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半導(dǎo)體是指在常溫下導(dǎo)電性能介于絕緣體與導(dǎo)體之間的材料。常見(jiàn)的半導(dǎo)體包括硅、鍺等元素半導(dǎo)體及砷化鎵、氮化鎵等化合物半導(dǎo)體。半導(dǎo)體是電子產(chǎn)品的核心，是信息產(chǎn)業(yè)的基石，亦被稱為現(xiàn)代工業(yè)的“糧食”。

從1947年全球第一個(gè)晶體管被制造出來(lái)起，半導(dǎo)體行業(yè)就和全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步密不可分。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，半導(dǎo)體產(chǎn)品已經(jīng)遍及計(jì)算機(jī)、通訊、汽車(chē)電子、醫(yī)療、航天、工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。

從應(yīng)用市場(chǎng)需求來(lái)看，半導(dǎo)體應(yīng)用市場(chǎng)主要包括通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)電子、工業(yè)應(yīng)用、汽車(chē)電子、軍工/航天等，其中最大的兩類應(yīng)用市場(chǎng)為通信和計(jì)算機(jī)，這兩類應(yīng)用的快速增長(zhǎng)主要來(lái)源于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，給服務(wù)器等整機(jī)帶來(lái)較大的市場(chǎng)需求。

2016年以來(lái)，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等新興應(yīng)用領(lǐng)域已進(jìn)入了快速發(fā)展階段。

新興應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)高端集成電路、功率器件、射頻器件等產(chǎn)品的需求也持續(xù)增加，同時(shí)也驅(qū)動(dòng)傳感器、連接芯片、專用SoC等芯片技術(shù)的創(chuàng)新。另外，印度、東南亞、非洲等新興市場(chǎng)的逐漸興起，也為半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展提供了持續(xù)的動(dòng)力。隨著新領(lǐng)域、新應(yīng)用的普及，新興市場(chǎng)的發(fā)展，5至10年周期來(lái)看，半導(dǎo)體行業(yè)的未來(lái)市場(chǎng)前景樂(lè)觀。

由于集成電路的下游應(yīng)用市場(chǎng)在各類終端智能化、聯(lián)網(wǎng)化的過(guò)程中不斷拓展，故集成電路產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟(jì)總量增速的關(guān)聯(lián)度日益緊密，增長(zhǎng)的穩(wěn)健性加強(qiáng)、周期性波動(dòng)趨弱。

根據(jù)世界銀行及ICInsights數(shù)據(jù)計(jì)算得到，2012-2018年間全球半導(dǎo)體產(chǎn)值占全球GDP的比重由0.39%持續(xù)攀升至0.55%，根據(jù)SEMI測(cè)算，在2000-2009年間、2010-2017年間全球GDP增速與集成電路產(chǎn)業(yè)增速的相關(guān)系數(shù)由0.63提升至0.88，預(yù)計(jì)2018-2023年間將達(dá)到0.95。

根據(jù)WSTS對(duì)市場(chǎng)上通用的費(fèi)城半導(dǎo)體指數(shù)(SOX)和1994年以來(lái)全球半導(dǎo)體銷售額變化的分析結(jié)果，半導(dǎo)體行業(yè)的景氣程度與宏觀經(jīng)濟(jì)、下游應(yīng)用需求以及自身產(chǎn)能庫(kù)存等因素密切相關(guān)。在1994年-2019年之間全球半導(dǎo)體行業(yè)大致以4-6年為一個(gè)周期。在每一個(gè)周期，都會(huì)有一個(gè)重要的因素影響半導(dǎo)體行業(yè)的景氣程度。

現(xiàn)在全球半導(dǎo)體行業(yè)處于2015年以來(lái)的新一輪景氣周期的震蕩下行階段。根據(jù)Wind消息，臺(tái)積電CEO魏哲家在2019年Q2業(yè)績(jī)披露會(huì)上預(yù)計(jì)下半年業(yè)務(wù)將大幅強(qiáng)于上半年;3納米工藝研發(fā)進(jìn)展良好。

根據(jù)Wind數(shù)據(jù)顯示，2019年Q1全球半導(dǎo)體銷售額大幅下滑，但是2019年以來(lái)，費(fèi)城半導(dǎo)體指數(shù)屢創(chuàng)歷史新高。9月12日，達(dá)歷史最高點(diǎn)1625.16點(diǎn)，也代表了投資者對(duì)未來(lái)5G、AI等新增需求的樂(lè)觀態(tài)度。我們預(yù)期2019年底將走出周期底部。

放眼國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模高速增長(zhǎng)。根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2007年到2018年，中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為15.8%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全球半導(dǎo)體市場(chǎng)6.8%的增長(zhǎng)率，2018年半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)1582億美元，全球占比達(dá)33.72%。

與此同時(shí)，隨著《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》的出臺(tái)和大基金的落地，以及國(guó)家生產(chǎn)力布局重大項(xiàng)目的投產(chǎn)，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)未來(lái)發(fā)展的黃金時(shí)期。

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)是世界上最大的集成電路消費(fèi)市場(chǎng)，但是由于核心技術(shù)落后，大部分產(chǎn)品嚴(yán)重依賴進(jìn)口。海關(guān)總署公布的數(shù)據(jù)顯示，從2013年開(kāi)始，我國(guó)集成電路進(jìn)口額突破2000億美元，已經(jīng)連續(xù)五年遠(yuǎn)超原油這一戰(zhàn)略物資的進(jìn)口額，位列我國(guó)進(jìn)口最大宗商品。

同時(shí)，集成電路貿(mào)易逆差持續(xù)擴(kuò)大，2018年逆差額達(dá)到1933億美元。我國(guó)高端核心芯片CPU、FPGA、DSP等仍主要依賴進(jìn)口。在我國(guó)核心技術(shù)受制于人的局面沒(méi)有根本改變的情況下，應(yīng)用和整機(jī)企業(yè)關(guān)鍵產(chǎn)品部件高度依賴進(jìn)口，特別是關(guān)鍵材料和設(shè)備制于人，產(chǎn)業(yè)存在供應(yīng)鏈安全風(fēng)險(xiǎn)。

半導(dǎo)體材料位于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的最上游

半導(dǎo)體行業(yè)具有技術(shù)難度高、投資規(guī)模大、產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)長(zhǎng)、產(chǎn)品種類多、更新迭代快、下游應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)鏈呈垂直化分工格局。半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)鏈包含設(shè)計(jì)、制造和封裝測(cè)試環(huán)節(jié)，半導(dǎo)體材料和設(shè)備屬于芯片制造、封測(cè)的支撐性行業(yè)，位于產(chǎn)業(yè)鏈最上游。

半導(dǎo)體產(chǎn)品的加工過(guò)程主要包括晶圓制造(前道)和封裝(后道)測(cè)試，隨著先進(jìn)封裝技術(shù)的滲透，出現(xiàn)介于晶圓制造和封裝之間的加工環(huán)節(jié)，稱為中道。

由于半導(dǎo)體產(chǎn)品的加工工序多，所以在制造過(guò)程中需要大量的半導(dǎo)體設(shè)備和材料。我們主要以最為復(fù)雜的晶圓制造(前道)工藝為例，說(shuō)明制造過(guò)程的所需要的材料。

晶圓生產(chǎn)線可以分成7個(gè)獨(dú)立的生產(chǎn)區(qū)域:擴(kuò)散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜生長(zhǎng)、拋光(CMP)、金屬化。每個(gè)獨(dú)立生產(chǎn)區(qū)域中所用到的半導(dǎo)體材料都不盡相同。

細(xì)分種類眾多，單品類集中度高

半導(dǎo)體材料包括半導(dǎo)體制造材料與半導(dǎo)體封測(cè)材料。2019年4月2日，SEMI公布全球半導(dǎo)體材料2018年銷售額為519億美元，同比增長(zhǎng)10.6%，超過(guò)2011年471億美元的歷史高位。其中，晶圓制造材料和封測(cè)材料的銷售額分別為322億美元和197億美元，同比增長(zhǎng)率分別為15.9%和3.0%。

2009年，制造材料市場(chǎng)規(guī)模與封測(cè)材料市場(chǎng)規(guī)模相當(dāng)，從此至今，制造材料市場(chǎng)規(guī)模增速一直高于封測(cè)材料市場(chǎng)增速。經(jīng)過(guò)近十年發(fā)展，制造材料市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)封測(cè)材料市場(chǎng)規(guī)模的1.62倍。

半導(dǎo)體制造材料主要包括硅片、電子氣體、光掩膜、光刻膠配套化學(xué)品、拋光材料、光刻膠、濕法化學(xué)品與濺射靶材等。

根據(jù)SEMI預(yù)測(cè)，2019年硅片、電子氣體、光掩膜、光刻膠配套化學(xué)品的銷售額分別為123.7億美元、43.7億美元、41.5億美元、22.8億美元，分別占全球半導(dǎo)體制造材料行業(yè)37.29%、13.17%、12.51%、6.87%的市場(chǎng)份額。其中，半導(dǎo)體硅片占比最高，為半導(dǎo)體制造的核心材料。

轉(zhuǎn)向區(qū)域市場(chǎng)方面，根據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，臺(tái)灣憑借其龐大的代工廠和先進(jìn)的封裝基地，以114億美元連續(xù)第九年成為半導(dǎo)體材料的最大消費(fèi)地區(qū)。韓國(guó)位列第二，中國(guó)大陸位列第三。

韓國(guó)，歐洲，中國(guó)臺(tái)灣和中國(guó)大陸的材料市場(chǎng)銷售額增長(zhǎng)較為強(qiáng)勁，而北美，世界其他地區(qū)和日本市場(chǎng)則實(shí)現(xiàn)了個(gè)位數(shù)的增長(zhǎng)。(其他地區(qū)被定義為新加坡，馬來(lái)西亞，菲律賓，東南亞其他地區(qū)和較小的全球市場(chǎng)。)

半導(dǎo)體材料市場(chǎng)處于寡頭壟斷局面，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)規(guī)模非常小。相比同為產(chǎn)業(yè)鏈上游的半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)，半導(dǎo)體材料市場(chǎng)更細(xì)分，單一產(chǎn)品的市場(chǎng)空間很小，所以少有純粹的半導(dǎo)體材料公司。

半導(dǎo)體材料往往只是某些大型材料廠商的一小塊業(yè)務(wù)，例如陶氏化學(xué)公司(TheDOWChemicalCompany)，杜邦，三菱化學(xué)，住友化學(xué)等公司，半導(dǎo)體材料業(yè)務(wù)只是其電子材料事業(yè)部下面的一個(gè)分支。

盡管如此，由于半導(dǎo)體工藝對(duì)材料的嚴(yán)格要求，就單一半導(dǎo)體化學(xué)品而言，僅有少數(shù)幾家供應(yīng)商可以提供產(chǎn)品。以半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)為例，全球半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)集中度較高，產(chǎn)品主要集中在日本、韓國(guó)、德國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，中國(guó)大陸廠商的生產(chǎn)規(guī)模普遍偏小。

2018年前五大硅片供應(yīng)商日本信越化學(xué)株式會(huì)社、株式會(huì)社SUMCO、德國(guó)SiltronicAG、臺(tái)灣環(huán)球晶圓股份有限公司和韓國(guó)SKSiltronInc.分別占據(jù)全球市場(chǎng)份額的29%、25%、15%、14%和10%，產(chǎn)值合計(jì)占據(jù)超過(guò)93%的市場(chǎng)份額。

在中國(guó)大陸，僅有上海硅產(chǎn)業(yè)集團(tuán)、中環(huán)股份、金瑞泓等少數(shù)幾家企業(yè)具備8英寸半導(dǎo)體硅片的生產(chǎn)能力，而12英寸半導(dǎo)體硅片主要依靠進(jìn)口，自主率非常低。除硅片市場(chǎng)具有寡頭壟斷特征外，其他原材料市場(chǎng)亦是如此。

國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)鏈從無(wú)到有、從弱到強(qiáng)

半導(dǎo)體材料是推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的關(guān)鍵因素。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)，而半導(dǎo)體材料作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的直接上游，未來(lái)具備一定的國(guó)產(chǎn)替代空間。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體晶圓廠的建設(shè)進(jìn)程加快，晶圓廠建成之后，日常運(yùn)行對(duì)半導(dǎo)體原材料的需求大幅增加。

半導(dǎo)體材料作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游，從目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，其差距遠(yuǎn)大于芯片設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)等環(huán)節(jié)。產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程甚至落后于半導(dǎo)體裝備。

日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省7月1日宣布，決定從7月4日起，將限制對(duì)韓國(guó)出口日本半導(dǎo)體核心上游原材料、智能手機(jī)及電視等顯示屏的核心原材料。該事件凸顯半導(dǎo)體材料對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的重要性。

半導(dǎo)體材料是國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈最薄弱的環(huán)節(jié)之一。中興通訊、福建晉華事件給國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)敲響了警鐘，上游原材料和設(shè)備的自主可控迫在眉睫。

根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，目前在國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體制造環(huán)節(jié)國(guó)產(chǎn)材料的使用率不足15%，先進(jìn)工藝制程和先進(jìn)封裝領(lǐng)域，半導(dǎo)體材料的國(guó)產(chǎn)化率更低，本土材料的國(guó)產(chǎn)替代形勢(shì)依然嚴(yán)峻，且部分產(chǎn)品面臨嚴(yán)重的專利技術(shù)封鎖。

未來(lái)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進(jìn)口替代，沒(méi)有半導(dǎo)體材料的自主創(chuàng)新，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也是空中樓閣。如果不能早日實(shí)現(xiàn)材料與設(shè)備在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)配套環(huán)節(jié)的國(guó)產(chǎn)替代，我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將受制于人。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體材料的發(fā)展正在快速迎來(lái)突破，在過(guò)去十年，以02專項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃為代表的產(chǎn)業(yè)政策和專項(xiàng)補(bǔ)貼推動(dòng)了半導(dǎo)體材料從無(wú)到有的起步階段，本土半導(dǎo)體材料企業(yè)數(shù)量大幅增長(zhǎng)，以江化微的超純?cè)噭?、鼎龍股份的CMP研磨墊、江豐電子的靶材、安集微電子的研磨液、上海硅產(chǎn)業(yè)集團(tuán)的大硅片為代表的國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體材料進(jìn)入主流晶圓制造產(chǎn)線進(jìn)行上線驗(yàn)證，部分產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了批量供應(yīng)。

同時(shí)，大基金的進(jìn)入，大力推動(dòng)了本土材料產(chǎn)業(yè)的資源整合和海外人才引入的加速。雖然目前產(chǎn)業(yè)總體正處于起步階段，我們認(rèn)為，未來(lái)5-10年即將成為半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大的黃金時(shí)期。綜合來(lái)看，我國(guó)半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)鏈正歷經(jīng)從無(wú)到有、從弱到強(qiáng)的重大變革。

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