全球半导体材料产业链前瞻

半导体材料细分市场分散，进口替代空间巨大 ，半导体支撑性产业，覆盖芯片制造全流程，半导体材料分为晶圆制造材料和封装材料。

晶圆制造材料可以进一步细 分为硅片及硅基材料、光掩模板、电子气体、光刻胶、光刻胶辅助材料、 CMP 抛光材料、工艺化学品、靶材及其他材料。

封装材料可以进一步 细分为封装基板、引线框架、键合丝、包封材料、陶瓷基板、芯片粘结 材料和其他封装材料。

从制造到封装，半导体材料覆盖芯片制造全流程。具体来说，在芯片制 造过程中，硅晶圆环节会用到硅片；清洗环节会用到高纯特气和高纯试 剂；沉积环节会用到靶材；

涂胶环节会用到光刻胶；曝光环节会用到掩模板；显影、刻蚀、去胶环节均会用到高纯试剂，刻蚀环节还会用到高纯特气；薄膜生长环节会用到前驱体和靶材；研磨抛光环节会用到抛光 液和抛光垫。

在芯片封装过程中，贴片环节会用到封装基板和引线框架； 引线键合环节会用到键合丝；模塑环节会用到硅微粉和塑封料；电镀环 节会用到锡球。

市场规模细分市场分散，硅片市场独占 35%

全球半导体材料市场规模不断提升，2008-2012 年增速显著波动后成稳 步增长态势，其中晶圆制造材料增速快于封装材料，占比不断提升。

根据 SEMI 的最新报告，2020 年全球半导体材料销售额为 553 亿美元， 相较于 2019 年增长 4.9%，2012-2021 年 CAGR 达 3.05%。

其中 2020 年 全球晶圆制造材料市场规模约为 349 亿美元，较 2019 年增长约 6.5%， 约占半导体材料整体规模的 63%，2012-2021 年 CAGR 达 5.12%，快于 封装材料市场的发展。

中国半导体材料市场规模稳步提升，2018-2019 年增速存在波动，其余 均成增长态势。其中晶圆制造材料占比维持在 50%左右，与封装材料发 展速度持平。

根据上海市集成电路行业协会数据显示，2020 年中国半导 体材料销售额相较于 2019 年增长12.3%，2018-2021年CAGR达9.79%。

其中 2020 年国内晶圆制造材料市场规模约为 406 亿元，较 2019 年增长 约 10%，约占半导体材料整体规模的 52%，2018-2021 年 CAGR 达 11.14%。

中国半导体材料市场规模增速明显，在全球市场中占比逐年提升，位居 排名前列，其中中国台湾和大陆合占 40%。半导体材料中国大陆市场在 全球市场中占比由 2018 年的 16.2%增长至 2021 年的 19%。

根据 SEMI 的最新报告，2020 年中国台湾半导体材料市场规模同比增长 8.2%，达 到 123.8 亿美元，占比 22%，继续位居全球第一；

中国大陆半导体材料 市场规模同比增长 12%，超过韩国达到 97.6 亿美元，占比 18%，跃居 全球第二，两者合计占比达 40%新高。

半导体材料市场规模占全球半导体市场规模不超过 13%。2015 年半导 体材料市场规模在全球半导体市场规模中占比处于高位。

在 2016-2017 年遭遇滑坡后，2017 年和 2018 年处于低谷，之后逐年保持稳定， 2015-2021 年占比均不超过 13%。

半导体材料细分市场分散，规模偏小，唯独硅片占近 35%市场份额，位 居材料之首。硅片占据半导体材料市场绝对主流，占比 35%。

其次为电 子气体占比 13%，光掩模占比 12%，其余光刻胶配套化学品、抛光材料、 光刻胶、湿法化学品、溅射靶材等材料占比均小于 10%，规模偏小。

市场格局市场集中度高，各材料国产化率差距大

半导体材料各细分市场集中度较高。例如硅片市场全球前五大公司的市 场份额达 87%，光刻胶全球市场前五大公司的市场份额达 87%。

高纯试 剂全球市场前六大公司的市场份额达 80%以上，CMP 材料全球市场前七 大公司市场份额达 90%。

以硅片为例在硅片市场中，日本越化学占比 28%，SUMCO 占比 22%， 德国 Siltronic 占比 11%，中国台湾的环球晶圆占比 15%，韩国 SK 厂商 占比 11%。前五大厂商共占据 87%的市场份额，细分市场集中度较高。

各半导体材料国产化率差距大。硅片市场规模最大，国内市场占比排名 第二；SOI 国内市场占比排名第四，达 20.69%；光刻胶国内市场占比也 达到 18.99%，但三者国产化率占比最低，仅约 5%左右。

化学试剂国内 市场占比仅为 19.94%，但国产化率最高；电子特种气体国产份额较大， 占比达 21.66%，两者国产化率均大于 30%。

高强度资本开支+深度国产化为本土材料企业带来历史发展机遇，半导体行业扩容在即，全产业链高度受益

全球半导体行业目前正处于产能紧张价格上涨的供需矛盾突出时期。在 疫情影响、中美科技摩擦、全球产业链转移、5G 需求升级、新能源汽 车起量、物联网风起布局等供需两端多重因素影响下。

目前全球半导体 行业产能紧缺，供需缺口持续拉大，行业景气度有望攀升。在景气度持 续性方面，全球晶圆制造最先进制程厂商台积电法说会指引产能紧缺状 态有望延续至 2022 年。

全球与中国半导体销售额逐月创新高，行业景气度向上趋势延续。据 SIA 数据，2021 年 12 月全球半导体销售额 508.5 亿美元，同比增长 30%， 连续 24 个月同比正增长，12 月销售额再次突破前月新高值。

12 月中国 半导体销售额 171.6 亿美元，同比增长 29%，连续 25 个月同比正增长， 全球占比维持在 34%左右。全球与中国半导体销售额同创新高。

近几年 同比增速持续爬升，增长势头强劲。展望 2021 年 5G、线上应用、汽车 电子、AIoT 仍为行业主流发展趋势，创新升级前景可期，行业景气度向 上趋势有望延续。

半导体产业涨价潮来临，多家海内外厂商交货周期拉长并调涨产品价格。 自 21 年年初至今半导体从代工厂环节开始发生行业价格普涨

代工 厂台积电、中芯国际、力晶，材料端硅片、封装基板、覆铜板，封测端 日月光、长电等厂商或环节均有发生涨价，累积传递至 IC 设计端。

IC 设计厂商芯片交货周期拉长、价格上涨蔓延至产业链下游各个细分市场， 行业产能持续紧张，行业供给压力预计持续至 2022 年。

为缓解全球芯片短缺问题，并应对自动驾驶、AI、高效能计算以及 5G 通讯等中长期的强劲需求，龙头代工厂开启新一轮高强度资本开支。

一方面由于行业产能供需矛盾突出，另一方面汽车电子、AIoT 等新兴赛道 强势崛起，全球代工龙头台积电开启十年周期级别的新一轮高强度资本 开支。

在 2008 年金融危机前后，台积电每年资本开支在 25 亿美金左右。 在 2010 年~2018 年，台积电每年资本开支提升至 60~110 亿美金水平， 平均约 88.7 亿美金。

其抢先布局智能手机赛道，与大客户携手突破先进 制程迭代，成功打造全球领先的先进制程代工厂。在 2019 年~2020 年， 台积电每年资本开支在约 170 亿美金，应对 4G 到 5G 的换代周期。

在 2021 年~2023 年，台积电指引三年 1000 亿美金高强度资本开支，其中 2021 年资本开支 303 亿美元，预计 2022 年资本开支 400-440 亿美元， 半导体行业有望迎来下一个黄金赛道。

本土代工龙头中芯国际自 2020 年 7 月回归科创板上市后，迅速提升资 本开支强度支撑本土半导体产业发展。

在中美科技摩擦背景下，中芯国 际多次公告其对美国半导体设备供应商采购需进行审批管制，对其先进 制程研发以及成熟制程扩产带来一定阻力和不确定性。

制造环节高强度资本开支，材料紧接设备打开高成长空 间

受益于半导体行业景气度高企，下游晶圆厂、封测厂资本开支不断扩大， 加速产能扩张。2021 年，晶圆厂开始加大资本开支进行产能扩张。

台积 电 2021 年资本开支计划比 2020 年增加 66%，达到 300 亿美元的高位。 内资产线长江存储、长鑫存储、中芯国际、无锡华虹均规划大幅进行产 能扩张。

下游产能需求扩张加速，晶圆厂加大资本开支，代工市场规模加速增长。 根据 SEMI 预测，2021 年在建工程将增至 160 亿美元，同比增长 31%， 2022年将继续以45%的增速扩张至238亿美元，达到历史最高水平。

2021 年预计全球新增量产工厂建设项目 19 个（不包括研发试点项目），2022 年有近 10 个。其中，生产 12 英寸晶圆片的工厂将占到新工厂的大部分， 2021 年和 2022 年将分别有 15 家和 7 家工厂开工建设。

剩余的 7 座晶圆 厂计划在两年内建成，涵盖 100mm、150mm 和 200mm。29 个晶圆厂预 计每月可生产多达 260 万片晶圆（200mm 当量）。

2021 年多数晶圆厂扩产完毕，第一轮设备导入工作基本完成，材料将紧 随设备成为下一阶段重点需求，打开高成长空间。2021 年，全球主要半 导体设备供应地区设备出货额屡创新高，同比增速达 50%。

但 7 月份以 来，半导体设备出货额有所下降，之后基本保持稳定，第一轮晶圆厂设 备导入工作基本进入尾声，半导体材料将紧随其后成为下一阶段的重点 市场需求。

2022 年将拉开半导体材料产能扩张导入的序幕，市场规模将 进入爆发式增长。

以硅片为例，12 寸硅片全球出货额预计自 20 年开始 加速增长，将不断冲击新高，其 2025 年全球出货额将达到 2748 K/M， 20-25 年 CAGR 为 11.52%。

中美科技摩擦反复，加速材料全面深度国产化

2020 年中美科技摩擦升级，美对华为芯片断供生效。2020 年 5 月 15 日， 美商务部称全面限制华为购买采用美国软件和技术生产的半导体，禁令 升级至半导体设备，设定 4 个月过渡期。

2020 年 9 月 15 日，美国对华 为芯片断供禁令生效。2020 年 10 月 5 日，中芯国际公告称美国商务部 工业与安全局对向中芯国际出口的美国设备等进行限制。

2020 年 12 月 21 日，中芯国际公告称被美国商务部列入“实体清单”，10nm 及以下的 产品或技术“推定拒绝”。

根据中芯国际前后两次的公告，美国商务部以保护美国国家安全和外交 利益为由，将中芯国际及其部分子公司及参股公司列入“实体清单”。

公 司被列入“实体清单”后，根据美国相关法律法规的规定，针对适用于美 国《出口管制条例》的产品或技术，供应商须获得美国商务部的出口许 可才能向公司供应；

对用于 10nm 及以下技术节点（包括极紫外光技术） 的产品或技术，美国商务部会采取“推定拒绝”（Presumption of Denial） 的审批政策进行审核；同时公司为部分特殊客户提供代工服务也可能受 到一定限制。

美国对中芯国际限令将“10nm 技术节点”作为分界点，对“先进制程” 与“成熟制程”进行了再定义，将业界传统认为的分界点“28nm”或“14nm” 直接提升至“10nm”。

美国对中芯国际的制裁在“先进制程”定义上存 在一定程度的妥协与边际改善。据 SIA 数据，2019 年逻辑晶圆制造产能 占比约 41%，其中＜10nm 晶圆制造产能占比约 2%，>45nm 晶圆制造产 能占比最高约 22%。

目前，≥10nm 制程的晶圆产能占比高达 98%，美 国对中芯国际的制裁将工艺制程分界点划分为 10nm 为本土晶圆代工龙 头的发展带来了相对确定的发展空间和技术积累时间。

中美科技摩擦过程中，华为和中芯国际两大支柱性企业均受不同程度影 响，半导体材料国产化有望向深度化和全面化发展。

中国半导体材料目 前仍主要依赖于进口材料，国内公司市场规模相对较小，自给能力亟待 提升。

在中美科技摩擦背景下，国内政策倾斜、Fab 厂国产化意愿加强、 资本市场活跃注入、材料厂抓住历史机遇等多方面因素促使半导体材料 国产化逐渐走向深度化和全面化。

根据 SEMI 的数据，2019 年中国半导 体材料销售额预计将达到 12.8 亿美元，国产化率预计将超过 15%。

细分材料从 0-1 实现突破，高端材料国产化进程加快，硅片三大驱动助力成长，千亿市场国产化加快

硅片种类繁多，应用场景多变

硅片制备可大致分为多晶硅-单晶硅、单晶硅-硅片两大步骤，前者是技 术难点所在。硅片制造商购入电子级多晶硅作为原材料，通过拉晶环节 得到单晶硅锭。

然后依次进行硅锭切端、直径滚磨、切割倒角、研磨腐 蚀、抛光清洗得到抛光片。根据客户要求，可在抛光片基础上进一步加 工以制备退火片、外延片、SOI 等细分产品。

按尺寸分，6 英寸、8 英寸、12 英寸占据市场主要份额，半导体器件的 制程水平与硅片尺寸需求相对应。

90nm 及以下制程主要使用 12 英寸半 导体硅片，涵盖从成熟到先进制程的半导体器件，大多应用于智能手机 和 PC 的逻辑芯片、存储芯片和 CIS 图像传感器等；

90nm-0.5μm 的制程 主要使用 8 英寸及以下半导体硅片制造，主要应用于物联网、汽车 MCU、 射频芯片、基站通讯等；

0.35μm 以上制程多采用 6 英寸及以下半导体硅 片，主要应用于功率半导体器件如 MOSFET、IGBT、晶闸管等。

按制备工艺差异，主要分为抛光片、退火片、外延片和以 SOI 为代表的 高端硅基材料。单晶硅经过切割、研磨和抛光处理后得到抛光片。

退火片抛光片利用高纯度氢气退火得到退火片，可消除表层区域缺陷， 并使其具有很强的重金属污染捕获能力，适用于 CMOS 和 DRAM。

外延片抛光片经过外延生长形成外延片，主要由重掺制备，外延片提 高了栅氧化层完整性，改善了漏电现象，在功率器件、工业电子、汽车 电子等领域广泛使用。

SOI 硅片抛光片经过注氧隔离技术、键合、注氧键合技术和智能剥离技术等工艺处理后形成 SOI 硅片，其核心特征 是在顶层硅和支撑衬底之间引入了一层氧化物绝缘埋层。

千亿市场空间，12 寸为行业大趋势

全球硅片市场规模接近千亿级，中国份额增幅领先。2015 年至 2020 年， 全球半导体硅片市场从 495 亿元扩张至 785 亿元，年均复合增长率达 9.67%，市场已近千亿级水平。

中国市场从 2015 年起开始腾飞，截至 2020 年规模增加近两倍，从仅仅 30.5 亿元增长至 93.7 亿元，年均复合增长 率 25.18%，远超同期全球市场增速。

此外，全球半导体硅片价格及出货 面积近两年来均维持在高位水平2018 年-2020 年全球硅片销售单价依 次为 0.91 美元/英寸、0.96 美元/英寸、0.91 美元/英寸，总体维持稳定；

全球半导体硅片出货面积从 2011 年起逐年增长，近两年来增速有所放缓， 但仍然维持在较高水平。为提高半导体的生产效率和降低成本，硅片向大尺寸演进是大势所趋。

12 英寸半导体级硅片出货面积不断扩张，与 8 英寸硅片合计占据市场超 90%，是未来晶圆生产的主流规格。

12 英寸硅片自 2003 年起出货面积 开始爆发式增长，从约 3.5 亿平方英寸增加至 85 亿英寸左右，市场份额 由 2003 年的 7%增长至 2015 年近 65%，随后几年在高位保持相对稳定。

据 SEMI 预测，到 2020 年全球 12 英寸半导体硅片出货面积将超过 90亿平方英寸，市场份额有望突破 70%。

三大驱动助力成长，国内厂商打破垄断

并购式外延扩张加速行业集中度的提升，2020 年全球前五大硅片供应企 业市占率达近 90% 20 世纪 90 年代，全球主要的半导体硅片企业超过 20 家。

1999 年日本越化学收购日立的硅片业务，同年，住友金属、 联合硅制造公司、三菱硅材料公司合并形成 SUMCO，至此，两家龙头 公司初露锋芒。

随后，环球晶圆 2012 年收购东芝陶瓷旗下 Covalent Materials 的半导体晶圆业务，2016 年先后收购了正在亏损的 SunEdison Semiconductor Limited、丹麦 Topsil Semiconductor MaterialsA/S 半导体事 业部，进一步提升其市场占有率。

2016 年，越化学、SUMCO、Sltronic、 环球晶圆、SK Siltrc 共占据近 85%的市场份额此后几年，通过系列并 购活动，2018 年前五大厂商合计销售额 740 亿元，占比高达 93%

2020 年 12 月 10 日，环球晶圆宣布同意以 37.5 亿欧元收购德国硅片制造商 Siltronic AG，此次收购合并完成后，环球晶圆将从全球第三大硅片生产 商一跃成为全球第二大硅片制造商。

国内硅片企业加速发展，使全球市场竞争格局发生着微妙变化，CR5 从 2018 年的 93%逐步下降至 2020 年的 87%。

以沪硅为例，沪硅产业在全 球半导体硅片市场的市占率从2016年的0.54%增长为2020年的2.18%， 是国内生产半导体硅片最大的厂商。

国内硅片厂商不断成长，打破垄断的主要驱动力有三

外延式并购加快企业版图扩展。以沪硅为例，2015 年上海硅产业投 资有限公司成立，注册资本 2 亿元；2016 年，公司收购上海新昇，同年 通过要约收购的方式完成对 Okmetic 的控股；

2019 年，公司继续通过收 购股份取得新傲科技控制权。随着公司 12 英寸硅片的规模量产沪硅 产业市占率增长至 2.18%，有望在世界舞台上占据一席之地。

下游需求驱动下，国内厂商积极扩张产能，顺应行业趋势，新增硅 片产能聚焦 12 英寸。大多数国内厂商已具备 8 英寸硅片量产能力，但 12 英寸硅片仍主要依赖进口。

以沪硅产业、立昂微为首的国内厂商积极 扩增 12 英寸产能，预计国内 12 英寸新增产能将达到 652 万片/月。

沪硅 产业 12 英寸硅片技术领先国内，其子公司上海新昇预计 2021 年末完成 30 万片/月的 12 寸安装产能的建设，其募投项目将进一步新增 30 万片/ 月的 12 寸产能，最终达到月产 60 万片 12 英寸硅片的产能。

重掺外延片聚焦功率和模拟市场，附加值高，与国外技术差距小， 利于国内厂商追赶国际龙头。重掺主要为外延片，面向 DAO 产品，市 场占比约 26%。

轻掺则主要面向存储和逻辑，市场占比约 74%。重掺外 延片虽然市场规模偏小，但由于增加了外延环节，利润附加值更高。

光刻胶 从 0-1 实现突破，国产化进入爆发拐点，光刻工艺核心耗材，下游市场分散

光刻是半导体晶圆制造中的最重要的工艺环节光刻环节决定着芯片的 最小特征尺寸，占芯片制造时间的 40-50%，占制造成本的30%

光刻胶作为光刻环节的核心耗材，决定工艺图形的精密程度和良率，重 要程度不言而喻。光刻胶是由感光树脂、增感剂和溶剂三种主要成分构 成的对光敏感的混合液体，通过刻蚀工艺将光掩模上的图形转移到所在的衬底上。

集成电路随着摩尔定律的不断推进，制程工艺进入 5nm 时代， 光刻工艺技术难度大幅提升，光刻胶成为影响集成电路性能、成品率和 可靠性的关键因素。

光刻胶的性能与光刻分辨率紧密相关，随着光刻特征尺寸的不断缩小， 工艺环节对于光刻胶的要求愈发严格。光刻分辨率直接关系芯片特征尺 寸大小，其与曝光波长、数值孔径及工艺系数相关。

曝光波长方面从紫外（Ultraviolet，宽谱→436 nm-365 nm）到深紫 外（Deep UV，248 nm→193 nm=193i nm）再到极紫外（Extreme UV， 13.5 nm），分辨率要求不断提升，图案精细程度不断增加，光刻胶 性能也随之不断提升。

数值孔径方面由 0.35 发展到目前大于 1，相关技术发展对于光刻 胶及其配套产品的性能要求提出更高要求。

工艺系数方面，从 0.8 变到 0.4，其数值与光刻胶品质相关。现有光 刻技术能够实现 10nm 工艺的光刻，为了实现 7nm、5nm 的制程， 国内外厂商开始积极布局 EUV 光刻技术。

光刻胶根据应用领域，主要分为半导体光刻胶、面板光刻胶和 PCB 光 刻胶。

半导体光刻胶，主要应用于半导体，根据曝光波长不同，分为 g 线光刻胶、i 线光刻胶、KrF 光刻胶、ArF 光刻胶以及 EUV 光刻胶等；

面板光刻胶主要应用于面板显示，分为彩胶、黑胶等；PCB 光刻胶则主 要应用于 PCB 行业，主要分为干膜光刻胶、湿膜光刻胶和光成像阻焊油墨等。

半导体光刻胶市场规模约 18 亿美元，占比最小，但国产化率最低。根 据 SEMI 的数据，2019 年全球光刻胶市场规模约 82 亿美元，其中半导 体光刻胶市场规模约为 18 亿美元，仅占 21.95%，在三大类别中占比最 小。

但是就技术壁垒而言，半导体光刻胶的壁垒最高，其 KrF 光刻胶国 产化率仅为 1%左右，ArF 光刻胶除少数国内公司可以少量销售外，基本 仍处于研发阶段。

光刻胶壁垒高筑，市场格局垄断明显

光刻胶壁垒高筑，其主要壁垒在于原材料、设备和技术三方面。光刻胶 是半导体材料中国产化率最低的材料之一，除 PCB 光刻胶外，半导体光 刻胶和面板光刻胶均严重依赖进口。

其壁垒包括原材料壁垒、设备壁垒、 技术壁垒、验证周期长等方面，前三者为主要技术壁垒。原材料壁垒光刻胶对上游原材料依赖严重，上游原材料的布局对于光 刻胶的自主可控必不可少。

根据 Reportlinker 数据显示，生产光刻胶的原料包括光刻胶树脂、单体、光引发剂（包括光增感剂、光致产酸剂） 及其他助剂等。

其中，树脂占光刻胶总成本的 50%，在光刻胶原料中占 比最大，其次是占 35%的单体和占 15%的光引发剂及其他助剂。

设备壁垒光刻胶与光刻机联动发展，相关研发设备成本高昂且依赖进 口。光刻胶生产需要光刻机进行配套测试，因此光刻机是光刻胶研发中 必不可少的一环。

根据晶瑞电材的数据，在高端光刻胶研发项目中，设 备及安装费占总投资额的 69%，其中光刻机占设备及安装费的 44%，达 到 1.5 亿元，成本最高。

技术壁垒光刻胶的技术壁垒既来自于专利突破的障碍，也有晶圆厂高 度定制化的配套要求。

以半导体光刻胶为例，G 线-I 线-KrF-ArF-EUV， 每一代光刻胶产品的升级均需要克服较大的技术障碍，核心材料已形成 专利保护。

另外考虑到下游应用分散所导致光刻胶的性能上的高度差异， 光刻胶在研发认证过程中，需要高度定制化，满足晶圆厂的实际配套要 求。

高壁垒铸就垄断格局，市场主要被日美厂商所占据。全球光刻胶市场主 要被东京应化、杜邦、JSR、住友化学等制造商所垄断，尤其是在半导 体光刻胶的高端的 KrF 和 ArF 领域，市场集中度更高。

在较为低端的 g/i 线光刻胶领域，CR4 为 74%，但在 KrF 光刻胶领域的 CR4 为 85%， ArF 光刻胶领域的 CR4 为 83%，两者均超过 83%以上。

中国半导体光刻胶领域仍处于起步阶段，与国外公司技术差距巨大。全 球市场的 JSR、东京应化等公司光刻胶产品覆盖 g/i、KrF、干性 ArF、 浸没 ArF，甚至 EUV 光刻胶。

中国公司除少数公司覆盖 g/i 光刻胶外， 在更高的光刻胶领域基本都处于客户验证甚至只是研发阶段，任重而道 远。

光刻胶从 0-1 突破，国产化进入爆发拐点

国产光刻胶从 0-1 实现技术突破，逐步导入供应链，国内大厂有望抓住 国产替代窗口进入爆发上升的拐点。越化学等国外大厂垄断造成国内 光刻胶供需短缺持续紧张。

伴随着半导体供应链安全问题日益严重，光 刻胶的国产替代的窗口逐步打开。

与此同时，各大国产厂商在高端光刻 胶领域逐步实现量产和规模出货，并借助优异的产品配套开发能力成功 导入国产供应链，有望实现光刻胶国产替代的大爆发。

光刻胶加速国产替代的主要逻辑为

行业窗口打开供需紧张和供应链安全问题日益严重，光刻胶的国 产替代窗口进一步打开。

新产能的配套发展光刻胶属于高度定制化产品，并需要和光刻机 联动发展。随着国内晶圆厂新产能的迅速释放，国内厂商为满足产 品配套化发展，会优先选择具有本土化优势的国内厂商。

供应链一体化以华懋科技、彤程新材等为代表的国内公司将单体、 树脂等上游材料和光刻胶一体化发展，实现供应链的全方位安全， 成为国内晶圆厂商长期发展的首选供应商。

KrF、ArF 等关键领域实现客户导入及产品扩产KrF 线光刻胶用 于 0.25μm-0.11μm，ArF 线光刻胶用于 90nm-7nm，两者覆盖成熟 制程内几乎所有产品。

以彤程新材等为代表的国内厂商突破 KrF 和 ArF线光刻胶实现规模化量产，打开了光刻胶领域的最大应用市场， 有助于国内厂商的快速发展。

CMP进入国内外供应链，驶入国产化快车道抛光液和抛光垫是 CMP 材料的核心耗材

化学机械抛光（CMP）是通过抛光材料化学腐蚀及机械腐蚀协同实现晶 圆全局平坦化的过程。晶圆制造主要包括扩散、光刻、刻蚀、离子注入、 薄膜生长、化学机械抛光(CMP)、金属化七大流程。

作为目前唯一能兼 顾表面的全局和局部平坦化的技术，CMP 通过纳米级粒子的物理研磨 作用与抛光液的化学腐蚀作用的有机结合。

对集成电路器件表面进行平 滑处理，能够去除表面缺陷、改善金属台阶覆盖及其相关可靠性，在高 精度晶圆制造中发挥至关重要的作用。

CMP 核心耗材聚焦抛光液和抛光垫。根据功能的不同，抛光材料可划 分为抛光垫、抛光液、调节器、以及清洁剂等。

其中抛光液占据 49%的 市场份额，抛光垫占据了 33%的市场份额。二者均为易耗品，其性能在 很大程度上决定了抛光的质量。

抛光垫决定晶圆平整度的重要辅料。抛光垫主要通过化学物理作 用打磨晶圆，在使用时对硅片提供一定压力并对其表面进行机械摩 擦，主要起存储、传输抛光液的作用。

主要类别分为聚氨酯类、无 纺布类和绒毛结构，其中软性垫在抛光垫中占据主流。 抛光液CMP 技术核心要素。

抛光液是一种不含任何硫、磷、氯添 加剂的水溶性抛光剂，其性能直接影响被加工工件表面的质量以及 抛光加工的效率。

不同的抛光步骤会需要不同的抛光液种类，7nm 以下逻辑芯片中 CMP 抛光步骤达到三十步，使用抛光液种类近三十 种。主要类别分为氧化铝类、氧化硅类和氧化铈类，其中氧化铈在 抛光液中占据主流。

国内需求加速增长，国产化驶入快车道

CMP 抛光材料全球市场规模稳步提升，国内市场增速高于全球市场。 随着芯片制程复杂度的提升对 CMP 材料的需求提升以及晶圆产能的扩 产，国内外市场规模稳步提升。

根据 SEMI 的数据，2020 年全球 CMP 抛光材料市场规模为 24.8 亿美元，14-20 年 CAGR 为 8%；2020 年中国 CMP 抛光材料市场规模为 32 亿元，15-20 年 CAGR 约为 10%。

受益国内晶圆厂扩产速度加快，国内市场将开始提速，增速远超全球市 场。以抛光液为例，根据 Techcet 和 QY Research 的预测。

预计全球抛光 液市场规模 24 年将达到 24.8 亿美元，19-24 年 CAGR 为 8.45%；国内 抛光液市场规模 25 年将超过 10 亿美元，19-25 年 CAGR 约为 31.66%， 远大于 8.45%。

由于 CMP 材料较高的工艺壁垒及认证难度，行业格局较为集中，主要 被美国及日本厂商垄断。

抛光液国外厂商垄断，国内龙头追赶迅猛。长期以来，全球抛光 液市场被美日企业所垄断，Cabot、Hitachi、Fujimi、Versum 占比分 别为 33%、13%、10%、9%，CR4 约为 65%。

值得一提的是，中国 企业安集科技追赶势头迅猛，其全球市场份额已经增加到 4.5%。

抛光垫美国 Dow公司一家独大，呈现单寡头格局。美国陶氏化学 企业占全球抛光垫市场 79%的市场份额，更在细分集成电路芯片和 蓝宝石两个高端领域占据 90%的市场份额。

3M、卡博特、日本东丽、 中国台湾三方化学等也可生产部分芯片用抛光垫。抛光垫打破垄断稳步放量，抛光液加速突破稳固市场，国内厂商在 CMP 材料领域追赶势头迅猛，国产化进程驶入快车道。

抛光液领域以安集为例，安集在铜及铜阻挡层抛光液突破 14nm 工 艺，并持续拓展钨抛光液和介电材料抛光液在 3D NAND 先进制程的应用，产品技术已经接近国际最高水平。

根据 SEMI 的数据，公司 CMP 抛 光液在全球市场的份额由 2019 年的 3%左右成长到 2020 年的 4.5%左右。 未来随着产能进一步放量，市场份额将加速扩张。

抛光垫 领域 以鼎龙为例 ，鼎龙 已通 过 28nm 产 品全 制程 （ILD/SIT/W/Cu/GKMG）的验证并获得订单，针对 14nm 以下先进制程 开发的新产品在客户端验证进展顺利，将在 21 年底获得新突破。

国内 厂商初步打破抛光垫技术垄断，产能仍在释放当中。随着市场推进和产 能建设双管齐下，抛光垫国产化之路未来可期。

靶材 功能薄膜制备核心，国产替代逐步提升功能薄膜制备核心，市场规模持续上行

靶材是溅射工艺核心原材料，功能薄膜制备必经之路。溅射工艺属于物 理气相沉积（PVD）的一种，在超大规模集成电路制造过程中被反复使 用到。

它利用离子源产生的离子流，在高真空中经过加速聚集形成高速 度能离子流束，轰击固体表面，使固体表面的离子离开固体沉积在基底 表面形成电子薄膜，存在工艺不可替代性。被轰击的固体称为靶材，是 溅射工艺的重要基石。

靶材制造产业链可分为“金属提纯-靶材制造-溅射镀膜-终端应用”四大 环节，核心环节聚焦靶材制造和溅射镀膜。产业链上游为高纯金属，中游为高纯溅射靶材，下游为相关应用。

根据 WSTS 数据显示，靶材下游领域涵盖半导体芯片、平板显示器、太 阳能电池、息存储、工具改性、电子器件和其他领域。

在全球靶材应 用市场中，占比最高的为显示面板，息存储排名第二，其次为半导体 芯片和太阳能电池。国内靶材应用市场中，主要分为显示面板、半导体 芯片和太阳能三大领域，其中半导体芯片占比近 50%。

半导体和面板行业景气周期上行，为靶材增长持续赋能。靶材 2020 年 全球高纯溅射靶材市场规模为195.63亿美元，2015-2020年CAGR超10%。

就国内市场来说，2020 年中国靶材市场规模约 337.38 亿元。随着国内 进口靶材免税期结束，国产替代动力充足，预计到 2026 年国内靶材行 业市场规模将达 653 亿元，21-26 年 CAGR 为 14.98%。

市场寡头垄断严重，国产替代逐步提升，靶材行业准入门槛较高，主要体现在技术与客户壁垒这两个方面

技术壁垒美国、日本等跨国集团先发优势明显，通常将产业链扩 展至下游终端应用领域，将上游基础材料与下游需求进行对接，利 用先导优势和品牌效应迅速占领包括 IBM、飞利浦、东芝等在内的 消费市场。

此外，溅射设备专用性强、精密度高、投资较大，长期 被美日企业垄断，主要设备提供商包括 AMAT（美国）、ULVAC（日 本）、ANELVA（日本）、Varian（美国）等。内资厂商国内市占率仅 为 30%，并以中低端产品为主，高端靶材主要依赖进口。

客户壁垒超大规模集成电路、太阳能电平板显示器等下游客户对 靶材质量要求较高，靶材行业存在严格认证机制。

须经供应商初评、 产品报价、样品检测、小批量试用、稳定性检测等认证程序，从新 产品开发到实现批量供货，时间长达 2-3 年。高昂的认证成本形成 稳定供应关系，对新进入厂商提出严格要求。

高门槛铸就高集中度，全球呈现美日寡头垄断特征，先发优势明显。由 于靶材制造工序繁多，技术门槛较高，设备投资大，能实现规模化生产 企业较少。

美日龙头厂商掌握核心生产技术，实施严格技术保密举措， 目前霍尼韦尔（美国）、日矿金属（日本）、东曹（日本）和普莱克斯全 球前四大厂商市占率近 80%，其中日矿金属规模最大，垄断全球 30%的 芯片靶材市场。

从靶材种类细分来看，铜靶主要供应商为日矿金属；钼 靶主要供应商为攀时与世泰科；铝靶主要供应商为住友化学与爱发科； ITO 靶材的主要供应商为三井、日矿金属与优美科。

国内厂商奋起直追，技术节点不断突破。江丰电子作为国内最大半导体 芯片用高纯溅射靶材生产商，超高纯金属溅射靶材产品已经应用于全球 先端制造工艺中。

7nm 技术节点实现批量供应，5nm 技术节点部分产品 评价通过并实现量产，部分产品进入验证阶段。

光微半导体生产的超纯 溅射靶材产品已经进入台积电 3nm 供应量并完成工艺终端测试，即将进 入量产阶段，主打产品超高纯铜锰溅射靶材达到 45-3nm 工艺节点使用 要求。

为中国台湾地区光洋稳定供应超高纯 6N/7N铜原料，后为其代工 3nm 芯片制造工艺所需铜锰靶材。

投资分析

我们认为半导体行业高强度资本开支释放新增产能，半导体材料受益 扩产后周期。半导体行业自 2019 年下半年开启景气度向上周期，自 2020 年下半年开启涨价模式，产能紧张产品缺货推升半导体行业新一轮高强 度扩容。

半导体行业发动机台积电自 2021 年初持续指引高强度资本开 支，预计新增产能将于 2022 年下半年陆续释放，半导体材料行业受益 扩产后周期。

日韩等海外材料龙头企业产能扩张计划保守，硅片等大宗半导体材料供 需紧张持续。此轮半导体晶圆制造产能大幅扩张，台积电、中芯国际等 龙头企业资本开支均创历史新高。

半导体材料龙头企业越、SUMCO、 陶氏等海外大厂资本开支计划相对保守。在制造产能大幅扩张而材料厂 商保守情况下，叠加疫情、国际关系摩擦等因素，半导体材料供需紧张 持续。

以占比最大的半导体硅片为例，硅片价格迎来大幅上涨，预计紧 张状态将持续至 2023 年下半年。本土晶圆制造产线已突破良率风险，科技摩擦背景下国产化意愿加强。

本土大厂中芯国际、长江存储、长鑫存储等已突破早期的风险试产与良 率爬坡阶段，产能已具规模，后期扩产过程中战略目标从“爬良率出产 品”向“供应链安全”倾斜，Fab 厂国产化意愿有望加强。

近期乌俄 战局紧张，国际关系摩擦频繁，作为科技战焦点的半导体国产化紧迫性 进一步加强，本土半导体材料将迎来加速导入放量阶段。