产业链洞察 | 半导体质料国产化,路在何方?

编者按:本文系投稿稿件,作者刘惠佳,泉源:5GAI产业研习社,版权归原作者所有。

看法:

1、半导体制造质料行业壁垒高,九成以上的市场份额集中在五大硅片制造商,我国在该领域相对微弱;

2、受《瓦森纳协定》限制以及日本防疫行动影响,我国半导体质料供应将受到制约,国产化历程须加速;

3、掌握5G基建、物联网普及所带来的市场增量,并将这部门收益转化为大尺寸、先进制程的研发投入,是实现硅片国产化的要害;

4、半导体质料细分领域国产化历程乱七八糟,将分梯队,分领域,由各领域龙头企业引领,逐步实现国产化替换;

5、2018年第二、三代半导体质料使用占比仅为5%,在推动化合物半导体使用占比的前提下,可以思量将化合物半导体质料作为半导体质料国产化替换的另一切入点。

半导体制造质料行业集中度高,国产手艺微弱

 在自然界中存储量厚实的硅元素,具备易开采、性子稳固、容易提纯、成本低等优良特征,21世纪取代锗成为主流的半导体质料。对于硅片制造领域,主要存在手艺、认证、装备和资金四大壁垒。

市场占有率角度,2018年全球前五大硅片制造商信越化学、胜高科技、全球晶圆、韩国LG和Silitronic的市场占有率分别为27.58%、24.33%、16.00%、10.16%和14.22%,合计92.29%,中国大陆龙头企业中环股份和硅产业团体市场占有率仅为3.00%;其中,手艺含量要求更高的12英寸大硅片的五大厂商市占率分别为29.80%、26.30%、17.10%、10.66%和11.30%,合计95.16%;中国大陆企业8英寸、12英寸险些全依赖入口。连系手艺、认证、装备和资金四大壁垒,硅片制造行业具备高集中度的特征。

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图片泉源:华西证券整理

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细分半导体制造质料角度,停止2018年,大尺寸硅晶片险些所有依赖入口,光刻胶、CMP抛光质料、溅射靶材等质料对外依赖度达80%以上,电镀液、超纯试剂则实现了小部门的国产替换。总体而言,半导体制造质料领域国产手艺十分微弱。

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海内半导体质料供应将受限

2020年2月23日,据日本共同社的报道,美国及日本等42个加入《瓦森纳协定》的国家扩大了协定的管制局限,该轮修订增加了两条关于半导体的限制:一是新增了光刻盘算软件的限制。瓦森纳协议中过往一直就存在着对最先进的光刻机装备的管制,这也是中国半导体装备领域中,光刻机一直完全零希望的焦点缘故原由。此次新修订除了光刻机之外,还新增了对光刻机盘算软件的限制;二是限制了12英寸(300mm)硅片切割、研磨、抛光等方面的手艺管制。

由于我国半导体制造质料对外依赖度高,此次《瓦森纳协定》的修订可能将造成国产半导体质料生长的瓶颈。

在半导体制造历程包罗的 19 种焦点质料中,日本市占率跨越 50%份额的质料就占到了 14 种,在全球半导体质料领域合计占有率66%,处于绝对领先地位。北京时间4月16日,日本新冠确诊病例累计9184例,日本首相安倍晋三宣布,天下进入为期一个月的紧急状态直至5月6日。

随着日本防控措施的深入落实,将对半导体质料的运输产生影响,包罗中国在内的受供方也将受到波及。

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数据泉源:申港证券整理

《瓦森纳协定》的修订,叠加半导体质料主供应地日本的疫情影响,我国半导体质料的供应将受到制约,国产化历程亦将被迫加速。

掌握5G基建、物联网普及所带来的市场增量,是实现硅片国产化的要害

现在,我国国产手艺较为成熟的硅片集中在6英寸和8英寸,12英寸手艺较为微弱。

从应用领域来看,6英寸硅片制程对应的应用领域包罗MOSFET功率器件、IGBT等、MEMS、分立器件,其中分立器件和MEMS应用在物联网领域应用占比高;8英寸硅片制程对应应用领域汽车MCU芯片、基站通讯装备、物联网MCU芯片、射频芯片涉及物联网和5G基建。

对6英寸硅片市场,海内企业应该掌握物联网时代海内下游需求盈利,抢占更多市场份额;对8英寸市场,以中环股份、硅产业团体作为突破点,依赖国家大基金、战略互助等方式尽快建立起MCU芯片、基站通讯装备和射频芯片的市场优势和手艺优势,若能实现以上两点,并将利润转化为大尺寸、先进制程的的研发投入,将是我国实现硅片国产化的要害。

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资料泉源:华西证券

国产化将通太过梯队、分领域逐步实现

根据我国半导体质料细分产物竞争力及国产化进度,中国半导体质料产业分为三大梯队:

第一梯队中,江丰电子的部门靶材产物已通过台积电、格罗方德、海力士等天下著名半导体厂商的认证并批量供货;鼎龙股份的CMP质料12英寸部门制程已通过客户验证;江化微湿电子化学品具备G4-G5级产物生产能力,与晶瑞股份正逐步实现湿电子化学品的国产替换。

第二梯队中,硅产业团体率先实现了300mm(12英寸)半导体的规模化销售,打破了我国300mm(12英寸)半导体国产化率险些为0的局势;华特气体我国唯一通过 ASML 公司认证的气体公司,亦是全球仅有的上述Ar/F/Ne、Kr/Ne、Ar/Ne 和 Kr/F/Ne 4 种产物所有通过其认证的四家气体公司之一。

第三梯队中,以飞凯质料、容大感光为代表的海内企业也在攻克光刻胶等电子化学产物生产历程中。

从现在的国产化历程来看,第一梯队>第二梯队>第三梯队。国产化的实现也将遵照梯队的顺序,由各领域龙头企业引领历程,分梯队,分领域逐步完成国产化替换的目的。

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图3:半导体质料国产三大梯队资料泉源:方正证券研究所

第二、三代半导体质料可作为实现国产化的另一切入点

2018年,半导体器件衬底质料硅占比95%,化合物半导体占比5%。化合物半导体即第二、三代半导体质料砷化镓、氮化镓和碳化硅。其应用场景包罗远距离智能手机;基站通讯装备、微波中继器、卫星通讯、新能源交通、轨道交通、发电与配电高压、高频、大电流等高规格功率器件应用,在新基建大热的靠山下,新型半导体质料具有较大市场空间。

以北方华创为例,其具备成熟的磊晶手艺(一种用于半导体器件制造历程中,在原有晶片上长出新结晶,以制成新半导体层的手艺制造化合物半导体是尤其主要)。在推动化合物半导体使用占比的前提下,可以思量在化合物半导体质料实现硅制造的弯道超车。

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资料泉源:华西证券

总结

半导体质料制造行业集中度较高,行业壁垒坚实,同时又受到美、日等国家的手艺封锁。只管国家大基金一期、二期先后落地,为半导体质料的国产化提供了优越的政策环境和资金支持,但半导体质料产业链是以手艺为焦点,以需求为导向的产业链,加速国产化历程并不是仅仅依赖政策和资金的支持一朝一夕就能完成的。

实现半导体质料国产化替换,手艺生长和人才培养是先决条件,掌握5G、物联网时代的需求盈利是要害时机,以第二、三代质料作为突破口是战略选择。半导体国产化道路上的每一步,我们任重而道远。

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