半导体行业2024年策略报告:国产替代浪潮势不可挡,把握设备材料布局窗口期
(以下内容从国元证券《半导体行业2024年策略报告:国产替代浪潮势不可挡,把握设备材料布局窗口期》研报附件原文摘录)
西部电子贺茂飞团队 贺茂飞 西部电子首席分析师 hemaofei@research.xbmail.com.cn 《证券期货投资者适当性管理办法》、《证券经营机构投资者适当性管理实施指引(试行)》于2017年7月1日起正式实施。通过新媒体形式制作的本公众号推送信息仅面向西部证券的专业投资者。若您并非西部证券的专业投资者。请取消关注本公众号,不再订阅、接收或使用本公众号中的任何推送信息。因本公众号受限于访问权限的设置,若给您造成不便,烦请谅解!感谢您给予的理解与配合。 本文来自西部证券研究所于2023年11月3日发布的报告《半导体行业2024年策略报告:国产替代浪潮势不可挡,把握设备材料布局窗口期》,欲了解具体内容,请阅读报告原文。 分析师:贺茂飞 | S0800521110001 核心结论 2023年以来,国内经济呈现弱复苏态势,虽然电子下游消费需求复苏较为缓慢,但逐渐向好发展,部分芯片设计公司库存不断降低,预计半导体设计公司基本面拐点临近。另一方面,年初市场对今年国内晶圆厂资本开支悲观预期有所修复,半导体设备和材料板块自2月开始表现好于行业平均水平。年中市场开始担忧美国出台新一轮半导体出口管制政策,同时受晶圆代工下游需求影响,晶圆厂整体稼动率处于较低位置,今年以来一线晶圆厂设备招标较少,设备和材料板块出现一定幅度调整。站在当前时点,我们认为晶圆厂产能稼动率回升趋势明朗,国内晶圆大厂扩产愈来愈近,同时市场对美国出台新一轮出口管制政策的担忧已经充分计价,半导体设备和材料国产替代大势所趋,当前是布局设备和材料板块的宝贵窗口期。 半导体设备:供给端,1)美日荷企业领跑市场。TechInsights数据显示,2022年销售额全球前10的半导体制造设备厂商有4家美企、4家日企和2家荷企,其中美商在刻蚀、CVD设备等市占率靠前,日企在刻蚀、ALD、清洗设备、划片机等优势明显;荷兰企业则专长于光刻机、ALD设备等,国产设备全球市占率仍较低。制程方面,光刻机推进较慢,其余国产设备在28nm及以上已有较多布局;14nm及以下节点中刻蚀、去胶、清洗设备突破较快。2)政策或将加速国产替代。22年以来,美国、荷兰、日本先后发布对管制新规或外贸法令,半导体逆全球化趋势显著。近年来我国也出台了系列政策,为半导体设备行业提供资金、税收、技术和人才等方面的支持。根据22年中国招标网的半导体设备中标数据,较多设备品类下半年国产中标占比均有提升,体现出国内利好政策与海外管控双重刺激下,部分厂商有望提高国产设备验证的积极性,国产设备加速导入。需求端,中国大陆本土晶圆代工产能仍未满足需求,大陆晶圆厂中长期看还有较大的扩产空间。根据SEMI,预计2026年中国大陆12寸晶圆产能全球占比提高到25%,达到240万片/月。2023年上半年国内主要晶圆厂产能利用率较低,产能爬坡减缓,上半年设备招标以小厂为主。展望23Q4及24年,我们认为随着主要晶圆厂稼动率恢复,国内一线晶圆厂扩产愈来愈近,国内半导体设备公司将受益。 半导体材料:半导体材料受益国产替代进行时。随着下游晶圆厂在成熟/先进制程取得突破进展,我们对于未来半导体材料国产化率提升保持信心。目前我们重点关注光刻胶、CMP抛光液/抛光垫、电子特气、硅片等环节。其中光刻胶端,目前国内晶圆厂导入节奏加快,国内光刻胶厂商在研发、送样均处于加速情况;CMP抛光液/抛光垫端,国内龙头已在部分晶圆厂取得较高份额,未来有望实现高比例国产化替代;电子特气端,国内厂商均增加料号推出以快速满足晶圆厂需求,国内龙头已经导入国内外主流晶圆厂客户;硅片端,国内硅片企业在12英寸大硅片环节持续突破,未来随产能陆续投产,硅片国产化率有望进一步提升。 建议关注: 1) 半导体设备和零部件:中微公司(国内刻蚀设备龙头)、北方华创(半导体设备平台型企业)、拓荆科技(国产薄膜沉积设备龙头)、精测电子(半导体量检测设备订单有望持续放量)、芯源微(国产涂胶显影设备龙头)、新莱应材(半导体设备真空领域零部件国产先锋)、英杰电气(半导体射频电源国产化持续推进)等; 2) 半导体材料:彤程新材(下属北京科华是本土半导体光刻胶龙头企业)、华懋科技(持股公司徐州博康是国内少有能打通光刻胶上游材料的全产业链公司)、安集科技(抛光液领域全品类覆盖)、鼎龙股份(国产CMP抛光垫龙头企业)、华特气体(特种气体本土龙头企业)、凯美特气(光刻气产品已取得ASML认证)、金宏气体(综合气体供应商)、沪硅产业(中国大陆规模最大的半导体硅片企业之一)。 风险提示:晶圆厂扩产节奏不及预期;部分关键零部件卡脖子风险;国产替代进度不及预期 目录 一 2023年电子行业投资复盘 今年以来(截至10月13日),电子行业上涨8.26%,在31个申万一级行业中排名第5。一方面疫情已经结束,生产生活秩序加快恢复,国内经济呈现弱复苏态势,虽然电子下游消费需求复苏较为缓慢,但向好发展,部分芯片设计公司库存不断降低,半导体设计公司基本面拐点临近。另一方面,受晶圆代工下游需求影响,晶圆厂整体稼动率较低,今年以来一线晶圆厂设备招标较少。同时,年中市场开始担忧美国出台新一轮半导体出口管制政策,设备和材料板块出现一定幅度调整。最后,以ChatGPT为代表的AI应用迅速发展,算力及相关产品需求迎来快速增长,有望带来新一轮科技革命,给半导体行业带来新需求。 具体来看,今年以来封测、PCB、半导体设备板块涨幅靠前。封测行业由于周期相对靠前,在下游需求复苏预期下,有望率先迎来业绩改善,今年以来封测板块表现较好。2023年以来PCB行业库存持续去化,行业景气度处于底部,在AI应用催化下,服务器PCB相关业务的公司涨幅表现较好。设备方面,年初市场对今年晶圆厂资本开支悲观预期有所修复,虽然年中以来受招标影响以及担忧海外出口管制政策,设备板块出现一定回调,但今年以来涨幅依然靠前。 今年以来(截至2023年10月13日),电子行业涨幅居前的个股分别为:捷荣技术(488.1%)、佰维存储(315.9%)、万润科技(194.0%)等,涨幅靠后的个股分别为传艺科技(-54.6%)、裕太微-U(-47.4%)、东微半导(-46.1%)等。 半导体其他指数来看,今年以来(截至2023年10月13日),费城半导体指数上涨36.4%,台湾半导体指数上涨26.3%,主要重点公司今年大多数录得正收益。 二 半导体设备:国产替代大势所趋,加速导入本土设备 2.1 供给端:日、美、荷公司领跑,政策加快国产替代步伐 2.1.1 日、美、荷企业包揽全球前十大半导体设备制造商 半导体设备市场现状:海外大厂占据主导地位,国产替代仍处于黄金窗口期。 1) 全球市场看,美企、日企和荷兰企业市占率领先。根据TechInsights数据显示,2022年销售额排名全球前10的半导体制造设备厂商有4家美国公司、4家日本公司和2家荷兰公司,其中应用材料、ASML和LAM分列前三位,市占率分别为23.1%、19.8%和17.7%,CR3超60%。 2) 具体到国内市场,根据海关总署数据,2022年中国大陆半导体设备进口额达347.2亿美元,出口额为41.2亿美元,贸易逆差为306亿美元;近五年进口总额1645.7亿美元,出口总额150.8亿美元,贸易逆差达1495亿美元,半导体设备进口依赖现象突出。从进口来源地看,2022年,中国大陆半导体设备主要进口国家或地区包括日本、美国、新加坡、韩国、中国台湾、荷兰、马来西亚、德国、奥地利等。其中,日本进口额约占进口总额的1/3,是我国大陆地区的最大进口来源地。 根据拓荆科技招股说明书援引SEMI数据,2020年新建晶圆厂设备投资中,晶圆制造相关设备投资额占比约为总体设备投资的80%,其中光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备为晶圆制造的三大主设备,其投资规模分别占晶圆制造设备总投资的23%、30%和25%。此外,半导体封装及组装设备、测试设备和其他设备投资额分别占总体设备投资的10%、8%和2%。根据中商情报网数据,各类半导体设备中,热处理设备、清洗设备、刻蚀设备等国产化率较高,但仍有不少半导体设备国产化率低于20%,国产化空间大。 纵观全球市场,应用材料在刻蚀设备、CVD、PVD、量测/检测设备、热处理设备、CMP设备市场中均占据较多的市场份额,泛林集团则在刻蚀设备、CVD、清洗设备等市场中市占率靠前,除此之外,泰瑞达、科磊半导体、Cohu等美企也在细分半导体设备市场中居于前列;日本企业中,以东京电子、日立、迪恩士、尼康、佳能、荏原、东京精密、DISCO等为代表的公司在半导体设备细分市场市占率突出,刻蚀、ALD、清洗设备、划片机等优势较明显;而ASML、ASM等荷兰企业则专长于光刻机、ALD设备等。 国内已有部分企业在全球竞争中突出重围,但整体而言市占率均较低。中微公司、北方华创在全球刻蚀设备市场市占率分别达1.1%、0.6%;热处理设备市场中,北方华创、屹唐半导体等国内厂商市占率分别达1%和4%,华峰测控在半导体测试机市场中市占率达3%,但各细分领域国内参与厂商数目及各家市占率不高,多数市场仍被外企主导。 2.1.2 国产设备从成熟向先进制程发展,刻蚀、清洗、去胶等设备发展较快 国内厂商加速研发验证,部分设备已可覆盖14nm及以下节点。我们梳理了国内部分半导体设备公司的设备产品,其中,光刻机推进较慢且生产厂商较少,其余类型的国产设备在28nm及以上的制程节点上已有较多布局;14nm及以下的节点来看,刻蚀设备、去胶设备、清洗设备突破较快,其余大多在研发或验证阶段。 2.1.3 半导体产业自主可控趋势明显,出口管制政策或将加速国产替代 海外相继发布出口管制措施,半导体设备行业逆全球化趋势加速。2022年以来,美国相继发布多条对华出口管制举措,10月7日美国商务部工业与安全局/BIS发布对华实施先进计算和半导体制造的出口管制新规,限制中国获得先进计算芯片、开发和维护超级计算机及制造先进半导体的能力。2023年以来,荷兰、日本也先后发布对管制新规或外贸法令,对光刻机在内的半导体设备增加出口许可令规定,半导体逆全球化趋势逐渐显露,供应链自主可控重要性日益突出。 我国积极应对半导体行业变化,从中央到地方政府对半导体行业给予大力支持。近年来,我国出台了一系列扶持政策,为半导体专用设备行业提供了资金、税收、技术和人才等多方面的有力支持,有利于产业发展、提升国产半导体设备企业的竞争力、加强产业链自主可控。 我们统计了2022年中国招标网公开半导体设备中标情况,选取了薄膜沉积、光刻机、刻蚀、量/检测、清洗及涂胶显影等几类设备,对比其2022年上半年与下半年国产设备中标率情况,其中除涂胶显影设备下半年国产中标设备占比略有下滑外,其余设备均表现为国产占比有一定的提升,体现出在国内利好政策与海外管控逐日收紧的双重刺激下,部分厂商或将提高对国产设备验证的积极性与主动性,有利于国产设备的加速导入。 2.2 需求端:中国大陆晶圆代工产能仍未满足本土需求,短期关注一线晶圆厂扩产情况 2.2.1 半导体设备空间大,中国大陆晶圆代工产能仍未满足本土需求 根据SEMI,全球半导体前道设备销售额预计2023年下降18.8%至764亿美元,2024年复苏到878亿美元,增长14.8%。后道设备市场销售额2023年将继续下滑。2023年半导体测试设备市场销售额预计将下滑15%至64亿美元,封装设备销售额预计将下降21%至46亿美元。2024年预计测试设备和封装设备将分别增长8%和16%。 中国大陆半导体设备市场规模成长迅速。受下游新兴需求不断涌现、半导体产业向中国大陆转移、晶圆厂资本性支出增加等因素影响,根据日本半导体协会数据,中国大陆半导体设备市场规模从2018年的131亿美元提高到2022年的283亿美元,占比由20%提高到26%。 芯片自给率还较低,本土晶圆代工产能远未满足需求。根据TechInsights,2022年中国大陆芯片市场规模为1640亿美元,而来自大陆本土生产的芯片仅300亿美元,芯片自给率约18%,本土晶圆代工产能仍未满足需求,大陆晶圆厂中长期看还有较大的扩产空间。 预计2026年中国大陆12寸晶圆产能全球占比提高到25%,达到240万片/月。根据SEMI,在2022年至2026年期间,下游芯片制造厂商将持续扩充产能以满足需求增长,预计到2026年全球12寸晶圆厂产能提高至960万片/月。由于美国的出口管制,中国将投资重点放在成熟制程上,12寸晶圆产能全球份额从2022年的22%增加到2026年的25%,达到240万片/月。 光刻、刻蚀、薄膜沉积三类设备在晶圆制造产线中占比最高。 2.2.2 短期关注国内一线晶圆厂设备招标情况 2023年上半年国内主要晶圆厂产能利用率较低,产能爬坡减缓,上半年设备招标以小厂为主。根据集微咨询,截至2023年第二季度,中国大陆12英寸晶圆代工产线总产能149.4万片/月,8英寸晶圆代工产线总产能145.1万片/月。 23Q2半导体设备板块业绩、合同负债保持增长,增速依然维持较高水平,部分设备公司合同负债有所波动。半导体设备板块23Q2收入107.77亿元,同比+29%,环比+17%;板块扣非净利润19.59亿元,同比+35%,环比+65%。合同负债来看,截至23年6月末半导体设备板块合同负债余额为164.56亿元,同比+34%,环比+4%。由于今年上半年设备招标以二三线晶圆厂为主,叠加付款节奏等影响,部分设备公司合同负债金额出现一定波动。 展望23Q4及24年,我们认为随着主要晶圆厂稼动率恢复,国内一线晶圆厂扩产愈来愈近,国内半导体设备公司将受益。 2.3 半导体设备估值表 三 半导体材料:下游拉动需求,细分品类较多 3.1 半导体材料国产化率较低,替代空间较大 全球半导体晶圆制造材料市场规模逐年增加。半导体材料可分为晶圆制造材料和封装材料,随先进制程不断发展,半导体制造材料消耗量逐渐增加。据SEMI统计,2022年全球半导体材料市场收入增长8.9%至727亿美元,超过了2021年创下的668亿美元的高点。 硅片在全球半导体制造材料中占比最高,为半导体制造的核心材料。从晶圆制造材料的细分市场来看,根据SEMI数据,2021年硅材料、电子特气、光掩膜市场规模占比排名前三,分别占全球半导体制造材料行业33%、14%、13%。 中国大陆半导体材料销售额增长最快,且是全球第三大市场。2010年到2019年,中国台湾地区和韩国销售额受周期影响波动较大,北美和欧洲市场增长缓慢,日本处于负增长状态,而只有中国大陆地区呈现快速增长的状态,在2016年到2018年连续3年增速超过10%。根据SEMI数据,中国台湾地区连续13年蝉联全球最大半导体材料消费地区,2022年销售总金额达201亿美元;中国大陆销售金额为129.7亿美元,排名第二;韩国紧随其后,以销售额129亿美元位列第三。 摩尔定律不断演进,半导体材料价值增加。每隔18-24个月芯片性能将提升一倍,工艺节点也在不断的演进。随制程演进,对半导体材料的需求不断提升,例如需要湿电子化学品的纯度更高、硅片的价格更贵等。如下右图所示,当工艺向前推进一个节点时,流片成本将提升50%,这其中有很大的部分是由半导体材料的价值提升所导致的。因此我们认为,在未来半导体工艺节点继续向前迈进的过程中,半导体材料的价值将继续增加。 国内晶圆厂建设潮带动半导体材料需求。根据芯思想研究院数据,截至2021年底,中国内地12英寸、8英寸和6英寸及以下的晶圆制造线共有210条(不含纯MEMS生产线、化合物半导体生产线和光电子生产线)。已投产的12英寸晶圆制造线有29条,合计装机月产能约131万片(其中外资公司装机月产能超过61万片);已经投产的8英寸晶圆制造线投有29条,合计装机月产能约125万片;已经投产的6英寸及以下晶圆制造线装机产能约420万片等效6英寸晶圆产能。在建或规划签约的12英寸晶圆制造线(包含中试线)有26条,相关投资金额高达6000亿元,规划月产能达134万片。 半导体材料迎来国产替代红利。中国本土的半导体市场需求占全球的1/3,但供给能力却明显不足,半导体设备及材料是国内半导体产业的薄弱环节。随着国内新建的晶圆厂陆续实现量产,全球半导体产业链逐渐向我国转移,国内销售的芯片的国产占比有望在2023年提升。 3.2 半导体材料细分较多 半导体制造工艺可简单分为光刻工艺、参杂工艺、膜生长工艺、热处理工艺四种,任何一种工艺都需要使用对应的半导体材料来满足一定的生产要求,如光刻工艺中需要光刻胶、光罩、显影液、刻蚀液、特种气体等,以满足光刻完成后生成电路图形的要求。具体工艺与对应半导体材料如下表所示: 更具体来看,半导体产品的制造过程主要包括晶圆制造(前道)和封装(后道)测试,不同的制造环节需要使用对应的半导体材料,具体信息如下图所示: 3.3 半导体硅片:海外龙头厂商较为领先 行业壁垒高,呈高度集中态势。由于半导体硅片行业有技术难度高、投资规模大、研发周期长、客户认证周期长等特点,所以行业进入壁垒较高,龙头集中,行业格局逐渐出清。据SEMI统计,2020年,全球前五大半导体硅片企业,信越化学占28%,SUMCO占22%,环球晶圆占15%、Siltronic占11%,SKSiltron占11%,前五大公司占市场份额合计86%。 起步较晚、寡头垄断造成我国硅片进口依赖度仍旧较高。目前6英寸、8英寸已取得较高的国产替代率,但12英寸大硅片国产替代率依然处于个位数,同时随国内扩产增加和自主可靠要求,国内晶圆厂的半导体硅片国产替代需求旺盛。同时由于硅片厂公告扩产到产能释放需要2年以上。短期内在12英寸大硅片领域仍然存在缺口。 国产厂商进展较快,国产化率提升较快。国内半导体硅片厂商主要为沪硅产业、立昂微、中晶科技、神工股份等企业,根据各公司投资者关系记录及公告,其中沪硅产业目前子公司上海新昇12英寸半导体硅片已全面完成30万片/月的产能建设,正在实施的30-60万片/月新增30万片/月12英寸半导体硅片产能建设项目,将在2023年内逐步投产,最终达到60万片/月的12英寸硅片产能,子公司新傲科技和Okmetic8英寸及以下抛光片、外延片合计产能超过50万片/月;子公司新傲科技和Okmetic8英寸及以下SOI硅片合计产能超过6.5万片/月。立昂微方面,衢州基地目前已建成15万片/月的12英寸硅片产能,该部分产能5万片/月为轻掺硅片产能、10万片/月为重掺硅片产能;嘉兴基地规划产能40万片/月,全部为轻掺硅片产能。 硅片近期展望:大硅片需求占比上升,供需紧张持续。目前从结构来看,12英寸大硅片的需求增速较快,未来在整体出货的占比会持续上升,同时供需情况来看,由于硅片厂扩产需要较长时间,大硅片供不应求的趋势在短期内难以缓解,同时受到AI等新兴环节需求拉动,COWOS先进封装需求快速上升,进一步加大了供需缺口,展望1-2年我们预测12英寸大硅片缺口将持续存在。 3.4 电子特气:市场较为分散,欧美厂商较为领先 工业气体市场集中度高,寡头垄断明显。经过多年的发展和兼并收购,全球工业气体市场已经形成了少数几家气体生产企业占据全球市场大多数份额的市场格局。根据SAI公司的统计数据:2013年全球工业气体市场上,前四大生产厂商——法国液化空气集团(AL)、德国林德集团(Linde)、美国普莱克斯集团(PRAXAIR)和美国空气化工产品集团(AirProducts)共占据75%的市场份额,市场高度集中。2018年10月23日,德国林德集团官方宣布与美国普莱克斯集团完成对等合并,成为全球最大的工业气体业务供应商,合并后三大气体巨头(林德集团、液化空气、空气化工)占据全球工业气体外包市场76.71%的份额。相比于传统的大宗气体,电子气体行业由于具有较高的技术壁垒,市场集中度极高。2020年全球半导体用电子气体市场中,空气化工、普莱克斯、林德集团、液化空气和大阳日酸等五大公司控制着全球85%以上的市场份额,形成寡头垄断的局面。在国内市场,海外几大气体巨头控制了88%的份额,我国电子气体受制于人的局面十分严重。 国内气体企业在电子特气进展迅速。其中华特气体、中船特气、金宏气体、凯美特气等企业在研发和导入晶圆厂产品方面取得不错进展,其中华特气体保持同行较多特气产品的竞争力,在小品类里面有50余种在集成电路中应用,2022年度在IC领域的电子特种气体销售突破上亿元的客户增加至两个,截至23H1,公司公告的在研项目48项,其中六氟丁二烯、锗烷、乙硅烷等产品具备较高潜力。中船特气在其主要的特气产品三氟化氮、六氟化钨由于品质和稳定性广泛获得下游客户的青睐。金宏气体电子级一氟甲烷、八氟环丁烷、六氟丁二烯等共7个产品都在分项目同时实施,预计2023年年底都会进入试产状态。凯美特气在光刻气产品已取得ASML认证,2023年下半年将重点销售激光混配气。 国产厂商导入料号逐渐增加。随着下游晶圆厂对电子特气国产化需求的增加,对国产厂商导入节奏加快,同时华特气体、中船特气等国内气体厂商研发节奏加快,未来导入晶圆厂的特气料号会逐步增加。同时晶圆厂会产生对新品类特气料号的需求,国内特气企业研发团队加快效应速度,较快推出所需的新品类。 3.5 光刻胶:日本厂商具有明显优势 光刻胶行业被日本和美国公司垄断,日本厂商占主导地位。全品类光刻胶市场中,全球前五大厂商就占据了光刻胶市场87%的份额,其中,日本四家厂商——东京应化、JSR、信越化学、富士胶片占据了72%的市场份额;先进的高分辨率KrF和ArF半导体光刻胶已占全球半导体光刻胶的63%,该核心技术亦被日本和美国企业垄断,其中日本厂商占KrF光刻胶的市场份额达到了83%,占ArF光刻胶的市场份额达到了91%;在EUV光刻胶方面,日本公司富士胶片、信越化学、住友化学专利数排名前三位,前十大企业中七席被日本公司占据。日本光刻胶企业在全球光刻胶市场中占据绝对的支配地位。 国产厂商逐步突破光刻胶高端产品。目前在ArF和KrF光刻胶方面国产化率较低,国内彤程新材、华懋科技、晶瑞电材、上海新阳等企业在研发进度和晶圆厂测试方面进展加快。彤程新材下属北京科华是本土半导体光刻胶龙头企业,是KrF光刻胶国家02专项的承担单位,国内首家批量供应KrF光刻胶给本土8寸和12寸的晶圆厂客户,KrF光刻胶方面,开发出产品种类涵盖Poly、AA、Metal等关键层工艺;TM/TV、Thick、Implant、ContactHole等应用领域的多种KrF产品取得用户正向反馈以及销售订单。华懋科技持股公司徐州博康是国内少有能打通光刻胶上游材料的全产业链公司,徐州博康的聚合与提纯工艺也是其核心竞争力之一,目前在树脂、单体等方面进展较快。晶瑞电材光刻胶产品规模化生产近30年公司KrF(248nm深紫外)光刻胶产品分辨率达到了0.25~0.13μm的技术要求,已通过部分重要客户测试,KrF光刻胶2022年形成批量供货。 3.6 CMP材料:抛光液日韩美企竞争激烈,抛光垫陶氏龙头独大 抛光液的全球产业格局主要分布在国外,国内缺乏世界级的龙头企业。抛光液28nnm及以上产品市场主要被日本的Fujimi、Himonoto Kenmazai公司,美国的Cabot、杜邦、Rodel、Eka,韩国的ACE等公司所垄断,占据全球高端市场份额90%以上,其中Cabot多年占据市场份额首位。根据Semi数据,国内产业中Cabot占领约64%的市场份额,国内CMP龙头安集科技占领22%,其余为中小厂商。 抛光垫的全球市场格局主要被Dow、Cabot、Thomas West等外资厂商垄断。前5大厂商占据全球市场约90%,其中Dow占领79%的全球份额。在国内,Dow垄断中国近90%的CMP抛光垫市场供给,是国产替代的主要对象。国内较知名的抛光垫厂商为鼎龙股份。 国产化率提升较快,国产厂商在先进制程节点取得突破。目前国内CMP抛光液方面安集科技进展较快,公司在化学机械抛光液方面已有能力提供全品类产品的解决方案,其中上海金桥生产基地,主要生产化学机械抛光液,宁波北仑生产基地,主要生产功能性湿电子化学品,目前客户数量逐年增长。抛光垫方面鼎龙股份进展较快,公司武汉本部一二期的CMP抛光垫年产规模合计是30万片,除此外公司在潜江工业园补充了20万片抛光垫新品及核心配套原材料等扩产建设,主要部分已与去年夏季建设完工。公司抛光垫新产品已提供给主流客户送样测试。 CMP抛光液随制程迭代到先进制程,需求钨类等特定产品为主,同时料号需求变多。根据Cabot官网数据,制程越先进所需要的CMP工艺步数越多,7nm制程需要CMP工艺约30步,抛光液所需品种从5种增至20种。同时随着制裁迭代,需要新材料的变化,在20nm以下,钴互联、硅通孔等新技术将增加CMP抛光液所需品类。 3.7 半导体材料估值表 四 投资建议 当前时点,我们认为晶圆厂产能稼动率回升趋势明朗,国内晶圆大厂扩产愈来愈近,同时市场对美国出台新一轮出口管制政策的担忧已经充分计价,半导体设备和材料国产替代大势所趋,当前是布局设备和材料板块的宝贵窗口期。 建议关注: 1)半导体设备和零部件:中微公司(国内刻蚀设备龙头)、北方华创(半导体设备平台型企业)、拓荆科技(国产薄膜沉积设备龙头)、精测电子(半导体量检测设备订单有望持续放量)、芯源微(国产涂胶显影设备龙头)、新莱应材(半导体设备真空领域零部件国产先锋)、英杰电气(半导体射频电源国产化持续推进)等; 2)半导体材料:彤程新材(下属北京科华是本土半导体光刻胶龙头企业)、华懋科技(持股公司徐州博康是国内少有能打通光刻胶上游材料的全产业链公司)、安集科技(抛光液领域全品类覆盖)、鼎龙股份(国产CMP抛光垫龙头企业)、华特气体(特种气体本土龙头企业)、凯美特气(光刻气产品已取得ASML认证)、金宏气体(综合气体供应商)、沪硅产业(中国大陆规模最大的半导体硅片企业之一)。 五 风险提示 1.晶圆厂扩产节奏不及预期。晶圆厂是半导体设备的下游客户,晶圆厂产能投资规模决定了半导体专用设备的市场空间。晶圆厂的扩产投资受到集成电路终端产品销售市场变动、晶圆厂新技术导入计划、晶圆厂对于未来行业发展判断的影响,具有一定的周期性。如果后续晶圆厂扩产节奏延后,短期内市场需求将面临下降的风险。 2.部分关键零部件卡脖子风险。半导体设备部分关键核心零部件仍需从国外采购,如果与国外企业合作发生变化或由于不可抗力因素导致零部件供应中断,将对设备产销产生不利后果。 3.国产替代进度不及预期。当前国内半导体设备和材料厂商在部分领域的技术水平、经营规模、人才储备等方面相较国际巨头仍有差距,存在国产替代不及预期的风险。
西部电子贺茂飞团队 贺茂飞 西部电子首席分析师 hemaofei@research.xbmail.com.cn 《证券期货投资者适当性管理办法》、《证券经营机构投资者适当性管理实施指引(试行)》于2017年7月1日起正式实施。通过新媒体形式制作的本公众号推送信息仅面向西部证券的专业投资者。若您并非西部证券的专业投资者。请取消关注本公众号,不再订阅、接收或使用本公众号中的任何推送信息。因本公众号受限于访问权限的设置,若给您造成不便,烦请谅解!感谢您给予的理解与配合。 本文来自西部证券研究所于2023年11月3日发布的报告《半导体行业2024年策略报告:国产替代浪潮势不可挡,把握设备材料布局窗口期》,欲了解具体内容,请阅读报告原文。 分析师:贺茂飞 | S0800521110001 核心结论 2023年以来,国内经济呈现弱复苏态势,虽然电子下游消费需求复苏较为缓慢,但逐渐向好发展,部分芯片设计公司库存不断降低,预计半导体设计公司基本面拐点临近。另一方面,年初市场对今年国内晶圆厂资本开支悲观预期有所修复,半导体设备和材料板块自2月开始表现好于行业平均水平。年中市场开始担忧美国出台新一轮半导体出口管制政策,同时受晶圆代工下游需求影响,晶圆厂整体稼动率处于较低位置,今年以来一线晶圆厂设备招标较少,设备和材料板块出现一定幅度调整。站在当前时点,我们认为晶圆厂产能稼动率回升趋势明朗,国内晶圆大厂扩产愈来愈近,同时市场对美国出台新一轮出口管制政策的担忧已经充分计价,半导体设备和材料国产替代大势所趋,当前是布局设备和材料板块的宝贵窗口期。 半导体设备:供给端,1)美日荷企业领跑市场。TechInsights数据显示,2022年销售额全球前10的半导体制造设备厂商有4家美企、4家日企和2家荷企,其中美商在刻蚀、CVD设备等市占率靠前,日企在刻蚀、ALD、清洗设备、划片机等优势明显;荷兰企业则专长于光刻机、ALD设备等,国产设备全球市占率仍较低。制程方面,光刻机推进较慢,其余国产设备在28nm及以上已有较多布局;14nm及以下节点中刻蚀、去胶、清洗设备突破较快。2)政策或将加速国产替代。22年以来,美国、荷兰、日本先后发布对管制新规或外贸法令,半导体逆全球化趋势显著。近年来我国也出台了系列政策,为半导体设备行业提供资金、税收、技术和人才等方面的支持。根据22年中国招标网的半导体设备中标数据,较多设备品类下半年国产中标占比均有提升,体现出国内利好政策与海外管控双重刺激下,部分厂商有望提高国产设备验证的积极性,国产设备加速导入。需求端,中国大陆本土晶圆代工产能仍未满足需求,大陆晶圆厂中长期看还有较大的扩产空间。根据SEMI,预计2026年中国大陆12寸晶圆产能全球占比提高到25%,达到240万片/月。2023年上半年国内主要晶圆厂产能利用率较低,产能爬坡减缓,上半年设备招标以小厂为主。展望23Q4及24年,我们认为随着主要晶圆厂稼动率恢复,国内一线晶圆厂扩产愈来愈近,国内半导体设备公司将受益。 半导体材料:半导体材料受益国产替代进行时。随着下游晶圆厂在成熟/先进制程取得突破进展,我们对于未来半导体材料国产化率提升保持信心。目前我们重点关注光刻胶、CMP抛光液/抛光垫、电子特气、硅片等环节。其中光刻胶端,目前国内晶圆厂导入节奏加快,国内光刻胶厂商在研发、送样均处于加速情况;CMP抛光液/抛光垫端,国内龙头已在部分晶圆厂取得较高份额,未来有望实现高比例国产化替代;电子特气端,国内厂商均增加料号推出以快速满足晶圆厂需求,国内龙头已经导入国内外主流晶圆厂客户;硅片端,国内硅片企业在12英寸大硅片环节持续突破,未来随产能陆续投产,硅片国产化率有望进一步提升。 建议关注: 1) 半导体设备和零部件:中微公司(国内刻蚀设备龙头)、北方华创(半导体设备平台型企业)、拓荆科技(国产薄膜沉积设备龙头)、精测电子(半导体量检测设备订单有望持续放量)、芯源微(国产涂胶显影设备龙头)、新莱应材(半导体设备真空领域零部件国产先锋)、英杰电气(半导体射频电源国产化持续推进)等; 2) 半导体材料:彤程新材(下属北京科华是本土半导体光刻胶龙头企业)、华懋科技(持股公司徐州博康是国内少有能打通光刻胶上游材料的全产业链公司)、安集科技(抛光液领域全品类覆盖)、鼎龙股份(国产CMP抛光垫龙头企业)、华特气体(特种气体本土龙头企业)、凯美特气(光刻气产品已取得ASML认证)、金宏气体(综合气体供应商)、沪硅产业(中国大陆规模最大的半导体硅片企业之一)。 风险提示:晶圆厂扩产节奏不及预期;部分关键零部件卡脖子风险;国产替代进度不及预期 目录 一 2023年电子行业投资复盘 今年以来(截至10月13日),电子行业上涨8.26%,在31个申万一级行业中排名第5。一方面疫情已经结束,生产生活秩序加快恢复,国内经济呈现弱复苏态势,虽然电子下游消费需求复苏较为缓慢,但向好发展,部分芯片设计公司库存不断降低,半导体设计公司基本面拐点临近。另一方面,受晶圆代工下游需求影响,晶圆厂整体稼动率较低,今年以来一线晶圆厂设备招标较少。同时,年中市场开始担忧美国出台新一轮半导体出口管制政策,设备和材料板块出现一定幅度调整。最后,以ChatGPT为代表的AI应用迅速发展,算力及相关产品需求迎来快速增长,有望带来新一轮科技革命,给半导体行业带来新需求。 具体来看,今年以来封测、PCB、半导体设备板块涨幅靠前。封测行业由于周期相对靠前,在下游需求复苏预期下,有望率先迎来业绩改善,今年以来封测板块表现较好。2023年以来PCB行业库存持续去化,行业景气度处于底部,在AI应用催化下,服务器PCB相关业务的公司涨幅表现较好。设备方面,年初市场对今年晶圆厂资本开支悲观预期有所修复,虽然年中以来受招标影响以及担忧海外出口管制政策,设备板块出现一定回调,但今年以来涨幅依然靠前。 今年以来(截至2023年10月13日),电子行业涨幅居前的个股分别为:捷荣技术(488.1%)、佰维存储(315.9%)、万润科技(194.0%)等,涨幅靠后的个股分别为传艺科技(-54.6%)、裕太微-U(-47.4%)、东微半导(-46.1%)等。 半导体其他指数来看,今年以来(截至2023年10月13日),费城半导体指数上涨36.4%,台湾半导体指数上涨26.3%,主要重点公司今年大多数录得正收益。 二 半导体设备:国产替代大势所趋,加速导入本土设备 2.1 供给端:日、美、荷公司领跑,政策加快国产替代步伐 2.1.1 日、美、荷企业包揽全球前十大半导体设备制造商 半导体设备市场现状:海外大厂占据主导地位,国产替代仍处于黄金窗口期。 1) 全球市场看,美企、日企和荷兰企业市占率领先。根据TechInsights数据显示,2022年销售额排名全球前10的半导体制造设备厂商有4家美国公司、4家日本公司和2家荷兰公司,其中应用材料、ASML和LAM分列前三位,市占率分别为23.1%、19.8%和17.7%,CR3超60%。 2) 具体到国内市场,根据海关总署数据,2022年中国大陆半导体设备进口额达347.2亿美元,出口额为41.2亿美元,贸易逆差为306亿美元;近五年进口总额1645.7亿美元,出口总额150.8亿美元,贸易逆差达1495亿美元,半导体设备进口依赖现象突出。从进口来源地看,2022年,中国大陆半导体设备主要进口国家或地区包括日本、美国、新加坡、韩国、中国台湾、荷兰、马来西亚、德国、奥地利等。其中,日本进口额约占进口总额的1/3,是我国大陆地区的最大进口来源地。 根据拓荆科技招股说明书援引SEMI数据,2020年新建晶圆厂设备投资中,晶圆制造相关设备投资额占比约为总体设备投资的80%,其中光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备为晶圆制造的三大主设备,其投资规模分别占晶圆制造设备总投资的23%、30%和25%。此外,半导体封装及组装设备、测试设备和其他设备投资额分别占总体设备投资的10%、8%和2%。根据中商情报网数据,各类半导体设备中,热处理设备、清洗设备、刻蚀设备等国产化率较高,但仍有不少半导体设备国产化率低于20%,国产化空间大。 纵观全球市场,应用材料在刻蚀设备、CVD、PVD、量测/检测设备、热处理设备、CMP设备市场中均占据较多的市场份额,泛林集团则在刻蚀设备、CVD、清洗设备等市场中市占率靠前,除此之外,泰瑞达、科磊半导体、Cohu等美企也在细分半导体设备市场中居于前列;日本企业中,以东京电子、日立、迪恩士、尼康、佳能、荏原、东京精密、DISCO等为代表的公司在半导体设备细分市场市占率突出,刻蚀、ALD、清洗设备、划片机等优势较明显;而ASML、ASM等荷兰企业则专长于光刻机、ALD设备等。 国内已有部分企业在全球竞争中突出重围,但整体而言市占率均较低。中微公司、北方华创在全球刻蚀设备市场市占率分别达1.1%、0.6%;热处理设备市场中,北方华创、屹唐半导体等国内厂商市占率分别达1%和4%,华峰测控在半导体测试机市场中市占率达3%,但各细分领域国内参与厂商数目及各家市占率不高,多数市场仍被外企主导。 2.1.2 国产设备从成熟向先进制程发展,刻蚀、清洗、去胶等设备发展较快 国内厂商加速研发验证,部分设备已可覆盖14nm及以下节点。我们梳理了国内部分半导体设备公司的设备产品,其中,光刻机推进较慢且生产厂商较少,其余类型的国产设备在28nm及以上的制程节点上已有较多布局;14nm及以下的节点来看,刻蚀设备、去胶设备、清洗设备突破较快,其余大多在研发或验证阶段。 2.1.3 半导体产业自主可控趋势明显,出口管制政策或将加速国产替代 海外相继发布出口管制措施,半导体设备行业逆全球化趋势加速。2022年以来,美国相继发布多条对华出口管制举措,10月7日美国商务部工业与安全局/BIS发布对华实施先进计算和半导体制造的出口管制新规,限制中国获得先进计算芯片、开发和维护超级计算机及制造先进半导体的能力。2023年以来,荷兰、日本也先后发布对管制新规或外贸法令,对光刻机在内的半导体设备增加出口许可令规定,半导体逆全球化趋势逐渐显露,供应链自主可控重要性日益突出。 我国积极应对半导体行业变化,从中央到地方政府对半导体行业给予大力支持。近年来,我国出台了一系列扶持政策,为半导体专用设备行业提供了资金、税收、技术和人才等多方面的有力支持,有利于产业发展、提升国产半导体设备企业的竞争力、加强产业链自主可控。 我们统计了2022年中国招标网公开半导体设备中标情况,选取了薄膜沉积、光刻机、刻蚀、量/检测、清洗及涂胶显影等几类设备,对比其2022年上半年与下半年国产设备中标率情况,其中除涂胶显影设备下半年国产中标设备占比略有下滑外,其余设备均表现为国产占比有一定的提升,体现出在国内利好政策与海外管控逐日收紧的双重刺激下,部分厂商或将提高对国产设备验证的积极性与主动性,有利于国产设备的加速导入。 2.2 需求端:中国大陆晶圆代工产能仍未满足本土需求,短期关注一线晶圆厂扩产情况 2.2.1 半导体设备空间大,中国大陆晶圆代工产能仍未满足本土需求 根据SEMI,全球半导体前道设备销售额预计2023年下降18.8%至764亿美元,2024年复苏到878亿美元,增长14.8%。后道设备市场销售额2023年将继续下滑。2023年半导体测试设备市场销售额预计将下滑15%至64亿美元,封装设备销售额预计将下降21%至46亿美元。2024年预计测试设备和封装设备将分别增长8%和16%。 中国大陆半导体设备市场规模成长迅速。受下游新兴需求不断涌现、半导体产业向中国大陆转移、晶圆厂资本性支出增加等因素影响,根据日本半导体协会数据,中国大陆半导体设备市场规模从2018年的131亿美元提高到2022年的283亿美元,占比由20%提高到26%。 芯片自给率还较低,本土晶圆代工产能远未满足需求。根据TechInsights,2022年中国大陆芯片市场规模为1640亿美元,而来自大陆本土生产的芯片仅300亿美元,芯片自给率约18%,本土晶圆代工产能仍未满足需求,大陆晶圆厂中长期看还有较大的扩产空间。 预计2026年中国大陆12寸晶圆产能全球占比提高到25%,达到240万片/月。根据SEMI,在2022年至2026年期间,下游芯片制造厂商将持续扩充产能以满足需求增长,预计到2026年全球12寸晶圆厂产能提高至960万片/月。由于美国的出口管制,中国将投资重点放在成熟制程上,12寸晶圆产能全球份额从2022年的22%增加到2026年的25%,达到240万片/月。 光刻、刻蚀、薄膜沉积三类设备在晶圆制造产线中占比最高。 2.2.2 短期关注国内一线晶圆厂设备招标情况 2023年上半年国内主要晶圆厂产能利用率较低,产能爬坡减缓,上半年设备招标以小厂为主。根据集微咨询,截至2023年第二季度,中国大陆12英寸晶圆代工产线总产能149.4万片/月,8英寸晶圆代工产线总产能145.1万片/月。 23Q2半导体设备板块业绩、合同负债保持增长,增速依然维持较高水平,部分设备公司合同负债有所波动。半导体设备板块23Q2收入107.77亿元,同比+29%,环比+17%;板块扣非净利润19.59亿元,同比+35%,环比+65%。合同负债来看,截至23年6月末半导体设备板块合同负债余额为164.56亿元,同比+34%,环比+4%。由于今年上半年设备招标以二三线晶圆厂为主,叠加付款节奏等影响,部分设备公司合同负债金额出现一定波动。 展望23Q4及24年,我们认为随着主要晶圆厂稼动率恢复,国内一线晶圆厂扩产愈来愈近,国内半导体设备公司将受益。 2.3 半导体设备估值表 三 半导体材料:下游拉动需求,细分品类较多 3.1 半导体材料国产化率较低,替代空间较大 全球半导体晶圆制造材料市场规模逐年增加。半导体材料可分为晶圆制造材料和封装材料,随先进制程不断发展,半导体制造材料消耗量逐渐增加。据SEMI统计,2022年全球半导体材料市场收入增长8.9%至727亿美元,超过了2021年创下的668亿美元的高点。 硅片在全球半导体制造材料中占比最高,为半导体制造的核心材料。从晶圆制造材料的细分市场来看,根据SEMI数据,2021年硅材料、电子特气、光掩膜市场规模占比排名前三,分别占全球半导体制造材料行业33%、14%、13%。 中国大陆半导体材料销售额增长最快,且是全球第三大市场。2010年到2019年,中国台湾地区和韩国销售额受周期影响波动较大,北美和欧洲市场增长缓慢,日本处于负增长状态,而只有中国大陆地区呈现快速增长的状态,在2016年到2018年连续3年增速超过10%。根据SEMI数据,中国台湾地区连续13年蝉联全球最大半导体材料消费地区,2022年销售总金额达201亿美元;中国大陆销售金额为129.7亿美元,排名第二;韩国紧随其后,以销售额129亿美元位列第三。 摩尔定律不断演进,半导体材料价值增加。每隔18-24个月芯片性能将提升一倍,工艺节点也在不断的演进。随制程演进,对半导体材料的需求不断提升,例如需要湿电子化学品的纯度更高、硅片的价格更贵等。如下右图所示,当工艺向前推进一个节点时,流片成本将提升50%,这其中有很大的部分是由半导体材料的价值提升所导致的。因此我们认为,在未来半导体工艺节点继续向前迈进的过程中,半导体材料的价值将继续增加。 国内晶圆厂建设潮带动半导体材料需求。根据芯思想研究院数据,截至2021年底,中国内地12英寸、8英寸和6英寸及以下的晶圆制造线共有210条(不含纯MEMS生产线、化合物半导体生产线和光电子生产线)。已投产的12英寸晶圆制造线有29条,合计装机月产能约131万片(其中外资公司装机月产能超过61万片);已经投产的8英寸晶圆制造线投有29条,合计装机月产能约125万片;已经投产的6英寸及以下晶圆制造线装机产能约420万片等效6英寸晶圆产能。在建或规划签约的12英寸晶圆制造线(包含中试线)有26条,相关投资金额高达6000亿元,规划月产能达134万片。 半导体材料迎来国产替代红利。中国本土的半导体市场需求占全球的1/3,但供给能力却明显不足,半导体设备及材料是国内半导体产业的薄弱环节。随着国内新建的晶圆厂陆续实现量产,全球半导体产业链逐渐向我国转移,国内销售的芯片的国产占比有望在2023年提升。 3.2 半导体材料细分较多 半导体制造工艺可简单分为光刻工艺、参杂工艺、膜生长工艺、热处理工艺四种,任何一种工艺都需要使用对应的半导体材料来满足一定的生产要求,如光刻工艺中需要光刻胶、光罩、显影液、刻蚀液、特种气体等,以满足光刻完成后生成电路图形的要求。具体工艺与对应半导体材料如下表所示: 更具体来看,半导体产品的制造过程主要包括晶圆制造(前道)和封装(后道)测试,不同的制造环节需要使用对应的半导体材料,具体信息如下图所示: 3.3 半导体硅片:海外龙头厂商较为领先 行业壁垒高,呈高度集中态势。由于半导体硅片行业有技术难度高、投资规模大、研发周期长、客户认证周期长等特点,所以行业进入壁垒较高,龙头集中,行业格局逐渐出清。据SEMI统计,2020年,全球前五大半导体硅片企业,信越化学占28%,SUMCO占22%,环球晶圆占15%、Siltronic占11%,SKSiltron占11%,前五大公司占市场份额合计86%。 起步较晚、寡头垄断造成我国硅片进口依赖度仍旧较高。目前6英寸、8英寸已取得较高的国产替代率,但12英寸大硅片国产替代率依然处于个位数,同时随国内扩产增加和自主可靠要求,国内晶圆厂的半导体硅片国产替代需求旺盛。同时由于硅片厂公告扩产到产能释放需要2年以上。短期内在12英寸大硅片领域仍然存在缺口。 国产厂商进展较快,国产化率提升较快。国内半导体硅片厂商主要为沪硅产业、立昂微、中晶科技、神工股份等企业,根据各公司投资者关系记录及公告,其中沪硅产业目前子公司上海新昇12英寸半导体硅片已全面完成30万片/月的产能建设,正在实施的30-60万片/月新增30万片/月12英寸半导体硅片产能建设项目,将在2023年内逐步投产,最终达到60万片/月的12英寸硅片产能,子公司新傲科技和Okmetic8英寸及以下抛光片、外延片合计产能超过50万片/月;子公司新傲科技和Okmetic8英寸及以下SOI硅片合计产能超过6.5万片/月。立昂微方面,衢州基地目前已建成15万片/月的12英寸硅片产能,该部分产能5万片/月为轻掺硅片产能、10万片/月为重掺硅片产能;嘉兴基地规划产能40万片/月,全部为轻掺硅片产能。 硅片近期展望:大硅片需求占比上升,供需紧张持续。目前从结构来看,12英寸大硅片的需求增速较快,未来在整体出货的占比会持续上升,同时供需情况来看,由于硅片厂扩产需要较长时间,大硅片供不应求的趋势在短期内难以缓解,同时受到AI等新兴环节需求拉动,COWOS先进封装需求快速上升,进一步加大了供需缺口,展望1-2年我们预测12英寸大硅片缺口将持续存在。 3.4 电子特气:市场较为分散,欧美厂商较为领先 工业气体市场集中度高,寡头垄断明显。经过多年的发展和兼并收购,全球工业气体市场已经形成了少数几家气体生产企业占据全球市场大多数份额的市场格局。根据SAI公司的统计数据:2013年全球工业气体市场上,前四大生产厂商——法国液化空气集团(AL)、德国林德集团(Linde)、美国普莱克斯集团(PRAXAIR)和美国空气化工产品集团(AirProducts)共占据75%的市场份额,市场高度集中。2018年10月23日,德国林德集团官方宣布与美国普莱克斯集团完成对等合并,成为全球最大的工业气体业务供应商,合并后三大气体巨头(林德集团、液化空气、空气化工)占据全球工业气体外包市场76.71%的份额。相比于传统的大宗气体,电子气体行业由于具有较高的技术壁垒,市场集中度极高。2020年全球半导体用电子气体市场中,空气化工、普莱克斯、林德集团、液化空气和大阳日酸等五大公司控制着全球85%以上的市场份额,形成寡头垄断的局面。在国内市场,海外几大气体巨头控制了88%的份额,我国电子气体受制于人的局面十分严重。 国内气体企业在电子特气进展迅速。其中华特气体、中船特气、金宏气体、凯美特气等企业在研发和导入晶圆厂产品方面取得不错进展,其中华特气体保持同行较多特气产品的竞争力,在小品类里面有50余种在集成电路中应用,2022年度在IC领域的电子特种气体销售突破上亿元的客户增加至两个,截至23H1,公司公告的在研项目48项,其中六氟丁二烯、锗烷、乙硅烷等产品具备较高潜力。中船特气在其主要的特气产品三氟化氮、六氟化钨由于品质和稳定性广泛获得下游客户的青睐。金宏气体电子级一氟甲烷、八氟环丁烷、六氟丁二烯等共7个产品都在分项目同时实施,预计2023年年底都会进入试产状态。凯美特气在光刻气产品已取得ASML认证,2023年下半年将重点销售激光混配气。 国产厂商导入料号逐渐增加。随着下游晶圆厂对电子特气国产化需求的增加,对国产厂商导入节奏加快,同时华特气体、中船特气等国内气体厂商研发节奏加快,未来导入晶圆厂的特气料号会逐步增加。同时晶圆厂会产生对新品类特气料号的需求,国内特气企业研发团队加快效应速度,较快推出所需的新品类。 3.5 光刻胶:日本厂商具有明显优势 光刻胶行业被日本和美国公司垄断,日本厂商占主导地位。全品类光刻胶市场中,全球前五大厂商就占据了光刻胶市场87%的份额,其中,日本四家厂商——东京应化、JSR、信越化学、富士胶片占据了72%的市场份额;先进的高分辨率KrF和ArF半导体光刻胶已占全球半导体光刻胶的63%,该核心技术亦被日本和美国企业垄断,其中日本厂商占KrF光刻胶的市场份额达到了83%,占ArF光刻胶的市场份额达到了91%;在EUV光刻胶方面,日本公司富士胶片、信越化学、住友化学专利数排名前三位,前十大企业中七席被日本公司占据。日本光刻胶企业在全球光刻胶市场中占据绝对的支配地位。 国产厂商逐步突破光刻胶高端产品。目前在ArF和KrF光刻胶方面国产化率较低,国内彤程新材、华懋科技、晶瑞电材、上海新阳等企业在研发进度和晶圆厂测试方面进展加快。彤程新材下属北京科华是本土半导体光刻胶龙头企业,是KrF光刻胶国家02专项的承担单位,国内首家批量供应KrF光刻胶给本土8寸和12寸的晶圆厂客户,KrF光刻胶方面,开发出产品种类涵盖Poly、AA、Metal等关键层工艺;TM/TV、Thick、Implant、ContactHole等应用领域的多种KrF产品取得用户正向反馈以及销售订单。华懋科技持股公司徐州博康是国内少有能打通光刻胶上游材料的全产业链公司,徐州博康的聚合与提纯工艺也是其核心竞争力之一,目前在树脂、单体等方面进展较快。晶瑞电材光刻胶产品规模化生产近30年公司KrF(248nm深紫外)光刻胶产品分辨率达到了0.25~0.13μm的技术要求,已通过部分重要客户测试,KrF光刻胶2022年形成批量供货。 3.6 CMP材料:抛光液日韩美企竞争激烈,抛光垫陶氏龙头独大 抛光液的全球产业格局主要分布在国外,国内缺乏世界级的龙头企业。抛光液28nnm及以上产品市场主要被日本的Fujimi、Himonoto Kenmazai公司,美国的Cabot、杜邦、Rodel、Eka,韩国的ACE等公司所垄断,占据全球高端市场份额90%以上,其中Cabot多年占据市场份额首位。根据Semi数据,国内产业中Cabot占领约64%的市场份额,国内CMP龙头安集科技占领22%,其余为中小厂商。 抛光垫的全球市场格局主要被Dow、Cabot、Thomas West等外资厂商垄断。前5大厂商占据全球市场约90%,其中Dow占领79%的全球份额。在国内,Dow垄断中国近90%的CMP抛光垫市场供给,是国产替代的主要对象。国内较知名的抛光垫厂商为鼎龙股份。 国产化率提升较快,国产厂商在先进制程节点取得突破。目前国内CMP抛光液方面安集科技进展较快,公司在化学机械抛光液方面已有能力提供全品类产品的解决方案,其中上海金桥生产基地,主要生产化学机械抛光液,宁波北仑生产基地,主要生产功能性湿电子化学品,目前客户数量逐年增长。抛光垫方面鼎龙股份进展较快,公司武汉本部一二期的CMP抛光垫年产规模合计是30万片,除此外公司在潜江工业园补充了20万片抛光垫新品及核心配套原材料等扩产建设,主要部分已与去年夏季建设完工。公司抛光垫新产品已提供给主流客户送样测试。 CMP抛光液随制程迭代到先进制程,需求钨类等特定产品为主,同时料号需求变多。根据Cabot官网数据,制程越先进所需要的CMP工艺步数越多,7nm制程需要CMP工艺约30步,抛光液所需品种从5种增至20种。同时随着制裁迭代,需要新材料的变化,在20nm以下,钴互联、硅通孔等新技术将增加CMP抛光液所需品类。 3.7 半导体材料估值表 四 投资建议 当前时点,我们认为晶圆厂产能稼动率回升趋势明朗,国内晶圆大厂扩产愈来愈近,同时市场对美国出台新一轮出口管制政策的担忧已经充分计价,半导体设备和材料国产替代大势所趋,当前是布局设备和材料板块的宝贵窗口期。 建议关注: 1)半导体设备和零部件:中微公司(国内刻蚀设备龙头)、北方华创(半导体设备平台型企业)、拓荆科技(国产薄膜沉积设备龙头)、精测电子(半导体量检测设备订单有望持续放量)、芯源微(国产涂胶显影设备龙头)、新莱应材(半导体设备真空领域零部件国产先锋)、英杰电气(半导体射频电源国产化持续推进)等; 2)半导体材料:彤程新材(下属北京科华是本土半导体光刻胶龙头企业)、华懋科技(持股公司徐州博康是国内少有能打通光刻胶上游材料的全产业链公司)、安集科技(抛光液领域全品类覆盖)、鼎龙股份(国产CMP抛光垫龙头企业)、华特气体(特种气体本土龙头企业)、凯美特气(光刻气产品已取得ASML认证)、金宏气体(综合气体供应商)、沪硅产业(中国大陆规模最大的半导体硅片企业之一)。 五 风险提示 1.晶圆厂扩产节奏不及预期。晶圆厂是半导体设备的下游客户,晶圆厂产能投资规模决定了半导体专用设备的市场空间。晶圆厂的扩产投资受到集成电路终端产品销售市场变动、晶圆厂新技术导入计划、晶圆厂对于未来行业发展判断的影响,具有一定的周期性。如果后续晶圆厂扩产节奏延后,短期内市场需求将面临下降的风险。 2.部分关键零部件卡脖子风险。半导体设备部分关键核心零部件仍需从国外采购,如果与国外企业合作发生变化或由于不可抗力因素导致零部件供应中断,将对设备产销产生不利后果。 3.国产替代进度不及预期。当前国内半导体设备和材料厂商在部分领域的技术水平、经营规模、人才储备等方面相较国际巨头仍有差距,存在国产替代不及预期的风险。
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