电子行业深度研究：晶圆制造材料深度报告行业基石一材难求-20190923-申港证券-59页.pdf

申港证券股份有限公司证券研究报告申港证券股份有限公司证券研究报告敬请参阅最后一页免责声明 证券研究报告 行业研究行业研究行业深度研究行业深度研究行业基石行业基石 一材难求一材难求 晶圆制造材料深度报告 投资摘要：投资摘要：半导体材料是半导体产业基石。半导体材料是半导体产业基石。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，材料质量的好坏影响最终集成电路芯片质量的优劣。由于其技术壁垒高，其出口政策的调整甚至能作为维护国家利益的重要手段。由于其技术壁垒高，其出口政策的调整甚至能作为维护国家利益的重要手段。国内半导体材料在部分细分领域已具备一定竞争力。国内半导体材料在部分细分领域已具备一定竞争力。国内企业由于起步晚，研发投入和积累不足，产品大多集中在中低端领域，高端产品市场主要被欧美日韩台等少数国际大公司垄断，但目前在一些细分领域，如光刻胶，电子化学品，CMP 抛光液和抛光垫方面已突破国外技术垄断，在市场占有一定的份额。半导体材料国产替代空间巨大。半导体材料国产替代空间巨大。2018 年中国大陆半导体材料销售额为84.4 亿元，同比增长 10.6%，市场份额占全球的16.25%。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。目前由于国内技术水平相对落后，半导体材料供需缺口巨大。比如光刻胶，2018 年国内需求约8.44 万吨，而本土产量仅 4.88 万吨，缺口达 3.56 万吨；2016 年国内掩膜版需求7.98 万平方米，国内产量仅 1.69 万平方米，缺口达 6.29 万平方米。半导体材料细分品种多，我们更看好光刻胶和硅片。半导体材料细分品种多，我们更看好光刻胶和硅片。我们看好光刻胶特别是 PCB 光刻胶领域的前景。原因是随着国内 5G 商用的落地，5G 基站建设将迎来高峰期，PCB 行业迎来需求爆发。5G 基站采用 Massive MIMO 技术，将 RRU 与天线一体化为 AAU，这将显著增加 PCB的使用面积。预计 PCB 的使用面积将从 4G RRU 的 0.15m2提高到 5G AAU的 0.3m2，这将带动国内 PCB 光刻胶需求的大幅增加。硅片是半导体行业最重要的材料，约占整个晶圆制造材料价值的三分之一。2018 年全球半导体硅片销售额同比增长30.65%。受益于国内晶圆厂的大量投建，以及光伏行业回暖对硅片需求的回升，国内硅片的需求量将大大增加。我们看好硅片生产商在后续的发展机遇。投资策略：投资策略：我们预计2019-2021 年大陆半导体销售额分别为 90.3 亿美元、104亿美元和 122.2 亿美元，增速分别为 7%、15.1%和 17.6%。受益于行业整体的快速成长和国产化替代进程的推进，国内半导体材料龙头企业将迎来黄金发展期。建议关注光刻胶领域龙头容大感光、强力新材及晶瑞股份、大硅片生产商中环股份、CMP 抛光垫龙头鼎龙股份以及 CMP 抛光液生产商安集科技。风险提示：风险提示：行业发展不及预期，研发进度不及预期，下游需求放缓风险。行业重点公司跟踪行业重点公司跟踪 证券证券 EPS(元元)PE PB 投资投资 简称简称 2018A 2019E 2020E 2018A 2019E 2020E 评级评级 强力新材 0.54 0.61 0.72 25.0 22.1 18.8 4.3 买入 晶瑞股份 0.33 0.38 0.51 60.6 52.6 39.2 5.9 买入 容大感光 0.35 0.39 0.49 71.4 64.1 51.0 6.7 买入 鼎龙股份 0.31 0.38 0.51 33.9 27.6 20.6 2.7 买入 安集科技 1.13 1.25 1.51 -110.4 91.4 15.9 增持 江丰电子 0.27 0.30 0.36 159.2 143.3 119.4 15.1 增持 中环股份 0.23 0.38 0.62 52.2 31.6 19.3 2.6 买入 资料来源：公司财报、申港证券研究所 评级评级 增持（维持）增持（维持）2019 年 09 月 23 日 曹旭特 分析师 SAC 执业证书编号：S1660519040001 行业基本资料行业基本资料 股票家数 248 行业平均市盈率 76.47 市场平均市盈率 17.51 行业表现走势图行业表现走势图 资料来源：申港证券研究所 相关报告相关报告 1、电子行业研究周报：长鑫存储内存芯片投产 国内存储迎突破2019-09-22 2、电子行业研究周报：半导体行业企稳回升 5G 助力新发展2019-09-16 3、电子行业研究周报：从大基金入股精测电子看封测行业2019-09-09-32%-16%0%16%32%48%2018-092018-122019-032019-062019-09电子沪深3002 2 6 6 2 2 8 4/4 3 3 4 8/2 0 1 9 0 9 2 6 1 5:4 7电子行业深度研究 敬请参阅最后一页免责声明 2/59 证券研究报告 内容目录内容目录 1.半导体材料：半导体产业基石半导体材料：半导体产业基石.8 1.1 半导体材料是半导体产业链重要支撑.8 1.2 2018 年全球半导体材料销售额创历史新高.8 1.3 晶圆制造材料是半导体材料核心.12 1.4 半导体材料技术壁垒高 国内自给率低.12 2.半导体材料：品种多半导体材料：品种多 技术壁垒高技术壁垒高.13 2.1 半导体材料-硅.13 2.1.1 硅是最重要的半导体材料.13 2.1.2 单晶硅生产.15 2.1.3 大直径是硅片未来发展方向.16 2.1.4 硅片市场情况.17 2.2 光刻胶.19 2.2.1 光刻原理.19 2.2.2 光刻胶分类.19 2.2.3 光刻胶技术壁垒.20 2.2.4 光刻胶市场情况.21 2.3 掩膜版.25 2.3.1 掩膜版结构.26 2.3.2 掩模版缺陷及保护膜.26 2.3.3 掩膜版市场情况.27 2.4 电子气体.29 2.4.1 电子气体分类.29 2.4.2 电子气体技术壁垒.30 2.4.3 电子气体应用.30 2.4.4 电子气体市场情况.31 2.5 湿化学品.32 2.5.1 湿化学品分类.33 2.5.2 典型湿化学品制备.33 2.5.3 湿化学品市场情况.35 2.6 溅射靶材.37 2.6.1 靶材分类.38 2.6.2 靶材制备方法.39 2.6.3 靶材技术发展趋势.39 2.6.4 靶材市场情况.40 2.7 CMP 抛光材料.41 2.7.1 抛光液.42 2.7.2 抛光垫.43 2.7.3 CMP 抛光材料市场情况.43 3.国内半导体材料龙头企业国内半导体材料龙头企业.44 3.1 上海新昇半导体.44 3.2 中环股份.45 3.3 强力新材.46 3.4 容大感光.47 2 2 6 6 2 2 8 4/4 3 3 4 8/2 0 1 9 0 9 2 6 1 5:4 7电子行业深度研究 敬请参阅最后一页免责声明 3/59 证券研究报告 3.5 晶瑞股份.48 3.6 北京科华.49 3.7 清溢光电.49 3.8 路维光电.50 3.9 华特股份.51 3.10 雅克科技.52 3.11 中船重工 718 所.53 3.12 江化微.53 3.13 江丰电子.54 3.14 安集科技.55 3.15 鼎龙股份.56 图表目录图表目录 图图 1：半导体产业链半导体产业链.8 图图 2：全球半导体材料销售额及增速全球半导体材料销售额及增速.8 图图 3：全球半导体销售额增速与半导体材料销售额增速对比全球半导体销售额增速与半导体材料销售额增速对比.9 图图 4：半导体材料销售额占半导体销售额比例半导体材料销售额占半导体销售额比例.9 图图 5：中国大陆半导体材料销售额及增速中国大陆半导体材料销售额及增速.10 图图 6：国内半导体材料销售额增速与全球增速比较国内半导体材料销售额增速与全球增速比较.10 图图 7：全球规划晶圆厂投建分布全球规划晶圆厂投建分布.11 图图 8：大陆半导体材料销售额全球占比大陆半导体材料销售额全球占比.11 图图 9：2018年各地区半导体材料销售占比年各地区半导体材料销售占比.11 图图 10：晶圆制造材料全球销售额及增速晶圆制造材料全球销售额及增速.12 图图 11：晶圆制造材料细分占晶圆制造材料细分占比比.12 图图 12：硅片上的芯片硅片上的芯片.14 图图 13：多晶和单晶结构示意图多晶和单晶结构示意图.14 图图 14：硅片制造流程硅片制造流程.15 图图 15：CZ 拉单晶炉拉单晶炉.15 图图 16：区熔法晶体生长区熔法晶体生长.16 图图 17：不同尺寸硅片比较不同尺寸硅片比较.16 图图 18：12英寸硅片市场占比情况英寸硅片市场占比情况.17 图图 19：2018全球半导体硅片全球半导体硅片产能情况产能情况.17 图图 20：全球半导体硅片出货面积全球半导体硅片出货面积.18 图图 21：光刻过程示意图光刻过程示意图.19 图图 22：全球光刻胶企业市场占比全球光刻胶企业市场占比.21 图图 23：全球半导体光刻胶市场规模及预测全球半导体光刻胶市场规模及预测.22 图图 24：国内光刻胶产品国内光刻胶产品情况情况.22 图图 25：中国光刻胶市场规模及增速中国光刻胶市场规模及增速.23 图图 26：中国光刻胶需求量及增速中国光刻胶需求量及增速.23 图图 27：国内光刻胶产量及本土产量情况国内光刻胶产量及本土产量情况.24 图图 28：掩膜版工作原理掩膜版工作原理.25 图图 29：掩膜版结构图掩膜版结构图.26 图图 30：掩膜版保护功能示意图掩膜版保护功能示意图.27 图图 31：全球掩膜版生产商市场占比全球掩膜版生产商市场占比.27 图图 32：国内光掩膜版市场规模国内光掩膜版市场规模.28 2 2 6 6 2 2 8 4/4 3 3 4 8/2 0 1 9 0 9 2 6 1 5:4 7电子行业深度研究 敬请参阅最后一页免责声明 4/59 证券研究报告 图图 33：国内光掩膜版供需情况国内光掩膜版供需情况.28 图图 34：中国区掩膜版需求全球占比中国区掩膜版需求全球占比.29 图图 35：全球集成电路用电子气体市场规模全球集成电路用电子气体市场规模.32 图图 36：全球电子气体生产商市占率全球电子气体生产商市占率.32 图图 37：湿化学品应用领域湿化学品应用领域.33 图图 38：电子级硝酸制备过程电子级硝酸制备过程.34 图图 39：电子级氢氟酸生产过程电子级氢氟酸生产过程.34 图图 40：电子级氨水制备流程电子级氨水制备流程.35 图图 41：2018年全球湿化学品市场格局年全球湿化学品市场格局.35 图图 42：国内湿电子化学品市场规模情况国内湿电子化学品市场规模情况.36 图图 43：国内湿电子化学品生产量及增速国内湿电子化学品生产量及增速.36 图图 44：国内湿电子化学品分国内湿电子化学品分类市场需求情况类市场需求情况.37 图图 45：溅射过程示意图溅射过程示意图.38 图图 46：全球高纯溅射靶材市场规模及增速全球高纯溅射靶材市场规模及增速.40 图图 47：溅射靶材全球主要生产商溅射靶材全球主要生产商.40 图图 48：国内高纯靶材细分市场情况国内高纯靶材细分市场情况.41 图图 49：CMP 工作原理工作原理.42 图图 50：CMP 材料细分市场占比材料细分市场占比.42 图图 51：CMP 抛光垫抛光垫.43 图图 52：全球全球 CMP抛光液及抛光垫市场规模抛光液及抛光垫市场规模.44 图图 53：中环股份营收情况中环股份营收情况.46 图图 54：中环股份净利润情况中环股份净利润情况.46 图图 55：强力新材营业收入情况强力新材营业收入情况.47 图图 56：强力新材净利润情况强力新材净利润情况.47 图图 57：容大感光营业收入情况容大感光营业收入情况.48 图图 58：容大感光净利润情况容大感光净利润情况.48 图图 59：晶瑞股份营业收入情况晶瑞股份营业收入情况.49 图图 60：晶瑞股份净利润情况晶瑞股份净利润情况.49 图图 61：清溢光电营业收入情况清溢光电营业收入情况.50 图图 62：清溢光电净利润情况清溢光电净利润情况.50 图图 63：华特股份营业收入情况华特股份营业收入情况.52 图图 64：华特股份净利润情况华特股份净利润情况.52 图图 65：雅克科技营业收入情况雅克科技营业收入情况.53 图图 66：雅克科技净利润情况雅克科技净利润情况.53 图图 67：江化微营业收入情况江化微营业收入情况.54 图图 68：江化微净利润情况江化微净利润情况.54 图图 69：江丰电子营业收入情况江丰电子营业收入情况.55 图图 70：江丰电子净利润情况江丰电子净利润情况.55 图图 71：安集科技营业收入情况安集科技营业收入情况.56 图图 72：安集科技归母净利润情况安集科技归母净利润情况.56 图图 73：鼎龙股份营业收入情况鼎龙股份营业收入情况.57 图图 74：鼎龙股份净利润情况鼎龙股份净利润情况.57 表表 1：全球及中国半导体材料情况统计全球及中国半导体材料情况统计.7 表表 2：晶圆制造材料细分领域龙头企业晶圆制造材料细分领域龙头企业.13 表表 3：中国中国 8/12英寸大硅片产能规划及布局情况英寸大硅片产能规划及布局情况.18 2 2 6 6 2 2 8 4/4 3 3 4 8/2 0 1 9 0 9 2 6 1 5:4 7电子行业深度研究 敬请参阅最后一页免责声明 5/59 证券研究报告 表表 4：正胶和负正胶和负胶及其特点胶及其特点.20 表表 5：按应用领域光刻胶分类按应用领域光刻胶分类.20 表表 6：光刻胶组成成分及功能光刻胶组成成分及功能.20 表表 7：光刻胶主要技术参数光刻胶主要技术参数.21 表表 8：国内光刻胶情况国内光刻胶情况.24 表表 9：气体等级分类及应用气体等级分类及应用.29 表表 10：按半导体制造工艺不同气体分类按半导体制造工艺不同气体分类.30 表表 11：按应用领域湿化学品分类按应用领域湿化学品分类.33 表表 12：湿化学品湿化学品 SEMI 标准标准.33 表表 13：溅射靶材分类溅射靶材分类.38 表表 14：溅射靶材按应用领域分类溅射靶材按应用领域分类.38 表表 15：抛光液组成成分及功能抛光液组成成分及功能.42 2 2 6 6 2 2 8 4/4 3 3 4 8/2 0 1 9 0 9 2 6 1 5:4 7电子行业深度研究 敬请参阅最后一页免责声明 6/59 证券研究报告 核心观点核心观点 就有关二战韩国前劳工索赔权的问题，日本和韩国未能达成一致，从而引发两国之间的贸易战。日本经济产业省宣布，自 7 月 4 日起，日本将限制对韩国出口包括“氟聚酰亚胺”、“光刻胶”和“高纯度氟化氢”3 种半导体及 OLED 材料。从日韩贸易战可以看出，半导体材料有着极其重要的地位半导体材料有着极其重要的地位，关键时刻能作为维护国家利益的重要手段。半导体材料处于半导体产业链的上游，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。因此，半导体材料在整个产业链中有着重要地位，是整个半导体产业链的重要支撑。从市场规模看，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，销售额增速 10.65%，也创下了自 2011 年以来的新高。目前DRAM 市场供过于求使得 2019 年 DRAM 的价格暴跌 42.1%，主流厂商采取减产来缓解市场库存压力。同时受中美贸易战以及日韩贸易战的影响，预计今年半导体材料的增速将放缓。明年随着 DRAM 市场的恢复以及 5G 带来的需求增加，半导体市场恢复增长。我们预计 2019-2021 年，全球半导体材料销售额分别为 540.2 亿美元、602.3 亿美元和 674.6 亿美元，增速分别为 4%、11.5%和 12%。2018 年大陆半导体材料销售额 84.4 亿美元，增速 10.62%，销售额同样创下历史新高。中国大陆目前正在承接全球半导体产业第三次转移，国内半导体具有高景气度。受益于国内晶圆厂的大量投建，受益于国内晶圆厂的大量投建，以及以及 5G 商用落地后带来的需求增量，商用落地后带来的需求增量，国内半国内半导体材料的需求将加速增长。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半导体材料属于消耗品，国内晶圆厂数量的增加，将带动半导体材料需求的增长。我们预计我们预计 2019-2021 年，大陆半年，大陆半导体导体材料材料销售额分别为销售额分别为 90.3 亿美元、亿美元、104亿美元和亿美元和 122.2亿美元，增速分别为亿美元，增速分别为 7%、15.1%和和 17.6%。半导体材料国产替代空间巨大。半导体材料国产替代空间巨大。半导体材料属于高技术壁垒行业，国内由于起步晚，整体相对落后，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。但在一些细分领域，国内已有企业突破国外技术垄断，在市场占有一定的份额。光刻胶光刻胶：北京科华目前 KrF（248nm）光刻胶目前已经通过中芯国际认证，ArF（193nm）光刻胶正在积极研发中；晶瑞股份子公司苏州瑞红 i 线光刻胶已向中芯国际、扬杰科技、福顺微电子等客户供货，KrF（248nm）光刻胶完成中试，产品分辨率达到了 0.250.13m 的技术要求，建成了中试示范线。硅片硅片：中环股份电力电子器件用半导体区熔单晶硅片综合实力全球第三，国外市场占有率超过 18%，国内市场占有率超过 80%；光伏单晶研发水平全球领先，单晶硅片产能约为 30GW，市占率约为 30%。CMP抛光液抛光液：安集科技 CMP 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；14nm 技术节点产品已进入客户认证阶段，10-7nm 技术节点产品正在研发中。CMP 抛光垫抛光垫：鼎龙股份 8 英寸抛光垫已经获得国内晶圆厂华虹半导体和士兰微的认证并且取得订单，12 英寸抛光垫已经获得中芯国际的认证。2019 年上半年已经获得第一张 12 英寸抛光垫订单，下半年预计将是 12 寸客户订单的收获期。2 2 6 6 2 2 8 4/4 3 3 4 8/2 0 1 9 0 9 2 6 1 5:4 7电子行业深度研究 敬请参阅最后一页免责声明 7/59 证券研究报告 半导体材料细分品种多，我们看好光刻胶领域标的公司未来的发展我们看好光刻胶领域标的公司未来的发展，特别是，特别是 PCB光刻胶领域的前景光刻胶领域的前景。原因是随着国内 5G 商用的落地，5G 基站建设将迎来高峰期，PCB 行业将迎来需求爆发。5G 基站采用 Massive MIMO 技术，将 RRU 与天线一体化为 AAU，这将显著增加 PCB 的使用面积。预计 PCB 的使用面积将从 4G RRU的 0.15m2提高到 5G AAU 的 0.3m2，这将带动国内 PCB 光刻胶需求的大幅增加。硅片是半导体行业最重要的材料，约占整个晶圆制造材料价值的三分之一。2018年全球半导体硅片销售金额为 113.8 亿美元，同比 2017 年增长 30.65%。受益于国内晶圆厂的大量投建，以及光伏行业回暖对硅片需求的回升，国内硅片的需求量将大大增加。我们看好硅片生产商在后续的发展机遇。我们看好硅片生产商在后续的发展机遇。我们建议关注半导体材料各细分领域龙头企业。推荐关注光刻胶领域龙头容大感光容大感光、强力新材强力新材及晶瑞股份及晶瑞股份、大硅片生产商中环股份中环股份、CMP抛光垫龙头鼎龙股份以及 CMP抛光液生产商安集科技。表表1：全球及中国半导体材料情况统计全球及中国半导体材料情况统计 2018 全球销全球销售额售额（亿美元）（亿美元）2018 销售销售额增速额增速 2019预预计增速计增速 2018中中国销售额国销售额 2018销销售额增速售额增速 2019预计预计增速增速 2018产量产量 2018 产产量增速量增速 2019产产量增速量增速 供求缺口供求缺口2018 半导体材料整体 519.4 10.65%4.0%84.4 亿美元 10.62%7.0%-硅片 121.2 31.03%3.2%9.96 亿美元 约 45%12.5%光刻胶及辅助材料 39.6 6.74%2.8%62.3 亿元 6.13%5.2%4.88万吨 10.66%12.56%3.56 万吨 掩膜版 40.4 7.73%4.8%电子气体 42.7 10.34%4.2%121.56 亿元 11.20%9.2%湿化学品 16.1 6.62%5.6%79.62 亿元 4.09%3.1%49.5万吨 10.24%12%41.01 万吨 溅射靶材 8.0 6.67%4.3%21.31 亿元 20%6.5%CMP 抛光液 12.7 5.83%3.1%14.94 亿元 10.18%12.6%0.75万吨 63.04%46.30%4.49 万吨 CMP 抛光垫 7.4 5.71%3.1%资料来源：SEMI，互联网整理，申港证券研究所 注：湿化学品全球数据只统计晶圆制造材料，国内则是把平板、太阳能等其他领域都统计入内 2 2 6 6 2 2 8 4/4 3 3 4 8/2 0 1 9 0 9 2 6 1 5:4 7电子行业深度研究 敬请参阅最后一页免责声明 8/59 证券研究报告 1.半导体材料：半导体产业基石半导体材料：半导体产业基石 1.1 半导体材料是半导体产业链重要支撑半导体材料是半导体产业链重要支撑 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。图图1：半导体产业链半导体产业链 资料来源：wind，申港证券研究所 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。1.2 2018 年年全球半导体材料销售额创历史新高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。图图2：全球半导体材料销售额及增速全球半导体材料销售额及增速 资料来源：wind，申港证券研究所 半导体中游半导体中游半导体下游半导体下游半导体上游半导体上游半导体材料半导体材料半导体设备半导体设备设计设计制造制造封测封测消费电子消费电子PCPC通信通信.44.8447.8447.1143.0544.0443.2942.8246.9451.9427.17%6.69%-1.53%-8.62%2.30%-1.70%-1.09%9.62%10.65%-15.00%-10.00%-5.00%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%0102030405060201020112012201320142015201620172018全球半导体材料销售额（十亿美元）增速2 2 6 6 2 2 8 4/4 3 3 4 8/2 0 1 9 0 9 2 6 1 5:4 7电子行业深度研究 敬请参阅最后一页免责声明 9/59 证券研究报告 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。图图3：全球半导体销售额增速与半导体材料销售额增速对比全球半导体销售额增速与半导体材料销售额增速对比 资料来源：wind，申港证券研究所 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。图图4：半导体材料销售额占半导体销售额比例半导体材料销售额占半导体销售额比例 资料来源：wind，申港证券研究所 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。-15.00%-10.00%-5.00%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%201020112012201320142015201620172018全球半导体销售额增速全球半导体材料销售额增速0.00%2.00%4.00%6.00%8.00%10.00%12.00%14.00%16.00%18.00%201020112012201320142015201620172018半导体材料销售额占全球半导体销售额比例2 2 6 6 2 2 8 4/4 3 3 4 8/2 0 1 9 0 9 2 6 1 5:4 7电子行业深度研究 敬请参阅最后一页免责声明 10/59 证券研究报告 图图5：中国大陆半导体材料销售额及增速中国大陆半导体材料销售额及增速 资料来源：wind，申港证券研究所 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。图图6：国内半导体材料销售额增速与全球增速比较国内半导体材料销售额增速与全球增速比较 资料来源：wind，申港证券研究所 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。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。我们预计 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%。4.314.875.075.666.016.086.87.638.4431.80%12.99%4.11%11.64%6.18%1.16%11.84%12.21%10.62%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%0123456789201020112012201320142015201620172018中国大陆半导体材料销售额（十亿美元）增速-15.00%-10.00%-5.00%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%201020112012201320142015201620172018全球半导体材料销售额增速国内半导体材料销售额增速2 2 6 6 2 2 8 4/4 3 3 4 8/2 0 1 9 0 9 2 6 1 5:4 7电子行业深度研究 敬请参阅最后一页免责声明 11/59 证券研究报告 图图7：全球全球规划规划晶圆厂投建分布晶圆厂投建分布 资料来源：SEMI，申港证券研究所 图图8：大陆半导体材料销售额全球占比大陆半导体材料销售额全球占比 资料来源：wind，申港证券研究所 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。图图9：2018 年各地区半导体材料销售占比年各地区半导体材料销售占比 资料来源：wind，申港证券研究所 6531112133100216112201114221002468101214中国大陆美国中国台湾东南亚欧洲日本韩国2017E2018E2019E2020E9.61%10.18%10.76%13.15%13.65%14.04%15.88%16.25%16.25%0.00%2.00%4.00%6.00%8.00%10.00%12.00%14.00%16.00%18.00%201020112012201320142015201620172018大陆半导体材料销售额全球占比台湾,22.04%韩国,16.79%中国,16.25%日本,14.81%北美,10.80%欧洲,7.35%其他,11.96%2 2 6 6 2 2 8 4/4 3 3 4 8/2 0 1 9 0 9 2 6 1 5:4 7电子行业深度研究 敬请参阅最后一页免责声明 12/59 证券研究报告 1.3 晶圆制造材料是半导体材料核心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。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。图图10：晶圆制造材料全球销售额及增速晶圆制造材料全球销售额及增速 资料来源：wind，申港证券研究所 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。图图11：晶圆制造材料细分占比晶圆制造材料细分占比 资料来源：SEMI，申港证券研究所 1.4 半导体材料技术壁垒高半导体材料技术壁垒高 国内自给率低国内自给率低 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。23.0524.2223.4422.7624.22424.727.832.229.86%5.08%-3.22%-2.90%6.33%-0.83%2.92%12.55%15.83%-5.00%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%05101520253035201020112012201320142015201620172018晶圆制造材料全球销售额（十亿美元）增速其他,15%靶材,3%化学试剂,4%光刻胶,5%光刻胶配套试剂,6%CMP材料,7%电子气体,14%掩模版,14%硅片,32%2 2 6 6 2 2 8 4/4 3 3 4 8/2 0 1 9 0 9 2 6 1 5:4 7电子行业深度研究 敬请参阅最后一页免责声明 13/59 证券研究报告 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。表表2：晶圆制造材料晶圆制造材料细分领域龙头企业细分领域龙头企业 材料名称材料名称 国内龙头企业国内龙头企业 国际龙头国际龙头 硅片 上海新昇、中环股份、有研半导体 日本信越、日本胜高、台湾环球晶圆、德国 Silitronic、韩国SK Siltron 等 光刻胶 北京科华、苏州瑞红 日本 JSR、日本信越化学、日本东京应化、日本富士电子、美国陶氏化学等 掩膜版 路维光电、清溢光电、中芯国际 日本 TOPAN、日本大印刷、美国Photronics、日 本 豪 雅HOYA、日本 SK 电子等 电子气体 中船重工 718 所、雅克科技、中昊光明化工研究设计院、北京绿菱气体科技有限公司 美国空气化工、美国普莱克斯、德国林德集团、法国液化空气、日本大阳日酸株式会社等 湿化学品 江化微、晶瑞股份 德国巴斯夫、美国霍尼韦尔、德国的 E.Merck 公司、美国的Ashland 公司、日本住友化学、日本三菱化学、日本东京应化等 溅射靶材 江丰电子、有研新材、阿石创、隆华节能 日本日矿金属、美国霍尼韦尔、日本东曹、美国普莱克斯、日本住友化学、日本爱发科、日本三井矿业等 CMP 抛光材料 安集科技、鼎龙股份 美国陶氏化学、美国卡博特、美国杜邦、日本 Fujimi、韩国ACE 等 资料来源：互联网，申港证券研究所整理 2.半导体半导体材料：材料：品种多品种多 技术壁垒高技术壁垒高 2.1 半导体半导体材料材料-硅硅 2.1.1 硅是最重要的半导体材料硅是最重要的半导体材料 硅是半导体行业中最重要的材料，约占整个晶圆制造材料价值的三分之一。目前，90%以上的集成电路芯片是用硅片作为衬底制造出来的。整个半导体产业就是建立在硅材料之上的。硅片质量对半导体制造至关重要。硅片质量对半导体制造至关重要。在硅片上制造的芯片最终质量与采用硅片的质量有直接关系。如果原始硅片上游缺陷，那么最终芯片上也肯定存在缺陷。2 2 6 6 2 2 8 4/4 3 3 4 8/2 0 1 9 0 9 2 6 1 5:4 7电子行业深度研究 敬请参阅最后一页免责声明 14/59 证券研究报告 图图12：硅片上的芯片硅片上的芯片 资料来源：百度图片，申港证券研究所 按晶胞排列是否规律，硅可分为单晶硅和多晶硅硅可分为单晶硅和多晶硅。单晶硅晶胞在三维方向上整齐重复排列，而多晶硅晶胞则呈不规律排列。单晶硅在力学性质、电学性质等方面，都优于多晶硅。集成电路制造过程中使用的硅片都是单晶硅，因为晶胞重复的单晶结构能够提供制作工艺和器件特性所要求的电学和机械性质。图图13：多晶和单晶结构示意图多晶和单晶结构示意图 资料来源：半导体制造技术，申港证券研究所 硅片的制备从晶体生长开始，形成单晶锭后经过修整和磨削再切片，再经过边缘打磨、精研、抛光等步骤后，最后检查得到的硅片是否合格。2 2 6 6 2 2 8 4/4 3 3 4 8/2 0 1 9 0 9 2 6 1 5:4 7电子行业深度研究 敬请参阅最后一页免责声明 15/59 证券研究报告 图图14：硅片制造流程硅片制造流程 资料来源：半导体制造技术，申港证券研究所 2.1.2 单晶硅生产单晶硅生产 单晶生长分为直拉（单晶生长分为直拉（CZ）法和区熔（）法和区熔（FZ）法）法，直拉法是目前主流的生长方法，占据 90%市场。直拉法：工艺成熟，更容易生长大直径单晶硅，生长出的单晶硅大多用于集成电路元件。区熔法：由于熔体不与容器接触，不易污染，因此生长出的单晶硅纯度较高，主要用于功率半导体。但区熔法较难生长出大直径单晶硅，一般仅用于 8 寸或以下直径工艺。图图15：CZ 拉单晶炉拉单晶炉 资料来源：Introduction to semiconductor technology，申港证券研究所 2 2 6 6 2 2 8 4/4 3 3 4 8/2 0 1 9 0 9 2 6 1 5:4 7电子行业深度研究 敬请参阅最后一页免责声明 16/59 证券研究报告 图图16：区熔法晶体生长区熔法晶体生长 资料来源：Introduction to semiconductor technology，申港证券研究所 2.1.3