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全球半导体材料创历史新高,晶圆制造才是核心

2019-10-09 09:51
来源: 与非网

在整个半导体产业链中,半导体材料处于产业链上游,是整个半导体行业的重要支撑。在集成电路芯片制造过程中,每一个步骤都需要用到相应的材料,如光刻过程需要用到光刻胶、掩膜版,硅片清洗过程需要用的各种湿化学品,化学机械平坦化过程需要用的抛光液和抛光垫等,都属于半导体材料。

半导体材料是半导体行业的物质基础,材料质量的好坏决定了最终集成电路芯片质量的优劣,并影响到下游应用端的性能。因此,半导体材料在整个产业链中有着重要地位。

全球半导体材料创历史新高,晶圆制造才是核心

半导体材料行业具备产业规模大、细分行业多、技术门槛高、成本占比低四大特性:

1)产业规模大:根据 SEMI(半导体设备与材料协会)的数据统计,2016 年全球半导体材料产业的市场规模达 443 亿美金,对应 2016 年全球半导体产业规模约在 3000 亿美金左右,半导体材料市场规模占比接近 15%;

2)细分行业多: 半导体材料是半导体产业链中细分领域最多的产业链环节,其中晶圆制造材料包括硅片、光刻胶、光刻胶配套试剂、湿电子化学品、电子气体、 CMP 抛光材料、以及靶材等,芯片封装材料包括封装基板、引线框架、树脂、键合丝、锡球、以及电镀液等,同时类似湿电子化学品中又包含了酸、碱等各类试剂,细分子行业多达上百个;

3)技术门槛高:半导体材料的技术门槛一般要高于其他电子及制造领域相关材料,其具备纯度要求高、工艺复杂等特征,在研发过程中需要下游对应产线进行批量测试。同时对应芯片制造过程的不同,下游厂商对材料使用需求的不同,导致对应材料的参数也有所差异;

4)成本占比低:虽然半导体材料整体产业规模庞大,但由于细分材料子行业众多,导致了单个细分材料往往在半导体生产成本中占比较低。以靶材为例,半导体靶材在半导体材料中的占比约为 3%,对应半导体生产成本占比仅在 3‰~5‰。技术门槛高以及成本占比低导致了半导体材料国产替代的进展要远低于面板以及消费电子相关领域。

2018 年全球半导体材料销售额创历史新高

2018年全球半导体材料销售额519.4亿美元,销售额首次突破500亿美元创下历史新高。2018年全球半导体材料销售增速10.65%,也创下了自2011年以来的新高。

全球半导体材料销售额增速与半导体销售增速具有较高的一致性,2017年两者同步高速增长的原因是DRAM市场的迅猛发展,2017年DRAM实际增速高达77%。2018年受供求关系影响,存储市场增速减缓,半导体销售额及半导体材料销售额增速均下降。

半导体材料销售额占全球半导体销售额比例在2012年达到峰值,占比超过16%,近些年逐步下降,2018年占比约11%。占比下降的主要原因是2013年开始受益于存储市场的快速增长,半导体销售额增速开始回升,2013-2018年半导体销售增速一直高于半导体材料销售增速。

近年来,中国大陆半导体材料的销售额保持稳步增长。2018年大陆半导体材料销售额84.4亿美元,增速10.62%,销售额创下历史新高。

受益于国内半导体行业高景气度带动,大陆在半导体材料销售额增速方面一直领先全球增速。

受益于国内晶圆厂的大量投建,国内半导体材料的需求将加速增长。据SEMI估计,2017-2020全球将有62座新晶圆厂投产,其中26座坐落中国大陆,占总数的42%。

半导体材料属于消耗品,随着大量晶圆厂建设完成,半导体材料的消耗量将大大增加,将有力促进国内半导体材料行业的发展,国内半导体材料销售额全球占比将进一步提升。

预计2019-2021年,大陆半导体销售额分别为94.5亿美元、108.6亿美元和128亿美元,增速分别为12%、15%和17.8%。

从全球国家和地区来说,中国台湾依然是半导体材料消耗最大的地区。2018年台湾地区半导体销售额114.5亿美元,全球占比22.04%。中国大陆占比16.25%排名全球第三,略低于16.79%的韩国。

晶圆制造材料是半导体材料核心

按制造工艺不同,半导体材料可以分为晶圆制造材料和封装材料。其中,晶圆制造材料由于技术要求高,生产难度大,是半导体材料的核心。2018年晶圆制造材料全球销售额为322亿美元,占全球半导体材料销售额的62%。晶圆制造材料全球销售额增速15.83%,高于全球半导体材料销售额增速。

晶圆制造材料包含硅、掩膜版、光刻胶、电子气体、CMP抛光材料、湿化学品、溅射靶材等,其中硅的占比最高,约占整个晶圆制造材料的三分之一。

半导体材料技术壁垒高国内自给率低

半导体材料属于高技术壁垒行业,特别是晶圆制造材料,技术要求高,生产难度大。目前,半导体材料高端产品大多集中在美国、日本、德国、韩国、中国台湾等国家和地区生产商。

国内由于起步晚,技术积累不足,整体处于相对落后的状态。目前,国内半导体材料主要集中在中低端领域,高端产品基本被国外生产商垄断。如硅片,2017年全球五大硅片厂商占据了全球94%的市场份额。

近年来国内半导体材料生产商加大了研发投入,大力推进半导体材料的研发及生产,力争实现国产替代。目前在部分细分领域,已经突破国外垄断,实现规模化供货。

如CMP抛光材料的龙头企业安集科技,公司化学机械抛光液已在130-28nm技术节点实现规模化销售,主要应用于国内8英寸和12英寸主流晶圆产线;溅射靶材龙头江丰电子,16纳米技术节点实现批量供货,同时还满足了国内厂商28纳米技术节点的量产需求。

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