20191227-兴业证券-金属非金属新材料行业深度研究报告:石英:半导体产业链关键材料,前景广阔_37页_2mb
报告摘要
石英:半导体产业链关键材料,前景广阔
核心内容概述
石英是一种主要成分为SiO₂的硅酸盐矿物,因其优异的物理化学性能(如耐高温、热膨胀系数低、透光性好、电绝缘性强、化学稳定性高等),成为半导体、光伏、光纤、光学等高科技领域不可或缺的基础材料。随着半导体产业的快速发展,石英材料在终端应用中的占比持续提升,尤其在半导体制造环节中,石英玻璃坩埚、扩散管、掩膜版基板等产品发挥着关键作用。目前,国内石英材料企业如石英股份和菲利华正积极进行海外设备厂商的认证,以进入高端半导体市场。
主要观点
- 石英材料性能优越,应用广泛:石英具有耐高温、热膨胀系数小、透光性好、电绝缘性强、化学稳定性高等特点,广泛应用于光源、光伏、光纤、半导体等高附加值领域。
- 半导体是石英材料主要需求领域:2015年全球石英玻璃市场规模接近250亿元,其中半导体应用占比达65%,是主要需求领域。石英材料在硅片制造、晶圆加工、光刻、刻蚀、薄膜沉积等环节均有重要应用。
- 行业集中度高,海外主导:全球高纯石英砂市场仅由尤尼明、挪威TQC和石英股份三家企业掌握,而石英玻璃材料市场主要由贺利氏、迈图、东曹等海外企业主导,国内企业受限于认证壁垒,难以进入高端市场。
- 国内企业加速认证,提升市场份额:石英股份和菲利华正在推进与TEL、AMAT、LAM等设备厂商的认证,一旦通过,将有望在半导体领域实现进口替代,提升市场占有率。
- 半导体终端需求高增长,驱动石英材料市场扩张:据WSTS预测,2019年全球半导体销售额有望达到4090亿美元,半导体石英市场规模约为212亿元,国内企业有望在这一趋势中受益。
关键信息
- 高纯石英砂:全球仅三家具备批量生产能力,尤尼明和挪威TQC主导高端市场,石英股份正在推进认证,未来有望进入半导体供应链。
- 石英玻璃制备方法:主要包括电熔法(高温)、气熔法(低温)和合成法,其中电熔法适用于高温工艺,如扩散和氧化,气熔法适用于刻蚀等低温工艺。
- 认证壁垒:国内石英材料企业需通过海外设备厂商(如TEL、AMAT、LAM)的认证才能进入主流供应链,目前菲利华已通过TEL低温领域认证,石英股份正在推进高温领域认证。
- 国内石英市场集中度高:石英股份和菲利华占据全国80%的市场份额,但其产品在半导体领域的渗透率仍较低。
- 进口替代趋势明显:随着国内半导体产业的发展和政策支持,国产石英材料替代进口将成为趋势,有望提升国内企业市场份额。
- 半导体石英市场空间大:预计2019年半导体石英市场规模约为212亿元,其中电熔法和气熔法市场空间分别约为30亿元和10亿元。
- 国内石英企业具备潜力:石英股份和菲利华在产业链布局、认证进展、技术积累等方面具备优势,有望在半导体领域实现突破。
风险提示
- 高端下游需求增长不及预期;
- 国产替代进程受阻;
- 项目建设进度不及预期;
- 石英材料价格波动可能影响企业利润。
相关A股上市公司
- 石英股份:国内全产业链布局的龙头企业,全球3家能批量化生产高纯石英砂的企业之一,正在推进TEL全流程认证,未来有望成为电熔法半导体石英材料领域的首家中资企业。
- 菲利华:国内唯一通过国际三大半导体设备商认证的石英材料企业,是唯一一家具有军工资质的石英纤维制造商,未来在半导体和航空航天领域将有较大增长空间。
行业发展趋势
- 光伏、光纤、半导体等下游行业需求持续增长,推动石英材料市场扩张;
- 国内企业通过认证后,有望凭借低成本优势快速放量,提升市场份额;
- 光刻、刻蚀和薄膜沉积是半导体制造三大核心工艺,石英材料在其中发挥重要作用;
- 石英材料在硅片和晶圆制造环节尤为关键,是高端制造不可或缺的原材料。
图表与数据支持
- 图1:石英矿石
- 图2:高品质脉石英仅占中国石英矿资源的0.93%
- 图3:石英到下游应用的供应链
- 图4:石英、云母、长石的浮选分离流程
- 图5:石英股份采购单价波动大
- 图6:石英股份对尤尼明采购占比下降
- 图7:菲利华逐渐加大对挪威石英砂的采购
- 图8:2019年单晶渗透率有望达62%
- 图9:单晶硅片供不应求,与PERC存在缺口
- 图10:国内需求全年前低后高,70%装机于19年下半年释放
- 图11:2015年石英玻璃下游占比情况
- 图12:石英下游应用情况
- 图13:全国通用照明市场规模增长稳定
- 图14:石英股份光源级石英管棒营收平稳
- 图15:全球及中国光伏总安装量
- 图16:全球光缆需求量CAGR为15.9%
- 图17:国内半导体销售额增速大幅超过全球
- 图18:国内石英公司收入情况
- 图19:国内石英行业CR2接近80%
- 图20:半导体石英产品的认证
- 图21:2018年半导体设备厂商市场份额
- 图22:石英砂到芯片的全流程
- 图23:硅片制造流程
- 图24:晶圆制造流程
- 图25:掩膜版工作原理
- 图26:光掩膜版生产流程
- 图27:硅片和光掩膜版占半导体材料总成本接近50%
- 图28:光刻、刻蚀和薄膜沉积是半导体制造三大核心工艺
- 图29:2017年全球刻蚀设备市场CR3达94%
- 图30:石英扩散管
- 图31:低压扩散装置示意图
- 图32:2018年集成电路销售额占全球半导体市场83.9%
- 图33:2019H1中国集成电路销售额为3048亿元
- 图34:2014年至今封装测试业占比逐年降低
- 图35:2018年硅片市场CR5接近90%
- 图36:2019Q3晶圆代工市场CR5为88%
- 图37:集成电路贸易逆差增大
- 图38:中国半导体市场维持较高增速,占比逐年提高
- 图39:国内石英锭用石英砂均价低于国外
- 图40:2019年全球半导体销售额约为4090亿美元
- 图41:半导体石英市场空间约为212亿元
- 图42:石英股份经营情况良好
- 图43:石英股份主营产品营收
- 图44:石英管销售额占石英股份营收超80%
- 图45:石英股份毛利率较为稳定
- 图46:菲利华14-18营收复合增速超25%
- 图47:菲利华主营产品营收占比
- 图48:菲利华细分产品营收占比
- 图49:菲利华主营产品毛利呈小幅下跌态势
表格数据支持
- 表1:高纯石英砂主要应用在高新技术产业
- 表2:高纯石英砂竞争环境
- 表3:高纯石英砂制备方法
- 表4:高纯石英砂加工工序
- 表5:中国石英矿分布情况
- 表6:石英玻璃性能优越
- 表7:石英材料制备方法及特质
- 表8:海内外龙头企业情况
- 表9:全球仅5家通过TEL认证
- 表10:石英材料在半导体制造过程中的应用
- 表11:集成电路相关政策
- 表12:石英股份年产6000吨电子级石英项目预期效益情况
- 表13:菲利华非公开发行股票募集资金用途
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