失效分析 趙工 半導體工程師 2022-12-22 07:54 發(fā)表于北京

一、國產替代進入深水區(qū)，把握半導體產業(yè)投資機會

博捷芯：國產精密晶圓切割機

1.1 2022年電子行業(yè)投資復盤

今年以來（截至 2022 年 11 月 18 日），電子行業(yè)下跌 31.26%，在 31 個申萬一級行業(yè)中 全市場排名靠后。2022 年受全球經濟環(huán)境、半導體行業(yè)景氣周期波動以及疫情反復影響， 終端消費類市場需求疲軟，產業(yè)鏈庫存調整向上游傳導，使得整個電子行業(yè)面臨一定的經 營壓力。

具體來看，電子各細分行業(yè)均錄得負收益。半導體設備和材料板塊相對抗跌，由于晶圓廠 持續(xù)擴產并加速導入國產設備和材料，相關公司訂單飽滿，行業(yè)景氣度逐步驗證，半導體 設備和材料板塊從 4 月底以后開始走出獨立行情，在細分子板塊中相對表現較好。而芯片 設計板塊由于下游需求下滑疊加上游晶圓漲價影響，跌幅較大（模擬芯片設計、數字芯片 設計）。

今年以來（截至 2022 年 11 月 18 日），電子行業(yè)漲幅居前的個股分別為：寶明科技 （338.38%）、*ST 盈方（268.44%）、傳藝科技（222.98%）等，漲幅靠后的個股分別為 歌爾股份（-65.65%）、韋爾股份（-62.76%）、國科微（-58.58%）等。

受全球半導體景氣周期波動影響，海外方面，今年截至 2022 年 11 月 18 日，費城半導體 指數下跌 31.0%，臺灣半導體指數下跌 25.8%，主要重點公司今年大多數錄得負收益。

1.2 2023年半導體行業(yè)投資把握四條主線

2023 年半導體投資可以把握四條主線：1）由于美國出口管制加碼而導致的國產替代加速，看好半導體設備、零部件、材料方向：近期美國通過出口管制政策限制中國先進計算和先進半導體發(fā)展，未來限制有進一步延伸 至上游材料和零部件的趨勢。在在此背景下，半導體設備、材料的國產替代有望在國家持 續(xù)支持下快速推進。我們看好半導體設備、材料及零部件未驗證通過的會進一步加速驗證， 已驗證通過的會加速導入；2）以創(chuàng)新驅動帶來的產業(yè)趨勢，看好碳化硅方向：碳化硅基器件與傳統(tǒng)硅基器件相比， 轉換效率更高，隨著下游新能源車、光伏、風電等領域保持高增，以及在下游高壓快充的 催化下，碳化硅市場未來保持高景氣；3）受益于十四五期間軍隊裝備現代化加速，看好特種半導體方向：軍隊裝備現代化對芯 片需求增加，同時國內特種半導體企業(yè)產品迅速發(fā)展，結合強國產替代需求，特種領域的 國產器件滲透率逐步上升。結合對特種半導體產品周期的把握，未來三年國內特種半導體 企業(yè)保持高增速；4）明年隨著半導體行業(yè)下行周期逐漸進入后程，關注質地較為優(yōu)質且目前估值處于低位 的芯片設計公司：隨著疫情影響逐漸減小，目前部分下游細分領域出現需求復蘇跡象，疊 加部分設計公司庫存已經出現改善跡象，根據歷史復盤來看，股價通常在基本面觸底前兩 個季度體現，且目前設計板塊整體估值處于歷史低位，建議左側布局。

二、半導體設備和零部件：地緣政治緊張加劇，成熟制程 大有可為，國產化進程進一步加速

美國出口管制升級，健全新型舉國體制，加快實現高水平科技自立自強。美國商務部在半導體制造和先進計算等領域對華升級出口管制措施，對中國獲取高性能計算芯片、先進計 算機、特定半導體制造設施及相關技術實施全面限制，同時限制已有進一步延伸至上游材 料和零部件趨勢。

2.1 晶圓制造：美國對半導體出口管制升級，國內晶圓制造砥礪前行

出口管制加碼，成熟制程擴產持續(xù)，設備國產化率加速提升。美國商務部在半導體制造和 先進計算等領域對華升級出口管制措施，包括九項新規(guī)則，旨在對中國企業(yè)獲取高性能計 算芯片、先進計算機、特定半導體制造設施與設備以及相關技術實施進一步限制。同時， 在將 9 家中國實體移出“未經驗證清單”過程中，又將 31 家中國實體列入，包括中國最 大的存儲芯片制造商長江存儲，以及北方華創(chuàng)的一家子公司。此舉限制了中國先進制程晶 圓廠產能建設，對國內成熟產能建設影響有限，先進工藝受限使得存儲產業(yè)面臨較大生存 與發(fā)展壓力。但長期看，這將倒逼國內晶圓廠加速國產設備、材料、零部件驗證和導入步 伐，半導體上游環(huán)節(jié)國產化將持續(xù)加速。

高端邏輯制程產能建設受阻，成熟產能建設影響有限。成熟工藝依然大有可為，據 IHS Markit 預測，2025 年全球晶圓代工市場規(guī)模將達 861 億美元，其中成熟制程市場規(guī)模將 達 431 億美元。主要應用于 MCU、移動設備、物聯網、汽車電子等。把握住成熟工藝， 做大市場占有率，與此同時抓緊攻堅成熟工藝相關的材料與設備，加速實現成熟產能的自 主化，為國產供應鏈夯實基礎，并以后向上攀升打好基礎。

DRAM 產業(yè)影響有限，NAND 產業(yè)遭受重創(chuàng)。邏輯產品每個制程技術段都有大量需求， 存儲產品卻不同，存儲產品作為標準品，要想保證競爭力，必須采用最先進的工藝，先進 工藝制造的存儲芯片價格更低，一旦產品落后就失去競爭力和市場。分產品來看：DRAM 產品分為標準品和利基品，其中標準品技術工藝持續(xù)往先進制程推進，利基品市場主要采 用 19nm 及以上工藝制程，國內長鑫存儲先進工藝將短暫受限，可以繼續(xù)專注利基市場， 利基 DRAM 主要用于電視機、機頂盒等傳統(tǒng)消費市場。目前全球 NAND 產品主流工藝為 128 層及以上，龍頭企業(yè)占據 128 層市場之后逐步向 200 層以上推進，低層數產品競爭力 和市場都比較小。

全球終端需求持續(xù)下行，晶圓產能緊張逐步緩解，資本開支負面影響開始顯現。受疫情、 全球芯片需求放緩等因素影響，半導體市場遭遇“寒風”沖擊，產業(yè)進入調整時期，包括 美光、臺積電等在內多家大廠紛紛下修資本支出計劃，涉及存儲器、晶圓代工兩大領域。

本土晶圓產能占比低，國產替代砥礪前行。據 IC Insights 數據，2021 年我國 IC 產值僅 占 IC 市場規(guī)模的 16.7%，國產替代空間超過 1500 億美元，預計 2026 年該比例將提升至 21.2%。近年來中國大陸晶圓產能增長迅速，但產能占全球比重仍較低，據 Knometa Research 最新發(fā)布的《全球晶圓產能報告》，截至 2021 年底，全球 IC 晶圓產能約為 2160 萬片/月 200mm 當量，同比增長超 8%。其中中國大陸產能 350 萬片/月 200mm 當量，占 全球產能比重 16%，首次超越日本。外資晶圓廠占比較高，本土產能任重道遠。中國大 陸產能中，除去 SK 海力士、Intel、聯電、三星、臺積電等在中國大陸的晶圓產能，大陸 本土企業(yè)產能占比不足 8%，與中國大陸本土消耗全球約 24%芯片量相比，差距依然較大。另據 IC Insights 統(tǒng)計，2021 年美國公司占據全球芯片市場銷售總額 54%（包含 IDM 和 Fabless），中國本土企業(yè)占比僅為 4%，其中 IDM 領域最為薄弱，占比不足 1%。2020 年中國大陸生產芯片產值 227 億美元，中國大陸本土企業(yè)生產僅占 37%，其余均為在華 外企生產。隨著美國出口管制加碼，再次倒逼國產替代的緊迫性，國產供應鏈建設刻不容緩。

2.2 半導體設備：出口管制大棒倒逼成熟制程設備加速導入，本土設備廠商利 潤加速釋放

短期內貿易管制對國內設備廠商影響有限，晶圓廠陣痛期過后將迎來國產設備加速導入期。隨著后續(xù)國內企業(yè)抓住成熟市場提升工藝覆蓋率和市場占有率，我們對未來國內設備市場 并不悲觀。合同負債和庫存快速增加，保障業(yè)績中長期增長。根據各公司中報披露，截至 2022 年 6 月末，萬業(yè)企業(yè)新簽訂單 11 億元；華海清科新簽訂單 20.2 億元，同比增長 133%；中微公 司新簽訂單 30.6 億元，同比增長 61.8%，其余未披露詳細金額的設備企業(yè)，其存貨及合同 負債的大幅增長反映在手訂單充裕，充分奠定半導體設備企業(yè)全年及下一年業(yè)績增長基礎。

成熟設備正進入利潤加速釋放期，新興設備企業(yè)驗證步伐加速。上半年半導體設備企業(yè)盈 利能力實現增長，長川科技/北方華創(chuàng)/拓荊科技/中微公司 2022 年二季度單季扣非凈利率 分別為 24%/15%/17%/25%，同比分別+16pct/+6pct/扭虧為盈/+18pct，盈利能力實大幅提 升，國內半導體設備企業(yè)正進入利潤加速釋放期。

2.3 設備零部件：零部件迎晶圓廠和設備廠雙重利好，平臺化發(fā)展成趨勢

出口管制加碼，零部件迎晶圓廠和設備廠雙重利好。目前半導體零部件市場主要包擴兩個 部分：1）全球設備廠商定制化生產或采購的的零部件及相關服務；據 VLSI 數據，全球半 導體設備子系統(tǒng)市場銷售規(guī)模 100 億美元，其中維修和支持服務占 46%，零部件銷售占 32%，升級替換占 22%；2）設備廠商直接采購的備件零部件或耗材及相關服務（包括定 制化、工藝調試、測試等）。一般晶圓廠用零部件都是隨設備進廠，目前國產化率約 20%， 隨著美國出口管制加碼，上游零部件安全越發(fā)得到關注，預期晶圓廠和設備廠會同時加速 零部件國產替代，零部件廠商迎來難得加速期。

市場格局：目前美日處于主導地位。據 IC Word 2020 年公開的 44 家半導體零部件供應商 初步統(tǒng)計，美國供應商 20 家，占比約 45%，日本供應商 16 家，占比 36%，其余分布在 德國、瑞士、韓國、英國等國家。零部件技術壁壘高，卡脖子風險凸顯。隨著全球缺芯持續(xù)延續(xù)，逐漸延展至半導體設備上 游零部件，部分關鍵零部件由于芯片不能及時交付，導致設備付運周期進一步拉長，進而 形成整個半導體產業(yè)鏈負反饋效應。梳理產業(yè)鏈發(fā)現，當前國內半導體設備如：射頻電源、 微波電源、匹配器、真空傳輸系統(tǒng)、密封部件以及高級石英、陶瓷材料等部件基本都依賴 國外供應商，國內能夠替代的屈指可數，而以上這些設備價值量占整機設備 60%以上，占營業(yè)成本 90%以上。一旦被國外斷供，會促使整個半導體產業(yè)鏈中斷。本土化率低，增長空間巨大。根據 VLSI 統(tǒng)計，2020 年全球晶圓制造設備市場規(guī)模 636 億美元，按照 40%材料費假設，全球半導體設備零部件市場規(guī)模約 254 億美元。2021 年 全球半導體設備市場規(guī)模達 1030 億元，初步估算半導體零部件市場規(guī)模達 400 億美元， 國產設備商采購金額達 140~160 億元。如果算上設備及晶圓廠商備貨及耗費需求，預估 整體市場規(guī)模將達到 500~600 億美元。其中關鍵零部件國產化率基本在 3%以內，國產化 需求迫切。

國產零部件替代浪潮。2022 年 3 月 30 日，萬業(yè)企業(yè)公告，參股子公司浙江鐠芯將迎來大 基金二期等的增資，作為國內半導體行業(yè)風向標，大基金在繼投資半導體上游設備、材料 之后再次瞄準設備零部件，開啟設備零部件國產化元年。與此同時，下游晶圓廠也逐步對 半導體設備企業(yè)提出要求：凡涉及設備的關鍵零部件，必須要有除美國外的替代供應商， 為了降本增效，零部件國產替代大勢所趨。

2.4 封裝測試：高端封裝加速滲透，先進封裝引領未來

高端應用持續(xù)滲透，先進封裝引領未來。封測企業(yè)將由產能交付能力競爭逐漸過渡至產品 綜合能力競爭。1）汽車、工業(yè)及高性能計算滲透率逐步提高，營收結構逐步改善；2）積 極切入高端封裝，產業(yè)蓄勢待發(fā)。高端應用持續(xù)滲透。隨著新能源、高性能計算、光伏以及工控等領域國產化需求驅動，本 土封測企業(yè)逐步由傳統(tǒng)消費電子等中低端領域，逐步進入汽車電子及功率模塊、高性能計 算、存儲器、MCU、顯示驅動以及 5G 等高技術含量、高附加值領域，一方面填補消費電 子產能空缺，另一方面抓住中高端芯片緊缺的窗口期快速提升市場份額，盈利能力逐步提 升。

先進封裝引領未來發(fā)展。1）2022 年 3 月，蘋果發(fā)布了最新一代的 M1 Ultra 芯片，采用 臺積電第五代 CoWoS Chiplet 先進封裝技術，借助橋接工藝，完成了獨特的 UltraFusion 芯片架構。該款 Ultra 芯片擁有 1,140 億個晶體管，書 M1 的 7 倍之多，兩顆 Max 之間的 互連頻寬可達 2.5TB/s，性能顯著提升。預期蘋果 M1 Ultra 芯片的發(fā)布將會引發(fā)新一輪先 進封裝的熱潮。2）3 月初，英特爾、臺積電、三星和日月光等十大巨頭宣布成立通用芯 片互連標準—UCIe，將 Chiplet（芯粒、小芯片）技術標準化。這一標準同樣提供了“先 進封裝”級的規(guī)范，涵蓋了 EMIB 和 InFO 等所有基于高密度硅橋的技術。3）三星電子 在 DS（半導體事業(yè)暨裝置解決方案）事業(yè)部內新設立了測試與封裝（TP）中心，意味著 三星電子將加強先進封裝投資，確保在后端領域上領先于臺積電。先進封測技術成為行業(yè) 的熱點，未來 10-20 年，異構集成技術賽道換擋提速。

后摩爾時代，先進封裝屬于必然選擇。隨著晶圓工藝制程逐步進入到物理極限，摩爾定律 進程放緩，成本快速增長，以倒裝、扇入/扇出型封裝以及晶圓級、系統(tǒng)級封裝為主的先進 封裝以其低成本、高性能等優(yōu)勢將重新定義封裝產業(yè)鏈地位。根據 Yole 的數據，2020 年 先進封裝全球市場規(guī)模 304 億美元，在全球封裝市場的占比 45%；預計 2026 年先進封裝 全球市場規(guī)模約 475 億美元，占比達 50%。2020~2026 年全球先進封裝市場的 CAGR 約 7.7%，相比同期整體封裝市場（CAGR=5.9%）和傳統(tǒng)封裝市場，先進封裝市場的增長更 為顯著，將為全球封測市場貢獻主要增量。

隨著全球各大晶圓廠和封測廠大力加碼先進封裝市場，先進封裝市場規(guī)模逐漸擴大。據 Yole Developpement 最新數據，2021 年全球半導體廠商在先進封裝領域資本支出總計達 119 億美元。市場份額來看，預計到 2027 年，超高密度扇出（UHD FO）、HBM（高寬帶 顯存）、3D 內存封裝和有源硅中階層將占據 50%以上市場份額，同時 3D NAND、嵌入式 硅橋、3D SOC 和 HBM 復合增長率將達 20%以上，市場增速可期。

臺積電、三星以及英特爾等晶圓廠商先后入局先進封裝領域，研發(fā)投入持續(xù)高增。自臺積 電 2008 年進入先進封裝領域以來，已經推出了 2.5D 的 CpWos、扇出型晶圓 InFO 和 3D Faric 三類先進封裝技術；與谷歌和 AMD 共同研發(fā) 3D 堆疊晶圓級封裝；英特爾推進 3D “混合結合技術”；三星開發(fā) 3D-TSV 技術，可堆疊 12 個 DRAM，同時研發(fā)出“X-cube”3D 封裝技術，可以實現不同芯片的有效堆疊。國內長電科技與中芯國際合資進軍先進封裝領 域，目前其 Fan-out、WLP、2.5D/3D 先進封裝業(yè)務已經占營收 90%以上；通富微電 2.5D/3D 封裝平臺（VISionS）、超大尺寸 FCBGA 平臺、晶圓級和基板級 Chiplet 封測解決方案獲 得突破性進展；華天科技在 WLP、TSV、Bumping、Fan-out、FC 等多個技術領域均有 布局。

發(fā)展方向：1）加大成品制造技術和產能的投資力度，規(guī)劃大規(guī)模晶圓級微系統(tǒng)集成新項 目；2）高可靠高密度陶瓷封裝技術、高可靠塑封技術、晶圓級封裝、2.5D 硅轉接板、TSV 疊層封裝、SiP 封裝技術；3）針對大功率功率器件及高可靠性汽車電子封測技術在迅速 發(fā)展；4）基于先進封裝平臺開發(fā)特色封裝產品線。市場機遇：根據中國海關統(tǒng)計，2021 年中國集成電路進口金額為 4325.5 億美元，同比增 長 23.6%，2013-2021 年，GAGR 為 9.4%，國內市場自我供給不足問題沒有根本改變， 進口替代方面機遇巨大。本土先進封裝占比持續(xù)上升，與全球尚存差距。2021 年國內規(guī) 模以上的集成電路封測企業(yè)先進封裝產品的銷售額占到整個封裝產業(yè)的 36%左右，與全球 45%的占比尚有一定差距。

三、半導體材料：晶圓廠持續(xù)擴張，國產加速破局

3.1 半導體硅片：供需缺口確定，國內大硅片實現破局

硅片是材料中占比最大的細分領域，供需缺口和原材料價格上行推高硅片價格。根據 SEMI 數據，2020 年全球半導體制造材料市場規(guī)模為 349 億美元，其中硅片市場規(guī)模為 128 億美 元，是占比最大的半導體制造材料。目前半導體 90%的芯片都需硅片作為基礎，所以半導 體硅片市場規(guī)模與半導體市場規(guī)模變化趨勢具有一致性。根據 WSTS 統(tǒng)計和預測，全球 半導體銷售額從 2011 年的 2995 億美元增至 2021 年的 5510 億美元，CAGR 為 6.3%， 其中 2019 年和 2020 年出現的下滑分別由于貿易因素和疫情影響，之后由于 5G 的普及和 汽車行業(yè)景氣度回升，2021 年半導體規(guī)模創(chuàng)新高，對應全球硅片出貨面積從 2011 年的 90 億平方英寸增至 2020 年的 125 億平方英寸，CAGR 為 3.7%，從硅片價格來看，2017 年之后隨著需求逐步回暖，價格觸底回升，從 2016 年的 0.67 美元/平方英寸增至 2020 年 全球半導體硅片單價為 0.91 美元/平方英寸，結合半導體產線的投產需要兩年左右的時間， 硅片價格有望保持。

需求端：從全球來看，根據 SEMI 數據統(tǒng)計，2021-2022 年全球會新增 29 座晶圓廠，其中 東亞地區(qū) 12 個，美洲 6 個，其余分布在歐洲和中東等地，另外 12 英寸晶圓廠占比較大， 有 22 座，預計建設完畢后，這 29 座晶圓廠產能為 260 萬片/月（折合 8 英寸）。從中國大 陸來看，根據芯思想數據，截止 2021 年年底，中國內地 12 英寸、8 英寸和 6 英寸及以下 的晶圓制造線共有 210 條。已經投產的 12 英寸晶圓制造線有 29 條，合計裝機月產能約 131 萬片；（其中外資公司裝機月產能超過 61 萬片）；已經投產的 8 英寸晶圓制造線投有 29 條， 合計裝機月產能約 125 萬片；已經投產的 6 英寸及以下晶圓制造線裝機產能約 420 萬片等 效 6 英寸晶圓產能。

供給端：根據芯思想統(tǒng)計，8 英寸來看，2020 年中國內地拋光片和外延片裝機產能分別為 206 萬片/月和 197.5 萬片/月，預計 2021 年將分別達到 261 萬片/月和 215 萬片/月，預計分 別同比增長 26.7%和 8.86%。12 英寸來看，2020 年中國內地拋光片和外延片裝機產能分別 為 41.5 萬片/月和 7.5 萬片/月，預計 2021 年分別達到 153.5 萬片/月和 23.5 萬片/月，增速 較快。12 寸大硅片價格維持上行區(qū)間，8 英寸硅片供需緊平衡。由于 12 英寸硅片下游需求增速 塊，且上游擴產需要 2 年左右，所以目前供需缺口確定的情況下，12 寸大硅片價格維持在 上行通道。根據海外龍頭勝高預測，到 2025 年全球 12 英寸大硅片的需求量為 900 萬片/ 月，而結合目前硅片廠的擴產情況，盛高預測 12 英寸硅片價格還有 20-30%漲幅。而 8 英 寸硅片來看，新能源汽車等下游需求上升，目前暫未看到緩解情況，有望維持高位。目前國內企業(yè)在 12 英寸大硅片進展迅速。從 12 英寸大硅片進度來看，國內部分企業(yè)實現 突破，其中滬硅產業(yè)、立昂微、TCL 中環(huán)等企業(yè)進展迅速，根據公司公告，滬硅產業(yè)子公 司上海新昇 12 英寸半導體硅片產能已完成 30 萬片/月的安裝建設，并啟動新增 30 萬片/ 月的擴產建設；立昂微子公司衢州金瑞泓目前已建成 15 萬片/月的 12 英寸硅片產能；TCL 中環(huán)截至中報已形成 12 英寸 22 萬片/月的產能，預計年底實現 30 萬片/月以上產能。

3.2 電子特氣：品類逐漸完善，高端產品進階

電子特氣市場規(guī)模持續(xù)快速增長，國內增速遠高于全球。受益于新興產業(yè)的快速發(fā)展，特 種氣體市場規(guī)模呈現持續(xù)增長的趨勢。據 techcet 數據，2020 年全球特種氣體市場規(guī)模約 58.5 億美元，預計在 2025 年達到 80 億美元，2020-2025 年復合增速為 6.5%。據智研咨 詢數據，2020 年我國電子特氣市場規(guī)模達 173.6 億元，近五年復合增速達 15%，據前瞻 產業(yè)研究院預測 2024 年我國電子特氣市場市場規(guī)模將達到 230 億元，2020-2024 年復合 增速為 7.3%。電子特氣行業(yè)集中度較高。相比于傳統(tǒng)的大宗氣體，電子氣體行業(yè)由于具有較高的技術壁壘， 市場集中度極高。2019 年全球半導體用電子氣體市場中，空氣化工、林德集團、液化空氣和 大陽日酸四家廠商控制了全球 90%以上的市場份額，形成寡頭壟斷的局面。在國內市場，本土 氣體公司僅占據 12%的市場空間，我國電子氣體國產化程度還較低。

國內企業(yè)與海外龍頭存在差距。大部分國內廠商目前主供產品較為單一，純度級別有差距， 尤其在集成電路等領域相關特氣產品主要依賴進口。根據中國工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，中 國僅能生產約 20%的集成電路生產用特種氣體品種，其余均依賴進口，主要集中在清洗、 蝕刻、光刻等環(huán)節(jié)，對摻雜、沉積等工藝的特種氣體僅有少部分品種取得突破。氣體供應能力上升，國內特種氣體企業(yè)加速導入。2022 年俄烏沖突導致全球稀有氣體供 應變化，我國部分氣體企業(yè)進入進入國際市場，2022H1 我國稀有氣體出口量達 191.31 噸， 同比增長 16%，同時出口金額超越進口金額達 2.83 億美元，同比增長 739%。目前國內參 與者主要有華特氣體、金宏氣體、派瑞特氣、和遠氣體、雅克科技、南大光電等。其中華 特氣體自主研發(fā)的 Ar/F/Ne、Kr/Ne、Ar/Ne 和 Kr/F/Ne 這 4 種混合氣在 2017 年得到光刻機 廠商 ASML 的認證，全球僅 4 家，公司是目前是國內唯一獲得認證的公司。派瑞特氣生產 的三氟化氮、六氟化鎢及三氟甲磺酸系列產品在國內市占率第一；金宏氣體率先打破高純 氨技術壟斷；南大光電的磷烷和砷烷等都也通過自主研發(fā)打破了國外技術壟斷。

3.3 光刻膠：國產替代是長期趨勢，高端產品陸續(xù)認證

光刻膠主要應用在半導體光刻工藝中，技術壁壘較高。光刻膠是半導體光刻工藝中最關鍵 的材料，其技術壁壘高，研發(fā)難度大。主要成分是樹脂、感光劑、溶劑、添加劑等，光刻 膠作為配方型產品，原料、用量配比及合成工藝具有較高 Know-how。光刻應用流程是在 一定波長的光照下光子激發(fā)材料中的光化學反應，進而改變光刻膠在顯影液中的溶解度， 實現圖形化。按曝光波長由大到小可分為 G 線膠（436nm）、I 線膠（365nm）、KrF 膠（248nm）、 ArF 膠（193nm）和 EUV 膠（13.5nm），分別對應不同制程節(jié)點。在實際生產中，由于負 性光刻膠在顯影時易發(fā)生變形膨脹，只能達到 2μm，正性光刻膠應用更為廣泛。光刻膠的 性能指標主要有分辨度、感光性能(敏感度、感光速度、對比度)、粘滯性和粘附性等。2021 年光刻膠整體市場規(guī)模持續(xù)大幅增長，下游行業(yè)景氣度帶動上游光刻膠需求。SEMI 數據顯示，2021 年全球半導體光刻膠市場約為 24.71 億美元，同比增長 19.49%，中國大 陸光刻膠半導體市場從 2015 年的 1.3 億增至 2020 年的 3.5 億美元，復合增速超 30%。光 刻膠按下游應用領域進行分類可分為半導體用光刻膠、顯示面板用光刻膠和 PCB 用光刻 膠。根據智研咨詢數據顯示，下游三大應用領域分布較為均衡，PCB 光刻膠、面板光刻膠、 半導體光刻膠各占 1/4 左右。自 2020 年以來，全球晶圓市場以 20%以上的速度迅速擴張， 下游數據中心服務器及新能源汽車等行業(yè)的快速發(fā)展驅動晶圓廠積極擴產，這為上游半導 體光刻膠增長提供動力。IC Insights 數據顯示 2021 年全球晶圓市場達 1101 億美元，預計 2022 年全球晶圓市值將突破 1320 億美元。

全球光刻膠市場主要被日本和美國公司壟斷。目前光刻膠主流廠商包括日本的東京應化、 JSR、富士、信越化學、住友化學，以及美國杜邦、歐洲 AZEM 和韓國東進世美肯等。由 于半導體光刻膠屬于高技術壁壘材料，生產工藝復雜，純度要求高，認證周期需要 2-3 年， 新進入者導入有較大難度。隨著海外管制愈發(fā)嚴格，國內企業(yè)導入進展加快。國內公司集中于中低端市場，多分布在 技術難度較低的 PCB 光刻膠領域，技術壁壘高的半導體光刻膠市場，國內有彤程新材(北 京科華)、華懋科技(徐州博康)、南大光電、晶瑞電材和上海新陽等幾家，產品主要集中在 G/I 線光刻膠。目前北京科華和徐州博康實現量產 KrF 光刻膠。目前國內企業(yè)我國光刻膠 面臨困難主要在于原材料、配方 know-how 少且驗證困難、客戶粘性強更換供應商意愿不 高三個方面。然而近期國際形勢愈發(fā)錯綜復雜，逆全球化趨勢加強，美國加快與中國技術 脫鉤，也使得國內客戶國產替代意愿提升。為保證上游供應鏈安全可控，國內廠商會加快國產光刻膠導入測試及替代，這有利于國產廠商縮短導入期及產品放量。

3.4 濕電子化學品：高等級產品逐步推出

濕電子化學品屬于關鍵性基礎化工材料。要求控制雜質顆粒粒徑低于 0.5μm，金屬雜質含 量低于 ppm 級，濕化學電子品的質量直接影響到電子產品的成品率、電性能及可靠性。濕電子化學品一般可分為通用濕電子化學品和功能性濕電子化學品。通用濕電子化學品一 般是單成份、單功能化學品，例如過氧化氫、雙氧水、硫酸等。功能性濕電子化學品是指 通過復配手段達到特殊功能、滿足制造中特殊工藝需求的復配類化學品，例如顯影液、剝 離液、蝕刻液、清洗液等。按照 SEMI 分類，濕電子化學品可劃分為 G1-G5 五個等級。1） 半導體領域：基本在 G3、G4、G5 水平，我國的研發(fā)水平與國際巨頭有差距；2）平板顯 示和 LED 領域：G2、G3 水平，國內企業(yè)生產技術能夠滿足大部分生產需求；3）光伏太 陽能電池領域：一般只需 G1 水平，是目前國產高純化學品的主要市場。

全球濕電子化學品市場規(guī)模增速快，被歐美日三國壟斷。在半導體、平板顯示、太陽能等 下游推動下，全球市場規(guī)模保持高增。據智研咨詢統(tǒng)計，全球濕電子化學品市場規(guī)模從 2011 年 25.31 億美元增至 2020 年的 50.84 億美元。據中國電子材料行業(yè)協(xié)會數據，2021 年全球濕電子化學品需求量為458.3萬噸，其中半導體需求量209萬噸，占比約為45.6%。市場格局來看，呈現歐美日壟斷局面，據華經產業(yè)研究院統(tǒng)計，2020 年歐美、日、韓的 廠商占據全球濕電子化學品 75%的市場規(guī)模。其中高端半導體領域主要被巴斯夫、三菱、 住友等德、日廠商占據，中端平板顯示及中端半導體市場的主要競爭對手為韓國。

國內廠商集中在中低端，替代空間巨大。據中國電子材料行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，下游拆分需求來 看，2021 年國內半導體濕電子化學品需求量為 70.3 萬噸，平板顯示需求量為 77.8 萬噸， 太陽能需求量為 65.4 萬噸。據智研研究預測，未來我國電子濕化學品市場規(guī)模由 2021 年 117.46 億元增至 2027 年 210.38 億元，年復合增長率 10.20%。目前國內廠商產品主要集 中在中低端，據中國電子材料行業(yè)協(xié)會數據，在集成電路端，電子濕化學品國產化率 23%， 8 英寸及以上晶圓制造用電子濕化學品國產化率不足 20%，國內企業(yè)產品供應主要集中在 6 英寸及以下晶圓制造及封裝領域；在顯示面板領域，包括各個世代液晶面板及 OLED 用 電子濕化學品整體國產化率為 40%，其中 OLED 面板及大尺寸液晶面板所需的電子濕化學 品部分品種目前仍被韓國、日本和中國臺灣地區(qū)等少數電子濕化學品廠商壟斷；在光伏太 陽能電池領域，國內企業(yè)已基本實現電子濕化學品自主供應。

半導體材料斷供風險加劇，積極研發(fā)逐漸打破海外壟斷。國內企業(yè)在成熟制程相關產品已 經有了很大進步，目前如中巨芯電子級氫氟酸、電子級硫酸、電子級硝酸，湖北興福的電 子級磷酸、電子級硫酸、硅刻蝕液、鋁刻蝕液，晶瑞電材的電子級雙氧水，上海新陽的電 子級硫酸、銅電鍍液、銅刻蝕后清洗液和鋁刻蝕后清洗液等產品，已經在 8 英寸、12 英寸 集成電路生產線批量應用。展望未來，國產高端濕電子化學品會加速研發(fā)和導入客戶。

四、特種半導體：把握高可靠半導體國產化機遇

今年以來特種半導體公 司業(yè)績保持穩(wěn)定較快增長，板塊存貨與合同負債高速增長，隨著相應的訂單不斷轉化為產 品交付，預計 2023 年特種半導體板塊內公司業(yè)績不斷兌現，有望實現加速增長。同時， 2020-2021 年期間特種半導體板塊內的公司人員數量增長明顯加快，預計部分項目在后續(xù) 將集中落地，側面印證特種半導體板塊的景氣度。

4.1回顧2022：特種半導體公司業(yè)績穩(wěn)步較快增長

今年以來特種半導體公司業(yè)績保持穩(wěn)定較快增長。根據我們的分類，2022 年前三季度特 種半導體板塊收入 123.16 億元，同比增長 42%，前三季度板塊歸母凈利潤 38.90 億元， 同比增長 51%。Q3 單季度來看，22Q3 特種半導體板塊收入 46.79 億元，同比+45%，環(huán) 比+7%，Q3 板塊歸母凈利潤 14.80 億元，同比+45%，環(huán)比+7%。由于國內各大軍工集團 下屬企業(yè)及科研院所等客戶通常會在第四季度完成相關產品驗收等工作，因此預計第四季 度板塊業(yè)績還將環(huán)比上升。隨著陸、海、空、天等各型裝備批產列裝加快，配套的特種半導體公司交付量也會增加， 今年前三季度復旦微電、臻鐳科技、振華風光等公司凈利潤實現較快增長。以復旦微電為 例，隨著其高毛利率 FPGA 產品放量，業(yè)績高速增長，今年前三季度復旦微電實現歸母凈 利潤 8.59 億元，同比增長 121%，且 Q3 凈利潤仍實現環(huán)比增長 10%。

盈利能力來看，2022 年特種半導體板塊毛利率和凈利率比較穩(wěn)定，板塊整體盈利能力較 強。特種半導體產品具有可靠性要求高、性能參數指標嚴苛等特征，且研發(fā)周期長、前期 投入大，因此特種半導體公司整體毛利率水平較高。由于高毛利產品放量以及產品結構變 化，復旦微電、臻鐳科技等公司今年前三季度毛利率和凈利率同比提升較多。

4.2展望2023：板塊業(yè)績有望不斷兌現，實現加速增長

裝備現代化發(fā)展趨勢明確。根據政府預算草案，中國 2022 年的國防預算為 1.45 萬億元， 同比增長 7.1%。我國近年來持續(xù)強調“加速武器裝備升級換代，推進武器裝備現代化建 設”，預期十四五期間國防支出仍會保持穩(wěn)定增長。另外，根據國防白皮書，2012-2017 年我國裝備費占軍費比例從 36%提高到 41.1%，占比逐年提升，軍隊裝備支出增速持續(xù) 超過國防費支出增速。

國內特種半導體市場空間大，隨著武器裝備國產化需求提到新的高度，國產芯片占比將逐 步提升。根據前瞻產業(yè)研究院，2025 年我國軍工電子行業(yè)市場規(guī)模預計將達到 5012 億元， 2021-2025 年年均復合增長率將達到 9.33%。

短期由訂單驅動，關注合同負債和存貨變化。軍工行業(yè)具有計劃性特征，軍品及其配套產 品的采購嚴格按照國家計劃進行，供應商根據軍方訂單來組織生產活動。合同負債反映在 手訂單情況，存貨體現備貨生產、交付情況，合同負債和存貨可以提前反映特種半導體公 司未來業(yè)績的變動趨勢。2022 年 2 月雷電微力與客戶簽訂兩份配套產品合同，合計金額 為 24.1 億元，是其 2021 年收入的 3.3 倍。今年以來，特種半導體板塊存貨與合同負債高 速增長，隨著相應的訂單不斷轉化為產品交付，預計 2023 年特種半導體板塊內公司業(yè)績 不斷兌現，實現加速增長。

此外，從項目數量和項目所處階段判斷成長性，人員規(guī)?？勺鳛殚g接指標。特種半導體企 業(yè)往往參與軍工集團及其下屬單位的配套研制，項目可分為方案、試樣、定型、批產等不 用階段。軍品具有單一型號的換代周期長的特點，武器裝備定型后配套供應商一般不會更 換，已批產項目供應關系穩(wěn)定，且一個項目通常會連續(xù)交付幾年，所以項目越靠近批產階 段、項目數量越多，公司業(yè)績增長的確定性就越強。軍工行業(yè)是典型的以銷定產行業(yè)，如 果配套企業(yè)參與項目的數量多，那么在交付前往往就會觀察到人員數量的擴張，故可以參 考人員規(guī)模這一指標來判斷成長性。在 2020-2021 年期間，特種半導體板塊內的公司人 員數量增長明顯加快，預計部分項目在后續(xù)將集中落地，從側面印證特種半導體板塊的景 氣度。

五、功率：下游需求高景氣，IGBT、SiC發(fā)展可期

5.1 市場總覽：Q3維持高成長，擴產線、產品高端化趨勢明顯

板塊 22 年 Q3 業(yè)績整體上行，毛利、凈利處于高點。選取 A 股上市/提交 IPO 申請的 17 家主攻功率器件的廠商為樣本，統(tǒng)計其近兩年分季度業(yè)績情況，板塊季度趨勢不明顯，但 通常 Q4 為營收高點。其中，22 年 Q3 板塊總體營收、歸母凈利潤和扣非歸母凈利潤同比 增速分別為 11.14%、12.99%和 9.24%，環(huán)比增速分別為-0.02%、1.07%和 3.63%。板塊 毛利率看，Q2、Q4一般為高點，凈利率規(guī)律性較弱。其中，22年Q3板塊毛利率為25.66%， 同比+1.35pct，環(huán)比+0.19pct，突破歷史最高水位；凈利率達 12.00%，同比+0.20pct，環(huán) 比+0.13pct，處于歷史高位區(qū)間。

Q3 行業(yè)內公司營收與凈利潤增降各半，增長主要系新結構/高壓 IGBT、MOS 等新產品放 量，高附加值提振盈利水平所致，以部分營收增速超 20%的公司為例：1）斯達半導：主驅用 IGBT 模塊配套新能源車超 50 萬輛（A 級及以上車超 20 萬輛）， SiC MOS 模塊也大批量裝車，自研芯片的 650V/1200V IGBT 單管及模塊成為戶用型、 工商業(yè)、地面電站用并網逆變器和儲能變流器的主要供應商；2）宏微科技：M5i 微溝槽 650V 光伏用單管、光伏逆變器用 80A 逆變模塊獲得驗證并批 量交付；M7i 微溝槽 1200V IGBT（對標英飛凌第七代 IGBT）通過客戶認證并獲得小 批量訂單；車用 820A/750V 模塊產品獲得客戶認證并批量交付；3）東微半導：第 4 代高壓超級結 MOS 批量出貨，屏蔽柵 MOS 在 12 吋產線量產。同時 第 2 代 TGBT 電流密度提升至 500A/cm2，通過多客戶驗證并批量銷售，營收同比增 長超 70 倍。功率器件業(yè)已小規(guī)模送樣并實現小批量訂單。4）時代電氣：Q3 單季度新興裝備業(yè)務營收 17.01 億元，YoY+138.85%，其中功率半導 體營收 5.2 億元，YoY+47.49%，QoQ+31.0%。據 NE 時代 8 月數據，公司國內新能 源乘用車電驅動系統(tǒng)搭載約 1.7 萬套，排名第 5；電控搭載約 1.9 萬套，排名第 9；IGBT 功率模塊搭載約 5.5 萬套，排名第 4。此外，公司 SiC 主驅模塊已于國內主流車企驗證。5）揚杰科技：小信號產品收入同比增長 70%；1200V/80mohm SiC MOS 產品量產；1200V/10A-200A Trench IGBT 全系列開發(fā)完成，對應模塊投放市場；SiC SBD 得到 國內 TOP10 光伏逆變器客戶認可并批量出貨；PSBD、PMBD 芯片批量應用于新能 源汽車三電領域。

Q3 行業(yè)內公司總體凈利率和毛利率承壓較大，主要系 1）需求不振，原材料價格上漲；2） 新產線建設初期良率、產能亟待爬升，或新產品處于送樣和驗證階段，未能放量以彌補疲 軟行業(yè)。

5.2 預測與展望：應用市場熱度不減，國產替代促發(fā)展

IGBT 下游應用市場中汽車和新能源發(fā)電將領銜增長。近 20 年來各應用領域對功率器件 的電壓和頻率要求日趨嚴格，帶動 IGBT 市場規(guī)模增加。據集邦咨詢數據，以 2020 年中 國 IGBT 市場為例，下游應用中新能源汽車和新能源發(fā)電占比分別為 30%和 11%；據 Yole 數據及預測，2020年全球IGBT市場中新能源汽車和新能源發(fā)電占比分別為9.43%、1.28%， 20-26 年 CAGR 將分達+22.26%、+22.49%，兩者合計占比預計不斷提升，成為行業(yè)發(fā)展 的強力催化劑。Omdia 數據顯示，2021 年全球 IGBT（分立+模塊）市場規(guī)模約為 56 億 美元，中國 IGBT 市場規(guī)約 22.46 億美元，2024 年有望達 25.76 億美元。

襯底技術突破帶動 SiC 量產技術成熟，國產化具備想象空間。SiC 產業(yè)鏈可分為襯底材料 制備、外延生長、器件制造和應用，據前瞻產業(yè)研究和 CASA Research，襯底和外延在 SiC 功率器件成本結構中占比分別為 47%和 23%，合計占 70%，是主要成本來源。當前 我國第三代半導體領域技術已經基本完成從小批量的研發(fā)向規(guī)?；⑸虡I(yè)化生產的成功跨 越，各環(huán)節(jié)技術、性能趨于穩(wěn)定，與海外企業(yè)工藝技術上的差距正在縮小。

SiC 在新能源汽車、光伏等領域占比較高，國內車用 SiC 市場預計迅速增長至數十億元。SiC 能滿足高溫、高功率、高壓、高頻、抗輻射等惡劣條件要求，廣泛用于新能源車、光 伏發(fā)電、軌道交通、智能電網、國防軍工等領域。Yole 數據顯示，2021 年全球 SiC 功率 器件市場規(guī)模達 10.9 億美元，下游應用看新能源汽車占 62.8%，光伏占 13.8%。據中汽 協(xié)和乘聯會數據，2021 年中國新能源汽車滲透率為 16.39%，新能源汽車乘用車銷量達 352 萬輛，預測 2022 年有望達 600 萬輛?？紤]到 SiC 在高壓（800V）新能源車的布局和 滲透，我們預測 2025 年中國新能源乘用車 SiC 需求將達 77.49 億元。

2021-2030 年全球光伏市場發(fā)展或將持續(xù)加速，2025 年有望近百億元。根據 CPIA 預測， 中性情況下 2022 年全球光伏新增裝機量將達 218GW，至 2025 年有望達 300GW。據產 業(yè)調研網數據，目前光伏逆變器 IGBT 模塊采購額約 2000-2500 萬元/GW，SiC 價格約為 Si 基 IGBT 的 3-4 倍，分別取中值，則 SiC 功率器件采購額約為 7875 萬元/GW。同時產 業(yè)調研網數據顯示，目前 SiC 在光伏逆變器中滲透率約 2%，2025 年有望升至 30%-50%；隨規(guī)模運用、技術發(fā)展帶來成本降低，預計價格以每年 10%的幅度下調。

展望 2023 年，隨產能釋放和產品落地，國內相關企業(yè)或迎發(fā)展良機。1）全球市場看，車用 SiC 功率元件市場仍主要由歐美 IDM 大廠 ST、安森美、Wolfspeed、 英飛凌、羅姆等掌握，；襯底主要企業(yè)有 II-VI、Norstel 等，外延廠商有 Showa Denko、 英飛凌等，器件廠商有 ST、三菱電機等。Yole 數據顯示，Cree、ROHM、Infineon、Mitsubishi 和 ST 等企業(yè)合計占 SiC 功率半導體 80%的市場份額。2）國內市場看，完整產業(yè)鏈已基本形成，下游持續(xù)繁榮和技術發(fā)展雙支撐下，國產企業(yè) 已加速入局：三安光電已實現全產業(yè)鏈覆蓋、天科合達和山東天岳在襯底部分逐步追趕， 但仍處于早期，發(fā)展空間較大；上汽、廣汽等車企已著手布局 SiC 全產業(yè)鏈，比亞迪等車 企已啟動芯片自研計劃。隨 2023 年 Q1 前后相關功率半導體公司諸多送樣、驗證階段的 產品推進，行業(yè)內部分公司營收、利潤端可初見成果。

來源：集成電路前沿；作者：賀茂飛

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