2022年中国半导体材料行业研究报告

1、2022年中国半导体材料行业研究报告1.半导体材料简介半导体材料在半导体产业链中起支撑性作用整个半导体产业链呈垂直分工的格局，其制造产业链包含设计、制造和封装测试环节，各个细分环节均存在较高技术门槛和行业壁垒。 其中，半导体材料位于产业链最上游，既属于芯片制造、封装测试的支撑性行业，又是半导体产业重要的配套环节。研究范围界定：半导体材料细分种类半导体材料可分为半导体基材即硅片、化合物半导体（SiCGaN等）和制造流程中配套的材料如光刻胶等。 鉴于半导体基材已有大量的行业研究报告对其进行分析，且晶圆制造与封装材料作为制造环节中关键的制程材料，有着很大的研究价值，因 此，本次报告将聚焦半导体制造及

2、封装过程中的配套材料作为研究主体。半导体制造环节与配套材料对应关系半导体材料作为半导体芯片与器件制造过程中的基础原材料，其应用贯穿整个制造与封测流程，重要性可见一斑。2.中国半导体材料行业现状解读全球半导体材料赛道规模庞大，整体行业向好根据国际半导体产业协会(SEMI)发布数据，2015-2019年全球半导体材料行业市场规模呈波动变化趋势，受半导体产业整体大环境影响， 2019年，全球半导体材料行业市场规模约521.4亿美元，同比下降1.12%；2020年受到全球半导体产品的强烈需求的影响，市场的规模 达到了553亿美元，超过2018年水平。2021年，市场稳定增长约6%，达到587亿美元。

3、同时，SEMI数据显示半导体材料在整个半导体产业中占比约为12%-17%。因此，随着全球半导体需求的增长，半导体材料市场也将持续 稳定增长。中国市场对进口产品的依赖仍较高，国产化市场空间巨大从目前国内产业发展现状来看，半导体材料是国内半导体产业链的短板，尤其是晶圆制造材料中部分产品对进口的依赖甚至超过90%。 从生产环节来看，制造基地逐步靠近需求市场，可以减少部分运输成本，厂商可以及时响应用户需求，加快技术研发和产品迭代，这为相 关产品的国产化提供了巨大的市场空间。不同产品国产化进程参差不齐半导体材料细分产品竞争力及国产化进度，由强到弱可以将中国半导体材料产业分为三大梯队。 不同材料产业的进入

4、壁垒、中国企业进入该产业的时间早晚以及参差不齐的技术积累是形成三大梯队的主要原因。四大因素推动半导体材料国产化进程短期来看，半导体材料的发展仍具有重大的战略意义，因此国家近几年推出多项支持政策并投放国家大基金二期来支持、引导更多的资源 投入到半导体材料的研发和生产中，有利于半导体材料的国产化进程。 长期来看，技术迭代加上全球产业链转移将推动中国企业与相关产品研产加速。政策环境：在政策的引导支持下，中国半导体材料行业持续稳步发展半导体产业是信息产业的核心部件与基石。当前，我国半导体产业高度依赖进口，供应链安全问题较为突出，非常不利于行业发展。因此，近 年来国家高度关注半导体产业的发展，发布一系列

5、支持政策与重点产业目录，从发展方向指引、税收优惠等方面为半导体行业建立了优良的政 策环境，促进行业的发展。市场环境：产业转移产生大量需求，市场规模进一步扩大半导体产业发展过程中，全球产业链共经历三次转移。2010年以来，产业开始逐步向中国迁移，随着晶圆厂的新建和产能扩张，中国大陆开 始加速承接半导体产能，产业进入高速扩张期，因此也驱动了配套半导体材料行业需求激增，市场规模持续扩大。 根据亿欧智库测算，中国半导体材料产业规模从2021年开始超过韩国成为全球第二，仅次于中国台湾地区，并将以20%左右远超全球平均水 平的年增长率稳步增长，预计2025年将达到250亿美元并逐渐缩小与台湾地区的市场规模

6、差距。资本环境：资本持续进入，其中包括国家大基金重点布局2021年5月到2022年5月，国内先进半导体材料领域交易事件共计91件，资本持续进入。半导体产业二级市场也在2022年上半年有明显的 回暖。 同时，随着国家大基金一期投资进入回收期（2019-2024年），大基金二期于2019年10月接棒，拉动社会资本投入总规模有望超万亿元。 根据规划，国家大基金二期将主要聚焦于半导体设备、材料等上游领域，致力于完善半导体行业的重点产业链。技术发展：多领域实现重要突破，部分产品可比肩世界领先水平半导体产业的核心技术多年来掌握在美国、日本、韩国等半导体产业发展较早的国家手中，中国企业的投入与积累略显薄弱。

7、但随着近几年 中国集成电路产业的快速发展，半导体材料方面也实现了部分重要的技术突破。 截止2021年12月，全球半导体材料第一大技术来源国为中国，中国半导体材料专利申请量占全球半导体材料专利总申请量的32.05%; 其次 是美国，占全球半导体材料专利总申请量的23.78%。3.重点材料与典型企业分析1.光刻胶市场需求快速上升，但技术储备依旧不足，国产率较低光刻胶是图形转移介质，利用光照反应后溶解度不同将掩膜版图形转移至衬底上，目前广泛用于光电信息产业的微细图形线路加工制作，是电 子制造领域关键材料。 光刻工艺约占整个芯片制造成本的35%，耗时占整个芯片工艺的40-60%，是半导体制造中最核心的

8、工艺。 高端的 EUV 光刻胶基本被日本和美国企业所垄断。大陆方面目前仅实现了 KrF 光刻胶的量产，ArF 光刻胶产品仍处于下游客户验证阶段并未 形成实际性的量产产能，而最高端的 EUV 光刻胶的技术储备近乎空白。掩膜板：生产企业较少，相关产品主要依赖进口掩膜版通常也被称为光罩、光掩膜、光刻掩膜版，是半导体芯片光刻过程中的设计图形的载体，通过光刻和刻蚀，实现图形到硅晶圆片上的转 移。 在芯片制造过程中需要经过十几甚至几十次的光刻，每次光刻都需要一块光刻掩膜版，每块光刻掩膜版的质量都会影响光刻的质量。 全球主要的晶圆制造厂商，如Intel、Globalfoundries、IBM、TSMC、UM

9、C、Samsung等都有自己的专业工厂来生产自身需要的掩膜版，但 近些年，对于一些60nm及90nm以上制程的低端产品，外包趋势非常明显。靶材：技术壁垒较高，验证过程严苛导致市场高度聚集半导体芯片的单元器件内部由衬底、绝缘层、介质层、导体层及保护层等组成，其中，介质层、导体层甚至保护层都要用到溅射镀膜工艺。 集成电路领域的镀膜用靶材主要包括铝靶、钛靶、铜靶、钽靶、钨钛靶等，对靶材纯度要求很高，一般在5N（99.999%）以上。 日本及美国的靶材制造巨头，占居了全球半导体芯片用靶材市场约90%的份额。而德国世泰科公司则几乎垄断着全球半导体芯片用钽靶材的钽 粉原料和钽靶坯的供应。抛光材料：竞争格局

10、高度集中，国内厂商加速追赶国内方面，江丰电子、有研新材等国内靶材制造企业近年来正在快速崛起，已在全球市场占有了一席之地。 半导体芯片制造企业对其靶材合格供应商的认证过程十分苛刻，且各家认证模式也各不相同，绝大多数供应商都难以承受认证过程中的巨大资 金和时间成本，而芯片制造企业也对引入新的供应商兴趣不大，新的行业参与者并无太多进入市场的机会，行业高度集中。电子特气：半导体制造的“血液”，已逐步构建起本土化优势抛光材料一般可以分为抛光垫、抛光液、调节器和清洁剂，其中前二者最为关键，在抛光材料中占比超过80%。 抛光垫的材料一般是聚氨酯或者是聚酯中加入饱和的聚氨酯，抛光液一般是由超细固体粒子研磨剂（

11、如纳米级二氧化硅、氧化铝粒子等）、表 面活性剂、稳定剂、氧化剂等组成。 全球抛光垫市场几乎被陶氏垄断，市场份额超过90%，抛光液市场则主要由日本的Fujimi、慧瞻材料、美国的卡博特、韩国的ACE等企业占领 绝大多数市场份额。 国内目前安集科技填补了国产产品在抛光液领域的空白，鼎龙股份也正在积极开拓抛光垫市场，加速追赶世界领先水平，随着芯片制程和封装 技术的进步，对于抛光材料的需求也将大幅上涨。湿电子化学品：品类众多，部分产品自给率有望提升电子特气是指在半导体芯片制备过程中需要使用到的各种特种气体，按照气体的化学成分可以分为通用气体和特种气体。另外按照用途也可以 分为掺杂气体、外延用气体、离子

12、注入气、发光二极管用气、刻蚀用气、化学气相沉积气和平衡气。 国产企业第一梯队包括华特气体、金宏气体、南大光电、雅克科技，市场份额占中国市场总体的7.1%，已具备了规模性，并在部分细分领域有 明显的本土化优势。湿电子化学品，也通常被称为超净高纯试剂，是指用在半导体制造过程中的各种高纯化学试剂。 全球市场主要由欧美和日本企业主导，其中德国的巴斯夫和HenKel、美国的Ashland、APM、霍尼韦尔、ATMI、Airproducts、日本的住友化 学、宇部兴产、和光纯药、长濑产业、三菱化学等公司。 目前国内半导体领域湿化学品国产化率仍然较低，尤其是12英寸及以上的晶圆加工国产化率不足10%。工艺上

13、，1m工艺已实现规模化生产 0.18m工艺化学品也已完成研究工作，自给率有望提升。 产品质量上，龙头企业的部分产品也已经达到了国际G5标准，有效助力了湿化学品国产化的进程。2.封装基板国内厂商起步较晚，高端封装基板几乎无涉及封装基板是封装材料中成本占比最大的一部分，主要起到承载保护芯片与连接上层芯片和下层电路板的作用。 封装基板能够保护、固定、支撑芯片，增强芯片的导热散热性能，另外还能够连通芯片与印刷电路板，实现电气和物理连接、功率分配、信号 分配，以及沟通芯片内部与外部电路等功能。 目前，国内制造企业的品类集中于引线键合球栅阵列封装（wire bonding ball grid array

14、package，WBBGA）封装基板、倒装芯片尺寸封 装（flip-chip chip scale package，FCCSP）封装基板、无芯封装基板、无源元件埋入，对于高端FCBGA基板、有源元件埋入基板等少有 涉及，先进基板在国内仍处蓝海市场。引线框架：产能提升需要时间，市场有较大缺口引线框架作为半导体的芯片载体，是一种借助于键合丝实现芯片内部电路引出端与外部电路（PCB）的电气连接，形成电气回路的关键结构件。 引线框架起到了和外部导线连接的桥梁作用，绝大部分的半导体中都需要使用引线框架，是电子信息产业中重要的基础材料。 引线框架的通常类型有TO、DIP、SIP、SOP、SSOP、QFP、

15、QFN、SOD、SOT等，主要用模具冲压法和蚀刻法进行生产，是封测技术中发 展最为成熟的领域。 由于上游原材料铜价格的持续上涨、日本引线框架设备供应商交期的不确定等因素影响，中国多家企业抢占市场、积极扩产的动作并不容易， 整体引线框架市场供不应求，这种情况可能会持续到2023年。目前国产产品中，康强电子占据较大的市场份额。键合金属线：延展发展空间小，完全依赖于封装产业发展半导体用键合丝是用来焊接连接芯片与支架，承担着芯片与外界之间关键的电连接功能。键合丝的材料已经从过去的单一材料，逐步发展为金、 银、铜、铝用相关复合材料组成的多品种产品。典型企业分析安集科技：CMP抛光材料国内领先安集微电子科

16、技（上海）股份有限公司（股票代码688019）是一家以自主创新为本，集研发、生产、销售及技术服务为一体的高科技半导体 材料公司。 公司的化学机械抛光液和功能性湿电子化学品产品已成功应用于逻辑芯片、存储芯片、模拟芯片、功率器件、传感器、第三代半导体及其他特 色工艺芯片，并已进入半导体行业领先客户的主流供应商行列。 2021年，安集科技得益于原有客户、产品的上量和新产品、新客户的拓展，公司业绩快速增长，较2020年增长 62.57%，公司 CMP 抛光 液在全球市场的份额约为 5%。飞凯材料：半导体材料业务板块增长快速上海飞凯材料科技股份有限公司（股票代码：300398）致力于为高科技制造提供优质

17、材料，并努力实现新材料的自主可控。 其中半导体材料主要包括应用于半导体制造及先进封装领域的光刻胶及湿制程电子化学品如显影液、蚀刻液、剥离液、电镀液等，用于集成电 路传统封装领域的锡球、环氧塑封料等，是国内半导体先进封装材料和传统封装材料领域重要供应商之一。 在光刻胶方面，2022年4月，飞凯材料透露半导体光刻胶配套Barc材料目前已完成一家12寸线客户导入验证工作，且已形成少量销售；半导 体光刻胶已于2022年一季度通过验证，并且取得了少量销售；i-line光刻胶产品已通过验证并有小批量订单。4.中国半导体材料行业发展趋势中国将加速承接产能并带动上游材料需求大幅增长根据SEMI2022Q2相关

18、报告，全球半导体制造商已与2021年底前开始建设19座新的高产能晶圆厂，并计划在2022年再开工建设10座，以满 足市场对芯片的加速需求。其中，中国大陆和中国台湾地区将在新晶圆厂建设方面处于领先地位，各有8个。预计这29座晶圆厂每月可生产多 达260万片晶圆(8英寸等效)。 调研企业反馈，未对产业整体造成明显的影响，中国地区仍是全球最大的半导体市场，同时中国地区晶圆产能增速也居全球第一，远超其 他国家，预计2022年8寸及以下产能将提升9%，12寸产能将提升17%。鉴于晶圆厂与上游材料的伴随性关系，上游需求大幅增长。进入壁垒较高，行业参与者数量不会大幅增加，产业集中度较高半导体制造复杂的工序以及涉及的诸多先进制程与设备，致使行业具有较高的技术壁垒和资金壁垒。同时技术密集型产业对人才的要求也较高， 需要综合能力较强的复合型人才。 在产品进入市场过程中，客户验证环节至关重要。周期长、流程复杂，这就要求企业有足够的耐心和资金支撑其在获得量产订单之前的研发工