深度报告-20220919-天风证券-半导体行业深度研究_扩产受益_材料先行_国产替代进行中_144页_14mb

半导体材料与设备行业总结

核心内容

半导体材料和设备是半导体制造工艺的基石，随着制程的进步，其价值量和需求持续提升。2021年全球半导体材料市场规模达到643亿美元，同比增长15.86%。其中，晶圆制造材料占比超过60%，成为市场主导力量。中国在晶圆制造材料领域仍存在自给率低、核心技术不足的问题，但随着晶圆厂产能提升和政策支持，国产替代进程正在加速。

主要观点

1. 半导体材料是产业链核心：半导体材料处于产业链上游，是制造芯片不可或缺的原材料，涵盖硅片、特种气体、光刻胶、湿电子化学品、CMP材料、溅射靶材、前驱体、光掩膜等。
2. 国产替代加速：由于国际环境的不确定性、国内晶圆厂扩产以及政策支持，国产半导体材料在量价方面呈现齐升趋势，市场空间广阔。
3. 技术门槛高，验证周期长：半导体材料需经过多阶段验证，具有高客户粘性，验证周期长，国产材料厂商面临较大挑战。
4. 硅片是最大细分市场：硅片是半导体制造中用量最大的材料，2021年中国硅片市场占比达40%，未来随着晶圆厂扩产，其需求将持续增长。
5. 政策推动国产化进程：从“八五”到“十四五”规划，国家持续出台政策支持半导体材料和设备的发展，为行业带来强劲增长动力。
6. 细分领域机会显著：如光刻胶、CMP材料、湿电子化学品、特种气体等，均有较大的国产替代空间和增长潜力。

关键信息

市场规模与增长

• 2021年全球半导体材料市场规模达643亿美元，同比增长15.86%。
• 中国大陆2021年市场规模约为119.3亿美元，占全球18.6%，同比增长21.9%。
• 晶圆制造材料占比超过60%，未来随着晶圆厂扩产，其占比有望继续上升。

技术与工艺

• 摩尔定律推动芯片集成度提升，对半导体材料的性能和精度要求也逐步提高。
• 光刻工艺是推动芯片制程进步的核心，光刻胶作为其中关键材料，具有高技术壁垒和高盈利性。
• CMP工艺是IC制造的关键技术，抛光液和抛光垫是主要耗材，海外企业占据主导地位。
• SOI硅片在5G、物联网、汽车电子等高要求场景中需求快速增长。

国产替代趋势

• 中国在半导体材料领域仍以封装材料为主，晶圆制造材料自给率低，进口依赖度高。
• 随着长江存储、中芯国际、华虹半导体等厂商扩产，国产材料需求快速增长。
• 国内厂商如沪硅产业、立昂微、TCL中环等在硅片领域具备一定竞争力。
• 华特气体、南大光电、正帆科技等在特种气体领域逐步扩大市场份额。
• 彤程新材、华懋科技、晶瑞电材等在光刻胶领域加速布局。
• 清溢光电在光掩膜领域取得突破，鼎龙股份、安集科技在CMP材料领域实现国产替代。

政策支持

• 从“八五”到“十四五”，政策持续推动半导体产业链自主可控。
• 2021年《“十四五”规划纲要》明确提出发展集成电路、基础软件、核心元器件等，提升国产化水平。
• 大基金一期和二期分别募资1387.2亿元和2041.5亿元，为半导体企业提供重要资金支持。
• 科创板的设立为半导体企业提供了便捷的融资渠道，助力产业发展。

风险提示

• 海外疫情反复可能影响全球供应链。
• 研发成果不及预期可能影响材料性能。
• 下游需求不及预期可能影响市场增长。
• 客户认证进度不及预期可能影响市场渗透。

投资建议

重点关注以下公司及产品：

• 硅片：沪硅产业、立昂微、TCL中环
• 特种气体：华特气体、南大光电、正帆科技、金宏气体、凯美特气、和远气体
• 光刻胶：华懋科技、彤程新材、晶瑞电材、飞凯材料
• 光掩膜：清溢光电
• CMP材料：鼎龙股份、安集科技
• 湿电子化学品：上海新阳、中巨芯
• 溅射靶材：江丰电子、有研新材
• 前驱体：雅克科技
• 第三代半导体材料：三安光电、天岳先进、露笑科技、东尼电子

风险提示

• 疫情反复：可能影响全球供应链。
• 研发不及预期：影响材料性能与技术突破。
• 下游需求不足：影响市场增长与盈利能力。
• 客户认证延迟：影响产品进入市场的时间与市场份额。

图表目录（摘要）

• 图1：半导体产业链
• 图2：集成电路制造流程
• 图3：半导体材料细分领域及占比
• 图4：晶体管数量随时间增长
• 图5：流片成本随技术节点上升
• 图6：全球半导体材料市场规模及增速
• 图7：全球半导体材料分产品情况
• 图8：2019年中国半导体材料市场竞争格局
• 图9：2019年中国半导体产业结构
• 图10：中国集成电路销售额
• 图11：中国集成电路进口额
• 图12：半导体材料验证流程
• 图13：全球半导体材料市场收入分布
• 图14：全球半导体材料市场规模及增速
• 图15：中国半导体材料产业链全景图
• 图16：2021年6月-2022年6月硅料价格走势
• 图17：中国99.99%含量氮气价格
• 图18：2020Q4全球集成电路制造用材料市场结构
• 图19：2021年国内半导体制造材料市场结构
• 图20：半导体硅片制备流程
• 图21：2016-2022年全球芯片制造产能预测分布
• 图22：半导体硅片尺寸演进
• 图23：2018年全球8寸硅片终端应用领域情况
• 图24：2019-2024E全球汽车用硅片需求量
• 图25：300mm硅片核心驱动力
• 图26：2018年12英寸硅片下游应用占比
• 图27：2019-2024E智能手机对12寸硅片需求
• 图28：2019-2024E智能手机分类别芯片的12寸硅片需求
• 图29：不同通信技术下每部智能手机SOI硅片需求面积
• 图30：2010-2020年全球半导体硅片市场规模
• 图31：2010-2020年全球半导体硅片出货面积
• 图32：全球及国内SOI市场规模
• 图33：2020年全球硅片分尺寸市场占比
• 图34：全球300mm硅片供需情况预测
• 图35：2020年国内硅片供应能力
• 图36：全球300mm硅片需求及预测
• 图37：2018-2020年全球前五大半导体硅片企业销售金额
• 图38：2019年全球硅片制造商市场份额
• 图39：沪硅产业发展历程
• 图40：公司收并购及控股情况
• 图41：2016-2021公司营业收入结构
• 图42：沪硅产业营业收入及增速
• 图43：沪硅产业归母净利润及增速
• 图44：2016-2021公司销售毛利率及净利率
• 图45：公司母公司与子公司定位情况
• 图46：立昂微电分立器件产品
• 图47：金瑞泓硅片业务情况
• 图48：立昂东芯技术路线
• 图49：立昂微营业收入及增速
• 图50：立昂微归母净利润及增速
• 图51：2020-2021年主营业务营收占比
• 图52：2022H1公司各项业务营收占比
• 图53：公司盈利能力情况
• 图54：公司各业务毛利率情况
• 图55：公司主营业务
• 图56：TCL中环营业总收入及增速
• 图57：TCL中环归母净利润及增速
• 图58：TCL中环2022H1营收结构
• 图59：TCL中环新能源光伏产品
• 图60：公司半导体材料产品
• 图61：TCL中环研发投入及占比
• 图62：公司半导体材料领域营收及增速
• 图63：TCL中环毛利率与净利率
• 图64：2017-2021年中国工业气体细分市场规模占比
• 图65：电子特气在半导体制造中的应用
• 图66：2017-2026年中国特种气体市场规模
• 图67：2021年中国特种气体下游应用
• 图68：2017-2021年中国特种气体细分市场规模
• 图69：2021年电子特气下游应用
• 图70：2018年全球特种气体市场竞争格局
• 图71：2020年中国特种气体市场竞争格局
• 图72：华特气体发展历程
• 图73：华特气体营业总收入及增速
• 图74：华特气体归母净利润及增速
• 图75：2017-2021年华特气体毛利率净利率
• 图76：2021年华特气体业务构成
• 图77：华特气体各业务收入同比增长率
• 图78：2018-2021年研发费用及占比
• 图79：2017-2021年华特气体人均创收和人均创利
• 图80：南大光电发展历程
• 图81：南大光电营业总收入及增速
• 图82：南大光电归母净利润及增速
• 图83：2017-2021年南大光电毛利率净利率
• 图84：2021年南大光电业务构成
• 图85：南大光电各业务收入同比增长率
• 图86：2018-2021年研发费用及占比
• 图87：2017-2021年南大光电人均创收和人均创利
• 图88：正帆科技营业总收入和同比增长率
• 图89：正帆科技归母净利润和同比增长率
• 图90：2017-2021年正帆科技毛利率净利率
• 图91：2021年正帆科技业务构成
• 图92：正帆科技电子气体业务营业收入同比增长率
• 表93：正帆科技电子气体主要产品
• 图94：2017-2021年研发费用及研发费用占比
• 图95：2017-2021年正帆科技人均创收和人均创利
• 图96：金宏气体发展历程
• 图97：金宏气体营业总收入及增速
• 图98：金宏气体归母净利润及增速
• 图99：2017-2021年金宏气体毛利率净利率
• 图100：2021年金宏气体业务构成
• 图101：金宏气体各业务收入同比增长率
• 图102：2018-2021年研发费用及研发费用占比
• 图103：2017-2021年金宏气体人均创收和人均创利
• 图104：凯美特气发展历程
• 图105：2017-2022H1凯美特气营业总收入及增长率
• 图106：2017-2022H1凯美特气归母净利润及增长率
• 图107：2017-2021凯美特气销售毛利率及净利率
• 图108：2022H1凯美特气业务结构
• 图109：2018-2021凯美特气研发费用及占比
• 图110：2017-2021凯美特气人均创收及人均创利
• 图111：和远气体发展历程
• 图112：2017-2022H1和远气体营业总收入及增长率
• 图113：2017-2022H1和远气体归母净利润及增长率
• 图114：2017-2021和远气体销售毛利率及净利率
• 图115：2017-2021和远气体分业务毛利率
• 图116：2022H1和远气体业务结构
• 图117：和远气体各业务收入同比增长率
• 图118：2017-2021年和远气体研发费用及研发费用占比
• 图119：2017-2021年和远气体人均创收和人均创利
• 图120：光刻胶是半导体产业链中的重要材料
• 图121：芯片制造材料细分领域占比
• 图122：光刻胶的应用流程
• 图123：半导体光刻工艺流程图
• 图124：集成电路的微观结构
• 图125：曝光波长与光刻技术发展的关系
• 图126：不同光刻胶与芯片制程对应关系
• 图127：IC制造中逻辑器件的技术节点和所需光刻工艺的对应关系
• 图128：全球光刻胶产业链图谱
• 图129：中国光刻胶产业链布局
• 图130：全球光刻胶研制专利分布
• 图131：光刻胶认证基本流程
• 图132：上海新阳光刻胶项目效益测算
• 图133：全球光刻胶市场规模
• 图134：中国光刻胶市场规模
• 图135：全球半导体光刻胶市场规模
• 图136：全球KrF光刻胶市场份额
• 图137：全球ArF光刻胶市场份额
• 图138：北京科华部分光刻胶产品
• 图139：苏州瑞红部分光刻胶产品
• 图140：华懋科技营业总收入及同比增速
• 图141：华懋科技归母净利润及同比增速
• 图142：华懋科技2016-22H1销售毛利率和净利率
• 图143：华懋科技汽车安全气囊布产品展示
• 图144：徐州博康2020年1-9月营收结构
• 图145：徐州博康专利技术（部分）
• 图146：徐州博康主营业务收入和净利润
• 图147：徐州博康生产中心二期工程
• 图148：彤程新材营业总收入及同比增速
• 图149：彤程新材归母净利润及同比增速
• 图150：彤程新材2016-22H1销售毛利率和净利率
• 图151：彤程新材22H1产品收入结构
• 图152：北京科华微电子DUV光刻胶产品KMPDK3050
• 图153：北京科华2019及2020年营收和归母净利润
• 图154：北旭电子主要产品
• 图155：北旭电子营收和利润总额
• 图156：晶瑞电材主要产品
• 图157：晶瑞电材营业总收入及同比增速
• 图158：晶瑞电材归母净利润及同比增速
• 图159：晶瑞电材2016-22H1销售毛利率和净利率
• 图160：晶瑞电材2022H1年产品收入结构
• 图161：飞凯材料主要产品
• 图162：飞凯材料营收及增速
• 图163：飞凯材料研发支出及占营收比例
• 图164：飞凯材料2015-2021销售毛利率和净利率
• 图165：飞凯材料2021年产品收入结构
• 图166：光掩膜工作原理
• 图167：光掩膜结构
• 图168：光掩膜基本制作流程
• 图169：匀胶铬版光掩膜制作流程
• 图170：光掩膜产业链
• 图171：光掩膜的应用
• 图172：2016-2019全球光掩膜市场规模
• 图173：2015-2020年中国光掩膜玻璃基板需求量
• 图174：2020年全球光掩膜板市场竞争格局
• 图175：全球光掩膜版领先企业高端掩膜版供应情况
• 图176：清溢光电2021主营业务收入结构
• 图177：清溢光电营业收入及增速
• 图178：清溢光电归母净利润及增速
• 图179：2017-2022H1公司盈利能力
• 图180：集成电路制造过程及CMP工艺应用场景
• 图181：CMP平坦化效果图
• 图182：半导体行业中CMP的应用领域
• 图183：CMP工作原理示意图
• 图184：CMP材料分类占比
• 图185：CMP研磨粒子在集成电路中的应用
• 图186：安集科技2016-2018年主要原材料采购金额占比
• 图187：中国CMP抛光材料市场规模及增长率
• 图188：2016-2018全球CMP抛光液市场规模
• 图189：2018年全球CMP抛光液市场格局
• 图190：CMP过程中硅片-磨粒-抛光垫之间的接触示意图
• 图191：复合型抛光垫及其示意图
• 图192：常见抛光垫结构及对应品牌
• 图193：全球抛光垫专利申请趋势图
• 图194：中国抛光垫专利申请趋势图
• 图195：主要抛光垫专利权人的申请及专利引用情况
• 图196：2016-2018全球CMP抛光垫市场规模
• 图197：2018年全球CMP抛光垫市场格局
• 图198：鼎龙股份项目研发及资质认定时间轴
• 图199：鼎龙股份业务板块及主要产品
• 图200：鼎龙股份营收及增速
• 图201：鼎龙股份归母净利润及增速
• 图202：鼎龙股份2012-2021毛利率及净利率
• 图203：鼎龙股份2013-2021分业务毛利率
• 图204：公司2021年营收结构
• 图205：CMP业务2018-2021营收及增速
• 图206：CMP抛光垫经营主体——子公司鼎汇微电子股权结构图
• 图207：公司发展历程
• 图208：安集科技营收及同比增速
• 图209：安集科技归母净利润及同比增速
• 图210：安集科技2016-2020年营收结构
• 图211：安集科技2017-2020年各业务增长率
• 图212：安集科技毛利率及净利率情况
• 图213：安集科技各细分业务毛利率
• 图214：湿电子化学品在集成电路制造中的应用
• 图215：电子湿化学品工艺流程图
• 图216：湿电子化学品主要分类
• 图217：2019年细分湿电子化学品需求占比
• 图218：湿电子化学品技术要求
• 图219：2021中国湿电子化学品市场需求结构
• 图220：2014-2021年中国湿电子化学品产量及增长率
• 图221：2014-2021年中国湿电子化学品需求量及增长率
• 图222：2014-2026E年中国湿电子化学品市场规模
• 图223：细分应用领域湿电子化学品市场规模
• 图224：2021年全球湿电子化学品市场份额
• 图225：2020年电子湿化学品整体国产化率
• 图226：芯片铜互连工艺及公司产品应用
• 图227：上海新阳营业总收入及同比增速
• 图228：上海新阳归母净利润及同比增速
• 图229：上海新阳2016-2021销售毛利率和净利率
• 图230：上海新阳2021年产品收入结构
• 图231：募投项目预计进程
• 图232：中巨芯产品市场应用示意图
• 图233：中巨芯主要产品、产品用途、产品应用领域及产品所处阶段
• 图234：中巨芯2021年营收结构
• 图235：中巨芯通用湿电子化学品营收及增速
• 图236：中巨芯客户群体
• 图237：中巨芯营收及增速
• 图238：中巨芯归母净利润及增速
• 图239：中巨芯毛利率及净利率情况
• 图240：半导体用靶材晶圆制造镀膜流程
• 图241：全球高纯溅射靶材市场容量规模
• 图242：溅射靶材应用结构
• 图243：全球半导体销售规模
• 图244：半导体及平板显示用靶材市场规模
• 图245：全球半导体靶材市场竞争格局
• 图246：2020年中国靶材市场竞争格局
• 图247：高纯溅射靶材生产工艺
• 图248：江丰电子2021营收结构
• 图249：江丰电子2016-2022H1营业总收入及增速
• 图250：江丰电子2016-2022H1归母净利润及增速
• 图251：江丰电子2016-2022H1销售毛利率和净利率
• 图252：江丰电子2016-2021各业务毛利率情况
• 图253：公司主要客户分布情况
• 图254：有研新材2021主营业务收入结构
• 图255：有研新材2016-2022H1营业总收入及增速
• 图256：有研新材2016-2022H1归母净利润及增速
• 图257：有研新材2016-2022H1销售毛利率及净利率
• 图258：公司靶材产品
• 图259：前驱体制造流程
• 图260：前驱体材料在CVD工艺中的应用
• 图261：前驱体材料在ALD工艺中的应用
• 图262：先进制程/3D器件结构对薄膜沉积的要求
• 图263：国际半导体技术发展蓝图
• 图264：全球前驱体市场规模
• 图265：全球存储芯片市场规模及增速
• 图266：中国存储芯片市场规模及增速
• 图267：雅克科技历史沿革
• 图268：雅克科技营业收入及同比增速
• 图269：雅克科技归母净利润及同比增速
• 图270：雅克科技毛利率及净利率
• 图271：雅克科技2021年业务构成
• 图272：半导体材料的演化
• 图273：硅和化合物半导体应用的范围
• 图274：2020年SiC、GaN电力电子器件下游应用分布
• 图275：碳化硅综合优势比较
• 图276：三类代表性半导体材料物理特性比较
• 图277：同规格碳化硅器件与硅器件对比
• 图278：2017年-2020年650V的SiCSBD价格持续下降
• 图279：2017年-2020年1200V的SiCSBD价格持续下降
• 图280：碳化硅单晶生长示意图
• 图281：HPVE生长设备
• 图282：氨热法生长示意图
• 图283：助熔剂法生长过程示意图
• 图284：GaN领域海外重点机构技术布局
• 图285：2020年上半年全球SiC衬底市场竞争格局
• 图286：碳化硅全球市场三足鼎立
• 图287：全球第三代半导体行业技术来源国分布
• 图288：中国第三代半导体专利申请数量处于领先地位
• 图289：第三代半导体材料专利申请趋势及技术来源国分布
• 图290：三安光电化合物半导体布局广泛
• 图291：三安光电营收及增速
• 图292：三安光电归母净利润及增速
• 图293：三安光电在氮化镓的应用领域
• 图294：天岳先进营业收入与同比增长状况
• 图295：露笑科技营业收入与同比增长状况
• 图296：东尼电子营业收入与同比增长状况
• 图297：重点跟踪公司估值信息（Wind一致预期）

表格目录（摘要）

• 表1：半导体材料主要细分产品及用途
• 表2：国内晶圆厂扩产规划
• 表3：2016-2022中国半导体行业相关政策
• 表4：半导体硅片分类、特性及应用领域
• 表5：12英寸硅片下游应用
• 表6：8英寸硅片下游应用
• 表7：公司主要子公司情况
• 表8：公司主营业务情况
• 表9：中国电气特气主要生产企业及电子特气产品情况
• 表10：华特气体主要气体产品
• 表11：南大光电主要气体产品
• 表12：金宏气体主要气体产品
• 表13：凯美特气募投项目
• 表14：和远气体电子特气主要投资项目
• 表15：光刻胶主要成分
• 表16：光刻胶按照下游应用分类
• 表17：IC集成度与光刻技术发展历程
• 表18：主要的光刻胶体系
• 表19：2019年中国半导体光刻胶行业企业布局情况
• 表20：徐州博康旗下汉拓光学产品梳理
• 表21：公司光刻胶产销情况
• 表22：苏州瑞红部分光刻胶产品
• 表23：2020年全球主要平板显示掩膜版企业销售金额排名
• 表24：公司掩膜板产品类型
• 表25：公司半导体产品及客户情况
• 表26：CMP抛光液主要成分及作用
• 表27：主要CMP抛光液种类及应用领域
• 表28：CMP抛光垫业务历史
• 表29：公司在CMP抛光液与功能性湿电子化学的产品及技术上均有成果与布局
• 表30：中国大陆主要湿电子化学品生产企业
• 表31：靶材分类
• 表32：江丰电子半导体芯片靶材产品
• 表33：有研亿金靶材扩产项目
• 表34：中国前驱体厂商产品进展
• 表35：雅克科技募投资金情况
• 表36：GaN单晶衬底的生长工艺
• 表37：国内SiC晶圆制造产线
• 表38：国内GaN晶圆制造产线
• 表39：2020年中国SiC产能统计
• 表40：2020年中国GaN产能统计
• 表41：三安光电核心技术服务
• 表42：重点半导体材料公司产品布局情况

投资评级

• 行业评级：强于大市（维持评级）

作者信息

• 分析师：潘霖
• SAC执业证书编号：S1110517070005
• 邮箱：panjian@tfzq.com