43705/06
摘要：外圍幺蛾子事件不斷，半導(dǎo)體處于風(fēng)口中。本文深度剖析了半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)鏈情況以及半導(dǎo)體晶圓制造材料、封裝材料情況，文末梳理了半導(dǎo)體材料核心公司。預(yù)計閱讀時長3分鐘。“擰巴”，這就是外圍對待我國半導(dǎo)體的態(tài)度！今年年初阿美的小弟阿荷曾經(jīng)傲氣十足，說不會輕易接受阿美對中出口芯片制造技術(shù)的新限制，不出2月，就亦驅(qū)亦步了。最近，阿德也有小動作了，證券時報稱阿德擬限制部分半導(dǎo)體材料對華出口。然而，阿美半導(dǎo)體協(xié)會總裁又發(fā)聲：“中國是我們最大的市場，我們不能缺席。”半導(dǎo)體作為關(guān)鍵領(lǐng)域，備受矚目，在風(fēng)起云涌的國際局勢中，也多次處于風(fēng)口中。我們今天一起了解下半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，重點(diǎn)分析下半導(dǎo)體材料情況，半導(dǎo)體材料處于產(chǎn)業(yè)鏈的哪個環(huán)節(jié)？國產(chǎn)化情況如何？有哪些核心的上市公司？
1、半導(dǎo)體材料—半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈基石 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈包括上游支撐產(chǎn)業(yè)、中游半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)以及下游應(yīng)用領(lǐng)域。① 上游：半導(dǎo)體材料、設(shè)備等；② 中游：主要是IC設(shè)計、制造、封測；③ 下游：消費(fèi)電子、汽車電子、人工智能、工業(yè)等具體應(yīng)用領(lǐng)域。
資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，五礦證券研究所半導(dǎo)體材料是整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基石，貫穿整個半導(dǎo)體生產(chǎn)的流程。按照代際不同，半導(dǎo)體材料可以分為第一代、第二代和第三代。① 第一代半導(dǎo)體材料：指硅（Si）、鍺元素（Ge）半導(dǎo)體材料，主要用于制造集成電路，其他領(lǐng)域如手機(jī)、電腦、新能源、光伏等產(chǎn)業(yè)也有廣泛應(yīng)用。② 第二代半導(dǎo)體材料：主要是指化合物半導(dǎo)體材料，如砷化鎵（GaAs）、銻化銦（InSb），另外還有三元化合物半導(dǎo)體、固溶體半導(dǎo)體、玻璃半導(dǎo)體、有機(jī)半導(dǎo)體等，廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通訊、移動通訊、光通信和GPS導(dǎo)航等領(lǐng)域。③ 第三代半導(dǎo)體材料：主要以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、氧化鋅（ZnO）、金剛石、氮化鋁（AlN）為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料。主要應(yīng)用于半導(dǎo)體照明、電力電子器件、激光器和探測器等。與第一、二代相比，性能更適合用于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件。整體而言，目前全球半導(dǎo)體依然以硅材料為主，目前95%以上的半導(dǎo)體器件和 99%以上的集成電路都是由硅材料制作。按照工藝不同，半導(dǎo)體材料主要分為晶圓制造材料和封裝材料。① 晶圓制造材料：包括硅片、特種氣體、掩膜版、光刻膠及配套材料、濕電子化學(xué)品、靶材、CMP 拋光液&拋光墊等；② 晶圓封裝材料：主要包括封裝基板、引線框架、鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、芯片粘接材料等。
接下來，我們詳細(xì)分析下每個細(xì)分材料的作用和行業(yè)格局。 2、半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化水平低，自主可控迫在眉睫 （1）硅片硅片是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣的半導(dǎo)體材料，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中，硅片是半導(dǎo)體器件的主要載體，集成電路大廈之地基。應(yīng)用最廣的三類硅片是拋光片、外延片以及 SOI 硅片。
（2）掩膜版掩膜版用于光刻工藝底板，是微電子制造過程中的圖形轉(zhuǎn)移母版，是半導(dǎo)體行業(yè)生產(chǎn)制造過程中重要的關(guān)鍵材料。
掩膜版集中度高，美國、日韓掩膜版廠商處于領(lǐng)先地位，壟斷全球市場，國內(nèi)光掩膜廠商與先進(jìn)企業(yè)相比有較大差別，正在加速追趕中。（3）特種氣體特種氣體可用作薄膜沉積、刻蝕、鈍化、清洗工藝中，對純度和質(zhì)量穩(wěn)定性要求較高，是半導(dǎo)體制造的“血液”。中國電子特氣市場被被國外氣體巨頭壟斷，主要集中德、法、美、日等國，國產(chǎn)化率低，受國外廠商制約。（4）光刻膠主要作用是將掩膜版上的圖案轉(zhuǎn)移到硅片上，是集成電路制造的紐帶，主要由成膜劑、光敏劑、溶劑和添加劑等成分組成。
資料來源：五礦證券研究所光刻膠產(chǎn)業(yè)從歐美轉(zhuǎn)向日本，核心市場被國外占據(jù)，國內(nèi)廠商起步較晚，目前高端光刻膠主要依賴進(jìn)口。（5）靶材靶材用于薄膜沉積，物理氣相沉積（PVD）分為濺射法和蒸鍍法，被沉積的材料稱為靶材，是PVD沉積的核心材料。
數(shù)據(jù)來源：國信證券研究所靶材市場主要被全球巨頭壟斷，美日頭部靶材企業(yè)占據(jù)了全球市場的80%左右，國內(nèi)企業(yè)處于國產(chǎn)替代初期，頭部廠商成長快速。（6）濕電子化學(xué)品在集成電路中的應(yīng)用主要為刻蝕和清洗等，包括硅片、晶圓制造、光罩制作以及封裝工藝等。供應(yīng)商格局方面，全球主要廠商在歐美和日本，國產(chǎn)化率最低。
（7）CMP拋光材料是晶圓制造的關(guān)鍵步驟，用于實(shí)現(xiàn)晶圓表面平坦化。CMP上游為拋光材料，主要包括拋光墊、拋光液、鉆石碟、清洗液等，中游為晶圓制備。
拋光墊全球市場集中度高，主要被陶氏化學(xué)占據(jù)，占全球79%的市場份額，美日5大廠商占據(jù)91%的份額，國產(chǎn)拋光墊目前專利技術(shù)仍積累較淺，整體的國產(chǎn)化率低。（8）封裝基板：封裝領(lǐng)域第一大材料，是芯片封裝中不可或缺的材料，用于保護(hù)、支撐芯片及建立芯片與 PCB 間的連接，起到“承上啟下”作用。目前全球封裝基板廠商主要分布在日本、韓國和中國臺灣，中國大陸廠商積極擴(kuò)產(chǎn)ABF載板。
（9）引線框架引線框架是一種集成電路芯片載體，主要作用包括穩(wěn)固芯片、傳導(dǎo)信號、傳輸熱量等。根據(jù)生產(chǎn)工藝不同，引線框架分為沖壓型和蝕刻型兩種。
市場格局方面，目前由日本和中國臺灣廠商占據(jù)主導(dǎo)地位，中國大陸康強(qiáng)電子排名第8，占比4%，也是唯一進(jìn)入全球前10的中國大陸廠商。國內(nèi)廠商主要是以生產(chǎn)沖壓引線框架為主，高端刻蝕引線框架主要從日韓等進(jìn)口，自給率較低。（10）鍵合絲用于連接芯片和引線框架，根據(jù)材質(zhì)不同，分為非合金絲和合金絲。
數(shù)據(jù)來源：新材料在線中國鍵合絲市場仍主要被德國、韓國、日本廠商占據(jù)，本土廠商產(chǎn)品相對單一或低端。（11）陶瓷基板是一種新興散熱材料，具有優(yōu)良電絕緣性能，高導(dǎo)熱特性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于金屬基板，更適合功率電子產(chǎn)品封裝。
資料來源：Ferrotec，五礦證券研究所全球主要廠商中，根據(jù) market insights reports 數(shù)據(jù)，京瓷+村田+西鐵城合計占比50%。（12）芯片粘接材料主要作用是連接芯片與底座或封裝基板，性能機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)電導(dǎo)熱、可操作性強(qiáng)。主要包括括芯片粘接膠水（DAP）、非導(dǎo)電芯片粘接?。―AF）以及導(dǎo)電芯片粘接薄膜（CDAF）等，按照技術(shù)門檻排序，CDAF>DAF>DAP。
市場中，德國日本廠商占據(jù)主導(dǎo)地位，尤其是CDAF，直接被德國漢高全面壟斷，占比100%。 2、半導(dǎo)體材料廠商梳理 （1）硅片滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微、中環(huán)股份、中欣晶圓、奕斯偉。（2）電子特氣華特氣體、金宏氣體、昊華科技、綠菱氣體、派瑞特氣、和遠(yuǎn)氣體、雅克科技、南大光電、久策氣體。（3）掩膜版自行配套工廠：中芯國際、華潤微；獨(dú)立第三方：路維光電、清溢光電、中微掩模。（4）光刻膠彤程新材、南大光電、晶瑞電材、上海新陽、華懋科技。（5）光刻膠配套材料安集科技、上海新陽（6）濕電子化學(xué)品江化微、晶瑞電材、上海新陽、安集科技、格林達(dá)、飛凱材料、新宙邦、中巨芯、興福電子、潤瑪股份。（7）CMP材料鼎龍股份 、安集科技、鼎龍匯達(dá)。（8）靶材江豐電子、有研新材。（9）封裝基板興森科技、深南電路、珠海越亞、奧特斯。（10）引線框架康強(qiáng)電子、華洋科技、新恒匯、立德半導(dǎo)體、芯恒創(chuàng)半導(dǎo)體、華龍電子、永紅科技、豐江微電子、華晶利達(dá)、晶恒精密、金灣電子、三鑫電子、東田電子 。（11）鍵合絲一諾電子、萬生合金、達(dá)博有色、銘灃科技、康強(qiáng)電子。（12）陶瓷基板富樂華（13）芯片粘接材料永固科技、德邦科技、本諾電子。（14）包裝材料凱華材料、飛凱材料、華海誠科、北京科化、衡所華威、長春封塑料、盛遠(yuǎn)達(dá)。
1、半導(dǎo)體材料—半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈基石 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈包括上游支撐產(chǎn)業(yè)、中游半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)以及下游應(yīng)用領(lǐng)域。① 上游：半導(dǎo)體材料、設(shè)備等；② 中游：主要是IC設(shè)計、制造、封測；③ 下游：消費(fèi)電子、汽車電子、人工智能、工業(yè)等具體應(yīng)用領(lǐng)域。
資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，五礦證券研究所半導(dǎo)體材料是整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基石，貫穿整個半導(dǎo)體生產(chǎn)的流程。按照代際不同，半導(dǎo)體材料可以分為第一代、第二代和第三代。① 第一代半導(dǎo)體材料：指硅（Si）、鍺元素（Ge）半導(dǎo)體材料，主要用于制造集成電路，其他領(lǐng)域如手機(jī)、電腦、新能源、光伏等產(chǎn)業(yè)也有廣泛應(yīng)用。② 第二代半導(dǎo)體材料：主要是指化合物半導(dǎo)體材料，如砷化鎵（GaAs）、銻化銦（InSb），另外還有三元化合物半導(dǎo)體、固溶體半導(dǎo)體、玻璃半導(dǎo)體、有機(jī)半導(dǎo)體等，廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通訊、移動通訊、光通信和GPS導(dǎo)航等領(lǐng)域。③ 第三代半導(dǎo)體材料：主要以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、氧化鋅（ZnO）、金剛石、氮化鋁（AlN）為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料。主要應(yīng)用于半導(dǎo)體照明、電力電子器件、激光器和探測器等。與第一、二代相比，性能更適合用于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件。整體而言，目前全球半導(dǎo)體依然以硅材料為主，目前95%以上的半導(dǎo)體器件和 99%以上的集成電路都是由硅材料制作。按照工藝不同，半導(dǎo)體材料主要分為晶圓制造材料和封裝材料。① 晶圓制造材料：包括硅片、特種氣體、掩膜版、光刻膠及配套材料、濕電子化學(xué)品、靶材、CMP 拋光液&拋光墊等；② 晶圓封裝材料：主要包括封裝基板、引線框架、鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、芯片粘接材料等。
接下來，我們詳細(xì)分析下每個細(xì)分材料的作用和行業(yè)格局。 2、半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化水平低，自主可控迫在眉睫 （1）硅片硅片是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣的半導(dǎo)體材料，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中，硅片是半導(dǎo)體器件的主要載體，集成電路大廈之地基。應(yīng)用最廣的三類硅片是拋光片、外延片以及 SOI 硅片。
（2）掩膜版掩膜版用于光刻工藝底板，是微電子制造過程中的圖形轉(zhuǎn)移母版，是半導(dǎo)體行業(yè)生產(chǎn)制造過程中重要的關(guān)鍵材料。
掩膜版集中度高，美國、日韓掩膜版廠商處于領(lǐng)先地位，壟斷全球市場，國內(nèi)光掩膜廠商與先進(jìn)企業(yè)相比有較大差別，正在加速追趕中。（3）特種氣體特種氣體可用作薄膜沉積、刻蝕、鈍化、清洗工藝中，對純度和質(zhì)量穩(wěn)定性要求較高，是半導(dǎo)體制造的“血液”。中國電子特氣市場被被國外氣體巨頭壟斷，主要集中德、法、美、日等國，國產(chǎn)化率低，受國外廠商制約。（4）光刻膠主要作用是將掩膜版上的圖案轉(zhuǎn)移到硅片上，是集成電路制造的紐帶，主要由成膜劑、光敏劑、溶劑和添加劑等成分組成。
資料來源：五礦證券研究所光刻膠產(chǎn)業(yè)從歐美轉(zhuǎn)向日本，核心市場被國外占據(jù)，國內(nèi)廠商起步較晚，目前高端光刻膠主要依賴進(jìn)口。（5）靶材靶材用于薄膜沉積，物理氣相沉積（PVD）分為濺射法和蒸鍍法，被沉積的材料稱為靶材，是PVD沉積的核心材料。
數(shù)據(jù)來源：國信證券研究所靶材市場主要被全球巨頭壟斷，美日頭部靶材企業(yè)占據(jù)了全球市場的80%左右，國內(nèi)企業(yè)處于國產(chǎn)替代初期，頭部廠商成長快速。（6）濕電子化學(xué)品在集成電路中的應(yīng)用主要為刻蝕和清洗等，包括硅片、晶圓制造、光罩制作以及封裝工藝等。供應(yīng)商格局方面，全球主要廠商在歐美和日本，國產(chǎn)化率最低。
（7）CMP拋光材料是晶圓制造的關(guān)鍵步驟，用于實(shí)現(xiàn)晶圓表面平坦化。CMP上游為拋光材料，主要包括拋光墊、拋光液、鉆石碟、清洗液等，中游為晶圓制備。
拋光墊全球市場集中度高，主要被陶氏化學(xué)占據(jù)，占全球79%的市場份額，美日5大廠商占據(jù)91%的份額，國產(chǎn)拋光墊目前專利技術(shù)仍積累較淺，整體的國產(chǎn)化率低。（8）封裝基板：封裝領(lǐng)域第一大材料，是芯片封裝中不可或缺的材料，用于保護(hù)、支撐芯片及建立芯片與 PCB 間的連接，起到“承上啟下”作用。目前全球封裝基板廠商主要分布在日本、韓國和中國臺灣，中國大陸廠商積極擴(kuò)產(chǎn)ABF載板。
（9）引線框架引線框架是一種集成電路芯片載體，主要作用包括穩(wěn)固芯片、傳導(dǎo)信號、傳輸熱量等。根據(jù)生產(chǎn)工藝不同，引線框架分為沖壓型和蝕刻型兩種。
市場格局方面，目前由日本和中國臺灣廠商占據(jù)主導(dǎo)地位，中國大陸康強(qiáng)電子排名第8，占比4%，也是唯一進(jìn)入全球前10的中國大陸廠商。國內(nèi)廠商主要是以生產(chǎn)沖壓引線框架為主，高端刻蝕引線框架主要從日韓等進(jìn)口，自給率較低。（10）鍵合絲用于連接芯片和引線框架，根據(jù)材質(zhì)不同，分為非合金絲和合金絲。
數(shù)據(jù)來源：新材料在線中國鍵合絲市場仍主要被德國、韓國、日本廠商占據(jù)，本土廠商產(chǎn)品相對單一或低端。（11）陶瓷基板是一種新興散熱材料，具有優(yōu)良電絕緣性能，高導(dǎo)熱特性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于金屬基板，更適合功率電子產(chǎn)品封裝。
資料來源：Ferrotec，五礦證券研究所全球主要廠商中，根據(jù) market insights reports 數(shù)據(jù)，京瓷+村田+西鐵城合計占比50%。（12）芯片粘接材料主要作用是連接芯片與底座或封裝基板，性能機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)電導(dǎo)熱、可操作性強(qiáng)。主要包括括芯片粘接膠水（DAP）、非導(dǎo)電芯片粘接?。―AF）以及導(dǎo)電芯片粘接薄膜（CDAF）等，按照技術(shù)門檻排序，CDAF>DAF>DAP。
市場中，德國日本廠商占據(jù)主導(dǎo)地位，尤其是CDAF，直接被德國漢高全面壟斷，占比100%。 2、半導(dǎo)體材料廠商梳理 （1）硅片滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微、中環(huán)股份、中欣晶圓、奕斯偉。（2）電子特氣華特氣體、金宏氣體、昊華科技、綠菱氣體、派瑞特氣、和遠(yuǎn)氣體、雅克科技、南大光電、久策氣體。（3）掩膜版自行配套工廠：中芯國際、華潤微；獨(dú)立第三方：路維光電、清溢光電、中微掩模。（4）光刻膠彤程新材、南大光電、晶瑞電材、上海新陽、華懋科技。（5）光刻膠配套材料安集科技、上海新陽（6）濕電子化學(xué)品江化微、晶瑞電材、上海新陽、安集科技、格林達(dá)、飛凱材料、新宙邦、中巨芯、興福電子、潤瑪股份。（7）CMP材料鼎龍股份 、安集科技、鼎龍匯達(dá)。（8）靶材江豐電子、有研新材。（9）封裝基板興森科技、深南電路、珠海越亞、奧特斯。（10）引線框架康強(qiáng)電子、華洋科技、新恒匯、立德半導(dǎo)體、芯恒創(chuàng)半導(dǎo)體、華龍電子、永紅科技、豐江微電子、華晶利達(dá)、晶恒精密、金灣電子、三鑫電子、東田電子 。（11）鍵合絲一諾電子、萬生合金、達(dá)博有色、銘灃科技、康強(qiáng)電子。（12）陶瓷基板富樂華（13）芯片粘接材料永固科技、德邦科技、本諾電子。（14）包裝材料凱華材料、飛凱材料、華海誠科、北京科化、衡所華威、長春封塑料、盛遠(yuǎn)達(dá)。
