2022年半导体材料行业发展现状及未来趋势分析

1、2022年半导体材料行业发展现状及未来趋势分析1、半导体材料需求持续增长2021 年半导体市场规模超预期增长，且未来随着晶圆厂逐步投产，行业产值有望在 2030 年超过万亿美元市场。根据 SEMI 在近期的新闻发布会，2021 年全球半导体产值 有望超过 5500 亿美元，达到历史新高，且在 2022 年根据 SEMI 对于行业资讯机构的统 计，平均对于 2022 年的增长预期将达到 9.5%，即 2022 年市场规模有望突破 6000 亿 美元（此为平均值）。此外随着全球 8 寸及 12 寸晶圆新产能逐步的在 2022 年至 2024 年 的投放，至 2024 年全球将会有 25 家 8 寸

2、晶圆厂投产，60 座 12 寸晶圆厂投放。随着该 85 座晶圆厂的投放，至 2030 年全球半导体晶圆市场将有望达到万亿美元市场，实现年 复合增长率约 7%。半导体材料 硅片，有望受益整体 Capex 支出及晶圆逐步投产，市场规模加速增长。 随着全球半导体行业的 Capex 支出提升、晶圆厂逐步的投产，我们认为作为半导体行业 基石的硅片材料将迎来加速成长的趋势期，至 2022 年有望较 2021 年继续增长 6.8%， 达到 641 亿美元的市场规模，其中晶圆制造及封装材料分别为 413 和 228 亿美元。在全球半导体材料的需求格局之中，中国大陆从 2011 年的 10%的需求占比，至 20

3、19 年 已经达到占据全球需求总量的 16.7%，仅次于中国台湾（21.7%）及韩国（16.9%），位 列全球第二。随着整个半导体产业的持续增长，以及中国大陆不断新建的代工产能，我 们有望看到中国大陆半导体市场规模增速将会持续超越全球增速的同时，攀登至全球需 求第一的宝座。下游晶圆厂整体产能增长，叠加制程升级，半导体核心晶圆制造材料有望进入量价齐升 的增长趋势。 根据 IC Insight 的统计及预估，在不包含三星、英特尔等 IDM 类型晶圆代工市场而言， 2020 年纯晶圆代工市场或实现了约 19%的增长，达到了 677 亿美元的市场规模，是过 去多年以来最高的增速幅度。而随着 5G 带来

4、的硅含量渗透的景气及需求的爆发，未来 市场预计将持续增长，至 2024 年 IDM+Pure-Play Foundry 将会有合计约 1075 亿美元的 市场规模。 此外不仅市场规模在不断的提升，看到全球 12 寸晶圆的产能的增长情况，在 2019 年全球 12 寸晶圆 的产能超过 540 万片/月，至 2024 年之时，全球 12 寸晶圆产能将会超过 720 万片/月。全球半导体制造商在 2020 年至 2024 年将持续提高 8 寸晶圆厂产能，预计增加 95 万片/月，复合增速将达到 17%，至 2024 年将会达到 660 万片/月的最高记录。而这 其中，中国占据大多数产能，在 2021

5、 年已经达到了 18%，在未来的产能不断扩张的情 况下，有望占比持续提高。此外看到 IC Insights 对全球半导体厂商 Capex 支出的统计，2021 年预计整体 Capex 支 出在 15200 亿美元，达到了历史最高水位，其中 Foundry（代工）占 35%，对应 530 亿 美元的 Capex 支出；至 2022 年及后续几年，随着产能的逐步投放，但是 Capex 支出持 续，根据 Omdia 的统计，2022 年至 2023 年的 Capex 平均值也同样超过 1160 亿美元 （2021 年 Omdia 预计约为 1260 亿美元）。从全球角度我们看到了晶圆产能无论是 8

6、寸或者 12 寸均处于高速增长的趋势之中，再 聚焦至中国大陆的晶圆产能增长情况来看，更是呈现了较全球产能增长更高的增速，这 也将给国产半导体材料带来更大替代契机以及可渗透空间。根据集微网对中国晶圆厂的 产能统计与梳理，在 2021 年年中，中国 8 寸晶圆及 12 寸晶圆产能分别约为 74 万片/月 和 38.9 万片/月；而至远期中国的规划全部建成并投产后，中国内资 8 寸及 12 寸产能有 望分别达到 135 万片/月和 145.4 万片/月，分别实现 82%和 374%的增速，而这也将带 动中国内资市场对于硅片的需求的大幅提升。全球芯片制程节点对应收入占比持续提升。我们根据 Sumco

7、的数据统计，在全球半导体 产值中，按照不同制程节点进行占比分布可以看到，从 15Q1 至 21Q1 的 28nm 及其以 下制程占比，从 47%增长至 74%。以光刻胶为例，看到中国半导体光刻胶市场，在 2015 年光刻胶市场约为 17.8 亿元，而 至 2020 年中国半导体光刻胶市场整体已经增长至约 27.4 亿元，且至 2021 年有望达到 整体 31 亿人民币的市场规模。中国市场半导体光刻胶市场在 2019 年至 2021 年的增 速持续走高的核心原因我们认为是中国半导体晶圆代工的产能增速迅猛，因此给中国大 陆市场带来个更大的增速。看到中国/全球晶圆厂的扩产，以及制程及晶圆尺寸带来的价

8、值量变化，因此我们判断 随着中国及全球的晶圆产能持续扩张，以及集成电路制程的不断提升，中国 IC 光刻胶 市场有望向着 100 亿人民币规模发展，并且我们认为中国半导体晶圆制造的核心原材 料都将会有类似的增速。2、半导体材料：硅片、光刻胶、CMP 持续突破，进步飞速，多点开花2.1 硅片：12 寸硅片或将供不应求，行业景气度将迎数年上行周期由于半导体行业与全球宏观形势紧密相关，全球半导体硅片行业在 2009 年受经济危机 影响，出货量与销售额均出现下滑；2010 年智能手机放量增长，硅片行业大幅反弹；2011 年-2016 年，全球经济复苏但较为低迷，硅片行业易随之低速发展；2017 年以来，

9、得益 于半导体终端市场需求强劲，半导体市场规模不断增长，于 2018 年突破百亿美元大关。 至 2020 年全球半导体硅片的收入已经达到 112 亿美元的规模，且至 2021 年出货量有 望也达到了 143 亿平方英寸。2008 年至 2013 年，中国大陆半导体硅片市场发展趋势与全球半导体硅片市场一致。 2014 年起，随着中国半导体制造生产线投产、中国半导体制造技术的不断进步与中国半 导体终端市场的飞速发展，中国大陆半导体硅片市场步入飞跃式发展阶段。2016 年-2020 年，中国半导体硅片销售额从 5.00 亿美元上升至 13.5 亿美元，年均复合增长率高达 41.17%。中国作为全球最

10、大的半导体终端市场，未来随着中国芯片制造产能的持续扩张， 中国半导体硅片市场的规模将继续以高于全球市场的速度增长。全球硅片行业或即将进入供不应求，行业供需紧平衡或将推动半导体硅片涨价潮。我们 根据全球前三大的硅片供应商 SUMCO 在 21Q3 法说会材料可见，全球硅片的供需关系 在 2021 年达到了正好平衡的状态，供给与需求之比为 98%；然而硅片行业扩产周期较 长（新扩产周期平均超过 2.5 年），且海外前五大硅片供应商的扩产均在 2020-2021 年 推出，然而全球半导体晶圆产能的增长却是逐季增长，因此我们认为全球的硅片需求或 将在未来的 3 年5 年内进入紧缺的通道。而供需不平衡的

11、基础上，我们认为短供的硅片 有望进入涨价周期，且维持 3-5 年的时间长度，带动硅片行业的景气上行。2.2 光刻胶：国产替代拉开序幕，行业加速爆发成长整体来看，全球光刻胶行业主要被 JSR、东京应化、罗门哈斯、信越化学、及富士电子 材料占据，前五大家占据了全球光刻胶领域的 86%；如若聚焦到全球半导体用光刻胶领 域，前六大家（主要以日本为主）实现了对于市场的 87%的占据。而半导体国产光刻胶的发展速度远远慢于其他产业，原因在于：1. 光刻胶的验证周期长。光刻胶批量测试的过程需要占用晶圆厂机台的产线时间，在 产能紧张的时期测试时间将会被延长。测试的过程需要与光刻机、掩膜版及半导体 制程中的许多工

12、艺步骤配合，且成本极高。通常半导体光刻胶验证周期为 2-3 年。但 验证后便会形成长期供应关系，甚至在未来会推动企业之间的联合研发。2. 原材料成膜树脂具有专利壁垒。树脂的合成难度高，通常光刻胶厂商在合成一种树 脂后会申请相应的专利，目前树脂结构上的专利主要被日本公司占据。3. 光刻胶产品品类多，配方需要满足差异化需求。根据产品需求来调配适合的树脂来 满足差异化需求对于光刻胶企业是一大难点，也是光刻胶制造商最核心的技术。随着中国半导体光刻胶逐步突破技术壁垒，实现部分产品种类上对于海外领先者们的替 代；此外，随着中国晶圆厂不断扩产新线，我们有望看到中国光刻胶企业产品加速导入 新产线，从过去的 B

13、aseline 规则的追逐者向着 Baseline 制定者的身份转变，在巨大的 国产替代空间内实现成长的巨大动力。此外光刻胶行业我们也看到了例如彤程新材这类的做行业垂直整合的公司，将进一步的 推动中国国产半导体光刻胶全产业链的国产化及自主可控，而行业的垂直整合也将为公 司带来研发及利润率的加速及提高，正向循环的推动这一细分材料的国产化。2.3 CMP：去美化+国产化已初成型，有望进入收入利润高速爆发期CMP 抛光材料主要包括抛光液、抛光垫及其他，在 CMP 材料中分别占据了 49%、33%。 但是美国厂商在该两个最重要的材料之中占据了巨大的供应方面的市场份额：此外 CMP 环节（抛光液、抛光垫

14、等）均和上述光刻胶相同，受益于下游晶圆厂扩张带来 的需求增长，并且在 CMP 环节，随着制程的提升，对于 CMP 工序需求同样在大幅提升。从 2D 至 3D NAND 的升级之中，CMP 抛光步骤根据 Cabot 的测算，抛光步骤也从原来 的 6.4 提升至 13.6，超过 100 的步骤增长；另一方面对于逻辑芯片制程的提高，单片晶 圆的抛光次数也从 28nm 所需的约 400 次提升至 5nm 的超过 1200 次。而对于 CMP 抛 光垫和抛光液均属于日常耗材，故随着 CMP 步骤以及抛光次数的增长。因此我们根据中国材料联盟及 CMP 环节成本占比进行测算，中国至 2021 年市场抛光液

15、和抛光垫市场分别达到了 19.3 和 13.0 亿元，而随着未来中国晶圆厂及制程升级带来的 推动，我们预计中国远期抛光液及抛光垫市场有望分别达到 60-75 和 40-45 亿元的市场 规模。3、国产半导体材料全面开花，未来空间巨大国产材料进展飞速，增速巨大，国产化进度拭目以待。以下我们摘录了部分电子半导体 材料厂商的电子材料营收综合来看，综合来看至 2021 年上半年（或 21Q3），以下半导 体材料厂商的营收均呈现了爆发式的增长。我们认为这就是中国半导体材料行业技术及 工艺积累到位，以及下游扩产推动，和国产化加速的三方努力之下的成果，助力中国半 导体材料行业各类厂商的蓬勃发展。同时我们统计了以下各个厂商在 Wind 一致预期下的收入预测总和（或按照半年报/三季 报数据线性外推），2021 年以下厂商大致收入总和约为 95 亿元人民币，较 2020 年收入 总和（67.7 亿元）增长约 40%，增速巨大。此外再考虑到其他未收录的非上市公司及上市公司，我们展开乐观假设：中国 2021 年 有着电子半导体材料营收规模 150 亿人民币（更多的为中低端产品，高端产品仍然在持 续突破及替代），在当前2021年60