外延片研究报告

如需报告请登录【未来智库】。1、为什么看好半导体材料投资机会目前，新冠肺炎疫情正在全球蔓延。欧美、日本以及韩国等国家正经受疫情爆发的 考验，而我们国内由于得到国家的强力控制，目前疫情已初步得到控制。国外疫情 的爆发，将对半导体行业的格局造成一定影响，特别是日本及欧美疫情的加剧，将 影响半导体材料供给。而国内疫情由于得到良好的控制，并且在一些半导体材料的 细分领域，国内的公司已实现部分国产替代，在供给方面我们先发优势，解晶圆代 工厂燃眉之急。 据中证报消息，国家大基金二期三月底可以开始实质投资。国家大基金是半导体行 业风向标，国家大基金二期将更加注重对半导体材料及设备的投资。大基金二期以 半导体产业链最上游的材料及设备为着力点，推动整个半导体行业的发展，加速国 产替代的进程，国内半导体材料公司将迎来黄金发展期。1.1 欧美及日本疫情加剧 半导体材料供给或将受限 截至 3 月 14 日 14：30 分，海外新冠肺炎确诊病例累计确诊 64617 例，较上日增 加 10393 例，累计死亡 2236 例。海外疫情正处于爆发期，特别是意大利、日本、 美国、德国、法国及韩国等国家，新冠疫情正愈演愈烈。在全球半导体材料领域，日本占据绝对主导地位。去年日韩贸易战中，日本限制含 氟聚酰亚胺、光刻胶，以及高纯度氟化氢这三种材料的对韩出口，引起了整个半导 体领域的震动。在 2019 年前 5 个月，日本生产的半导体材料占全球产量的 52%。 同期，韩国从日本进口的光刻胶价值就达到 1.1 亿美元。据韩国贸易协会报告显示， 韩国半导体和显示器行业在氟聚酰亚胺、光刻胶及高纯度氟化氢对日本依赖度分别 为 91.9%、43.9%及 93.7%。在半导体制造过程包含的 19 种核心材料中，日本市占率超过 50%份额的材料就占 到了 14 种，在全球半导体材料领域处于绝对领先地位。 欧美及日本疫情的加剧，将影响全球半导体材料的供给。目前虽然没有欧美及日本 半导体公司受疫情影响的官方报道，但我们认为疫情必将影响这些地区半导体公司 的经营情况。在疫情影响下，韩国的三星、SK 海力士等半导体公司多次停产隔离， 国内的众多公司也延迟复工。因此，这些处于疫情爆发期国家的公司也必将受疫情 影响。当地时间 13 日下午 3 点 30 分，美国总统特朗普已宣布进入“国家紧急状态” 以应对新冠肺炎疫情。受疫情影响，多国采取封城措施，这将影响半导体材料的运输。韩国、意大利等国 先后采取封城措施，来抑制新冠疫情的爆发。封城后将对货物的运输带来极大的不 便，这将影响到半导体材料的运输。国内半导体材料公司占据天时、地利及人和，国产替代将加速。得益于国家强有力 的调控措施，以及国内群众的高度配合，国内疫情已初步得到控制，多省市已连续 多天未有新病例。目前，国内大多企业已经复工，并开始逐步提升产能。同时，中 国是制造业大国，国内半导体制造公司众多，国内厂商的产品在运输上具有相对便 利性，特别是在国外封城下，这种便利性能缓解众多晶圆代工厂的燃眉之急，国产 替代进程将加速。1.2 大基金二期即将开启投资 半导体材料必将受益 据中证报消息，国家大基金二期三月底应该可以开始实质投资。大基金二期于 2019 年 10 月 22 日注册成立，注册资本为 2041.5 亿元。从目前大基金一期投资的情况来看，一期半导体设备和半导体材料领域合计投入金 额 57.7 亿元，占大基金一期投资总额的 4.2%。而在全球半导体产业中，2018 年 半导体设备销售额 645.3 亿美元，半导体材料销售额 519.4 亿美元，半导体设备和 半导体材料合计占全球半导体销售额比重超过 20%。大基金一期在半导体设备和 半导体材料领域的投入相对较少。在投资项目上，大基金一期重点投资半导体制造和设计行业，大基金二期将更关注 半导体材料及半导体设备的投资。特别是受日韩贸易战事件影响，国人更加清醒认 识到半导体材料的重要性。即使是被认为半导体强国的韩国，有着三星、SK 海力 士等国际半导体巨头，但由于在半导体材料领域没有话语权，也将受到极大的制约。 半导体设备和半导体材料均处于半导体产业链的上游，在整个半导体产业中有着至 关重要的作用。目前国内关键设备及材料主要依赖进口，推动半导体设备和材料的 发展势在必行。1.3 半导体材料领域我们看好哪些标的 半导体材料属于高技术壁垒行业，国内由于起步晚，整体相对落后，目前半导体材 料高端产品大多集中在美国、日本、德国等国家和地区生产商。但在一些细分领域， 国内已有企业突破国外技术垄断，在市场占有一定的份额，如国内抛光液龙头安集 科技、特种气体龙头华特气体、超纯试剂及光刻胶领域龙头晶瑞股份、近期收购 LG 化学旗下彩色光刻胶事业布局显示光刻胶领域的雅克科技、国内靶材龙头江丰电子 等。在投资策略上，我们建议关注半导体材料各细分领域龙头企业，特别是进入长江存 储产业链的材料公司。大基金二期明确投资长江存储，助力长江存储产能提升。长 江存储已开启一期产能扩张，目前的产能在 1~2 万片/月，一期目标产能 10 万片/ 月。长江存储 64 层 TLC 3D NAND 闪存已经正式量产，当前的核心任务是产能爬 坡，需要尽早达成 64 层三维闪存产品月产能 10 万片。根据长江存储的规划，未来 还将开启二期及三期产能扩张，二期项目产能将达到 30 万片/月，最终三期项目预 计在 2030 年完成，产能将提升到 100 万片/月。长江存储产业链半导体材料标的公司，推荐关注安集科技及华特气体。2018 年长 江存储是安集科技的第三大客户，为安集科技贡献 1891 万元的收入。华特气体方 面，2018 年公司来自长江存储的收入为 1206.5 万元，是公司的第 4 大客户，2019 年上半年来自长江存储的收入为 1032 万元，占比 2.64%，上升为公司第二大客户。 安集科技：公司是国内 CMP 抛光液及光刻胶去除剂龙头，特别是在抛光液领域， 是国内目前唯一供应商，产品已经实现向包括中芯国际、台积电、长江存储等国 际一线代工厂供货。长江存储产能大幅提升，安集科技将直接受益。特别是长江 存储对钨抛光液的需求大，安集科技已建有钨抛光液生产线与之对接，未来钨抛 光液的供应将大幅放量。钨抛光液的毛利率在 80%以上，放量将大幅提升公司的 盈利能力。 华特气体：公司是国内首家打破高纯六氟乙烷、高纯三氟甲烷等多种产品进口制 约的公司。Ar/F/Ne、Kr/Ne、Ar/Ne 和 Kr/F/Ne 等 4 种混合气于 2017 年通过全 球最大的光刻机供应商 ASML 公司的产品认证。目前，公司是我国唯一通过 ASML 公司认证的气体公司，亦是全球仅有的上述 4 个产品全部通过其认证的四 家气体公司之一。公司产品实现了对国内 8 寸以上集成电路制造厂商超过 80%的客户覆盖率，客户包含中芯国际、华虹宏力、长江存储、台积电、 京东方等众多国际知名企业，并进入了英特尔（Intel）、美光科技（Micron）、 德州仪器（TI）、海力士（Hynix）等全球领先的半导体企业供应链体系。此外，建议关注长江存储其他国内半导体材料相关标的，如已通过长江存储正片认 证的国内大硅片龙头上海新昇，国内抛光垫龙头鼎龙股份，通过并购进入电子材料 领域的雅克科技，半导体靶材龙头江丰电子，以及国内湿化学品及光刻胶领域龙头 晶瑞股份。2. 半导体材料：半导体产业基石2.1 半导体材料是半导体产业链重要支撑 在整个半导体产业链中，半导体材料处于产业链上游，是整个半导体行业的重要支 撑。在集成电路芯片制造过程中，每一个步骤都需要用到相应的材料，如光刻过程 需要用到光刻胶、掩膜版，硅片清洗过程需要用的各种湿化学品，化学机械平坦化 过程需要用的抛光液和抛光垫等，都属于半导体材料。半导体材料是半导体行业的物质基础，材料质量的好坏决定了最终集成电路芯片质 量的优劣，并影响到下游应用端的性能。因此，半导体材料在整个产业链中有着重 要地位。2.2 2018 年全球半导体材料销售额创历史新高 2018 年全球半导体材料销售额 519.4 亿美元，销售额首次突破 500 亿美元创下历 史新高。 2018 年全球半导体材料销售增速 10.65%，也创下自 2011 年以来的新高。全球半导体材料销售额增速与半导体销售增速具有较高的一致性，2017 年两者同 步高速增长的原因是DRAM市场的迅猛发展， 2017年DRAM实际增速高达77%。 2018 年受供求关系影响，存储市场增速减缓，半导体销售额及半导体材料销售额 增速均下降。半导体材料销售额占全球半导体销售额比例在 2012 年达到峰值，占比超过 16%， 近些年逐步下降，2018 年占比约 11%。占比下降的主要原因是 2013 年开始受益 于存储市场的快速增长，半导体销售额增速开始回升，2013-2018 年半导体销售增 速一直高于半导体材料销售增速。近年来，中国大陆半导体材料的销售额保持稳步增长。2018 年大陆半导体材料销 售额 84.4 亿美元，增速 10.62%，销售额创下历史新高。受益于国内半导体行业高景气度带动，大陆在半导体材料销售额增速方面一直领先 全球增速。受益于国内晶圆厂的大量投建，国内半导体材料的需求将加速增长。据SEMI估计， 2017-2020全球将有62座新晶圆厂投产，其中26座坐落中国大陆，占总数的42%。 半导体材料属于消耗品，随着大量晶圆厂建设完成，半导体材料的消耗量将大大增 加，将有力促进国内半导体材料行业的发展，国内半导体材料销售额全球占比将进 一步提升。我们预计 2019-2021 年，大陆半导体销售额分别为 94.5 亿美元、108.6 亿美元和 128 亿美元，增速分别为 12%、15%和 17.8%。从全球国家和地区来说，中国台湾依然是半导体材料消耗最大的地区。2018 年台 湾地区半导体销售额 114.5 亿美元，全球占比 22.04%。中国大陆占比 16.25%排名 全球第三，略低于 16.79%的韩国。2.3 晶圆制造材料是半导体材料核心 按制造工艺不同，半导体材料可以分为晶圆制造材料和封装材料。其中，晶圆制造 材料由于技术要求高，生产难度大，是半导体材料的核心。2018 年晶圆制造材料 全球销售额为 322 亿美元，占全球半导体材料销售额的 62%。晶圆制造材料全球 销售额增速 15.83%，高于全球半导体材料销售额增速。晶圆制造材料包含硅、掩膜版、光刻胶、电子气体、CMP 抛光材料、湿化学品、 溅射靶材等，其中硅的占比最高，整个晶圆制造材料超过三分之一。2.4 半导体材料技术壁垒高 国内自给率低 半导体材料属于高技术壁垒行业，特别是晶圆制造材料，技术要求高，生产难度大。目前，半导体材料高端产品大多集中在美国、日本、德国、韩国、中国台湾等国家 和地区生产商。国内由于起步晚，技术积累不足，整体处于相对落后的状态。目前， 国内半导体材料主要集中在中低端领域，高端产品基本被国外生产商垄断。如硅片， 2017 年全球五大硅片厂商占据了全球 94%的市场份额。近年来国内半导体材料生产商加大了研发投入，大力推进半导体材料的研发及生产， 力争实现国产替代。目前在部分细分领域，已经突破国外垄断，实现规模化供货。 如 CMP 抛光材料的龙头企业安集科技，公司化学机械抛光液已在 130-28nm 技术 节点实现规模化销售，主要应用于国内 8 英寸和 12 英寸主流晶圆产线；溅射靶材 龙头江丰电子，7 纳米技术节点实现批量供货，同时还满足了国内厂商 28 纳米技 术节点的量产需求。3. 半导体材料：品种多 技术壁垒高3.1 半导体材料--硅 3.1.1 硅是最重要的半导体材料 硅是半导体行业中最重要的材料，约占整个晶圆制造材料价值的三分之一。目前， 90%以上的集成电路芯片是用硅片作为衬底制造出来的。整个半导体产业就是建立 在硅材料之上的。硅片质量对半导体制造至关重要。在硅片上制造的芯片最终质量与采用硅片的质量 有直接关系。如果原始硅片上游缺陷，那么最终芯片上也肯定存在缺陷。按晶胞排列是否规律，硅可分为单晶硅和多晶硅。单晶硅晶胞在三维方向上整齐重 复排列，而多晶硅晶胞则呈不规律排列。单晶硅在力学性质、电学性质等方面，都 优于多晶硅。集成电路制造过程中使用的硅片都是单晶硅，因为晶胞重复的单晶结 构能够提供制作工艺和器件特性所要求的电学和机械性质。硅片的制备从晶体生长开始，形成单晶锭后经过修整和磨削再切片，再经过边缘打 磨、精研、抛光等步骤后，最后检查得到的硅片是否合格。3.1.2 单晶硅生产 单晶生长分为直拉（CZ）法和区熔（FZ）法，直拉法是目前主流的生长方法，占 据 90%市场。 直拉法：工艺成熟，更容易生长大直径单晶硅，生长出的单晶硅大多用于集成电 路元件。 区熔法：由于熔体不与容器接触，不易污染，因此生长出的单晶硅纯度较高，主 要用于功率半导体。但区熔法较难生长出大直径单晶硅，一般仅用于 8 寸或以下 直径工艺。3.1.3 大直径是硅片未来发展方向 大尺寸硅片是硅片未来发展的趋势。大尺寸硅片带来的优点有两个： 单片硅片制造的芯片数目越多：在同样的工艺条件下，300mm 半导体硅片的可 使用面积超过 200mm 硅片的两倍以上，可使用率（衡量单位晶圆可生产的芯片 数量的指标）是 200mm 硅片的 2.5 倍左右，大尺寸硅片上能制造的芯片数目更 多； 利用率更高：在圆形硅片上制造矩形的硅片会使硅片边缘处的一些区域无法被利 用，从而带来部分浪费，随之晶圆尺寸的增大，损失比就会减小。随着半导体技术的发展和市场需求的变化，大尺寸硅片占比将逐渐提升。目前 8 英 寸硅片主要用于生产功率半导体和微控制器，逻辑芯片和存储芯片则需要 12 英寸 硅片。2018 年 12 英寸硅片全球市场份额预计为 68.9%，到 2021 年占比预计提升 至 71.2%。3.1.4 硅片市场情况 半导体硅片投入资金多，研发周期长，是技术壁垒和资金壁垒都极高的行业。由于 下游客户认证时间长，硅片厂商需要长时间的技术和经验积累来提升产品的品质， 满足客户需求，以获得客户认证。目前全球硅片市场处于寡头垄断局面。2018 年全球半导体硅片行业销售额前五名 企业的市场份额分别为：日本信越化学 28%，日本 SUMCO 25%，中国台湾环球 晶圆 14%，德国 Siltronic 13%，韩国 SK Siltron 9%，前五名的全球市场市占率接 近 90%，市场集中度高。近年来全球半导体硅片出货面积稳步增长。2018 年全球半导体硅片出货面积达 127.3 亿平方英寸，同比 2017 年增长 7.79%；销售金额为 113.8 亿美元，同比 2017 年增长 30.65%，单价每平方英寸 0.89 美元，较 2017 年增长 21%。目前 12 英寸和 8 英寸硅片是市场主流。2018 年全球 12 英寸硅片需求均值在 600-650 万片/月，8 英寸均值在 550-600 万片/月。12 英寸硅片主要被 NAND 和 DRAM 需求驱动，8 英寸主要被汽车电子和工业应用对功率半导体需求驱动。长期 看 12 英寸和 8 英寸依然是市场的主流。国内积极布局大硅片生产，规划产能大。截至 2018 年年底，根据各个公司已量产 产线披露的产能，8 英寸硅片产能已达 139 万片/月，12 英寸硅片产能 28.5 万片/ 月。预计 2020 年 8 英寸硅片实际月需求将达到 172.5 万片，2020 年 12 英寸硅片 实际需求为 340.67 万片/月。为满足国内大硅片的需求，我国正积极布局大硅片的 生产。目前公布的大硅片项目已超过 20 个，预计总投资金额超过 1400 亿，到 2023 年 12 英寸硅片总规划产能合计超过 650 万片。从国内硅片生产商来看，目前国内硅片生产商主要有上海新昇、中环股份、金瑞泓 等企业。上海新昇 12 英寸硅片产品已经通过华力微和中芯国际的认证，正片 2019 年已得到长江存储的采购，目前处于国内领先地位。中环股份一期于 2019 年 2 月 进行试生产 8 英寸硅片， 7 月将进行规模化投产；12 英寸功率硅片生产线将在 2019 年下半年进行设备安装调试。二期将于 2020 年开工建设，投资 15 亿美元，建设两 条 12 英寸生产线，月产能 35 万片。3.2 光刻胶 3.2.1 光刻原理 光刻是整个集成电路制造过程中耗时最长、难度最大的工艺，耗时占 IC 制造 50% 左右，成本约占 IC 生产成本的 1/3。光刻胶是光刻过程最重要的耗材，光刻胶的质 量对光刻工艺有着重要影响。光刻是将图形由掩膜版上转移到硅片上，为后续的刻蚀步骤作准备。在光刻过程中， 需在硅片上涂一层光刻胶，经紫外线曝光后，光刻胶的化学性质发生变化，在通过 显影后，被曝光的光刻胶将被去除，从而实现将电路图形由掩膜版转移到光刻胶上。 再经过刻蚀过程，实现电路图形由光刻胶转移到硅片上。在刻蚀过程中，光刻胶起 防腐蚀的保护作用。3.2.2 光刻胶分类 根据化学反应机理和显影原理的不同，光刻胶可以分为负性胶和正性胶。对某些溶 剂可溶，但经曝光后形成不可溶物质的是负性胶；反之，对某些溶剂不可溶，经曝 光后变成可溶的为正性胶。从需求端来看，光刻胶可分为半导体光刻胶、面板光刻胶和 PCB 光刻胶。其中， 半导体光刻胶的技术壁垒最高。3.2.3 光刻胶技术壁垒 光刻胶是半导体材料中技术壁垒最高的品种之一。光刻胶产品种类多、专用性强， 是典型的技术密集型行业。不同用途的光刻胶曝光光源、反应机理、制造工艺、成 膜特性、加工图形线路的精度等性能要求不同，导致对于材料的溶解性、耐蚀刻性、 感光性能、耐热性等要求不同。因此每一类光刻胶使用的原料在化学结构、性能上 都比较特殊，要求使用不同品质等级的光刻胶专用化学品。光刻胶一般由 4 种成分组成：树脂型聚合物、光活性物质、溶剂和添加剂。树脂是 光刻胶中占比最大的组分，构成光刻胶的基本骨架，主要决定曝光后光刻胶的基本 性能，包括硬度、柔韧性、附着力、耐腐蚀性、热稳定性等。光活性物质是光刻胶 的关键组分，对光刻胶的感光度、分辨率等其决定性作用。分辨率、对比度和敏感度是光刻胶的核心技术参数。随着集成电路的发展，芯片制 造特征尺寸越来越小，对光刻胶的要求也越来越高。光刻胶的核心技术参数包括分 辨率、对比度和敏感度等。为了满足集成电路发展的需要，光刻胶朝着高分辨率、高对比度以及高敏感度等方向发展。3.2.4 光刻胶市场情况 目前全球光刻胶市场基本被日本和美国企业所垄断。光刻胶属于高技术壁垒材料， 生产工艺复杂，纯度要求高，需要长期的技术积累。日本的 JSR、东京应化、信越 化学及富士电子四家企业占据了全球 70%以上的市场份额，处于市场垄断地位。光刻胶市场需求逐年增加，2018 年全球半导体光刻胶销售额 12.97 亿美元。随着 下游应用功率半导体、传感器、存储器等需求扩大，未来光刻胶市场将持续扩大。由于光刻胶的技术壁垒较高，国内高端光刻胶市场基本被国外企业垄断。特别是高 分辨率的 KrF 和 ArF 光刻胶，基本被日本和美国企业占据。国内光刻胶生产商主要生产 PCB 光刻胶，面板光刻胶和半导体光刻胶生产规模相 对较小。国内生产的光刻胶中，PCB 光刻胶占比 94%，LCD 光刻胶和半导体光刻 胶占比分别仅有 3%和 2%。国内光刻胶市场规模保持稳定增长，从 2011 年的 30.4 亿元增长到 2018 年的 62.3 亿元，复合增长率达 11.59%。预计 2018 年国内光刻胶市场规模约为 62.3 亿元。国内光刻胶需求量方面，2011 年光刻胶需求量为 3.51 万吨，到 2017 年需求量为 7.99 万吨，年复合增长率达 14.69%。 2018 年国内光刻胶需求量预计为 8.44 万吨。国内光刻胶需求量远大于本土产量，且差额逐年扩大。由于国内光刻胶起步晚，目 前技术水平相对落后，生产产能主要集中在 PCB 光刻胶、TN/STN-LCD 光刻胶等 中低端产品，TFT-LCD、半导体光刻胶等高技术壁垒产品产能极少，仍需大量进口， 从而导致国内光刻胶需求量远大于本土产量。国内 PCB 光刻胶国产替代进度快，面板光刻胶和半导体光刻胶与国外相比仍有较 大差距。从技术水平来看，PCB 光刻胶是目前国产替代进度最快的，飞凯材料已经 在高端的湿膜光刻胶领域通过下游厂商验证；面板光刻胶进度相对较快，目前永太 科技 CF 光刻胶已经通过华星光电验证；半导体光刻胶目前技术较国外先进技术差 距较大，仅在 G 线与 I 线有产品进入下游供应链，北京科华目前 KrF（248nm）光 刻胶目前已经通过中芯国际认证，ArF（193nm）光刻胶正在积极研发中。3.3 掩膜版 掩膜版（Photomask），又称光罩、光掩膜、光刻掩膜版、掩模版等，是下游行业 产品制造过程中的图形“底片”，是承载图形设计和工艺技术等知识产权信息的载 体。在光刻过程中，掩膜版是设计图形的载体。通过光刻，将掩膜版上的设计图形 转移到光刻胶上，再经过刻蚀，将图形刻到衬底上，从而实现图形到硅片的转移。 掩膜版是光刻过程中的重要部件，其性能的好坏对光刻有着重要影响。3.3.1 掩膜版结构 掩膜版的构造如下图所示，其材质根据需求不同，可选择不同的玻璃基板。目前随 着工艺技术的精进，以具有低热膨胀系数、低钠含量、高化学稳定性及高光穿透性 等特质的石英玻璃为主流，在其上镀有约 100nm 的不透光铬膜作为 I 作层及约 20nm 的氧化铬来减少光反射，增加工艺的稳定性。掩模板之所以可作为图形转移的一种模板，关键就在于有无铬膜的存在，有铬膜的 地方，光线不能穿透，反之，则光可透过石英玻璃而照射在涂有光刻胶的晶片上， 晶片再经过显影，就能产生不同的图形。也正是由于掩模板可用于大量的图形转移， 所以掩模板上的缺陷密度将直接影响产品的优品率。3.3.2 掩模版缺陷及保护膜 在掩膜版的制作和使用过程中，可能会出现缺陷，从而影响到后续的使用。掩模板 上的缺陷一般来自两个方面： 掩模板图形本身的缺陷：包括针孔、黑点、黑区突出、白区突出、边缘不均及刮 伤等，此部分皆为制作过程中出现的，目前是利用目检或机器原形比对等方式来 筛选； 附着在掩模板上的外来物：为解决此问题，通常在掩模板上装一层保护膜，当外 来物掉落在保护膜上时，因保护膜上物体的聚焦平面与掩模板图形的聚焦平面不 同，因此可使小的外来物不能聚焦在晶片上，而不产生影响。3.3.3 掩膜版市场情况根据 SEMI 公布数据，2018 年全球半导体掩模版销售额为 35.7 亿美元，占到总晶 圆制造材料市场的13%。预计全球半导体掩模版市场可在2020年达到40亿美元。从生产商来看，目前全球掩膜版生产商主要集中在日本和美国的几个巨头，包括日 本凸版印刷 TOPAN、日本大印刷，美国 Photronics，日本豪雅 HOYA，日本 SK 电子等。其中，Photronics、大日本印刷株式会社 DNP 和日本凸版印刷株式会社 Toppan 三家占据全球掩膜版领域 80%以上市场份额。此外，晶圆制造厂也会采取 自制方式对内提供掩膜版，如英特尔、台积电、三星等都有自制掩膜版业务。从国内来看，目前国内掩膜版制造商主要有路维光电和清溢光电，中科院微电子所、 中国电子科技集团等科研院所内部也有自制掩膜版。国内晶圆代工厂龙头中芯国际 也有自制掩膜版业务。国内光掩膜版市场规模保持稳定增长，2016 年国内市场规模为 59.5 亿元，规模较上年同期增长 4.94%。国内掩膜版供需缺口逐年扩大。2011 年国内掩膜版需求 5.09 万平方米，国内掩膜 版产量 0.87 万平方米，净进口量 4.22 万平方米，2016 年国内掩膜版需求 7.98 万 平方米，国内掩膜版产量 1.69 万平方米，供需缺口达 6.29 万平方米。目前中国大陆的平板显示行业处于快速发展期，对掩膜版行业的需求持续增加。根 据 IHS 统计测算，中国大陆平板显示行业掩膜版需求量占全球比重，从 2011 年的 5%上升到 2017 年的 32%。未来随着相关产业进一步向国内转移，国内平板显示 行业掩膜版的需求量将持续上升，预计到 2021 年，中国大陆平板显示行业掩膜版 需求量全球占比将达到 56%。3.4 电子气体 电子气体是超大规模集成电路、平面显示器件、化合物半导体器件、太阳能电池、 光纤等电子工业生产不可缺少的原材料，它们广泛应用于薄膜、刻蚀、掺杂、气相 沉积、扩散等工艺。在半导体制造过程中，几乎每一步都离不开电子气体，其质量 对半导体器件的性能有着重要影响。3.4.1 电子气体分类 纯度是电子气体最重要的指标，气体纯度常用的表示方法有两种： 用百分数表示：如 99%，99.9%，99.99%，99.9999%等； 用“N”表示：如 3N，5N，5.5N 等，数目 N 与百分数表示中的“9”的个数相 对应，小数点后的数表示不足“9”的数，如 5.5N 表示 99.9995%。根据气体纯度不同，气体可分为普通气体、纯气体、高纯气体及超高纯气体 4 个等 级。半导体制造领域，一个硅片需要经过外延、成膜、掺杂、蚀刻、清洗、封装等多项 工艺，这个过程需要的高纯电子化学气体及电子混合气高达 30 多种以上，且每一 种气体应用在特定的工艺步骤中。3.4.2 电子气体技术壁垒 电子气体的技术壁垒极高，最核心的技术是气体提纯技术。此外超高纯气体的包装 和储运也是一大难题。在半导体制造中，电子气体纯度每提升一个数量级，都会促 进器件性能的有效提升。为了得到超高纯气体，气体制造需要进行以下几个步骤： 气体分离：气体的分离方法有精馏法、吸附法和膜分离法。精馏法是应用最广泛 的方法，可分为连续精馏法和间歇精馏法。连续精馏法操作时原料液连续地加入 精馏塔内，再沸器取出部分液体作为塔底产品；间歇精馏法原料液一次加入精馏 釜中，因而间歇精馏塔只有精馏段而无提馏段。 气体提纯：气体制造通常是先将气体进行粗分离，再通过气体提纯技术来提高其 纯度。气体提纯技术主要有化学反应法、选择吸附法、低温精馏法和薄膜扩散法 等。 气体纯度检验：得到提纯后的气体，需对气体进行检测来验证其纯度。随着电子 气体纯度越来越高，纯度检验也越来越重要。气体中杂质含量检测从 10-6（ppm） 级、到 10-9（ppb）级甚至 10-12（ppt）级。 气体的充装与运输：超高纯气体对充装和运输都有特别的要求，要求使用特殊的 储运容器、特殊的气体管道及阀门接口等，避免二次污染。3.4.3 电子气体应用 在半导体行业中，电子气体作为不可或缺的原材料，在各个环节中都得到广泛应用， 如电子级硅的制备、化学气相沉积成膜、晶圆刻蚀工艺等过程，众多种类的气体都 起到了至关重要的作用。电子级硅制备 电子级硅的制备采用西门子法还原法，在制备过程中用到的气体有 HCl 和 H2等， 发生的化学反应包括：SiO2+C->Si+CO2↑；Si+HCl→SiHCl3+H2↑；SiHCl3+H2→Si+HCl。电子级硅对纯度有着极高的要求，目前纯度要求在 11N9 以上。未了得到电子级纯 度硅，制备过程中气体的纯度要求在 6N9 以上。目前国内 12 英寸 11N9 电子级硅 基本从日本进口。化学气相沉积成膜 化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）是利用高真空下，气体混合发 生相关化学反应最终形成膜。典型的 CVD 成膜有二氧化硅绝缘膜制备和氮化硅绝 缘膜制备。在二氧化硅绝缘膜制备中，SiH4是主要气体，采用 6N9 级别的 O2、N2O 作用辅助 气体。晶圆加工工艺中生长二氧化硅（SiO2）绝缘膜涉及的化学反应： SiH4+O2->SiO2+2H2↑；SiH4+N2O->SiO2+2N2+H2。在 氮 化 硅 绝 缘 膜 制 备 中 ， 氮 化 硅 (Si3N4) 绝 缘 膜 涉 及 的 化 学 反 应 有 ： 3SiH4+4NH3->Si3N4+12H2；3SiH2Cl2+4NH3->Si3N4+6HCl+6H2。目前国内在建晶圆加工产线在制备半导体膜和绝缘层的过程中涉及的电子特种气 体包括 SiH4、SiCl4、SiHCl3、SiH2Cl2、AsCl3 等原料气体，以及 H2、HCl、O2、 N2O、NH3等反应气体。在国内半导体发展的过程中，实现 6N9 以上纯度的反应气 体存在较大市场空间。晶圆刻蚀工艺 在硅基底刻蚀中，主要选用氟基气体，例如氟利昂-14（CF4），在此过程中需要刻 蚀部位的Si与CF4反应生成SiF4而除去，其化学反应式为：Si+CF4+O2->SiF4+CO2。氟利昂-116（C2F6）和氟利昂-23（CHF3）在刻蚀硅时容易产生聚合膜从而影响刻 蚀效果，但是在刻蚀 SiO2的时候不会出现此类现象，因此可用于 SiO2的刻蚀。同 时由于半导体 Si 薄膜存在各向同性的特点，刻蚀选择性差，因此后续开发中引入 氯基（Cl2）和溴基（Br2、HBr）作用，最终生成物中还包括 SiBr4和 SiCl4从而提 高选择性。目前国内在建产线汇总涉及薄膜的气体包括 CF4、C2F6、CHF3、Cl2、Br2、HBr 和 CH2F2 等，但是此类刻蚀气体用量相对较少，刻蚀过程中需与相关惰性气体 Ar、 N2等共同作用实现刻蚀程度的均匀。3.4.4 电子气体市场情况 随着集成电路制造产业的发展，全球集成电路用电子气体的市场规模也逐渐扩大。 2018 年全球集成电路用电子气体市场规模达到 45.12 亿美元，同比增长 15.93%。电子气体纯度要求高，制备难度大，目前以美国空气化工、美国普莱克斯、德国林 德集团、法国液化空气和日本大阳日酸株式会社为首的五大气体公司控制着全球 90% 以上的电子气体市场份额。国内情况：2018 年国内半导体用电子特气市场规模约 4.89 亿美元。经过 30 多年 的发展，我国半导体用电子特气已经取得了不错的成绩，中船重工 718 所、绿菱电 子、广东华特等均在 12 英寸晶圆用产品上取得了突破，并且实现了稳定的批量供 应。广东华特气体是国内首家打破高纯六氟乙烷、高纯三氟甲烷等产品进口制约的气体 公司，并率先实现了近 20 个产品的进口替代。Ar/F/Ne、Kr/Ne、Ar/Ne 和 Kr/F/Ne 等 4 种混合气于 2017 年通过全球最大的光刻机供应商 ASML 公司的产品认证。目 前，公司是我国唯一通过 ASML 公司认证的气体公司，亦是全球仅有的上述 4 个 产品全部通过其认证的四家气体公司之一。公司产品实现了对中芯国际、华虹宏力、 长江存储、台积电等国际一流代工厂的供货，并进入了英特尔（Intel）、美光科技 （Micron）、德州仪器（TI）、海力士（Hynix）等全球领先的半导体企业供应链体 系。3.5 湿化学品 湿化学品（Wet Chemicals）， 是微电子、光电子湿法工艺制程中使用的各种电子化 工材料。湿化学品在半导体领域主要应用于集成电路制造过程中的清洗和腐蚀步骤， 其纯度和洁净度影响着集成电路的性能及可靠性。3.5.1 湿化学品分类 按应用领域划分，湿化学品主要应用于半导体、平板显示、太阳能以及 LED 等领 域。其中，半导体制造领域对湿化学品的要求最高，技术难度最大。为了适应电子信息产业微处理工艺技术水平不断提高的趋势，并规范世界超净高纯 试剂的标准，国际半导体设备与材料组织（SEMI）将超净高纯试剂按金属杂质、 控制粒径、颗粒个数和应用范围等指标制定国际等级分类标准。3.5.2 典型湿化学品制备 电子级硝酸 使用原料槽罐车将检测合格后的硝酸原材料输入原料罐，经过连续蒸馏塔、粗过滤 系统、双级过滤系统和自动灌装系统等提纯加工、高纯检测等工艺后，按照产品规 格检测，合格后填充入库。电子级氢氟酸 将合格的氢氟酸原料通过原料储槽输入蒸馏塔预经处理后，经过检验、过程产品检 测粗过滤、精过滤、自动灌成品检验等过程合格后由成品槽罐车运输入库。电子级氨水将检测合格后的氨水原材料输入粗过滤系统，将气体通过管路输送至吸收塔，经过 循环吸收后输入混配罐，按照过程产品检测合格后输入粗过滤系统双级过滤后输入 精过滤系统，检测合格后输入自动灌装系统灌装，按照最终产品要求检测合格后通 过水流包装线包装入库。3.5.3 湿化学品市场情况 目前全球湿化学品的市场主要分为三大块：欧美企业、日本企业、以及韩国、中国 大陆和台湾地区企业。 欧美企业：主要有德国巴斯夫（Basf）公司、美国 Ashland 公司、美国 Arch 化 学品公司、美国霍尼韦尔公司、AIR PRODUCTS、德国 E.Merck 公司、美国 Avantor Performance Materials 公司、ATMI 公司等。欧美企业占据全球 33%的 市场份额。 日本企业：主要企业包括关东化学公司、三菱化学、东京应化、京都化工、日本 合成橡胶、住友化学、和光纯药工业（Wako）、 stella-chemifa 公司等。日本企 业占全球 27%的市场份额。 韩国、中国大陆及台湾地区企业：三者占比总计 38%，其中韩国、台湾企业在生 产技术上具有一定优势，在高端市场领域与欧美、日本企业相比也有一定的竞争 力。中国大陆湿电子化学品企业距世界整体水平还有一定距离，近年来，包括格 林达在内的湿电子化学品企业持续技术创新，在个别领域已接近国际领先水平。受益于半导体、平板显示以及太阳能等下游产业的快速发展，湿电子化学品近年的 发展也非常迅速。2018 年，全球湿电子化学品市场规模约 52.65 亿美元。应用量 方面，半导体市场应用量约 132 万吨，平板显示市场应用量约 101 万吨，太阳能电 池领域应用达 74 万吨，三大市场应用量共计达到 307 万吨。预计到 2020 年，全 球湿电子化学品整体市场规模将达到 58.5 亿美元，在全球三大领域应用量达到 388 万吨，复合增长率约 12.42%。2018 年国内湿电子化学品整体市场规模 79.62 亿元，同比增速 4.09%，需求量约 为 90.51 万吨。预计到 2020 年，国内湿电子化学品市场规模有望突破 105 亿元， 需求量也将达到 147.04 万吨。随着国内半导体行业、平板显示行业以及太阳能行业的快速发展，湿电子化学品的 需求也迎来增长，促进了整个湿电子化学品行业的迅速发展。2012 年国内湿电子 化学品产量 18.7 万吨，2018 年产量达到 49.5 万吨，年均复合增长率达 17.61%。从下游领域需求细分情况来看，2018 年半导体行业湿电子化学品需求量为 28.27 万吨，平板显示行业需求量为 34.08 万吨，太阳能行业需求量为 28.16 万吨，相比 2017 年都有所增加，特别是平板显示行业，需求增加明显。国内湿电子化学品由于起步较晚，技术水平与国际先进水平有一定差距。但在某些 领域已经具备一定的竞争力。 2018 年 4 月下旬，晶瑞化学依托下属子公司年产 30 万吨的优质工业硫酸原材料 优势，并结合从日本三菱化学株式会社引进的电子级硫酸先进制造技术，投资建 设年产 9 万吨/年的电子级硫酸项目。 2018 年第三季度，湖北兴福的电子级硫酸技术攻关取得重大突破，产品品质超 越 SEMI C12 级别，与国际电子化学品最大供应商巴斯夫的产品品质处于同一级 别，并向部分国内 12 英寸晶圆厂稳定供货。 国内湿电子化学品龙头企业江化微，年产 8 万吨的超高纯湿电子化学品生产基地 已达到国际规模水平。3.6 溅射靶材 溅射靶材是物理气相沉积（PVD）工艺步骤中所必需的材料，是制备薄膜的关键材 料。溅射工艺是利用离子源产生的离子，在真空中被加速形成告诉离子流，利用高 速粒子流轰击固体表面，使得固体表面的原子脱离靶材沉积在衬底表面，从而形成 薄膜。这个薄膜的形成过程称为溅射，被轰击的固体被称为溅射靶材。靶材是溅射 过程的核心材料。3.6.1 靶材分类 溅射靶材种类繁多，依据不同的分类标准，可以有不同的类别。溅射靶材可按形状 分类、按化学成份分类以及按应用领域分类。溅射靶材的应用领域广泛，由于应用领域不同，溅射靶材对金属材料的选择和性能 要求都有所不同。其中，半导体芯片对靶材的技术要求最高，对金属的纯度、内部 微观结构等都有极高的标准。3.6.2 靶材制备方法 按生产工艺的不同，溅射靶材的制备可分为熔融铸造法和粉末冶金法。熔融铸造法 熔融铸造法是制备磁控溅射靶材的基本方法之一，常用的熔炼方法有真空感应熔炼、 真空电弧熔炼和真空电子轰击熔炼等。高纯金属如 Al、Ti、Ni、Cu、Co、Ta、Ag、 Pt 等具有良好的塑性，直接在原有铸锭基础上进一步熔铸后，进行锻造、轧制和热 处理等热机械化处理技术进行微观组织控制和坯料成型。与粉末冶金法相比，熔融铸造法生产的靶材产品杂质含量低，致密度高，但材料内 部存在一定孔隙率，需后续热加工和热处理工艺降低其孔隙率。粉末冶金法 粉末冶金法是目前溅射靶材的主要制备方法，具有容易获得均匀细晶结构、节约原 材料、生产效率高等优点。通常，熔融铸造法无法实现难熔金属溅射靶材的制备。 对于熔点和密度相差较大的两种或两种以上的金属，采用普通的熔融铸造法，一般 也难以获得成分均匀的合金靶材。对于无机非金属靶材、复合靶材，熔融铸造法更 是无能为力，而粉末冶金法是解决制备上述靶材技术难题的最佳途径。粉末冶金法制备靶材时，其关键在于：一是选择高纯、超细粉末作为原料；二是选 择能实现快速致密化的成形烧结技术，以保证靶材的低孔隙，并控制晶粒度；三是 制备过程严格控制杂质元素的引入。3.6.3 靶材技术发展趋势 提高溅射靶材利用率 由于溅射离子不规则的作用关系，溅射靶材在溅射过程中容易产生不均匀的冲蚀现 象，从而造成溅射靶材的利用率普遍较低。近年来，通过改善溅射机台以及加强产 品研发，使得溅射靶材的利用率有所提高，但仍然有很大的提升空间。如何溅射靶 材利用率是今后靶材研究的一个重要方向。精确控制溅射靶材晶粒晶向 当溅射靶材受到高速度能的离子束流轰击时，由于溅射靶材内部空隙内存在的气体 突然释放，造成大尺寸的溅射靶材微粒飞溅，这些微粒的出现会降低溅射薄膜的品 质甚至导致产品报废，例如在极大规模集成电路制作工艺过程中，每 150mm 直径 硅片所能允许的微粒数必须小于 30 个。怎样控制溅射靶材的晶粒，解决溅射过程 中的微粒飞溅现象成为溅射靶材的研发方向之一。在溅射过程中，溅射靶材中的原子容易沿着特定的方向溅射出来，而溅射靶材的晶 向能够对溅射速率和溅射薄膜的均匀性产生影响，最终决定产品的品质，因此，获 得一定晶向的靶材结构至关重要。但要使溅射靶材内部获得一定晶向，存在较大的 难度，需要根据溅射靶材的组织结构特点，采用不同的成型方法，进行反复的塑性 变形、热处理工艺加以控制。溅射靶材向大尺寸、高纯度化发展 溅射靶材的技术发展趋势与下游应用领域的技术革新息息相关，随着应用市场在薄 膜产品或元件上的技术进步，溅射靶材也需要随之变化。在下游应用领域中，半导 体产业对溅射靶材和溅射薄膜的品质要求最高，随着更大尺寸的硅晶圆片制造出来， 相应地要求溅射靶材也朝着大尺寸方向发展，同时也对溅射靶材的晶粒晶向控制提 出了更高的要求。溅射薄膜的纯度与溅射靶材的纯度密切相关，为了满足半导体更 高精度、更细小微米工艺的需求，所需要的溅射靶材纯度不断攀升，甚至达到 99.9999%（6N）纯度以上。3.6.4 靶材市场情况 根据中国电子材料行业协会的统计， 2016 年全球溅射靶材市场规模 113.6 亿美元， 其中平板显示领域市场规模 38.1 亿美元，占比 33.54%，半导体领域市场规模 11.9 亿，太阳能领域规模 23.4 亿美元。在溅射靶材领域，美国、日本企业占据全球市场主要份额。溅射靶材是典型的高技 术壁垒行业，由于靶材起源发展于国外，高端产品被以美日为代表的国外企业所垄 断。日矿金属、霍尼韦尔、东曹、普莱克斯、住友化学、爱发科等占据全球靶材市 场主要份额。从国内情况来看，2015 年国内高纯溅射靶材市场规模 153.5 亿元，其中平板显示 领域市场规模达69.3亿元，占比45.15%。近几年随着国内半导体产业的迅速发展， 国内晶圆厂迎来投建高峰，半导体材料领域市场规模将得到快速增长。国内溅射靶材行业虽然起步晚，但在国家政策和资金的支持下，目前已有个别龙头 企业在某些细分领域突破国外垄断，依靠价格优势在国内靶材市场占有一定份额。 国内溅射靶材企业主要有江丰电子、阿石创、有研新材等。其中，江丰电子的超高 纯金属溅射靶材产品已应用于世界著名半导体厂商的先端制造工艺，在 7 纳米技术 节点实现批量供货。3.7 CMP 抛光材料 化学机械抛光（CMP，Chemical Mechanical Polishing）是集成电路制造过程中实 现晶圆表面平坦化的关键工艺。CMP 技术是使用效果最好，应用最广泛的平坦化 技术，同时也是目前实现全局平坦化的唯一技术。CMP 工艺是机械抛光和化学抛光相结合的技术。单纯的机械抛光表面一致性好， 平整度高，但表面容易出现损失；化学抛光速率快，表面光洁度高，损失低，但表 面平整度差。CMP 工艺则两种抛光的完美结合，既可获得较为完美的表面，又可 得到较高的抛光速率，得到的平整度比其他方法高两个数量级。CMP 工艺通过表面化学作用和机械研磨技术相结合实现晶圆表面的平坦化，其工 作原理是通过各类化学试剂的化学作用，结合纳米磨料的机械研磨作用，在一定压 力下被抛光的晶圆对抛光垫做相对运动，从而使得被抛光的晶圆表面达到高度平坦 化、低表面粗糙度和低缺陷的要求。CMP 工艺过程用到的材料有抛光液、抛光垫、调节器等，其中抛光液和抛光垫是 最核心的材料，占比分别为 49%和 33%。3.7.1 抛光液 抛光液的主要成分包含研磨颗粒、各种添加剂和水，其中研磨颗粒主要为硅溶胶和 气相二氧化硅。抛光液原料中添加剂的种类可根据实际需求进行配比，如金属抛光 液中有金属络合剂、腐蚀抑制剂等，非金属抛光液中有各种调节去除速率和选择比 的添加剂。抛光液的核心技术是添加剂配方，这直接决定了最终的抛光效果。根据抛光的对象 不同，可以调整抛光液的配方，从而达到更好的抛光效果。目前，抛光液的配方是 各个公司的核心技术，也是抛光液的技术壁垒所在。3.7.2 抛光垫 抛光垫粘附在转盘的上表面，它是在 CMP 中决定抛光速率和平坦化能力的一个重 要部件。为了能控制磨料，抛光垫通常用聚亚胺脂做成，因为聚亚胺脂有像海绵一 样的机械特性和多孔吸水特性。抛光垫中的小孔能帮助传输磨料和提高抛光均匀性。抛光垫表面会变得平坦和光滑，达到一种光滑表面的状态，这种光滑表面的抛光垫 不能保存抛光磨料，会显著降低抛光速率。因此抛光垫要求进行定期修整来降低光 滑表面的影响。修整的目的是要在抛光垫的寿命期间获得一致的抛光性能。CMP 技术中，在抛光垫的寿命期间，控制抛光垫的性质以保证重复的抛光速率是 一项最大的挑战。抛光速率是在平坦化过程中材料被去除的速度，单位通常是纳米 每分钟。抛光垫的技术壁垒主要是沟槽的设计及提高使用寿命。沟槽使得抛光过程中的碎屑 更容易流走，从而得到更为平整的硅片表面。抛光垫由于是消耗品，所以提高使用 寿命能降低工艺成本。3.7.3 CMP 抛光材料市场情况根据 Cabot Microelectronics 官网公开披露的资料，2016 年、2017 年和 2018 年全 球化学机械抛光液市场规模分别为 11.0 亿美元、12 亿美元和 12.7 亿美元，预计2017-2020 年全球 CMP 抛光液材料市场规模年复合增长率为 6%。抛光垫方面， 2016-2018 年全球化学机械抛光垫市场规模分别为 6.5 亿美元、7 亿美元和 7.4 亿 美元。全球化学机械抛光液市场主要被美国和日本企业垄断，主要企业包括美国的 Cabot Microelectronics、Versum 和日本的 Fujifilm 等。其中，2017 年，Cabot Microelectronics 是全球抛光液市场的龙头企业，市占率最高，但已经从 2000 年的 约 80%下降至 2017 年的约 35%。国内方面，在高端半导体领域用抛光液领域，安 集科技是龙头企业。公司已完成铜及铜阻挡层等不同系列 CMP 抛光液产品的研发 及产业化，部分产品技术水平处于国际先进地位。在抛光垫方面，全球市场几乎被美国陶氏所垄断，陶氏占据了全球抛光垫市场约 79% 的市场份额。国外其他抛光垫生产商有美国的 Cabot Microelectronics、日本东丽、 台湾三方化学等。目前国内从事抛光垫材料生产研究的只有两家企业：鼎龙股份和 江丰电子。鼎龙股份目前是国内抛光垫研发和生产龙头企业，8 英寸抛光垫已经获 得国内晶圆代工厂订单，12 英寸抛光垫已经获得中芯国际的认证，2019 年上半年 也获得第一张 12 英寸抛光垫订单。江丰电子联合美国嘉柏微电子材料股份有限公 司，就抛光垫项目进行合作。4. 国内半导体材料龙头企业4.1 上海新昇半导体 上海新昇半导体科技有限公司是国内大硅片龙头生产商，成立于 2014 年 6 月，坐 落于临港重装备区内，占地 150 亩。新昇半导体第一期目标致力于在我国研究、开 发适用于 40-28nm 节点的 300mm 硅单晶生长、硅片加工、外延片制备、硅片分析 检测等硅片产业化成套量产工艺；建设 300 毫米半导体硅片的生产基地，实现 300 毫米半导体硅片的国产化，充分满足我国极大规模集成电路产业对硅衬底基础材料 的迫切要求。公司 2016 年 10 月成功拉出第一根 12 英寸单晶硅锭，2017 年打通 12 英寸硅片全 工艺流程，从 2017 年第二季度已经开始向中芯国际等芯片代工企业提供 40-28nm 工艺节点 12 英寸硅片样片进行认证，并有挡片、陪片、测试片等产品持续销售，正式出货并实现小批量销售。2018 年实现了 12 英寸硅片的规模化生产；一季度末，通过上海华力微电子有限公 司的认证并开始销售。2018 年底，上海新昇公司大硅片已通过中芯国际认证。2018 年实现收入超过 2 亿元。在第一期月产能 10 万硅片产能建设完成的同时，启动第 二个月产能 10 万硅片产能的建设。目前公司正在研发 20-14nm 工艺节点 12 英寸硅片，规划建设月产能达 5 万片 20-14nm 工艺节点 12 英寸硅片生产线。公司预计 2019 年实现月产能 20 万片，2020 年底实现月产能 30 万片，最终将形 成月产 60 万片 12 英寸硅片的产能。未来甚至可能高达月产 100 万片规模。4.2 中环股份中环股份致力于半导体节能产业和新能源产业，是一家集科研、生产、经营、创投 于一体的国有控股高新技术企业，拥有独特的半导体材料-节能型半导体器件和新能 源材料-高效光伏电站双产业链。公司主导产品电力电子器件用半导体区熔单晶硅 片综合实力全球第三，国外市场占有率超过 18%，国内市场占有率超过 80%；光 伏单晶研发水平全球领先，先后开发了具有自主知识产权的转换效率超过 24%的高 效 N 型 DW 硅片，转换效率达到 26%、“零衰减”的 CFZ-DW（直拉区熔）硅片。 单晶晶体晶片的综合实力、整体产销规模位列全球前列，高效 N 型硅片市场占有率 全球第一。江苏中环领先总部 总投资 30 亿美元的中环领先集成电路用大直径硅片项目，该项目主要产品为 8— 12 英寸抛光硅晶片，是制造集成电路的主要原材料。项目分两期实施，一期投资 15 亿美元，装备投入 60 亿元，于 2017 年 12 月底开工，建设三条 8 英寸生产线， 产能 75 万片/月；一条 12 英寸生产线，产能 15 万片/月。二期投资 15 亿美元，预 计将于 2020 年开工，建设两条 12 英寸生产线，产能 30 万片/月。项目全部投产后， 中环领先将实现 8 英寸大硅片进入世界前三、12 英寸大硅片进入世界前五的目标， 突破国外公司对大硅片的技术封锁和市场垄断。内蒙古中环领先半导体材料有限公司 主要生产 3/4/5/6 英寸的直拉硅单晶棒。目前，内蒙领先公司生产车间主要位于内 蒙古中环产业园区的一期和三期。三期车间含 45 台单晶炉设备，主要生产 3/4/5/6 英寸的直拉硅单晶棒，产能约在 30 吨/月；10 台单晶炉设备主要用于生产 8 英寸重 掺硅单晶棒，产能约在 10 吨/月。一期车间，是目前正在改造的千级区域净化，后 续主要是用于 8/12 英寸轻掺产品研发和生产，该区域包括 10 台 8 英寸单晶炉设备 和 4 台 12 英寸单晶炉设备。天津中环领先材料技术有限公司 中环领先的 8 英寸半导体区熔硅片实现量产，产能已陆续释放，进一步确立了公司 在区熔抛光片市场的地位。2018 年公司 8 英寸抛光片月产能已达到 30 万片，年产 量为 3.8 亿平方英寸；8 寸区熔单晶硅片主要是满足 IGBT 器件领域。12 英寸抛光片试验线实现月产能 2 万片，是中国大陆第一家、全球第三家做 12 英寸功率硅片 的工厂，目前有约 10 家客户在认证。公司 2019 年上半年实现营业收入 79.4 亿元，较上年同期增长 22.91%；归母净利 润 4.52 亿元，较上年同期增长 50.69%。在半导体产业领域，2019 年上半年公司 产品在国际一流客户销售占比同比提升 2 倍以上，为后续公司业务的持续增长打下 良好基础。我们预计公司 2020~2021 年的营业收入分别为 236.3 亿元、303.4 亿元，归属于上 市公司股东净利润分别为 16.8 亿元、23.16 亿元，每股收益分别为 0.59 元、0.82 元，对应 PE 分别为 31X、23X，给予“增持”评级。4.3 南大光电 江苏南大光电材料股份有限公司是一家专业从事高纯电子材料研发、生产和销售的 高新技术企业，公司于 2012 年 8 月 7 日在深圳证券交易所创业板挂牌上市。凭借 30 多年来的技术积累优势，公司先后攻克了国家 863 计划 MO 源全系列产品 产业化、国家“02—专项”高纯电子气体（砷烷、磷烷）研发与产业化、ALD/CVD 前驱体产业化等多个困扰我国数十年的项目，填补了多项国内空白。2017 年，南 大光电承担了集成电路芯片制造用关键核心材料之一的 193nm 光刻胶材料的研发 与产业化项目。通过承担国家重大技术攻关项目并实现产业化，南大光电形成了MO源、电子特气、 ALD/CVD 前驱体材料和光刻胶四大业务板块。凭借自身过硬的实力和良好的服务， 公司与国内外重要的集成电路、LED 优秀企业形成良好的合作关系。产品在 LED、 IC 领域客户中广受好评。2019 年 7 月 17 日，南大光电在互动平台透露，公司设立光刻胶事业部，并成立了 全资子公司“宁波南大光电材料有限公司”，全力推进“ArF 光刻胶开发和产业化项 目”落地实施。2020 年 3 月 6 日，南大光电在互动平台透露，宁波南大光电目前已安装完成第一 条 ArF（193nm）光刻胶生产线，该产线仍处于调试阶段。我们预计公司 2020~2021 年的营业收入分别为 4.45 亿元、6.45 亿元，归属于上市 公司股东净利润分别为 1.05 亿元、1.47 亿元，每股收益分别为 0.26 元、0.36 元， 对应 PE 分别为 106X、76X，给予“增持”评级。2016 年公司业绩下降主要有以下几个方面的原因： 由于 MO 源细分市场竞争激烈，公司主要产品销售价格同比去年下降约 36%，由 于销售价格下降引起营业利润下降； 报告期内，公司对存货计提了减值准备； 公司控股子公司全椒南大光电材料有限公司高纯磷烷、砷烷客户认证工作进展顺 利，已形成基本客户群，并已实现部分销售，但截至报告期末，营业利润亏损额 为 1,064 万元，报表合并后致使公司营业利润出现负数，净利润大幅下降。4.4 飞凯材料 上海飞凯光电材料股份有限公司致力于为高科技制造提供优质材料，并努力实现新 材料的自主可控。自 2002 年成立以来，飞凯材料始终专注于材料行业的创新与突 破。从光通信领域紫外固化材料的自主研发和生产开始，不断寻求行业间技术协同，将 核心业务范围逐步拓展至集成电路制造、屏幕显示和医药中间体领域，为客户提供 定制化、差异化的材料解决方案。飞凯材料将一如既往地通过优质的产品、高效的 服务和创新的模式实现更高的价值提升、盈利增长以及股东回报。2020 年 3 月 10 日，飞凯材料发布公告：公开发行可转债募集资金总额不超过人民 币 8.32 亿元，主要用于以下 5 个项目：（1）年产 10000 吨紫外固化光纤涂覆树脂 项目；（2）年产 2000 吨新型光引发剂项目；（3）年产 120 吨 TFT-LCD 混合液晶 显示材料项目；（4）年产 150 吨 TFT-LCD 合成液晶显示材料项目；（5）年产 500 公斤 OLED 显示材料项目。近年来，公司积极布局电子化学品领域，目前已打造成 为以光纤涂料、显示材料及半导体材料为主的新材料平台型公司我们预计公司 2020~2021 年的营业收入分别为 18.5 亿元、22 亿元，归属于上市公 司股东净利润分别为 3.54 亿元、4.29 亿元，每股收益分别为 0.68 元、0.83 元，对 应 PE 分别为 29X、24X，给予“买入”评级。4.5 强力新材 公司是一家以应用研究为导向，立足于产品自主研发创新的高新技术企业，专业从 事电子材料领域各类光刻胶专用电子化学品的研发、生产和销售及相关贸易业务。 公司主要产品为光刻胶专用化学品，分为光刻胶用光引发剂（包括光增感剂、光致 产酸剂等）和光刻胶树脂两大系列。公司的产品按照应用领域分类，主要有印制电路板（PCB）光刻胶专用化学品（光 引发剂和树脂）、液晶显示器（LCD）光刻胶光引发剂、半导体光刻胶光引发剂及 其他用途光引发剂四大类。光固化材料、光刻胶虽然都是由光引发剂（或光敏剂）、树脂、单体（或活性稀释 剂）三种主要化学品原料和其他助剂组成的，但光刻胶需要使用专用的化学品原料。 光刻胶是成像材料，和光固化材料相比，用途不同，使用的曝光光源和光能不同， 反应机理不完全相同，对于材料的溶解性、耐蚀刻性、感光性能、耐热性等要求不 同，各类光刻胶使用的光引发剂、树脂、单体等原料需要化学结构不同、性能各异 的专用化学品。而且光刻胶用于加工制作非常精细的图形线路，对原材料的纯度、 杂质、金属离子含量等有非常高的要求。我们预计公司 2020~2021 年的营业收入分别为 11.2 亿元、14.2 亿元，归属于上市 公司股东净利润分别为 1.95 亿元、2.23 亿元，每股收益分别为 0.72 元、0.82 元， 对应 PE 分别为 44X、38X。给予“增持”评级。4.6 容大感光 经过多年的发展，公司已逐步形成了 PCB 感光油墨、光刻胶及配套化学品、特种 油墨三大系列多种规格的电子化学产品。公司 PCB 油墨产品以感光油墨为主，主要应用于 PCB 领域，按用途不同又可分为 PCB 感光线路油墨、PCB 感光阻焊油墨和其他油墨等。公司的 PCB 感光线路油墨 具备以下特点：感光速度快、解像度高、附着力好、抗电镀、抗蚀刻性好、容易褪 膜等特点；公司的 PCB 感光阻焊油墨除具备常规性能外，还有工艺使用宽容度大、 耐热冲击性好、批次稳定性高等特点。公司的光刻胶产品主要包括紫外线正胶、紫外线负胶两大类产品以及稀释剂、显影 液、剥离液等配套化学品，主要应用于平板显示、发光二极管及集成电路等领域。公司的特种油墨产品主要用于触摸屏、视窗玻璃、智能手机等产品的精密加工领域。公司经过多年的自主研发和实践积累，掌握了树脂合成、光敏剂合成、配方设计及 制造工艺控制等电子感光化学品核心技术。我们预计公司 2020~2021 年的营业收入分别为 6.08 亿元、7.3 亿元，归属于上市 公司股东净利润分别为 0.57 亿元、0.76 亿元，每股收益分别为 0.47 元、0.63 元， 对应 PE 分别为 63X、47X。给予“增持”评级。4.7 晶瑞股份 苏州晶瑞化学股份有限公司 2001 年 11 月注册成立，位于苏州市吴中经济开发区澄 湖东路，是一家生产销售微电子业用超纯化学材料和其他精细化工产品的上市企业。 2019 年 7 月 31 日，晶瑞股份发布公告称，公司已与安徽省精细化工产业有机合成 基地管理委员会（以下简称“安徽精细化工管理委员会”）签署了项目投资协议书， 拟在安徽省精细化工产业基地投资建设年产 5.4 万吨微电子材料及循环再利用项目， 项目计划总投资额约 2 亿元。其中一期投资额为 1 亿元，项目用地面积约为 58 亩。公司注重技术的积累和创新，开发了一批技术领先、具有全球竞争力的主导产品。 其中双氧水、氨水量产达到 G5 等级，这两个产品将与引进日本技术的超纯硫酸（G5 等级）构成超纯产品组合，有望整体解决我国半导体用量最大的超纯试剂国产化问题，以上三种超纯试剂产品约占半导体全部超纯试剂用量的七成。氟化铵、硝酸、 盐酸、氢氟酸达到 G3、G4 等级，这些超高纯度产品为半导体材料逐步实现进口替 代提供了有力的保证。公司光刻胶产品达到国际中高级水准，i 线光刻胶已向中芯国际、扬杰科技、福顺 微电子等客户供货，KrF（248nm 深紫外）光刻胶完成中试，产品分辨率达到了 0.25~0.13μm 的技术要求，建成了中试示范线。我们预计公司 2020~2021 年的营业收入分别为 9.91 亿元、12.2 亿元，归属于上市 公司股东净利润分别为 0.55 亿元、0.76 亿元，每股收益分别为 0.37 元、0.46 元， 对应 PE 分别为 103X、81X。给予“增持”评级。4.8 北京科华 北京科华微电子材料有限公司是一家中美合资企业，成立于 2004 年，是一家产品 覆盖 KrF（248nm）、I-line、G-line、紫外宽谱的光刻胶及配套试剂供应商与服务商， 也是集先进光刻胶产品研、产、销为一体的拥有自主知识产权的高新技术企业。科华微电子拥有中高档光刻胶生产基地：2005 年，建成百吨级环化橡胶系紫外负 性光刻胶和千吨级负性光刻胶配套试剂生产线；2009 年 5 月，建成高档 G/I 线正胶 生产线（500 吨/年）和正胶配套试剂生产线（1000 吨/年）；2012 年 12 月，科华 微电子建成 248nm 光刻胶生产线。2019 年 5 月 24 日国家科技重大专项（02 专项）极紫外光刻胶项目顺利通过国家 验收。“极大规模集成电路制造装备与成套工艺”专项（02 专项）项目“极紫外光 刻胶材料与实验室检测技术研究”由中国科学院化学研究所、中国科学院理化技术 研究所、北京科华微电子材料有限公司联合承担。经过项目组全体成员的努力攻关， 完成了 EUV 光刻胶关键材料的设计、制备和合成工艺研究、配方组成和光刻胶制 备、实验室光刻胶性能的初步评价装备的研发，达到了任务书中规定的材料和装备 的考核指标。目前公司的 KrF（248nm）光刻胶目前已经通过中芯国际认证，ArF（193nm）光 刻胶正在积极研发中。公司成立了“宁波南大光电材料有限公司”，全力推进“ArF 光刻胶开发和产业化项目”的落地实施。近期沃衍资本携手江苏盛世投资、紫荆资本、深圳市投控通产新材料创业投资企业、 四川润资、北京高盟新材料等投资机构完成了对国内光刻胶领头企业—北京科华微 电子材料有限公司 1.7 亿元的投资。4.9 清溢光电 深圳清溢光电股份有限公司创立于 1997 年 8 月，位于有“南中国的硅谷”之称的 深圳市高新技术产业园区，由清溢精密光电（深圳）有限公司整体改制而来，注册 资本为 2 亿元人民币，主要从事掩膜版的研发、设计、生产和销售业务，是国内成 立最早、规模最大的掩膜版生产企业之一。公司主要从事掩膜版的研发、设计、生产和销售业务，是国内成立最早、规模最大 的掩膜版生产企业之一。公司产品主要应用于平板显示、半导体芯片、触控、电路 板等行业，是下游行业产品制程中的关键工具。凭借优质的产品及服务，公司与下游众多知名企业建立了良好的合作关系。在平板 显示领域，公司拥有京东方、天马、华星光电、群创光电、瀚宇彩晶、龙腾光电、 信利、中电熊猫、维信诺等客户；在半导体芯片领域，公司已开发中芯国际、英特 尔、艾克尔、颀邦科技、长电科技、士兰微等客户。2008年，公司投产国内第一张5代TFT-LCD用掩膜版，配套我国下游5代TFT-LCD 产业的掩膜版国产化；2014 年至今，公司先后研发投产国内第一张 8.5 代 TFT-LCD 掩膜版、5.5 代 LTPS 用掩膜版，配套下游大尺寸高精度的掩膜版国产化。2017 年 6 月，公司成功投产高精度大尺寸平板显示掩膜版产线，开始具备生产高 精度大尺寸掩膜版产品的能力，并于 2018 年实现量产。2018 年下半年，公司开始 进行 5 代多栅产品技术的研发，并计划针对 HTM 掩膜版产品进行产业化开发，针 对 PSM 掩膜版产品进行技术开发。2019 年 1 月，清溢合肥项目的开工建设，标志着我区在持续发展显示产业的道路 上又迈出了关键一步。该项目总投资 10 亿元，占地面积 50 亩，产品定位在高端 AMOLED 及 LTPS 用掩膜版，满产后将年产高精度掩膜版 2000 张。我们预计公司 2020~2021 年的营业收入分别为 5.24 亿元、6.19 亿元，归属于上市 公司股东净利润分别为 0.82 亿元、0.93 亿元，每股收益分别为 0.31 元、0.35 元， 对应 PE 分别为 68X、60X。给予“增持”评级。4.10 路维光电 路维光电股份有限公司是高科技、高附加值、高技术密集型企业，总部位于深圳市 南山区科技园。公司自 1997 年成立至今一直致力于各类掩膜产品的专业生产，在 中国掩膜版行业拥有 20 年显著的技术及行业优势，集研发、生产、销售于一身， 是国内首家上市光刻掩膜版国家级高新技术企业。2019 年 6 月 27 日 11 时，路维光电产业园开园仪式隆重举行，路维光电股东方、 园区规划建设方代表以及成都路维全体员工到场，共同见证路维光电产业园开园。路维光电产业园占地面积 36000 多平方米，计划分两期建设 6 条高世代掩膜版生产 线，打造国内规模最大的光掩膜生产基地。产业园专注研发生产高世代、高精度 TFT-LCD 掩膜产品以及新型掩膜技术的研发，项目建成后将成为我国最大的掩膜 版制造基地。项目计划建设六条高世代掩膜版生产线，分两期建设。项目一期建设 1 条 11 代和 1 条 8.5 代光掩膜版生产线。4.11 华特股份 公司是一家致力于特种气体国产化，并率先打破极大规模集成电路、新型显示面板 等尖端领域气体材料进口制约的民族气体厂商，主营业务以特种气体的研发、生产 及销售为核心，辅以普通工业气体和相关气体设备与工程业务，提供气体一站式综 合应用解决方案。在持续研发之下，公司成为国内首家打破高纯六氟乙烷、高纯三氟甲烷、高纯八氟 丙烷、高纯二氧化碳、高纯一氧化碳、高纯一氧化氮、Ar/F/Ne 混合气、Kr/Ne 混 合气、Ar/Ne 混合气、Kr/F/Ne 混合气等产品进口制约的气体公司，并率先实现了 近 20 个产品的进口替代，是中国特种气体国产化的先行者。其中，高纯六氟乙烷 获选“第十届（2015）中国半导体创新产品和技术”、高纯三氟甲烷获选“第十一 届（2016）中国半导体创新产品和技术”，Ar/F/Ne、Kr/Ne、Ar/Ne 和 Kr/F/Ne 等 4 种混合气于 2017 年通过全球最大的光刻机供应商 ASML 公司的产品认证。目前， 公司是我国唯一通过 ASML 公司认证的气体公司，亦是全球仅有的上述 4 个产品 全部通过其认证的四家气体公司之一。 随着公司产品的纯度、精度和稳定度持续提高以及市场开拓的深入，产品获得了下 游相关产业一线知名客户的广泛认可，并实现了对国内 8 寸以上集成电路制造厂商 超过 80%的客户覆盖率，解决了中芯国际、华虹宏力、长江存储、武汉新芯、华润 微电子、台积电（中国）、和舰科技、士兰微电子、柔宇科技、京东方等客户多种 气体材料制约，并进入了英特尔（Intel）、美光科技（Micron）、德州仪器（TI）、 海力士（Hynix）等全球领先的半导体企业供应链体系。我们预计公司 2020~2021 年的营业收入分别为 10.81 亿元、12.96 亿元，归属于上 市公司股东净利润分别为 1.19 亿元、1.49 亿元，每股收益分别为 0.99 元、1.23 元，对应 PE 分别为 62X、50X。给予“买入”评级。4.12 雅克科技 成立于 1997 年 10 月，于 2010 年 5 月上市。主要致力于电子半导体材料，深冷复 合材料以及塑料助剂材料研发和生产。公司通过多种方式参与到集成电路（晶圆制 造及封装）、平板显示（包含 LCD 及 OLED）等电子制造产业链各个环节。2017 年公司收购成都科美特特种气体有限公司 90%股权、江苏先科半导体新材料 有限公司 84.825%股权。交易后，公司分别持有标的公司 90%、100%股权，并通 过江苏先科间接持有 UP Chemical 100%股权，切入半导体特气行业。公司借此切 入半导体特气和前驱体领域，丰富电子材料产品线。科美特专注于含氟类特种气体的研发、生产、提纯与销售，目前主要产品为六氟化 硫和四氟化碳，主要客户包括西电集团、平高集团、山东泰开等。UP Chemical 属于半导体材料供应商，主要从事生产、销售高度专业化、高附加值 的前驱体产品，其提供的材料主要应用在半导体集成电路存储、逻辑芯片的制造环 节，该公司的主要客户包括韩国 SK 海力士、三星电子等。2020 年 2 月 26 日，雅公司发布公告，子公司斯洋国际有限公司与 LG CHEM, LTD. 签署《业务转让协议》，以 580 亿韩元（折合人民币约 3.35 亿元）购买其下属的彩 色光刻胶事业部的部分经营性资产。LG 彩色光刻胶事业部主要生产显示用光刻胶， 客户主要为 LG 化学。 我们预计公司 2020~2021 年的营业收入分别为 24.73 亿元、30 亿元，归属于上市 公司股东净利润分别为 3.51 亿元、4.37 亿元，每股收益分别为 0.76 元、0.94 元， 对应 PE 分别为 48X、39X。给予“增持”评级。4.13 中船重工 718 所 中国船舶重工集团公司第七一八研究所创立于 1966 年，总部位于河北省邯郸市， 分部位于天津市北辰区。718 所于 2000 年组建特种气体工程部，自筹经费立项开 展研究，于 2009 年成功开发出高纯三氟化氮。该产品被列入国家“重点新产品” 及“火炬计划”，应用于国内大部分的半导体、液晶、太阳能行业，并出口美国、 日本、法国、德国等国家。该所已建成国内最大的三氟化氮、六氟化钨及三氟甲磺酸系列产品研发生产基地。 其中三氟化氮国内市场覆盖率超过 95%，国际市场覆盖率达 30%；六氟化钨国内 市场覆盖率达 100%，国际市场覆盖率达 40%。作为国家“02 专项”气体组项目 的牵头单位，该所已经成功研制出四氟化硅等 9 种高纯气体及 10 种混合气体，并 成功进行了产业化，产品得到了中芯国际等半导体龙头企业的测试认证。2018 年 5 月，中船重工 718 所举行二期项目开工仪式，2020 年全部达产后，将年 产高纯电子气体 2 万吨，三氟化氮、六氟化钨、六氟丁二烯和三氟甲基磺酸 4 个产 品产能将居世界第一。4.14 江化微 江阴江化微电子材料股份有限公司，是无锡科技领军企业、国家高新技术企业，专 业生产适用于半导体（TR、IC）、晶体硅太阳能（solar PV）、FPD 平板显示（TFT-LCD、 CF、TP、OLED、PDP 等）以及 LED、硅片、锂电池、光磁等工艺制造过程中的 专用湿电子化学品——超净高纯试剂、光刻胶配套试剂的专业制造商，是目前国内 生产规模大、品种齐全、配套完善的湿电子化学品专业服务提供商。公司年产 8 万吨的超高纯湿电子化学品生产基地已达到国际规模水平，主要生产设 备和测试仪器全部从国外引进，产品质量达到国际同类先进水平。江阴本部产能 4.5 万吨/年，一期技改扩产 1 万吨/年，新建二期 3.5 万吨/年，预计 2019 年下半年完成技改和投产；在镇江投资 22.8 万吨/年的 G4/G5 级湿电子化学 品产能，主打半导体市场，预计一期 5.8 万吨在 2019 年底投产；在成都规划 5 万 吨/年产能，主打平板显示市场，预计 2019 年年底投产，新增产能有望给公司业绩 带来较大提升。我们预计公司 2020~2021 年的营业收入分别为 6.32 亿元、8.14 亿元，归属于上市 公司股东净利润分别为 0.69 亿元、0.93 亿元，每股收益分别为 0.63 元、0.86 元， 对应 PE 分别为 69X、51X。给予“增持”评级。4.15 江丰电子 宁波江丰电子材料股份有限公司创建于 2005 年，是专业从事超高纯金属溅射靶材 研发、生产和销售的高新技术企业，先后承担了多项重大科研及产业化项目。江丰 电子坚持以科技为创新动力，十分注重自主研发与创新，拥有完整的自主知识产权。 截止 2018 年 6 月 30 日，公司及子公司共取得国内专利 218 项，包括发明专利 172 项，实用新型 46 项。公司的超高纯金属溅射靶材产品已应用于世界著名半导体厂 商的先端制造工艺，在 7 纳米技术节点实现批量供货。2019 年 8 月公司拟收购共创联盈持有的 Silverac Stella 100%股权，同时拟采取询 价的方式向不超过 5 名符合条件的特定投资者非公开发行股份募集配套资金。通过 本次交易，公司在原有的产品基础上丰富了靶材产品类型，优化了产品结构，完善 了业务布局。我们预计公司 2020~2021 年的营业收入分别为 9.77 亿元、12.23 亿元，归属于上 市公司股东净利润分别为 0.65 亿元、0.85 亿元，每股收益分别为 0.29 元、0.39 元，对应 PE 分别为 211X、163X。给予“增持”评级。4.16 安集科技 2006 年 2 月成立，公司是一家集研发、生产、销售、服务为一体的自主创新型高 科技微电子材料企业，主营业务为关键半导体材料的研发和产业化。公司产品包括 不同系列的化学机械抛光液和光刻胶去除剂，主要应用于集成电路制造和先进封装 领域。2019 年 7 月，安集科技在科创板上市，打破化学抛光液领域的国外垄断， 使中国在该领域有自主供应能力。公司是国内 CMP 抛光液及光刻胶去除剂龙头企业。公司成功打破了国外厂商对集 成电路领域化学机械抛光液的垄断，实现了进口替代，使得中国在该领域拥有了自 主供应能力。凭借多年的技术和经验积累、品牌建设，以及扎实的研发实力和成本、 管理、服务等方面的优势，公司在半导体材料领域取得一定的市场份额和品牌知名 度。公司化学机械抛光液已在 130-28nm 技术节点实现规模化销售，主要应用于国内外 8 英寸和 12 英寸主流晶圆产线；14nm 技术节点产品已进入客户认证阶段，10-7nm 技术节点产品正在研发中。公司产品已在中芯国际、长江存储、台积电等国际一线 代工厂得到应用。我们预计公司 2020~2021 年的营业收入分别为 3.68 亿元、5.42 亿元，归属于上市 公司股东净利润分别为 0.73 亿元、1.22 亿元，每股收益分别为 1.84 元、3.06 元， 对应 PE 分别为 86X、51X。给予“买入”评级。4.17 鼎龙股份 成立于 2000 年，公司是一家从事集成电路芯片及制程工艺材料、光电显示材料、 打印复印耗材等研发、生产及服务的国家高新技术企业、国家创新型企业、创业板 上市公司。公司一直秉承“实业为虎、资本为翼”的发展理念，依托科技创新和产 业整合，已形成打印复印耗材全产业链、集成电路芯片及制程工艺材料、光电显示 材料等三大板块的产业布局。公司在国际高端细分领域相继开发出彩色聚合碳粉、集成电路 CMP 用抛光垫及后 清洗液、柔性 OLED 用聚酰亚胺及发光材料、通用耗材芯片、通用硒鼓、磁性载体、 电荷调节剂、充电辊、显影辊、高端颜料、萘环酮类染料等十一类高新技术产品。目前公司在抛光垫领域已取得众多突破：8 英寸抛光垫已经获得国内一线晶圆大厂 华虹半导体和士兰微的认证通过并且取得订单，12 英寸抛光垫已经获得长江存储的 认证。2019 年上半年已经获得第一张 12 英寸抛光垫订单。柔性 OLED 用聚酰亚胺及发光材料方面，公司通过 5 年的研究和开发，已经成功实 现了柔性 OLED 基板材料—PI 浆料的试生产，并且产品已经通过深天马武汉 G6 代 产线的认证。目前，年产 1000 吨生产研发楼目前已经完成水电施工，目前正在进 行无尘车间的装修，以及自动化设备的调试及安装，预期在 2019 年年底达到量产 能力。根据公司 2019 年度业绩快报，公司实现营业总收入 117,319.18 万元，同比下降 12.29%；营业利润 1,722.52 万元，同比下降 94.67%；利润总额 4,494.38 万元， 同比下降86.09%；归属于上市公司股东的净利润3,868.39万元，同比下降86.80%。 业绩变动主要原因如下： 受宏观经济形势及行业政策变化的影响，硒鼓终端市场竞争加剧，市场价格下降， 公司对硒鼓业务计提了部分商誉减值准备； 公司武汉本部工厂环保停产整改期间，在新增环保设施投入及开支的同时，停止 CCA 项目在武汉本部工厂的生产，彩色碳粉等产品的部分型号因备货不足亦影 响到下半年度的产品市场供给及销售； 公司继续加大了对 CMP 抛光垫、PI 浆料等新项目的研发费用开支，相关业务也 随着公司的持续投入及全力推动逐步取得成效。我们预计公司 2020~2021 年的营业收入分别为 17.72 亿元、22.25 亿元，归属于上 市公司股东净利润分别为 3.42 亿元、4.38 亿元，每股收益分别为 0.38 元、0.45 元，对应 PE 分别为 31X、25X。给予“增持”评级。……（报告来源：申港证券）如需报告原文档请登录【未来智库】。

半导体材料项目可行性研究报告-"十四五"走在增强内循环的路上1.半导体材料：技术壁垒高，高端依赖进口半导体材料是指电导率介于金属与绝缘体之间的材料，半导体材料的电导率在欧/厘米之间，一般情况下电导率随温度的升高而增大。半导体材料是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要材料。半导体材料市场可以分为晶圆材料和封装材料市场。其中，晶圆材料主要有硅片、光掩膜、光刻胶、光刻胶辅助设备、溅射靶、抛光液、其他材料。封装材料主要有层压基板、引线框架、焊线、模压化合物、底部填充料、液体密封剂、粘晶材料、锡球、晶圆级封装介质、热接口材料。半导体材料市场规模占比以我国国内最大晶圆制造企业中芯国际为例：中芯国际生产经营的主要原材料包括硅片、化学品、光阻、气体、靶材、研磨材料等。中芯国际主要原材料采购情况注：硅片、靶材数量及单价按照约当 8 英寸统计。半导体材料自给率低在半导体材料领域，由于高端产品技术壁垒高，国内企业长期研发投入和积累不足，我国半导体材料在国际分工中多处于中低端领域，高端产品市场主要被欧美日韩台等少数国际大公司垄断，比如：硅片全球市场前六大公司的市场份额达 90%以上，光刻胶全球市场前五大公司的市场份额达 80%以上，高纯试剂全球市场前六大公司的市场份额达80%以上，CMP 材料全球市场前七大公司市场份额达 90%。国内大部分产品自给率较低，基本不足30%，并且大部分是技术壁垒较低的封装材料，在晶圆制造材料方面国产化比例更低，主要依赖于进口。另外，国内半导体材料企业集中于6英寸以下生产线，目前有少数厂商开始打入国内8英寸、12英寸生产线。不同种类半导体材料的国产化程度大硅片：硅片也称硅晶圆，是最主要的半导体材料，主要包括抛光片、退火片、外延片、节隔离片和绝缘体上硅片，其中抛光片是用量最大的产品，其他的硅片产品也都是在抛光片的基础上二次加工产生的。抛光片：直接从单晶硅柱上切割出厚度约 1mm 的原硅片，然后对其进行抛光镜面加工。退火片：把抛光片置于充满氩气或氧气的高温环境退火得到，可大幅减少抛光片表面的氧气含量，保持晶体完整性。外延片：在抛光片表面采用应用气相生长技术在抛光片表面外延生出单晶结构层，能够在低电阻衬底上形成一个高电阻层。节隔离片：在抛光片的基础上，通过光刻法、离子注入、热扩散技术等技术嵌入中间层，然后再通过气相生长技术在硅片外面形成平滑的外延层。绝缘体上硅片：三明治结构，最下层是抛光片，中间层是掩埋氧化层，顶层是活性层也是抛光片。绝缘体上硅片可以使半导体器件设计者将器件和周围部分完全隔离。半导体硅片分类硅晶圆片的市场销售额占整个半导体材料市场总销售额的 32%~40%。硅片直径主要有 3 英寸、4 英寸、6 英寸、8 英寸、12 英寸（300mm），目前已发展到 18 英寸（450mm）等规格。直径越大，在一个硅片上经一次工艺循环可制作的集成电路芯片数就越多，每个芯片的成本也就越低。在同样的工艺条件下，300mm 半导体硅片的可使用面积超过200mm 硅片的两倍以上，可使用率（衡量单位晶圆可生产的芯片数量的指标）是 200mm硅片的 2.5 倍左右。因此，更大直径硅片是硅片制备技术的发展方向。但硅片尺寸越大，对微电子工艺设备、材料和技术的要求也就越高。硅片尺寸分类200mm硅片与300mm硅片可使用面积目前，国内硅片生产厂商技术较为薄弱，市场份额较小，多数企业以生产 8 英寸及以下硅片为主。沪硅产业是目前国内最大的硅片供应商，也是国内率先实现 12 英寸半导体硅片规模化销售的企业，其 2018 年全球市占比为 2.18%。其他企业有中环股份、里昂股份、有研新材等。目前，硅片主流产品是 12 英寸，根据 SUMCO 的预测，300mm 总需求将会从 2018年的 600 万片/月增加到 2021 年的 720 万片/月，复合增速约为 6%。从 2013-2018 年，全球硅片出货量（应用于半导体生产）稳步增长，2018 年全球硅片出货量为 12733 百万平方英尺，同比增长 7.82%。2019 年，全球硅片出货量为 11810 百万平方英尺，同比下降 7.25%，市场需求有所下降。2007-2019年全球硅片出货量（应用于半导体生产）（单位：百万平方英尺）超净高纯试剂：又称湿化学品，是指主体成分纯度大于 99.99%，杂质离子和微粒数符合严格要求的化学试剂。主要以上游硫酸、盐酸、氢氟酸、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、丙酮、乙醇、异丙醇等为原料，经过预处理、过滤、提纯等工艺生产的得到纯度高产品。在半导体领域主要用于芯片的清洗和腐蚀，同时在硅晶圆的清洗中也起到重要作用。其纯度和洁净度对集成电路成品率、电性能及可靠性有十分重要的影响。SEMI(国际半导体设备和材料协会)专门制定、规范超净高纯试剂的国际统一标准-SEMI 标准。按照 SEMI 等级的分类，G1 等级属于低档产品，G2 等级属于中低档产品，G3 等级属于中高档产品，G4 和 G5 等级则属于高档产品。随着集成电路制作要求的提高，对工艺中所需的湿电子化学品纯度的要求也不断提高。对于半导体材料领域，12寸制程中湿电子化学品技术等级需求一般在 G3 级以上。应用于半导体的超净高纯试剂，全球主要企业有德国巴斯夫，美国亚什兰化学、Arch化学，日本关东化学、三菱化学、京都化工、住友化学、和光纯药工业，台湾鑫林科技，韩国东友精细化工等，上述公司占全球市场份额的 85%以上。目前，国内生产超净高纯试剂的企业中产品达到国际标准且具有一定生产量的企业有 30 多家，国内超净高纯试剂产品技术等级主要集中在 G2 级以下，国内江化微、晶瑞股份等企业部分产品已达到 G3、G4 级别，晶瑞股份超纯双氧水已达 G5 级别，部分产品已经实现进口替代。我国内资企业产超净高纯试剂在 6 英寸及 6 英寸以下晶圆市场上的国产化率已提高到 80%，而 8 英寸及 8 英寸以上晶圆加工的市场上，其国产化率由2012 年约 8%左右缓慢增长到 2014 年的 10%左右。电子气体：电子气体在电子产品制程工艺中广泛应用于薄膜、蚀刻、掺杂等工艺，被称为半导体、平面显示等材料的"粮食"和"源"。电子特种气体又可划分为掺杂气、外延气、离子注入用气、LED 用气、蚀刻用气、化学汽相沉淀用气、载运和稀释气体等几大类，种类繁多，在半导体工业中应用的有 110 余种电子气体，常用的有 20-30 种电子特种气体行业集中度高，主要企业有美国空气化工、美国普莱克斯、德国林德集团、法国液化空气和日本大阳日酸株式会社，五大气体公司占有全球 90%以上的市场份额，上述企业也占据了我国电子特种气体的主要市场份额。国产电子气体已开始占据一定的市场份额，经过多年发展，国内已有部分企业在部分产品方面攻克技术难关。四川科美特生产的四氟化碳进入台积电 12 寸台南 28nm 晶圆加工生产线，目前公司已经被上市公司雅克科技收购；金宏气体自主研发 7N 电子级超纯氨打破国外垄断，主要上市公司有雅克科技、华特气体、南大光电、巨化股份。靶材：半导体行业生产领域，靶材是溅射工艺中必不可少的重要原材料。溅射工艺是制备电子薄膜材料的主要技术之一，它利用离子源产生的离子轰击固体表面，使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面，被轰击的固体称为溅射靶材。靶极按照成分不同可分为金属靶极（纯金属铝、钛、铜、钽等）、合金靶极（镍铬合金、镍钴合金等）和陶瓷化合物靶极（氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等）。半导体晶圆制造中 200nm（8 寸）及以下晶圆制造通常以铝制程为主，使用的靶材以铝、钛元素为主。300nm（12 寸）晶圆制造，多使用先进的铜互连技术，主要使用铜、钽靶材。半导体芯片对溅射靶材的金属材料纯度、内部微观结构等方面都设定了极其苛刻的标准，长期以来一直被美、日的跨国公司所垄断，我国的超高纯金属材料及溅射靶材严重依赖进口。目前，江丰电子产品进入台积电、中芯国际和日本三菱等国际一流晶圆加工企业供应链，在 7 纳米技术节点实现批量供货，成功打破了美、日跨国公司的垄断格局，填补了我国电子材料行业的空白。光刻胶：指通过紫外光、准分子激光、电子束、离子束、X 射线等光源的照射或辐射,其溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料。其溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料。根据在显影过程中曝光区域的去除或保留，分为正像光刻胶和负像光刻胶。随着分辨率越来越高，光刻胶曝光波长不断缩短，由紫外宽谱向 G 线(436nm)→I 线(365nm)→KrF(248nm)→ArF(193nm)→F2(157nm)→极紫外光 EUV 的方向转移。光刻胶由低端到高端整体可分为 PCB 光刻胶、面板光刻胶和半导体光刻胶三个大类。全球光刻胶供应商主要集中在日本、美国、德国手中，其中日本市场份额较大，据统计日本全球市场份额达到 90%。我国光刻胶生产基本上被外资把控，并且集中在低端市场。据中国产业信息数据，2015 年我国光刻胶产量为 9.75 万吨，其中中低端产品 PCB 光刻胶产值占比为 94.4%，而LCD 和半导体用光刻胶产值占比分别仅为2.7%和1.6%，半导体光刻胶严重依赖进口。另外，2015 年我国光刻胶前五大公司分别台湾长兴化学、日立化成、日本旭化成、美国杜邦及台湾长春化工，均是外资或合资企业，上述五大企业市场份额达到 89.7%，内资企业市场份额不足 10%。光刻胶主要上市公司有晶瑞股份、飞凯材料。2、政策支持力度不断加强，半导体产业加速向国内转移半导体材料主要应用于集成电路，我国集成电路应用领域主要为计算机、网络通信、消费电子、汽车电子、工业控制等，前三者合计占比达 83%。2015 年，随着《国家集成电路产业发展推进纲要》等一系列政策落地实施，国家集成电路产业投资基金开始运作，中国集成电路产业保持了高速增长。根据中国半导体行业协会统计，2015 年我国集成电路产业销售额达到 3609.8 亿，同比增长 19.7%；2016 年我国集成电路产业销售额达到4335.5 亿元，同比增长 20.1%；2017 年我国集成电路产业销售额达到 5411.3 亿元，同比增长 24.8%；2018 年我国集成电路产业销售额达到 6532 亿元，同比增长 20.7%；2019年我国集成电路产业销售额达到 7562.3 亿元，同比增长 15.8%；2020 年 1-6 月我国集成电路产业销售额为 3539 亿元，同比增长 16.1%。2010-2020年6月我国集成电路产业销售额维持20%的增速2014 年 6 月，国家发布《国家集成电路产业发展推进纲要》；2014 年 9 月，为了贯彻《国家集成电路产业发展推进纲要》，正式国家集成电路产业投资基金。2019 年 10月 22 日，国家集成电路产业投资基金二期正式注册成立，注册资本 2041.5 亿元人民币。大基金二期得到包括财政部、国开金融、中国烟草、三大运营商及集成电路产业投资公司等多方资金的支持。股东出资方面，国家财政部出资 225 亿元，占比 11.02%，中国烟草认缴 150 亿元，三大运营商合计 125 亿元。相对一期规模 1387 亿元明显增长，预计未来半导体产业链将逐步收到二期投资支持，半导体材料也将明显受益。2015 年-2030 年《国家集成电路产业发展推进纲要》发展目标2020 年 8 月 4 日，国务院印发了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》。对于集成电路生产企业，新增"制程小于 28nm 集成电路企业，经营期在15 年以上，第一年至第十年免征企业所得税； 对于集成电路设计、整备材料、封装、测试和软件企业，第一至二年免征企业所得税，第三年至第五年按照 25%的法定税率减半征收企业所得税。 对于重点集成电路设计企业和软件企业，由"两免三减半，接续年度 10%税率"改为"五年免税，接续年度 10%税率"。集成电路企业所得税减免政策另外，由于各地方政府对半导体产业支持力度加大，英特尔、联电、力晶、三星、海力士、中芯国际等大厂纷纷加码晶圆厂建设。半导体制造每一个环节都离不开半导体材料，对半导体材料的需求将随着增加，上游半导体材料将确定性受益。半导体材料项目可行性研究报告编制大纲第一章总论1.1半导体材料项目背景1.2可行性研究结论1.3主要技术经济指标表第二章项目背景与投资的必要性2.1半导体材料项目提出的背景2.2投资的必要性第三章市场分析3.1项目产品所属行业分析3.2产品的竞争力分析3.3营销策略3.4市场分析结论第四章建设条件与厂址选择4.1建设场址地理位置4.2场址建设条件4.3主要原辅材料供应第五章工程技术方案5.1项目组成5.2生产技术方案5.3设备方案5.4工程方案第六章总图运输与公用辅助工程6.1总图运输6.2场内外运输6.3公用辅助工程第七章节能7.1用能标准和节能规范7.2能耗状况和能耗指标分析7.3节能措施7.4节水措施7.5节约土地第八章环境保护8.1环境保护执行标准8.2环境和生态现状8.3主要污染源及污染物8.4环境保护措施8.5环境监测与环保机构8.6公众参与8.7环境影响评价第九章劳动安全卫生及消防9.1劳动安全卫生9.2消防安全第十章组织机构与人力资源配置10.1组织机构10.2人力资源配置10.3项目管理第十一章项目管理及实施进度11.1项目建设管理11.2项目监理11.3项目建设工期及进度安排第十二章投资估算与资金筹措12.1投资估算12.2资金筹措12.3投资使用计划12.4投资估算表第十三章工程招标方案13.1总则13.2项目采用的招标程序13.3招标内容13.4招标基本情况表关联报告：半导体材料项目申请报告半导体材料项目建议书半导体材料项目商业计划书半导体材料项目资金申请报告半导体材料项目节能评估报告半导体材料行业市场研究报告半导体材料项目PPP可行性研究报告半导体材料项目PPP物有所值评价报告半导体材料项目PPP财政承受能力论证报告半导体材料项目资金筹措和融资平衡方案第十四章财务评价14.1财务评价依据及范围14.2基础数据及参数选取14.3财务效益与费用估算14.4财务分析14.5不确定性分析14.6财务评价结论第十五章项目风险分析15.1风险因素的识别15.2风险评估15.3风险对策研究第十六章结论与建议16.1结论16.2建议附表：

来源：格隆汇投资要点 逐鹿 5G，GaAs/GaN 稳居绝对主角。由于 5G 方案的频段相对于 4G 更高、 带宽更大，路径损耗相对更大，对射频前端器件的材料性能提出了新的要 求：1）禁带宽度更大；2）临界击穿电场更高；3）热导率更高；4）饱和 电子速率和电子迁移率更高。从衬底材料的角度，5G 时代（Sub-6GHz） 仍然是 GaAs 的主场，但中长期发展到更高频的毫米波阶段后，GaAs 热 导率较低，散热性较差，其射频器件可承受的功率相对较低，大概率需要 使用以 GaN 为工作层的材料。目前 GaN 可作为外延材料生长在 SiC、Si 等衬底上，预计 GaN-on-SiC 将成为 5G 时代对功率要求较高的宏基站射 频器件用半导体材料的主流，而微基站功耗要求相对较小，GaAs 将主导。 GaAs/GaN 市场空间测算（仅考虑手机和基站射频应用）。手机：换机潮+ 渗透率提升+PA 数量增加，GaAs 需求迎来大放量。我们预测，2019-2023 年全球智能手机+功能手机 GaAs PA 需求量将从 61.8 亿个增长至 127 亿 个，GAGR 达 19.8%。即使考虑小型化趋势，未来几年 GaAs PA 的需求量 也有显著的增长。基站：基站数量增加+单个基站上的 PA 数量成倍增长， 带动 GaAs 和 GaN 需求大幅增长，此外，宏基站的应用上，GaN 在高频、 高功率性能上占据绝对优势，预计也会持续抢占 LDMOS 的市场份额， 带来需求进一步提升。根据 Yole 预测，GaAs 射频器件市场总额 2016-2022 GAGR 达 10.1%，其中基站领域 GAGR 超 70%。GaN 射频器件的市场规 模 2017-2023 GAGR 超过 20%，最主要的增量也是来自于基站的应用。 全球竞争格局：由海外主导的寡头市场。GaAs：射频领域技术门槛高， 市场集中度高，从材料到设计均由海外主导。2017 年衬底市场费尔伯格、 住友电工、AXT 3 家公司市场份额达 94%，外延片外包领域两大巨头是 IQE 和全新光电，市场份额分别为 55%和 26%，中国当前主要占据低端 LED 市场。GaN：相较于 GaAs 属新兴市场，研发和生产上海外厂商包括 Cree、Qorvo、MACOM、MMIC 等均走在技术发展和产品出新的前列。 GaAs/GaN 材料相关 A 股上市公司。有研新材：旗下有研光电拥有 60 万 片/年的 GaAs 衬底产能，采用水平 GaAs 单晶生产线，产品均匀性优异， 定位于高端 LED 应用，附加值高，是全球红外 LED 用砷化镓基片的主要 供应商之一。云南锗业：GaAs 单晶片产能为 80 万片/年（折合 4 英寸）， 2019 年上半年产量 4.17 万片，目前 6 英寸尚未批量生产，产品主要销往 韩国、福建、台湾等地。2019 年上半年公司非锗半导体材料级产品（GaAs、 InP）实现营业收入 541.78 万元，占营业收入比重还较小，仅为 2.36%。 风险提示：5G 手机销量低于预期；5G 基站建设进展缓慢；GaAs 射频器件在 手机功率放大器领域渗透率的提升不及预期；GaN 衬底及外延技术实现重大 突破，加速对 GaAs 射频器件的替代；其他可替代材料实现技术突破导致 GaAs 和 GaN 的应用市场竞争加剧。

碳化硅（SiC）材料前景可观。随着SiC功率器件的成本下降，有望引领包括新能源汽车在内的诸多行业，在功率半导体使用上迎来大规模升级迭代，短期看与MOSFET、混合模块等器件的结合路径，在操作性和经济性角度存在一定优势，有望继续成为部分主机厂商未来2-3年的新选择、新需求。碳化硅功率半导体近年来在能源转换应用中正在成为一个热门的话题：SiC功率半导体凭借其低功耗、长寿命、高频率、体积小、质量轻等优势，在EV、轨交、通信及光伏领域具备较强的替代潜力。SiC处在爆发式增长的前期▌SiC材料性能领先，全生命周期成本优势可期据TexasInstruments的研究显示，SiC相对上两代材料具备高禁带宽度、高饱和电子漂移速度、高热导率等优势，更适用于高功率环境。以Model3为例，结合Microsemi的资料进行测算，在一定的成本降幅下，SiC器件系统成本经济性有望在未来3-4年实现。SiC与Si相比，在耐高压、耐高温、高频等方面具备碾压优势，是材料端革命性的突破。1）耐高压：SiC击穿场强是Si的10倍，这意味着同样电压等级的SiCMOS晶圆的外延层厚度只需要Si的十分之一，对应的漂移区阻抗大大降低，而且禁带宽度是Si的3倍，导电能力更强；2）耐高温：SiC热导率及熔点非常高，是Si的2-3倍；3）高频：SiC电子饱和速度是Si的2-3倍，能够实现10倍的工作频率。▼SiC与Si相比具有优异的材料特性▌SiC与功率器件加速融合，全球厂商加速布局SiC-JBS二极管和MOSFET晶体管因其性能优越，成为目前应用最广泛、产业化成熟度最高的SiC功率器件；SiC（混合）模块成为当前较多厂商的应用选择。根据IHS数据，2017年SiC器件市场，Cree占据了26%的市场份额，其次为罗姆（21%）和英飞凌（16%）。SiC与功率器件：从二极管、晶体管到模块SiC与功率器件主要的结合方式，包括二极管、晶体管和模块（混合模块）三大类。（一）SiC功率二极管：主要包括肖特基二极管（SBD）、PIN二极管、结势垒控制肖特基二极管（JBS）三种类型。SiC-SBD的出现，帮助SBD的应用电压范围，从250V提高到1200V。在3kV以上的整流器应用领域，SiC-PiN和SiC-JBS较Si基整流器具有更高的击穿电压、更快的开关速度、更小的体积和更轻的重量，实际应用正不断增加。（二）SiC晶体管：主要包括金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、双极型晶体管（BJT）、结型场效应晶体管（JFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）和门极可关断晶闸管（GTO）等，目前在车用领域，SiC-MOSFET已经在部分车型中开始商业化应用。总体来看，SiCJBS二极管和MOSFET晶体管由于其性能优越，成为目前应用最广泛、产业化成熟度最高的SiC功率器件。（三）SiC（混合）模块：随着由Si-IGBT芯片和Si-FWD芯片组成的IGBT模块在追求低耗的道路上走向理论极限，而具有耐热性和耐高压击穿能力的SiC器件成本仍较高，混合型SiC模块（Si-IGBT+SiC-SBD）被认为是综合器件性能和材料成本的折衷优化选择。为进一步提升SiC功率器件的电流容量，通常采用模块封装的方法把多个芯片进行并联集成封装。SiC功率模块率先从由IGBT-Si基芯片和SiCJBS二极管芯片组成的混合功率模块产品发展而来。SiC混合模块采用大芯片面积、大电流等级的Si-IGBT作为主器件，小芯片面积、小电流等级的SiC-MOSFET作为辅助器件。二者并联实现小电流时由SiC-MOSFET导通，此时SiC-MOSFET极低的导通电阻可以有效减少导通功耗；大电流时由IGBT导通，此时IGBT大电流下导通压降小的优势也可以减少导通损耗。▼SiC混合模块结构原理图随着SiC-MOSFET器件的成熟，Wolfspeed、Infineon、三菱、Rohm等公司，相继开发了由SiC-JBS二极管和SiC-MOSFET组成的全SiC功率模块。目前，SiC功率模块产品最高电压等级为3300V，最大电流700A，最高工作温度为175℃。在研发领域，SiC功率模块最大电流容量达到1200A，最高工作温度达到250℃，并采用芯片双面焊接、新型互联和紧凑型封装等技术来提高模块性能。性能优势显著，功耗与体积改善明显SiC的功率器件如SiCMOS，相比于Si基的IGBT，其导通电阻可以做的更低，体现在产品上面，就是尺寸降低，从而缩小体积，并且开关速度快，功耗相比于传统功率器件要大大降低。在电动车领域，电池重量大且价值量高，如果在SIC器件的使用中可以降低功耗，减小体积，那么在电池的安排上就更游刃有余；同时在高压直流充电桩中应用SIC会使得充电时间大大缩短，带来的巨大社会效益。 ▼SiC MOS相比Si功率器件的对比根据Cree提供的测算：将纯电动车BEV逆变器中的功率组件改成SiC时,大概可以减少整车功耗5%-10%；这样可以提升续航能力，或者减少动力电池成本。总结来说，SiC器件具备的多种优势将带动电动车续航能力的提升： 高电能转换效率：SiC属于宽能隙材料,击穿场强度大比Si基半导体材料更适用在高功率的应用场景； 高电能利用效率：SiC属于宽能隙材料,击穿场强度大比Si基半导体材料更适用在高功率的应用场景； 低无效热耗：开关频率高,速度快,所产生无效的热耗减少,使电路、散热系统得以简化。与传统Si-IGBT器件对比，混合SiC器件的IGBT导通损耗可以减少55%，二极管关断损耗可以减少95%，将该混合器件运用到铁路牵引系统，预计将减少30%的功率损耗。工作损耗的降低以及工作温度的上升使得集成度更高，因此相比于相同电流大小的SiIGBT器件，混合SiC器件体积可以减小30%左右。▼混合SiC器件和传统Si器件性能对比（一）▼混合SiC器件和传统Si器件性能对比（二）▼SiC混合模块与IGBT（Si基）模块对比▌高功率场景前景光明，产业化在即据IHS数据，2023年全球SiC器件需求有望达16.44亿美元，2017-2023年复合增速约为26.6%；下游主要应用场景包含EV、快充桩、UPS电源（通信）、光伏、轨交以及航天军工等领域，其中电动车行业有望迎来快速爆发（CAGR81.4%），通信、光伏等市场空间较大。伴随SiC器件成本下降，全生命周期成本性能优势有望不断放大，潜在替代空间巨大。目前SiC功率器件主要定位于功率在1kw-500kw之间、工作频率在10KHz-100MHz之间的场景，特别是一些对于能量效率和空间尺寸要求较高的应用。如电动汽车车载充电机与电驱系统、直流充电桩（快充桩）、光伏微型逆变器、高铁、智能电网、工业级电源等领域，可替代部分硅基MOSFET与IGBT。▼从功率和频率角度选取功率半导体器件功率半导体行业发展趋势功率半导体用于所有电力电子领域，市场成熟稳定且增速缓慢。行业发展主要依靠新兴领域如新能源汽车、可再生能源发电、变频家电等带来的巨大需求缺口。行业发展趋势一：不需要追赶摩尔定律，倚重制程工艺、封装设计和新材料迭代，整体趋向集成化、模块化功率半导体整体进步靠制程工艺、封装设计和新材料迭代。设计环节：功率半导体电路结构简单，不需要像数字逻辑芯片在架构、IP、指令集、设计流程、软件工具等投入大量资本。制造环节：因不需要追赶摩尔定律，产线对先进设备依赖度不高，整体资本支出较小。封装环节：可分为分立器件封装和模块封装，由于功率器件对可靠性要求非常高，需采用特殊设计和材料，后道加工价值量占比达35%以上，远高于普通数字逻辑芯片的10%。提升性能和降低成本推动晶片向集成化、小型化发展。根据Omdia预测，2020-2024年分立器件市场增速为2.2%，而功率模块市场增速为5.4%。新兴市场使中高端产品如IGBT和功率MOSFET需求变大。根据WSTS数据统计，全球功率MOSFET增速为7.6%，IGBT为8.9%。目前，根据在研项目和产品布局看，国内企业开始向价值量更高的中高端产品转型。行业发展趋势二：新能源与5G通信推动第三代半导体兴起新能源、5G等新兴应用加速第三代半导体材料产业化需求，我国市场空间巨大且有望在该领域快速缩短和海外龙头差距。①天时：第三代材料在高功率、高频率应用场景具有取代硅材潜力，行业整体处于产业化起步阶段。②地利：受下游新能源车、5G、快充等新兴市场需求以及潜在的硅材替换市场驱动，目前深入研究和产业化方向以SiC和GaN为主，国内市场空间巨大。③人和：第三代半导体核心难点在材料制备，其他环节可实现国产化程度非常高，加持国家在政策和资金方面大力支持。该行业技术追赶速度更快、门槛准入较低、国产化程度更高，中长期给国内功率半导体企业、衬底材料供应商带来更多发展空间确定性更强。行业发展趋势三：IDM模式更适合功率半导体行业，代工可以提供产能、工艺技术补充海外功率半导体龙头企业都采用IDM模式，国内功率半导体行业商业模式以IDM为主，设计+代工为辅。目前，国内IDM企业（如士兰微）和代工企业（如中芯绍兴）都在积极扩充产能和升级产线，从4/6寸升级到6/8寸甚至更高，整体追赶国际主流水平。产能扩充可以认为公司技术储备和产品性能已经达到国际同类产品水平，后续通过开拓客户和抢占市场份额实现营收增长。IDM与代工并行符合国内行业格局现状，双模式运行并不冲突，有效利用我国产能资源，实现优势互补。IDM模式可以提高产品毛利并建立技术壁垒。我国特色工艺和封装技术处于国际先进水平，工艺技术和产能部署完善。功率半导体企业与代工企业长期合作，可以实现产能补充和获得工艺技术支持。市场：龙头扩产，拉低器件价格目前制约SiC功率器件大规模应用的核心原因依然是成本，主要源于低效的晶体生长过程。传统硅晶圆制作是将多晶硅在1500℃左右融化后，将籽晶放入其中边匀速旋转边向上提拉形成约2m的硅锭，再进行切割、倒角、抛光、蚀刻、退火等步骤形成晶圆。而SiC晶锭的制作相比Si则低效很多，普遍采用PVT法，将固态SiC加热至2500℃升华后再在温度稍低的高质量SiC籽晶上重新结晶，核心难点在于：1）加热温度高达2500℃，且SiC生长速度很慢（<1mm/h）；2）生长出的晶锭尺寸远远短于Si；3）对籽晶要求很高，需要具备高质量、与所需晶体直径一致等特点；4）SiC晶锭硬度较高，加工及抛光难度大；基于SiC衬底，普遍采用化学气相沉积技术（CVD）获得高质量外延层，随后在外延层上进行功率器件的制造。由于SiC衬底晶圆相比Si具有更高的缺陷密度，会进一步干扰外延层生长，外延层本身也会产生结晶缺陷，影响后续器件性能。▼SiC晶圆外延层生长另一方面，SiC晶圆的尺寸迭代与Si相比仍处于较为早期的阶段。目前Cree、ST等主流厂商都已经量产6英寸的晶圆，并同步进行8英寸的研发，计划最早于2022年量产8英寸晶圆。单片8英寸晶圆芯片产量可达到6寸的1.8倍，但同时也面临着缺陷密度变高等难题。据专业人士分析，2022年有望成为SiC价格下降的关键转折点，因为主流豪华品牌开始量产采用SiC方案的车型，这将大幅提升Cree等衬底厂商8英寸线的产能利用率，到2025年SiC器件价格有望下降到当前水平的1/4-1/3，结合电池成本的节省，SiC的经济性和性能优势将充分显现。▼CreeSiC晶圆的迭代历史从产业链分工的角度来看，目前Cree、Rohm、ST都已形成了SiC衬底→外延→器件→模块垂直供应的体系。而Infineon、Bosch、OnSemi等厂商则购买SiC衬底，随后自行进行外延生长并制作器件及模块。Infineon在收购Wolfspeed失败后，做出战略调整，认为衬底研发高风险、高投入、耗时久，希望在保持低CAPEX的同时提高衬底的利用效率，因此收购德国Siltectra，借助其ColdSplit技术有效降低每片SiC衬底晶圆的厚度，芯片产量至少提升一倍。国内厂商在SiC领域还处于相对落后的阶段，在衬底端，天科合达（TankeBlue）、山东天岳（SICC）合计出货量仅有2%，中车时代6英寸SiC器件生产线于2018年2月通线，器件和模组端逐步向商业化推进。SiC产业链分为三大环节：上游的SiC晶片和外延→中间的功率器件的制造（包含经典的IC设计→制造→封装三个小环节）→下游工控、新能源车、光伏风电等应用。目前上游的晶片基本被美国CREE和II-VI等美国厂商垄断；国内方面，SiC晶片商山东天岳和天科合达已经能供应2英寸~6英寸的单晶衬底，且营收都达到了一定的规模（今年均会超过2亿元RMB）；SiC外延片：厦门瀚天天成与东莞天域可生产2英寸~6英寸SiC外延片。▼大陆第三代半导体SiC产业链分布图▼国际及中国台湾第三代半导体SiC产业链分布图目前，美、欧、日厂商在全球碳化硅产业中较为领先，其中美国厂商占据主导地位。随着中美贸易战的不断升级，半导体芯片领域成为了中美必争之地，伴随着中兴、华为事件，国家越来越重视芯片，高端装备等领域的国产化。此外，SiC材料和器件在军工国防领域的重要作用，也越来越突出。SiC外延设备在推动产业链国产化过程中，意义尤为重大。本文转载自第三代半导体联合创新孵化中心（ID：casazlkj 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硅片项目可行性研究报告-本土硅片市场亟待破局硅片是半导体产业的关键原材料，一般作为衬底加工各类器件结构和引线，从而实现集成电路、分立器件等半导体产品的制造。硅片产品硅片直径的演进广泛的应用市场和大尺寸升级趋势推动硅片市场不断发展。硅片涵盖了50mm300mm（直径）等规格，其中，200mm及以下硅片的生产工艺较为成熟，且相关半导体制造产线的多数设备已完成折旧，制造成本优势明显。根据Semico的数据，2018年，逻辑芯片、模拟芯片、光电器件和分立器件分别占据全球200mm晶圆产能27%、23%、17%和16%的份额，主要应用包括电源管理IC、CIS、显示驱动IC、IGBT、MOSFET等。同时，为了进一步降低生产成本和提升生产效率，硅片朝300mm及以上的方向不断发展，在同等工艺条件下，300mm硅片的可使用面积超过200mm硅片的两倍以上，可使用率是200mm硅片的2.5倍左右，目前，300mm硅片在CPU、GPU、DRAM等先进制程芯片领域广泛应用。200mm硅片与300mm硅片的对比CPU芯片全球特别是中国半导体制造规模的不断扩张，显著提升了硅片市场需求。半导体制造是硅片的主要下游应用市场，90%以上的半导体芯片需要使用硅片进行生产。当前，国内晶圆建厂潮愈演愈烈，半导体制造产线规模加速扩张。根据Chip Insight的数据，2019年，我国大陆地区的晶圆厂中12座已投产、14座处于产能爬坡阶段、仍在建15座、规划建设7座，合计57座，总投资额达1.5万亿元。根据SEMI的数据，在2017~2020年间，全球将有62座新建晶圆厂投入营运，其中我国大陆地区新建晶圆厂26座，占比达42%。2018-2022年全球和中国半导体制造产能变化（单位：万片/月）未来，我国在半导体制造环节有望继续保持高强度投入，有望带动半导体制造产能持续提升。根据IC Insight的预测，2020年，我国大陆地区的半导体制造产能有望超过日本，2022年有望超过韩国，跃升为全球第二，仅次于我国台湾地区，届时大陆地区的半导体制造产能将达410万片/月，在全球半导体制造产能的占比达17.15%，2019-2022年我国大陆地区半导体制造产能的CAGR为14.81%，显著高于同期全球半导体制造产能的增长（CAGR=7.01%）。随着下游半导体制造环节的陆续投产，配套的硅片市场需求有望同步提升。全球硅片行业在2009年受经济危机影响较为低迷，出货量出现下滑；2010年由于智能手机放量增长，硅片行业大幅反弹。2011年至2016年，全球半导体需求整体较为低迷，硅片市场呈现低速发展。2017年以来，受益于下游传统应用领域计算机、移动通信、固态硬盘、工业电子市场持续增长，新兴应用领域如人工智能、区块链、物联网、汽车电子的快速发展，半导体应用市场需求强劲，硅片市场规模整体呈现稳步增长，根据SEMI的数据，2018年全球硅片出货量达127.33亿平方英寸，同比增长7.82%。全球硅片出货量变化根据SEMI的数据，2018年，300mm硅片和200mm硅片市场份额分别为63.83%和26.14%，两种尺寸硅片合计占比接近90.00%。目前，全球硅片市场主要由海外和台湾厂商占据，市场集中度较高，根据SEMI的数据，2018年，日本信越化学、日本SUMCO、中国台湾环球晶圆、德国Siltronic、韩国SK Siltron的市场份额分别为27.58%、24.33%、16.28%、14.22%、10.16%，CR5达92.57%。2018年全球硅片市场格局2018年，沪硅产业-U在全球硅片市场的份额为2.18%，已成为中国大陆最大的硅片制造企业之一，客户覆盖了格罗方德、中芯国际、华虹宏力、华力微电子、华润微电子、恩智浦、意法半导体等全球知名半导体制造企业。公司200mm及以下半导体硅片（含SOI硅片）工艺成熟、技术先进，在射频前端芯片、模拟芯片、先进传感器、汽车电子等高端细分市场具有较强的竞争力；同时，公司在中国大陆率先实现了300mm硅片的规模化销售，打破了我国300mm硅片国产化率几乎为0%的局面，目前，公司300mm硅片产品可应用于40-28nm、65nm、90nm制程，并且正在研发可用于20-14nm制程的300mm硅片，推进了我国半导体关键材料生产技术"自主可控"的进程。中环股份是全球综合产品门类最全的半导体硅片供应商之一，公司目前已具备75mm-300mm全尺寸半导体硅片产品的量产供应能力，涵盖抛光片、外延片、退火片等多种生产加工工艺。晶体技术领域，200mm区熔单晶的技术能力和品质水平不断提升，公司自主研发生产的区熔硅片市场份额已实现国际领先；300mm直拉单晶取得重要技术研发进展，应用于19纳米的COP Free晶体技术已完成内部评价，并进入客户评价阶段，同时结合28纳米COP Free硅片产品的客户认证，公司已具备进入逻辑、存储等高端半导体硅片材料领域的技术实力，与此同时，公司已完成300mm应用于CIS、Power Device产品的超低阻单晶的研发，目前是全球少数、中国唯一一家可批量供应上述产品的硅片制造商，产品对标全球领先的硅片供应商。立昂微子公司浙江金瑞泓长期致力于技术含量高、附加值高的半导体硅片的研发与生产，具有硅单晶锭、硅研磨片、硅抛光片、硅外延片的完整工艺和生产能力。目前，公司150mm半导体硅抛光片和硅外延片已实现批量生产并销售，成为国内较早进行150mm硅片量产的企业。同时，公司具备全系列200mm硅单晶锭、硅抛光片和硅外延片大批量生产制造的能力，实现了我国200mm硅片正片供应的突破，并开发了300mm单晶生长核心技术，以及硅片倒角、磨片、抛光、外延等一系列关键技术，在国内大尺寸半导体硅片的生产工艺研发领域具备领先地位。此外，立昂微子公司金瑞泓微电子正在建设年产180万片集成电路用300mm硅片项目，有望在未来实现300mm半导体硅片的大规模量产。除了硅片制造，配套的长晶设备，以及研磨、抛光、切割等加工工艺环节在我国硅片产业链中的市场地位也有望持续提升。晶盛机电是国内领先的半导体材料装备企业，围绕硅、碳化硅等半导体材料开发出一系列关键设备，目前，公司实现了集成电路200-300mm半导体长晶炉的量产突破，并以此为基础，成功开发了150-300mm晶体滚圆机、截断机、双面研磨机及6-300mm的全自动硅片抛光机、200mm硅单晶外延设备，完成硅单晶长晶、切片、抛光、外延四大核心环节设备布局。公司最新开发出第三代半导体碳化硅单晶炉、外延设备，其中碳化硅单晶炉已经交付客户使用，外延设备完成技术验证，产业化前景较好。近年来，公司增加了半导体抛光液、阀门、磁流体部件、16-32英寸坩埚等新产品的研发和市场开拓力度，产业链配套优势逐步显现。神工股份专注于集成电路刻蚀用单晶硅材料的研发、生产和销售，经过多年的技术积累，公司突破并优化了多项关键技术，构建了较高的技术壁垒，公司产能利用率、良品率等指标因公司技术突破和优化不断提升，单位成本不断下降。公司所拥有的无磁场大直径单晶硅制造技术、固液共存界面控制技术、热场尺寸优化工艺等技术已处于国际先进水平。目前，公司已掌握了包含200mm半导体硅片在内的半导体硅抛光片生产加工的核心技术，包括低缺陷单晶生长技术、高良率切割技术、高效化学腐蚀及清洗技术、超平整度研磨抛光技术、硅片检测评价技术等，大多数的技术指标和良率已经达到或基本接近国际一流大厂的水准；200mm芯片用硅片的机械加工研发项目在截断、滚圆、切片、倒角、磨片等工艺的产品初步合格率可达到99%以上；20英寸以上超大直径单晶硅产品研发项目已取得重大的突破，技术达世界先进水平。扬杰科技收购的成都青洋是集半导体单晶硅片等电子材料研发、生产、加工及销售于一体的国家高新技术企业，已建成年产1200万片200mm以下直拉（MCZ）、区熔（FZ）、中子嬗变掺杂处理（FZNTD）等单晶硅切片、磨片和化学腐蚀片的生产线，产品质量及性能位于行业领先水平。目前，成都青洋拥有丰富的优质客户资源，与株洲中车时代电气股份有限公司、通用等海内外知名企业建立了长期稳定的配套合作关系。东尼电子专注于超微细合金线材及其他金属基复合材料的应用研发、生产与销售，公司金刚石切割线主要应用于蓝宝石及硅片切割。公司具有行业内突出的规模制造优势，具备超微细合金线材和其他金属基复合材料等新材料的综合开发能力，并不断提升自动化生产水平，可以满足下游大客户大批量的持续供货需求。硅片产业链光力科技子公司Loadpoint Limited（简称：LP公司）是全球最早从事划片机产品设计和制造的公司，在全球率先发明了加工半导体器件的划片机，主营业务为研发、生产、销售用于半导体等微电子器件封装测试环节的精密加工设备，主要产品包括150mm、200mm、300mm划片机等，在切割、铣、削、钻孔环节加工设备可达到微米、亚微米、纳米加工精度，是半导体器件（如集成电路芯片、声纳和各类传感器等）制造的关键设备之一，可用于半导体制造、航空航天等领域。在加工超薄和超厚半导体器件方面，LP公司产品具备突出的领先优势。硅片项目可行性研究报告编制大纲第一章总论1.1硅片项目背景1.2可行性研究结论1.3主要技术经济指标表第二章项目背景与投资的必要性2.1硅片项目提出的背景2.2投资的必要性第三章市场分析3.1项目产品所属行业分析3.2产品的竞争力分析3.3营销策略3.4市场分析结论第四章建设条件与厂址选择4.1建设场址地理位置4.2场址建设条件4.3主要原辅材料供应第五章工程技术方案5.1项目组成5.2生产技术方案5.3设备方案5.4工程方案第六章总图运输与公用辅助工程6.1总图运输6.2场内外运输6.3公用辅助工程第七章节能7.1用能标准和节能规范7.2能耗状况和能耗指标分析7.3节能措施7.4节水措施7.5节约土地第八章环境保护8.1环境保护执行标准8.2环境和生态现状8.3主要污染源及污染物8.4环境保护措施8.5环境监测与环保机构8.6公众参与8.7环境影响评价第九章劳动安全卫生及消防9.1劳动安全卫生9.2消防安全第十章组织机构与人力资源配置10.1组织机构10.2人力资源配置10.3项目管理第十一章项目管理及实施进度11.1项目建设管理11.2项目监理11.3项目建设工期及进度安排第十二章投资估算与资金筹措12.1投资估算12.2资金筹措12.3投资使用计划12.4投资估算表第十三章工程招标方案13.1总则13.2项目采用的招标程序13.3招标内容13.4招标基本情况表第十四章财务评价14.1财务评价依据及范围14.2基础数据及参数选取14.3财务效益与费用估算14.4财务分析14.5不确定性分析14.6财务评价结论第十五章项目风险分析15.1风险因素的识别15.2风险评估15.3风险对策研究第十六章结论与建议16.1结论16.2建议附表：关联报告：硅片项目申请报告硅片项目建议书硅片项目商业计划书硅片项目资金申请报告硅片项目节能评估报告硅片行业市场研究报告硅片项目PPP可行性研究报告硅片项目PPP物有所值评价报告硅片项目PPP财政承受能力论证报告硅片项目资金筹措和融资平衡方案

如需报告请登录【未来智库】。硅片：半导体产业链的“画布”硅片概况 常见的半导体材料包括硅（Si）、锗（Ge）等元素半导体及砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）等化合物半导体。相较于锗，硅的熔点为 1415℃，高于锗的熔点 937℃，较高的熔点使硅可以广泛应用于高温加工工艺中；硅的禁带宽度大于锗，更适合制作高压器件。相较于砷化镓，硅安全无毒、对环境无害，而砷元素为有毒物质；并且锗、砷化镓均没有天然的氧化物，在晶圆制造时还需要在表面沉积多层绝缘体，这会导致下游晶圆制造的生产步骤增加从而使生产成本提高。硅基半导体材料是目前产量最大、应用最广的半导体材料，90%以上的半导体产品是用硅基材料制作的。硅在地壳中占比约 27%，是除了氧元素之外第二丰富的元素，硅元素以二氧化硅和硅酸盐的形式大量存在于沙子、岩石、矿物中，储量丰富并且易于取得。通常将 95-99%纯度的硅称为工业硅。沙子、矿石中的二氧化硅经过纯化，可制成纯度 98%以上的硅；高纯度硅经过进一步提纯变为纯度达 99.9999999%至99.999999999%（9-11 个 9）的超纯多晶硅；超纯多晶硅在石英坩埚中熔化，并掺入硼（P）、磷（B）等元素改变其导电能力，放入籽晶确定晶向，经过单晶生长，制成具有特定电性功能的单晶硅锭。熔体的温度、提拉速度和籽晶/石英坩埚的旋转速度决定了单晶硅锭的尺寸和晶体质量，而熔体中的硼（P）、磷（B）等杂质元素的浓度决定了单晶硅锭的电特性。单晶硅锭经过切片、研磨、蚀刻、抛光、外延（如有）、键合（如有）、清洗等工艺步骤，制造成为半导体硅片。在生产环节中，半导体硅片需要尽可能地减少晶体缺陷，保持极高的平整度与表面洁净度，以保证集成电路或半导体器件的可靠性。在半导体硅片上可布设晶体管及多层互联线，使之成为具有特定功能的集成电路或半导体器件产品，下游主要包括手机与平板电脑、物联网、汽车电子、人工智能、工业电子、军事太空等领域。半导体硅片分类 根据尺寸分类，半导体硅片的尺寸（以直径计算）主要有 50mm（2 英寸）、75mm（3 英寸）、100mm（4 英寸）、150mm（6 英寸）、200mm（8 英寸）与 300mm（12英寸）等规格。1965 年，戈登摩尔提出摩尔定律：集成电路上所集成的晶体管数量，每隔 18 个月就提升一倍，相应的集成电路性能增强一倍，成本随之下降一半。对于芯片制造企业而言，这意味着需要不断提升单片硅片可生产的芯片数量、降低单片硅片的制造成本以便与摩尔定律同步。半导体硅片的直径越大，在单片硅片上可制造的芯片数量就越多，单位芯片的成本随之降低。在摩尔定律的影响下，半导体硅片正在不断向大尺寸的方向发展。硅片的尺寸越大，相对而言硅片边缘的损失会越小，有利于进一步降低芯片的成本。例如，在同样的工艺条件下，300mm 半导体硅片的可使用面积超过 200mm 硅片的两倍以上，可使用率（衡量单位晶圆可生产的芯片数量的指标）是 200mm 硅片的 2.5 倍左右。目前，全球市场主流的产品是 300mm 和 200mm 直径的半导体硅片。终端应用领域来看，300mm 主要应用在智能手机、计算机、云计算、人工智能、 SSD（固态存储硬盘）等较为高端领域，目前出货面积占比 60%以上。200mm 硅片主要应用在移动通信、汽车电子、物联网、工业电子等领域，目前出货面积 20%以上。根据制造工艺分类，半导体硅片主要可以分为抛光片、外延片与以 SOI 硅片为代表的高端硅基材料。单晶硅锭经过切割、研磨和抛光处理后得到抛光片。抛光片经过外延生长形成外延片，抛光片经过氧化、键合或离子注入等工艺处理后形成 SOI 硅片。硅片制作流程（略）半导体硅片的生产流程包括拉晶—>滚磨—>线切割—>倒角—>研磨—>腐蚀—>热处理—>边缘抛光—>正面抛光—>清洗—>检测—>外延等步骤。其中拉晶、研磨和抛光是保证半导体硅片质量的关键。单晶生长技术的重点在于保证拉制出的硅锭保持极高纯度水平（纯度至少为99.999999999%）的同时，有效控制晶体缺陷的密度。当前制备单晶硅技术主要分为悬浮区熔法（FZ 法）和直拉法（CZ 法）两种。下游应用带动硅片市场不断增长硅片终端应用逐渐多元化 目前手机、计算机等仍是半导体行业终端最大的应用市场。2018 年全球手机和基站、计算机用芯片销售额分别为 487 亿美元、280 亿美元，在半导体终端市场的占比分别为 36%、21%。据 Gartner 预计，2017-2022 年增速最快的半导体终端应用领域是工业电子和汽车电子，将成为未来几年全球半导体行业增长最重要的驱动力。其中，工业电子年复合增长率预计可达 12%。随着工业从规模化走向自动化、智能化，工业与信息化的深度融合、智能制造转型升级将带动工业电子需求的增长。汽车电子 2017-2022 年预计复合增长率为 11%。汽车电子的增长主要源于传统车辆电子功能的扩展、自动驾驶技术的不断成熟以及电动汽车行业的快速成长。车辆的 ABS（防抱死）系统、车载雷达、车载图像传感系统、电子车身稳定程序、电控悬挂、电动手刹、压力传感器、加速度计、陀螺仪与流量传感器等，均需要使用半导体产品，汽车智慧化的趋势极大地拉动了汽车电子产品的增长。随着电动汽车的普及与车辆电压、电池容量标准的不断提高，电源管理器与分离式功率器件的需求量也将随之上升。通常情况下，汽车电子芯片使用200mm 及以下抛光片与 SOI 硅片。汽车电子市场规模的扩大将拉动 200mm 及以下抛光片与 SOI 硅片的需求。未来的爆发式增长将会出现在大数据、云计算、人工智能、新能源汽车、区块链等新兴终端应用。半导体硅片行业除了受宏观经济影响，亦受到具体终端市场的影响。例如 2010 年，全球宏观经济增速仅 4%，但由于 iPhone4 和 iPad 的推出，大幅拉动了半导体行业的需求，2010 年全球半导体行业收入增长达 32%。2017 年开始，大数据、云计算、人工智能、新能源汽车、区块链等新兴终端应用的出现，半导体行业进入了多种新型需求同时爆发的新一轮上行周期。半导体硅片可应用于多个潜在新兴终端市场，如汽车电子功率器件、5G 通信设备中的射频芯片等，有望爆发式增长。芯片产能投放拉动硅片需求 芯片制造产能情况是判断半导体硅片需求量最直接的指标。2017 至 2020 年，全球芯片制造产能（折合成 200mm）预计将从 1985 万片/月增长至 2407 万片/月，年均复合增长率 6.64%；中国芯片制造产能从 276 万片/月增长至 460 万片/月，年均复合增长率 18.50%。近年来，随着中芯国际、华力微电子、长江存储、华虹宏力等中国大陆芯片制造企业的持续扩产，中国大陆芯片制造产能增速高于全球芯片产能增速。随着芯片制造产能的增长，对于半导体硅片的需求仍将持续增长目前，中国大陆企业的 300mm 芯片制造产能低于 200mm 芯片制造产能。随着中国大陆芯片制造企业技术实力的不断提升，预计到 2020 年，中国大陆企业 300mm制造芯片产能将会超过 200mm 制造芯片制造产能。大硅片市场规模持续发展全球半导体市场规模近年来增速平稳，2012-2018 年复合增速 8.23%。其中，中国大陆集成电路销售规模从 2158 亿元迅速增长到 2018 年的 6531 亿元，复合增速为20.27%，远超全球其他地区，全球半导体产业加速向大陆转移。集成电路一般分为设计、制造和封测三个子行业，在制造和封测行业中，均需要大量的半导体新材料支持。2018 年全球半导体材料市场产值为 519.4 亿美元，同比增长 10.68%。其中晶圆制造材料和封装材料分别为 322 亿美元和 197.4 亿美元，同比+15.83%和+3.30%。2018年，在市场产值为 322 亿美金的半导体制造材料中，大硅片、特种气体、光掩模、CMP材料、光刻胶、光刻胶配套、湿化学品、靶材分别占比 33%、14%、13%、7%、6%、7%、4%、3%。分地区来看，目前大陆半导体材料市场规模 83 亿美元，全球占比 16%，仅次于中国台湾和韩国，为全球第三大半导体材料区域。随着半导体市场不断放量以及工艺制程不断复杂，全球半导体硅片材料市场不断增长，硅片材料在半导体制造材料中占比 33%，为占比最大的材料。2019 年全球硅片材料市场规模达到 112 亿美元，虽然相对 2018 年略有下滑，但整体仍维持在较高水平。出货面积来看，2019 年半导体硅片出货面积 11810 百万平方英寸，较 2018 年有所下滑，主要是由于存储器市场疲软和库存正常化所致。硅片价格呈现出一定的周期性。2011-2016 年受行业低迷影响，硅片价格一路下行。2016 年之后，全球半导体硅片销售单价从 0.67 美元/英寸上升至 0.95 美元/英寸。需求侧来看，随着终端应用如 5G、AI、新能源汽车的快速发展，对芯片的大量需求使晶圆厂更有动力去大规模扩建工厂和生产线，进而拉动对上游硅片尤其是大硅片的需求。供给端方面，新增产能尚需时间落地，所以中短期供需不平衡的局面仍将持续，硅片价格有望继续走高。国内硅片市场规模持续增长。受益于全球半导体行业转移，国内硅片市场规模持续增长，2018 年国内硅片市场规模超过 9 亿美元。十二英寸硅片为主流方向 目前，12 英寸硅片在下游产业中广泛应用，产品大多使用于制造消费电子芯片。其中，NAND（包括 3D NAND 和 2D NAND）占据最大的下游应用，占比达 33%。逻辑芯片和 DRAM 芯片分别占比 25%和 22%。CIS 等其他应用占据了剩余的 20%的市场份额。其中，受益于 5G 的持续发展，2020-2023 年，智能手机对十二英寸硅片的复合需求增速有望达到 7.8%。全球 DRAM 下游主要包括移动终端（40%）、服务器（22%）和个人电脑（19%）等业务。在5G换机潮以及数据处理等行业的快速发展下，全球DRAM需求有望持续快速增长。据 SUMCO，全球 DRAM 2019-2023 年需求复合增速有望达到 19.2%。目前全球 DRAM 主要供应厂商包括三星（45%），海力士（29%），美光（21%）等，全球主流 DRAM 工艺目前为 2znm、1xnm 和 1ynm，未来 1znm 和 1anm 有望逐步放量。全球 NAND 下游主要包括手机（48%）、SSD（43%）等业务。在 5G 换机潮、云数据处理以及移动电源等行业的快速发展下，全球 NAND 需求有望持续快速增长。据 SUMCO，全球 NAND 2019-2023 年需求复合增速有望达到 39.4%。目前全球 NAND 主要供应厂商包括三星（33%），铠侠（19%），西数（15%），美光（11%），海力士（11%）和因特尔（10%）等。目前，3D NAND 已经成为 NAND 主流工艺。2016 年至 2018 年，受益于手机、计算机、云计算服务器用 CPU、 GPU 出货量的增加，逻辑芯片市场规模从 914.98 亿美元上升至 1,093.03 亿美元，年均复合增长率9.30%。据 Gartner，2016 至 2022 年，全球芯片制造产能中，预计 20nm 及以下制程占比 12%，32/28nm 至 90nm 占比 41%，0.13μm 及以上的微米级制程占比 47%。目前，90nm及以下的制程主要使用 300mm 半导体硅片，90nm 以上的制程主要使用 200mm 或更小尺寸的硅片。12 寸硅片需求持续扩大。在下游云计算、区块链等新兴市场的带动下，12 寸硅片持续快速增长。2018 年出货面积占比达到 63%，硅片出货量达到 470 万片/月。据 SUMCO，未来 3-5 年全球 12 寸硅片仍然存在缺口。2018 年，全球 8 寸硅片出货面积占比达到 26%，硅片出货量达到 430 万片/月。在汽车电子等需求的拉动下，叠加 8 寸硅片基本无新增产能，8 寸硅片有望持续景气。全球寡头垄断，中国逐步发力全球硅片寡头垄断 全球硅片市场行业集中度高，前五大宝座近几年未易主。由于半导体硅片行业具有技术难度高、研发周期长、资金投入大、客户认证周期长等特点，全球半导体硅片行业进入壁垒较高，行业集中度高。2016-2019 近四年，全球硅片市占率前五的宝座由信越化学、SUMCO、Siltronic、环球晶圆、SK Siltron 牢牢把持，合计市场份额均在 90%左右。 2018 年五大巨头合计销售额 740.35 亿元，占全球半导体硅片行业销售额比重高达 93%，为近五年最高市占率。与国际主要半导体硅片供应商相比，中国大陆半导体硅片企业技术较为薄弱，市场份额较小。多数企业以生产 200mm 及以下抛光片、外延片为主。目前硅产业集团是中国大陆规模最大的半导体硅片企业之一，2018 年占全球半导体硅片市场份额的 2.18%。同时硅产业集团也是中国大陆率先实现 300mm 半导体硅片规模化销售的企业，并且在特殊硅基材料 SOI 硅片领域具有较强的竞争力。政策大力支持 行业的发展离不开政策的支持。中国政府高度重视半导体行业，制定了一系列政策推动中国大陆半导体行业的发展。 2014 年，国务院印发了《国家集成电路产业发展推进纲要》，纲要指出：集成电路产业是信息技术产业的核心，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。当前和今后一段时期是我国集成电路产业发展的重要战略机遇期和攻坚期。加快推进集成电路产业发展，对转变经济发展方式、保障国家安全、提升综合国力具有重大战略意义。到 2020 年，中国集成电路行业与国际先进水平的差距逐步缩小，全行业销售收入年均增速超过 20%。到 2030 年，产业链主要环节达到国际先进水平，实现跨越发展。国内大硅片蓄势待发我国大硅片发展起步晚，正积极追赶国际先进产品研发和大规模量产的步伐。目前国产 4-6 英寸的硅片基本可以满足国内需求，但是 8 英寸-12 英寸的大硅片国内自供率很低，目前仍面对被国外大公司垄断的局面，尤其是 12 英寸大硅片。2002 年，英特尔与 IBM 首先建成 12 英寸生产线。2005 年 12 英寸硅片的市场份额已占 20%，2008 年其占比上升至 30%，2018 年就已经达到 63%。国内首条 12 英寸半导体硅片生产线由杭州中芯晶圆于 2017 年 12 月建成。2018 年 11 月，上海新昇成为国内第一个实现 300mm硅片大规模量产的企业。目前已投产的 12 英寸晶圆产线已超 20 条，宣布在建的有 8 条，建成后产能将超 66 万片/月。在国产替代的大趋势之下，这对于国产 12 英寸硅片来说将是一个巨大的机遇。海外巨头各有所长信越化学：全球硅片龙头 信越化学是全球排名第一的半导体硅片制造商，是日本著名的化学品公司。信越化学设立于 1926 年，为东京证券交易所上市公司。主营业务包括 PVC（聚氯乙烯）、有机硅塑料、纤维素衍生物、半导体硅片、磷化镓、稀土磁体、光刻胶等产品的研发、生产、销售。信越化学采取多元化发展战略，在多个产品领域均全球领先。信越化学于2001 年开始大规模量产 300mm 半导体硅片，半导体硅片产品类型包括 300mm 半导体硅片在内的各尺寸硅片及 SOI 硅片。全球市占率第二，达到 29%2019 年4 月至 2020年3月，信越化学实现营业收入939.5亿元，同比下滑 3.17%；实现净利润 191.1 亿元，同比上升 1.59%。营收方面，PVC/氯碱、半导体硅片占比较高，分别占比 31%和 25%。营业利润方面，半导体硅片占比最高，达到 35%。胜高集团：专注半导体硅片龙头 胜高集团(SUMCO)是全球排名第二的半导体硅片制造商，专注于半导体硅片业务。1999 年 7 月，由住友金属工业株式会社，三菱材料公司和三菱材料硅公司共同投资成立了一家 300mm 硅晶圆开发制造公司 Silicon United Manufacturing Co.，Ltd.。2002年，硅联合制造有限公司从住友金属工业有限公司接管了硅业务，并与三菱材料硅有限公司合并，并更名为三菱住友硅有限公司。2005 年更名为胜高集团。2019 年，胜高集团实现营业收入 191.9 亿元，同比下滑 7.88%；实现净利润 21.2亿元，同比下滑 43.48%。公司主要产品包括高纯单晶硅锭、超纯抛光硅片，以及按照客户要求差异化加工的 AW 高温退火晶片、EW 外延片、JIW 结隔离硅片以及 SOI绝缘体上硅。公司可提供 100-300mm 半导体硅片。全球市占率第二，达到 23%。环球晶圆：并购助力公司快速发展环球晶圆是全球第三大半导体硅片制造商，主要经营地在中国台湾。环球晶圆专注于半导体硅片业务，主要产品有硅锭、50-300mm 硅片。环球晶圆自 2012 年至 2016年先后收购日本厂商 Covalent Material、丹麦厂商 Topsil、美国厂商 SEMI，助力公司快速发展。2019 年，公司实现营业收入 135.24 亿元，同比增加 13.24%，实现净利润 31.76 亿元，同比增加 15.24%。德国世创：欧洲硅片龙头 德国世创(Siltronic)是全球排名第四的半导体硅片制造商，主营经营地在德国。Siltronic 专注于半导体硅片业务，从 1953 年开始从事半导体硅片业务的研发工作，1998 年实现 300mm 半导体硅片的试生产，2004 年 300mm 半导体硅片生产线投产。主要产品包括 125-300mm 半导体硅片。2016 年至 2018 年，Siltronic 实现营业收入9.33亿欧元、11.77亿欧元、14.57亿欧元，2017年、2018年同比增长26.15%、23.79%。SK Siltron：韩国硅片龙头 SK Siltron 是全球第五大半导体硅片制造商，主要经营地在韩国。SK Siltron 设立于 1983 年，1996 年建成 200mm 半导体硅片生产线，2002 年建成 300mm 半导体硅片生产线。2016 年至 2018 年，SK Siltron 实现营业收入 8362.97 亿韩元、9330.71 亿韩元、13461.85 亿韩元，2017 年、2018 年同比增长 11.57%、44.27%。国产企业快速发展沪硅产业：国内十二寸大硅片龙头 沪硅产业主要从事半导体硅片的研发、生产和销售，是中国大陆规模最大的半导体硅片制造企业之一，是中国大陆率先实现 300mm 半导体硅片规模化销售的企业。公司目前已成为多家主流半导体企业的供应商，提供的产品类型涵盖 300mm 抛光片及外延片、200mm 及以下抛光片、外延片及 SOI 硅片。公司客户包括了台积电、中芯国际、华虹宏力、华力微电子、长江存储、武汉新芯、华润微等芯片制造企业，遍布北美、欧洲、中国、亚洲其他国家或地区。公司的技术水平和科技创新能力国内领先，公司及控股子公司拥有已获授权的专利 300 项，其中中国大陆 105 项，中国台湾地区及国外 195项；公司及控股子公司拥有已获授权的发明专利 273 项。公司先后收购并控股 Okmetic、上海新昇、新傲科技，参股 soitec，板块布局日趋完善。2019 年，公司 300mm 半导体硅片产能从 2018 年的 10 万片/月进一步提升至15 万片/月。本次 IPO 拟使用 17.5 亿元募集资金提升 300mm 半导体硅片生产技术节点并且新增 15 万片/月 300mm 半导体硅片产能。立昂微电：横跨半导体分立器件和半导体硅材料 立昂微电成立于 2002 年 3 月，专注于集成电路用半导体材料和半导体功率芯片设计、开发、制造和销售。立昂微电创办之初即引进美国安森美公司具有国际先进水平的全套肖特基芯片工艺技术、生产设备及质量管理体系，建立了 6 英寸半导体生产线，成为国内先进水平的功率器件生产线。2009 年开始，公司成为硅基太阳能专用肖特基芯片市场的全球主要供应商。2012 年收购日本三洋半导体和日本旭化成 MOSFET 功率器件生产线。2015 年 6 月 15 日，立昂成功全资收购国内半导体硅片制造巨头浙江金瑞泓科技股份公司，一举成为国内少见的具有硅单晶、硅研磨片、硅抛光片、硅外延片及芯片制造能力的完整产业平台，横跨半导体分立器件和半导体硅材料两大细分行业，是目前该两大细分行业规模较大的企业,也是国内颇具竞争力的半导体材料、功率半导体和集成电路制造的产业平台。公司拟 IPO 募集 17.12 亿元，用于建设 10 万片/月集成电路用 8 英寸硅片项目和 1万片/月 6 英寸第二代半导体射频集成电路芯片项目，助力公司长远发展。中环股份：从光伏进军半导体 中环股份成立于 1988 年，2007 年于深圳证券交易所上市。公司主要产品包括半导体材料、半导体器件、新能源材料、新材料的制造及销售；融资租赁业务；高效光伏电站项目开发及运营。产品的应用领域，包括集成电路、消费类电子、电网传输、风能发电、轨道交通、新能源汽车、航空、航天、光伏发电、工业控制等产业。公司现有半导体材料中，5-6 英寸硅片产销量快速提升，8 英寸硅片已实现量产。2020 年 2 月，中环股份公告《2019 年非公开发行 A 股股票预案（修订稿）》，拟使用募集资金建造月产 75 万片 8 英寸抛光片和月产 15 万片 12 英寸抛光片生产线。不仅能够为国内和国际的晶圆制造商提供优质且稳定的原材料， 而且能够填补目前大尺寸半导体硅片制造领域的产能缺口，赢得市场先机，从而进一步巩固和提升公司在行业中的核心竞争力和领先地位。有研半导体 有研半导体材料有限公司成立于 2001 年 6 月，系中央企业有研科技集团全资子公司。经过十余年发展，公司完成了从单一研究机构向产学研相结合的大型生产性实体的转变，成为中国半导体硅材料领域技术水平最高、生产规模最大和具有国际水平的半导体硅材料研究、开发、生产基地。公司硅片产品包括：集成电路用直径 5-12 英寸直拉硅抛光片，节能灯用直径 5-6 英寸直拉双磨片，直径 5-6 英寸区熔抛光片（ NTD/ 气相掺杂），直径 3-6 英寸区熔双磨片（ NTD/ 气相掺杂）。公司硅单晶产品包括：直径3-6 英寸区熔硅单晶棒，直径 200~450mm 大直径单晶硅棒，大直径单晶硅切片，环片。公司半导体材料生产基地项目总投资 80 亿，落地德州。其中一期 18 亿元，二期62 亿元。一期建设目标为新建 8 英寸硅片生产线，达到 15 万片/月 8 英寸硅片，二期建设目标为 30 万片/月 12 英寸硅片。超硅半导体 超硅半导体目前拥有上海超硅半导体有限公司和重庆超硅半导体有限公司。上海超硅半导体有限公司成立于 2008 年 7 月，于 2010 年 4 月开始运营，拥有土地约 50 亩，厂房约 30000 平方米。重庆超硅半导体有限公司于 2014 年 6 月在重庆两江新区注册成立，拥有 400 亩土地，其中一期建筑约 130000 平方米，设计产能为 50 万片/月。公司包括材料研究院、设备技术中心、硅片制造、蓝宝石制造、人工晶体生长等，具备抛光片、外延片产品生产技术。2016 年 5 月，公司第一根 IC 级 8 英寸单晶硅棒成功拉出，2016 年 9 月，公司第一根 IC 级 12 英寸单晶硅棒成功拉出，公司第一批 IC 级单晶硅顺利下线。……（报告观点属于原作者，仅供参考。报告来源：中泰证券）如需报告原文档请登录【未来智库】。

中商情报网讯：半导体硅片行业属于半导体行业的细分行业，为国家重点鼓励、扶持的战略性新兴行业。半导体硅片是指由硅单晶锭切割而成的薄片，又称硅晶圆（SiliconWafer）。通过在半导体硅片上进行加工制作，从而形成各种电路元件结构，可以使其成为有特定功能的集成电路或分立器件产品。一、半导体硅片分类及产业链位置作为生产制造各类半导体产品的载体，半导体硅片是半导体行业最核心的基础产品。总体而言，半导体硅片可以按照尺寸、工艺等方式进行划分。按照尺寸划分，一般可分为12英寸（300mm）、8英寸（200mm）、6英寸（150mm）、5英寸（125mm）、4英寸（100mm）等规格；按照工艺划分，一般可分为硅研磨片、硅抛光片、硅外延片等，其中以硅抛光片和硅外延片为主。半导体硅片行业处于产业链的上游，为半导体行业发展提供基础支撑。半导体硅片在半导体（硅基）产业链中的位置如下图所示（虚线方框部分）：图片来源：中商产业研究院整理二、行业相关政策近年来，国家各部门陆续出台了一系列政策法规，极大地促进和规范了半导体硅片行业的健康发展，具体情况如下：2014-2020年中国半导体硅片相关政策一览表图片来源：中商产业研究院三、中国半导体硅片市场现状自2014年以来，我国半导体硅片市场规模呈稳定上升趋势。根统计，2018年中国半导体硅片市场需求为172.1亿元，预计2019、2020年的市场需求将分别达到176.3亿元、201.8亿元，2014年至2019年的复合增长率为13.74%。数据来源：IC Mtia、中商产业研究院整理据统计，2018年我国半导体硅片年产能达到2,393百万平方英寸，其中12英寸硅片产能约201百万平方英寸，8英寸硅片产能约870百万平方英寸，6英寸硅片产能约886百万平方英寸，5英寸及以下硅片产能约436百万平方英寸。6英寸及以下尺寸硅片产能占总产能比重为55.24%，仍是目前国内市场的主要产品。未来随着我国半导体硅片制造企业研发及生产能力不断提升、国际化程度不断提高，预计我国8英寸及以上半导体硅片的产能将会有较大的提升。数据来源：IC Mtia、中商产业研究院整理四、市场竞争格局从我国市场来看，由于我国从20世纪90年代才逐步开始加大对半导体产业的投入力度，同国外发达国家相比整体起步较晚，长期以来，我国半导体硅片供应商主要生产6英寸及以下半导体硅片，以满足国内需求，市场格局较为稳定。而近年来，大尺寸半导体硅片国产化成为我国半导体领域的重要战略目标和努力方向，国内企业在8英寸半导体硅片生产方面与国际先进水平的差距已得到较大程度的缩小，但12英寸半导体硅片由于核心工艺技术难度更高，尚无法实现大规模量产。从产能方面来看，国内公司积极投资硅片研发和建设中，国产8英寸半导体硅片的量产在一定程度上缓解了我国对相关产品进口的依赖，弥补了国内技术上的空白，同时缩小了中国半导体硅片行业与世界先进水平之间的差距，在振兴民族半导体工业的发展目标上迈下重要一步。目前，虽然我国12英寸半导体硅片仅有个别企业初步实现量产，但整体来看，我国半导体硅片行业已取得了长足的发展。有研半导体、上海新昇等国内半导体硅片企业正在进行国产12英寸半导体硅片的产业化工作，有望在未来实现12英寸半导体硅片的大规模量产。目前国内从事硅材料业务的公司主要包括浙江金瑞泓、有研半导体、中环股份、南京国盛、上海新昇、上海新傲、昆山中辰等十余家。重点企业汇总一览图表来源：中商产业研究院综上，半导体硅片市场在全球范围内具有较高的垄断性，国内本土企业之间的市场竞争相对充分。未来在政策支持和国内部分企业的带动下，我国在半导体硅片、特别是大尺寸半导体硅片领域将不断缩小与国际领先水平之间的差距。五、市场供需情况分析半导体硅片行业市场供求状况及变动原因半导体硅片是重要的半导体基础材料，处于半导体产业链上游，其需求状况主要取决于产业链下游集成电路、分立器件等主要产品及其终端市场的拉动，供给主要受行业市场需求和技术水平的影响。（1）行业需求情况从需求来看，通信、计算机、汽车产业、消费电子、光伏产业、智能电网、医疗电子等终端应用领域的快速发展以及人工智能、物联网等新兴产业的崛起极大地促进了集成电路和分立器件产业的发展，进而带动对上游半导体硅片需求的快速提升。据中国半导体行业协会统计及预测，2018年中国半导体硅片市场需求为172.1亿元，预计2019、2020年将分别达到176.3亿元、201.8亿元。（2）行业供给情况从供给来看，我国6英寸及以下半导体硅片市场发展时间较长，技术较为成熟，因而近年来6英寸及以下半导体硅片的整体供给能力未出现明显变化，供给格局较为稳定。在8英寸半导体硅片方面，国内仅有少数厂商掌握8英寸半导体硅片量产技术，供给能力较为有限，国内供给难以满足自身需求，缺口部分从国外进口。在12英寸半导体硅片方面，国内企业尚未能实现量产，主要靠进口来满足国内需求。六、市场发展前景预测（1）国家产业政策的支持半导体硅片行业是我国重点鼓励、扶持发展的产业。作为我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领，《中国制造2025》明确指出，针对核心基础零部件（元器件）、先进基础工艺、关键基础材料和产业技术基础等工业基础能力薄弱现状，着力破解制约重点产业发展的瓶颈。到2020年，40%的核心基础零部件、关键基础材料实现自主保障，受制于人的局面逐步缓解，到2025年，70%的核心基础零部件、关键基础材料实现自主保障，80种标志性先进工艺得到推广应用，部分达到国际领先水平。而《工业“四基”发展目录（2016年版）》将8英寸、12英寸集成电路硅片列为新一代信息技术领域关键基础材料的首位。各监管部门通过制定产业政策和颁布法律法规，对半导体硅片行业发展给予了大力扶持，并成立了国家集成电路产业投资基金，积极推动大尺寸半导体硅片的国产化进程。（2）国际半导体产业转移的影响二十一世纪以来，国际半导体产业开始向亚洲发展中国家特别是中国大陆转移。根统计，2019年全球半导体市场规模为4,123.07亿美元，其中中国大陆半导体市场规模占比三成以上，是目前全球最大的集成电路和分立器件市场。伴随着下游市场的蓬勃发展，国际半导体产能也正加速向中国大陆转移，几乎所有国际大型半导体公司均在中国大陆进行布局，与此同时国际半导体专业人才也正在流向中国大陆。中国大陆已经成为半导体产业转移的需求中心和产能中心，国内半导体硅片生产企业面临广阔发展空间。（3）产品格局的转换伴随着硅片大尺寸化发展趋势，半导体硅片的产品格局正在发生变化。目前，国际市场上12英寸半导体硅片主要用于逻辑电路、存储器等半导体产品，而在模拟芯片、传感器及功率器件等领域，仍以8英寸半导体硅片为主，8英寸及以下的半导体硅片市场需求也十分旺盛。由于发达国家主要对12英寸半导体硅片进行投资，6至8英寸半导体硅片已不再新增产能，这为我国硅片生产企业占领8英寸及以下半导体硅片市场份额提供了机会。更多资料请参考中商产业研究院发布的《中国半导体硅片市场前景及投资机会研究报告》,同时中商产业研究院还提供产业大数据、产业规划策划、产业园策划规划、产业招商引资等解决方案。

如需报告请登录【未来智库】。硅片——半导体行业之基石硅片是半导体产业最重要的基础材料 硅片是由高纯结晶硅为材料制造的圆片，一般作为集成电路和半导体器件的载体。与其他材料相比，结晶硅的分子结构非常稳定，很少有自由电子产生，因此其导电性极低。硅基半导体材料产量大、易获取、应用广，其应用覆盖了 90%以上的半导体产品。硅是除了氧元素之外第二丰富的元素，以多样的形式大量存在于沙子、岩石、矿物中，相较于其他半导体材料更加易于获取。硅片主要用于半导体和光伏两大领域，半导体硅片更值得关注。二者差异主要体现在硅片类型、纯度、平整度、光滑度及洁净度等特性上。硅片在 IC 制造和太阳能电池领域均作为基底材料，为满足相应的电学特性，半导体级硅晶圆都是单晶硅，而太阳能电池用的硅晶圆则单晶硅与多晶硅皆有。半导体硅片纯度标准要求为99.999999999%以上（业内简称 11N），而光伏硅片纯度要求较低，约为 99.9999%左右。研磨、倒角、抛光、清洗等工艺都是制作硅片的必备流程，以保证半导体大硅片表面的平整度和光滑度被控制在 1nm 以内。由于半导体硅片制造较难、下游应用广泛、市场价值较高，因此也是硅片核心市场。半导体硅片制造需经过一系列物理和化学操作，高纯和高精度是关键。通常将 95-99%纯度的硅称为工业硅；纯度达 99.9999999%至 99.999999999%（9-11 个 9）的称为超纯多晶硅；在获得超纯多晶硅之后，掺入硼（P）、磷（B）等元素改变其导电能力，放入籽晶确定晶向，制成半导体领域常用的单晶硅，切片、研磨、蚀刻、抛光、外延（如有）、键合（如有）、清洗等步骤之后，即可制成半导体硅片。在获得单晶硅的过程中，熔体温度、提拉速度、籽晶/石英坩埚的旋转速度以及熔体中的硼（P）、磷（B）等杂质元素浓度都起到决定性的作用。最后，在半导体硅片上布设晶体管和多层互联线，从而制成具有特定功能的集成电路或半导体器件。大硅片制造难度随芯片制程提高而快速提升。硅片作为基础衬底，必须具备高纯净度、平整度、清洁度和低杂质污染度，才能完美保持芯片原本设计的功能。半导体芯片最新工艺节点已达 5nm，随着制程微缩，芯片制造对硅片缺陷密度与缺陷尺寸的容忍度不断降低，质量控制更严格。随尺寸增加，硅片质量控制和制造难度也倍数增加，难度主要体现在拉晶环节对速度和温度的精准把控，以及制造设备对晶圆工艺腔体均匀性的处理。硅片正朝大尺寸和先进工艺发展，并衍生出多品类的需求结构 硅片（或硅基半导体）是目前产量最大、应用最广的半导体材料，远高于其他元素半导体或化合物半导体。常见半导体材料包括硅（Si）、锗（Ge）等元素半导体及砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）等化合物半导体。相较于锗，硅的熔点为 1415℃，高于锗的熔点 937℃，较高的熔点使硅可以广泛用于高温加工工艺；硅的禁带宽度大于锗，更适合制作高压器件。相较于砷化镓，硅安全无毒、对环境无害，而砷元素为有毒物质；并且锗、砷化镓均没有天然氧化物，在晶圆制造时还需要在表面沉积多层绝缘体，这会导致下游晶圆制造生产步骤增加从而使生产成本提高。根据 SEMI 统计数据，全球 95%以上的半导体器件和 99%以上的集成电路采用硅作为衬底材料，而化合物半导体市场占比在 5%以内。由此可见，在半导体领域，硅片占据了半导体衬底的核心地位。单晶硅片与多晶硅片 硅片分为单晶硅和多晶硅，半导体行业使用单晶硅。根据晶胞排列是否有序，硅片可分为单晶硅和多晶硅。二者在力学、光学与电学等物理性质上存在着差异，单晶硅的电学性质通常优于多晶硅。通常由于单晶硅的硅片内部只由一个晶料粒构成，基本完整的结构使得其光电转换效率更高，在 18%~24%左右，而多晶硅片的光电转换效率在 15%~19%左右。由于多晶硅片制造工艺简单、价格低廉，更高的性价比使其在硅片市场中更受下游生产商青睐。同时，目前随着单晶硅片生产技术的进步以及规模化生产效应的影响，其成本实现了一定程度上的降低，市场价格的下调也开始使得单晶硅片市场份额不断增加。不同尺寸规格的硅片 可按照尺寸规格对硅片分类，硅片制造随着尺寸增大对设备和工艺的要求有所提高。以直径计算，半导体硅片的尺寸规格主要有 50mm（2 英寸）、75mm（3 英寸）、100mm（4 英寸）、150mm（6 英寸）、200mm（8英寸）与 300mm（12 英寸）。为了与摩尔定律同步，即集成电路上的晶体管数量每隔 18 个月提升一倍，相应集成电路性能增强一倍，成本下降一半，芯片制造厂商需要不断改良技术，提升单个硅片可生产的芯片数量、降低单个硅片的制造成本。而硅片尺寸越大，单个硅片上可制造的芯片数量就越多，单位芯片的成本随之降低。因此厂商们纷纷向大尺寸硅片发展。在摩尔定律的影响下，硅片正不断向着大尺寸方向发展。为提高生产效率并降低成本，向大尺寸演进是半导体硅片的发展方向。硅片尺寸变大，单位芯片的成本随之降低。硅片边缘处的一些区域通常无法被利用，造成浪费，这是因为需要在圆形硅片上制造矩形的芯片。而当硅片的尺寸变大，硅片边缘损失就会越小，芯片成本从而降低。300mm 硅片的可使用面积超过 200mm 硅片的两倍以上，可使用率（衡量单位晶圆可生产的芯片数量的指标）是 200mm 硅片的 2.5 倍左右。12 英寸硅片是目前业内主流，18 寸硅片尚未成熟。根据 SEMI 统计数据，2018 年全球 12 英寸硅片出货面积约占硅片总出货量的 63%，其次是 8 英寸，约占 26%。12 英寸硅片的下一站是 18 英寸（450mm）硅片，但由于 12 英寸硅片可满足当前生产需求，且 18 英寸硅片设备研发难度极大，面临资金和技术双重压力。据 SEMI估算，一个 18 英寸晶圆厂的耗资将高达 100 亿美元，远超出 12 英寸晶圆厂的投入成本，且其只能使芯片单位面积价格下降 8%，因此晶圆厂向 18 英寸转移的速度较缓，预计到 2020 年以后 18 英寸硅片才可能初步量产。工艺制程的不断精进也提升了对硅片的技术要求。硅片的工艺制程与尺寸并行发展，每一制程阶段与硅片尺寸相对应，制程的提升对硅片尺寸的增大提出了要求。随着半导体芯片量产制程达到 7nm 甚至更精细，18 英寸等更大尺寸的硅片有望在未来获得需求。具体来看两者的需求逻辑如下： 制程进步→晶体管缩小→晶体管密度成倍增加→性能提升。 晶圆尺寸增大→每片晶圆产出芯片数量更多→效率提升→成本降低。不同用途的硅片 根据用途分类，半导体硅片可分为抛光片、退火片、外延片、结隔离片和以 SOI 硅片为代表的高端硅片。其中，抛光片是用量最大的产品，其他的硅片产品都是在抛光片的基础上二次加工产生的。抛光片是最基础、应用范围最广的硅片。抛光片(PW-Polished Wafer)可直接用于制作半导体器件，广泛应用于存储芯片与功率器件等，也可作为外延片、SOI 硅片等其他类型硅片的衬底材料。随着集成电路特征线宽的不断缩小，光刻精度日益精细，硅片上极其微小的不平整都会造成集成电路图形的形变和错位，硅片制造技术面临越来越高的要求和挑战。硅片表面颗粒度和洁净度对半导体产品的良率也有直接影响。因此，抛光工艺对提高硅片表面的平整度和清洁度至关重要，主要原理为通过去除加工表面残留的损伤层，实现半导体硅片表面平坦化，减小粗糙度。退火片相较于抛光片而言，其表面的完整性更好，常用于 CMOS 元件制造以及 DRAM 制造。抛光片的缺点随着制程技术的不断发展和工艺线宽的不断缩小而逐渐暴露出来。在此背景下，退火片(AW-Annealed Wafer)应运而生。通过将抛光片置于充满氩气或氧气的高温环境中，按照一定的程序进行升温、降温过程，大幅减少抛光片表面的氧气含量，得到退火片。其目的是消除氧对于硅片电阻率的影响，提高芯片良率。因此相较于普通的抛光片，退火片表面拥有更好的晶体完整性，可满足更高的半导体蚀刻需求。退火片主要应用于一般 CMOS元件制造以及 DRAM 制造。外延片的表面比切割得来的抛光片更为平滑，常用于处理器芯片、图形处理器芯片等先进的逻辑制程 IC。随着应用场景不断增加，标准硅片已不能满足某些产品的要求，因此外延片(EW-Epitaxial Wafer)得以出现。外延是通过化学气相沉积的方式在抛光面上生长一层或多层，掺杂类型、电阻率、厚度和晶格结构都符合特定要求的新硅单晶层。外延可减少硅片中的单晶缺陷，具有更低的缺陷密度和氧含量，提高栅氧化层的完整性，改善沟道漏电，从而提升 IC 可靠性。外延片常在通用处理器芯片、图形处理器芯片等 CMOS 电路中使用。SOI 硅片又称绝缘体上硅，是常见先进硅材之一，主要受 5G 射频和物联网等下游应用驱动。SOI(Silicon-on-Insulator)硅片有独特的优势，可实现全介质隔离，减少硅片的寄生电容和漏电现象，消除闩锁效应。这主要通过顶层硅和衬底之间的氧化物绝缘埋层实现。SOI 硅片适用于耐高压、耐恶劣环境、低功耗、高集成IC。硅片制备：直拉法 vs 区熔法 硅片的制备包括一系列物理和化学工艺步骤。概括来说，硅片的制造步骤首先由普通硅砂拉制提炼，进而氯化并经蒸馏后制成电子级高纯度多晶硅，该步骤主流工艺为改良西门子法；再经一系列措施制成单晶硅棒，单晶硅棒经过切片、抛光之后，便得到单晶硅圆片，也即硅片。通常意义上的晶圆制造环节包括制成高纯硅后的“拉晶-切片-磨片-倒角-刻蚀-抛光-清洗-检测”等步骤，而不包含芯片设计、制造、封装和测试等下游环节。拉晶之后还需更多操作。拉晶结束后，单晶硅棒进行滚磨外径以达到较精确的尺寸，随后进行切片，获取一定厚度的薄晶圆片，并进行倒角以增加机械强度，减少颗粒沾污。接下来进行研磨和抛光，去除硅表面损伤层，使硅片达到微米级别的平整度并得到抛光片。抛光结束后，外延片则需要额外的外延环节，之后对抛光片和外延片进行清洗、检测、包装出货等。SOI 硅片则在抛光片的基础上进行 Smart-cut、BESOI 或 SIMOX 工艺。硅片制造产业链中配套材料和设备至关重要硅片上游材料：高纯多晶硅为主要原材料，主要被美德日企业垄断 半导体硅片上游原材料主要包括电子级多晶硅、封装材料、石英坩埚、研磨轮、衬底片等，其中电子级多晶硅（Semiconctor-Grade）为生产所需的主要原材料。电子级多晶硅与光伏级多晶硅相比，对产品纯度、杂质控制的要求更为苛刻。多晶硅纯度需达到99.999999999%（11N）以满足单晶硅纯度要求。虽然硅片厂商在单晶硅中添加并调整硼和磷的含量以使其具有携带电子的特性，但当硼或磷作为杂质存在于多晶硅中时，这一含量难以控制，因此需要极高的多晶硅纯度。制造电子级多晶硅的过程中氯硅烷的分离提纯工艺是关键步骤，而三氯氢硅除硼一直是国内电子级多晶硅材料领域的技术瓶颈。2017 年前高纯度硅料稀缺，并被外资厂商垄断，导致国产硅片成本居高不下。包括德国瓦克、韩国 OCI、美国 HSC、挪威 REC、日本德山、美国 SunEdison 等在内的全球几大厂商常年垄断这一技术。中短期内，国内半导体硅片仍将依赖海外多晶硅供应。参考目前的调查结果，我们认为短期内国产电子级多晶硅尚未具备大规模量产能力和技术水平，硅片供应目前仍需依靠几家海外多晶硅供应商。长期看，电子级多晶硅国产化势在必行。随着 2017 年以来黄河水电、鑫华半导体、新特能源、亚洲硅业、昆明冶研等国内厂商突破电子级高纯硅的量产制备技术，国产高纯硅正从依赖进口转向批量出口，国外大厂垄断的局面得到缓解。我们认为国产硅片正在电子级多晶硅环节降低对外依赖度，并有望在 2021 年后实现国产化。多晶硅价格持续下跌，多晶硅对硅片成本占比日益减小。另外我们注意到，近年来光伏级多晶硅价格持续下跌，但高纯度多晶硅仍面临供不应求局面，部分光伏多晶硅制造商向半导体用多晶硅转移产能以扭亏为盈。我们认为，国内厂商的迅速崛起将持续冲击国际高纯度多晶硅市场，原材料价格在硅片成本中的影响减弱。硅片制造设备：配套设备至关重要，是硅片制造商成功的重要资源 硅片生产与制造设备关联紧密，设备厂商深度参与硅片工艺细节的制定和完善。这意味着硅片产线建设较大程度受制于设备供给，新工艺的量产进度与之强相关；而旧工艺由于存在一定数量的二手设备和机器库存，硅片产线投入较为顺畅。以中环领先为例，设备厂商晶盛机电斥资 5 亿参股，并与中环股份签订合作协议，使新建产线仅用时一年半便实现投产。我们认为，只有通过与设备商保持密切合作，硅片制造商方能获得资金和时间上的优势，因此设备在产业链中的重要性日益显现，也成为硅片制造商成功的重要资源。大硅片制造设备长期被美德日韩等国厂商控制。其中日本企业尤为突出，在切、磨、抛设备及浆料、切削油等材料方面占据主导地位。以上海新阳为例，其 12 英寸大硅片生产线所用的拉晶炉主要采购自韩日德，切割、研磨、抛光设备主要采购自日本，部分非关键设备采购自韩国、台湾。相比之下，国产设备虽已覆盖各个环节，但长久以来质量和精度与进口设备差距较大。所幸部分厂商已突破关键设备研制，国产设备采用率明显提升。 晶盛机电是国内大硅片设备龙头。公司是目前国内硅片设备产品线覆盖最齐全的供应商，硅片设备产线覆盖率近 80%。公司和中环股份合作建立无锡大硅片项目，作为共同出资方，晶盛机电多项设备在中环的产线得到验证；公司与硅片制造商的技术合作发挥协同效应，是国产大硅片产业链中设备领域的关键角色。 南京晶能的 CZ 单晶炉可用于 8 英寸和 12 英寸硅片生产，技术节点在国内相当靠前，单晶炉已在国内大硅片产线上验证，实现部分国产替代。 北方华创具备单晶炉和热处理设备，是国内半导体前道设备和光伏设备龙头；目前直拉法单晶炉产品主要用于光伏领域，具备向半导体硅片延伸的技术基础和可能性。需求向好叠加产业东移，大硅片国产化加速取决于制程要求，8/12 英寸应用场景决定需求结构 硅片厂商作为最靠近上游的半导体原材料供应商，绝大多数情况下并不直接关联终端产品制造商。因此，芯片、分立器件、传感器等下游需求的变动对硅片环节的传导有一定延迟，但对硅片未来趋势有指导意义。此外，硅片厂商既有竞争也有合作，由于分工不同（如提供半成品或代工服务等）可能存在同业中上下游关系。芯片作为半导体领域最活跃且市场占比最大的应用，其发展方向往往决定硅片需求。芯片制程进步带来晶体管密度成倍增加进而提升性能，但同时良率也随之下降，阻碍先进制程量产。另一方面，光刻机等设备成本昂贵，短期内厂商难以降低芯片价格以获得商用价值。大尺寸硅片的出现是迎合先进制程良率低和成本高所做出的选择。大硅片应用于前道工艺可带来稳定的出货量和较低的单位成本，制程提升越高所要求晶圆尺寸越大。每一制程阶段与晶圆尺寸相对应，部分制程在相邻尺寸的晶圆上也有产出。目前 6 英寸硅片基本用于低端产品，8 英寸硅晶圆则主要应用于 90nm 以上的成熟制程，而 5nm 至 0.13μm 则采用 12 英寸晶圆，其中 28nm为分界区分了先进制程与成熟制程，主要原因是 28nm 以后引入 FinFET 等新设计、新工艺，晶圆制造难度大大提升。因此，下游芯片 28nm 制程可大致区分 8 英寸与 12 英寸的应用范围。随着量产制程达到 7nm 甚至更短距离，18 英寸等更大尺寸的硅片有望在未来获得主流需求。 12 英寸硅片为先进制程的主流方案。制程 20nm 以下的芯片性能强劲，主要用于移动设备、高性能计算等领域，包括智能手机主芯片、计算机 CPU、GPU、高性能 FPGA、ASIC 等。制程 14nm-32nm 的芯片则应用于 DRAM、NAND Flash 存储芯片、中低端处理器、影像处理器、数字电视机顶盒等产品。 45-90nm 中高端产品中，12 英寸也逐渐成为首选。制程 45-90nm 的芯片主要用于性能略低，而对成本和生产效率要求高的领域，例如手机基带、WiFi、GPS、蓝牙、NFC、ZigBee、NOR Flash、MCU 等。 目前来看，8 英寸较 12 英寸在中端产品上更具成本优势而被更多采用。制程 90nm 至 0.15μm 主要应用于 MCU、指纹识别芯片、影像传感器、电源管理芯片、液晶驱动 IC 等。 0.18μm-0.25μm 制程芯片需求量最大，应用场景丰富，8 英寸硅片广泛应用于中低端产品。制程0.18μm-0.25μm 主要有非易失性存储如银行卡、SIM 卡等，0.35μm 以上主要为 MOSFET、IGBT 等功率器件。下游半导体产品层次决定上游晶圆需求结构。全球集成电路产品销售额中，存储（Memory）芯片占比约27.8%，逻辑（Logic）芯片占比 33%，微处理器芯片（Micro）和模拟电路（Analog）分别占 21.9%和 17.3%。存储芯片主要包括 NAND（约 32%）和 DRAM（约 54%），平均售价远低于逻辑芯片，贡献最多晶圆需求，包括 NAND、DRAM 在内用于存储市场的 12 英寸晶圆需求约占总需求 35%，8 英寸晶圆需求则约占总需求 27%。用于逻辑芯片的 12 英寸晶圆需求约占 17%，中低端应用的逻辑芯片用 8 英寸次之。除集成电路外，分立元件（Discrete）和传感器（Sensor）也提供少量需求。从近年来的增量来看，高端设备采用的逻辑芯片、DRAM 和NAND 等存储芯片提供 12 英寸的主流需求，通讯（移动终端、基础设施）、物联网(IoT)、汽车电子等领域采用的逻辑芯片提供 8 英寸的主流需求。全球半导体蓬勃发展，中国晶圆代工持续扩张，本土硅片需求迎来爆发 2019 年半导体市场略有下滑，2020 年有望恢复增长。根据 WSTS 的分类标准，半导体芯片主要可分为集成电路、分立器件、传感器与光电子器件四种类别。其中，集成电路包括存储器、模拟芯片、逻辑芯片与微处理器。2019 年，全球半导体销售额 4089.88 亿美元，其中，集成电路、光电子器件、分立器件和传感器销售额分别为 3303.5 亿美元、410.56 亿美元、239.6 亿美元和 136.23 亿美元。需求侧来看，目前手机、计算机等仍是半导体行业最大的应用市场。2018 年全球手机和基站、计算机用芯片销售分别为 487 亿美元、280 亿美元，在半导体市场的占比分别为 36%、21%。200mm 及以下的抛光片与 SOI硅片的需求主要由汽车电子市场规模的不断扩张而拉动。与此同时，工业电子需求同样拉动着对特定芯片及其上游原材料的需求。根据 Gartner 的数据，工业电子 2017-2022 年期间五年复合增长率约达 12%，智能制造转型是工业电子需求增长的主要动力。上述提及的汽车电子和工业电子作为增速最快的半导体应用领域，将成为未来行业增长的主要下游驱动力。下游市场需求驱动，全球硅片市场增速稳定。分析过往的市场情况，我们可以发现半导体行业是典型的周期性行业，与宏观经济密切相关。在 2017 年之前，全球半导体硅片行业经历了经济危机期间的低迷，智能手机放量带来的反弹，以及全球经济缓慢复苏期间的低速发展。2017 年以来，受益于汽车电子、物联网等下游应用高速发展带来的半导体需求，硅片市场增长提速，于 2018 年突破百亿美元大关。从 2019 年开始，中美贸易摩擦给全球硅片市场带来波动，但目前已有所回暖，我们预期硅片国产替代将加速。全球半导体硅片最主流规格为 8/12 英寸，8 英寸市占率稳定，12 英寸占比持续上升。从 2011 年开始，8英寸硅片市占率稳定在 25-27%之间。2016-2017 年间，全球 12 英寸硅片出货面积同比增长 14.68%，主要原因是汽车电子、智能手机用指纹芯片、液晶显示器需求快速增长。2018 年，8 英寸硅片在已有基础上继续增长，出货面积同比增长 6.25%，主要因为汽车电子、工业电子、物联网、功率器件、传感器等下游应用需求高速增长。12 英寸半导体硅片需求增加，出货面积不断上升。2008 年，12 英寸硅片出货量首次超过 8 英寸硅片；2009年，12 英寸硅片出货面积超过其他尺寸半导体硅片出货面积之和。2000 年至 2018 年，由于移动通信、计算机等终端市场持续快速发展，12 英寸硅片出货面积从 0.94 亿平方英寸扩大至 80.05 亿平方英寸，市场份额从 1.69%大幅提升至 2018 年的 63.83%，成为半导体硅片市场最主流的产品。2016 至 2018 年，由于人工智能、区块链、云计算等新兴终端市场的蓬勃发展，12 英寸半导体硅片出货面积年均复合增长率达到了 8.36%。2019 年全球晶圆代工市场略有下滑，中国成晶圆代工唯一增长地区，产业转移趋势明显。根据 IC Insights统计，受益于中国近年来 IC 设计公司的数量增长和规模扩张，中国晶圆代工企业业务规模有所扩大。2019 年，受半导体下游需求端景气度影响，全球晶圆代工市场略有下滑，而中国大陆晶圆代工市场规模为 113.57 亿美元，同比增长 6%，为全球所有地区中晶圆代工市场规模增速唯一为正的地区；美洲地区为 308.13 亿美元，同比下降 2%；欧洲地区为 35.95 亿美元，同比下降 11%；日本为 29.87 亿美元，同比下降 13%。全球晶圆产能向中国大陆转移趋势明显，这势必将带动中国市场对上游半导体材料，尤其是大尺寸硅片的需求。中国芯片制造产能增长迅速，拉动本土半导体硅片需求。近年来，芯片制造产业东迁，大陆芯片制造产能在全球范围为最高，这也带动着中国对于半导体硅片的需求持续增长。SEMI 数据显示，2017-2020 年，全球 8英寸芯片制造产能从 1985 万片/月增长至 2407 万片/月，年均复合增长率 6.64%；中国芯片制造产能从 276 万片/月增长至 460 万片/月，年均复合增长率 18.50%。在中国大陆，主要的芯片制造厂商如中芯国际、华力微电子、长江存储、华虹宏力等持续扩产，虽然目前 12 英寸芯片制造产能较 8 英寸较低，但预计 2020 年 12 英寸产能将超过 8 英寸产能。供需与库存共同影响，大硅片进入涨价周期扩产节奏无关短期供求关系，设备紧俏影响产能爬坡 在市场动态平衡中，下游需求和工艺成熟度并非影响供给的唯一逻辑，配套设备、投资回报率和确定性的长期订单通常决定厂商的扩产节奏。新建大尺寸晶圆产线通常需要 18~24 月才可完工达产，客户的晶圆库存水平也会影响实际需求量，投产大尺寸晶圆厂意味着中短期内较大的成本投入和经营风险。因此，我们认为，配套设备、投资回报率和确定性的长期订单才是决定厂商扩产节奏的核心因素。晶圆设备厂倾向投入利润更高、技术更先进的大尺寸晶圆设备，这与晶圆制造商的投产逻辑并非完全一致。根据 SEMI 统计，2020 年全球 8 英寸晶圆厂预计有 189 个，而 2007 年为 199 家，国际大厂正逐步将重点转移到12 英寸上，然而 8 英寸晶圆面临短缺，12 英寸供过于求的局面或将延续至 2021 年。我们观察到厂商扩产 8 英寸晶圆的意愿随着 2018 年后 MEMS、功率器件需求的持续火热而回升，且 8 英寸设备成本较低，技术成熟，但设备不足提升了扩产难度。大陆硅片厂扩产大多以 12 英寸为主，较少参与不具备优势的 8 英寸产线。长期合同提供安全边际，高库存水平推迟反弹周期 LTA 有助于对冲供需波动风险。在价格和毛利率下降趋势中，仍有部分厂商不进行价格调整，并逆势进行产线扩张。我们认为，各家晶圆厂商与顾客签订的长期合同（LTA，Long Term Agreement）不同程度地影响其对未来投资回报的预期，厂商与客户缔结的 LTA 的比例越高，业务越具有稳定性。近年来各家晶圆厂都与其客户缔结了 LTA，虽然合同内容有若干偏差，但还是以固定供货数量、供货价格为客户提供晶圆。信越化学在 2019 年订单中，有 95%来自 LTA。日本 SUMCO 的子公司台湾环球晶圆主要与客户缔结即期合同（Spot Contract），LTA 占集团公司整体的 80%以上，比例不及信越化学，但据预测以大客户为中心的需求还会稳定增长。这两家企业均决定不对价格进行调整，未来甚至有调升定价可能。另一方面，德国 Siltronic 等一部分厂商的 LTA 比例约在 50%以下，即期价格（Spot Price）下跌有可能导致业绩下滑。2018年 10 月-12 月是各家晶圆厂商的业绩的顶峰时期，随后逐渐下跌，2019 年前三季度呈现疲软的趋势，对业绩的影响以 LTA 所占比的不同而不同。LTA 比例较低的厂商不得不根据即期价格调整定价，竞争中处于被动地位。另外，下游需求情况改善不会立即反应到上游硅片厂商的业绩提升，晶圆出货量回升周期滞后 1~2 个季度。晶圆代工客户均储存一定数量的硅片以满足持续生产，减少晶圆供给波动。硅片库存高企通常伴随着需求萎缩、生产放缓及下游的观望态度。库存出货比是判断市场走势的重要指标，健康库存下硅片价格才能摆脱疲弱区间。大硅片供不应求，正进入新一轮涨价周期 8/12 英寸硅片需求激增，工艺制程持续提升，硅片价格水涨船高。2016-2019 年，半导体硅片单价从 0.67美元/英寸上升至 0.94 美元/英寸，年均复合增长 11.95%。5G 等技术革新方兴未艾，大硅片价格可长期维持高位。此外，先进制程不断发展，硅片价格越来越高。例如，12 寸 7nm 硅片价格是 90nm 的 4.5 倍。目前，中国新建晶圆厂以 12 寸为主，同时中芯国际、华虹等正将制程从 28nm 转移到 16/14nm 制程，提升了整体硅片价格。海外龙头垄断市场，大硅片国产化势在必行 大硅片行业集中度高，被国际厂商垄断。全球硅片市场被世界前五大厂商所垄断，其中 2019 年全球大硅片市场日本信越化学市场份额 29%、日本 SUMCO 集团市场份额 23%、中国台湾环球晶圆市场份额 16%、德国世创 Siltronic AG 市场份额 12%、韩国 SK Siltron 市场份额 12%，前五大厂商总体市场占有率高达 92%。其中，仅前两家日本企业所占全球份额就超过了 50%。中国大陆方面，沪硅产业和中环股份为国内硅片制造龙头，随着近年来技术验证的逐渐突破以及国内硅片市场需求的逐步扩大，二者市场占比已超过 3%，未来发展空间广阔。硅片行业壁垒较高，客户验证至关重要。由于硅片处于整个半导体产业的最上游，也是唯一贯穿半导体产业链每一道制程的关键材料，因此硅片质量会直接影响芯片的质量与良率，进而制约整个电子行业的发展。为了保证芯片质量，一般硅片厂商都需接受下游芯片制造商严格的质量认证，一旦经过了认证，则会形成长期的稳定合作关系。而硅片厂商往往需要长时间的技术与经验积累才能有效提升产品品质，满足客户需求，获得客户认可。因此对于同行业竞争者而言，即便技术达标，下游客户的认证依旧是新兴硅片厂商所面临的隐性壁垒。国内大硅片进口依赖严重，国产替代为当务之急。目前我国大陆企业在 4~6 英寸规格的硅片（含抛光片、外延片等）产量基本可以满足国内晶圆厂的 4~6 英寸晶圆需求。但是在 8 英寸与 12 英寸的大尺寸硅片方面我国的自供率仍然较低，特别是 12 英寸大硅片，几乎全部依赖于进口。未来随着硅片供需缺口进一步扩大，为保证我国半导体芯片制造的基础原材料自主可控，国内有充足的市场需求去倒逼大硅片国产化进程加速。半导体硅片国际玩家梳理（详见报告原文）半导体硅片本土企业分析（详见报告原文）投资建议（详见报告原文）从需求端来看，8 英寸和 12 英寸晶圆需求目前占据硅片 90%以上市场份额，12 英寸硅片主要用于生产高端设备采用的逻辑芯片、DRAM 和 NAND 等存储芯片，8 英寸硅片主要应用于通讯（移动终端、基础设施）、物联网(IoT)、汽车电子等领域。2016 至 2018 年，由于人工智能、区块链、云计算等新兴终端市场的蓬勃发展，12 英寸硅片需求持续增加，出货面积不断上升。在晶圆代工市场，2019 年全球晶圆代工市场略有下滑，中国成晶圆代工唯一增长地区，随着中国半导体行业发展持续向好，必将带动中国市场对上游半导体材料，尤其是应用于高端设备领域的 12 英寸硅片的需求。从供给端来看，全球硅片市场被信越化学、SUMCO 集团、环球晶圆、世创 Siltronic AG、SK Siltron 五大厂商所垄断，2019 年总体市场占有率高达 92%。本土厂商目前与海外厂商在工艺技术方面有一定的差距，总体市场占有率不足 5%。国内大硅片进口依赖严重，目前我国大陆企业在 4~6 英寸规格的硅片（含抛光片、外延片等）产量基本可以满足国内晶圆厂的 4~6 英寸晶圆需求。但是在 8 英寸与 12 英寸的大尺寸硅片方面我国的自供率仍然较低，特别是 12 英寸大硅片，几乎全部依赖于进口。当今国内半导体行业景气度持续上升，国内硅片供不应求，需求缺口持续扩大，硅片进口替代在当下贸易争端加剧的国际环境下对中国大陆半导体行业有重大战略意义。随着政策助力和国家二期大基金的支持，硅片国产替代趋势明显，本土硅片厂商有望持续受益。我们认为国产硅片制造厂商的技术水平同海外硅片龙头仍有一定差距，且短期内难以撼动传统贸易关系中硅片龙头企业与台积电、三星、美光等大客户的长期合约及同盟关系。但国产厂商中也出现一批实力较为突出的企业有望借助大尺寸硅片产能扩张及国家政策支持而突破目前市场格局。……（报告观点属于原作者，仅供参考。报告来源：中信建投）如需报告原文档请登录【未来智库】。

如需报告请登录【未来智库】。（报告原文94页，近5万字，无法全文展示，以下内容为精简内容。）报告综述：1. 半导体晶圆制造产能向中国转移，国内半导体制造材料迎来发展机遇半导体制造材料包含硅片、光刻胶、光掩膜、溅射靶材、CMP 抛光材料、湿化学品、电子特气、石英材料等。近年来，半导体晶圆制造产能持续向中国 转移，国内各地加码晶圆产能规划，我们判断国内半导体制造材料行业已经 进入快速上行趋势，主要逻辑有三:1、下游市场不断增长，IC Insight 预测 2018-2022 市场年均复合增速高达 14%;2、本土企业技术突破加速，个别细 分领域产品性能达国际先进水平，国产化率不断提高;3、政策端持续大力支 持半导体相关材料领域发展，包括大基金、02 专项在资金和技术上的支持。2. 硅片:材料市场占比最高，大硅片发展空间大硅片在半导体制造材料细分子行业中市场占比最高，2018 年全球硅片市场规 模达 121.2 亿美元。半导体制造所用硅片以 8 英寸和 12 英寸为主。目前 12 英寸硅片国产化率仅约 13%，随国内总需求提升及硅片国产化率提高，12 英 寸硅片行业将实现快速增长;8 英寸硅片下游终端对应的汽车电子及工业应 用半导体领域目前快速发展，将推动 8 英寸硅片需求进一步上行。3. 光掩膜及光刻胶:光刻技术关键材料，国产替代待进一步突破光掩膜及光刻胶(i 型、g 型、KrF 型和 ArF 型光刻胶)是光刻环节中的关键 材料，2018 年对应全球市场分别为 17.3、40.4 亿美元。二者市场主要为日本 及欧美企业垄断，国产化率水平低。以光刻胶行业为例，对应主流制程的 KrF 型光刻胶国产化率仅 5%，ArF 型光刻胶基本依赖进口。行业内已有多家公司 开展相关研发和产业化项目，预计两种材料将在未来加快国产替代进程。4. 溅射靶材:发展较快，国内产品达领先制程要求，国产化率高于 30%溅射靶材如铜靶、钽靶、铝靶等主要应用于半导体制造过程中的金属溅射环 节，2018 年全球市场为 8 亿美元。经我们测算，半导体溅射靶材国产化率高 于 30%，目前国内企业产品性能已满足国际领先半导体制程要求，未来可实 现大批量供货。受益于晶圆厂产能提升，国产替代进程推进，预计行业将持 续发展。5. 电子特气、CMP 抛光材料、湿化学品:20%左右国产化率，国产替代将持 续推进电子特气(如高纯度 SiH4、PH3、AsH3、N2O、NH3、SF6、NF3、CF4、BCl3、 BF3、HCl、Cl2 等)、CMP 抛光材料(CMP 抛光液及抛光垫)、湿化学品(超净 高纯试剂和功能性材料等)三个细分子行业 2018 年全球市场分别为 42.7、 21.7、16.1 亿美元。除 CMP 抛光垫国产化率水平仍较低，其余几种材料均已 实现一定程度的国产替代，电子特气、CMP 抛光液、湿化学品国产化率分别 约为 25%、20%、20%，部分产品可达国际领先制程水平对应技术要求。在下 游市场不断扩大，技术壁垒实现突破，国产化率取得进展的背景下，我们预 计电子特气、CMP 抛光材料、湿化学品的国产替代将持续推进，实现行业快 速发展。6. 石英材料:贯穿半导体制造全程，下游半导体、光通讯、光伏产业发展将 推动行业快速上行石英材料(石英钟罩、石英管、光掩模基板、石英环、石英清洗箱、石英花 篮、石英舟等)是半导体制造的重要材料，其应用贯穿晶圆制造全程。半导 体用石英材料目前国产化率低，市场几乎为国外公司垄断。受益于下游半导 体产能转移、5G 光纤需求增长、光伏产业持续发展，石英材料行业有望加速 进口替代，进入快速上行趋势。1. 半导体制造材料市场大幅增长， 行业迎来国产替代上行机遇1.1. 半导体制造材料：半导体产业发展基石半导体制造材料是半导体制造过程中所需的材料，包含硅片、光刻胶、光掩膜、溅射靶材、CMP 材料、电子特气、湿化学品、石英等细分子领域。半导体加工分为芯片设计、芯片制造和封装测试三个环节，半导体芯片制造过程中，所有工艺均在硅片衬底上进行，具体工艺包括前期硅片准备、薄膜氧化/沉积、化学机械研磨、光刻、刻蚀或离子注入、去光刻胶 等步骤，以上步骤组成一个循环。一般半导体制造需要经过十几至几十次循环才可全部加工完毕，进入下一轮的封装测试环节。半导体制造流程及对应材料应用如图 1 所示。1.2. 2016 年来全球半导体市场持续增长，半导体材料市场快速发展自 2016 年新一轮半导体周期以来，主要受通信和数据处理市场驱动，全球半导体市场持续增长。2018 年全球半导体市场达 4664 亿美元，同比增速达 13 %。根据德勤咨询和普华永道分析，2019 年，由于通信和数据处理应用市场增长乏力，全球半导体市场增速放缓。但预计 2020 年-2022 年受汽车和工业半导体应用市场增长拉动，全球半导体市场将会进入新的一轮上行周期。如图所示，根据普华永道咨询数据，2019 至2022 年，通信和数据处理依然占据半导体下游应用市场中主要地位，预计至 2022 年，二者市场共计将达 3650 亿美元，占下游全部市场的 63.5 。增速方面，2018-2022 年间以汽车和工业应用半导体市场增幅最快，CAGR 分别为 12.14 和 10.67 ，同时二者的市场放量绝对数值也为所有细分应用中最高，预计 2018-2022 年汽车和工业应用半导体市场将分别放量 250 亿和 270 亿美元.……根据 SEMI 统计，2018 年全球半导体材料市场为 322.3 亿美元，其中硅片、光掩膜、光刻胶和光刻胶辅助材料、湿化学品、电子特气、溅射靶材、CMP 抛光材料市场分别为 121.2、40.4、39.6、16.1、42.7、8、21.7 亿美元，其中以硅片市场最大，市场占比最高。1.3.受益于半导体产业链转移、终端半导体市场增长，中国半导体制造材料行业快速发展从供需结构来看来看，半导体制造材料的需求市场与硅晶圆产量直接相关，硅晶圆产量又 是晶圆厂产能与产能利用率二者的乘积。因此在晶圆厂产能利用率高位较稳定运行的情况下，预计半导体硅晶圆产能快速增长，将推动半导体制造材料需求市场上行。我们认为半导体制造材料市场增速与国内晶圆厂产能增速相近。此外，随半导体制程提高，光掩膜和CMP 材料等部分材料在制造过程中的需求用量也将进一步上升，因此预计光掩膜和 CMP 材料等下游市场需求增速在晶圆厂产能增速的基础上，可能还有进一步提高。总体而言，受益于半导体制造产业链向中国转移，及 5G、汽车电子、工业应用等半导体终端市场上行，我们预计国内半导体制造材料市场将以较高速度增长，迎来快速发展机遇。1.4. 中国半导体制造材料行业处于起步阶段，国产替代空间大，国家政策支持将推动产业发展目前，全球半导体制造材料基本为美日公司垄断。如全球硅片市场中，日本信越化学、日 本 SUMCO、德国 Siltronic、中国台湾环球晶圆、韩国 SK Siltron 市场份额分别为 27.58 、24.33 、14.22 、16.28 、10.16 ，共占据超过 90%市场份额；光刻胶市场则主要由日本合成橡胶、东京应化、美国陶氏、住友化学、富士胶片垄断；CMP 材料主要由美国陶氏、卡伯特微电子、日本 Fujimi 垄断等。在美日公司占据优势的情况下，我国半导体制造材料市场国产化率目前处于较低水平。目前 12 英寸硅片国产化率仅约 10 ，深紫外型光刻胶基本依靠进口；溅射靶材国产化率处于30-40%之间；抛光材料中，抛光液国产化率约 20%，抛光垫目前仅有一家公司可生产，基本依靠进口；电子特气国产化率约 25%；湿化学品国产化率约 25 。目前半导体材料国产率均较低，未来国内公司突破技术壁垒，实现对应产品量产后，国内半导体制造材料产品有望替代进口产品，实现行业的快速发展。国内半导体制造材料除用量方面国产化率较低外，技术水平与半导体最先进制程对应要求也存在一定差距。半导体制程为晶体管中两个栅极之间的距离。一般而言，随制程降低， 晶体管体积缩小，相同芯片面积内的晶体管数量增多，芯片处理速度增高，半导体器件的性能提高。目前世界上最先进晶圆制程水平可达 7nm。国内最先进制程为 28nm，根据目前研发进度，我们预计 14nm 芯片可在 2020-2021 实现批量供应。目前国内光刻胶、光掩膜、CMP 抛光液最高分别达 100nm、30nm、28nm 制程对应性能要求，溅射靶材、部分电子特气和湿化学品品种可达 28nm 以下制程对应性能要求。半导体制程的提高也提高了制造工艺对半导体制造材料要求。随着半导体制程的提高，光刻胶由 i/g 型光刻胶过渡至 KrF 型光刻胶再过渡至 ArF 型光刻胶；光掩膜的控制图形线宽增加，图案处理技术更加复杂；电子特气对纯度和杂质含量的要求益发苛刻；溅射靶材由铝、钛靶材过渡至铜、钽靶材再过渡至最新的钴靶材；CMP 材料对金属抛光材料的需求不断上升，其中对铜、钨抛光材料的需求不断增高；湿化学品对纯度的要求越来越高。从技术水平上看，除硅片和溅射靶材目前国内公司可生产对应最新制程的产品外，其他几种制造材料，我国或无法生产、或仅有少数品种可达到最新制程对应技术水平。其中光掩膜、电子特气、CMP 材料和湿化学品，目前国内产品可达到主流制程对应技术水平。而光刻胶领域，目前主流制程对应技术水平的产品国内依然处于主要依靠进口的阶段。具体情况如表所示。在国产化率和国内产品技术水平均有成长空间的情况下，国家为扶持集成电路相关产业链， 也出台了一系列政策，先后颁布了《鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策》《中国 集成电路产业发展推进纲要》《关于进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展企业所得税 政策的通知》等政策。《国家集成电路产业发展推进纲要》中，明确提出要突出芯片设计- 芯片制造-封装测试-装备与材料全产业链布局。……综合来看，目前国内半导体制造材料行业国产化率较低，行业总体处于起步阶段。在半导体制造材料下游市场高速发展，行业国产替代空间巨大，国家政策不断加码支持的推动下， 未来中国半导体制造材料即将迎来新一轮的发展机遇，开启快速上行周期。下文我们将分别对硅片、光刻胶、光掩膜、溅射靶材、CMP 材料、电子特气、湿化学品和石英材料几个细分子领域进行逐一分析。2. 硅片：12 英寸硅片国产发展空间大，8 英寸硅片将受益于终端市场需求上行2.1. 大硅片：半导体制造基础材料，以 8 英寸、12 英寸硅片为主流半导体硅片均为单晶硅，硅片纯度要求高，为 99.9999999 （9N）以上；半导体硅片表面的平整度、光滑度以及洁净度要求高，需要经过后续的研磨倒角、抛光、清洗等环节。半导体硅片的高规格要求使得其制造工艺复杂，四大核心步骤包括多晶硅提纯与多晶硅料的铸锭、单晶硅生长以及硅片切割成型。作为晶圆制造的原材料，硅片质量直接决定了晶圆制造环节的稳定性。目前制备单晶硅片的方法主要为查克洛斯基法（Czochralski method，CZ 法），且只有该方法能够做出直径大于 8 寸的晶圆，该方法成本较低，因为它能够使用晶体碎片和多晶硅， 并且能够将掺杂化物通过与硅一起熔化及凝固而生长除高掺杂的单晶硅。CZ 法包括装料、融料，晶籽与熔硅的熔接、引细颈、放肩、等径生长、收尾、切片、平坦化与腐蚀等步骤。当单晶棒锯切完成后，利用机械方式将晶圆边缘磨光，并将切片过程中造成的锋利边缘磨圆，圆的边缘可以避免晶圆制造过程中的机械处理时形成缺口或碎裂。接着晶圆使用传统的研磨料进行粗磨抛光，除去大部分由晶圆切片造成的表面损伤，并同时形成平坦的表面以满足光科技术的需要。然后用湿法刻蚀除去锯切过程、边缘磨圆和研磨中造成的损伤。硅片产品按照加工工序可分为抛光片、退火片、外延片、节隔离片和绝缘体上硅片五大类产品。按尺寸大小分类，目前主流硅片可分为 6 英寸、8 英寸、12 英寸硅片。8 英寸硅片主要应用于汽车电子、工业电子、移动通信、物联网；12 英寸硅片主要应用于智能手机、计算机、云计算、人工智能、固态存储硬盘等。随时间推移，硅片尺寸持续增高的逻辑在于，芯片设计绝大部分是矩形的，而用于加工的 晶圆都是圆形的，所以在边角上光刻的电路后期会被切掉废弃。硅片越大，容纳的芯片越 多，废弃切除的比例也就越少，因此可以提高硅片利用率并降低成本。根据 Chen-Fu Chien 等人发表在《Computers & Instrial Engineering》上的论文，以 OWE 指数比较不同晶圆尺寸的利用效率，硅片尺寸越大，利用效率提升越明显。此外，为了提高生产效率降低成 本，大尺寸硅片越来越多被使用，尺寸增大后，在单片硅片上制造的芯片数目会越多，由于每次光刻的成本较为固定，单个芯片的制造成本可因此得以下降。2.2. 2016 年来受益于半导体产业增长，全球硅片出货量和价格持续上行； 受益于晶圆产能转移，中国硅片市场增幅高于全球受益于半导体行业及晶圆产能增长，2016 年来，全球硅片出货量和价格持续上行。2016-2108 年，全球半导体硅片销售金额从 72.09 亿美元增长至 113.81 亿美元，CAGR为 25.65 ；半导体硅片出货面积从 10738 百万平方英寸增长至 12732 百万平方英寸， CAGR 为8.89 ；半导体硅片销售单价从 0.67 美元/平方英寸上升至 0.89 美元/平方英寸， CAGR 为 15.39 。新一轮半导体周期以来，半导体硅片出货量、价格和市场持续上行。根据 IC Insight 对于未来中国大陆晶圆厂产能发展的预测，2022 年中国大陆晶圆厂产能将达 410 万片/月，占全球产能 17.15 。2018-2022 年中国硅晶圆产能的年均复合增长率达14%。预计随晶圆厂产能持续向中国转移，中国硅片市场还将进一步高速增长。2.3. 国内在建晶圆厂中以 12 英寸晶圆产能占比更大，预计将拉升 12 英寸硅片需求；汽车电子和工业应用半导体终端需求提升将刺激 8 英寸硅片市场发展从目前主流的 8 英寸硅片和 12 英寸硅片两个品类来看，2016-2018 年二者出货量均实现了快速增长。2016-2018 年，受益于汽车电子、智能手机用指纹芯片、液晶显示器市场需求快速增长，8 英寸硅片出货面积从 2690 百万平方英寸上升至 3278 百万平方英寸， CAGR 为 10.39 ；2016-2018 年，受益于人工智能、区块链、云计算等市场发展， 12 英寸硅片出货面积从 6817 百万平方英寸上升至 8005 百万平方英寸，CAGR 为 8.36 。……在下游市场增速相对值和增长放量绝对值都较高的情况下，8 英寸晶圆厂产能增速较低， 我们预计将会带来对应晶圆供需的结构性不平衡，导致 8 英寸硅晶圆价格上行。晶圆价格上行可增厚对应晶圆厂利润，从而提升最上游 8 英寸硅片议价能力，利好该细分子行业发展。我们预计终端需求上升将首先利好中游的 8 英寸晶圆厂，导致对应晶圆厂产能利用率提升，并推动 8 英寸硅晶圆价格上涨，增厚晶圆厂利润。而后预计该利好因素（采购量提升，议价能力增强）可进一步向上游传导至 8 英寸硅片厂商，拉升最上游硅片市场需求。但考虑到 2022 年左右后我国 8 英寸硅片将存在供过于求的可能，预计该领域市场上行将存在一定限度。2.4. 预计国内硅片供需将在 2022 年左右基本实现平衡，国家政策推动硅片产业发展截止目前，全球半导体硅片行业主要为美日公司所垄断。2018 年全球半导体硅片（包括抛光片、外延片、SOI 硅片）行业销售额合计 121.2 亿美元。其中，行业前五名企业的市场份额分别为：日本信越化学市场份额 27.58 ，日本 SUMCO 市场份额 24.33 ，德国Siltronic 市场份额 14.22 ，中国台湾环球晶圆市场份额为 16.28 ，韩国 SK Siltron 市场份额占比为 10.16 。根据华夏幸福产业研究院数据，目前我国 8 英寸和 12 英寸硅片总产能仅为 116 万片/月， 较需求端存在很大缺口。截止目前，国产 8 英寸硅片可基本满足国内需求，12 英寸硅片国产化率约为 13 ，尚存在巨大的进口替代空间。现阶段来看，国内硅片在建或规划产能较高。目前国内用于新建硅片厂商的投资金额超过1500 亿元，硅产业、超硅半导体、有研半导体、金瑞泓、中环半导体、中芯晶圆、宁夏银和等公司均开始兴建或计划建设硅片加工厂。根据华夏幸福研究院统计结果，假若目前新建或规划硅片产能完全投产，预计 8 英寸硅片产量可达 406 万片/月，12 英寸硅片产量可达 665 万片/月。硅片领域，我们认为未来国内 12 英寸硅片将主要受益于对应硅晶圆产能的上升，而 8 英寸硅片将主要受益于最终端的汽车电子和工业半导体需求上行。目前国内 12 英寸硅片存在较大供需缺口，硅晶圆产能提升将有效拉动对应硅片需求；而国内供需基本平衡的 8 英寸硅片，其对应终端半导体市场的增长将利好最上游的硅片销量和价格。从规划产能上，若目前规划的硅片产能和硅晶圆产能在未来均完全投产，则硅片产能将超过需求。如表 6 所示，由于硅片生产线和硅晶圆生产线的制造周期均约为 2 年，我们推测若二者投产和放量速率相等，则未来国内硅片和硅晶圆产能缺口将不断缩小，并约在 2022年左右达到供需平衡结构。为推动硅片这一占半导体制造材料份额最高的子行业尽快实现国产化，我国政府也出台了一系列相关政策，支持硅片行业发展。2012 年工信部发布的《电子信息制造业“十二五”发展规划》提出需要发展“半导体材料行业重点发展硅材料（硅单晶、抛光片、外延片、绝缘硅、锗硅）及化合物半导体材料”；2016 年发布的《高新技术企业认定管理办法》提出“国家重点支持的高新技术领域：半导体新材料制备与应用技术中，大尺寸硅单晶生长、晶片抛光片、SOI 片及 SiGe/Si 外延片制备加工技术；大型 MOCVD 关键配套材料、硅衬底外延和 OLED 照明新材料制备技术；大尺寸砷化镓衬底、抛光及外延片、GaAs/Si 材料制备技术等”；2017 年发布的《“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划》 提出“面向 45-28-14 纳米集成电路工艺，重点研发 300 毫米硅片、深紫外光刻胶、抛光材料、超高纯电子气体、溅射靶材等关键材料产品，通过大生产线应用考核认证并实现规模化销售”等。在硅片领域，目前国内公司如上海硅产业、中环股份等已经可以实现 12 英寸硅片的量产， 技术达到全球先进水平。硅产业和中环股份硅片种类布局均较为完整，且公司计划及在建硅片产能体量均较大。在国家政策的支持刺激下，预计我国半导体硅片产业的国产化进程将在近几年快速推进，行业迎来高速发展。2.5. 建议关注公司：上海硅产业、中环股份（略）……3.光刻胶：国内产品崭露头角，国产替代任重道远3.1. 光刻胶：光刻技术核心，半导体制造关键材料光刻胶又名“光致抗蚀剂”，是一种在紫外光等光照或辐射下，溶解度会发生变化的薄膜材料。光刻胶是集成电路制造的关键基础材料之一，是光刻技术中涉及到最关键的功能性化学材料，广泛用于印刷电路和集成电路的制造以及半导体分立器件的微细加工等过程。在光刻图案化工艺中，首先将光刻胶旋涂在硅片上形成一层薄膜。接着，在复杂的曝光装置中，光线通过一个具有特定图案的掩模投射到光刻胶上。曝光区域的光刻胶发生化学变化，在随后的化学显影过程中被去除。最后，掩模的图案就被转移到了光刻胶膜上。在随后的蚀刻或离子注入工艺中，此光刻胶的图案可被转移到下层的薄膜上。这种薄膜图案化的过程经过多次迭代，联同其他多个物理过程，便产生集成电路。其具体流程如图所示。3.2. 光刻胶下游应用较广泛，以半导体光刻胶性能要求和技术水平最高市场上，光刻胶产品依据不同标准，可以进行分类。依照化学反应和显影原理分类，光刻胶可以分为正性光刻胶和负性光刻胶。使用正性光刻胶工艺，形成的图形与掩膜版相同； 使用负性光刻胶工艺，形成的图形与掩膜版相反。按照感光树脂的化学结构分类，光刻胶可以分为光聚合型光刻胶、光分解型光刻胶和光交联型光刻胶。光聚合型光刻胶采用烯类单体，在光作用下生成自由基，进一步引发单体聚合，最后生成聚合物，具有形成正像的特点；光分解型光刻胶采用含有叠氮醌类化合物的材料，其经光照后,发生光分解反应，可以制成正性胶；光交联型光刻胶采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料，在光的作用下，形成一种不溶性的网状结构，而起到抗蚀作用，可以制成负性光刻胶。按照曝光波长分类，光刻胶可分为紫外光刻胶（300~450nm）、深紫外光刻胶（160~280nm）、极紫外光刻胶（EUV，13.5nm）、电子束光刻胶、离子束光刻胶、X 射线光刻胶等。不同曝光波长的光刻胶，其适用的光刻极限分辨率不同，通常来说，在使用工艺方法一致的情况下，波长越小，加工分辨率越佳。按下游应用分类，光刻胶可分为 PCB（印刷电路板）用光刻胶、面板光刻胶、半导体用光刻胶。PCB 光刻胶技术壁垒相对其他两类较低，而半导体光刻胶代表着光刻胶技术最先进的水平。PCB 光刻胶主要分为干膜光刻胶、湿膜光刻胶（又称为抗蚀刻/线路油墨）、光成像阻焊油墨等。PCB 光刻胶技术壁垒相对较低，主要是中低端产品。LCD 光刻胶包含彩色滤光片用彩色光刻胶及黑色光刻胶、LCD 触摸屏用光刻胶、TFT-LCD 正性光刻胶等产品。半导体光刻胶包括 g 线光刻胶、i 线光刻胶、KrF 光刻胶、ArF 光刻胶等。具体分类如表所示。在不同下游应用光刻胶中，以半导体光刻胶性能最强，技术壁垒最高。随着半导体制程不断提高，所需曝光所用光线波长不断缩短，对光刻胶的分辨率、敏感度、对比度等也提出 了更高的要求。半导体用光刻胶所包含的 i 线光刻胶、i 线光刻胶、KrF 光刻胶、ArF 光刻胶对应曝光波长分别为 436nm、365nm、248nm 和 193nm，随着曝光波长不断缩短，对应半导体制程也更加先进。尤其是后续采用的沉浸式曝光极大缩短了 ArF 型光刻胶对应制程，可低达 22nm。从表中可看到，随着时间推进，集成电路集成度增高，制程（技术水平）不断缩短，适用的光刻技术经历了 g 线光刻-i 线光刻-KrF 光刻-ArF 光刻-EUV 光刻的阶段，对应的光刻胶种类也相应发生了改变。分种类来看，g 线光刻胶对应曝光波长为436nm，光源为汞弧灯的g 线光源，一般对应0.5um以上的半导体制程和 6 寸硅晶圆，g 线光刻胶以正性胶为主，主要以重氮萘醌为感光化合物，以酚醛树脂为基本原料。i 线光刻胶对应曝光波长为 365nm，光源为汞弧灯的 i 线光源，一般对应 0.5-0.3um 的半导体制程和 6 寸及 8 寸硅晶圆，i 线光刻胶以正性胶为主，主要以重氮萘醌为感光化合物，以酚醛树脂为基本原料。KrF 型光刻胶对应曝光波长为 248nm， 光源为 KrF 激光器，一般对应 0.25-0.13um 半导体制程和 8 寸硅晶圆，KrF 型光刻胶正性胶和负性胶均有，主要以聚对羟基苯乙烯及其衍生物、光致产酸剂为基本原料。ArF 型光刻胶对应曝光波长为 193nm，光源为 ArF 激光器，一般对应 22-180nm 半导体制程和 12 寸硅晶圆，ArF 型光刻胶为正性胶，主要以聚酯环族丙烯酸酯及其共聚物、光致产酸剂为基本原料。3.3 光刻胶全球市场：持续增长，基本为美日公司垄断由于半导体光刻胶主要应用于半导体制造，故半导体光刻胶市场与对应晶圆厂产能密切相关。根据 SEMI 公布数据，2018 年全球半导体光刻胶市场共 17.3 亿美元，同比增长 2.3%。自 2016 年来，全球光刻胶市场年均复合增长率为 9.23.3.4 光刻胶中国市场：随半导体产业链向国内转移，光刻胶需求将大幅增长， 目前国产化率低，未来有望进一步发展半导体光刻胶市场增长主要得益于下游晶圆厂产能增长，而半导体晶圆厂产能向中国转移将极大程度利好国内半导体光刻胶市场需求。根据 IC Insight 预测，至 2020 年中国硅晶圆产能将较 18 年增长 40%，将拉动半导体光刻胶市场需求大幅增长。根据前瞻研究院数据统计，2017、2018 年中国光刻胶行业市场规模增幅分别为 10.3 ，6.1%， 2016-2018 年市场增速 CAGR 达 8.2%。但目前中国本土光刻胶产品，主要还集中在低端 PCB 光刻胶， PCB 光刻胶市场份额高达 94.4%。排名第二的 LCD 光刻胶市场份额仅为 2.7%。半导体光刻胶市场份额仅为 1.6%。中国光刻胶产品依然以低端产品为主，半导体光刻胶国产化率水平极低。国内半导体光刻胶领域，国产化率方面，分产品来看，较低端的 i/g 型光刻胶国产化率很低，目前国内仅有晶瑞股份的苏州瑞红子公司和北京科华微电子公司可实现量产，其中晶瑞股份拥有 100 吨/年的 i 线光刻胶生产线，科华微电子拥有 500 吨/年的 i/g 线光刻胶生产线，此外，容大感光公司也可小批量（低于 100 吨/年）生产 i 线光刻胶。对于较高端的 KrF、ArF 型光刻胶，目前国内基本依靠进口。KrF 型光刻胶仅北京科华微电子拥有一条 10 吨/年生产线，产品现已通过中芯国际认证获得商业订单，但所占市场份额极低，晶瑞股份于 2018 年建成了一条（KrF）248nm 深紫外光刻胶中试示范线，尚未实现正式批量生产。ArF 型光刻胶目前南大光电在建一条 25 吨/年的生产线，科华微电子和上海新阳也在进行产品的研发和产业化项目。具体产品对应国内公司生产情况及国产化率如表所示。近年来，随国内集成电路产业持续发展，国家在集成电路的重要上游材料光刻胶领域也布局了一系列相关政策。预计随着下游晶圆厂产能转移推动市场增长，国内企业突破技术壁垒实现对应产品量产，以及国家政策倾斜扶植，我国光刻胶行业将迎来新一轮的增长机遇。3.5 建议关注公司：晶瑞股份、南大光电（略）……4.CMP 材料：随先进制程产能增长，需求持续增高4.1. 化学机械抛光简介化学机械抛光(chemical mechanicalpolishing, CMP)是集成电路（IC）制造过程中的关键技术，通过使用化学腐蚀及机械力对加工过程的单晶硅片和金属布线层进行平坦化。它不但 能够对硅片表面进行局部处理，同时也可以对整个硅片表面进行平坦化处理, 是目前唯一能兼顾表面的全局和局部平坦化的技术。CMP 材料主要包括抛光液、抛光垫、调节器、CMP 清洗以及其他等耗材，而抛光液和抛光垫又占 CMP 材料细分市场的 80%以上，是 CMP 工艺的核心材料。按抛光物质不同进行分类，化学机械抛光分为氧化硅抛光和金属抛光，氧化硅抛光主要被应用于平坦化金属层间淀积的层间介质。磨料中的水和氧化硅发生表面水合作用，从而使氧化硅的硬度、机械强度等有效降低，在机械力的作用下将氧化硅去除。金属抛光与氧化硅抛光机理有一定的区别，一般采用氧化的方法使金属氧化物在机械研磨中被去除。抛光液和抛光垫是化学机械抛光中的重要材料。抛光液是平坦化工艺中研磨材料和化学添加剂的混合物，研磨液材料主要是石英，二氧化铝和氧化铈，其中的化学添加剂要根据实际情况加以选择，这些化学添加剂和要被除去的材料进行反应，弱化其和硅分子联结，使得机械抛光更加容易。磨料方面，通常有氧化物磨料、金属钨磨料、金属铜磨料以及一些 特殊应用磨料。抛光垫通常使用聚亚胺脂材料制造，又称聚氨酯抛光垫、抛光阻尼布、氧化铈抛光垫，利用这种多孔性材料类似海绵的机械特性和多孔特性，可提高抛光的均匀性。抛光垫上有时开有可视窗，便于线上检测。抛光垫主要起贮存抛光液并把它运送到工件的整个加工区域、使抛光均匀、去除抛光过程产生的残留物、传递材料去除所需的机械能量及维持抛光过程所需的机械和化学环境等作用。4.2. CMP 材料下游市场：受益于晶圆产能增长和先进制程产能比例增加，CMP 材料市场需求快速增高自 2016 年来，全球半导体材料市场持续增长，2018 年全球抛光材料市场达到 21.7 亿美元，同比增长 17.3%。其中抛光液市场 12.7 亿美元，抛光垫市场 7.4 亿美元。以中国硅晶圆产能占世界产能比例测算，2018 年中国抛光材料市场为 2.7 亿美元，其中抛光液市场 1.58亿美元，抛光垫市场 0.925 亿美元。我们认为抛光材料市场增长的主要驱动因素有：1、下游晶圆厂产能提升；2、先进制程产能比例增高。下游产能提升方面，CMP 抛光材料需求也将提升。假设所有产能对应的抛光液需求相等且产品价格不变， 2020 年世界抛光材料需求将达到 24.71 亿美元，中国抛光材料需求将达到 3.9 亿美元。先进制程比例提高方面，随着硅晶圆制程工艺发展，所需抛光步骤数目增多，抛光材料的需求也会提升。比如随硅晶圆制程精度增加，所需 CMP 步骤大幅增高；存储芯片由 2D NAND 向 3D NAND 变革，所需 CMP 抛光步骤近乎翻倍。4.3. CMP 材料市场结构：抛光液以卡博特微电子为龙头，国内安集科技实现技术突破；抛光垫以美国陶氏为龙头，国内鼎龙股份实现技术突破目前全球抛光液及抛光垫市场依然主要为美日公司所垄断。抛光垫市场以美国陶氏一家独大，陶氏公司占据全球抛光垫市场 79%的市场份额，在细分集成电路芯片和蓝宝石两个高端领域更是占据 90%的市场份额。此外，3M、卡博特、日本东丽、中国台湾三方化学等可生产部分芯片用抛光垫。全球芯片抛光液生产企业主要被美国卡博特、美国陶氏杜邦、美国 Versum、日本 Fujimi、日本 Nitta Haas、 韩国 ACE 等所垄断，占据全球 90%以上的高端市场份额。抛光液中国市场方面，目前安集科技率先突破技术壁垒，实现抛光液国产化。2018 年安集科技在中国市场实现 22%市占率，全球约 2%的市占率。目前安集科技主流制程产品实现量产，抛光液产品已在 130-28nm 实现规模化销售。14nm 技术节点产品已进入客户认证阶段，10-7nm 产品正在研发中。抛光垫方面，目前国内仍然主要依靠进口，仅鼎龙股份一家能够小批量生产 CMP 抛光垫产品。为加速推动中国半导体抛光材料的国产化进程，近年来国家政策也在该领域持续加码。如2017 年 1 月国家发改委发布的《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》中包含“新一代信息技术产业——电子核心产业——集成电路——集成电路材料（抛光液、研磨液、封装材料等）”；2017 年 3 月科技部发布的《“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划》提出“面向 45-28-14 纳米集成电路工艺，重点研发 300 毫米硅片、深紫外光刻胶、抛光材料、超高纯电子气体、溅射靶材等光剑材料产品，通过大生产线应用考核认证并实现规模化销售”；2018 年 12 月工信部发布的《重点新材料首批次应用指导示范目录》中将“先进基础材料——先进化工材料——电子化工新材料——CMP 抛光材料”列入目录范围。此外，大基金也对抛光材料企业，如安集科技等公司进行了投资。在政策加码和国内企业攻克相应技术壁垒的背景下，我们预计 CMP 材料行业将会迎来较快的国产替代进程和高速发展。4.4. 建议关注公司：安集科技、鼎龙股份（略）……5.光掩膜：随半导体制程提高，掩膜市场迅速扩大，光掩膜加快国产替代步伐5.1. 光掩膜：光刻工艺模板，直接影响最终芯片品质光掩膜一般也称光罩、掩膜版，是微电子制造中光刻工艺所使用的图形母版，由不透明的遮光薄膜在透明基板上形成掩膜图形，并通过曝光将图形转印到产品基板上制造。光掩膜板的制造基于原始设计图形，加入光学临近效应补偿，通过计算机辅助系统处理， 使用激光或电子束曝光的手法将经过修正后的设计图形移植到透光性能良好的石英基板上，最后还要经过后续蚀刻和检验修补工艺。在光掩膜加工过程中，需要用到各类处理技术，如临近光学校正，光学数据准备等。临近光学校正，即 OPC，是 Optical Proximity Correction 的简称。如图所示，随着芯片加工尺寸越来越小，如果 Mask 直接采用芯片设计图上的方形边角图案，由于光衍射效应，在晶圆上最终将会变成圆角图案。OPC 通过改变光罩的图案形状补偿对衍射效应形成补偿，在晶圆上重现方角的原始设计图案。MDP（Mask Data Preparation），即光罩数据准备的步骤，是将设计图案转换成 Mask Writer可以读取的数据。OPC、MDP 等软件使用过程复杂，对 CPU 硬件算力要求很高，一般需要几十人的工程团队支持，软件在成百上千台服务器上运行，从开始准备到生成 Mask Writer 需要的数据，最快也需要几天时间。掩膜版质量的优劣直接影响光刻的质量。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。光刻过程中，通常通过一系列光学系统，将掩膜版上的图形按照 4：1 的比例投影在晶圆上的光刻胶涂层上。由于在制作过程中存在一定的设备或工艺局限，光掩膜上的图形并不可能与设计图象完全一致，即在后续的硅片制造过程中，掩膜板上的制造缺陷和误差也会伴随着光刻工艺被引入到芯片制造进程。故光掩膜板的品质将直接影响到芯片的良率和稳定性。光掩膜的下游应用主要为平板显示、半导体芯片、触控、电路板。行业的发展主要受下游平板显示行业、半导体芯片行业、触控行业和电路板行业的发展影响，与下游终端行业的主流消费电子（手机、平板、可穿戴设备）、笔记本电脑、车载电子、网络通信、家用电器、LED 照明、物联网、医疗电子等产品的发展趋势密切相关。5.2. 国内下游应用市场持续增长，光掩膜国产替代空间较大作为光掩膜的下游应用，近年来，国内面板、半导体和 PCB 电路板市场均持续增长，从而拉动了光掩膜市场需求不断上行。面板方面，根据 IHS 预测，2016 年-2025 年全球新型显示面板需求面积的复合年增长率（CAGR）预计将达 4%，到 2025 年将增长至 2.66 亿平方米。近年来我国集中建设高精度、高世代面板线为承接全球新型显示产能转移提供了良好条件，全球平板显示产业布局向中国转移的进程明显加快。IHS 预测中国大陆平板显示面板全球占比也将由 2018 年 39%增长到 2020 年 52%。PCB 电路板方面，根据 Prismark 预测，未来几年全球 PCB 行业产值将持续增长，到2022 年全球 PCB 行业产值将达到 688.10 亿美元。根据清溢光电招股说明书，至 2021 年亚洲将继续主导全球 PCB 市场的发展，而中国位居亚洲市场不可动摇的中心地位，预计中国大陆 PCB 行业将保持 3.7% 的复合增长率， 预计 2022 年中国地区行业总产值将达到 356.86 亿美元。半导体应用方面，2018 年全球半导体用光掩膜产值达 40.4 亿美元，同比增长 7.7%。受益于全球半导体晶圆制造产能向中国转移，中国半导体用光掩膜市场将以较高速度持续增长。此外，随着半导体先进制程产能占比不断提高，半导体制程工艺中使用双重曝光（指在光 刻胶覆盖的晶片上分别进行两次曝光。两次曝光在同样的光刻胶上进行，但使用不同的掩模版）次数不断上升，工艺所需光掩膜数量将大幅上升，从而推动光掩膜市场需求以更高速度增长.从生产量来看，因智研咨询最新数据仅统计到 2016 年，2011 年我国光掩膜版生产规模为0.87 万平方米，2016 年生产规模增长至 1.69 万平方米，复合增长率达到 14.2%。按光掩膜生产规模 14.2%的年均增速测算，2018 年光掩膜国内产量为 2.19 万平方米，即目前国内光掩膜国产化率仅约 20%，存在巨大的进口替代空间。从相关政策来看，国家也在持续加码相关政策支持产业发展，如 2014 年发改委、财政部、商务部发布的《鼓励进口技术和产品目录（2014 年版）》中，提出将“TFT-LCD、OLED 面板、配套材料制造技术和专用设备的设计制造技术，3D 显示、激光显示制造技术和专用设备的设计制造技术”和“65nm 及以下大规模数字集成电路设计、工艺制造技术，65nm 及以下模拟、数模集成电路设计、工艺制造技术，SoC 芯片和关键 IP 核、新型高密度集成电路封装与测试技术，上述技术产品专用设备的设计制造技术和专用材料的生产技术” 列入“鼓励引进的先进技术”；2016 年财政部、海关总署、国家税务总联合发布的《关于扶持新型显示器件产业发展有关进口税收政策的通知》提出“自 2016 年 1 月 1 日至2020 年 12 月 31 日，对符合国内产业自主化发展规划的彩色滤光膜、偏光片等属于新型显示器件产业上游的关键原材料、零部件的生产企业进口国内不能生产的自用生产性原材料、消耗品，免征进口关税”等。在下游市场不断扩张，国产替代化空间依然较高，以及相关政策支持加码的背景下，预计我国光掩膜行业加速国产替代，实现快速发展。5.3. 建议关注公司：清溢光电……6.溅射靶材：国产化水平较高，下游市场扩张将推动行业进一步发展6.1. 溅射靶材：PVD 工艺核心材料，主要用于半导体金属化靶材，特别是高纯度溅射靶材应用于电子元器件制造的物理气相沉积（ Physical Vapor Deposition，PVD）工艺，是制备晶圆、面板、太阳能电池等表面电子薄膜的关键材料。所谓溅射，是制备薄膜材料的主要技术，也是 PVD 的一种。它通过在 PVD 设备中用离子对目标物进行轰击，使得靶材中的金属原子以一定能量逸出，从而在晶圆表面沉积，溅镀形成金属薄膜，其中被轰击的固体是用溅射法沉积薄膜的原材料，称为溅射靶材。溅射靶材是半导体金属化的关键材料，就具体操作来看，首先需要利用高电压下的高速离子流，在高真空条件下产生 Ar 阳离子，来轰击不同种类的金属溅射靶材（阴极）的表面。当带能量的氩离子撞击靶材表面时，靶材的原与氩原子发生动量转移而物理性的从表面弹出，以金属蒸汽的形式引入真空反应室。最后金属蒸汽会到达晶圆表面并吸附在表面形成附着原子，靶材表面的原子将一层一层地沉积在半导体芯片的表面上，形成金属薄膜。当金属薄膜形成后，可再通过刻蚀或 CMP 工艺，将沉积在芯片表面的金属薄膜刻蚀成纳米级别的金属线。通过金属线将芯片内部数以亿计的微型晶体管相互连接起来，从而起到传递信号的作用。6.2 溅射靶材：细分品种多，半导体溅射靶材技术要求及纯度最高按照靶材应用领域的不同，以及对材料纯度、稳定性要求的不同，溅射靶材可分为半导体用溅射靶材、平板显示器用溅射靶材、太阳能电池用溅射靶材、磁记录介质用建设靶材等。其中半导体芯片溅射靶材主要使用超高纯度铝、钛、铜、钽等金属材料，用于制造集成电路。平面显示器用溅射靶材主要使用高纯度铝、铜、钼，掺锡氧化铟（ITO）等材料，用于高清晰电视、笔记本电脑显示器的制造。太阳能电池用溅射靶材主要使用高纯度铝、铜、 钼、铬和 ITO 等材料，用来制造薄膜太阳能电池。从性能要求上来看，在所有分类中，半导体用溅射靶材的技术要求和纯度最高，价格也最为昂贵。芯片制造对溅射靶材金属纯度的要求通常达到 99.9995 以上，而平板显示器、太阳能电池分别要求达到 99.999 、99.995 以上即可。除了纯度之外，芯片对溅射靶材内部微观结构等也设定了极其苛刻的标准，需要掌握生产过程中的关键技术，并经过长期实践才能制成符合工艺要求的产品。按照靶材金属材质的不同，溅射靶材可以分为铜靶、钛靶、铝靶、钽靶、钨钛合金靶、铝合金靶等。集成电路使用的溅射靶材主要包括铝靶、钛靶、铜靶、钽靶、钨钛靶等。平板显示镀膜用溅射靶材主要品种包括钼靶、铝靶、铝合金靶、铬靶、铜靶、铜合金靶、靶、钛靶、铌靶和氧化铟锡（ITO）靶材等。太阳能电池板中较为常用的溅射靶材包括铝靶、铜靶、钼靶、铬靶以及 ITO 靶、AZO 靶（Aluminum Zinc Oxide，氧化铝锌）等。集成电路领域，从不同材质溅射靶材的具体应用来看，铜靶和铝靶主要用于沉积导电层， 钽靶和钛靶主要用于沉积阻挡层，镍铂合金靶、钴靶、钨钛合金靶、钨靶主要用于沉积解除层。其中铜靶和钽靶通常配合起来使用。晶圆的制造技术目前正在朝着更小的制程方向发展，铜导线工艺的应用量在逐步增大，因此，铜和钽靶材的需求将有望持续增长。另外铝靶和钛靶通常配合起来使用。目前，由于在汽车电子芯片等领域需要 110nm 以上技术节点来保证其稳定性和抗干扰性的领域，故仍然需要大量使用铝、钛靶材。6.3 半导体制造用溅射靶材市场增长迅速，全球市场竞争激烈根据 SEMI 统计数据，2016-2018 年全球半导体芯片用溅射靶材产值从 6.7 亿美元增长至 8亿美元，CAGR 为 9.3%。由于半导体溅射靶材市场与晶圆产量存在直接关系，以中国大陆晶圆厂产能占世界比例为12.5 计算，2018 年中国半导体溅射靶材市场约 1 亿美元，随晶圆厂产能向中国转移，2019 年中国半导体溅射靶材市场将达到 1.11 亿美元，同比增长 28.59 。根据 SEMI 统计，半导体封测材料市场中，溅射靶材约占 2.7 ，2018 年中国半导体封测材料销售额为 197 亿美元，测算溅射靶材市场约 5.31 亿美元。从半导体溅射靶材市场来看，目前全球半导体溅射靶材市场主要为美日公司所垄断，竞争较为激烈。其中龙头公司包括日矿金属、东曹、霍尼韦尔等。6.4. 中国市场溅射靶材国产化率高于 30%，高准入壁垒巩固龙头优势不同于其他研究报告中选用 2015 年数据，认为国内靶材在国内市场占有率不足 20%，我们整理了半导体行业溅射靶材两大龙头企业有研新材和江丰电子的销售数据，对 2018 年国有企业半导体用溅射靶材市占率进行了测算，认为半导体靶材领域，截止 2018 年，国内企业已市占率已超过 30%。2018 年中国半导体溅射靶材市场分为晶圆制造和封测两个市场，合计 40 亿元，其中有研新材 2018 国内半导体溅射靶材收入为 9.83 亿元，江丰电子 2018 年国内半导体溅射靶材收入为 1.26 亿元，根据测算，中国半导体溅射靶材市场的国产化率超过 30%。此外，产品性能方面，江丰电子和有研新材的生产技术水平均较高，其部分靶材产品已经可以达到国际最先进制程的技术要求，已成功实现国产替代。半导体溅射靶材市场增长主要得益于下游晶圆厂产能增长。预计未来随半导体产业链继续向中国转移，将推动溅射靶材市场进一步增长。政策方面，近年来，随国内集成电路产业持续发展，国家在集成电路的重要材料溅射靶材领域也布局了相关政策进行扶持。2015 年 11 月财政部、发改委、工信部、海关总署、国家税务总局联合发布的《关于调整集成电路生产企业进口自用生产性原料、消耗品、免税商品清单的通知》规定：进口靶材的免税期到 2018 年年底结束。这意味着从 2019 年开始，日、美靶材需要缴纳 5-8%关税。该政策将极大利好国内的溅射靶材企业。国内市场竞争方面，溅射靶材的准入门槛较高。半导体芯片制造企业对靶材合格供应商的认证过程非常漫长和苛刻，一般至少需要 2-3 年以上（《半导体芯片行业用金属溅射靶材市场分析》张卫刚 2018）。其中，要进入日、韩等国家芯片制造企业的靶材供应商，则必须通过日、韩本国的中间商或者商社来间接供应；要进入英特尔的靶材供应商，则必须通过应用材料（AM）的推荐 ；要进入全世界最大的晶圆代工企业台积电的靶材供应商，则需要通过其最终客户（苹果和华为等）的认可。溅射靶材的行业准入门槛较高，将使目前行业的龙头公司具有一定程度的先发优势。综合来看，在下游市场持续增长，国有产品替代化率和产品水平均较高，政策向国内企业倾斜，国内市场竞争壁垒高的背景下，我们预计未来溅射靶材行业还将进一步发展，国内龙头公司，如江丰电子、有研新材将会从中获益。6.5. 建议关注公司：有研新材，江丰电子（略）……7. 电子特气：半导体制造基础材料，国产进程持续推进7.1. 电子特气：半导体制造基础材料，贯穿制造全程电子特气指半导体生产环节中，如延伸、离子注进、掺和、洗涤、遮掩膜形成过程中使用 到一些化学气体，即气体类别中的电子气体，比如高纯度的 SiH4、PH3、AsH3、B2H6、N2O、NH3、SF6、NF3、CF4、BCl3、BF3、HCl、Cl2 等。这些气体通过不同的制程使硅片具有半导体性能，也决定了集成电路的性能、集成度、成品率。半导体生产过程中，某一种特种气 体中某一个特定杂质超标，都将导致芯片质量产生严重缺陷，严重时会因不合格气体的扩散，导致整个生产线被污染，乃至全面瘫痪。因此，电子气体是制造过程基础关键材料， 是名副其实的电子工业“血液”。按照用途分类，电子特气可以分为硅片制造用，化学气相沉积用，光刻用，离子注入用， 刻蚀用和载气、保护气体用六种。其中化学气相沉积用又可以细分为膜形成和导体沉积两种。硅片制造主要使用高纯度的 SiH4,SiH2Cl2, SiHCl3, SiCl4,H2 等气体，化学气相沉积中还会使 用 SiH4,SiH2Cl2, N2O,O2,CO2,Si(OC2H5)4 (TEOS) 等 气 体 ， 刻 蚀 中 则 主 要 使 用CF4,CF4/O2,CBrF3,CClF3,C2ClF5,SF6,NF3 等气体。……7.2. 电子特气：国内市场增长迅速，部分公司实现国产替代全球集成电路用电子特气持续市场增长，目前全球电子特气行业主要为美日公司垄断。2018 年全球电子特气市场达到 42.7 亿美元，同比增长 10.3%。晶圆厂产能向国内的转移将进一步推动我国电子特气市场实现增长。据前瞻研究院统计，2015 年我国集成电路用电子特气市场规模已达到 32.8 亿元，同比增加近 20%左右，假设增速保持稳定，预计到 2020 年，国内集成电路用电子特气市场规模将达到 81 亿元。除半导体市场外，特种气体还可应用于显示面板、光伏能源、光纤光缆、新能源汽车、航 空航天、环保、医疗等产业。近年来随国内下游产业发展，特种气体作为不可或缺的关键 性材料，其市场规模保持持续高速发展。根据华特气体招股说明书，2010-2017 年中国特种气体市场平均增速达 15.48 ，2017 年中国的特种气体市场规模达到约 178 亿元，且预期此后 5 年仍将以平均超过 15%的年增长率高速增长，到 2022 年中国特种气体市场规模将达到 411 亿元。随下游产业持续发展，对特种气体的性能要求也不断提高。如集成电路领域晶圆尺寸从 6 寸、8 寸发展到 12 寸乃至 18 寸，制程技术从 28nm 到 14nm 再到 7nm；显示面板从LCD 向 OLED 乃至柔性面板发展；光伏能源从晶体硅电池片向薄膜电池片发展等。作为这些产业发展的关键性材料，特种气体的精细化程度不断增强，对特种气体生产企业在气体纯度、混配精度等方面的技术要求也将持续提高。目前我国电子特气公司产品较为单一且较为低端，在先进领域市占率不高，主要依然为美日公司占据，目前全球龙头主要为美国空气化工、美国普莱克斯、德国林德集团和法国液化空气等公司。而我国电子特气的产品性能和量产能力相对较低。据不完全统计，国内目前能提供的主要电子气体纯度如表所示。从技术层面看，国内有些企业已经具备了生产高纯电子气体的能力，国产替代取得了一定进展，但在集成电路等高端领域的国产化率依然较低。究其原因不难发现，特种气体生产是一个系统工程，涉及到气体的深度提纯技术、痕量杂质分析检测技术、气瓶的内表面处理技术、有毒尾气的解毒处理技术等。国内的企业尽管具备生产能力，但仍存在一些问题：（1） 国内电子气体的生产和供应商规模较小，不能为用户提供全方位的服务。和国际巨头相比，国内供应商总的来说体量较小，目前大多是通过低价竞争的方式来占领很少的市场份额。由于国内供应商竞争激烈，从而导致产品价格快速下滑，企业利润微薄，甚至亏损。（2） 国内电子气体的质量稳定性不够。电子气体，特别是高纯电子气体，是影响电子器件可靠性和成品率的重要因素。电子信息技术的飞速发展，对电子气体的质量稳定性要求越来越苛刻。如果一种电子气体产品在集成电路制造工艺中通过验证，那么该纯度和质量要求就被锁定。芯片制造商不希望看到产品的质量有任何变化，即使是纯度的进一步提高也可能发生意外情况。所以电子材料生产过程中的任何变化，包括更换原材料供应商、生产工艺的变动等，都必须及时通知芯片制造商，根据情况决定是否重新进行验证。而国内企业生产的电子气体发生过多次质量事故，影响了芯片制造商对国内电子气体的信任度。（3） 国内电子气体产品的包装、储运条件未能和现代电子工业的要求接轨。超高纯气体的生产和应用都要求使用高质量的气体包装储运容器、相应的气体输送管线、阀门和接口， 以避免二次污染的发生。而国内厂家为了节省成本、低价竞争，在包装、储运等方面降低要求，出现过种种问题。（4） 分析检验技术不够。国外已研发出系统的分析测试方法和现场分析仪器，对电子气体中危害较大的杂质组分、颗粒以及金属离子等推出了多种分析仪器。而我国在“产品是生产出来的，不是检测出来的”这一指导思想下，对电子气体生产应用领域分析检测技术的研究开发工作不够重视。为推动特种气体这一电子关键材料国产化，国家也发布了一系列支持政策。在下游市场高速扩张，国产替代空间大，国家政策进行支持，及国内部分企业已突破技术壁垒实现国产替代的背景下，我国特种气体行业有望在未来加快国产替代步伐，实现高速发展。7.3 建议关注公司：华特气体、雅克科技、南大光电（略）……8. 湿化学品： 细分种类众多，部分实现国产化，未来前景广阔8.1. 细分品类众多，贯穿半导体制造过程湿电子化学品从种类上分，可分为超净高纯试剂和功能性材料，其中功能性材料主要用于光刻、刻蚀等环节，通过组分配比使试剂具有特定功能，种类上主要分为缓冲刻蚀液、剥离液、刻蚀液、半导体用显影液、面板用显影液和极性溶液。超净高纯试剂是控制颗粒和杂质含量的电子工业用化学试剂，按照性质可分为① 酸类：氢氟酸、硝酸、盐酸、磷酸、硫酸、乙酸② 碱类：氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵等③ 有机溶剂类：醇类、酮类、脂类、烃类、卤代烃类④ 其它类：双氧水等。湿电子化学品主要应用于半导体、光伏太阳能电池、LED 和平板显示等领域。按照应用领域分类，湿电子化学品可以分为半导体用湿化学品、面板用湿化学品和光伏太阳能电池用湿化学品三种，而应用领域不同，对电子化学品的纯度要求也有所不同：① 半导体领域：纯度要求较高，基本集中在 SEMI G3、G4 水平，我国的研发水平与国际尚存在较大差距。其中分立器件对超净高纯试剂纯度的要求要低于集成电路，基本集中在SEMI G2 级水平，国内企业的生产技术能够满足大部分的生产需求。② 面板领域: 等级要求为 SEMI G2、G3 水平，国内企业的生产技术能够满足大部分的生产需求。③ 光伏太阳能电池领域：一般只需要 SEMI G1 级水平，是目前国产超净高纯试剂的主要市场。按下游行业的技术要求分，半导体领域对湿电子化学品的技术要求最高。整个晶圆制造过程中，要反复通过十几次清洗、光刻、蚀刻等工艺流程，每次都需要湿电子化学品进行相关处理。不同线宽的集成电路工艺中必须使用不同规格的超净高纯试剂进行蚀刻和清洗， 且超净高纯试剂的纯度和洁净度对集成电路的成品率、电性能及可靠性有着非常重要的影响.8.2. 湿化学品下游市场增长迅速，行业主要为美日公司垄断湿化学品下游应用市场可以分为半导体、面板和太阳能电池三大市场。总体来看，全球市场以及中国市场近年来都呈现持续增长的趋势。分市场看，随面板产业向国内转移、太阳能光伏电池装机量上升、半导体晶圆产能向中国大陆转移，我国湿化学品市场需求也呈上升趋势，且未来有望继续大幅增长。全球市场方面，据立木信息咨询发布的《中国湿电子化学品发展调研与投资战略报告（2019 版）》显示：2018 年，全球湿电子化学品整体市场规模约 52.65 亿美元。预计到 2020 年，全球湿电子化学品整体市场规模将达到 58.50 亿美元，在全世界三大领域应用量达到 388万吨，复合增长率约 12.42 。国内市场方面，我国湿电子化学品产量由 2012 年的 18.70 万吨增加至 2018 年的 49.50 万吨，年均复合增长率 17.61 。我国三大应用市场湿电子化学品需求量在未来几年将有大幅度的提升。根据前瞻研究院统计，2018 年，我国湿电子化学品市场规模约 79.62 亿元，需求量约 90.51 万吨。到 2020年，我国湿电子化学品市场规模有望超过 105.00 亿元，需求量将达到 147.04 万吨，复合增长率达到 27.46 。预计三大市场需求量都有望大幅增加，面板行业需求量约 69.10 万吨， 半导体领域需求量为 43.53 万吨，太阳能市场需求约 34.41 万吨.市场竞争格局上，目前国际上从事湿电子化学品的研究开发及大规模生产的企业主要有德国的巴斯夫公司、E.Merck，美国的亚什兰公司、霍尼韦尔公司，日本的关东化学公司、东 京应化工业、住友化学，我国台湾地区主要有台湾东应化股份有限公司、伊默克化学科技股份有限公司、台湾联仕电子化学材料股份有限公司、长新化学、台硝投资股份及理盛精密科技等，韩国主要有东友（DONGWOOFINECHEM）、东进（DONGJIN SEMICHEM）等公司。8.3 我国湿化学品国产化率约 20 ，进口替代空间较大目前国内湿化学品产品可满足太阳能光伏和面板产业的需求，但半导体领域国产化率仍然较低。国内 6 寸及 6 寸以下晶圆加工用的湿电子化学品，国产化率为 80%，而 12 英寸及12 英寸以上晶圆加工的市场，国产化率仅为 10%左右，整体半导体晶圆制作用湿电子化学品的国产化率在 20 左右。目前我国 1μm 工艺技术用的化学品已经实现规模化生产，并实现了国产化；0.35μm 技术用化学品也实现了规模生产；0.18μm 技术用化学品已经完成了研究工作。目前为止， 国内技术领先湿电子化学品企业的部分产品已经达到了国际 G5 标准，如晶瑞股份的双氧水等。但大部分湿电子化学品企业的产品还处于 G2-G3 标准阶段。据不完全统计，我国湿电子化学品生产研发单位及对应产品如表所示。其中半导体湿化学品的龙头公司主要有江阴润玛（生产半导体分离器件、大、中规模集成电路、硅材料制造中专用电子化学品），晶瑞股份（生产微电子业用超纯化学材料和其他精细化工产品），江化微（生产适用于半导体分立器件、中小规模集成电路、大规模集成电路以及 LCD、LED 等工艺制造过程中的专用微电子化学品——紫外负性光刻胶及其紫外正、负性光刻胶配套试剂、超净高纯试剂）等。在湿化学品领域，国家也出台了一系列相关政策。如 2016 年发布的《高新技术企业认定管理办法》中提出“集成电路和分立器件用化学品、印刷线路板生产和组装用化学品、显示器件用化学品被列为国家重点支持的高新技术领域的电子化学品。具体包括高分辨率光刻胶及配套化学品、印制电路板(PCB)加工用化学品、超净高纯试剂及特种（电子） 气体、先进的封装材料；彩色液晶显示器用化学品、研磨抛光用化学品等”，发布的《国家重点支持的高新技术领域》中“四、新材料技术/（五）、精细化学 品/1、电子化学品”将集成电路和分立器件用化学品；印刷线路板生产和组装用化学品；显示器件用化学品，包括高分辨率光刻胶及配套化学品；超净高纯试剂及特种（电子）气体；先进的封装材料；彩色液晶显示器用化学品等列为国家重点支持的高新技术领域”等。目前我国在湿化学品加工等先进技术领域与国外仍然存在较大差距，国产化率水平较低， 但随着国家政策的加码扶持，助力湿化学品国产化，我国湿化学品领域未来国产化进程有望不断加速，产业将会迎来上升周期。8.4. 建议关注公司：飞凯材料、晶瑞股份、上海新阳（略）……9. 石英：基础原料承载经济腾飞石英是无机非金属矿物，主要成分是二氧化硅，为透明或半透明的晶体，一般为无色或乳白色，质地坚硬，常含有少量杂质成分，如铝、钾、钠、锂等。石英砂作为重要的工业矿物原料，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及耐火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料、滤料等工业。石英砂根据其 SiO2 和 Fe2O3 含量的多少分为普通石英砂、精制石英砂、高纯石英砂和超纯石英砂。由于具有良好的透光性能、耐热性能、电学性能及化学稳定性，以高纯石英砂为原料的石英制品作为重要的基础材料被广泛运用于电光源、半导体、光伏、光通信、航天技术和军 事技术等行业。9.1. 半导体：全球产能转移9.1.1. 贯穿半导体制备全程石英在半导体制备过程中，几乎贯穿整个全程。具体来看，主要包括硅锭生产过程中单晶硅长晶容器-石英坩埚；氧化（扩散）过程中的石英钟罩、石英管；光刻过程中的光掩模基板、石英环；以及清洗过程中的石英清洗箱、石英花篮、石英舟等，几乎贯穿整个半导体制备全程。9.1.2. 几乎被国外垄断石英材料器件作为应用于半导体设备上的核心零部件耗材，其质量直接影响到工艺效果和设备安全，故在半导体石英产业链中，取得半导体设备厂商的官方认证是最为关键的一环。当前半导体扩散设备市场中，AMAT、东京电子和 ASML 等市场占有率为 65%，几乎被国外企业垄断。9.1.3. 半导体产能向中国大陆转移，进口替代有望加速根据 IC Insights 发布 2020-2024 年全球晶圆产能报告指出：2020 年开始硅晶圆厂呈现逐季复苏态势，2020 年全球有 10 座新的 12 英寸晶圆厂进入量产，晶圆产能新增 1790 万片（8 英寸当量）；2021 年新增产能将达到历史新高，达到 2080 万片（8 英寸当量），主要来自三星、SK 海力士、长江存储、武汉新芯、华虹宏力等。随着全球半导体产能加速向中国大陆转移，石英制品进口替代有望加速。9.2. 光通讯：5G 时代，进口替代加速9.2.1. 5G 将实现万物互联5G 网络主要有三大特点：极高的速率（eMBB）；极大的容量（MMTCL）；极低的延时（URLLC）。（1） 极高的速率（eMBB）-峰值速率 10Gbps。应用：高速上传下载；3D 视频，4K 甚至8K 视频流的实时播放；结合云技术，工作、生活和娱乐全都交给云；AR、VR 与游戏生活相结合；Media everywhere 改变媒体传播方式。（2） 极大的容量（MMTCL）。应用：物联网；智慧城市；智慧家居；智慧电网；智能放牧、种植；物流时事追踪。（3） 极低的延时（URLLC）。应用：远程医疗手术；远程驾驶；车联网自动驾驶；工业控制。相对于 4G，5G 在流量密度、连接数密度、时延、速率等方方面面对网络进行了大幅提升。9.2.2. 保守估计 5G 基站光纤需求为 4G 的 4 倍以上现有的移动网络工作在相对较低的频段，中低频段具有传播性能优越、运营成本低（基站少）的特点。但中低频段的连续资源已极度匮乏，从全球频谱划分情况来看，优质的中低 频段都已被 2G、3G、4G 划分完毕。5G 只能从未被大规模应用的中高频段中获取频谱资源。相对而言，中高频段其传播性能较差，因此需要更多的基站提升覆盖密度。因此 5G 通过对基站需求倍增直接拉动对光纤的需求。在《通过 5G 之路》中，机构预测 5G 基站光纤需求将达到 4G 的 16 倍。在假设预测中，4G 基站间距为 2km，5G 基站间距为 0.5km，我们保守估计假设基站间距为 1km，则在覆盖范围不变的前提下 5G 基站光纤需求为 4G 的 4 倍。而 5G 网络需要更大的覆盖面积，需要小微基站进行补盲和室内覆盖，这更加刺激了对基站的需求，因此保守估计 5G 基站光纤需求为 4G 的 4 倍以上。9.2.3. 到 2021 年全球光纤需求有望达 10 亿芯公里概括来说，网络应用的发展和网络基础设施是螺旋促进的关系，符合安迪比尔定律：光纤网络性能达到一定水平新型应用就会出现，快速消耗新增的带宽资源，进而促进光纤网络继续升级扩容。从中国互联网应用和网络基础设施的发展规律看，互联网萌芽后邮箱、新闻、QQ 等早期应用诞生；光纤到户建设启动后，优酷土豆等流媒体服务落地；3G 时代到来后，移动互联网应用蓬勃发展。运营商在政策推动下大力开展 FTTH 建设，推动中国互联网应用蓬勃发展，在高速增长的带宽压力下，运营商将有持续增长的光纤光缆需求。参照之前 4G 投资进度，预计 5G 将在 2018 年底完成标准制定，2019 年颁发牌照，2020 年实现规模商用。2014-2016 年为全球&中国 4G 投入期，期间光纤累计需求为 11 亿芯公里，假设 5G 期间对光纤的需求是 4G 的 4 倍，预计 5G 期间对光纤的需求为 44 亿芯公里。我们以 4 年投入期估算，国外 5 年投入期（国外存在铜缆替换问题）估算，到 2021 年 5G开始规模商用时，年需光纤 10 亿芯公里。而 2017-2019 年期间，主要为 4G 到 5G 的过渡期，参考前次过渡期光纤增速存在下滑风险，国内受中移动集采、农村宽带以及广电获牌的影响，我们认为中国增速并不会下滑仍会保持 20%左右高速增长。首先，2015 年中移动获得固网牌照后，开始大规模投资宽带，16 年底用户数已经超越联通，未来目标超越电信，并明确表示“尽快建立宽带网络优势，增强网络承载能力”。其次，政府 2017 年工作报告要求完成 3 万个行政村通光纤，力争到 2020 年完成约 5 万个为通宽带行政村通宽带、约 15 万个已通宽带的行政村接入能力光纤化。9.2.4 光纤预制棒年缺口 15网络中实际使用的主要是光缆，由将多根光纤和支撑、外包保护等材料捆封在一起制成， 而光纤的上游是高纯度的光纤预制棒，由四氯化硅、四氯化锗等化工气体原料制成，形成光纤预制棒-光纤-光缆的成熟产业链。为保证光纤的传输性能，光纤预制棒纯度和一致性要求极高，对内部气泡、同心度、折射率变化等有详细的参数要求，是光纤光缆制备中的核心技术门槛。在光纤需求的高速增长下，对光纤预制棒的需求亦将快速增长，预计到 2021 年全球光纤预制棒需求或将达到 3.3 万吨，其中中国需求或将达到约 2 万吨。而中国光纤预制棒的产量并不能满足国内需求，过去几年仍需进口约 2000 吨/年。光纤预制棒作为光纤制作领域中的核心组件，由芯棒+外包层套管组合而成。早期生产工艺主要为一步法，目前主流的光纤预制棒制备均采用两步法，即先制备芯层，再制备外包层。芯棒主流技术路线包括管内法（MCVD、PCVD）和管外法（OVD、VAD）；外包层主流技术包括套管法（早期是 RIT，后来演进为 RIC）和全合成法（OVD、VAD）。芯棒是以高纯的四氯化硅、四氯化锗为原料，在氢氧焰或甲烷焰的作用下经高温熔融形成的具有不同折射率的高纯 SiO2。主流的四种生产工艺中，相对而言 VAD 和 PCVD 技术综合性价比较高，逐渐成为生产的主流。而外包层生产工艺中，套管法具有投资规模小、建设周期短、生产工艺简单、流程短、产品质量高、试用尺寸范围广等优点，是最优的生产工艺。但套管法的核心难点在于石英套管需要具有高纯度，否则将影响光纤的折射率，且不能有壁偏，否则影响光纤的同心度，进而影响融接。因制造难度较高，中国光纤预制棒生产企业短期内不得不高价进口，仅 2018 年中国进口光纤波导用石英套管达 20 亿元左右；长期内不得不将产能由套管法转向合成法。1） 长飞：过去主要产能为 PCVD+RIC，新扩建 VAD+RIC 以及 VAD+OVD；2） 亨通光电：过去采用 VAD+RIC 套管法，新扩建 VAD+OVD 全合成法；3） 中天科技：始终采用 VAD+OVD 全合成路线。9.2.5. 石英企业有望实现进口替代目前国内石英企业经过不断的技术研发，已经开发出光纤用石英套管产品，2018 年 6 月， 石英股份发布公告称：公司利用连熔法生产工艺制备出高质量光纤预制棒用石英套管新产品获得成功，其各项指标参数符合下游光纤客户需求，已获得国内光纤生产厂家首批订单。若国内石英企业可生产出符合标准的石英套管，则有望实现进口替代。9.3. 光伏：平价时代，单晶需求稳步增长9.3.1. 坩埚，光伏产业链中关键元器件石英制品在光伏产业链中的应用主要在于：1、石英坩埚-硅棒/锭生产过程中，多晶硅铸锭 炉的关键元器件，用于盛装熔融硅并制成后续所需硅锭的一次性消耗品。高纯度、高强度的坩埚，不仅可以提高拉晶的一次成品率，也是提高电池片转换效率的基础。根据应用产品可分为单晶石英坩埚和多晶陶瓷石英坩埚。2、石英舟、管、瓶、清洗槽等器件，可以有效解决电池片生产过程中的扩散、承载、清洗等需求。9.3.2. 平价时代，光伏新增装机 CAGR 7.5光伏发电在很多国家已成为清洁、低碳、同时具有价格优势的能源形式。不仅在欧美日等发达地区，在中东、南美等地区国家也快速兴起，根据《中国光伏产业发展路线图》预测， 中性情况下，到 2025 年全球光伏新增装机将达到 182.5GW，年均复合增速为 7.5 。其中中国，2018 年受政策影响，国内光伏新增装机下滑至 44GW，同比下降 17%，但仍居全球首位。未来两年是进入平价上网时代的关键期，企业面临补贴拖欠、非技术成本居高不下等压力，但电力改革不断深入、弃光限电问题逐步改善等推动光伏发电环境不断优化。预计 2019、2020 年国内新增光伏市场将保持一定规模，且将在资源良好、电价较高地区出现平价项目。“十四五”期间不依赖补贴将使光伏摆脱总量控制束缚，新增装机市场将稳步上升，中性假设下新增装机 72.5GW，年均复合增速 7.4 。9.3.3. 单晶坩埚稳步增长，多晶坩埚需求下滑考虑到组件功率、封装损失率、硅片市占率结构变化、单位硅棒/锭切割出片量、收料率以及单炉投料量等因素，在中性情况假设下，全球单晶石英坩埚需求量稳步增长，从 2018年的 24.49 万只增长到 2025 年的 29.98 万只，CAGR2.9%；而多晶石英陶瓷坩埚，因单晶硅片市占率的提升，需求量下滑，由 2018 年的 35.08 万只，下滑至 2025 年的 12.82万只，CAGR-13.4%。其中中国单晶石英坩埚需求量由 2018 年的 9.8 万只增长至 2025年的 11.91 万只，CAGR2.8%；多晶硅石英坩埚需求量由 2018 年的 14.03 万只下滑至 5.09万只，CAGR-13.5%。9.4. 建议关注公司：菲利华、石英股份（略）……（报告来源：天风证券）如需报告原文档请登录【未来智库】。