“劈開”半導體限制,國產半導體材料收入實現(xiàn)翻倍,千億投資涌向賽道
得益于近年來政府對半導體制造業(yè)的支持,我國晶圓制造能力持續(xù)提升,中國大陸半導體材料市場規(guī)模持續(xù)快速增長。2020-2022年電子材料企業(yè)收入規(guī)模實現(xiàn)翻倍,國產化率快速提升。
我們認為,隨著半導體行業(yè)的博弈加劇,國產化率將持續(xù)提升,同時全球半導體需求底部向上,可關注格局好、壁壘高的材料環(huán)節(jié)及平臺化企業(yè)。
半導體材料可分為前端晶圓制造材料和后端封裝材料兩大類。主要的晶圓制造材料包括硅片、電子特種氣體、光刻膠及配套試劑、濕電子化學品、拋光材料、靶材、光掩膜版等。
2023年6月,國際半導體產業(yè)協(xié)會(SEMI)發(fā)布的最新《半導體材料市場報告》指出,2022年全球半導體材料營收約727億美元,同比增長8.9%,創(chuàng)歷史新高。其中中國大陸半導體材料市場規(guī)模達129.7億美元,在半導體材料市場排名中位居第二,同比增長7.3%。歷經多年發(fā)展,中國已實現(xiàn)了大多數(shù)半導體材料的布局或量產,但是從整體來看中國半導體材料國產化率仍有較大的提升空間。

去年10月,美國對半導體行業(yè)開始第二輪制裁,陶氏、卡伯特等企業(yè)斷供材料,今年3月,日、韓對華斷供半導體材料,德國也擬限制部分半導體材料對華出口,行業(yè)博弈進一步加劇。盡管半導體材料已度過國產化最快的階段,但在此背景下國產率仍有較大提升空間。同時,受全球需求疲弱影響,晶圓廠自去年四季度開始降低開工率,下半年有望底部回升。
大廠虎視眈眈,本土企業(yè)化身戰(zhàn)狼
大國崛起的背后,是全球大分工的重新洗牌,是對高端產業(yè)鏈主導權的爭奪。隨著全球各科技大國圍繞半導體領域的博弈加劇,半導體領域的競爭向上游延伸,半導體材料逐漸成為關鍵的“卡脖子”環(huán)節(jié)。
半導體材料種類繁多,根據(jù)SIA數(shù)據(jù)統(tǒng)計,在半導體主要材料當中,硅片占比最高為41%,而靶材占比最低僅為4%。根據(jù)工藝流程,可以分為晶圓制造材料和封測材料,根據(jù)國產替代的進程,可以劃分為替代率較高和替代率較低的兩類。
首先,在替代率較低的一類中,主要以光掩膜、光刻膠、硅片、CMP拋光材料為代表,技術壁壘相對較高,且材料本身需要隨制程突破需要不斷迭代,導致國內廠商追趕的進程相對較慢。特別在先進制程領域,基本尚未實現(xiàn)技術突破。
從細分領域的典型代表企業(yè)來看,在下游制造廠商扶持和材料廠商不斷加碼的研發(fā)投入下,涌現(xiàn)出一批頭部的本土企業(yè),帶領行業(yè)不斷破除國際大廠的“圍追堵截”。
如在硅片領域,滬硅產業(yè)、西安奕斯偉已實現(xiàn)12英寸大尺寸硅片的批量化供應;在光刻膠領域,北京科華的KrF光刻膠已通過中芯國際的認證;在CMP拋光材料領域,安集科技(688019)14nm技術節(jié)點產品已進入客戶認證階段。
其次,在替代率較高的一類中,主要包括電子特氣、靶材和濕電子化學品等,相比之下目前國產化率可以達到20-30%。一方面是這些材料的技術路線延續(xù)性較強,不需要頻繁地更新?lián)Q代,產品品質的關鍵在于材料純度的提高,因此材料廠商可以集中力量對單類產品進行打磨。
比如氟化氫技術的迭代,本質是不斷提升純度,將小數(shù)點后面的9越做越多的過程,主打一個精益求精。韓國雖實現(xiàn)了氟化氫的國產化,但其純度只有99.99999999%(小數(shù)點后8個9),日本企業(yè)卻能做到小數(shù)點后10個9??瓷先ハ嗖顭o幾,但如果乘上幾十上百道工序,最終結果會千差萬別。
另一方面是這些材料除了半導體應用,往往還可以用于光伏、顯示等其他領域,復用價值較大。這使得材料廠商可以先依靠光伏、顯示等領域打開市場、獲取利潤,形成一定的資金儲備和產業(yè)化基礎,再向技術難度更高的半導體領域延伸。
從國產化率相對較高的領域來看,實現(xiàn)批量供貨的本土企業(yè)相對較多,代表性企業(yè)包括電子特氣領域的華特氣體、靶材領域的江豐電子(300666)、濕電子化學品領域的江化微(603078)等,紛紛加速替代海外供應商的步伐進程。
以靶材為例,全球濺射靶材市場集中度高,由于濺射靶材在材料純度、致密性、晶粒尺寸及均勻性、組織結構等方面有嚴格要求,因此加工工藝難度大,需求和利潤主要依賴高端材料加工設備。
濺射靶材市場長期由美國、日本的少數(shù)企業(yè)寡頭壟斷,國內市場形成了“低端靶材自給,高端靶材依賴進口”的局面。JX日礦金屬、霍尼韋爾、東曹、和普萊克斯四家廠商占據(jù)了整個市場的約八成份額。
當前競爭格局下,國產龍頭江豐電子進展較大,但是挑戰(zhàn)頗多,受限于國外對部分高純原料的壟斷,近幾年來,江豐電子營收主要依賴鉭靶、鈦靶和鋁靶三大品類,隨著市場需求變化,亟需從橫向拓展上補足種類單一的短板。
另外,除了靶材生產能力以外,原材料的自主供應亦是靶材行業(yè)內企業(yè)核心競爭力的體現(xiàn),江豐電子原材料依賴外采的問題也亟待解決。
事實也充分證明,原材料依賴外采問題的緩解,在盈利層面的變化和貢獻幾乎是立竿見影,江豐電子2023年1季度毛利率環(huán)比提升,改善的主因得益于上游原材料本土廠商的發(fā)展,使得材料采購的國產化率快速提高,對外依賴有所減弱。

超千億項目在建
集微網統(tǒng)計顯示,2022年超500個半導體項目取得新進展(簽約、開/竣工、投產等),計劃總投資額達萬億元規(guī)模。其中,新簽約項目超230個,計劃總投資額超3500億元。以上項目分布于超24個省份(直轄市),江蘇地區(qū)項目情況最為“活躍”,其次為浙江、安徽、上海、廣東等地。值得一提,上海在研發(fā)與配套項目上投資熱度居首。
長三角地區(qū)(上海、江蘇、浙江、安徽地區(qū))是我國最主要的集成電路開發(fā)和生產基地。
根據(jù)長三角創(chuàng)新聯(lián)盟提供的數(shù)據(jù),2022年長三角三省一市集成電路設計、制造、封測三業(yè)營收共計7235億元,全國占比超60%;較2021年增加1.94個百分點,較2019年增加14.14個百分點。長三角區(qū)域集成電路產業(yè)總體規(guī)模增速非常明顯。
2022項目投資活躍度情況也印證了這一點,長三角地區(qū)占據(jù)了全國集成電路產業(yè)項目投資的“半壁江山”,區(qū)域協(xié)同發(fā)展優(yōu)勢明顯。
近幾年,半導體材料類項目投資熱度持續(xù)增高。半導體材料屬于耗材類產品,晶圓廠擴產促進材料市場擴大,為本土企業(yè)帶來了機遇。
集微咨詢分析師陳躍楠指出:“新建晶圓廠已成為本土半導體材料份額提升的主戰(zhàn)場。從新建晶圓廠的投產時間來看,主要晶圓代工產線的產能釋放期在2024-2025年,有大量的設備和材料驗證需求在2023-2024年確定,是國產替代的最佳時間?!?/span>
從2022年取得進展的項目來看,材料類項目數(shù)量最多,占比27%;晶圓代工、封測等制造類項目占比為16%;設備類項目占比12%??梢?,材料領域投資熱度居高。
如以18個月左右的項目建設期來推算,2022年也恰逢材料項目建設黃金期。從計劃投資額來看,2022年取得進展的半導體項目中,材料、制造類堪稱“雙雄”,總投資額皆超3000億元規(guī)模。