们统计和推算,中国大陆半导体材料目前基本实现了重点材料领域的布局或量产,部分产品如电子气体、湿电子化学品、引线框架等自主化率达到 20-40%不等,但是大部分产品自主化率仍然

213、较低,不足 10%。综合来看,晶圆制造材料自主化率15%,封装材料自主化率30%,半导体材料整体自主化率 10-15%,国产替代需求十分迫切。从技术水平讲,中国大陆厂商整体仍然以中低端产品为主,高端材料依然被海外厂商主导,并且在产能及市场规模方面与海外厂商也有较大差距。但是经过不懈努力,部分高端产品如ArF 光刻胶已经通过一些企业认证,而在硅片、电子气体、氢氟酸、靶材中的部分高端产品已经取得突破并打入 ASML、台积电、三星、格芯、联电、中芯国际、意法半导体、SK 海力士、德州仪器、英飞凌等行业龙头公司供应链。图表 237:全球半导体材料市场规模/主要厂商/自主化率 材料材料 市场规模市场规模

214、(约约)(亿美元亿美元)分别在对分别在对应工艺环应工艺环节中市占节中市占率(约)率(约)中国大陆以外主要厂商(市占率)中国大陆以外主要厂商(市占率)中国大陆主要厂商(市占率)中国大陆主要厂商(市占率)中国大陆中国大陆 自主化率自主化率(约)(约)晶圆制造材料 硅片(含 SOI硅片)139.9 35%信越化学(27.5%)、胜高(21.5%)、环球晶(14.8%)、世创(11.5%)、SK Siltron(11.3%)、Soitec(5.7%)沪硅产业(2.2%)、TCL 中环、立昂微、中欣晶圆、奕斯伟 5-10%电子特气 62.5 15%林德(28%)、液化空气(25%)、大阳日酸(13%)、

215、空气化工(11%)华特气体、金宏气体、昊华科技、绿菱气体、派瑞特气、和远气体、雅克科技、南大光电、久策气体 30%掩膜版 46.5 12%自行配套工厂:英特尔、三星、台积电;独立第三方:Toppan(31.4%)、Photronics(28.6%)、DNP(22.9%)、中国台湾光罩(5.7%)、HOYA(5.7%)自行配套工厂:中芯国际、华润微(迪思微);独立第三方:路维光电、清溢光电、中微掩模 1%光刻胶 g/i 线 2.9 5%东京应化(25.2%)、杜邦(19.1%)、住友化学(15.7%)、富士胶片 晶瑞电材(苏州瑞红)、彤程新材(北京科华)10%KrF 6.9 东京应化(31.4%

216、)、信越化学(21.9%)、合成橡胶(20.9%)、杜邦(10.9%)、富士胶片 彤程新材(北京科华)、上海新阳、晶瑞电材(苏州瑞红)、华懋科技(徐州博康)1%ArF 9.6 合成橡胶(24.9%)、信越化学(21.8%)、住友化学(16.8%)、东京应化(15.8%)、富士胶片 南大光电、晶瑞电材(苏州瑞红)、彤程新材(北京科华)、上海新阳、华懋科技(徐州博康)1%EUV 0.5 东京应化(51.8%)、合成橡胶、信越化学-0%小计 19.9 东京应化(23%)、合成橡胶(21%)、杜邦(16%)、住友化学(15%)、信越化学(10%)、富士胶片(8%)彤程新材(北京科华)、南大光电、晶瑞电

217、材(苏州瑞红)、上海新阳、华懋科技(徐州博康)5%光刻胶 配套材料 32.3 8%Versum、Entegris 安集科技、上海新阳 25%(通用)湿电子化学品 25.9 6%巴斯夫、默克、汉高、杜邦、亚什兰、霍尼韦尔、ATMI、空气化工、英特格、关东化学、三菱化学、江化微、晶瑞电材、上海新阳、安集科技、格林达、飞凯材料、新宙邦、23%请仔细阅读本报告末页声明 Page 84/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 住友化学、信越化学、Stella、东友精细化工、东进世美肯、Soul-brain、东应化、联仕、三福化工 中巨芯、兴福电子、润玛股份 CMP抛光材料 抛

218、光垫 11.5 9%杜邦(79%)、卡博特(5%)、Thomas West(4%)、Fojibo(2%)、合成橡胶(1%)鼎龙股份 5%抛光液 18.9 卡博特(33%)、日立(13%)、Fujimi(10%)、Versum(9%)安集科技(2%)、鼎龙股份 20%其他 4.4 3M、中砂 鼎龙股份、鼎龙汇达-小计 34.8-15%靶材 10.5 3%日矿金属(30%)、霍尼韦尔(20%)、东曹(20%)、普莱克斯(10%)、世泰科 江丰电子(国内 3%)、有研新材(有研亿金)10%其他 31.7 8%-小计 404 100%-15%封装材料 封装 基板 ABF载板-59%欣兴电子(24%)、

219、南亚电路(20%)、景硕科技(5%)、揖斐电(20%)、新光电气(11%)、奥特斯(11%)、三星电机(9%)兴森科技、深南电路、珠海越亚、奥特斯(重庆)5%小计 142.0 欣兴电子(15%)、南亚电路(9%)、景硕科技(9%)、日月光材料(4%)、揖斐电(11%)、新光电气(8%)、京瓷(5%)、三星电机(10%)、信泰电子(7%)、大德电子(5%)兴森科技、深南电路、珠海越亚、奥特斯(重庆)引线框架 28.0 12%三井高(12%)、长华科技(11%)、新光电气(9%)、HDS(8%)、顺德工业(7%)、ASM(7%)、界霖科技(4%)、Enomoto(3%)、Possehl(3%)康强

220、电子(4%)、华洋科技、新恒汇、立德半导体、芯恒创半导体、华龙电子、永红科技、丰江微电子、华晶利达、晶恒精密、金湾电子、三鑫电子、东田电子 40%键合丝 28.0 12%贺利氏(21%)、MKE(20%)、日铁(13%)、田中(10%)一诺电子(11%)、万生合金(6%)、达博有色(5%)、铭沣科技(2%)、康强电子-陶瓷基板 11.2 5%京瓷+村田+西铁城(50%)富乐华-芯片粘接材料 DAP-2%汉高(65.3%)、京瓷(10%)、日立化成(6.1%)、住友化学(3.2%)、信越化学(3.3%)永固科技(8.1%)、德邦科技(1.2%)、本诺电子-DAF-非存储器:汉高(61%)、日立化

221、成(29.9%)、日东电工(8.2%);存储器:日东电工(91.4%)、日立化成(8%)、汉高(0.6%)-CDAF-汉高(100%)-小计 5.6-包封材料 18.7 8%住友电木(40%)、日立化成 凯华材料、飞凯材料、华海诚科、北京科化、衡所华威、长春封塑料、盛远达-其他 5.6 2%-小计 239 100%-30%总体 643 100%-10-15%资料来源:SEMI,TECHCET,Institut Montaigne,Cabot Microelectronics,Prismark,WaferChem,CEPEM,中国电子材料行业协会,中商产业研究院,新材料在线,五矿证券研究所测算

222、请仔细阅读本报告末页声明 Page 85/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 4.2 晶圆厂晶圆厂扩产扩产有望加速国产半导体材料验证导入有望加速国产半导体材料验证导入 自疫情爆发以来,居家办公、教育等刺激了电子产品需求量,此外,新能源车渗透率快速提升,亦拉动了芯片需求量大幅增长,芯片短缺问题日益严重。随着美国对中国半导体发展限制,加速了全球供应链安全担忧,供应链已经从成本优先转移到供应链安全优先,在此背景下,全球各主要国家/地区半导体晶圆厂纷纷开始扩产以应对芯片短缺。中国大陆厂商中,中芯国际计划在北京、上海、深圳、天津分别新建 10/10/4/10 万片/月的

223、12英寸芯片产能,工艺制程为 28nm 及以上,此外,华虹半导体、士兰微、华润微、闻泰科技、粤芯半导体等厂商均有扩产计划,从投产时间来看,绝大部分新建产能计划在 2022-2025 年陆续投产。我们认为,晶圆厂新建阶段将带动半导体设备需求量景气度高涨,而在晶圆厂投产后,随着产能利用率和良率不断爬坡,将会带动半导体材料开始逐步放量,在半导体供应链安全的背景下,我们认为将有利于国产半导体材料厂商加速导入国产新建晶圆厂,随着在晶圆厂不断验证调试和优化,国产半导体材料将有望驶入技术突破提速的过程,产品将不断向着先进制程去突破,不断迈向高端化,相关产业链厂商有望充分受益。图表 238:全球晶圆厂新建及扩

224、产情况(不完全统计)公司 地点 投资金额 产能 工艺制程 预计投产时间 台积电 美国亚利桑那 120 亿美元 2 万片/月 12 英寸 5nm 2024 年 中国南京 28.87 亿美元 2 万片/月 12 英寸 28nm 2022 下半年 中国台湾高雄-4 万片/月 6/7nm、22/28nm 2024 年 中国台湾台南、新竹-台南 1.5 万片/月 新竹 1-2 万片/月 3nm 2022 年 中国台湾竹科宝山-4 座 12 英寸晶圆厂 2nm 2025 年 日本熊本 86 亿美元 5.5 万片/月 12 英寸 12/16nm、22/28nm 2024 年 三星 美国德州 170 亿美元

225、3 万片/月 12 英寸 5-7nm 2024 年 格芯 马耳他 10 亿美元 扩建 Fab8-2023 年 新加坡 40 亿美元 45 万片/年 12-90nm 2022 年 德国德累斯顿 10 亿美元-12-90nm 2022 年 英特尔 美国俄亥俄州 200 亿美元 扩建 12 英寸产能,部分代工 2023 年 德国 800 亿欧元 新建 8 座 12 英寸厂-博世 德国德累斯顿 超 10 亿欧元 2 万片/月 12 英寸 2021 年 德州仪器 美国理查德森 31 亿美元 2 万片/月 12 英寸 2022 年 美国 Lehi-收购美光 12 英寸工厂进行改造 2023 年 美国谢尔曼

226、 300 亿美元 新建 4 座 12 英寸厂 2025 年 意法半导体 意大利 Agrate-2 万片/月 12 英寸 2022 年 联电 中国台湾台南 15 亿美元 1 万片/月 12 英寸 28nm 2021-2022 年 中国台湾台南 30 亿美元 3 万片/月 12 英寸 28nm 2023-2024 年 中国厦门 4 亿美元 5 千片/月 12 英寸 28nm 2021-2022 年 中国苏州 1 万片/月 8 英寸 2022-2024 年 力积电 中国台湾铜锣 2780 亿新台币 10 万片/月 12 英寸 1x-50nm 2023 年 请仔细阅读本报告末页声明 Page 86/9

227、0 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 世界先进 中国台湾新竹 4 万片/月 8 英寸 2023-2025 年 中芯国际 天津 扩增 4.5 万片/月 8 英寸 2021-2023 年 北京 扩增 1 万片/月 12 英寸 28nm 2021-2022 年 北京 76 亿美元 10 万片/月 12 英寸 28nm 2024-2025 年 上海 88.7 亿美元 10 万片/月 12 英寸 28nm 2024-2026 年 深圳 23.5 亿美元 4 万片/月 12 英寸 28nm 2022 年 天津 75 亿美元 10 万片/月 12 英寸 28-180nm 绍兴 扩

228、增至 9 万片/月 8 英寸 2021-2022 年 宁波 3 万片/月 8 英寸 2022-2023 年 华虹集团 无锡 52 亿元(达到6.5 万片/月)2022 年底预计扩增至 9.45 万片/月 12 英寸 55/65-90nm 2022 年 晶合集成 合肥 165 亿元 4 万片/月 12 英寸 40-55nm 2021-2023 年 粤芯半导体 广州 370 亿元 8 万片/月 12 英寸 90-180nm 已投产 12 英寸 55-90nm 已投产 12 英寸 22nm,40-55nm 2024 年 海辰半导体 无锡 14 亿美元 11.5 万片/月 8 英寸 2021-2023

229、 年 士兰微 厦门 50 亿元 扩增至 6 万片/月 12 英寸 65-90nm 2021-2022 年 杭州 26 亿元 扩增至 8 万片/月 8 英寸 2021-2022 年 华润微 重庆 75.5 亿元 3 万片/月 12 英寸 2022-2024 年 闻泰科技 上海 120 亿元 3-4 万片/月 12 英寸 2022-2025 年 比亚迪 长沙、济南 30 亿元 3-4 万片/月 8 英寸 2022-2025 年 富芯微 杭州 12 亿元 5 万片/月 12 英寸 2023 年 资料来源:芯思想研究院,全球半导体观察,芯三板,粤芯官网,公司公告,五矿证券研究所 5、投资建议投资建议

230、5.1 投资观点投资观点 半导体材料是半导体制造的上游,也是制造过程中必不可少的重要支撑,半导体作为高端制造的代表,由于工艺制程精度高,因此,对半导体材料性能也有严格要求,远高于面板、PCB等其他行业对材料的规格要求,研发难度也相应最大。半导体材料分为晶圆制造材料和封装材料两大类,目前,中国厂商在相关领域已经实现了量产,在更高端领域也正在进行技术研发,但是与外资厂商相比仍然具有较大差距。晶圆制造材料各环节均有产品突破,比如 12 英寸 SOI 片还未实现量产,ArF/EUV 光刻胶仍然高度依赖进口,独立第三方掩膜版主要集中在 100nm 节点以上的晶圆制造用掩膜版以及 IC 封装/IC器件掩膜

231、版。封装材料方面,ABF 载板还未能量产,芯片粘接材料 DAF 和 CADF 基本依赖进口。总体而言,中国大陆半导体材料自主化率 10-15%,产品整体偏中低端,高端制程领域依然被外资厂商主导,国产替代需求极为迫切。我们认为,半导体材料作为芯片制造的重要上游支撑,肩负着芯片国产化的重要使命。随着 请仔细阅读本报告末页声明 Page 87/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 中国在政策、资金层面对半导体材料行业持续支持,同时半导体材料厂商与本土晶圆厂不断深度融合,将有望加速国产半导体材料的研发、验证和导入,2022-2025 年国产新建晶圆厂陆续投产也将为国产半导

232、体材料厂商带来新一轮发展机遇,行业景气度有望持续升温,国产替代有望加速实现,相关厂商有望充分受益。5.2 建议关注建议关注 晶圆制造材料:南大光电、鼎龙股份、江丰电子;封装材料:兴森科技。5.2.1 南大光电南大光电(300346.SZ)公司主要产品有先进前驱体材料、电子特气和光刻胶三类核心半导体材料,产品广泛应用于IC、面板、LED、第三代半导体、光伏和半导体激光器的生产制造。先进前驱体材料主要包括 MO 源和半导体前驱体材料,目前 90%以上的 MO 源都被用来生产 LED 外延片,前驱体材料则应用于薄膜沉积工艺,公司多款先进硅前驱体产品可满足 14nm/7nm 制程芯片和先进3D 闪存制

233、造需要的关键薄膜工艺。公司电子特气产品分为氢类和含氟类,氢类有磷烷、砷烷,主要用于掺杂;含氟类则用于等离子蚀刻和清洗。光刻胶方面,公司自主研发的 ArF 光刻胶产品在一家存储芯片企业的 50nm 闪存平台上通过认证,之后又在一家逻辑芯片制造企业 55nm 技术节点的产品上取得了认证突破,并且取得小批量订单,实现销售。公司正在自主研发和产业化的 ArF 光刻胶(包含干式及浸没式)可以达到 90nm-14nm 的集成电路工艺节点,目前 ArF 光刻胶的验证工作正在多家下游主要客户稳步推进。公司通过自主研发,目前已经掌握了 MO 源、高纯 ALD/CVD 前驱体、氢类电子特气、含氟电子特气、ArF

234、光刻胶等关键电子材料的核心技术。展望未来,随着全球半导体产业链向中国大陆转移,国内主要 Foundry 和 IDM 厂均公布了扩产和新建计划,将在未来几年陆续投产,进入产能高速扩张期,投产后将带动半导体材料行业需求激增,行业有望进入高景气,公司作为关键材料的供应商将有望充分受益。5.2.2 鼎龙股份鼎龙股份(300054.SZ)公司主要产品为半导体材料和打印复印通用耗材,半导体材料主要包括 CMP 制程工艺材料、半导体先进封装材料、半导体显示材料三类。CMP 抛光材料方面,公司是国内唯一一家全面掌握抛光垫全流程核心研发和制造技术的 CMP 抛光垫的国产供应商,CMP 抛光液产品开发验证全面快速

235、推进,重点产品已经进入订单采购阶段,铜制程 CMP 后清洗液产品 DZ381 正式进入主流客户供应链。先进封装材料产品包括临时键合胶,封装光刻胶(PSPI)以及底部填充剂(Underfill)。半导体显示材料包括黄色聚酰亚胺浆料 YPI 和光敏聚酰亚胺 PSPI。打印复印通用耗材则包括耗材上游产品、硒鼓和墨盒。未来晶圆制造工艺制程缩小将进一步带来 CMP 工艺步骤增长,带动 CMP 抛光材料在晶圆制造过程中的消耗量增加。此外,存储芯片容量需求增长,由 2D NAND 向 3D NAND 升级过程中,CMP 抛光材料的需求也会同步增长。先进封装 TSV 技术中对 CMP 工艺的使用,将使 CMP

236、 抛光材料从晶圆制造前道工艺走向后道工艺。请仔细阅读本报告末页声明 Page 88/90 Table_Page 电子电子 2022 年 9 月 9 日 5.2.3 江丰电子江丰电子(300666.SZ)公司主营业务为超高纯金属材料的溅射靶材以及半导体产业装备机台的关键零部件的研发、生产和销售,其中超高纯溅射靶材包括铝靶、钛靶、钽靶、铜靶以及各种超高纯金属合金靶材等,应用于 PVD 工艺,用于制备电子薄膜材料,下游主要包括半导体、面板、太阳能电池等,下游客户包括台积电、SK 海力士、SMIC、联电、BOE、TCL 等全球知名厂商。此外,公司还生产半导体设备上游的部分精密零部件。靶材方面,公司计划

237、通过定增继续巩固半导体靶材优势,将有望进一步扩大公司集成电路用高纯铝靶材、高纯钛靶材及环件、高纯钽靶材及环件、高纯铜靶材及环件、铜阳极等主要产品的规模化生产能力,可转债募投项目主要建设面板用靶材及部件生产基地,将就近为平板显示器制造商供应靶材及机台相关部件。零部件方面,通过持续投入研发,已经建成了宁波余姚、上海奉贤、沈阳沈北三个零部件生产基地,实现了多品种、大批量、高品质的零部件量产,未来新开发的各种半导体精密零部件产品也有望加速放量。5.2.4 兴森科技兴森科技(002436.SZ)公司主营业务专注于印制电路板产业,包括 PCB 业务和半导体业务,PCB 业务聚焦于样板快件及批量板的研发、设

238、计、生产、销售和表面贴装,半导体业务聚焦于 IC 封装基板及半导体测试板,下游应用包括存储芯片、应用处理器芯片、射频芯片、传感器芯片、指纹识别芯片等。在传统 PCB 业务方面,未来公司将主要通过提升研发能力、数字化改造、加强与大客户的合作深度等方面来提升竞争力,实现效率提升和平稳增长。未来的重点工作是推动广州兴科 IC 封装基板项目的投资扩产及广州FCBGA封装基板、珠海FCBGA封装基板项目的投资建设。长期来看,随着公司 IC 封装基板业务的逐步投产和达产,未来半导体业务的收入和利润占比将会逐步提升。6、风险提示风险提示 1、晶圆厂扩产、资本开支不及预期;2、产品研发、下游需求不及预期;3、

239、全球地缘冲突加剧、新冠疫情反复。请仔细阅读本报告末页声明 Page 89/90 Table_Page1 2022 年 9 月 9 日 分析师声明分析师声明 作者在中国证券业协会登记为证券投资咨询(分析师),以勤勉的职业态度,独立、客观地出具本报告。作者保证:(i)本报告所采用的数据均来自合规渠道;(ii)本报告分析逻辑基于作者的职业理解,并清晰准确地反映了作者的研究观点;(iii)本报告结论不受任何第三方的授意或影响;(iv)不存在任何利益冲突;(v)英文版翻译若与中文版有所歧义,以中文版报告为准;特此声明。投资评级说明投资评级说明 投资建议的评级标准投资建议的评级标准 报告中投资建议所涉及的

240、评级分为股票评级和行业评级(另有说明的除外)。评级标准为报告发布日后 6 到 12 个月内的相对市场表现,也即:以报告发布日后的6到12个月内的公司股价(或行业指数)相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅作为基准。其中:A 股市场以沪深300指数为基准;香港市场以恒生指数为基准;美国市场以纳斯达克综合指数或标普 500 指数为基准。评级评级 说明说明 股票评级 买入 预期个股相对同期相关证券市场代表性指数的回报在 20%及以上;增持 预期个股相对同期相关证券市场代表性指数的回报介于 5%20%之间;持有 预期个股相对同期相关证券市场代表性指数的回报介于-10%5%之间;卖出 预期个股相对同期相

241、关证券市场代表性指数的回报在-10%及以下;无评级 预期对于个股未来 6 个月市场表现与基准指数相比无明确观点。行业评级 看好 预期行业整体回报高于基准指数整体水平 10%以上;中性 预期行业整体回报介于基准指数整体水平-10%10%之间;看淡 预期行业整体回报低于基准指数整体水平-10%以下。一般声明一般声明 五矿证券有限公司(以下简称“本公司”)具有中国证监会批复的证券投资咨询业务资格。本公司不会因接收人收到本报告即视其为客户,本报告仅在相关法律许可的情况下发放,并仅为提供信息而发放,概不构成任何广告。本报告的版权仅为本公司所有,未经本公司书面许可,任何机构和个人不得以任何形式对本研究报告

242、的任何部分以任何方式制作任何形式的翻版、复制或再次分发给任何其他人。如引用须联络五矿证券研究所获得许可后,再注明出处为五矿证券研究所,且不得对本报告进行有悖原意的删节和修改。在刊载或者转发本证券研究报告或者摘要的同时,也应注明本报告的发布人和发布日期及提示使用证券研究报告的风险。若未经授权刊载或者转发本报告的,本公司将保留向其追究法律责任的权利。若本公司以外的其他机构(以下简称“该机构”)发送本报告,则由该机构独自为此发送行为负责。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断,本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入或将产生波动;在不同时期,本公司可发出与本报告所载资

243、料、意见及推测不一致的报告;本公司不保证本报告所含信息保持在最新状态。同时,本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改,投资者应当自行关注相应的更新或修改。本报告的作者是基于独立、客观、公正和审慎的原则制作本研究报告。本报告的信息均来源于公开资料,本公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证,也不保证所包含信息和建议不发生任何变更。本公司已力求报告内容的客观、公正,但文中的观点、结论和建议仅供参考,不包含作者对证券价格涨跌或市场走势的确定性判断。在任何情况下,报告中的信息或意见不构成对任何人的投资建议,投资者据此做出的任何投资决策与本公司和作者无关。在任何情况下,本公司、本公司员工或

244、者关联机构不承诺投资者一定获利,不与投资者分享投资收益,也不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。本公司及作者在自身所知情范围内,与本报告中所评价或推荐的证券不存在法律法规要求披露或采取限制、静默措施的利益冲突。五矿证券版权所有。保留一切权利。特别声明特别声明 在法律许可的情况下,五矿证券可能会持有本报告中提及公司所发行的证券并进行交易,也可能为这些公司提供或争取提供投资银行、财务顾问和金融产品等各种金融服务。因此,投资者应当考虑到五矿证券及/或其相关人员可能存在影响本报告观点客观性的潜在利益冲突,投资者请勿将本报告视为投资或其他决定的唯一参考依据。联系我们联系我们 上海

245、上海 深圳深圳 北京北京 地址:上海市浦东新区东方路69 号裕景国际商务广场 A 座 2208室 地址:深圳市南山区滨海大道3165号五矿金融大厦 23 层 地址:北京市海淀区首体南路 9 号4 楼603 室 邮编:200120 邮编:518035 邮编:100037 Page 90/90 Analyst Certification The research analyst is primarily responsible for the content of this report,in whole or in part.The analyst has the Securities Inve

246、stment Advisory Certification granted by the Securities Association of China.Besides,the analyst independently and objectively issues this report holding a diligent attitude.We hereby declare that(1)all the data used herein is gathered from legitimate sources;(2)the research is based on analysts pro

247、fessional understanding,and accurately reflects his/her views;(3)the analyst has not been placed under any undue influence or intervention from a third party in compiling this report;(4)there is no conflict of interest;(5)in case of ambiguity due to the translation of the report,the original version

248、 in Chinese shall prevail.Investment Rating Definitions The rating criteria of investment recommendations The ratings contained herein are classified into company ratings and sector ratings(unless otherwise stated).The rating criteria is the relative market performance between 6 and 12 months after

249、the reports date of issue,i.e.based on the range of rise and fall of the companys stock price(or industry index)compared to the benchmark index.Specifically,the CSI 300 Index is the benchmark index of the A-share market.The Hang Seng Index is the benchmark index of the HK market.The NASDAQ Composite

250、 Index or the S&P 500 Index is the benchmark index of the U.S.market.Ratings Definitions Company Ratings BUY Stock return is expected to outperform the benchmark index by more than 20%;ACCUMULATE Stock relative performance is expected to range between 5%and 20%;HOLD Stock relative performance is exp

251、ected to range between-10%and 5%;SELL Stock return is expected to underperform the benchmark index by more than 10%;NOT RATED No clear view of the stock relative performance over the next 6 months.Sector Ratings POSITIVE Overall sector return is expected to outperform the benchmark index by more tha

252、n 10%;NEUTRAL Overall sector expected relative performance ranges between-10%and 10%;CAUTIOUS Overall sector return is expected to underperform the benchmark index by more than 10%.General Disclaimer Minmetals Securities Co.,Ltd.(or“the company”)is licensed to carry on securities investment advisory

253、 business by the China Securities Regulatory Commission.The Company will not deem any person as its client notwithstanding his/her receipt of this report.The report is issued only under permit of relevant laws and regulations,solely for the purpose of providing information.The report should not be u

254、sed or considered as an offer or the solicitation of an offer to sell,buy or subscribe for securities or other financial instruments.The information presented in the report is under the copyright of the company.Without the written permission of the company,none of the institutions or individuals sha

255、ll duplicate,copy,or redistribute any part of this report,in any form,to any other institutions or individuals.The party who quotes the report should contact the company directly to request permission,specify the source as Equity Research Department of Minmetals Securities,and should not make any ch

256、ange to the information in a manner contrary to the original intention.The party who re-publishes or forwards the research report or part of the report shall indicate the issuer,the date of issue,and the risk of using the report.Otherwise,the company will reserve its right to taking legal action.If

257、any other institution(or“this institution”)redistributes this report,this institution will be solely responsible for its redistribution.The information,opinions,and inferences herein only reflect the judgment of the company on the date of issue.Prices,values as well as the returns of securities or t

258、he underlying assets herein may fluctuate.At different periods,the company may issue reports with inconsistent information,opinions,and inferences,and does not guarantee the information contained herein is kept up to date.Meanwhile,the information contained herein is subject to change without any pr

259、ior notice.Investors should pay attention to the updates or modifications.The analyst wrote the report based on principles of independence,objectivity,fairness,and prudence.Information contained herein was obtained from publicly available sources.However,the company makes no warranty of accuracy or

260、completeness of information,and does not guarantee the information and recommendations contained do not change.The company strives to be objective and fair in the reports content.However,opinions,conclusions,and recommendations herein are only for reference,and do not contain any certain judgments a

261、bout the changes in the stock price or the market.Under no circumstance shall the information contained or opinions expressed herein form investment recommendations to anyone.The company or analysts have no responsibility for any investment decision based on this report.Neither the company,nor its e

262、mployees,or affiliates shall guarantee any certain return,share any profits with investors,and be liable to any investors for any losses caused by use of the content herein.The company and its analysts,to the extent of their awareness,have no conflict of interest which is required to be disclosed,or

263、 taken restrictive or silent measures by the laws with the stock evaluated or recommended in this report.Minmetals Securities Co.Ltd.2019.All rights reserved.Special Disclaimer Permitted by laws,Minmetals Securities Co.,Ltd.may hold and trade the securities of companies mentioned herein,and may prov

264、ide or seek to provide investment banking,financial consulting,financial products,and other financial services for these companies.Therefore,investors should be aware that Minmetals Securities Co.,Ltd.or other related parties may have potential conflicts of interest which may affect the objectivity

265、of the report.Investors should not make investment decisions solely based on this report.Contact us Shanghai Shenzhen Beijing Address:Room 2208,22F,Block A,Eton Place,No.69 Dongfang Road,Pudong New District,Shanghai Address:23F,Minmetals Financial Center,3165 Binhai Avenue,Nanshan District,Shenzhen Address:Room 603,4F,No.9 Shoutinan Road,Haidian District,Beijing Postcode:200120 Postcode:518035 Postcode:100037

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