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一文读懂电子材料行业最新发展趋势要润

一文读懂电子材料行业最新发展趋势

“当前中国电子材料产业链的安全和产业链的重构已经提到重要的日程,集成电路用的关键电子材料更是首当其冲,我们迫切需要夯实电子材料产业发展的基础。”在日前于广州举办的2020中国电子材料产业技术发展大会上,中国工程院院士屠海令发出这样的感慨。作为集成电路、新型显示、5G通信的基础和核心,发展电子材料产业对保障我国信息产业健康发展和信息安全、国防安全具有重要的意义。高端电子材料仍将保持高速增长态势电子材料是新一代信息技术产业发展的核心,是支撑经济社会发展的战略性、基础性、先导性的产业。具有产品种类多、技术门槛高、更新换代快、专业性强等特点,广泛应用于新型显示、集成电路、太阳能光伏、电子电路板、电子元器件及电子整机、系统产品等领域,其质量和水平直接决定了元器件和整机产品的性能。当前电子材料特别是半导体材料的发展应用水平已经成为衡量一个国家综合国力的重要标志之一。我国一直高度重视电子材料产业的发展,从2016年到2019年,工信部等国家相关部委出台了一系列支持电子材料行业结构调整、产业升级以及规范产业发展的政策和法规。今年,我国又进一步优化半导体材料等电子材料产业发展的环境,深化产业国际合作,提升产业创新能力和发展质量。近年来,随着互联网、大数据、人工智能等新技术兴起,以及以5G为首的新基建项目的加速推进,国内电子材料产业取得了长足的进步,形成了较为完整的产业体系,产业规模稳步增长,中高端电子材料产品转型升级速度加快。2019年,全行业营收超过7000亿元,技术实力持续提升,显示用液晶材料、集成电路用光刻胶等取得了突破。中国电子材料行业协会理事长潘林说,2019年,我国半导体材料、覆铜板材料、显示封装等产业发展迅速。半导体材料市场规模达到了565亿元,近几年年均复合增长率超过7%;覆铜板材料销售达到了7.14亿平方米,同比增长了10%,占全球的80%份额;2019年,随着国内大尺寸液晶面板产能快速释放,我国大尺寸液晶面板的出货产能已经超过了全球的45%以上。潘林指出,我国电子材料行业发展尽管受到新冠肺炎疫情的冲击、中美贸易摩擦的影响,但是未来以大尺寸硅材料、碳化硅、氮化镓及高频高速覆铜板为代表的高端电子材料,仍将呈现高速增长态势。5G、新型显示为电子材料产业带来新机遇本次大会的主题是“新材料,新应用,新挑战——协同创新赢发展”,与大会主题相契合,与会专家一致表示,5G、新型显示、高端元器件等新应用在为电子材料产业带来新机遇和新挑战。根据全球移动供应商协会发布的最新统计数据,截至2020年11月中旬,全球已有49个国家和地区的122家运营商推出了5G服务,另有129个国家和地区的407家运营商正在进行5G网络基础投资,预计今年年底全球5G商用网络将达到180张。此外,全球已有多个国家为了提振经济而制定并公布了未来几年宏大的5G网络投资计划。可以预期,在未来的两三年内,5G移动通信基础设施建设的步伐将进一步加快。中兴通讯股份有限公司工艺研究总工程师刘哲认为,5G产品高频电路部分要求更低的信号损耗,这让天线材料、PCB基材、电磁屏蔽、导热材料等迎来变革。LCP/MPI将成为5G终端天线FPC的主流材料;对于PCB基材来说,需要Dk/Df更小,Df越高滞后效应越明显,这就要求树脂材料逐渐向PTEE材料靠近,传统FR4树脂材料已不能满足要求;对于5G毫米波PCB,为减少线路损耗,需要选取更低Df的阻焊油墨,国外推出的低Df阻焊油墨比常规油墨性能提升23%。此外,5G终端日益成熟,产业链向上延伸,技术工艺取得突破,人才聚集,使得电子材料产业本土化率加速提升。随着5G的规模普及,移动终端和基站均对电磁屏蔽与导热产品产生大量的需求,电磁屏蔽与导热产业市场规模有望实现成倍增长,潜在市场容量超过120亿元。未来,电磁屏蔽材料将向导热性好、加工工艺简单、性价比高、适合大批量生产等方向发展,各种新材料将在电磁屏蔽的创新应用中将得到更多发展。随着技术的不断进步,复合型材料的开发和工艺的改进,我国的导热相变材料、导热硅脂、导热填充胶和导热凝胶材料将得到进一步发展,对导热石墨膜材料也将提出更多新的要求,如厚度更薄、导热性更好,以及可加工为3D结构产品或与其他材料结合而形成复合多功能材料等。显示材料产业经过多年发展,已呈现出产品多元、产业集中、高速迭代等显著特点。TCL华星光电技术有限公司研发副总监曹蔚然在演讲中表示,显示技术不断更迭,显示器件朝着多功能和数字化方向发展,大尺寸、高解析度、高色彩饱和度、节能、高亮度、柔性、透明等逐渐成为技术发展的主流趋势,OLED能够最终实现上述极致性能。TCL华星光电聚焦印刷技术(IJP),进行大尺寸OLED显示屏技术的布局和开发,目前已取得显著进展。他强调,在IJP-OLED显示材料中,IJP-OLED Bank(喷墨打印像素限制材料)及IJP-OLED Ink(喷墨打印墨水材料)极为重要。IJP-OLED Bank材料在不同表面形成疏墨、亲墨特性,保证墨滴不溢流,降低混色不均匀;IJP-OLED Ink目前已有多家厂商布局,溶质、溶剂体系快速迭代,发光性能不断提升,已经基本达到应用要求。他表示,国内电子材料企业可关注这个领域,为显示产业的本土化配套做出贡献。5G、自动驾驶、物联网的快速发展,也为高端片式元件带来广阔市场。广东风华高科技股份有限公司总工程师付振晓在演讲中表示,不同手机MLCC的用量不同,越高端的手机用量越大,目前iPhoneX里已经超过了1100颗MLCC,一台电动汽车中MLCC的用量也超过了1万颗。因此,未来市场对片式需求可期。而片式元件向微型化、薄型化、高性能、高可靠发展,亦对电子材料提出新挑战,高端电介质材料、电子浆料等核心材料以及PET膜等关键辅材,有待国内材料企业破局。上下游紧密合作加速电子材料核心技术攻关“基础不牢,地动山摇”。专家表示,要发展国内电子材料产业,一定要做好电子信息产业“十四五”高质量发展等规划,强化顶层设计,明确产业发展方向及重点,坚定不移地推动电子材料产业向价值链的中高端跃进;着力突破高端电子材料产业化发展问题,进一步提高电子材料对我国电子信息产业的基础支撑能力和国际竞争力。为保证产业链、供应链的安全稳定,要鼓励电子材料上下游企业紧密合作,加速关键核心技术攻关及产业化验证导入。屠海令院士表示,电子材料除了要按照自身规律发展以外,和高技术领域及相关行业的融合发展非常重要。目前, 国内300毫米的硅片、光刻胶、板材等微纳电子材料的技术攻关和产业化,要加强与用户,特别是像华为、中芯国际这样核心的大型企业的良性互动,切实完善我国电子材料科技创新及产业发展的生态环境。屠海令还强调:“电子材料自身的产业链也应该加以关注,特别是相关的装备仪器,只有不到20%本土化率。这一点也不容小觑,应该加紧安排部署。”国内企业应瞄准国际电子材料前沿技术,做好前端布局,在关键领域形成技术优势,掌握话语权。要深入梳理产业体系,及时更新相关技术路线图,针对重点领域,加大技术创新,提升产业创新力,引导产业转型升级。继续加强国际交流合作,支持产业链各环节与有关国家和地区的企业、科研机构、资本市场等各要素开展全方位的合作,实现互利共赢。

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新材料专题报告之湿电子化学品行业深度研究

如需报告请登录【未来智库】。1、 湿电子化学品是重要的电子信息材料之一1.1、 湿电子化学品的核心要素是超净、高纯及功能性 湿电子化学品是电子行业湿法制程的关键材料。湿电子化学品属于电子化学品 领域的一个分支,是微电子、光电子湿法工艺制程(主要包括湿法蚀刻、清洗、显 影、互联等)中使用的各种液体化工材料。超净高纯试剂是在通用试剂基础上发展 起来的纯度最高的试剂,其杂质含量较优级试剂低几个数量级。湿电子化学品是对 “电子级试剂”、“超净高纯化学试剂”更为合理准确的表达。国内的超净高纯试剂, 在国际上通称为工艺化学品(Process Chemicals), 在美国、欧洲和我国台湾地区称 为湿化学品(Wet Chemicals),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,其纯度和洁净度对电子元器件的成品率、电性能和可靠 性有十分重要的影响。按照组成成分和应用工艺不同,湿电子化学品可分为通用性和功能性湿电子化 学品。通用湿电子化学品以超净高纯试剂为主,一般为单组份、单功能、被大量使 用的液体化学品,按照性质划分可分为:酸类、碱类、有机溶剂类和其他类。酸类 包括氢氟酸、硝酸、盐酸、硫酸、磷酸等;碱类包括氨水、氢氧化钠、氢氧化钾等; 有机溶剂类包括甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯等;其他类包括双氧水等。 功能湿电子化学品指通过复配手段达到特殊功能、满足制造中特殊工艺需求的复配 类化学品,即在单一的超净高纯试剂(或多种超净高纯试剂的配合)基础上,加入 水、有机溶剂、螯合剂、表面活性剂混合而成的化学品。例如剥离液、显影液、蚀 刻液、清洗液等。由于多数功能湿电子化学品是复配的化学品,是混合物,它的理 化指标很难通过普通仪器定量检测,只能通过应用手段来评价其有效性。随着电子元器件制作要求的提高,相关行业应用对湿电子化学品纯度的要求也 不断提高。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)将湿电子化学品按金 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。湿电子化 学品在各应用领域的产品标准有所不同,光伏太阳能电池领域一般只需要 G1 级水平; 平板显示和 LED 领域对湿电子化学品的等级要求为 G2、G3 水平;半导体领域中, 集成电路用湿电子化学品的纯度要求较高,基本集中在 G3、G4 水平,分立器件对 湿电子化学品纯度的要求低于集成电路,基本集中在 G2 级水平。一般认为,产生集 成电路断丝、短路等物理性故障的杂质分子大小为最小线宽的 1/10。因此随着集成 电路电线宽的尺寸减少,对工艺中所需的湿电子化学品纯度的要求也不断提高。从 技术趋势上看,满足纳米级集成电路加工需求是超净高纯试剂今后发展方向之一。1.2、 湿电子化学品行业:上承基础化工,下接电子信息 1.2.1、 湿电子化学品位于电子信息产业链的前端 湿电子化学品位于电子信息产业偏中上游的材料领域。湿电子化学品上游是基 础化工产品,下游是电子信息产业(信息通讯、消费电子、家用电器、汽车电子、 LED、平板显示、太阳能电池、军工等领域)。湿电子化学品的生产工艺主要采用物 理的提纯技术及混配技术,将工业级的化工原料提纯为超净高纯化学试剂,并按照 特定的配方混配为具有特定功能性的化学试剂。湿电子化学品行业是精细化工和电 子信息行业交叉的领域,其行业特色充分融入了两大行业的自身特点,具有品种多、 质量要求高、对环境洁净度要求苛刻、产品更新换代快、产品附加值高、资金投入 量大等特点,是化工领域最具发展前景的领域之一。湿电子化学品对包装、运输的要求极高,行业具有一定的区域性。湿电子化学 品大多属于易燃、易爆、强腐蚀的危险品,所以不仅要求产品在贮存的有效期内杂 质及颗粒不能有明显的增加,而且要求包装后的产品在运输及使用过程中对环境不 能有泄露的危险。目前最广泛使用的材料是高密度聚乙烯(HDPE)、四氟乙烯和氟 烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)。 HDPE 对多数超净高纯试剂的 稳定性较好,而且易于加工,并具有适当的强度,因而它是超净高纯试剂包装容器 的首选材料,HDPE 的关键是与大多数酸、碱及有机溶剂都不发生反应,也不渗入 聚合物中。对于使用周期较长的管线、贮管、周转罐等,可采用 PFA 或 PTFE 材料 做内衬。超净高纯试剂在运输过程中极易受污染,同时对运输工具也有较高要求, 运输成本也较高。为了保证稳定供应高品质湿电子化学品,湿电子化学品生产企业 往往围绕下游制造业布局,以减少运输距离。湿电子化学品行业的区域性决定了其 发展水平与该地区的电子产业发展水平呈正相关。“生产者-使用者-废液处理者”构成湿电子化学品闭环交易新模式。湿电子化学 品的闭环交易模式在国外早有应用,通过引入高水平废液再生提炼纯化商,一方面 解决了化学品使用者的废液处理问题,另一方面也能相应降低化学品生产者的生产 成本,是较为先进的生产模式。随着国内液晶产业的发展,国内液晶面板厂商也开 始广泛采用该模式,如“江化微-中电熊猫-默克电子”的合作,江化微向中电熊猫供 应正胶剥离液,苏州默克将使用后的废液进行回收提纯处理,江化微采购该类回收 液,根据技术和功能性要求,添加部分新液后进行纯化、混配,实现再生利用、绿 色生产。江化微的闭环模式主要是由产品特点所决定:正胶剥离液为混配产品,生 产工艺具有独特性,因此即使是废液回收处理后,由于内部配比关系,回收液通过 再加工也只能被原生产企业和最终客户循环使用。1.2.2、 高技术壁垒赋予湿电子化学品较高的附加值 源于大宗:湿电子化学品的成本构成中原材料占比较高。湿电子化学品的原材 料种类较多,主要包括氢氟酸、硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钾、氢氧化钠、有机溶 剂等基础化工产品以及其他各类添加剂。湿电子化学品企业的成本构成呈现出“料 重工轻”的结构特点,直接材料成本占营业成本的比重普遍在 70%-90%,因此原材 料价格波动会对湿电子化学品的生产成本有较大影响。我国化学工业经过多年发展, 已建立了较为完善的化工工业体系,这使得我国基础化工原料品种齐全。从量上看, 湿电子化学品对上游原材料的采购占上游行业总体的供给比例非常小,上游原材料 供给较为充足。从价格上分析,基础化工受到上游基础原料产业如原油、煤炭及采 矿冶金、粮食等行业的影响,近几年价格有所波动。总体上看,湿电子化学品价值 占其下游电子产业链价值比重较低,同时产品技术等级越高,则产品的附加值越高, 企业的议价能力越强,所以原材料对湿电子化学品企业盈利水平的影响可控。不同于大宗:湿电子化学品的高附加值源于精密纯化与混配技术。湿电子化学 品是化学试剂中对纯度要求最高的领域,对生产的工艺流程、生产设备、生产的环 境控制、包装技术都有非常高的要求,具备较高的技术门槛。与工业级化学品的合 成工艺不同,湿电子化学品在整个生产过程中主要工艺为纯化工艺和配方工艺,该 两大关键技术工艺基本为精密控制下的物理反应过程,较少涉及化学反应过程,不存在高污染、高耗能的情况。同时,湿电子化学品的工艺水平和产品质量直接对电 子元器件的功能构成重要影响,进而通过产业传导影响到终端整机产品的性能,因 此湿电子化学品具有附加值高的特点。以江化微为例,其超净高纯硝酸的平均售价 一般为 2,300-2,600 元/吨,而工业级纯化原料的价格一般为 1,200-1,500 元/吨,提纯 处理后的产品价值量显著提升。功能湿电子化学品的生产工艺更为复杂,除了提纯 外还有混配的过程,对产品的配方、制作参数的选择均十分考验生产商的技术实力 与生产经验。我们分别比较了江化微和润玛股份单酸、混酸产品的毛利率,可见混 配产品与单一纯化产品相比具备更高的盈利水平。(1)纯化工艺的核心是提纯技术和分析检测技术 分离纯化技术主要用于去除杂质,对化学品进行分离提纯以得到合格产品的过 程,其关键是针对不同产品的不同特性采取对应的提纯技术。目前国内外制备超净 高纯试剂常用的提纯技术主要有精馏、蒸馏、亚沸蒸馏、等温蒸馏、减压蒸馏、低 温蒸馏、升华、气体吸收、化学处理、树脂交换、膜处理等技术。不同的提纯技术 适应于不同产品的提纯工艺,有的提纯技术如亚沸蒸馏技术只能用于制备量少的产品,而有的提纯技术如气体吸收技术可以用于大规模的生产。检测分析技术是超净 高纯试剂质量控制的关键技术,根据不同的检测需要可以分为颗粒分析测试技术、 金属杂质分析测试技术、非金属分析测试技术等,目前分别发展到激光光散法、电 感耦合等离子体—质谱法(ICP-MS)、离子色谱法。(2)混配工艺的关键在于配方,需要长期经验积累 混配工艺是将纯化成品经过检测后,再进行过滤、精密混配的工艺过程,混配 工艺是满足下游客户对湿电子化学品功能性要求的关键工艺之一。混配类产品的核 心在于配方,装置通用性强,满足一定条件下,产能可互相通用转换。而配方的形 成需要企业有丰富的行业经验,通过不断的调配、试制及测试才能完成,甚至还需 要对客户的技术工艺进行实地调研,才能实现满足客户需要的功能性产品的研发。 因此混配工艺高度依赖企业的技术和经验。1.2.3、 湿电子化学品盈利差异体现在产品等级不同 湿电子化学品跟随下游电子信息产业快速更新换代。湿电子化学品作为电子行 业的配套行业,与下游行业结合紧密,素有“一代材料、一代产品”之说。湿电子 化学品下游应用行业主要有半导体、光伏太阳能电池、LED、平板显示等,下游应 用行业的未来发展趋势对湿电子化学品行业有较大的影响。由于电子产业发展速度 非常快,产品更新换代也很快。新产品的工艺特点和技术要求都会发生变化,这就 要求湿电子化学品与之同步发展,以适应其不断推陈出新的需要。以集成电路制造 为例,根据摩尔定律,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔 18 个月便会增加 一倍,性能也将提升一倍。集成电路性能与半导体制程紧密联系,应用于集成电路 的湿电子化学品从 G2 等级发展至 G5 等级。产品等级与应用领域对湿电子化学品的盈利能力有较大影响。通用湿电子化学 品的定价模式主要为市场定价,高等级产品和功能湿电子化学品的议价能力较强, 以国际价格为参考并根据企业自身研发成本进行定价。成本方面,主要原材料均为 大宗商品,价格公允透明。因此,国内湿电子化学品厂商的盈利差异主要体现在产 品等级与应用领域的不同。目前,我国湿电子化学品应用领域主要分为三大类,即 半导体市场、光伏市场、平板显示器市场。整体而言,半导体市场对湿电子化学品 生产商的技术实力与生产经验要求最高,故该领域竞争激烈程度相对较低,毛利率 最高。光伏太阳能领域对产品纯度要求低,进入壁垒低,毛利率较低。以江化微为 例, 2019年半导体芯片、显示面板、太阳能电池三大市场的产品毛利率分别为41.47%、 23.58%、27.34%,受产品竞争加剧以及面板价格下滑的影响,显示面板用湿电子化 学品的利润空间有所压缩,毛利率较 2018 年减少 6.27%。认证采购模式使湿电子化学品具备一定的客户壁垒。湿电子化学品有技术要求 高、功能性强、产品随电子行业更新快等特点,且产品品质对下游电子产品的质量 和效率有非常大的影响。因此,下游电子元器件生产企业对湿电子化学品供应商的 质量和供货能力十分重视,常采用认证采购的模式,需要通过送样检验、技术研讨、 信息回馈、技术改进、小批试做、大批量供货、售后服务评价等严格的筛选流程, 而在大尺寸面板,半导体集成电路等高端领域要求更加严格。同时,湿电子化学品 尽管在下游电子元器件中成本占比很小,因此一旦与下游企业合作,就会形成稳定 的合作关系,这会对新进入者形成较高的客户壁垒。 2、 三大应用领域齐发力,湿电子化学品需求持续增长2.1、 半导体:大尺寸晶圆厂投产拉动湿电子化学品需求 2.1.1、 湿电子化学品在晶圆加工中充当清洗和蚀刻功效 湿电子化学品主要有清洗和蚀刻两大类用途。湿电子化学品在半导体制造领域 的应用,主要在集成电路和分立器件制造用晶圆的加工方面,还包括晶圆加工前的 硅片加工以及后端的封装测试环节。集成电路的制造工艺十分复杂,大体上可以分 为光刻(Lithograph)、 蚀刻(Etch)、氧化(Oxidation)、薄膜(Thin film)、化学机械平坦化研磨(CMP)、扩散(DIFF)等几个部分,其中光刻、蚀刻以及辅助性的清 洗/表面预处理工序均需要湿电子化学品参与,具体包括曝光后光刻胶的剥离、灰化 残留物的去除、本征氧化物的去除,还有选择性蚀刻。(1)清洗在集成电路生产中,约有 20%的工序与晶圆清洗有关。集成电路制造过程中的 晶圆清洗是指在氧化、光刻、外延、扩散和引线蒸发等工序之前,采用物理或化学 的方法去除硅片表面的杂质,以得到符合清洁度要求的硅片的过程。晶圆表面的污 染物,如颗粒、有机杂质、金属离子等以物理吸附或化学吸附的方式存在于硅片表 面或自身氧化膜中,晶片生产每一道工序存在的潜在污染,都有可能导致缺陷的产 生和器件的失效,晶圆清洗要求既能去除各类杂质,又不损坏套片。晶圆清洗不同 工序的清洗要求和目的也是各不相同的,这就必须采取各种不同的清洗方法和技术 手段,以达到清洗的目的。湿法化学清洗技术在硅片表面清洗中仍处于主导地位。半导体硅片清洗可分为 物理清洗和化学清洗,化学清洗又可分为湿法化学清洗和干法化学清洗。尽管干法 工艺不断发展,且在某些应用中具有独特的优势,但是大多数晶圆清洗工艺还是湿 法,即利用各种化学试剂和有机溶剂与吸附在被清洗物体表面上的杂质及油污发生 化学反应或溶解作用,通常在批浸没或批喷雾系统内对晶圆进行处理,当然还包括 日益广泛使用的单晶圆清洗方法。目前湿法化学清洗技术的趋势是使用更稀释的化 学溶液,辅之以某种形式的机械能,如超声波或喷射式喷雾处理等。晶圆湿法化学 清洗中所用湿法化学品根据工艺不同及加工品质要求的差异,所用的湿法化学品的 品种也不同。一般将充当晶圆清洗作用的湿法化学品其划分为四类品种,即碱性类 溶液、酸性类溶液、SPM 清洗剂、稀释 HF 清洗剂(DHF)。(2)光刻和蚀刻光刻和蚀刻占芯片制造时间的 40%-50%,占制造成本的 30%。在集成电路的 制造过程中,晶圆厂需要在晶圆上做出极微细的图案,而这些微细图案最主要的形 成方式是使用光刻和蚀刻技术。光刻是利用照相技术将掩膜板上图形转移到晶片上 光刻胶层的过程,包括基片前处理、涂胶、前烘、曝光、后烘、显影等步骤。蚀刻 是继光刻之后的又一关键工艺,将光刻技术所产生的光阻图案,无论是线面或是孔 洞,准确无误地转移到光阻底下的材质上以形成整个积体电路所应有的复杂架构。光刻工序中,基片前处理、匀胶、显影和剥离步骤需要使用湿电子化学品。光 刻所涉及到的光刻胶配套试剂包括用于光刻胶稀释用溶剂、涂胶前用于基片表面处 理的表面处理剂(如六甲基二硅胺烷)、曝光之后的显影剂(四甲基氢氧化铵水溶液)、 去除基片上残余光刻胶的去胶剂(包括硫酸、过氧化氢、N-甲基吡咯烷酮及混合有 机溶剂组成的去胶剂、剥离液等)。蚀刻技术可大略分为湿式蚀刻和干式蚀刻两种,湿式蚀刻技术是最早发展起来 的,目前还是半导体制造中得到广泛应用的蚀刻技术。湿式蚀刻通过特定的溶液与 需要蚀刻的薄膜材料发生化学反应,除去光刻胶未覆盖区域的薄膜,其优点是操作 简便、成本低廉、用时短以及高可靠性,选择合适的化学试剂,湿式蚀刻相比干式 蚀刻具有更高的选择性;湿式蚀刻的缺点是存在侧向腐蚀(钻蚀)的现象,进而导 致图形线宽失真。整体而言,湿式蚀刻因其可精确控制薄膜的去除和对原材料的低 损耗,在今后很长一段时间将无法取代。湿式蚀刻的机制,一般是利用氧化剂将蚀 刻材料氧化,再利用适当的酸将氧化后的材料溶解于水中。另外,为了让蚀刻的速 率延长湿电子化学品的使用时间,常会在蚀刻液中加入活性剂及缓冲液来维持蚀刻 溶液的稳定。湿式蚀刻在半导体制程,可用于硅的蚀刻(多采用混合酸蚀刻液,混 合酸由氢氟酸、硝酸、醋酸组成)、二氧化硅的蚀刻(多采用氟化铵与氢氟酸的混合 液)、氮化硅的蚀刻(多用磷酸蚀刻)、金属(Al、Al-Si)蚀刻(常采用磷酸+硝酸+ 醋酸蚀刻液)、有机材料蚀刻(常采用四甲基氢氧化铵液)。湿法蚀刻和湿法清洗从本质和原理来看有相同之处。从本质来讲,选用的化学 药液的种类和浓度以及应用的场合决定了到底是蚀刻还是清洗。一般而言强酸强碱 用于蚀刻,如高浓度氢氟酸(49%),磷酸(70%)等。低浓度酸碱用于清洗,如水 和氢氟酸体积比为 500: 1 的混合溶液,低浓度氨水和双氧水混合液等。从原理上讲, 湿法清洗也就是轻微的湿法蚀刻。以传统的 RCA 清洗为例,在清洗过程中晶圆表面材料会被氨水腐蚀掉一部分,然后通过电性排斥的原理去除污染颗粒,从而达到清 洗晶圆表面的目的。机台设备方面,湿法蚀刻和清洗均可分为槽式蚀刻(清洗)和 单片独刻(清洗),槽式机台一次性能处理 50 片晶圆,产量较大,它采用浸泡的方 式,整个过程中晶圆不断旋转。槽式蚀刻(清洗)的优点是湿电子化学品消耗较低, WPH(wafer per hour)高,蚀刻均匀性较好。2.1.2、 2020 年国内半导体用湿电子化学品需求量 45 万吨 近两年中国大陆晶圆厂进入投产高峰期。随着我国经济结构调整,新兴产业, 计算机、消费电子、通信等产业规模将持续增长,大大拉动了对上游集成电路需求, 同时,国家信息安全战略层面不断加大对集成电路产业的政策支持力度,我国半导 体市场持续快速增长。2017 年以来,中国大陆晶圆厂进入投产高峰期,根据中国半 导体行业协会数据,2019 年国内 IC 制造业产值突破 2,000 亿元,近五年复合增速达 24.28%。2018 年国内 12 英寸、8 英寸、6 英寸晶圆平均产能分别为 80.4 万片/月、 86.4 万片/月、73.8 万片/月,中国电子材料协会预计,随着多座半导体十二英寸厂投 产,2019 年国内 12 英寸晶圆平均产能将达到 127.5 万片/月,2020 年国内 12 英寸晶 圆平均产能将达到 150 万片/月。12 英寸晶圆加工主导半导体用湿电子化学品需求。12 英寸晶圆面积是 8 英寸晶 圆的两倍,但其制造过程中使用的湿电子化学品达 239.82 吨/万片,是 8 寸晶圆消耗 量的 4.6 倍,6 寸晶圆消耗量的 7.9 倍,我们测算 2018 年我国 6 英寸及以上晶圆生产 中消耗各类湿电子化学品总量约为 28.27 万吨,其中 12 英寸的半导体晶圆生产线消 耗湿电子化学品 20.98 万吨,约占总消耗量的 74.22%。如果再加上 6 英寸以下半导 体晶圆生产线所消耗的湿电子化学品,以及半导体晶圆加工前的硅片加工用湿电子 化学品,我们预计 2018 年我国半导体生产所需湿电子化学品超过 30 万吨。硫酸、双氧水是半导体晶圆加工中需求量最大的两个品种。从具体产品种类看, 2018 年我国晶圆加工用硫酸、双氧水、氨水、氢氟酸、硝酸的消耗量分别为 8.88 万 吨、8.11 万吨、2.29 万吨、1.56 万吨、1.10 万吨,用量最大的硫酸、双氧水主要用 于前道工序的清洗;功能湿电子化学品中,显影液、蚀刻液、剥离液的用量分别为 2.91 万吨、1.52 万吨、0.47 万吨,显影液主要为四甲基氢氧化铵显影液。2020 年国内半导体行业湿电子化学品需求量有望达 45 万吨。半导体产业规模在国 内继续保持快速增长,对湿电子化学品的需求也将保持较高景气。2018-2020 年我国 新增 11 条 12 英寸晶圆生产线和 5 条 8 英寸晶圆生产线, 2020 年国内 12 英寸晶圆产 能将达到 150 万片/月,较 2018 年提升近 70 万片/月,按照 80%的产能利用率,我们 测算新增 12 英寸晶圆产量会带来湿化学品需求增量 16.02 万吨,再加上其他尺寸晶 圆扩产以及硅片加工的需求,我们预计 2020 年半导体行业对湿电子化学品的需求量 约为 45 万吨,并且未来三年将保持 15%以上的增速。制程节点的突破将对湿电子化学品等级提出更高要求。光刻工艺一直是现代集 成电路领域最大的难题,在 1965 年摩尔定律提出后,半导体产业一直以 18 个月为 周期升级半导体工艺,节点制程从 1000 nm 演变到了如今的 7 nm,2019 年三星发布 了新一代 3 nm GAA(闸极全环),台积电宣布正式启动 2 nm 工艺的研发。因此晶圆 代工厂在选择湿电子化学品时,会对其纯度提出更高要求。目前,8 英寸晶圆生产使 用的是 G3、G4 等级湿电子化学品,12 英寸晶圆由于加工方式的改变,对湿电子化 学用量大幅增加,并对湿电子化学品的等级提出更高的要求,普遍需要 G4-G5 等级。 随着集成电路制程节点的突破,G4、G5 高等级湿电子化学品需求占比将逐渐升高。 而国内湿电子化学品达到国际标准且具有一定生产量的 30 多家企业中,技术水平多 集中在 G3 以下(国产化率 80%),G3 及以上的湿电子化学品国产化率仅约为 10%。2.2、 平板显示:大陆面板产业崛起带动湿电子化学品需求增长 2.2.1、 湿电子化学品用于面板制造的显影、蚀刻、清洗等工序 薄膜晶体管是LCD和AMOLED中的重要部件。面板显示行业中两大主流技术, TFT-LCD 和 AMOLED,其制造过程均可分为三大阶段:前段阵列工序(Array)、中 段成盒工序(Cell)以及后段模块组装工序(Mole), 薄膜晶体管(TFT)在两大 显示技术中均发挥了重要的作用。TFT 在 LCD 中充当电路开关的作用,用来控制液 晶显示;AMOLED 全称主动矩阵有机发光二极体,TFT 就是这个“主动矩阵”,即 用晶体管控制的开关矩阵。一片表面平滑、没有任何杂质的玻璃基板,制成可用的 薄膜电晶体,需要重复清洗、镀膜、上光阻、曝光、显影、蚀刻、去光阻等过程, 即 Array 制程。相较于传统非晶硅(a-Si)TFT-LCD 的 Array 制程,OLED 采用低温 多晶硅(LTPS) TFT 作为基板,因此其具体工序及所用湿电子化学品种类有所差异。湿电子化学品主要应用于显示面板制造中Array制程的显影、光刻(蚀刻-剥离) 、 清洗工序。显示面板的前段 Array 制程与晶圆加工相似,不同的是 Array 将薄膜晶体 管制作于玻璃上,而非硅晶圆上。光刻技术是 Array 制程中最为核心的内容,通过带 有目标图形的掩模版对涂有光刻胶的 ITO 玻璃进行曝光,受光部分可经显影液溶解,再将露出的ITO膜层去除并剥离多余的光刻胶,便能得到带有目标图形的ITO玻璃。 湿电子化学品是面板制造中关键的基础材料,基板上颗粒和有机物的清洗、光刻胶 的显影和去除、电极的蚀刻等工序都需要特定的湿电子化学品的参与。(1)清洗面板制造过程中,会经过多次玻璃基板、镀膜玻璃清洗工序,需要湿电子化学 品的参与。如所使用的玻璃基板在受入前使用湿电子化学品对其清洗干净;在溅镀 ITO 导电膜之前的清洗加工;在涂敷光刻胶等之前都要采用湿电子化学品对玻璃基 板进行清洗,以保证对微小颗粒以及所有的无机、有机污染物清除干净,达到所需 要的洁净精度的要求。清洗工序贯穿于 Array 的整个制程过程,对平板显示的成品率 有十分重要的影响。(2)显影光刻胶显影,即通过显影液将经过曝光部分的光刻胶溶解,从而将图形从光罩 转移到光刻胶涂层上。常用的显影液有四甲基氢氧化铵(TMAH)、氢氧化钾(KOH) 等,最常用的是 TMAH,它的纯度高,金属离子含量低,显影清洗后基本不留金属 痕迹,显影效果也非 KOH 所能比。杭州格林达是国内显示面板显影液的主要生产供 应厂商,其电子级四甲基氢氧化铵(TMAH)产品在全球市场约占 25%的份额。(3)蚀刻蚀刻工艺分为两种,干法蚀刻和湿法蚀刻,面板制作多采用湿法蚀刻。湿法蚀 刻指的是利用湿电子化学品通过化学反应进行蚀刻的方法。主要包括 Mo/Al 蚀刻液 (又称铝蚀刻液)、Cu 蚀刻液、ITO 蚀刻液三种。Mo/Al 蚀刻液用于 Array 工艺中钼 /铝金属层的蚀刻,主要组分是磷酸、硝酸、醋酸及添加剂(硝酸钾、氯化钾)。Cu 蚀刻液是由双氧水加添加剂构成的,用在铜电极存在的面板对铜金属层的蚀刻工序 中,这是一种较新的制造工艺,京东方、中电熊猫、华星光电已有使用铜电极的高 世代线投产,使用的也是铜蚀刻液。ITO 蚀刻液用于面板导电膜氧化铟锡(ITO)的 蚀刻,目前,市场上的 ITO 蚀刻液主要为草酸系和无机酸锡,无机酸系一般是硝酸 (或醋酸)、硫酸、添加剂和水的混合溶液。(4)剥离TFT-LCD 制作用的剥离液,是用于去除金属电镀或蚀刻加工完成后的光刻胶和 残留物质,同时防止对下面的衬底层造成损坏,剥离液的配方还必须符合剥离工艺。TFT-LCD 面板剥离液以有机溶剂型为主,主要成分是 DMSO 和 MEA。但有机溶剂 污染大、成本高,水系剥离液前景更加广阔。江化微已经自主研发出了水系剥离液, 剥离效果良好,达到了国外大公司产品水平,目前已大量使用在国内中小尺寸及高 世代面板 G6 线上。(5)面板薄化轻薄是显示器发展的主流趋势,高世代生产线相继投入到薄型化产品的生产中。 其中单片玻璃的厚度从流行的 0.7t、0.63t 逐步薄化为 0.5t、0.4t 甚至 0.3t 以下的玻璃 基板生产的产品都已得到了生产。玻璃基板的薄化工艺分为两种,化学蚀刻和物理 研磨,目前化学蚀刻是 TFT-LCD 业界主流工艺方式,即利用氢氟酸与基板材料二氧 化硅发生化学反应并使其溶解的原理,对面板表面进行咬蚀,将面板厚度变薄,达 到工艺要求的玻璃基板的厚度。2.2.2、 2020 年国内平板显示用湿电子化学品需求量 69 万吨 面板行业两大趋势:全球产能向中国大陆转移,小尺寸OLED渗透率快速提升。 根据 Wind 数据,2015-2019 年全球 LCD 面板出货量整体保持平稳,2019 年出货量 为 1.44 亿片,同比略微下降 0.43%;但大尺寸 LCD 面板出货面积仍稳步增长,2019 年同比增长 5.21%。全球面板产业呈现向中国大陆转移的趋势,2016 年中国大陆面 板厂商出货量首次超越中国台湾地区的出货量,位居全球第二,2017 年底国内面板 产能首次超过韩国位居全球第一, 2019年国内面板在全球市场的占有率超40%。 IHS Markit 预计,到 2023 年中国大陆的面板出货量占全球的出货量比例将进一步提升, 将占全球总产能的 55%。相较于 LCD 面板,OLED 作为一种新型显示面板,具备厚 度小、可弯曲、色彩对比度高等优点,在智能手机等小尺寸应用领域实现渗透率的 快速提升。根据 CINNO Research 数据,2018 年全球 OLED 智能手机销量 3.70 亿部, 渗透率达到 26.3%。由于柔性 AMOLED 工艺的成熟、成本将接近 LCD,OLED 在智 能手机市场将逐渐取代 LCD 成为共识,CINNO Research 预计 OLED 手机渗透率在 2024 年将达到 69.1%。中国大陆面板产业崛起,推动国内湿电子化学品需求增长提速。截至 2018 年底, 中国大陆已经建成投产的 LCD、OLED 面板生产线产能分别为 1.13 亿平米、201.80 万平米。由于 OLED 面板对洁净度的更高要求以及蚀刻工艺的差别,同等面积 OLED 面板制造所需要的湿电子化学品用量比 LCD 更多。根据湿电子化学行业协会数据, 单位面积 OLED 消耗的湿电子化学品量约是 LCD 面板的 7 倍。随着多个高世代及 OLED 面板陆续产线,国内平板显示用湿电子化学品的需求不断增加。2018 年我国 LCD 面板、OLED 面板用湿电子化学品的消耗量分别为 29.68 万吨、4.40 万吨,同 比增长 13.95%、119.61%。从具体产品种类看,剥离液和 Al 蚀刻液是 LCD 面板制 造中用量最大的两个品种,2018 年国内消耗量分别为 9.28 万吨和 4.86 万吨,而 Cu 电极工艺的发展有望带来 Cu 蚀刻液的用量大幅增长;OLED 面板制造中,剥离液和 显影液的用量占比最高,2018 年国内消耗量分别为 1.93 万吨、1.16 万吨。2020 年国内平板显示行业湿电子化学品需求量有望达 69 万吨。京东方、华星 光电、中电熊猫等多条高世代面板产线建成投产,将进一步增加湿电子化学品的配 套需求。根据中国电子材料行业协会的统计数据, 2020 年中国大陆 LCD 面板、 OLED 面板产能分别达 1.69 亿平米、1509 万平米。按照 80%的产能利用率,我们测算 2020 年 LCD、OLED 面板制造对湿电子化学品的需求量分别达 42 万吨、27 万吨,行业 总需求为 69万吨, 2014-2020 年复合增长率为 28.15%,我们预计未来三年将保持 25% 以上的增速。随着平板显示向高世代发展趋势的加快,对产品的良品率、稳定性、 分辨率以及反应时间会有越来越高的要求,相应对高世代线用湿电子化学品提出越 来越高的要求。2.1、 太阳能电池:光伏平价上网打开湿电子化学品长期空间 2.1.1、 湿电子化学品用于太阳能电池片的制绒、清洗、蚀刻工序 湿电子化学品主要应用于太阳能电池片制造的制绒、清洗及蚀刻。太阳能电池工作原理的基础是半导体 P-N 结的光伏效应,晶硅太阳能电池是目前应用最广泛的 电池,其基本结构是在 P 型晶体硅材料上通过扩散等技术形成 N 型半导体层,组成 P-N 结;在 N 型半导体表面制备绒面结构和减反射层,然后是金属电极,而在 P 型 半导体上直接制备背面金属接触。太阳能电池片制造的主要工艺步骤包括:绒面制 备、P-N 结制备、铝背场制备、正面和背面金属接触以及减反射层沉积。晶硅太阳 能电池片制程中所用湿电子化学品,主要应用于太阳能电池片的制绒、清洗及蚀刻, 其中制绒加工部分的湿电子化学品用量占总消耗量的 60%-70%。(1)制绒由于太阳能电池硅片切割过程中的线切作用,硅片表面往往存在 10-20 微米的损 失层,因此制备太阳能电池时需利用化学腐蚀去除这层机械损伤层,并进行硅片表 面织构化,即制绒。通过化学腐蚀在硅片表面形成凹凸不平的结构,延长光在电池 表面的传播路径,减少光反射造成的光损失,从而提高太阳能电池对光的吸收效率。 同时,绒面也能对后续组件封装的光匹配有比较大的帮助,可减少组件封装的损耗。单晶硅采用的碱处理制绒,多晶硅采用的酸处理制绒。目前,晶体硅太阳能电 池的绒面一般是通过化学腐蚀方法制作完成。针对不同硅片类型,有两种不同的化 学液体系的制绒工艺,过程中使用的碱/酸处理剂,以及配合使用的清洗剂,都属于 湿电子化学品范畴。单晶太阳能电池片的制绒加工,是利用单晶片各向异性的腐蚀 特性由强碱对硅片表面进行一系列的腐蚀,形成似金字塔状的绒面,所用处理剂为 氢氧化钠(或氢氧化钾)、异丙醇(或乙醇)、硅酸钠、绒面添加剂等;多晶硅片的 制绒加工,是利用强腐蚀性酸混合液的各向同性的腐蚀特性对硅片表面进行腐蚀, 所用的主要处理剂为硝酸、氢氟酸以及添加剂。多晶硅制绒还有机械刻槽、反应离 子腐蚀(RIE)等其他方法,但机械刻槽要求硅片厚度在 200 微米以上,RIE 设备复 杂且昂贵,相对来说,酸性腐蚀法工艺简单、成本低廉,仍是大多数公司的选择。(2)清洗太阳能电池片清洗加工,一般思路是首先去除硅片表面的有机沾污,因为有机 物会遮盖部分硅片表面,从而使氧化膜和与之相关的沾污难以去除;然后溶解氧化 膜,因为氧化层是“沾污陷阱”,也会引入外延缺陷;最后再去除颗粒、金属等沾污。 因此太阳能电池片的典型清洗的工艺顺序为:去分子(超声清洗)→去离子→去原 子→去离子→水冲洗。根据清洗杂质的类型不同,清洗过程中使用的湿电子化学品 也有所不同。(3)蚀刻经过扩散工序后,硅片表面、背面、周边会形成 N 型层,若不去除边缘的 N 型 层,制成的电池片会因为边缘漏电而无法使用。扩散过程中,硅片表面形成了一层 磷硅玻璃(PSG),磷硅玻璃不导电,为了形成良好的欧姆接触,减少光的反射,在 沉积减反射膜之前,必须把磷硅玻璃腐蚀掉。太阳能电池片的蚀刻工艺也分为干法 和湿法两种,湿法蚀刻应用较多。湿法蚀刻利用 HNO3和 HF 的混合液对硅片表面进 行腐蚀,达到同时去除边缘的 N 型硅和磷硅玻璃的效果。2.1.2、 2020 年国内太阳能电池用湿电子化学品需求量 41 万吨我国太阳能电池片产量持续增长。光伏太阳能作为资源潜力大,环境污染低, 可永续利用,且使用安全的可再生能源,其开发利用受到世界各国高度重视。我国 光伏产业在 2013-2018 年迅速崛起,已经牢牢占据光伏产业链各环节高点龙。2018 年“531 政策”以来,国内光伏产业迎来发展阵痛,新增装机量下滑、产业链价格剧 烈下跌。但受益于海外需求大涨,国内电池片生产端仍在持续增长。据中国光伏行 业协会统计,2019 年国内电池片产量为 108.6 GW,同比上升 24.54%,全球市场占 比达 83%。替代传统能源、光伏产品降本是国内外光伏产业维持增长的驱动力。根 据中国光伏行业协会《2019 年中国光伏产业发展路线图》 ,2025 年国内新增装机量 乐观预期可达 80GW、全球新增装机量乐观预期可达 200GW。从产品类型看,多晶 硅电池片价格快速下滑,企业盈利困难,高效单晶市占率有望呈现不断提升的趋势。氢氟酸、硝酸、氢氧化钾是太阳能电池片制造中用量最多的品种。根据中国电 子材料行业协会的数据,单多晶硅电池片用湿电子化学品的单位消耗量整体接近。 从细分种类看,由于制绒及清洗工艺不同(单晶硅电池片加工为碱制绒、多晶硅电 池片加工为酸制绒),单晶硅电池片对氢氧化钾的用量较大,而多晶硅电池片对氢氟 酸、硝酸的用量较大。2018 年国内太阳能电池用氢氟酸、硝酸、氢氧化钾的消耗量 分别为 10.38 万吨、8.24 万吨、3.71 万吨,我们预计,随着单晶市占率的提升,未来 氢氧化钾的用量及占比将进一步增加。2020 年国内光伏行业湿电子化学品需求量有望达 41 万吨。太阳能电池片生产 对湿电子化学品等级的要求较低,只需达到 G1 等级。随着前几年国内太阳能电池生 产制造业的大规模扩产,湿电子化学品需求量也快速增长,国内众多湿电子化学品 生产企业实现产业链配套,目前该领域的内资企业占有 99%以上的份额。2020 年以 来,通威、隆基等电池片大厂均公布扩产计划,根据 PV Info Link 预测,2020 年新 增电池片产能规划超 40GW。综合考虑新项目投产、落后产能淘汰、多晶产能利用 率走低等因素,我们预计2020年国内太阳能电池片总产量达125 GW,按照3.3吨/MV的单位消耗量,对应湿电子化学品需求量为 41.25 万吨,我们预计未来三年将保持 10%左右的增速。3、 全球湿电子化学品产能重心向亚太转移,政策资金助力国内发展3.1、 以海外为鉴,单点突破是后进者主要成长路径 3.1.1、 全球湿电子化学品的发展与集成电路产业密切相关 湿电子化学品的产生与发展与集成电路产业密切相关。20 世纪 60 年代起,大 规模集成电路及超大规模集成电路相继出现,对集成电路制造用化学试剂要求更高, 湿电子化学品也就是在这一需求市场的变化背景下应运而生,可以说目前国际上在 湿电子化学品技术发展方面的重点还在大规模集成电路的应用领域中。同时湿电子 化学品也成为电子化学品产业中的一个重要门类,其应用市场还渗透到平板显示、 LED、太阳能电池、光磁记录存储体产品等领域中。由于全球湿电子化学品市场的 不断扩大,从事湿电子化学品研究与生产的厂家及机构也在增多,生产规模不断扩 大。全球湿电子化学品的市场格局经历了三个阶段的变化:(1)美欧垄断 20 世纪 80 年代至 90 年代中期,湿电子化学品市场主要由美国、欧洲(主要为 德国、英国等)的几家世界知名的化工企业所垄断,它们约占整个世界湿电子化学 品市场的 65%以上。当时市场占有率较高的主要企业有:德国 Merck(默克)公司、 美国亚仕兰(Ashland)公司、美国奥林(Olin)公司、美国 Mallinckradt Baker 公司、 美国 Arch 公司、英国的 B.D.H 公司等,其中以德国默克为最大,其次是日本的一 些企业,包括关东化学、三菱瓦斯化学、住友化学、和光纯药公司等。(2)日本崛起 自 20 世纪 90 年代后期起,世界湿电子化学品市场格局发生一些转变。主要是 由于日本半导体产业的迅速发展,日本企业的湿电子化学品在生产规模及世界市场 占有率方面都得到了较大的发展。日本湿电子化学品企业还大幅度促进了湿电子化 学品制造技术的提高。(3)亚太主导 21 世纪前十年代的后期起,随着亚洲其它国家、地区(不含日本)在半导体、 平板显示器、太阳能电池等产业快速发展,亚太地区已成为全球湿电子化学品的主 导市场,其中中国台湾地区、韩国等湿电子化学品生产企业市场份额得到明显的扩 大。陶氏、霍尼韦尔、巴斯夫等公司竞相将电子化学品业务重点放在亚太地区,而 部分欧美传统老牌企业在全球市场的份额上出现明显的缩减。全球湿电子化学品市场三分天下,欧美、日本企业份额逐年降低。根据中国电 子材料行业协会数据,2018 年全球半导体、平板显示、太阳能电池三大应用市场使 用湿电子化学品总量达到 307 万吨,全球市场规模 52.65 亿美元。市场格局方面, 2018 年欧美传统老牌企业(包括其亚洲工厂)的市场份额(以销售额计)约为 33%, 较 2010 年减少 4 个百分点;第二块市场份额是由日本的十家左右生产企业所拥有, 总共占 27%左右,较 2010 年减少 7 个百分点;其余市场份额主要是中国台湾、韩国、 中国大陆本土企业生产的湿电子化学品所占领,约占世界市场总量 38%,近年来这 些国家、地区的应用市场大幅扩大,特别是在大尺寸晶圆、高世代液晶面板、OLED 面板等湿电子化学品新市场方面,因此中国台湾、韩国、中国大陆等国家、地区的 湿电子化学品生产能力、技术水平及市场规模都得到快速发展,替代欧美、日本同 类产品的趋势显著。根据中国电子材料行业协会数据,2018 年中国大陆三大应用市 场使用湿电子化学品总量约 92 万吨,对应市场规模约为 110 亿元。3.1.2、 老牌厂商以多元化集团为主,新进者多为专业生产商 全球湿电子化学品行业参与者分为两类:多元化集团与专业型生产商。我们对 境外及中国台湾地区的湿电子化学品生厂商进行了全面梳理,其中欧美企业多为传 统大型化工企业,具有生产历史悠久、品种齐全、生产基地遍及世界各地的特点, 代表性企业如巴斯夫、霍尼韦尔、美国亚什兰、德国汉高,其中巴斯夫 2005 年收购 默克的电子化学业务成为业内领先供应商。日本湿电子化学品生企业中既有住友化 学、三菱化学这样的综合性化学集团,也有 Stella Chemifa、关东化学这样技术领先 的专业型生产商,目前 Stella Chemifa 是世界最大的高纯氢氟酸企业。韩国主要湿电 子化学品企业是东友和东进,它们最早的技术来源于日本,这两家企业都没有韩国 电子产业的大集团背景;由于平板显示在韩国发展迅速,此领域两家韩国公司的产 品市占率较高,但半导体高端晶圆加工用湿电子化学品仍未实现全面国产化。中国 台湾本岛的湿电子化学品生产企业普遍成立于 20 世纪 90 年后,其特点是合资公司 较多,如台湾东应化是东京应化与台湾长春石化的合资公司,伊默克化学由巴斯夫 及关东化学合资,理盛精密是由日本 Rasa 控股。由此可见,湿电子化学品发展初期 需要依赖成熟的化工产业经验、充分的技术积累,大型综合集团的资金优势也使其 在产业整合、生产规模、产品种类等方面具备优势;行业后进者多通过技术引进、 打造专业型湿电子化学品生产商。湿电子化学品品种规格繁多,单点突破是新进者较为可行的成长路径。由于湿 电子化学品的品种多,每种产品的制备工艺路线、设备及对设备材质的要求各不相 同,而且为了保证产品的纯度和洁净度,相关的设备通常不是通用设备。厂商必须 根据不同品种的特性来确定各自的工艺路线,独立设计安装主要产品的生产线。在 湿电子化学品应用领域逐渐细化的背景下,行业后进者往往选择有限的产品进行生 产。我们认为,尽管在发展初期会面临产品结构单一、难以配套供货的劣势,但结 合湿电子化学品行业客户验证壁垒高、技术门槛高的特点,通过持续的研发投入实 现单点突破、打造细分产品的专业化生产商是新进者较为可行的成长路径。 3.2、 国产替代空间广阔,政策资金助力行业发展 3.2.1、 我国湿电子化学品行业起步较晚,高等级产品国产化率较低 我国湿电子化学品产业起步较晚,2006 年进入规模化发展阶段。自 20 世纪七 八时年代中期起至 21 世纪前十年代中期,中国大陆湿电子化学品企业在规模上、技 术水平上都比较低,与国际上的湿电子化学品大型企业相差甚远。21 世纪初期我国 湿电子化学品的产量不足 5,000 吨,2004 年达到了 1.1 万吨左右。自 2005 年以来, 国内光伏产业进入规模发展阶段,对湿电子化学品的性能要求门槛相对较低,国内 不少湿电子化学品企业进入太阳能电池片行业,生产规模得到快速发展。2010 年年 后,平板显示、IC 制造产业相继向中国大陆转移,新市场带来需求量的增加,驱动 我国湿电子化学品行业进入大规模快速发展阶段。同时下游光伏行业的调整使得该 领域湿电子化学品销售价格大幅下滑,一些有一定生产规模和技术水平较高的企业 为追求更高效益而调整产业结构,将更多的湿电子化学品生产量转向半导体、平板 显示市场。国内湿电子化学品产能集中于华东地区,区域发展不平衡。目前国内湿电子化 学品生产企业约有 40 多家,产品达到国际标准,且具备一定生产规模的企业有 30 多家。这些企业中,外资企业占比很少,多为内资企业和合资企业。在我国湿电子 化学品的区域产量分部上,目前华东地区占有绝对的优势,特别是江阴、苏州地区, 包括江阴江化微、苏州晶瑞化学、江阴润玛、江阴化学试剂厂等知名内资企业均位 于该区域。根据中国电子材料行业协会统计,2018 年华东地区的湿电子化学品产量 约占国内总产量的 74%左右,江阴、苏州的产量占比分别约为 41%、20%。近年来, 多个集成电路、面板、太阳能电池项目在中西部落地,如位于湖北的长江存储、武 汉新芯、武汉天马 G6,位于成都、绵阳的京东柔性 AMOLED 线,以及通威在成都、 眉山的电池片项目等。随着下游产业在中西部地区深入布局,湿电子化学品区域发 展不平衡的现象凸显,华东及沿海地区生产商对于内陆的供应需要经过长途运输, 高昂的运输成本下,内陆地区亟须更多就近配套的湿电子化学品供应商。三大应用领域国产化率不一,高等级产品仍待突破。中国大陆湿电子化学品整体技 术水平与海外存在较大差距的原因,一方面大陆相关企业起步较晚,另一方面相比于欧 美日湿电子化学品产生于大规模集成电路时代、韩国湿电子化学品产生于液晶面板的爆 发,中国大陆湿电子化学品是跟随光伏产业发展起来的,因此 2010 年以前内资厂商的技 术水平整体停留在 G1、G2 等级。自 2011 年起我国多家湿电子化学品企业在设备装备上 开始进行大规模投资,工艺技术档次也有迅速的提升,能够逐步满足下游显示面板、集 成电路日益增长的需求。根据中国电子材料行业协会的统计数据,2018 年太阳能电池、 平板显示、半导体领域的湿电子化学品国产化率分别约为 99%、35%、23%(按销售供 应量计) ,太阳能电池市场基本满足生产需求,而平板显示、半导体领域的国产化率反而 较前两年小幅下降,主要原因是高世代面板线和大尺寸晶圆加工对高等级湿电子化学品 的需求增加。具体来看,2018 年我国晶圆加工所用的湿电子化学品,在 6 英寸及 6 英寸 (一般为 0.8-1.2μm、0.5-0.6μm)以下的国产化率为 83%左右,在 8 英寸及 8 英寸以上(含 0.25-0.35μm、28nm-0.18μm)的国产化率不足 20%,大部分产品来自进口;2018 年我国 平板显示所用的湿电子化学品,在 G4.5 至 G5.5 代线的国产化率超过 80%,而在 G6 至 G8.5 代线的国产化率仅为 29%,OLED 面板所需的湿电子化学品目前仍有品种被韩国、 日本和我国台湾地区的少数电子化学品厂商垄断。由此可见,如果未来能够在高端领域 实现进口替代的突破与进展,我国内资湿电子化学品企业发展空间广阔。3.2.2、 政策加码,资金助力,湿电子化学品迎发展契机 由于湿电子化学品在行业发展中的重要性突出,我国在政策上鼓励该产业的发 展。近十年来,湿电子化学品也已成为我国化学工业中一个重要的独立分支和新增 长点,我国把新兴产业配套用电子化学品作为化学工业发展的战略重点之一和新材 料行业发展的重要组成部分,在政策上予以重点支持。“十五”、“十一五”期间我国 把湿电子化学品的研发列入“863”计划;在 2008 年国家科技部下发《高新技术企 业认定管理办法》中,明确列出超净高纯试剂属于国家重点支持的高新技术领域。 在 2014 年工信部和发改委联合制定的《2014-2016 年新型显示产业创新发展行动计 划》中提出,“引导面板企业加强横向合作,对上游产品实现互信互认,鼓励面板企 业加大本地材料和设备的采购力度”。在国家政策的引导下,下游本土领军企业积极 开展对国产材料的合作研发、验证及配套采购,根据《集成电路产业全书》的数据, 中芯国际国产材料累计验证成功项目从 2010 年的 6 个增至 2015 年的 51 个。大基金二期即将开始实质投资,湿电子化学品行业迎来新一轮资金支持。国家 集成电路产业投资基金(大基金)是为促进集成电路产业发展而设立,2014 年 9 月 大基金一期成立,募资规模合计 1,387 亿元。大基金一期(含子基金)投资的 9 家半 导体材料企业中,从事湿电子化学品业务的公司有 3 家,包括晶瑞股份、中巨芯科 技、安集科技。但从大基金一期在上下游各领域的投资额占比来看,材料环节的投 资力度稍显不足,占比不到 2%,低于全球半导体产业链中半导体材料产值 11.08% 的占比。大基金二期于 2019 年 10 月 22 日注册成立,注册资本 2,041.5 亿元,较一 期的 987.2 亿元有显著提升,投资方向上也将加重上游材料行业。近期大基金管理机 构华芯投资表示,大基金二期将在稳固一期投资企业基础上弥补一期空白,加强半 导体设备、材料和 IC 设计等附加值较高环节的投资。随着大基金二期实质投资的正 式启动,湿电子化学品行业有望迎来新一轮资金支持。4、 受益标的(略,详见报告原文)4.1、 江化微(603078.SH):三大领域全系列湿电子化学品供应商4.2、 晶瑞股份(300655.SZ):拳头产品达 G5 等级,打入高端市场4.3、 巨化股份(600160.SH):旗下凯圣氟化学是国内领先的电子级氢氟 酸生产商……(报告观点属于原作者,仅供参考。报告来源:开源证券)如需报告原文档请登录【未来智库】。

务光

半导体材料行业深度报告:疫情之下,材料崛起

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】。

爱之

电子行业深度报告:新时代、新格局、新机遇

一、新时代、新格局下的电子信息产业2020 年即将进入尾声,“十三五”即将结束。回顾 21 世纪的前 20 年,我国社会、电子信 息领域都取得了长足的进步:社会进步方面,我国已经成为了世界第二大经济体。据国家统 计局数据显示,我国国内生产总值预计将从 2000 年的 10 万亿增长至 2020 年的超过 100 万亿 元,过去 20 年翻了 10 倍,人均 GDP 超过 7 万元,对世界经济的贡献率上升到 32%左右。我 国经济结构日益优化,发展方式从规模速度型转向质量效率型,发展动力从主要依靠资源和劳 动力等要素的投入转向由创新驱动,产业融合速度不断加快;此外,我国在农业生产、脱贫等 方面也取得了瞩目成就。电子信息领域,我国电子信息产业收入规模已达世界第一。据工信部数据显示,近 20 年 中国电子信息制造业营收由 2000 年的 0.95 万亿元预计将上升到 2020 年约 11.4 万亿,过去 20 年翻了将近 12 倍。我国电子信息产业得到了长足快速的发展和进步,在全球产业链分工中占 据重要的地位:据 GII research 统计及预测,2020 年我国电子信息产品市场份额约为 27%,保 持全球第一的稳固地位。从细分领域来看,我国各领域市场规模占全球市场规模的比例基本超过 30%。据中商产 业研究院、前瞻产业研究院、Prismark 统计,我国面板、LED、PCB 市场规模已突破 50%; 据 WSTS、ecia 数据统计,我国半导体、安防、被动元器件市场规模已超过 30%,基本实现了 各领域的全方位渗透。21 世纪的第二个 20 年即将到来,按照我国十四五及中长期发展规划,世界银行、IMF 等 多家第三方机构的预测,我国有望在这一阶段成为世界最大的经济体,人均 GDP 也有望在当 前基础上进一步翻番:我们按照中国 GDP 复合增速为 4.5%,美国 GDP 复合增速为 2%左右测算,预计到 2031 年中国 GPD 总量将超过美国,预计中国人均 GDP 将在 2035 年前后达到 2 万美元。中国时代即将到来,沉睡的雄狮即将再度屹立于世界之巅:政策支撑,我国将实现“中 国制造”到“中国创造的转型”;5G 赋能,科技将在新时代中处于战略支撑的地位。科技赋能 各行业的发展,将为我国经济由高速度向高质量的发展提供充足的原动力。我们在 2020 年中期策略报告《后疫情时代的危与机,中国电子产业亟待升级》中提出的 未来我国电子信息产业发展的三个可能情景。在当前的时点,基于美国政权交替后,中美关系 有望重归理性,电子信息产业有望由全球化碎片中恢复,我们判断中期将大概率重新走向乐观 的情景,我们对未来中长期的电子产业的营收增长、增加值的提升都趋于乐观:根据预测的营 收增速及净利润率测算,预计到 2035 年我国电子信息制造业营收将达到 2020 年的 3.1 倍左右, 利润总额有望增长 606%,电子企业盈利能力、盈利质量将大幅提升。我们认为,考虑到 2020 年电子信息制造业营收受到了新冠疫情的影响,预计 2021 年营收 增速将恢复至 11%,利润率有望恢复至 5%以上。到 2025 年,考虑到民主党执政期间,外交政策上有望遵循其传统的多边主义、理想主义, 全球化碎片整理有望迎来观望、缓和窗口。预计我国电子信息制造业有望受益于全球化的修复, 中美贸易摩擦的缓和,平均营收增速有望维持在 9%左右,利润率有望增长至 7%。到 2035 年,预计我国将迈入电子信息强国行列,由高速发展向高质量发展,逐步形成新 的区域性电子产业链,平均营收增速有望保持在 7%以上,随着产业升级,利润率有望进一步 提升至 11%左右。(一)2035:迈入创新型国家、电子信息强国之列2020 年 11 月 3 日,新华社受权发布了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个 五年规划和二零三五年远景目标的建议》(以下简称建议)。《建议》将坚持创新提升到了我国 现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。国家对科技的重 视提升到了新的高度,未来的发展方向与规划有望进一步明确。我们认为,十四五规划以及 2035 年远景目标有望基于我国 5G 技术优势,进一步加快工业互联网、大数据中心等新基建建 设,促进电子信息产业进一步融合,预计人工智能、量子信息、集成电路等领域将成为重要 的发展方向。为实现 2035 年迈入创新型国家前列的远景目标,我国电子信息产业的升级是必然趋势, 产业附加值将大幅提升。务实的 RECP 协议的签订将促进我国将一些低端、低效、低附加值 的生产转移到以越南为代表的东南亚国家生产。国内的制造将凭借国家更大力度的研发投入、 更趋重视的知识产权、更为鼓励的创新发展,不断壮大的科学家及工程师红利,逐步向零部件 生产、产品设计研发等更高附加值方向升级。我国的科技自信将愈发增强,人工智能、量子信 息、集成电路等前沿方向将助力我国各行各业更有效率的发展。我国已具备高研发投入的、拥 有核心知识产权、具备创新和不能进化能力的龙头企业将肩负出海大任,并有望在布满荆棘的 科技升级路上不断壮大。我们按照电子产业增加值为总产出与总投入的差值,电子产业增加值率则为增加值与总产 出之间的比值,测算出各国电子信息制造业增加值率的差异:根据 WIOD 的数据测算,2014 年我国电子产业的增加值率为 16.5%,韩国为 27.8%,日本为 37.4%,美国为 69.2%,全球电 子产业的总增加值率约为 27.6%。我国电子信息产业增加值率有望在 2035 年超过韩国、德国。19 世纪 70 年代韩国政府推 出了一系列促进电子产业的政策举措,其电子产业的发展经历了 20 几年的技术沉淀,从落后美国、日本技术十几年,逆袭到电子产业的全球前列。我们认为,在政策、资金、技术、人才 的高效融合下,我国电子信息产业将加速实现升级,其增加值率有望在 2035 年左右达到目前 韩国、德国等国的平均水平,并继续向第一梯队美国、日本的产业结构发展。(二)2025:迈入制造强国,补短板夯实基础中期来看,美国政权的更替将会对世界政经、科技格局带来新的影响。此前共和党特朗 普政府任期内的美国至上原则加剧了全球的贸易摩擦,使得过去二十年较好的全球化分工开始 逆转;突然爆发的新冠疫情持续在全球扩散,其对全球经济冲击的同时,也引发了区域化的逆 转,整个全球化进入碎片整理阶段。同期,美国高密度发动数起对中国科技类企业的制裁案件, 主要针对我国具有比较优势的出口领域及大力发展的高科技领域,强行推动中美科技脱钩。尽管我们判断美国针对中国经济、科技的压制目标不会因为不同政党的执政方针改变,但 采取的手段及过程将不尽相同:我们判断拜登政府将更可能遵循民主党的多边主义及理性主义, 在国际惯例、规则内出牌。我们认为,随着民主党候选人拜登的上台,其外交、科技等策略 将重新修正,全球化碎片整理迎来观望或者缓和窗口。中美各方面的对抗将由之前的针尖对 麦芒演进成相对柔和的对抗,而我国对于这种节奏更加熟悉。外部摩擦有望趋缓,中国制造 2025 仍需补充短板夯实基础。尽管外部环境有望迎来一定 的改善,在经历了产业链制裁、断供等破坏全球化分工的事件后,我们也深切意识到供应链部 分基础环节缺失是整个制造业升级的阿喀琉斯之踵,产业链自主可控将是补齐我国制造业短 板,实现十四五规划的重要战略任务。目前我国电子企业主要主导产业链中后段的制造和封测环节,附加值较高的材料、设计等 领域则主要由欧、美、日、韩主导。我们预计,未来五年政策及资金有望加大对集成电路等底 层技术的支持力度,半导体材料、半导体设备以及基本工程软件等领域都将是中期发展的重 要突破口。(三)2021:拥抱 5G 新时代,打开电子新格局短期来看,全球经济有望摆脱 2020 年的探底而开始逐步修复,电子信息产业的供给、需 求整体而言都有望迎来较快的复苏。肆虐一年的新冠对经济的冲击将随着疫苗的问世以及应 对的举措逐步趋弱,疫情经济将逐步退出,全球经济有望摆脱 2020 年的探底而开始逐步修复。 电子信息产业的供给、需求整体而言都有望迎来较快的复苏,但疫情带来需求大幅提升的领域 将重回常规轨道。预计我国整个电子信息制造业将呈现出较 2020 年更有活力、更为迅速的增 长。需求端:5G 的建设快速推进,应用场景愈发丰富,推动电子信息产业升级。主流品牌已 全部推出支持 5G 通讯的手机,5G 终端的渗透率将快速提升,智能硬件有望多元化发展;社会万物互联的趋势将随着 5G 网络的建设进一步成为现实,车联网有望成为重要组成部分;终 端层面的创新数量持续增长,未来期待由量变到质变的创新;支持 5G 通讯的设备显著增加, 带来的数据量的提升将迎来指数级别的增长,数据存储、数据处理都领域都将迎来长足的发 展;5G 通信的低延时、高带宽等特性,则为制造业智能化转型提供了技术支撑。汽车电动化渗透率提升,电子元器件需求量大幅增长。在智能化、共享化和网联化,且 环保要求愈发严格的趋势下,电动化是汽车目前发展的主要方向。2020 年 11 月 2 日国务院发 布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年)》对新能源汽车的渗透率提出了明确的指向 性目标:到 2025 年新能源汽车新车销量占比应达到 20%左右。根据中汽协数据显示,2020 年 1-11 月,我国新能源汽车销量为 111.9 万辆,渗透率为 4.98%,仍有较大的增长空间。新能源 汽车动力组成系统、中控系统、充电系统等对电子元器件的需求量大幅提升,相关产业链迎 来重要的发展机遇。供给端:电子元器件需求大幅增长,部分领域产能供给趋紧。考虑到下游终端景气度的 大幅回暖,以及新产品带来的新空间,部分领域如面板、功率半导体的制造厂商已于 2020H2 处于满供状态,预计 2021H1 供给缺口将会继续加大,带动相关零部件单价的提升。同时,供 应商对行业景气度的判断较为乐观,产能建设受到中美贸易摩擦及新冠疫情的影响较小:根据 日本半导体制造业装置协会数据显示,2020Q3 全球半导体设备销售额同比增长了 30.40%;中 国半导体设备销售额同比增长了 63.40%,新产线建设热度持续升温。从资本市场角度来说,随着监管机构加大对法治建设体系的健全,注册制的逐步推广,对 上市公司的治理及信息披露有了更高的要求;上交所科创板及深交所创业板也进一步加大了对 科技企业直接融资的支持,更多优秀的公司得到融资并有望迎来更好的发展机会;国家鼓励符 合条件的中国台湾企业来大陆上市,预计以半导体领域、电子制造为代表的全球部分细分领 域龙头将收货大陆的投融资,越来越多的优秀电子制造企业上市将使得电子行业的生态更趋 成熟、估值更趋合理。从影响估值的层面来说,我国得益于优秀的疫情防控,制造业生产环节较早得到了恢复, 货币已逐步恢复至疫情前正常化的水平,未来一段时间进一步边际收紧的概率不大,而海外或 将进一步放水来刺激经济恢复;信贷端的增速预计短期尚难看到拐点;美国政权的更替可能会 带来风险偏好的提升。对于未来一段时间的行业投资机会,我们认为电子行业面临的是盈利端增速更快的上升, 而估值端具备提升的空间;2020 年末周期与科技之间的跷跷板效应带来了科技板块的调整, 我们认为对电子行业而言,调整带来了良好的配置机会。根据我们对未来的展望及评级模型, 我们将电子行业的评级由中性上调至推荐。二、消费电子:5G 带来新变化,苹果强周期启动(略)5G 加速渗透,万物互联时代逐渐到来,消费电子产品向智能化、多元化发展。手机端: 在 5G 通信技术带动下,全球智能手机销量有望在 2021 年重回增长;iPhone 将迎来新一轮换 机潮;手机显示领域 OLED 及 mini LED 背光技术有望快速渗透。可穿戴设备:TWS 耳机与 智能手表功能日趋完善,出货量将持续高增长;VR/AR 加速发展,有望成为 5G 时代下一个 重要终端。笔电:疫情长期化以及用户办公方式的转变带动了在线办公及云计算的发展,给 PC、笔电及平板等带来新的活力。在全球消费电子制造向大陆转移的背景下,行业龙头有望 充分享受行业发展红利。(一)手机:5G 换机潮加速,看好新 iPhone 市场前景(二)智能手表:性能创新升级不断,Apple Watch 占半壁江山(三)TWS 耳机:市场快速渗透,技术迭代加速(四)PC/平板:疫情长期化带来在线办公产品新需求(五)VR/AR:5G 背景下新一代重要终端三、半导体:5G 注入增长新动能,国产替代空间广阔半导体是科技行业的底层基础,承载了数据收集、数据流动、数据储存与数据处理的各个 关键环节。2020 年的新冠疫情使得全球经济遭受较大冲击,但也在一定程度加速了全球的数 字化转型。5G 的加速普及将促进设备连接数、数据规模的爆发增长,进一步增加对底层半导 体的需求,为其持续增长注入新的动能。国内半导体行业受益于需求复苏和国产替代保持较快 增长,但在一些核心环节上与国外仍存较大差距,替代空间广阔,在国家政策、资金等各方面 支持下,看好行业未来发展。(一)半导体景气大幅回暖,政策周期进一步强化5G 为半导体增长注入新的动能。据工信部统计,中国拥有全球最大 5G 网络,截至 2020 年 10 月,我国已开通 5G 基站达 70 万个,连接超过 1.8 亿个终端。5G 相比 4G 具有更高的速 率、更大的容量和更低的时延,5G 时代通信需求从人际通信向物联网络全方位拓展,设备连 接数量将极大提升。根据 GSMA 的预测,全球物联网连接数 2020 年将达到 126 亿,2025 年 达到 252 亿,平均 5 年翻番。海量物联网的感知层将产生海量的数据,5G 通过提升连接速率、 降低时延,使数据采集会更加快捷方便,这些将极大驱动数据量的增长。据 IDC 研究报告表 明,2020 年全球新建和复制的信息量将超过 40ZB,是 2012 年的 12 倍。5G 时代数据维度也将进一步丰富,由人和人之间的连接数据为主,向人和物、物和物之 间的连接数据拓展。数据规模的爆发会进一步增加对数据采集、通信、存储、处理方面的要 求,为相关领域半导体的增长注入新的动能,并带动全球半导体需求的复苏。细分领域方面 我们认为可以重点关注数据采集方面的 CIS,数据存储与处理方面的存储芯片、人工智能芯 片,下游应用方面汽车电动化与智能化或将带来重要增量,利好功率半导体发展。全球半导体行业景气大幅回暖,复苏进程不断加快。2020 年三季度以来,伴随经济的重 新开放,半导体景气度持续回升:根据 IC Insights 报告,到 2020 年,排名前 15 的半导体供应 商中,有 7 家半导体公司的增长率预计达到 22%以上。据 WSTS 预测,在 5G 的普及和汽车行 业的复苏带动下,2021 年全球半导体市场规模将同比增长 8.4%,达到 4,694 亿美元,创下历 史新高。全球代工产能紧张,台积电、三星、中芯国际等厂商订单满载。新能源汽车、可穿戴设 备等的快速渗透提振了对功率半导体、FPC、蓝牙、CIS 等元器件的应用需求,8寸片已显示 出供不应求并伴随涨价。同时,随着智能手机等 5G 终端产品的渗透,将进一步提升 12 英寸 先进制程需求,相应产能利用率也将持续提升。2020 年全球半导体行业并购整合加速,根据 IC Insights 数据,从已宣布的并购交易总额来看已经超过 2015 年的行业高点,显示出行业格 局的变化,行业集中度进一步提升。国内方面,受益于国产替代加速及供应链下游需求复苏,半导体行业保持快速增长。根 据中国半导体协会数据,2020 年前三季度我国半导体市场规模为 5,905.8 亿元,同比增长 16.9%。 我们预计 2020 年四季度国内半导体景气度将继续上行,全年增速有望达到 18%, 2021 年市 场规模将突破万亿大关,增速达到 24%左右。政策周期不断强化,国产替代创造机遇。“十四五”规划把科技自立自强作为国家发展 的战略支撑,集成电路等前沿领域被重点指出。我们认为,政策将制定实施战略性科学计划和 科学工程,推进科研院所、高校、企业科研力量优化配置和资源共享,打好关键核心技术攻坚 战,提高创新链整体效能。在政策周期的引领下,半导体行业将迎来发展新机遇,自主可控、 安全可靠的产业链和供应链正在逐步打造,国产芯片制造或将成为行业利润的新的增长点。政 策推动下国内半导体国产替代逻辑长期存在,华为以及中芯国事件也再次凸显了半导体产业链自主可控的战略重要性,建议关注目前国内被卡脖子的薄弱环节如半导体设备、材料、代 工等。半导体设备自主发展加快,国产替代空间较大。中美贸易战背景下,半导体设备国产厂 商自主发展的步伐加快。我们认为,国产半导体设备商在扩产趋势和国产替代化的双重驱动下, 正迎来自身的发展高峰。根据智研咨询数据,全球半导体设备市场上,中国的市场需求逐步扩 大,2019 年中国台湾的半导体设备市场规模高居榜首,达到 155.8 亿美元,中国大陆以 129.1 亿美元位列第二。国内厂商目前在全球半导体设备领域体量较小,但随着技术的积累,近年来 在刻蚀机、去胶机及热处理等细分设备的产线上均实现高制程突破,代表企业有中微公司 (688012.SH)、北方华创(002371.SZ)、万业企业(600641.SH)等。国内半导体设备市场空 间广阔,看好上述龙头公司的长期发展。半导体材料规模显著提升,国内厂商广泛布局。伴随集成电路和光电子器件的快速发展, 半导体材料的市场规模在晶圆厂扩张的带动下显著提升。据 SEMI 调查数据,2019 年全球半 导体材料市场规模达到 521.4 亿美元。在半导体细分领域,由于高端产品的技术壁垒,我国半 导体材料多集中于中低端领域。而自中美贸易摩擦以来,半导体材料国产化的诉求愈发强烈。 国产厂商在投资支出提高、产能加快提升的同时,聚焦攻坚核心技术。代表厂商如国产抛光 液龙头安集科技(688019.SH)、大硅片制造商沪硅产业(688126.SH)、积极布局高端光刻胶 的晶瑞股份(300655.SZ)等。国内半导体代工技术进步加快,产能扩张拉动增长。半导体代工是受中美贸易战影响最 为严重的领域,尤其是先进制程代工是国内被卡脖子的主要薄弱环节之一,因此半导体代工的 国产化替代重要性凸显。目前全球半导体代工市场上,以台积电为代表的外资企业优势明显。 根据 Trend Force 调查数据显示,2020 年上半年半年台积电的市场份额高达 51.5%,国内厂商 中芯国际和华虹半导体的市占率分别为 4.8%和 1.1%,相对比例较小,且整体市场份额落后较 大。但以中芯国际(688981.SH)为代表的国内代工企业坚持技术积累和自主发展,近年来取 得了一定突破。中芯国际在 28nm 以上的制程内有较强竞争力,并且在 14nm 和 7nm 级的先进 工艺取得技术进步。此外,2020 年以来中芯国际显著提高其 8 和 12 英寸的产能输出,提前进 入扩产赛道,抢占高端市场,有望带动全年业绩的整体增长。(二)采集端:多摄趋势下,国产 CIS 有望迎来新突破全球 CIS 市场快速增长,外资企业仍占优势地位。近年来在智能手机、安防以及自动驾 驶的潮流刺激下,CMOS 图像传感器(CIS)的下游市场需求持续增长。根据 Yole development数据预测,2024 年的全球 CIS 市场规模将达到 238.4 亿美元,2019-2024 年的复合增长率保持 在 7.14%左右。下游中智能手机仍是最大的应用领域, 根据 Counterpoint Research 数据,2019 年智能手机的 CIS 销量高达 45 亿个,并且增长较快。CIS 由于技术难度较大,整体市场主要 被索尼、三星等日韩高科技企业所占据。2019 年 CIS 市场份额占比上,索尼以 50.1%居市场 第一,之后分别为三星的 20.5%和豪威科技的 11.5%,市场 CR5 达到 90.3%。供需平衡被打破,产能突破成为关键。伴随疫情带来的影响,行业供给端受到较大的冲 击,供货短缺使得之前维持的市场均衡被打破,产能成为 CIS 巨头较量的新关键。目前经营 模式中,实行 IDM 模式的厂商占据大多数,主要有索尼、三星等。意法半导体、安森美为 Fab-lite 模式,Fabless 则主要有国内的韦尔股份、格科微等,其代工以台积电、中芯国际等为主。在 产能的压力下,CIS 厂商陆续建厂扩产,而 CIS 代工厂也随之蓬勃发展,代工龙头台积电先后 在去年和今年 7 月获得了索尼的大单。国内厂商加速布局,有望实现新突破。目前,国内企业在 CIS 设计方面已经取得了一系 列突破。2019 年豪威发布 OV48B,突破 48M 技术,韦尔股份因为收购豪威科技,也正式成为 全球第三的 CMOS 企业;格科微在 2018 年实现量产 1.12μm 大底 1300 万像素图像传感器,打 破国外技术封锁,并在 2019 年完成 1600 万像素 CMOS 芯片研发;思特威全彩夜视技术进入 安防市场;比亚迪半导体的首款 130 万像素车规级 CMOS 也于 2018 年批量发车。代工方面, CIS 主要应用 40nm 及以上的成熟工艺,本土代工厂如中芯国际、华虹半导体具备相应产能, 全球 CIS 产能吃紧也有助于国内厂商抢占份额。建议关注国内 CIS龙头韦尔股份(603501.SH)、 格科微(A20335.SH)等。(三)存储端:景气度复苏,国内厂商积极布局5G 带来海量数据增长,存储行业规模提升。5G 加速普及的背景下,智能手机迎来换机 潮,PC、游戏机、服务器等需求也持续增长,同时产品内存持续升级,这些因素共同驱动使 得存储芯片成为核心受益的半导体元件。根据 WSTS 在 2020 年 12 月的最新预测,2020 年全 球储芯片销售额将增长 12.2%至 1,190 亿美元,2021 年将继续大幅增长 13.3%,仍是增长最快 的半导体类别。数据中心加速建设,存储迎来景气度恢复。根据 Trendforce 集邦咨询的数据,2020 年二 季度,新冠疫情开始全球蔓延,但并未影响存储器的需求量:新冠疫情推动了新的数字化业务 模式,全球主要数据中心资本开支均持续提升,带动存储器芯片量价齐扬。:据 SUMCO 统计, 2020Q2 主要数据中心资本开支将近 350 亿美元,预计全年将接近 1,500 亿美元。数据中心建 设将推动全球服务器的需求:据 DIGITIMES Research 预测,2020 年全球服务器出货量有望超 过 1,530 万台,同比增长 5%,预计 2021-2024 年增速将维持在 7%左右。国内厂商加速布局,行业有望迎来新的机遇。兆易创新、合肥长鑫、长江存储、澜起科 技等国内存储器龙头企业已经取得了一定的国产替代突破。兆易创新在 Flash、DRAM 领域均 实现技术创新,形成“存储+控制+传感”的业务体系,其 NOR Flash 市占率达到 18%左右, 居全球第三。合肥长鑫的 8GB DDR4 DRAM 芯片和内存条已经面世,其 DDR4 DRAM 也是国 产第一家 DRAM 芯片,公司下一步将推进 17nm 技术攻关,加速 DDR5 的研发进程。长江存 储的 64 层 3D NAND 已成功打入华为 Mate40 供应链,实现 32 层到 64 层的跨越,其自主研发 的 128 层 NAND 也将在 2021 年全面投入生产。澜起科技在 DDR5、津逮服务器及人工智能领 域的产品均一定突破。我们认为,下游智能手机出货增长、云客户采购意愿回升以及受益于 线上办公的 PC 出货量增长都将带动存储行业景气度进一步恢复,建议关注存储龙头兆易创新 (603986.SH),以及服务器业务占比较高的内存接口芯片龙头澜起科技(688008.SH)等。(四)数据处理:5G 落地加速人工智能芯片新发展5G 技术落地,人工智能步入应用加速期。伴随 5G 技术普及,移动宽带的增强、海量机 器类的通信提升、超高可靠低时延以及边缘计算能力的提升也逐渐落地。同时,人工智能得益 于 5G 的技术便利,可以全方位提升算法、算力和获取及处理数据的能力,其应用场景也逐步 扩张至消费电子、汽车电子、视频处理、边缘计算及智能制造等下游领域,发展前景广阔。根 据德勤调查数据,预计 2025 年的全球人工智能市场规模将超过 6 万亿美元,2017 年-2025 年 的 CAGR 将达 30%。AI 应用升级,人工智能芯片是基础层的关键。人工智能芯片是人工智能产业的核心。为 人工智能提供算法、算力支持,并为各个应用领域进行深度赋能。伴随着人工智能应用的加速 升级,一般芯片无法满足其所需要的算力需求,因此具有海量数据处理能力的人工智能芯片成 为人工智能应用升级的关键。目前人工智能芯片中,具有并行处理能力的 GPU 是发展最为成 熟的芯片,FPGA 为可编程的版定制化芯片,而 ASIC 为面向特定人工智能应用设计的定制化 芯片,未来市场规模潜力较大。当前 AI 芯片市场规模增长较快,根据 Tractica 数据,预计到 2025 年,全球人工智能芯片的市场规模将达到 726 亿美元,2020-2025 年 CAGR 为 32.92%。 其中,云端训练、云端推断、边缘端推断 2017-2022CAGR 分别为 53.49%、84.10%、55.21%。人工智能芯片应用场景包含云端、终端和边缘端,5G 推动需求增长。云端 AI 芯片是基 于深度学习构建的训练芯片或推理芯片;终端应用主要包括各类消费电子、物联网等市场;而 边缘端对芯片性能、尺寸的要求介于云端和终端之间,应用场景更加广泛,包含智能制造、自 动驾驶、智能家居、智能金融等等。5G 技术带来的大规模数据流动为云端增长带来动力,并 且为了保证数据的实时性和安全性,边缘端也将同样承担越来越多的数据处理。人工智能芯片 在 5G 技术的推动下,需求量迎来大幅增长,促使厂商加速升级。国内厂商积极布局,人工智能芯片市场快速发展。根据前瞻产业研究院预测,2024 年我 国人工智能芯片市场规模将达 785 亿元,2019-2024 年的 CAGR 为 45.11%,约占全球市场的 16.54%。目前人工智能芯片领域竞争格局复杂,国内外企业均存在机会。国际上主要企业包 括集成电路龙头如英伟达、AMD、高通、联发科、ARM 等,其拥有较强的综合实力。比如英 伟达目前是云端 AI 芯片的龙头,GPU 市占率达 73%。国内代表公司则包括华为、阿里以及寒 武纪、地平线、黑芝麻、云天励飞等初创企业。华为海思布局 SoC 智能芯片,其麒麟系列产 品如麒麟 970/980/990 等均实现大规模应用。寒武纪是我国 AI 芯片领域的龙头,产品覆盖云、 边、终三端,包含终端智能处理器、思元系列云端智能芯片、边缘智能芯片及加速卡等,是目 前少数成功实现规模化应用的 AI 芯片初创企业。地平线创于 2015 年,2019 年完成 B 轮融资 6 亿美元,主要布局智能驾驶和 ALOT 领域,在自动驾驶商业化方面领先。黑芝麻成立于 2016 年,公司专注于视觉感知技术与自主 IP 芯片开发,为 ADAS 及自动驾驶提供解决方案。云天 励飞成立于 2014 年,公司专注于人工智能算法与芯片研发,其自主研发的人工智能芯片已经 量产销售。建议关注以寒武纪(688256.SH)、云天励飞(A20645.SH)、地平线、黑芝麻等专 业性人工智能芯片企业。(五)汽车电动化趋势下,功率半导体开启新周期全球功率半导体市场反弹,开启上行周期。受全球新冠疫情的影响,智能手机和汽车电 子等主要功率半导体市场的需求短暂下滑。根据 Omdia 预测,受疫情影响 2020 年全球功率半 导体市场规模降至 431 亿美元。但随着疫情的进一步控制以及需求的释放,功率 IC、集成电 路以及分立器件与模块市场将分别实现反弹,延续上行趋势,增长重回正轨。2021 年功率半导体将在汽车需求强劲的基础上实现强劲复苏,保持持续增长态势。功率半导体下游应用领域广泛,占比最高的是汽车电子和工业领域。功率半导体主要应 用领域包括 4C 产业(通信、计算机、消费电子、汽车电子)以及智能电网、光伏、LED 等。 目前国内的功率半导体应用仍大量集中于网络通信与计算机领域,其主要原因是汽车和工业领 域对功率半导体的要求较高,目前国内厂商难以进入。因此国内功率半导体在汽车电子等领域 仍有较大的发展空间。受疫情影响新能源汽车的销量略有下降,长期来看发展势头良好。2019 年中国的新能源 汽车销量为 120.6 万辆,比上年同期减少 4.0%,2013 年到 2018 年的 CAGR 达到 134%。2020 年国务院印发《新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年)》,提出到 2025 年我国新能源汽车 产量销量将达到当年汽车总销量的 25%,有条件自动驾驶智能网联汽车销量占比 30%。到 2030年这两个比率将提高至 40%和 70%。根据工信部公开数据,由于产销共同提升,预计从 2018 年到 2025 年,新能源汽车销量的年复合增长率可达 30.0 %。随着汽车电动化和智能化的不断推进,汽车电子用量增加,驱动汽车功率半导体增长。电 动化方面,新能源汽车主要可以分为纯电动汽车(BEV)和混合动力汽车(HEV),目前二者 合计占比超过 90%,其他类型如燃料电池汽车占比很小。与传统汽车相比,新能源汽车的汽 车电子成本占比大幅提升。根据 Strategy Analytics 的数据,传统燃油车的车均半导体用量为 338 美元,而功率半导体仅占 21%,为 71 美元。混合动力汽车新增的半导体中 76%是功率半 导体,车均增量达到 283 美元,功率半导体价值为传统汽车的五倍,纯电动汽车中的功率半导 体价值量则比混合动力汽车中更多。新能源汽车的迅速发展和普及将为功率半导体带来可观 增量。智能化方面,据英飞凌统计及预测,汽车领域已实现 L2 级别的自动驾驶,将带来 560 美 元/辆半导体器件的新增成本;未来进入 L3 级别后,将增加成本至 630 美元/辆;L4/L5 预计增 加成本至 970 美元/辆,其中汽车功率半导体占比约为 21%,而新能源汽车功率半导体的单车 价值量约为传统汽车的 5 倍。我们认为,到 2025 年,全球汽车功率半导体市场规模有望突破 100 亿美元。充电桩迎来大规模建设潮,国产功率器件 IGBT、MOSFET 迎发展良机。根据 EVCIPA 数据显示,截止到 2020 年 5 月我国公共充电桩的保有量达到 54.84 万个,增长速度保持稳定。 在政策效应的推动下,这一数据有望持续走高,随之带动了整体 IGBT 模块的市场需求。根据 赛迪顾问数据,预计未来 5 年新能源汽车和充电桩将为我国 IGBT 模块提供 200 亿元的市场需 求。MOSFET 和 IGBT 是充电桩的核心器件。目前,MOSFET 具有成本等优势应用广泛,而 以 IGBT 作为核心的大功率快充是未来充电桩的发展趋势。功率半导体国产替代加速,部分厂商已取得技术突破。在 MOSFET 领域,闻泰科技在收 购安世半导体后,成为汽车功率 MOSFET 领域全球前三的企业,2019 年推出了针对 5G 电信 基础设施的高耐用功率 MOSFET 产品,并且其超微型产品和 P 沟道产品也在 2020 年面世。扬 杰科技自主设计研发的 8 英寸超高密度沟槽功率 MOSFET 产品已实现大批量生产。华润微已经可以提供-100V 到 1500V 范围内低、中、高压各系列的 MOSFET 产品。在 IGBT 领域,国 内厂商也取得了一定突破,如中车时代电气已自主掌握了高铁动力 IGBT 芯片及模块技术,比 亚迪的工业级 IGBT 模块、汽车级 IGBT 模块均已达到应用。建议关注闻泰科技(600745.SH)、 华润微(688396.SH)、扬杰科技(300373.SZ)等。第三代半导体有望在国家支持下快速发展。由于更优的电子迁移率、带隙、击穿电压、 高频、高温特性,第三代半导体主要应用于高温、高频、抗辐射、大功率器件领域。根据 Omdia 的《2020 年 SiC 和 GaN 功率半导体报告》,到 2020 年底,全球 SiC 和 GaN 功率半导体的销售收入预计 8.54 亿美元。未来十年的年均两位数增长率,到 2029 年将超过 50 亿美元。自 2016 年以来,国内出台了大量政策,包括中央、地方促进第三代半导体产业的发展。我国的“中国 制造 2025”计划中明确提出要大力发展第三代半导体产业。2015 年 5 月,中国建立第三代 半导体材料及应用联合创新基地,抢占第三代半导体战略新高地,对推动我国第三代半导体材 料及器件研发和相关产业发展具有重要意义。我们预计,未来几年在 5G 及新能源车快速推广 和渗透的背景下,第三代半导体将迎来较快增长,相关领域将迎来来更大力度、更有针对性的 支持。第三代半导体国内外差距相对缩小,为国产替代提供机遇。第三代半导体目前处于发展 初期,国内企业和国际巨头差距相对较小。中国拥有广阔的第三代半导体应用市场,可以根据 市场研发产品,改变以往集中于国产化替代的道路。同时第三代半导体的难点在于工艺,而工 艺的开发具有偶然性,相比逻辑芯片难度降低。由于生产过程对设备要求较低,投资额较小, 准入门槛低,对后来追赶者相对较为有利。建议关注全面布局第三代半导体产业链的三安光 电(600703.SH)。四、面板:LCD 迎来中国时代,OLED 渗透率快速提升我国从上世纪 80 年代初开始进入平板显示行业,直到 2005 年后才开始实现新型显示面板 的产业化,用了近 10 年的时间完成了“跨越式”发展,全球面板显示行业进入中国新时代: LCD 方面,产业链向中国转移,预计未来 3-5 年中国大陆的市场份额将超过 70%以上。OLED 方面,手机 OLED 渗透率快速提升,我国产能建设加速,预计在 2021 年中国大陆的市场份额 将超过 40%。(一)LCD:供需反转,企业盈利能力明显提升需求端:TV 消费升级带动面板的大尺寸化,近 5 年来,TV 面板的尺寸平均每年增长 1 寸:据群智咨询统计, 2019 年电视面板平均尺寸约为 45.9 英寸,预计在 2022 年电视面板的 平均尺寸将达到 50.8 英寸。我们认为,大尺寸化将是面板需求增长的主要动力,随着面板大 尺寸化渗透率的提升,率先布局高世代产线的厂商如京东方、华星光电等有望保持领先优势, 继续增加全球市场份额。高清化为面板需求增长的另一推动因素。按照 8K 产业链的发展情况,群智咨询预计到 2022 年全球 8K 面板出货量将超过 700 万片,渗透率将提升至 3%左右。分辨率的提升有望带 动面板价格的上涨,提升面板厂商的盈利能力;同时,8K 电视的平均尺寸将高于 4K 电视, 8K 电视渗透率的提升也将拉动面板大尺寸化渗透率的提升,面板厂商有望在大尺寸化、高清 化发展中充分受益。与稳定增长的需求相反的是,由于海外产能退出,供给端正逐渐减少。2019 年 SDC 的 L8 和 LGD 的 P8 工厂开始了第一轮产能转换后,产能大幅下降。目前,三星、LG 计划将在 2021 年关停剩余 LCD 产线。与海外产能退出不同,2017-2020 年中国大陆平均每年有两条以上的新产线投产,主要为 BOE 武汉产线、CSTO T6、T7 产线等。新产线投产到产能释放需要 9-12 个月的时间差, 2020-2021H1 新产线带来的出货面积的增加极为有限。据 DISCIEN 预测,2020 年 6 月至 2021 年 6 月面板整体产能将处于低谷。供需关系逆转,供需比逐渐改善。据 Omdia 预测,到 2020 年液晶面板供需比将回落至 19.1%,预计未来 3-5 年供需比将长期处于平衡线之下。价格方面,中尺寸面板价格回暖。2019 年 PC、笔电需求自高位回落,带动了中尺寸面板 价格的下降。据 CINNO Research 统计,由于 2020 Q2 笔电需求量大幅回暖,笔记本面板价格 自 2 月份开始上涨,由 1 月的低点回升了 15%;据 Wind 统计,2020Q2PC 需求量增幅较小, 显示器面板价格自 6 月份上涨,自低点回升了 5%左右。库存周期维持低位,大尺寸面板价格持续回升。2020 年初受新冠疫情影响,全球电视需求降低给之前市场预期的增长逻辑带来冲击,面板需求下降:5 月面板价格下跌 3-6 美元/片, 面板价格回落至历史低位。下半年面板库存得到有效去化,库存周期维持在 1 周左右,大尺寸 面板需求逐渐回暖,面板产能供给减少,价格持续回升:据 Wind 统计,自 6 月以来大尺寸面 板价格平均上涨 60%左右。我们认为,随着行业供需格局的改善,面板价格的周期性将逐渐减弱。具体来看,新冠 疫情改变了学习、办公方式,预计 2021 年笔电需求的高增长将持续,中尺寸面板价格有望继 续上涨;海外面板产能的持续退出,各大体育赛事推动下大尺寸面板的需求有望回暖,预计 2020Q4 面板价格的上涨将延续,但增幅收窄;2021 年 LCD 面板平均价格有望高于 2020Q4 水平,价格的上涨将显著改善面板厂商的盈利能力。(二)LCD:液晶显示进入中国大时代显示面板行业为国家重点扶持行业,国家发布多项政策支持中国面板行业的发展。2012 年 8 月,中国科技部颁发《新型显示科技发展“十二五”专项规划》,并提出培育一批液晶显 示和等离子显示龙头和产业集群。2019 年 3 月,工信部、国家广播电视总局等联合颁发《超 高清视频产业发展行动计划(2019-2022 年)》,并强调“加强 4K/8K 显示面板创新,发展高精 密光学镜头等关键配套器件。”在政策、资金的支持下,我国已成为全球最大的 LCD 面板供应市场。据中商产业研究院 统计 2016 年我国面板产能占比约为 29%,预计到 2022 年我国面板产能占比将达到 56%。考 虑到 2019 年以来韩国三星、LG 等厂商陆续关停 LCD 产业链,我们预计未来三到五年,中国 面板产能占比有望提升至 70%以上。除海外产能退出外,我国面板厂商亦在积极整合并购,行业集中度将大幅提升。我国面 板厂商逐渐形成两强格局,建议关注京东方(000725.SZ)、TCL 科技(000100.SZ)。据群智咨 询统计,2019 年全球液晶电视面板出货量与出货面积京东方、华星光电分别位列第一、第四。 京东方、华星光电(TCL 科技)新增产能有序推进,并计划收购海内外优质资产进一步提升 市场份额。根据 DISCIEN 预测,到 2021 年京东方、华星光电的市场份额有望达到 50%左右。伴随着国产面板厂商的崛起,面板行业上下游也将协同发展。LCD 面板上游原材料、设 备约占 70%。其中,上游材料主要由美、日、韩等国垄断:据中商产业研究院统计玻璃基板 主要由美国康宁、日本旭硝子、电气硝子垄断,市场份额超 90%;偏光片主要由日本、韩国 企业垄断,市场份额超 70%。我们认为,在下游电子品牌崛起以及国产面板厂商的带动下, 面板产业链将继续向中国大陆转移,上游原材料国产化进程有望加速,材料供应商的发展空间 将逐步增大,建议关注在偏光片领域取得技术、产能突破的三利谱(002876.SZ)、以及正在收购整合 LG 偏光片业务的杉杉股份(600884.SH)。(三)OLED:小尺寸显示技术的新霸主势不可挡,OLED 显示未来可期。OLED 为双注入型发光器件,在外界电压的驱动下, 由电极注入的电子和空穴在发光层中复合形成处于束缚能级的电子空穴对即激子,激子辐射时 激发发出光子,产生可见光。从 iPhone X 采用 OLED 显示屏开始,OLED 就以迅雷不及掩耳 之势迅速席卷全球终端市场。OLED 面板性能突出,目前主要应用于小尺寸显示领域。OLED 最早应用于汽车电子领 域,由于 OLED 成本过高是一般为 LCD 的 1.5 倍以上,并且存在良率、成本、使用寿命较低 等问题,目前主要运用于手机、智能穿戴、工控仪表等小尺寸领域。尽管大尺寸 OLED 屏幕 也在设计、生产,但是规模仍然较小。OLED 面板技术不断成熟,手机屏幕技术快速创新发展。随着智能手机使用时间的增长, 生活水平的提高和科技的发展,人们对手机屏幕和手机使用感觉的要求变得越来越高。相比于 LCD 背光源,OLED 自发光更高的色彩饱和度,可柔性弯曲和低能耗等优势能更加吸引到手 机厂商。OLED 主动发光的性能优势以及显示模组轻薄化,也为实现屏下指纹识别、屏下摄像 提供了可能。同时,随着 5G 的普及,人们对游戏机视频体验的要求增加,90Hz 及以上的高 刷新率 OLED 面板的需求有望快速增长。技术创新推动手机 OLED 面板渗透率快速提升。受益于 OLED 产品的优势,以及折叠屏 幕、屏下指纹、屏下摄像头等技术的研发和应用促进了 OLED 产品渗透率的增长。据 DSCC 预测,到 2023 年全球智能手机 OLED 面板渗透率将超越 LCD 将达到 54%,成为手机面板显 示器领域的主流配置。折叠屏幕有望成为新趋势。2019 年华为、三星发布折叠屏幕并在 2020 年实现了一定的出 货量。到目前为止,尽管折叠屏幕在硬件方面趋于成熟,但是在配套的软件、系统等方面仍有 较多的提升空间,未来三年仍处于小范围出货阶段。根据 DSCC 的预测,2020-2023 年折叠手 机面板的渗透率将以每年 1%的速度递增。我们认为,从长期来看,折叠屏手机将实现平板与 手机的结合,将破现有的智能手机行业创新困境。随着技术、工艺的创新,折叠屏有望成为下 一代引领行业变革的突破性设计。(四)OLED:中国厂商争创新时代OLED 行业整体处于起步阶段,韩国厂商目前领跑。从整个行业看,三星凭借成熟的 AMOLED 技术,充足的产能和良好的品牌信誉,在 AMOLED 面板方面拥有着相对领先的优 势。根据 CINNO 的数据显示,2019 年其 AMOLED 智能手机面板出货量约 3.9 亿片,其中三 星的市场份额达到 85.20%。我国 OLED 产能迅速提升。在国内良好的政策及资金的驱动下,我国 OLED 厂商开始快 速成长,根据 CINNO 数据显示,2019 年我国 AMOLED 面板出货量为 5,600 万片,同比增长 了 133.5%。根据目前各公司披露的产能测算,预计到 2021 年我国 OLED 出货面积市场份额 将突破 40%。我们认为,在新一轮显示技术的变革中,我国优秀厂商已经实现了资金、技术 的储备,有望从行业的追逐者逐渐转变为行业的创造者,建议关注国内 OLED 技术具有领先 优势、产能有序释放的维信诺(002387.SZ)。五、新兴技术促进传统行业升级(一)LED:Mini/Micro 引领新时代历经十年高速发展,我国 LED 产业趋于成熟。自 2003 年《“十五”攻关计划》成立国家 半导体照明工程协调领导小组,紧急启动国家半导体照明工程以来,我国 LED 产业经历了十 几年的快速发展:据 CSA 统计,我国 LED 产值由 2006 年的 356 亿元增长至 2019 年的 7,548 亿元,CAGR 为 24.38%。LED 产业趋于成熟,逐渐满足了国内日益增长的下游需求:2006 年 我国 LED 市场规模为 900 亿元,2019 年增长至 6,388 亿元,其中封装、外延芯片、应用市场 分别占比为 12.71%、2.66%、84.63%。Mini/Micro 等新兴技术有望打开 LED 显示领域新空间。目前 LED 产业仍以通用照明为 主,但增速已经大幅放缓:据 CSA 统计,2019 年我国通用照明市场规模为 2,707 亿元,同比 增长 1%,占 LED 领域的份额为 42.4%。其他细分领域中,显示屏、景观照明市场规模增速仍 维持在 10%以上。在 Mini/Micro 技术逐渐打开商用化的大背景下,预计显示屏、背光应用领 域将提速,成为推动 LED 行业发展的重要动力。1. Mini-LED 背光商用化有望加速进行随着技术研发的进步,用户对高级显示效果的追求,LED 芯片持续向更小尺寸发展。Mini-LED 作为小间距向 Micro-LED 发展的过渡阶段,继承传统小间距 LED 无缝拼接、宽色域、低功耗和长寿命等优点的同时,还具有更好的防护性和更高的清晰度。目前,Mini-LED 商用化主要为 LCD 的背光方案,用于提升 LCD 显示效果等。LCD 技 术相对于 OLED 技术在成本和寿命方面,具有明显的优势;在色域、分辨率、功耗方面相差 较小;在对比度和运动图像模糊方面则有明显劣势,Mini-LED 背光技术的加入则解决了这两 项问题。Mini-LED 作为 LCD 背光技术,展现出了几大优势:高动态对比度、高动态范围、高 分辨率等。我们认为,Mini-LED 背板技术将集中在中大尺寸,有效延长 LCD 显示寿命周期。2021 年 Mini-LED 背光技术商用化有望加速进行。从产业链上中下游厂商的布局来看, Mini-LED 已成功具备技术、产能、良率等条件,即将进入发展快车道,成为 LED 显示新的 蓝海市场:据 Arizton 统计及预测,2019 年全球 Mini -LED 市场规模约为 0.25 亿美元,到 2024 年将超过 23 亿美元,CAGR 为 148%。我国 Mini-LED 产业优势明显,根据高工 LED 统计及 预测,2018 年我国 Mini-LED 市场规模为 3 亿元,预计到 2020 年将超过 22 亿元,增速在 170% 以上。2. Micro-LED 直显蓄势待发Micro-LED 技术,即 LED 微缩化和矩阵化技术,是将 LED(发光二极管)背光源进行薄膜化、 微小化、阵列化,一般泛指 LED 单元小于 50 微米。Micro-LED 技术与 OLED 一样能够实现每个像素单独寻址,单独驱动发光(自发光)。它的优势在于既继承了无机 LED 的高效率、高亮度、 高可靠度及反应时间快等特点,又具有自发光无需背光源的特性,体积小、轻薄,还能轻易实现节 能的效果。由于 Micro-LED 成本过高,芯片倒装技术、巨量转移技术以及 IC 驱动技术仍待优 化,目前仍未被大规模商用。Micro-LED 有望成为继 Mini-LED 之后的下一个 LED 显示发展新周期。Micro-LED 直 显技术相比于 LCD、OLED 技术有明显的优势:厚度薄、能耗低、高亮度、高解析度、高分 辨率等。Micro-LED 未来有望作为新一轮显示技术进入可穿戴、手机、电脑等中、小尺寸显示 领域。尽管目前 Micro LED 仍受制于微缩芯片、巨量转移等技术限制,未能实现规模量产, 尚处于技术储备阶段;但近几年国内外先进厂商对于 Micro-LED 的布局正在加速推进,预计 未来 3-5 年将有较为成熟的商品推出,引领新一轮 LED 显示的发展。LED 芯片为典型的周期性行业。由于 LED 芯片产业属于重资产行业,建厂时间基本维持 在 1-2 年左右,产能爬坡大约需要半年左右的时间,导致 LED 行业周期性较为明显,基本上 保持 4-5 年一个周期。2010-2014 年随着 LED 应用于手机、电视等终端背光领域,行业开启一 轮扩产;2014-2017 年由于 LED 价格下滑,照明市场规模大幅提升,LED 芯片厂商再度扩产; 2017 年至今随着小间距市场的爆发,芯片厂商再度扩产,目前行业供需比维持在高位,处于下行周期。2021 年苹果新产品有望推动 Mini-LED 商用加速进行。2019 年 4 月微星推出了 Creator17 笔记本,首次实现了 Mini-LED 背光技术在笔电领域商用化。我们预计 2021 年上半年苹果有 望推出应用 Mini-LED 背光技术的 iPad 及 Macbook 系列,各大电视厂商也将推出量产化的 Mini-LED 背光电视,加速 Mini-LED 商用化进程。Mini-LED 商用加速有望大幅改善 LED 芯片的供需结构。据 DSCC 统计预测,2021 年全 球 Mini-LED 背光设备出货量将达到 890 万台,预计到 2025 年背光设备出货量将突破 4,820 万台,CAGR 高达 53%。根据 Morgan Stanley《LED – Slow Profit Recovery into2021, Even with Mini LED Ramp》报告显示,预计 2020 年 LED 芯片供需超额比将降至 14%,2021 年 LED 芯 片供需超额比有望降至 8%以下。我们认为,2022 年 LED 芯片需求量将大幅提升,考虑到现 有的产能规划,预计 2022 年 LED 芯片供需有望恢复至平衡线以下。4. LED 新格局中的投资建议我国 LED 企业全球竞争力持续提升,龙头地位愈发稳固。在市场需求的带动下,LED 产 业链向中国大陆转移,产业链各环节均催生了具有较强竞争力、较高市场份额的龙头企业。国 内市场集中度逐步提升,从应用至芯片制造,越往上游产业集中度越高,各个环节形成了龙头 厂商占据绝大部分市场份额的局面。上游芯片方面,根据各公司产能建设测算,我国 LED 芯片产值在全球范围的占比已超过 40%,市场份额主要集中在三安光电、华灿光电等厂商。中游封装方面,根据 CAS 数据测算, 我国封装企业产值在全球的占比已接近 60%,形成了以木林森为首的“一超多强”的局面。 尽管 LED 下游应用较为分散,依然涌现出利亚德、洲明科技等全球领先企业。受益于规模优 势,龙头厂商的市场地位有望在新兴技术发展中继续巩固提升,建议关注前瞻布局 Mini-LED、 Micro-LED 技术的三安光电(600703.SH)、利亚德(300296.SZ)等。(二)机器视觉:视频设备迎来智能化新发展作为全球制造业中心,中国已成为世界机械消费第一大国,但由“制造大国”向“制造强 国”的转变仍任重而道远。“十四五”期间,中国将进一步深化产业结构调整,推进制造水平。 我们认为,随着工业自动化、智能化转型的深入,以及民用产品对智能化需求的不断提升,机 器视觉作为核心技术有望逐渐形成规模化的产业,未来发展空间广阔。机器视觉(Machine Vision)是指通过光学设备、传感器自动接收和处理实体的图像,获 得数字化信息并实现控制机器设备运动的装置。视觉系统的主要组成包括机器设备、视觉设备 以及图像处理系统;主要功能包括识别、定位、测量以及检测。1. 产业自动化、智能化升级是必然趋势劳动力成本持续上涨,工业自动化需求旺盛。据国家统计局统计,2019 年我国 15-64 岁 人口为 9.89 亿人,较 2013 年高点减少了约 1,672 万人。随着劳动适龄人口的减少,我国制造 业就业人员平均工资大幅增长,由 2013年的 4.64万增长至 2019年的 7.81万,CAGR 为 9.06%, 高于现价 GDP 增速。我们认为,随着我国人口结构的进一步变化,劳动力成本将持续增长, 企业为实现降本增效,将积极向自动化转型。5G 赋能,工业智能化时代将至。未来重点随着工业控制对精确度和自动化的要求越来越 高。5G 低时延、高带宽、海量连接等特性,将推动机器视觉实现第四次技术突破:由 2D 向 3D 的转变。2. 政策有望加快产业智能化转型国家政策有望持续加大产业转型,智能制造的支持力度。《十四五规划建议》以及《中国 制造 2025》均明确提出了建设“制造强国”,智能制造受到了前所未有的重视,5G、大数据中 心、人工智能、工业互联网等新基建有望加速赋能实体经济,提升产业生产效率及现代化水平。 机器视觉作为智能制造的核心技术之一,将在政策的推动下快速发展。3. 机器视觉的投资建议根据中商产业研究院数据统计,机器视觉主要下游应用分别为电子、汽车、制药,市场份 额占比分别为 47%、15%、7%。我们认为,得益于我国经济快速稳定的发展、城镇化进程的 加速、居民生活水平的进一步提升,机器视觉行业的主要下游应用领域均将持续保持较快增长, 从而进一步推动机器视觉行业的整体发展。需求及政策双轮驱动,机器视觉长期成长空间广阔。全球机器视觉正处于快速成长期, 据 Markets and Markets 预测,全球机器视觉市场规模在 2020 年达到 107 亿美元,在 2025 年有 望达到 147 亿美元。在政策的大力驱动下,我国机器视觉增速高于全球水平:据 GGII 数据显 示 2014 年我国机器视觉市场规模为 18.8 亿元,2019 年中国机器视觉市场规模为 65.50 亿元, CAGR 为 21.77%。机器视觉产业链主要包括:底层开发商(光源、镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理 软件等);视觉专用设备(测量设备和非标检测自动化专机等)以及集成和软件服务商(二次 开发)。其中底层软件、高端镜头领域技术壁垒较高,主要由欧美日企垄断,建议关注掌握底 层软件算法的设备公司天准科技(688003.SH)、矩子科技(300802.SZ)等;我国厂商在工业 相机领域、系统集成以及视觉专用设备发展迅速,市场份额有望快速提升,建议关注海康威视 (002415.SZ)等。(三)PCB:受益于 5G 与汽车电动化,行业迎来复苏下游多点开花,全球 PCB 行业有望重回增长。根据 Prismark 数据,2019 年全球 PCB 行 业市场规模 6130 万美元,同比下降 1.7%,受疫情影响,2020 年全球 PCB 行业规模预计与 2019 年基本持平。展望未来,随着计算机、通讯设备、消费电子和汽车电子在内的下游需求的复苏, 全球 PCB 行业有望重回增长。Prismark 预计 2021-2024 年全球 PCB 行业规模将保持 5%以上 的快速增速,到 2024 年将达到 7590 万美元,2020-2024 年复合增速为 5.4%。5G 与数据中心建设迎来高潮,带动 PCB 需求增长。中国电子信息产业发展研究院《5G 新基建发展白皮书》预计全国 5G 基站建设数量约为 653 万座,建设高峰期为 2021-2023 年, 乐观情况下,预计 2021 年全国新建 5G 基站数量将达到 120 万座,较 2020 年增长 70%以上。 5G 技术有源天线单元(AAU)中的天线阵子需要排列在 PCB 上,同时传输网 OTN 设备、交 换机及路由器需求也将相应增加,需要使用大规模的高速单板和背板,进一步带动对 PCB 需 求增长。同时,数据中心业务的不断建设将进一步打开 PCB 的增长空间。随着新基建政策的 落地、云服务应用的进一步拓展,互联网数据中心建设有望进一步加速。根据 IDC 预测,中 国云运营服务市场规模 2020 年将同比增长 20.5%,2021 年有望达到 28.9%。伴随着数据中心 服务器向大容量、高速度的追求,其对 PCB 性能的要求日益提高,尤其要求 PCB 具有高层数、 高速度和高密度的特点。5G 手机与可穿戴设备加速渗透,软板等迎来量价齐升。5G 手机内射频天线模组由 MIMO 技术升级为 Massive MIMO,天线及射频传输线等器件的增多使得手机内部空间进一步压缩。 无线充电、多摄像头等新兴功能对手机的数据处理能力也有较高需求,更多的内部元件模组对 手机内部的集成、散热及稳定性提出了更高要求。可穿戴设备轻量化、小型化、随身佩戴的要 求也对需要 PCB 更加紧凑灵活。FPC 具有柔性、配线密度高、质量轻、低损耗、可靠度好等 优点,能够很好适应智能手机更高性能需求,使其在 5G 时代获得更广泛的应用。根据 Prismark 数据, 2018 年全球 FPC 市场规模 128 亿美元,预计到 2022 年达到 149 亿美元。此外, SLP 等更高性能 PCB 板的精密特征能够解决使用 HDI 有可能造成的信号衰弱问题,并能以其 更小的线宽/线距、更多堆叠层数可承载更多模组,需求量也将进一步增长。汽车电子高景气度带动车用多层板需求增长。新能源汽车相比传统汽车电子化程度更高, 相比传统汽车的 PCB 平均用量增加更多。纯电动汽车中汽车电子占整车成本约为 65%,而传 统紧凑车型和中高档轿车的汽车电子占整车成本比重仅为 15%和 28%,新能源汽车普及将拉 动汽车电子市场规模扩张,整车控制器、电机控制器和电池管理系统将是车用 PCB 市场的重 要增长点。多层板是汽车电子的主要需求,单双面板、4 层板、6 层板、8-16 层板在汽车电子 中的应用占比合计达到 74%。随着 5G 智能手机与可穿戴设备的持续渗透、汽车行业的复苏及新能源汽车的推广、5G 与数据中心的加速建设,PCB 需求将迎来复苏,建议关注鹏鼎控股(002938.SZ)、东山精密 (002384.SZ)以及上游覆铜板生产企业生益科技(600183.SH)。(四)物联网:全球连接端数量爆发,通信模组率先受益5G 时代物联网连接数爆发,已加速超过非物联网连接数。5G 带动区块链、边缘计算、 人工智能等新技术不断注入物联网,带来创新活力,根据 IoT Analytics 数据,包括智能手机、 电脑等的非物联网连接数 2020 年为 100 亿,未来五年也将保持在这个水平,而全球物联网连 接数从 2010 年的 8 亿增长至 2020 年 117 亿,目前已超过全球非物联网连接数,预计 2025 年 全球物联网连接数将加速增长,可达 309 亿,2020-2025 年复合增长率达 21.44%。物联网市场规模快速增长。根据 IDC 数据,2019 年全球物联网市场规模约 6860 亿美元, 2020 年全球物联网市场规模将达到 7420 亿美元,预计 2024 年将达到 1.14 万亿美元,年复合 增长率约 11.3%。中国物联网行业在十三五期间将获得年复合增长率 24%的高速发展,2019 年物联网行业规模达 177.32 亿元,中国电子信息产业发展研究院预计 2021、2022 年将分别达 到 214.1 亿元、262.5 亿元,维持超过 20%的增长率。万物互联通信为基础,通信模组有望率先受益。物联网的基本功能是借由通信网络实现 信息在不同载体间的传输和处理,而物联网模组的核心用途正是帮助各类终端实现通信功能。 模组主要位于网络层,同时与感知层存在交叉,承载端到端、端到后台的数据交互,通常一个 物联网连接终端将会承载 1-2 个通讯模组。全球物联网模组市场规模主要受物联网连接数增长 拉动,Techno Systems Research 数据,2017 年全球物联网蜂窝通信模块出货量为 1.62 亿片,预计 到 2021 年将增至近 3 亿片,2020、2021 年增速超 15%。建议关注移远通信(603236.SH)、 广和通(300638.SZ)。六、投资建议(详见报告原文)短期来看,随着新冠疫苗的问世以及应对举措的放宽,全球经济有望逐步修复。5G 通讯 技术将带动相关终端设备渗透率的快速提升,产业链元器件有望量价齐升,电子信息产业的供 给、需求有望迎来较快的复苏。我国得益于优秀的疫情防控,制造业生产环节较早得到了恢复, 货币已逐步恢复至疫情前正常化的水平。外部贸易摩擦有望趋于缓和,预计我国电子信息制造 业将呈现出更具有活力、更为迅速的增长。长期来看,国内电子行业处于成长期,正朝着核心技术含量和附加值更高的环节迈进, 部分产品性能已经能够达到国际先进水平。电子行业作为新一代信息技术中的核心组成部分, 在国家更为重视科技发展的大背景下,我们预计国家会进一步加大政策和资金支持,助力国内 电子行业发展。随着政策不断扶持和资金助力,国内电子企业有望在高技术含量和高附加值 环节实现更多技术突破,加速国产化替代进程,中长期成长空间巨大。具体到 2021 年,盈利端:我们认为电子行业景气度有望大幅回暖,5G 终端以及汽车电动 化将持续推动电子元器件量价齐升,预计 2021 年电子行业盈利端将加速增长。估值端:2020 年末周期与科技之间的跷跷板效应带来了科技板块的调整:截至 2020 年 12 月 11 日收盘,电 子行业滚动市盈率(TTM 整体法,剔除负值)为 48.12 倍,接近行业近十年的均值水平。从行业估值溢价角度看,将电子板块与全部 A 股的滚动市盈率进行比较,自 2020 年 8 月 年以来电子行业估值溢价整体呈回落趋势:截至 2020 年 12 月 11 日,电子行业相对全部 A 股 溢价为 159.85%,自年初高位下降了 64.07 个百分点。我们认为,估值溢价的回落表明下半年 电子行业资本市场表现由估值扩张转为盈利的牵引。预计在盈利端的快速增长及估值端的修复 下,2021 年电子行业市值将有更大的增长空间,对电子板块而言,带来了良好的配置机会。结合对电子行业以及各细分领域估值和未来的盈利展望,我们对电子行业整体以及各细分 领域上调评级至推荐。建议投资者关注以消费电子、半导体和面板产业链为代表的确定性强 的业绩高增长板块,以及 Mini/Micro LED、机器视觉、FPC/超薄 HDI 等技术创新升级的高 弹性板块。……(报告观点属于原作者,仅供参考。报告来源/作者:银河证券,傅楚雄)如需完整报告请登录【未来智库官网】。

堕落街

半导体及电子行业157页深度研究报告:电子产业创新与格局重构

(报告来源/作者:国元证券,贺茂飞)报告摘要:1、本土IC设计亟待成长,精选赛道享双重红利IC设计作为半导体行业中极其重要的一环,是国产替代的重要组成部分,细分赛道来看:计算连接方面:5G、AIoT技术的持续渗透将带动下游应用百花齐放,2021年我国将进入5G新基建集中、大规模部署阶段,将全面开启5G数字化转型。处理器芯片、无线蓝牙芯片作为下游产品的核心芯 片将会优先受益。与此同时中美摩擦下,关键芯片国产化进程已刻不容缓,RISC-V架构开源的特点有 利于国产芯片实现自主可控,中国作为RISC-V阵营的中坚力量,一直致力于RISC-V生态体系建设, 随着其深入发展未来将会加速国产芯片实现自主可控。建议关注新能源汽车、AIoT下国产主流APU、 MCU以及Wi-Fi蓝牙芯片厂商的发展机遇。存储芯片方面:NOR Flash需求继续提升。我们认为2021年NOR Flash的需求将继续提升,显著的驱 动力来自于:1可穿戴产品功能的提升带来产品空间提升的需求,如未来新款AirPods有望搭载 256MB的内存;2以智能电表为代表的新兴物联网领域以及3AMOLED屏幕渗透率的进一步提升。大宗存储方面,伴随着3D NAND堆叠层数的提高,单位容量的NAND Flash的价格将持续走低;而受智能手机和服务器明年需求量提升的预期影响,DRAM价格有望全年呈上升的趋势。模拟芯片方面:继续把握国产替代带来的成长性。展望明年模拟芯片市场,国内企业将继续通过扩展 新品+国产替代的逻辑继续成长。下游领域方面,通讯基站建设、消费电子需求提升等领域仍将是国 产模拟芯片的主要增量需求。在此逻辑之下,具备更强烈国产替代需求的客户将为模拟芯片企业带来 更好的成长性。2、功率器件传统应用需求稳定,新兴领域为行业赋能功率半导体用于泛电力电子领域,传统需求增速缓慢,未来主要依靠新能源汽车、可再生能源发电、变频 家电等带来的巨大需求缺口。IHS统计,国内成熟市场规模约940亿元,我们经过测算国内新能源汽车、 充电桩、光伏和风电四个新兴纯增量市场空间约200亿元。短期受益于功率器件价格调涨和疫情后经济复 苏需求,长期看好新能源领域的海量新增需求。3、半导体制造是电子行业底部支柱,国产化趋势持续向好整个集成电路拥有极长的产业链,其中制造和封装测试环节是将IC设计方案具体落实成实物芯片的基础, 也是支撑整个电子计算机行业大生态的底部核心支柱。代工和封测底层逻辑:5G、汽车电子、AIOT等新需求有望推动半导体行业进入新一轮景气度上行周期,对应产业链中下游制造产能和技术需求。代工:1)短期受美国制裁影响,先进制程承压,中长期我们看好新一代N+1工艺在增效降本方面的改 善,以及下游对14/28nm平台旺盛需求。2)成熟制程目前产能供不应求,产能紧缺情况有望延续到明 年年中,5G、新能源、消费增量需求有望快速填补新建12寸成熟工艺产线空缺。封测:封测需和晶圆 制造产能匹配,预期新兴需求带来的巨大增量使封测线产能利用率维持在高位,封装集成化趋势推进 高级封测需求。半导体设备和材料底层逻辑:产能扩张+国产替代趋势给国内供应商更多机会,设备对应扩产期,材 料对应扩产后期,短期受益于周期内的上行区间,长期受益于渗透率的提升。设备:未来两年中国大陆存储和逻辑产能建设进入洪峰期,20/21年新增晶圆厂12/8座,国产设备龙头 技术储备整体处于14/28纳米,对接大陆新增产线技术需求,预计未来两年设备企业盈利将持续改善, 且在客户多样化需求驱动下逐渐丰富机台种类,提升国际影响力和技术竞争力。材料:作为晶圆制造 的日常耗材,遵循产能建设后期逻辑,材料市场需求扩容。我们认为未来材料端国产替代进程将从易到难、从低端到高端循序渐进,目前替代速度较快的是靶材、电子特气和湿法化学品,而硅片和光刻 胶相对滞后。3、消费电子:关注智能手机与可穿戴的投资机会智能手机方面,由于疫情的发展减缓了2020年手机市场需求的提升,2021年手机市场有望在疫苗研发顺利、5G换机继续进展的情况下迎来景气周期。手机下游各细分市场中,我们认为可以关注如下投资 机会:光学领域的国产厂商有望逐步提高高像素的份额占比,进而获得业绩提升;手机充电领域也非常值得关注,一方面无线充电的渗透率整逐步提升,另一方面伴随着苹果取消附赠充电头,三方快充 头将成为明年重要的需求方向。可穿戴领域来看,TWS仍为2021年明确方向,在苹果取消随机附赠耳机后,将会催化TWS耳机成为 智能手机配套产品迎来更大市场空间。我们看好在可降噪等主要功能升级后安卓端市场的成长性;智能手表方面,在疫情催化下其差异化定位属性凸显,看好在续航、医疗健康等技术提升后,智能手表 行业迎来拐点。报告节选:(报告观点属于原作者,仅供参考。报告来源/作者:国元证券,贺茂飞)如需完整报告请登录【未来智库官网】。

动与过也

半导体材料之电子特气深度报告:晶圆制造之血液

如需报告请登录【未来智库】。电子气体,半导体行业重要原材料电子气体简介 电子特种气体(简称电子特气)是特种气体的一个重要分支,是集成电路(IC)、平面显示器件(LCD、LED、OLED)、太阳能电池等电子工业生产不可或缺的原材料。通常半导体生产行业,将气体划分成常用气体和特殊气体两类。其中,常用气体指集中供给而且使用非常多的气体,比如 N2、H2、O2、Ar、He 等。特种气体指半导体生产环节中,比如延伸、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,也就是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,在 IC 生产环节中,使用的电子气体有差不多有 100 多种,核心工段常见的在 30 种左右。正是这些气体通过不同的制程使硅片具有半导体性能,它又决定了集成电路的性能、集成度、成品率。即使是某一种某一个特定杂质超标,都将导致质量严重缺陷,严重时会因不合格气体的扩散,导致整个生产线被污染,乃至生产全面瘫痪。因此,电子气体是电子制造过程关键基础材料,是名副其实的电子工业“血液”。电子气体的原料主要为空气分离气体、石油化工和煤化工生产过程中产生的低纯度原料气、废气和其它基础化工原料。主要原材料来源广泛,市场供应充足,较容易从相关原材料供应厂家获得。我国大型炼钢企业以及化肥企业基本配备了空气分离设备,空分气体供应量大且价格稳定。电子特种气体对原料气体的消耗量占石油化工和煤化工原料气产量的比例很小,稳定的石化和基础化工行业能向电子特种气体行业提供充足的原材料。“十三五”规划对环境保护以及工业废气排放目标的进一步明确,上游行业的供应将更为充足。气体容器因能长期使用,在电子气体成本中占比较低,价格波动对行业影响较小。电子气体的分类及应用 电子气体种类繁多,在电子产品制作工艺中应用广泛。目前常用的电子气体纯气有 60 多种,混合气有 80 多种。电子气体可分为纯气、高纯气和半导体特殊材料气体三大类。特殊材料气体主要用于外延、掺杂和蚀刻等工艺;高纯气体主要用作稀释气和运载气。电子气体主要应用于半导体、平面显示、太阳能电池等领域,国内市场需求 80 亿元。根据中国工业气体工业协会统计,2019 年国内电子特种气体需求达 80 亿元,其中集成电路用特种气体需求为 35 亿元,平面显示用特种气体需求为 22 亿元,太阳能电池用需求为 8 亿元。集成电路芯片的制造需要使用多种电子气体,包括硅烷等硅族气体、PH3 等掺杂气体、CF4 等蚀刻气体、WF6 等金属气相沉积气体及其他反应气体和清洗气体等。在电子级硅的制备工艺中,涉及到的电子气体包括 SiHCl3、SiCl4 等。在硅片表面通过化学气相沉积成膜(CVD)工艺中,主要涉及 SiH4、SiCl4、WF6 等。在晶圆制程中部分工艺涉及气体刻蚀工艺的应用,也称干法刻蚀,涉及到的电子气体包括 CF4、NF3、HBr 等,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。掺杂工艺是将需要的杂质掺入特定的半导体区域中,以改变半导体电学性质,涉及到的电子气体包括 B2H6、BF3 等三价气体和 PH3、AsH3 等五价气体。平面显示行业用电子气体主要品种有硅烷等硅族气体、PH3 等掺杂气体和 SF6 等蚀刻气体。在薄膜工序中,通过化学气相沉积在玻璃基板上沉积 SiO2、SiNx 等薄膜,使用的特种气体有 SiH4、PH3、NH3、NF3 等。在干法刻蚀工艺中,在等离子气态氛围中选择性腐蚀基材。通常采用 SF6、HCl、Cl2 等气体。太阳能电池可分为晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。在晶体硅电池片生产中,扩散工艺用到POCl3 和 O2,减反射层等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺用到 SiH4、NH3,刻蚀工艺用到 CF4。薄膜太阳能电池则在沉积透明导电膜工序中用到二乙基锌(DEZn)、B2H6,在非晶/微晶硅沉积工序中用到硅烷等。电子气体应用领域 半导体行业——电子气体最重要的下游应用 气体是晶圆制造中第二大耗材。根据 2018 年销售数据,制造材料中,硅晶圆作为半导体的原材料,占比最大,达到 37%,销售额为 121 亿美元。电子气体由于在制造过程中使用的步骤较多,所以消耗量远远高于其他材料,占比为 13%,销售额达到 43 亿美元。气体(包含高纯和混合气体)是晶圆制造中最常用的制造材料,作为半导体材料中的核心原料,消耗金额是除硅晶圆之外的第一大材料。常常使用在光刻、刻蚀、CVD/PVD 等步骤。特别是在集成电路制造环节,高纯大宗气体如 N2、H2、O2、Ar、He 等,常常使用在高温热退火、保护气体、清洗气体等环节。高纯电子特种气体在制造环节使用较多,也是常说的电子气体,比如离子注进、气相沉积、洗涤、遮掩膜形成过程中使用到一些化学气体,常见的有 SiH4、PH3、AsH3、B2H6、N2O、NH3、SF6、NF3、CF4、BCl3、BF3、HCl、Cl2 等。在 IC 生产环节中,使用的电子气体差不多有 100 多种,核心工段常见的在 40-50 种左右。随着半导体集成电路技术的发展,对电子气体的纯度和质量也提出了越来越高的要求。电子气体的纯度每提升一个数量级,对下游集成电路行业都会产生巨大影响。2014 年国家发布了《国家集成电路产业发展推进纲要》并设立了集成电路产业投资基金,根据规划,我国集成电路销售额年均增速将保持在20%左右,预计 2020 年将达到 8700 亿元。若半导体用电子气体保持同样稳定的增速,国内半导体用电子气体市场将在 2020 年翻番。中国大陆电子气体市场规模占比不断提升。据前瞻产业研究院的数据,中国电子特气的市场规模不断增加,从 2014 年的 13.40 亿美元增长到了 2018 年的 20.04 亿美元,占全球的比重从 38.5%提升到 44.4%。未来随着产能的不断提升,比重也会随之增加。2020-2022 年是中国大陆晶圆厂投产高峰期,以长江存储,长鑫存储等新兴晶圆厂和以 SMIC、华虹为代表的老牌晶圆厂正处于产能扩张期,未来 3 年将迎来密集投产。以 12 寸等效产能计算,2019 年中国的大陆产能为 105 万片/月,我们预计至 2022 年大陆晶圆厂产能增至 201 万片/月。据国内晶圆厂的建设速度和规划,预计 2022 年国内电子气体市场是 2019 年的两倍,电子气体市场迎来高速发展期。根据 2019 年 20 亿美元的市场空间,预计 2022 年,中国大陆电子气体市场空间将会接近 40 亿美元,实现市场规模翻倍。平面显示用电子气体——TFT-LCD 快速发展将扩大电子气体市场空间 平面显示器种类较多,而其中 TFT-LCD 反应时间快、成像质量高,是目前应用最广泛的 LCD 技术。TFT-LCD 面板的制造过程主要可分为三个步骤:前段阵列工、中段成盒工序以及后段模块组装工序。电子特气主要应用于前段阵列工序的成膜和干刻阶段,经过多次成膜工艺分别在基板上沉积 SiNx 非金属膜以及栅电极、源漏电极和 ITO 等金属膜。中国大陆 TFT-LCD 面板产业迎来发展的黄金时代。2016 年,全球 TFT-LCD 面板用电子气体市场超过 66 亿元,国内市场达到 22 亿元。近年来,全球液晶面板产能持续从日本、韩国和台湾向中国大陆转移。随着韩国、台湾地区新建 LCD 产线速度减慢,京东方、华星光电等国内厂商异军突起。随着 TFT-LCD 市场需求急剧增长,中央和地方政府对平面显示产业的大力推动,各地纷纷投资兴建大型、高世代 TFT-LCD 面板项目,国内主要厂家 TFT-LCD 仍在快速扩产。目前液晶面板的应用已经越来越趋向于向大尺寸、高清方向发展,而大尺寸液晶面板需要通过高世代产线切割。京东方、华星光电、惠科集团等国内厂商纷纷布局高世代产线,对电子气体的需求也将大大增加。电子气体行业壁垒 电子气体应用广泛,对技术要求很高,对于气源及其供应系统有着苛刻的要求,属于典型的技术密集型行业。其最难的行业壁垒体现在两大层次:1.技术壁垒;2.资质壁垒。1.技术壁垒。电子气体的技术壁垒可以分为气体纯度壁垒与气体精度壁垒。就气体纯度而言,特种气体纯化是气体制造的主要技术壁垒。在普通工业领域中,对于特种气体的纯度要求在 99.99%以内。但是在电子级,特别是在半导体芯片制造领域,由于芯片制造技术已经发展到纳米级别,所以气体纯度也必须在 ppt 级别以上。气体中的杂质含量过多,就会严重影响芯片良率和可靠性。电子气体的纯度要求也越来越高,经常需要 6N 级(99.9999%)甚至更高的纯度,并且对电子气体质量的稳定性要求也越来越苛刻。10纳米以下的先进制程对于杂质过滤的要求也越来越高,晶圆厂生产环境纯净度必须再度提升,才能确保半导体晶圆不受污染,提升生产良率。从 28 纳米走到 7 纳米,产品的金属杂质要求须下降 100 倍,污染粒子的体积也必须要缩小 4 倍,而随着制程走到 10 纳米以下,对于洁净度要求只会愈来愈严格,例如 28纳米晶圆可能可以有 10 个污染粒子,但 7 纳米晶圆上只能有 1 个。采用先进制程的晶圆,其薄膜层非常薄,对氧气十分敏感,很容易被氧化,因此对晶圆制作的特种气体需求更大,未来的 3/5 纳米已经进入原子等级的尺度。所以,特种气体供应商能否提供更高纯度的气体是能否打入国际主流晶圆厂的关键条件。就气体精度壁垒而言,准确控制不同气体的配比精度是另一壁垒;对于混配气体而言,配比的精度是核心参数。气体混配是指根据不同需求,运用重量法、分压法、动态体积法等方法,将两种或两种以上组分的气体按照特定比例混合,对配制过程的累计误差控制、配制精度、配制过程的杂质控制等均有极高要求。随着产品组分的增加、配比精度的上升,常要求气体供应商能够对多种 ppm 乃至 ppb 级浓度的气体组分进行精细操作,其配置过程难度与复杂程度也显著增大。特别是对于光刻气体而言,混合气体的精度控制更加重要。光刻气体包含 Ar/F/Ne 混合气、Kr/Ne 混合气、Ar/Ne 混合气、Kr/F/Ne 混合气等。2.资质壁垒。企业客户的资质认证较难,且时间很长。客户对气体供应商的选择均需经过审厂、产品认证 2 轮严格的审核认证,其中光伏能源、光纤光缆领域的审核认证周期通常为 0.5-1 年,显示面板通常为 1-2 年,集成电路领域的审核认证周期长达 2-3 年;另一方面,电子特气在下游制造过程中的成本占比相对较低,但对电子产品性能影响较大,一旦质量出现问题,下游客户将会产生较大损失。为了保持气体供应稳定,客户在与气体供应商建立合作关系后不会轻易更换气体供应商。国内电子气体发展现状和未来发展空间全球电子气体行业集中度高,寡头垄断明显 电子气体行业集中度很高,目前全球电子特气市场被几个发达国家的龙头企业垄断,国内企业面临着激烈竞争的局面。从全球来看,提供特种电子气体的主要有美国气体化工、美国普莱克斯、日本昭和电工、英国 BOC 公司(2006 年被林德收购)、德国林德公司(2018 年与美国普莱克斯合并)、法国液化空气、日本大阳日酸公司等。全球特气市场美国空气化工、普莱克斯、法液空、大阳日酸和德国林德占据了94%的份额;国内市场海外几大龙头企业也控制了 85%的份额,电子特气受制于人的局面亟待改变。海外电子特气龙头公司拥有高于行业标准的公司标准。国际上电子气体普遍采用的标准为 SEMI 标准(国际半导体装备和材料委员会标准),但国外几大气体公司均有自己的公司标准,这些标准突出了各公司的技术水平特征,在产品纯度上较 SEMI 普遍高出 1-2 个数量级,在分析检测、包装物、使用方法、应用技术说明等方面各有特点。一些公司在某些关键杂质(金属杂质、颗粒物杂质等)含量上只标明“需与用户协商”,表明电子气体技术、市场竞争非常激烈,关键技术保密。国内电子气体市场快速增长,外资企业占主导地位 随着半导体、平面显示产业链的转移,国内电子气体市场增速明显,远高于全球增速。美国普莱克斯公司总裁曾讲到,中国将是世界最后的电子气体竞争疆场。目前,国内的电子气体市场主要由美国气体化工、美国普莱克斯、日本昭和电工、英国 BOC(现为林德集团子公司)、法国液化空气和日本酸素 6家公司所垄断,所占市场份额高达 85%。国内企业主要集中在中低端市场。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,如四川科美特生产的 CF4 进入台积电 12 寸台南 28nm 晶圆加工生产线,金宏气体开发出 7N电子级超纯氨打破国外气体公司对超纯氨垄断等,其他上市公司有雅克科技、巨化股份、NDGD 等。经过 30 多年发展,我国半导体电子特气已经取得了不错成绩。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;四川科美特生产的 CF4 进入台积电 12 寸台南 28nm 晶圆加工生产线。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。高纯硅烷方面,中宁硅业利用自产的高纯硅烷为原料,研究开发具有自主知识产权的低温脱轻脱重、多级吸附以及晶硅成膜检测技术制备半导体级硅烷气体,在设备优化、精馏提纯以及成膜检测等关键技术上实现了突破,具备半导体级硅烷气体的产业化生产能力。高纯四氟化硅方面,绿菱电子的产品在 2018 年实现了给国内主要芯片生产企业的大规模供货。超纯氨方面,金宏气体开发出 7N 电子级超纯氨打破国外气体公司对超纯氨垄断,目前超纯氨年产能 8500 吨,在国内超纯氨市场占有率超过 50%。政策与需求双重推动,国内电子气体行业发展空间大 电子气体行业属于国家产业政策重点支持发展的高新技术产业之一。2009 年,国家科技部发布《国家火炬计划优先发展技术领域》,将“专用气体”等内容列入其中。2016 年,科技部、财政部、国家税务局联合发布《高新技术企业认定管理办法》,将“超净高纯试剂及特种(电子)气体”等列为国家重点支持的高新技术领域。电子气体的半导体、平面显示、太阳能电池等下游应用领域也属于国家重点鼓励发展的新兴产业,国家对下游产业的支持也将推动电子气体行业的发展。电子气体在集成电路、平面显示设备、太阳能电池的生产中扮演着重要角色,随着下游产业的扩张,国内电子气体相关厂商迎来了良好的发展机遇。电子气体的国产化是必然趋势。与国外厂家相比,国内电子气体企业的优势主要表现在三个方面:(1)物流成本低,供货及时。部分电子特气属于危险化学品,包装、运输有十分严格的规定,且进出口受相关国家管制(如砷烷等),导致交货周期长,服务不及时,有时运输成本甚至高于气体本身价格。国内电子气体企业物流成本低,供货及时。(2)产品价格具有明显优势。例如国内高纯气体平均价格只有国际市场价格的 60%,采用国产电子气体可大幅降低下游半导体制造业成本。(3)国内企业自身实力的不断增强。经过多年发展,国内已有部分企业在部分产品的研发上取得了突破,掌握了自主知识产权,打破了国外技术垄断,正逐步缩小与国外企业的差距。技术差距与领军型企业的缺乏是当前国内电子气体行业面临的最大问题。细分品种数量众多,高端品种进口替代需求强烈含氟气体:传统品种陆续自主可控,先进工艺及环保气体逐步追赶 目前全球电子气体市场中含氟系列电子气体约占总量 30%左右。含氟电子气体是电子信息材料领域特种电子气体的重要组成部分,主要用作清洗剂、蚀刻剂,也可用于掺杂剂、成膜材料等。典型的传统含氟电子气体包括 CF4、C2F6、C3F8、C4F8、C4F6、CHF3、SF6、NF3 等,由于传统含氟气体大气寿命和 GWP(Global Warming Potential,全球变暖潜能值,指在 100 年的时间框架内,各种温室气体的温室效应对应于相同效应的二氧化碳的质量)较高,对臭氧层破坏较大,在《京都议定书》框架内面临逐步减量甚至禁用,开发新型、安全、环保的含氟电子气体已成为近年来国内外研究和产业化热点,目前新型低 GWP 含氟气体主要包括 COF2、ClF3、F2 等。除环保因素外,先进制程工艺也对刻蚀气体提出了越来越高的要求:在先进制程、高深宽比的工艺制程中,通常使用不饱和全氟烯烃,如六氟丁二烯和八氟环戊烯替代传统的全氟烷烃及 NF3,因为六氟丁二烯和八氟环戊烯刻蚀选择性、精确性及各向异性性能更为优异。四氟甲烷(CF4) 四氟甲烷(CF4)是目前微电子工业中用量最大的等离子蚀刻气体,广泛用于硅、二氧化硅、氮化硅和磷硅玻璃等材料的蚀刻,在电子器件表面清洗、太阳能电池的生产、激光技术、低温制冷、气体绝缘、泄漏检测剂、控制宇宙火箭姿态、印刷电路生产中的去污剂、润滑剂及制动液等方面也有大量应用。由于它的化学稳定性极强,CF4 还可用于金属冶炼和塑料行业等。当今超大规模集成电路所用电子气体的特点和发展趋势是超纯、超净和多品种、多规模,各国为推动本国微电子工业的发展,越来越重视发展特种电子气体的生产技术。CF4 以其相对低廉的价格长期占据着蚀刻气体的市场,因此具有广阔的发展潜力。国内生产电子级 CF4 的生产厂家主要包括雅克科技子公司科美特、中核红华、河南氟能、华特股份及永晶化工,科美特现有产能 1200 吨,为国内龙头,另有 2000 吨扩产计划于 2018 年 2 月环评公告。六氟乙烷(C2F6) 六氟乙烷在半导体与微电子工业中用作等离子蚀刻气体、器件表面清洗剂,还可用于光纤生产与低温制冷。因其具有无毒无臭、高稳定性而被广泛应用在半导体制造过程中,例如作为蚀刻剂、化学气相沉积(CVD)后的清洗气体,在等离子工艺中作为二氧化硅和磷硅玻璃的干蚀气体。近年来,随着半导体行业的迅猛发展,对电子特气的纯度要求越来越高,而六氟乙烷由于具有边缘侧向侵蚀现象极微、高蚀刻率及高精确性的优点,解决了常规湿法腐蚀不能满足 0.18-0.25μm 的深亚微米集成电路高精度细线蚀刻的问题,可以极好地满足此类线宽较小的制程的要求。在以 SiH4 为基础的各种 CVD 制程中,六氟乙烷作为清洗气体,与甲烷相比具有排放性低、气体利用率高、反应室清洁率和设备产出率高等特点。高纯六氟乙烷是超大规模集成电路所必需的介质,对半导体行业的发展起着重要的作用。目前六氟乙烷的制备有多种工艺路线方法,主要包括:电化学氟化法、热解法、金属氟化物氟化法、氟化氢催化氟化法、直接氟化法。①电化学氟化法:乙炔、乙烯或乙烷在电解条件下氟化。②热解法:通过四氟乙烯和 CO2之间的热分解反应制备。③金属氟化物氟化法:如乙炔、乙烯和乙烷与金属氟化物(CoF3、MnF3、AgF2)进行反应。④氟化氢催化氟化法:催化剂存在下氟化全卤代乙烷化合物(C2FxCly)。⑤直接氟化法:活性炭、乙炔、乙烷和五氟乙烷等气体直接与氟气反应。目前国内半导体级六氟乙烷生产商主要包括华特股份和中船重工 718 所,两者现有产能分别为 350、50 吨,新增产能分别为 100 和 60 吨,其中华特股份新增产能为科创板募投项目,中船重工 718 所新增产能于 2018 年 12 月环评公告。此外,华安新材料具备六氟乙烷产能 300 吨,但主要为制冷剂产品。此外巨化股份参股公司博瑞电子拟建 55 吨六氟乙烷产能。三氟化氮(NF3) 三氟化氮在半导体工业中主要用于化学气相淀积(CVD)装置的清洗。三氟化氮可以单独或与其它气体组合,用作等离子体工艺的蚀刻气体,例如,NF3、NF3/Ar、NF3/He 用于硅化合物 MoSi2 的蚀刻;NF3/CCl4、NF3/HCl 既用于 MoSi2 的蚀刻,也用于 NbSi2 的蚀刻。据 NDGD 公告,国内 NF3 需求将由 2017 年的 4853 吨增至 2021 年的 15800 吨,未来 3 年国内 NF3市场需求复合增速将为 29%左右。当前国内 NF3 厂商扩产计划主要集中在 718 所旗下派瑞特气、晓星新材料、昊华科技下属黎明院及雅克科技子公司科美特。六氟化硫(SF6) 作为重要的含氟气体材料,六氟化硫被广泛应用于电力设备行业、半导体制造业、冷冻工业、有色金属冶烁、航空航天、医疗(X 光机、激光机)、气象(示踪分析)、化工等多个行业和领域。由于六氟化硫具有优良的绝缘性能和减弧能力,工业级六氟化硫广泛应用于电力设备中的输配电及控制设备行业,包括气体绝缘开关设备、断路器、高压变压器、绝缘输电管线、高压开关、气封闭组合电容器、互感器等,是继第一代空气、第二代油之后的第三代绝缘介质。而电子级六氟化硫则主要应用于半导体及面板晶示器件生产工艺中的蚀刻与清洗,具有用量少、纯度高、对生产及使用环境洁净度要求高和产品更新换代快等特点,国内仅有少数厂家具备生产能力。雅克科技子公司科美特为国内六氟化硫龙头,现具备六氟化硫产能 7000 吨。2018 年 2 月公司公告扩产项目环评,拟新增 10000 吨电子级 SF6 和 2000 吨 CF4 产能,扩产完成后公司将进一步巩固在国内的龙头地位。除科美特外,上市公司昊华科技下属黎明院具备六氟化硫产能 2800 吨,新增 2000 吨产能在2018 年底时尚处于环评评审阶段。六氟化钨(WF6) 六氟化钨(WF6)是目前钨的氟化物中唯一稳定并被工业化生产的品种。它的主要用途是在电子工业中作为金属钨化学气相沉积(CVD)工艺的原材料,特别是用它制成的 WSi2 可用作大规模集成电路(LSI)中的配线材料。另外还可以作为半导体电极的原材料、氟化剂、聚合催化剂及光学材料的原料等。随着电子工业的不断发展,世界各大公司自 20 世纪 90 年代末纷纷扩大了 WF6 的产能。电子工业产品精密度极高的特点对于作为原材料的 WF6 的纯度提出了很高的要求,一般要求纯度达到 99.99%,部分半导体行业要求的纯度更高。当前国内 WF6 生产商主要包括 718 所旗下派瑞特气、韩国厚成子公司南通厚成,后续派瑞特气及博瑞中硝有扩产计划。八氟丙烷(C3F8) 八氟丙烷(C3F8,又称全氟丙烷、R218)是一种稳定性好的全氟化合物,标准状态下为无色气体,在水和有机物中溶解度都很小。在半导体工业中,八氟丙烷与氧气的混合气用作等离子蚀刻材料,会选择性地与硅片的金属基质作用。随着电子工业的迅速发展,高纯八氟丙烷的需求量日益增加,并且由于对刻蚀精度的要求越来越精细,相应地对其纯度要求也越来越高,现阶段,市场上高纯八氟丙烷电子气体的纯度大于 99.999%。此外,近年来八氟丙烷在医学界的用途得到了新的发展,主要用于声学超声造影,八氟丙烷微气泡能有效地反射声波及用于增强超声讯号回散射,它在血管内有足够的停留时间,能作为一种血球示踪剂,反映器官的血流灌注情况,而不干扰血流动力学。另外,八氟丙烷还可用作深冷制冷和热交换器的传热介质。当前国内八氟丙烷主要生产商为 718 所旗下派瑞特气及核工业理化工程研究员参股公司四川富华信,两者分别具备产能 30 吨和 200 吨。此外华特股份拟募投上马 100 吨八氟丙烷产能。八氟环丁烷(C4F8)八氟环丁烷化学性能稳定、无毒无害、温室效应潜能(GWP)值低、消耗臭氧指数(ODP)值为零,是一种绿色环保型特种气体。八氟环丁烷应用广泛,近年来被大量用作制冷剂代替禁用的氯氟烃类化合物,此外也常用于气体绝缘介质、溶剂、喷雾剂、发泡剂、大规模电路蚀刻剂、热泵工作流体以及生产C2F4 和 C3F6 单体的原料等。高纯八氟环丁烷(5N 以上)用于超大规模集成电路蚀刻剂和清洗剂。针对八氟环丁烷的制备和纯化,国外研究起步较早,如美国杜邦公司、日本大金工业株式会社、日本昭和电工株式会社、日本旭硝子公司、俄罗斯基洛夫工厂等均已实现工业化生产。近年来我国化学、电子等工业迅速发展,八氟环丁烷的需求量逐年上升,其制备及纯化工艺研究受到了更多的关注,应用前景十分广阔。当前我国八氟环丁烷主要生产商包括昭和电子(上海)、派瑞特气(718 所)、华特股份和保定北方特气,昭和电子和派瑞特气分别具备八氟环丁烷产能 150 吨和 50 吨,派瑞特气有 220 吨的扩产计划,预计 2020 年 6 月投产。华特股份在招股说明书中并未将八氟环丁烷作为主产品披露,产能规模应当并不大;保定北方特气并非上市公司,具体产能未披露。氧化亚氮(N2O,笑气):随着半导体、显示需求增大,用量激增 氧化亚氮气体,俗称笑气,分子式 N2O。高纯氧化亚氮气体主要应用于半导体、LCD、OLED 制造过程中氧化、化学气相沉积(CVD 沉积氮化硅的氮源)等工艺流程中。随着半导体芯片和液晶显示面板市场需求的增加,作为重要气体材料的氧化亚氮的用量也将逐年增长。2017 年国内 N2O 市场供应不足需求陡增,导致价格飙升。供给方面,国内某回收笑气的企业因原料尾气的供给与需求发生突变,叠加美国笑气工厂出现意外事故等综合因素,导致市场 N2O 供应严重不足;需求方面,得益于国内液晶产业的迅猛发展,2017 年 TFT-LCD 对 N2O 的需求大幅增加。供需失衡最终导致年内 N2O 价格的暴涨。硅烷:用于制作太阳能电池、光导纤维和光电传感器 硅烷在半导体工业中主要用于制作高纯多晶硅、通过气相淀积制作二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、多晶硅隔离层、多晶硅欧姆接触层和异质或同质硅外延生长原料、以及离子注入源和激光介质等,还可用于制作太阳能电池、光导纤维和光电传感器等。在半导体生产工艺中,硅烷是 PECVD、LPCVD 成膜工艺中极其重要的关键“源”性气体。除半导体用途外,硅烷在 LED、TFT-LCD 的制造中也是重要原材料。我国硅烷产品曾经严重依赖进口,河南首山硅烷(现硅烷科技)实现国产化后,彻底改写和平衡了国内硅烷的供给结构和价格。当前我国国产硅烷能够完全满足光伏太阳能、液晶显示器、LED 等领域的质量要求,但对于一些质量要求更高的芯片制造用户而言,国产硅烷在纯化、检测等环节仍需要努力。同时随着晶圆尺寸变大,线宽变小的发展趋势,与之协同发展的源性材料的气体品质也应超前进步。国内电子级硅烷主要生产商包括硅烷科技(新三板挂牌)、中宁硅业(多氟多子公司)、天宏瑞科(陕西有色天宏与美国 REC 合资)等,兴洋科技、中能硅业等厂商自配多晶硅产能,主要产品以光伏等领域应用为主。硅烷科技通过与上海交通大学、ZGHX 赛鼎工程公司联合研发,于 2014 年 9 月建成一期年产 600 吨ZSN 法高纯硅烷生产线,2015 年下半年转入正式生产,产品纯度可达 8N 级,成功打破进口垄断。乙硅烷 由于乙硅烷有别于硅烷的特殊化学特性(易分解),在 PECVD、LPCVD 制造工艺中其成膜温度比硅烷低很多、成膜速率快、膜质量平滑均匀,乙硅烷分子中含硅量比硅烷高许多,因此,未来乙硅烷将会有广阔的使用空间,目前许多芯片厂开始尝试使用含一定浓度的 SiH4-Si2H6 混合气体。日本三井东亚化学、昭和电工株式会社等公司早在 20 世纪 80 年代就兴建百公斤级乙硅烷生产线,美国 VoltaixInc 甚至还拥有丙硅烷产品。台湾特品化学公司 2013 年也开始回收并提纯乙硅烷产品,产能规模较大,有望成为全球主要的乙硅烷和丙硅烷供应商之一。2018 年中美晶 9.9 亿元收购台特化 30.93%股权。国内方面,当前北方特气和华特股份均有乙硅烷产品出售,但华特股份自身不具备硅烷产线,应为外购原料气充装出售。其他厂商中,浙江湖州迅鼎半导体材料公司布局有 2000 吨甲硅烷、240 吨乙硅烷产能,2016 年开建,预计 2019 年投产;全椒亚格泰也布局有 200 吨甲硅烷、20 吨乙硅烷产能,其中一期100 吨甲硅烷、10 吨乙硅烷于 2018 年 10 月环评公告。科研方面,浙江大学余京松教授在国内比较早的研究乙硅烷,并在此品种的研究上有一定的造诣,发表过《乙硅烷制备方法解析》等相关文章及专利,应为国内相关企业的可靠技术合作方。磷烷、砷烷:管制及禁运背景下国产化需求强烈 磷烷、砷烷的性质、制备方法及在半导体工业中的作用均较为类似,生产商大多也相同,因此合并讨论。磷烷、砷烷均为半导体工艺中非常重要的电子气体,多用于离子注入、掺杂等工艺中。其中的磷烷是半导体器件制造中的重要 N 型掺杂源,同时磷烷还用于多晶硅化学气相沉淀、外延 GaP 材料、离子注入工艺、MOCVD 工艺、磷硅玻璃钝化膜制备等工艺中。砷烷主要用于外延硅的 N 型掺杂、硅中的 N 型扩散、离子注入、生长砷化镓和磷砷化镓,以及与 IIIA/VA 族元素形成半导体化合物等。此外,AsH3 在光电子、太阳能电池和微波装置中也有极为重要的应用。由于砷烷半导体工艺中的重要材料,迄今为止又尚无代用品,多年来国外一直对我国进口砷烷进行管制及禁运,对我国国家安全及经济发展构成威胁,所以,生产出中国制造的高纯砷烷意义重大并十分迫切。由于磷烷、砷烷易燃易爆剧毒,国内从事砷烷生产的厂商并不多,目前来看主要为 NDGD。NDGD子公司全椒 NDGD 于 2013 年成立,现已具备 35 吨高纯磷烷、15 吨高纯砷烷产能,2018 年 5 月公司环评备案扩产项目,分 2 期执行,其中一期 17.5 吨磷烷,二期 17.5 吨磷烷+15 吨砷烷。华特股份募投项目中包括 10 吨磷烷和 10 吨砷烷产能,但磷烷为外购其他企业副产磷烷后纯化,砷烷为采购充装性质,其本身并不合成磷烷、砷烷。(乙)硼烷 通常所说的硼烷指乙硼烷,其在半导体工业中用作气态杂质源、离子注入和硼掺杂氧化扩散的掺杂剂,主要用做 P-型半导体芯片生产中的掺杂剂。亦可作为火箭和导弹使用的一种高能燃料。美国的 Voltaix,Inc.(已被法液空收购)是包括电子乙硼烷在内的世界烷类气体领跑者,每年生产大量的乙硼烷混合气体并销往世界各地。由于纯乙硼烷化学性质不稳定极易发生反应,从海外运输十分不便,因此乙硼烷的国产化非常关键。我国河北的保定北方特种气体有限公司通过不断的努力,进行技术改造与提升,已经实现高纯乙硼烷的量产,他们生产高纯度瓶装乙硼烷及其含乙硼烷混合气体,经过许多国内外认证考核,使用效果良好。北方特气已经成为我国境内半导体用乙硼烷主要供应源。除北方特气外,荆州太和气体具备乙硼烷产能 100kg,2019 年 4 月环评扩产 3 吨,当前处于环评公示阶段。华特股份募投项目中包含 3 万吨乙硼烷产能,但为仓储经营项目,华特本身不生产乙硼烷。NDGD:国内磷烷、砷烷龙头,收购飞源气体布局氟系电子特气 NDGD 是我国 MO 源龙头企业,现以延伸业务范围至电子特气和光刻胶。NDGD 是从事高纯金属有机化合物(MO 源)的研究、生产和销售的高新技术企业。NDGD 是全球主要的 MO 源生产商,其在全球的市场占有率超过了 30%。除了 MO 源领域,NDGD 通过设立子公司全椒 NDGD 材料有限公司新增电子特气业务,生产作为半导体芯片制备中主要支撑材料的高纯磷烷、砷烷等特种气体,在 IC 行业已实现产品快速替代进口,成为公司新的利润增长点。公司主营 MO 源和电子特气业务,2019 半年报特气业务营收占比 33%,毛利占比 44%,毛利率 61%,为公司毛利率最高的业务板块。2019 半年报公司实现营收1.39 亿元,同比增长 10%;实现归母净利 0.26 亿元,同比下滑 9%。公司现有特气业务主要为磷烷和砷烷。目前,砷烷、磷烷已经成功量产并供应多家客户。2018 年公司高纯磷烷产能约为 35 吨,砷烷产能 15 吨。2019 年 1 月公司磷烷、砷烷扩产项目获环评批复,一期项目将扩产 17.5 吨磷烷,二期将再扩产 17.5 吨磷烷+15 吨砷烷。2019 年 12 月,NDGD 宣布通过现金收购及增资方式取得山东飞源气体有限公司 57.97%股权,飞源气体具备 NF3 产能 1000 吨、SF6 产能 2000 吨。2018 年及 2019 年初至 7 月 11 日,飞源气体分别实现营收 1.08、0.82 亿元,净利润-0.20、-0.10 亿元,截止 7 月 11 日公司净资产 0.12 亿元,飞源气体全部股权评估价 2.16 亿元。其他气体汇总 三氯化硼 高纯三氯化硼主要用于 IC 制造工艺中技术要求很高、对电路成品率影响很大的化学气相淀积(CVD)成膜过程和等离子干法刻蚀过程,会对 IC 产品的品质带来很关键的作用,并且不能使用其他电子气体进行取代。它的杂质含量和纯度直接影响 IC、电子元器件的质量、性能、技术指标和成品率。为保证 IC 产品的质量和可靠性,对工艺配套原料气提出很高的要求,要求三氯化硼纯度必须在 99.999%(5N)以上。2016 年以前我国尚不具备 5N 以上高纯三氯化硼气体的生产能力,完全依靠从美、英、日等国的几家大公司进口。进口产品不但价格昂贵、订购周期长,而且由于涉及敏感用途受到一定的限制和制约。因此,迫切需要通过国内自主创新,研制开发 5N 以上的高纯三氯化硼,并形成批量稳定供应能力,满足电子元器件老品和在研新品的使用要求,从根本上解决关键配套材料高纯三氯化硼依赖进口、受制于人的被动局面。国际上只有美国空气产品公司、美国普莱克斯公司、英国 BOC 公司等几大国外气体公司有能力生产和供应纯度 5N 以上的高纯三氯化硼气体。截止 2018 年底我国开展三氯化硼提纯生产的单位至少有 3 家,同时还有许多公司处在项目研发论证中,由于三氯化硼粗品合成技术成熟,且在合成中使用了剧毒化学品氯气,因此电子级三氯化硼厂商大都采用外购粗产品提纯的路线,厂商本身不合成三氯化硼。2019 年新三板挂牌公司深冷能源和湖北荆州太和气体分别上马了 200 吨和 150 吨电子级三氯化硼产能。三氟化硼 高纯三氟化硼是硅和锗外延、扩散和离子注入过程的 P 型掺杂源,也可用作等离子刻蚀气体。高纯BF3 作为硼掺杂剂用于硅离子布植方面,生产出的芯片具有高集成、高密度的特点,并且体积更小、性能更佳。值得注意的是现代 IC 生产线对三氟化硼有了新的要求:三氟化硼中的同位素 11B 的丰度值要达到一定的值,众所周知同位素分离技术难度较大,我国在此领域还存在许多技术需要攻关,目前国内此领域尚未见产业化。目前国内确定性的规划有电子级三氟化硼产能的仅有福建博纯材料和昊华科技旗下光明院,博纯材料在 2015 年 12 月备案的超精准电子混合气体项目中包含 0.5 吨三氟化硼产能;昊华科技募投项目中包括 1 吨产能,此前光明院也已经开展相关中试项目。华特股份募投项目也布局有 10 吨三氟化硼产能,但为仓储经销性质,本身不从事生产;NDGD 情况与华特股份类似。日本大阳日酸在扬州化工园区布局有240 吨电子化学品产能,其中包含三氟化硼产品,该项目于 2017 年 4 月获环评批复。总体来看,我国三氟化硼生产企业与海外厂商差距较大,电子级尚未形成大规模产能,且在 11B 同位素分离方面距产业化尚有距离,短时间内或仍将依赖海外供应。锗烷 半导体工艺中,锗烷作为化学气相沉积硅-锗膜的前体,主要用于制造电子器件,如集成电路、光电器件,特别是制备异质结二极晶体管。在异质结二极晶体管(HBT)中,薄硅锗层作为二极晶体管的基底生长在硅片上,与传统的硅二极晶体管相比,硅-锗 HBT 在速度、响应频率和增益上具有明显的优势,其速度和频率响应可以与更昂贵的镓-砷 HBT 相比。此外,锗烷也是太阳能电池的重要前驱气体。2016 年以前我国高纯锗烷基本完全依赖进口,彼时全球 90%以上的锗烷市场由美国 Voltaix 公司(已被法液空收购)垄断,进口价格高达每吨数千万人民币,并常常因国际形势紧张和变化而受到阻碍。2016年位于福建泉州永春县的博纯材料打破了锗烷的进口垄断,当前其高纯锗烷产能据称已经达到全球第一,在薄膜太阳能领域其产品市占率很高,获得了极高的市场回报。2017 年 8 月 15 日,福建博纯同美国半导体材料生产和经销商 EntergrisInc 携手在福建泉州成立合资公司,目标直指中国半导体高端市场,早在2016 年博纯就代工 EntergrisInc 产品,据了解 EntergrisInc 在芯片制造工艺中具有垄断性专利产品 SDS。从代工到现在的实质性的合作生产,在当下良好的市场背景下,该公司的合作无疑前途无量,其产品的竞争力值得关注。当前国内已有或规划有锗烷产能的公司主要包括博纯气体、华特股份、太和气体及中环装备参股公司启源领先,其中博纯气体为国内龙头。华特股份在募投项目中布局有 10 吨锗烷产能,且此前已有相关技术储备,公开资料可见专利及锗烷相关论文发表。荆州太和气体锗烷产能 100kg,规模较小,而中环装备参股公司启源领先早在 2012 年就布局锗烷、磷烷、砷烷产能,至今未投产。硒化氢硒化氢是生产半导体材料的重要原材料和还原气,能够在半导体表面形成 P-N 结构保护层和隔离层,还可用作掺杂气体。此外,高纯硒化氢在尖端国防和航空航天等领域有着非常重要的用途。2010 年以前我国硒化氢产品完全依赖国外进口,且全球仅有美国空气化工产品(AP&C)能够生产,2010 年产品年销售额 5 亿美元,且供不应求,并对我国禁运。2010 年湖北荆州太和气体医疗和光电子特种气体项目的投产打破了我国硒化氢的进口垄断,现太和气体硒化氢产能为 3 吨。华特股份在科创板上市募投项目中布局有 40 吨硒化氢产能;昊华科技旗下光明院研发生产基地项目包含硒化氢产能 20 吨。羰基硫 羰基硫近年来广泛应用于线路微细化的蚀刻领域,它在干蚀刻中的蚀刻效果十分明显,备受关注。日本关东化学、大阳日酸等公司于 2011 年投放市场,大阳日酸在川崎开展 COS 的净化与灌装。日本市面上有工业级 COS 瓶装原料,这为 COS 的净化提供了便利的条件。COS 一般采用单质硫与 CO 反应合成:S+CO→COS。羰基硫的干法合成与硫化氢、硒化氢的干法合成极其相似,但也存在少许区别:COS的合成需要 FeS2、Na2S、NiS、CaSO4 等含硫金属化合物作为催化剂。随后通过吸附、精馏可以得到高纯度半导体级别 COS。国内目前开展羰基硫工业化合成的仅有荆州太和气体,其在 2019 年 7 月公告的653 吨特种气体项目中布局有 70 吨羰基硫产能国内电子特气重点企业分析(详见报告原文)华特气体:特种气体国内领导者,乘半导体国产化浪潮加速成长 雅克科技:子公司科美特专注含氟特气,为 SF6、CF4 国内龙头昊华科技:国内高纯六氟化硫龙头,与航天产业息息相关巨化股份:老牌氟化工龙头,在先进制程刻蚀气体领域领先……(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】。

丛林狼

半导体行业新材料深度报告:硅片、光刻胶、靶材、电子特气等

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】。

芙蓉传

电子行业研究及2020年度投资策略报告

(如需报告请登录未来智库)电子板块回顾与展望复盘:2019 年电子板块的三次估值提升 从倒数第一到正数第一,电子板块 2019 年浴火重生。经历 2018 年业绩 与估值双杀后,2019 年电子行业重振旗鼓,从末名到头名似乎只是均值 回归的一个极端案例,但是剖析股价背后的动力,2019 年电子行业基本 面与市场预期的变化绝不仅仅是简单的修复。基本面上行业经历两大深 刻的变化:1、伴随 5G 引领的科技创新周期来临,具备前周期属性的电 子硬件公司率先受益。2、国产替代的加速使得国内电子制造业迎来产业 升级与份额提升的绝佳窗口期。两者对于国内电子行业都是增量市场, 构筑电子板块未来超额收益的基本面基础,而 2019 年只是起点。……展望:行业有望迎来戴维斯双击 国产替代、创新落地与周期品回暖,是电子行业 EPS 提升的驱动力。 驱动一,华为事件加速电子信息供应链的国产替代,我们从产业链已经 可以明显感受到下游终端品牌对于国产元器件的迫切替代需求,量动带 来质升,国产替代背景下电子行业迎来产品品质与市场份额的双重提升。 驱动二,2020 年是 5G 手机起量的元年,围绕 5G 的各项创新呼之欲出, 包括 5G 手机在内的创新将从今年开始逐步落实到业绩。 板块估值仍有提升空间。目前板块估值(PE TTM)40X,近十年历史估 值高峰为 70X~80X,我们认为在基本面好转驱动下,板块估值仍有较大 的提升空间。市场层面,随着流动性宽裕与市场风险偏好提升,以电子 为代表的科技板块估值中枢有望继续抬升。半导体:周期轮回,水涨船高半导体周期性回顾:需求与供给决定周期方向,价格是标志 需求决定周期方向,产能扩张和价格上涨是周期恢复标志。回顾历史, 全球半导体行业从 1989 年以来已经经历了家电、互联网、手机等三个 需求大周期,一个明显的规律就是:(1)需求拉动产能利用率上升,(2) 产能需求驱动加大资本开支;(3)供给过剩带来价格下降,基本是需求产能--投资--价格四象限的周期循环。从产能角度维度,从 2019 年 Q3 财报看 Q4 晶圆代工厂和封测厂已经明确在产能规模和资本开支加大扩 张,当然需求周期起来的标志是价格回升,从产业链调研当前价格已经 处于底部,新的一轮成长周期即将爆发。1、国际 IC 龙头资本开支加大,国内代工产能利用率创新高 台积电、三星等龙头资本开支创历史新高。我们统计分析半导体龙头企 业台积电、三星等 Q4 资本支出情况,如(1)台积电:资本支出:预计 2019 年第四季度资本支出会增加至 51.47 亿美元,环比将增长 64%,创 公司季度支出历史新高,主要是智能手机、HPC、、物联网、汽车等带 来需求; (2)三星:预计 2019 年第四季度 Q4 资本支出为 79 亿美元, 环比增长 81%,创下半导体支出的新季度最高记录,其中绝大部资本支 出将用建立存储器基础设施。 2019 年 Q3 产能利用率处于历史高位。我们对 2017 年以来存产能利用 率统计,由于上游 CIS、电源管理、屏下指纹等需求旺盛,以中芯国际、 华虹半导体为代表的公司产能利用率基本创历史新高(华虹不考虑 12 寸实际产能利用率更高)。2、存储芯片是芯片产业风向标,价格止跌反转是周期复苏标志 存储芯片占比大为芯片产业风向标。存储芯片在整个半导体市场占比最 大,2018 年市场份额提升到 34.8%,所以资本支出较大对行业设备、材 料等影响较大,更具行业的风向标。 12 月价格止稳有望反转。根据 wind 行业数据统计,2017 年 6 月以来 DRAM/NAND Flash 等存储芯片价格一路下行,而进入 2019 年 H2 价格有 所稳住,从中国闪存市场跟踪近三个月价格变化,截止至 12 月 25 日, 以 DDR4 8Gb 1Gx8 2400MHz 为例价格逐渐回暖,从底部的 2.74 美元左右 回暖到 3.02 美元,涨幅为 10%左右。成长拐点及持续:需求创新+国产替代驱动国内成长大周期 根据台积电代工分布,我们选取供需矛盾突出的四个方向:通信以 5G 手机为代表,物联网可穿戴以 TWS 为代表,高性能计算以服务器为代 表,数码消费以 CIS 为代表。根据下游渗透率及国产替代等预计这一轮 上升周期长达三年。5G 手机、TWS 耳机、高性能计算、CIS 芯片等景气持续 3 年 1、5G 手机换机上升大周期有望持续到 2023 年 5G 手机迎来换机上升大周期,滞后于基站建设上升周期持续到 2023 年。回顾国内智能手机发展历史,2014 年国内手机市场出货量经历了连续 3 个季度负增长,随后在 2014 年 Q4 企稳,2015 年逐季回升,主要原因在 于国内自 2014 年开始大规模建设 4G 基站,且 2014 年下半年陆续有 4G 套餐推出,随后驱动智能手机用户从 3G 转向 4G,在 15 年到 16 年的两年内,4G 用户渗透率从 10%提升到 65%,国内手机出货量连续两年增长 超过 10%,在此之前和之后,手机出货量都出现了负增长,换机效应明 显,而从 2017Q1 以来,随着 4G 手机渗透率约为 90%+且智能手机创新乏 力,手机进入负增长状态,展望 2020 年随着 2019 年 5G 基站建设以及 5G 手机进入预商用,我们预计 5G 手机的出货量将类似 4G 手机的替代节 奏出现新一轮成长周期。考虑到国外 5G 基站建设速度慢于国内,我们预 计全球 5G 手机换机周期若到 70%渗透率有望在四年左右持续到 2023 年 (国内基站高峰建设期以及配套完备在 2022 年,智能手机快速提升在 2022-2023 年,全球约在 2023-2024 年)。2、TWS 耳机等可穿戴开启上升周期到 2023 年 2020-2022 年 TWS 耳机的主力是 Airpods。从智能手机历史出货量数 据来看,iPhone 发布的第一年(2008)出货量为 1368 万部,Airpods 发布后的第一年(2017)出货量基本相当,约 1400 万部,但是根据 Counter point 的数据,Airpods 第二年(2018)出货量已经达到 3500 万部,增速高达 150%,但根据目前 iPhone 手机存量用户约 9-10 亿部 (天花板出货 2.32 亿部占比 25%,成熟期四年换机),但真实粉丝及高 端消费群体我们预计在 50%左右约 4.5 亿部,根据我们外发报告《TWS 专题:从智能手机推演品牌及 ODM 商成长》测算,预测 2019年Airpods 销售约为 0.6 亿部,存量 0.95 亿,渗透率约为 21%,2020 年销量 1.00 亿,存量渗透率约为 36%,增速 82%,2021 年假设渗透率 63%,则增 速约为 24%,2022 年渗透率 93%,对应出货量 1.35 亿,增速 9.3%,天 花板出货量约为 1.35 亿,天花板出货量占 4.5 亿部约为 30%,主要是 成熟期三年换机,比例高于智能手机存量天花板的 25%占比,主要由于 TWS 耳机产品换机周期短于手机。 2023 年-2024 年 TWS 耳机的主力为安卓系(非苹果和非山寨) 。TWS 耳机目前主要有国际品牌哈曼、手机品牌苹果&华为、国内漫步者传统 音质厂商以及华强北白牌厂商,从出货量看,苹果 2018 年迎来爆发, 华强北白牌厂商 2019 年迎来爆发,我们根据 4 季度对品牌商、芯片商、 ODM 厂商等产业链调研,认为明年国产安卓华为、小米以及漫步者等 中端市场将迎来全面爆发。假设安卓手机中 TWS 最终天花板渗透率达 到 50%,对应市场容量为 12.8 亿部,我们借鉴国内智能手机等 2011 年 初始增长和渗透率预估 2020 年出货量为 1 亿,对应增速为 233%,渗 透率为 18%,2021 年出货量为 2 亿,对应增速为 100%,渗透率为 41%, 2022 年出货量 3 亿,对应增速为 50%,渗透率 70%,2023 年出货量 3.72 亿,对应增速 24%,渗透率 92%。3、AI 融合大数据等驱动高性能计算未来五年上升周期 HDC 为高效计算基础,未来五年有望为台积电主要贡献来源。根据 IDC 预测,到 2025 年全世界将有超过 1500 亿台联网设备,每个联网的人每 天平均会有超过 4900 次数字化数据互动,全球数据从 2016 年的 20ZB到 2025 年 175ZB,实时数据占比从 2019 年 15%到 2025 年达到 30%, 这种数据必须通过 AI 计算进行提炼,同时根据台积电季报会议,高性能 计算将是其未来 5 年收入最大来源。 高性能服务器为例迎来拐点。我们以高性能服务器为例,随着 2019Q2 服务器伴随 IDC 库存逐渐消化、下游客户需求增加叠加 Facebook、亚 马逊、微软、谷歌、苹果等服务器龙头增加 Capex,服务器有望开始新 一轮成长周期。4、光学 CIS 芯片受益 5G 多摄渗透和创新带来上升周期 摄像头多摄渗透率提升带动 CIS 芯片需求爆发。智能手机更新换代迅速, 手机摄像头的性能与功能也在不断升级与创新,如摄像头数量从最初的 单一背式摄像头演变为后置双摄、三摄、四摄等以满足超广角、微距、 3D、视频、夜景和多倍光变等功能。根据中国信通院统计,2018 年全国 在售手机中后置双摄占比已达到 64%,同时 2018 年华为发布 P20 Pro 徕 卡三摄像头智能手机(40M 主摄+20M 黑白+8M 长焦),让三摄开始成为智 能手机新的标杆,2018Q4 以来三星 A9S、诺基亚 9 PureView 分别成为第 一款搭载四摄和五摄的手机,根据 counterpoint 预测三摄手机渗透率将 在 2021 年达到 50%渗透率,智能手机进入多摄高速成长阶段。 CIS 像素升级对晶圆产能需求更多。目前摄像头除了数目增多的趋势外, 我们同样看到来自像素提升的创新,2018 年索尼、三星底分别推出了 4800 万像素的手机 CIS 图像传感器 IMX586、GM1,立即成为各大厂商旗 舰机的标配,且展望 2020 年随着 6400 万、1 亿像素具有更高品质的产 品逐渐推出市场,CIS 芯片需求大增,且高像素 CIS 平均尺寸增大带来 的结果是每块硅晶圆切出的晶片数量减小,从而需要更多的晶圆来生产 CIS。目前在 CIS 芯片下游呈现爆发式增长的前提之下,晶圆产能紧张逐 渐突出,例如据新浪科技报道,今年 2 月初索尼由于产能吃紧,首度将 部分 CIS 订单转交台积电代工;三星电子已经把部分存储芯片生产线改 成生产 CIS 芯片。国产替代进入实质性进展,渗透率空间决定半导体周期到 2023 年 华为事件凸显国产芯片替代的必要性,2020 年为国产芯片加快替代。2017 年华为为全球第五大芯片买家,采购总额约 140 亿美元,根据 Gartner 发布数据显示,华为 2018 年半导体采购支出突破 210 亿美元,成 同比增加 50%多,为全球第三大芯片买家,我们根据 ittbank 拆解报告 看手机最核心芯片主要包括 AP 芯片、基带芯片、射频芯片等,其中 AP 中高端以 intel 为主,基带和射频芯片相对技术较复杂,分别为高通和 Skyworks 等为主,海思自研芯片相对较小,而根据芯智讯 2019 年华为 最新的 Mate 30 Pro 5G 手机中,我们看到从电源、音频、RF、射频收 发器、SOC 等 36 颗元器件来看,其中有 18 颗都是来自于华为海思自 研的芯片,占据了一半的数量。我们预计 2020 年随着国内半导体企业 受益于下游客户扶持以及技术的进一步成熟,将在射频芯片、电源管理 芯片、Cmos 芯片、Analog 半导体、分立器件、MOSFET 等器件、存 储芯片、FPGA 芯片等实现进一步国产替代,国内如圣邦股份、韦尔股 份、卓胜微、兆易创新、麦捷科技等仍然具备持续性强的国产替代机会。 渗透率决定国产替代时间上的持续性。根据海关总署 2018 年我国集成 电路进口金额为 3120.58 亿美元,同比增长 19.8%,是世界最大的半导体 市场,然而 2018 年中国的半导体自给率仅为 15%左右,这离 2020 年 将半导体自给率提高至40%、2025年提高至70%的目标相距较多,2019 年国产替代一定程度上使得国内半导体产业得到一定的促进,而 2020 年之后随着国产化需求及政策和资金驱动渗透率提升。设计:需求一阶导,国产替代和研发投入支撑业绩持续性 下游创新需求一阶导为正,IC 设计龙头公司开始崭露头角。半导体设计 的主要壁垒在于产品和人才,研发投入的加大将意味着进一步巩固护城 河,同时半导体的先发优势将进一步凸显。我们欣喜的看到已经涌现出 一批专业化程度高、在特定领域具有较强技术实力的 IC 优秀设计企业, 如华为海思、圣邦股份、汇顶科技、兆易创新、韦尔股份等,这是从竞 争格局角度去推荐;如果从赛道角度看重点关注存储行业的兆易创新、 模拟芯片圣邦股份、国产 GPU 景嘉微、CIS 芯片龙头韦尔股份、射频 芯片龙头卓胜微等,同时二线低估值的中颖电子等值得关注。代工/封测:受益设计传导以及大客户转单,稼动率和在建工程佐证回暖 国内晶圆厂扩产及大客户订单转移带动封测确定性受益。半导体制造产 业链从竞争格局看,设备和材料技术壁垒高,以国外为主,所以替代性 有一定的瓶颈和限制,而封测和代工领域,尤其是封测领域,全球封测 前十大厂商中国台湾占据 5 家、中国大陆 3 家、美国 1 家以及新加坡 1 家,中国大陆厂商排名前三的企业分别为:长电科技、华天科技、通富 微电将显著受益于晶圆厂新增以及大客户国内转移(目前长电科技和通 富微电依靠外延扩张收购的金科星鹏和 AMD 封测子公司后续有望加快 整合或转移到国内)。另外对于封测行业重资产属性使得我们判断产能利 用率和毛利率是关键指标,考虑季节性从毛利率看 Q3 同比增速扭负为 正,反映出产能利用率迎来拐点。设备和材料:大基金二期加码成长,晶圆厂扩产带来持续需求 由于设备和材料是半导体工艺的核心上游环节,所以设备和材料的直接 逻辑来自于晶圆厂的扩产及国产替代需求。 国家大基金将加大对设备和材料的投资。根据半导体投融资统计,国家 大基金二期已于 2019 年 10 月 22 日注册成立,资金规模 1500-2000 亿, 按照一期 1:3 的撬动比,所撬动的社会资金规模约在 5000-6000 亿元, 并且此次除了继续延续一期投资方向外将重点投资 5G/AI/IOT 等应用端 集成电路产业,尤其是对上游装备、材料(一期项目仅 6%)如刻蚀机/ 薄膜/检测/清洗设备/光刻胶/硅片材料等企业给予支持。(1)设备方面, 我们重点推荐晶圆制造刻蚀设备北方华创,清洗设备至纯科技,检测设 备长川科技、精测电子,离子注入机代表万业企业等。(2)材料方面, 我们重点推荐高纯试剂和光刻胶佼佼者晶瑞股份、CMP 抛光垫即将出货 鼎龙股份、8 英寸硅片稀缺商中环股份、国内半导体靶材龙头江丰电子。PCB:期待 20 年景气度回暖,关注高频高速产业链和 CCL 涨价 预期回顾:上市公司盈利能力依然出众 上市 PCB 企业保持高增速,5G 需求启动使得市场集中度提升。我们主 要统计了23家上市PCB厂商的电路板业务的2019前三季度累计营收, 总计约为 742 亿元人民币,年成长率接近 25%,依旧是全球最高,大陆 PCB 行业在全球市场上发展前景可观。随着 5G 的基础建设和产能的扩 大,市场对高频高速 PCB 产生更大需求,这一部分的市场份额目前整体 集中在大厂手中,典型如生益科技,依赖高频高速 PCB 获得了较高的营 收增长。 行业整体利润率达 8.45%,盈利能力维持良好。23 家上市 PCB 公司营 收同比成长 25%,而整体的平均净利润率也达 8.45%,仅有方正科技因 为其他事业部的亏损而呈现-11%的净利润率。根据图二的上市电路板厂 商净利润统计,19 年前三季度多数样本公司都呈现了净利润正增长,反 映行业整体盈利能力得到了较好改善。 伴随着产品单价和自动化率升级,人均产值未来或将继续提升。2019 年前三季度 23 家样本公司的人均产值超过 30 万人民币,其中深南电路 和沪电股份超过 70 万人民币。深南电路 19 年配套 5G 基站的扩张,高 平均单价产品成为公司营收主力。沪电股份也保持了行业优势地位。5G 场景下,高频高速 PCB 和基材相得益彰 5G 高频技术对电路提出更高要求。工作频率在 1GHz 以上的射频电路 一般被称为高频电路,移动通信从 2G 到 3G、4G 过程中,通信频段从 800MHz 发展至 2.5GHz,5G 时代,通信频段将进一步提升。PCB 板在 5G 射频方面将搭载天线振子、滤波器等器件。按工信部要求,预计早 期 5G 部署将采用 3.5GHz 频段,4G 频段主要在 2GHz 左右。通常把 30~300GHz 频段内的波长为 1~10 毫米的电磁波成为毫米波。5G 大规 模商用时,毫米波技术保证了更好的性能:带宽极宽,28GHz 频段可用 频谱带宽可达 1GHz,60GHz 频段每个信道可用信号带宽可达 2GHz; 相应天线分辨率高,抗干扰性能好,小型化可实现;大气中传播衰减较快,可实现近距离保密通信。 为解决高频高速的需求,以及应对毫米波穿透力差、衰减速度快的问题, 5G 通信设备对 PCB 的性能要求有以下三点:(1)低传输损失;(2)低 传输延迟;(3)高特性阻抗的精度控制。满足高频应用环境的基板材料 称为高频覆铜板。主要有介电常数(Dk)和介电损耗因子(Df)两个指 标来衡量高频覆铜板材料的性能。Dk 和 Df 越小越稳定,高频高速基材 的性能越好。此外,射频板方面,PCB 板面积更大,层数更多,需要基 材有更高耐热(Tg,高温模量保持率)以及更严格的厚度公差。 基站数量大幅增加,单基站 PCB 价值提升。如前文所述,由于毫米波 存在穿透力差,衰减迅速的缺点,5G 基站的辐射半径将小于现有 4G 基 站,根据中国联通预测,5G 建站密度将至少达到现有 4G 基站的 1.5 倍。 现有 4G 基站主要有三个组成部分,即天线、射频单元(RRU)和部署 在机房内的基带处理单元(BBU), 5G 基站中,原有天线和 RRU 将组 合成新的单元 AAU。MIMO 大规模天线技术将用于基站建设中,Massive MIMO 基站多数使用 64TRX 天线。Massive MIMO 技术在基站的广泛应 用将提升单个基站的 PCB 价值,高频覆铜板需求量大幅增加。 5G 终端市场前景广阔,带动 PCB 覆铜板需求提升。随着 5G 商用不断临近,5G 终端产品将紧跟脚步,成为下一个增长点。5G 终端消费电子、 汽车电子、物联网等产业爆发,将带动 PCB 需求大幅提升,进而带动覆 铜板产业蓬勃发展。公司为应对 5G 终端市场机遇,已与华为等品牌在 手机终端材料进行合作,为 5G 终端市场储备大量基材技术解决方案, 如高频 FCCL、手机主板 HDI 用刚性板新基材、IC 封装基板材料等。 打破外资垄断,高频高速板替代外资进行时。外资长期占据高频高速板 市场,5G 时代下,行业国产替代已经在有序进行。高频高速板主要应 用于基站和传输、服务器等通讯设备。目前,具备量产能力的厂家包括 日本松下、日立化成、美国罗杰斯、ISOLA 等。生益科技等公司通过自 主研发,突破技术壁垒,多款产品的性能已达到世界顶尖水平。2020 年下游应用端重新找回增长驱动力 服务器行业有望回暖。在经历了 2017 和 2018 年的高速增长之后,2019 年迎来服务器市场的小年。根据集邦咨询,2020 年部分增量需求主要是 来自 BAT 等互联网厂商。2017Q1 是上一轮采购周期,因此当年服务器 销量快速增长。但是从行业经验来看,服务器更换周期一般是互联网 3 年、企业 5 年。也就是如果我们根据历史数据的周期性来判断,预计 2020 年将会是为新的一轮更换周期元年。 IDC 作为实现云场景应用的基础设施,其景气度回升走暖有望实现带动 特种覆铜板行业需求进一步走高。随着服务器数量和承载数据量级的不 同,对 PCB 的要求逐步提高,更倾向于高速覆铜板的使用——因此 PCB 和高速 CCL 增量需求凸显。根据 Prismark,未来 5 年内中国的 IDC 市 场规模可能突破 2500 亿元,推算中国 IDC 用 PCB 的市场规模可以在近 5 年内达到 135 亿元。覆铜板成本在 IDC 用 PCB 中成本占比 23%,对 应覆铜板约 31 亿元市场规模。随着 5G 和云计算的应用落地,未来高速 覆铜板的前景可观。CCL 上游原材料价格具备不确定性,存在潜在涨价预期 覆铜板三大原材料分别为铜箔、树脂、玻纤材料。PCB 的主要原材料是 覆铜板 CCL,CCL 占 PCB 材料成本的 30%-40%左右,而 CCL 中,铜 箔占 CCL 厚板成本的 30%,薄板的 50%;玻纤布占 CCL 厚板成本的 40%、薄板的 25%;环氧树脂则占 15%左右。 覆铜板企业成本端受原材料价格影响较大,但下游 PCB 行业集中度不 高,覆铜板企业议价能力较强,可通过调整销售价格的方式避免毛利率 下降。在 2016 年下半年,覆铜板三大原材料产能不足,供求关系差导 致原材料价格大幅上涨,随之而来的是覆铜板销售价格集体上涨,部分 覆铜板企业甚至通过涨价,实现了毛利率的增加。涨价的趋势持续了两 年,在 2018 年下半年,由于部分下游 PCB 厂家需求偏淡,公司采取了 降价策略,覆铜板价格和毛利率才有所下降 树脂端:在 2019 年下半年,第四季度的环氧氯丙烷价格达到 18250 元/ 吨,环比上涨了 52%。据调查,供给端产能出清是造成环氧氯丙烷供应 紧张的主要原因。全国最大的环氧氯丙烷厂因为环保问题于 2018 年被 关停,之后多家厂家也出现停产或检修。此外,固体环氧树脂利润不高, 以及环氧氯丙烷价格上涨,环氧树脂不得不涨价来抵扣成本和费用上升 来保证企业利润。 除了供给端紧张之外,环氧树脂作为一种重要的有机化工原料和石油化 工的重要中间体,价格上涨还源于国际原油的波动。受主要产油国的进 一步减产以及美国商业原油库存减少等边际变化的影响,国际油价大幅 上涨。在这种情况下,环氧树脂的价格有可能继续上涨。 铜箔端:根据中国报告网,2016 年后因国家环保政策趋严导致铜箔供给 趋缩,覆铜板价格紧跟铜箔产品价格上涨,自 2016 年底开始全球各大 覆铜板厂商陆续提价,建滔积层板在 2016 年 1 年内共涨价 6 次。根据 Wind 数据,每吨电解铜从 2016 年 9 月 10 日的 36648 元增至 2019 年 12 月 10 日的 47545 元。以出口市场价计算,每吨覆铜板也从 2016 年 9 月的 5005 美元增至 2019 年 10 月的 5946 美元。回顾历史,原材料 价格受到其他因素上涨时,覆铜板价格上涨的幅度往往高于其成本上涨 的的幅度。因此覆铜板行业涨价周期内,议价能力仍然强于上下游。封装基板成为国产替代新机遇 作为半导体材料厂商,封装基板具备国产替代逻辑。IC 封装基板,又称 IC 载板,直接用于搭载芯片,不仅为芯片提供支撑、保护、散热作用, 同时为芯片与 PCB 母板之间提供电子连接。根据亚化咨询估算,2018 年全球 IC 封装材料市场规模达 200 亿美元,其中比重最大的是 IC 封装 基板,约为 73 亿美元。我们预测,全球 IC 封装基板市场稳步增长,2022 年将破 100 亿美元。 由于 IC 封装基板具有很高的技术壁垒和资金投入,目前全球封装基板市 场基本由 UMTC、Ibiden、SEMCO、南亚电路板、Kinsus 等日本、台 湾、韩国等地区的PCB企业所占据,前十大企业的市场占有率超过80%, 行业集中度较高。 目前大陆只有少数领先的 PCB 企业开始研发并量产 IC 封装基板,由于 我国半导体产业贸易逆差持续的扩大,国产化迫在眉睫。2018 年我国集 成电路产业进口总额达到 3120 亿美元,贸易逆差约为 2274 亿美元,相 当于全球集成电路市场总额的一半。中国市场容量与本土企业产量不匹 配,主要掌握在台湾、日本、韩国等地的大厂手中,国产化的潜力可观。 在这一背景和市场驱动下,国内不少厂商也积极向封装基板行业切入。 目前,国内已经介入封装基板行业的企业主要有深南电路、珠海越亚、 兴森科技、丹邦科技、安捷利等,其他一些印制电路板制造商也在陆续 关注和进入封装基板领域。与此同时,国内封测厂商不断向 BGA、CSP、 SIP 等中高端封装技术和产品突破。现阶段,国内封装基板企业从技术、 成本等方面均缺乏竞争优势,部分高端封装基板先进工艺技术完全被日 韩等国企业垄断的局面仍然存在,而且原材料也受制于海外企业。消费电子:行业景气度回升,把握射频光学声学三赛道回顾:智能机出货逐步企稳,品牌与供应链持续分化 全球智能手机出货量连续 6 个季度同比下滑,国内市场降幅与持续时间 更甚:参考 IDC 数据来看,全球智能手机出货量经历了连续 7 个季度同 比下滑后,2019 年三季度止住下滑趋势,出货量同比微增 0.87%;国内 市场,在进入 2019 年后,虽有反复,但逐步进入低位企稳状态,表明 5G 临近,换机潮效应已经逐步开始体现。我们预计,随着四季度开始, 5G 机型开始加速推出,部分品牌将 5G 手机入门价迅速推到 2000 元左 右中档机型价位,2020 年 5G 手机渗透率有望超预期,进而推动智能手 机出货量回暖趋势延续。 从手机品牌端来看,苹果受益于定价更友好,出货量逐步企稳。苹果自 2015 年达到 2.31 亿部出货量后,2016 年小幅下滑至 2.11 亿部,2017 年虽然推出了重大创新产品 Iphone X,但由于定价较高,出货量并未有 多少提振,2018 年 3 款新品,定价进一步上移,目前出货情况一般,近 期苹果已开始加大促销力度,也从侧面证明了新品号召力在逐步减弱。 但其通过对 2018 年产品进行降价促销,在 Q2 开始降幅收窄,叠加 2019 年新品小幅升级+定价下探双重驱动下,刺激了消费者换机需求,带动 出货量呈现企稳趋势,预计 2019 年 Q4 有望恢复小幅增长。 安卓阵营,品牌分化加剧,华为是最大赢家。安卓阵营方面,继 2018 年二线品牌出货量持续下滑,一线品牌集中度继续提升后,2019 年, HOVMS 五大品牌之外二线厂商占比进一步下行,且前五大品牌之中, 分化加剧,其中华为一枝独秀,2019 年前三季度出货 1.85 亿部,同比 增长 27%;三星前三季度出货 2.25 亿部,同比增长 1.7%;OPPO 前三 季度出货 0.83 亿部,同比增长 0.7%;小米前三季度出货 0.9 亿部,同比下滑 4.5%。 供应链分化明显,龙头公司优势明显。对 A 股上市公司主要消费电子标 的进行统计,包括立讯精密、欧菲光等 44 家公司,剔除了工业富联(收 入体量太大,容易影响统计结果)及闻泰科技合并范围发生变化),如果 按照2018年年报收入100亿元为大型供应商与中小型供应商为分界点来 看,11 家大型消费电子龙头公司,合计营收增速达到 22.74%,远优于中 小型供应商 12.61%的收入增速,其中大型公司中,立讯精密、歌尔股份 表现优秀,主要是受益于 Airpods 大幅放量,体现了龙头公司在新品拓 展上的优势。 受益于景气度恢复,消费电子行业 ROE 水平明显恢复。消费电子行业经 过 2017 年行业高点后,逐步下滑,2018 年资产支出较好,新产能相对 较少,而 2019 年行业逐步低位企稳,带动需求回暖,使得整体产能利用 率回升,ROE 水平迎来明显恢复。以上述统计板块数据来看,2019 年前 三季度平均 ROE 水平达到 8.93%,预计全年有望达到 13%左右,恢复到历 史较好水平。展望:2020 年 5G 换机潮加速,苹果与三星供应链更优 回顾历史,2014 年国内手机出货量也经历了连续 3 个季度下跌。回顾 国内市场发展历史来看,2014 年国内手机市场出货量也经历了连续 3 个季度负增长,随后在 2014 年 Q4 企稳,2015 年逐季回升。 上一轮国内手机出货量低迷主要是渗透率接近天花板。究其原因看, 当时主要是国内手机智能机渗透率持续提升达到接近 90%左右的水平 后,陷入停滞,导致国内手机市场出货量下降。 2014 年底开始 4G 驱动一轮换机潮,带动出货量回升。国内自 2014 年 开始大规模建设 4G 基站, 2014 年新增 4G 基站数量达到 84.3 万个, 2015 年继续增加。自 2014 年下半年,陆续有 4G 套餐推出,随后用户从 3G 转向 4G,驱动一轮换机潮。 5G 手机渗透率略超预期,2020 年换机潮启动。从国内 5G 建设节奏来 看,2019 年下半年开始 5G 机型陆续推出,各大品牌共计推出接近 30款机型,参考工信部数据来看,2019 年 11 月国内智能机出货量约 3484 万部,其中 5G 手机出货量达到 507 万部,渗透率超过 10%,超出市场 预期。近期从芯片端来看,高通骁龙 865/765G 系列、华为麒麟 980/990 系列、三星 Exynos 980 系列、联发科天玑 1000 系列 5G 芯片均开始出 货,带动 5G 终端加速成熟,手机品牌方面,小米近期已经将 5G 入门款 机型价格下探至 1999 元,预计一季度其他品牌也有望跟上,进一步加 速 5G 手机渗透,驱动手机出货量逐步回暖。 从手机品牌端来看,苹果与三星供应链 2020 年景气度更优。从主要手 机品牌趋势来看: 苹果。受益于庞大的手机用户群体及过去两年压抑的换机需求,参 考其在 3G 切换 4G 时的思路来看,我们预计 2020 年下半年新品 全系将搭载 5G,有望迎来出货量大年; 安卓阵营方面,a)华为 2019 年增速较快,但从逐季趋势来看,随 着国内份额增长空间趋小、海外市场受到 GMS 服务禁用影响,对 其出货量负面影响在下半年逐步体现出来,预计其 2020 年出货量 继续快速增长压力较大; b)三星,受益于华为海外市场份额下行, 2019 年其出货量逐季增速趋势明显;c)OVM,国内市场受到华为 挤压,通过发力海外市场,或将保持平稳态势。机会:射频与光学为主要升级方向,声学受益于 TWS 加速放量 从 5G 手机 BOM 成本来看,射频环节是主要成本增加项,光学则受益于 摄像头数量及像素持续升级,从单摄-双摄,到现在 4 摄加速,单机价 值量持续提升,同时结构光、TOF 等 3D 方案也在加速普及,光学升级 趋势明确;声学则受益于 TWS 放量,景气度持续上行。滤波器市场大且增速快,国内厂商已实现“0-1”突破 智能手机射频前端主要包括 PA、滤波器等。射频前端部件在手机中起 着实现手机与基站之间双向通信的功能,实现数字化信号与无线电信号 之间的转换,包括发射通路与接收通路构成,一般由射频功率放大器 PA、射频滤波器、双工器、天线开关、射频低噪声放大器 LNA 等芯片构 成。 通讯标准升级驱动手机射频价值量持续增长。在智能手机发展历程过程 中,经历了多轮通讯标准升级,因每一代产品升级时均需向下兼容以及 通讯标准的持续升级,带来手机射频前端单机价值量持续快速增长。参 考 Q0rvo 数据来看,智能手机从此前的 2G 到 4G、4.5G 再到未来的 5G 时代,射频前端单机价值量 2G 时代约为 0.8 美元,3G 时代约为 3.25 美元、普通 4G 约为 7.25 美元,支持全球漫游 4G 手机约为 16.25 美元, 未来 5G 时代,有望成长至 22 美金以上。 预计 2022 年手机射频前端市场规模将达到 227 亿美元,年均复合增速 将达到 14%。参考 Yole 研究数据来看,手机射频前端模块和组件市场 发展迅猛,2016 年其市场规模为 101 亿美元,预计到 2022 年将达到 227 亿美元,复合年增长率为 14%,其中滤波器环节不仅市场体量大,而且 年均复合增速也最高,蕴含较大投资机会。 下游品牌崛起叠加自主可控压力,国产滤波器蓄势待发。目前国内四 大手机品牌(HOVM)年合计出货量超过 6 亿部,超过三星+苹果,下游品 牌的崛起为核心元器件的国产化提供了前提基础,同时去年华为事件后,自主可控重视度明显提升,也有助于国产替代。国内在滤波器行业, 主要企业包括中电 26 所、中电 55 所、无锡好达、北京中讯四方、天津 诺思等,上市公司方面,麦捷科技通过与中电 26 所合作,目前已经 SAW 滤波器已经实现对国内大客户出货、卓胜微以开关为切入点,布局滤波 器;信维通信通过与中电 55 所合作,也值得重点关注。5G 时代天线设计迎变革,单机价值量大幅提升 各大品牌 5G 手机陆续落地,推动 4*4 MIMO 天线加速渗透。从目前 5G 推出节奏来看,各大品牌陆续推出 5G 手机,目前 5G 手机主要以 Sub-6Ghz 为主,但为支持更高的上行/下行速率,均采用了 4*4 MIMO 天线方案,使得天线环节价值量大幅提升,建议重点关注:信维通信、 硕贝德等。 4*4 MIMO 方案加速推出,天线价值量、射频连接价值量有望大幅增长。 从手机设计方案来看,虽然此前有部分高端旗舰机型已经采用 4*4 MIMO 方案,例如华为 Mate 20 PRO、Iphone XS/XS MAX 等,但因为整体频段 相对较低,多 只是在部分频段实现 4 通道,使得部分天线得以整合在一 起,在射频连接上与 2*2 MIMO 机型差异不大,多采用 1 根射频连接线 连接上下主板即可,苹果则是采用的 LCP 方案,与此不同。而 5G 时代 来临后的 4*4 MIMO 方案,因 5G 频段更高,即使在 Sub-6G 频率下,要 实现多通道天线共存,难度会明显加大,部分天线或将放在手机侧边, 进而提升射频连接需求。从目前主要机型设计来看,华为 Mate 30 5G 采用了 LCP 传输线与同轴线结合的方式,其他品牌则主要以同轴线束组 来实现,带动价值量大幅提升。 毫米波时代,LCP 传输线有望大有所为。从 5G 频谱规划来看,在 Sub-6G 后,将走向毫米波,例如普遍集中在 24Ghz 以上频率。在 24Gh 以上频 率下,天线波长将大幅降低,传统的 FPC、LDS 等天线工艺将难以满足, AoB (Antenna on Board,天线阵列位于系统主板上)、AiP (Antenna in Package,天线阵列位于芯片的封装内),与 AiM (Antenna in Mole, 天线阵列与 RFIC 形成一模组)或将成为重要选择。从高通此前发布的首 个 5G 天线模组—QTM052 毫米波天线模组设计来看,其将天线与部分射 频前端部件整合在一起,但仍需要将天线模组与基带芯片中实现数据 传输,考虑到毫米波频率高、多通道,传统同轴线连接难以适应,LCP 传输线凭借其良好的高频、多通道传输性能有望成为首选。以 QTM052 天线模组为例,单部手机需要 4 个天线模组,意味着需要 4 根 LCP 连接 线,再加上 4 对 RF 板对板连接器,假设单根 LCP 连接器+RF 板对板约 1-1.5 美元,仅单机传输线价值量就有望达到 4-6 美元左右,较传统的 射频同轴连接器及组件产品 ASP 大幅提升。 上游材料瓶颈有望逐步得到解决,国内 LCP 供应链体系有望逐步建立。LCP 天线产业链中难度最大的为上游的材料及其成膜工艺,村田之所以 能够成为苹果的独家供应商,就是因为很好的解决了成膜工艺,其从住 友采购 LCP 粒子,然后自己成膜及做 LCP FCCL,掌握核心工艺,进一 步延伸至下游的软板加工。随着苹果采用 LCP 天线后,目前其他厂商也 在加大在该领域投入力度,例如松下、可乐丽也在积极建设 LCP 产能, 为下游其他加工厂商切入提供了机遇,例如电连技术 LCP 样品已经给国 内部分客户送样,后续有望获得突破;模组端,立讯精密模组端已切入 大客户供应链,卡位优势明显。光学赛道持续升级,单机价值量持续提升 摄像头升级趋势再加速。目前各大手机品牌在新品发布会上对拍照功能 着墨最多,驱动光学性能持续升级,根据群智咨询(Sigmaintell)数 据显示,2019 年 Q3 多摄出货量急速上升,其中双摄占比 30%,三摄占 比 26%,四摄占比 22%。2019 年多摄主流搭配广角+超广角+长焦三摄设 计和广角+超广角+微距+景深四摄设计,实现远景+近景+微距+人像+逆 光+夜景的多种应用效果。建议重点关注摄像头模组龙头欧菲光、顺宇 光学、丘钛科技;滤光片龙头水晶光电、五方光电; CMOS 传感器市场规模持续快速增长,景气度高企。在手机后置多摄趋 势的带动下,2019 年 Q3 手机摄像头传感器出货量约为 13 亿颗,同比 增长 14%,同时受益于叠加像素升级,单价提升,群智咨询预计 2019 年全球智能手机摄像头传感器销售额将达 116 亿美金,同比增长 41%, 预计 2020 年仍将继续保持 40%左右复合增长,在需求持续快速增长的 同时,供给侧涉及晶圆代工,产能增速较慢,产业链高景气度有望持续, 建议重点关注:韦尔股份、晶方科技、华天科技。 技术升级趋势上,2020 年下半年有望看到屏下摄像头方案问世,进一 步推动摄像头价值量提升。在消费者对彻底全面屏需求的驱动下,产业 链正在不断推进屏下摄像头技术(UDC),我们预计,2020 年下半年左右 会有部分厂商发布屏下摄像头的小批产品, 2021 年左右会有更多的厂 商采用屏下摄像头技术,带动摄像头价值量持续提升。TWS 加速放量,声学赛道景气度高企 Airpods 引领行业 2019 年进入爆发元年。回顾 TWS 历史,1994 年爱立 信研发出蓝牙技术但之后主要应用于蓝牙有线耳机,2015 年日本安桥 在 IFA 展上发布的 W800BT 标志第一个真无线蓝牙耳机诞生,而苹果 Airpods 第一代随后于 2016 年 9 月发布,发布之后反响平平,直到一 年后的 2017 年圣诞季,市场热度才起来;而热度开始迸发则是在下一 年度的圣诞季,Airpods 良好的口碑使得发布两年后越战越勇,第二代 产品发布的预期也让 Airpods 热度持续不退;时间到达 2019 年 10 月 29 日,Airpods Pro 版的发布再次引发市场热议,成为全年最受关注的 消费电子产品。 Airpods开创了TWS耳机这一消费电子新品类。TWS即“ True Wireless Stereo”,即“真无线立体声系统”,这一名词最早由高通使用,指分体 式蓝牙耳机/音箱等音频设备,后来成为真无线耳机的通用称呼。TWS 真无线耳机摒弃了线材连接的方式,左右两个耳机通过蓝牙组成立体声 系统,手机连接一个接收端即可,使得消费者摆脱线缠绕的困扰,方便 性得到革命性的提升。Airpods 即是 TWS 的鼻祖和典型代表,真正创造 了 TWS 这一消费电子新品类。对于传统耳机市场,Airpods 带来的影响 也是革命性的,耳机开始走向智能,实用性和功能性都焕然一新。 建议重点关注品牌供应链公司。TWS 耳机主要配套手机使用,目前主要 安卓品牌中除华为 TWS 耳机相对成熟外, OVM 相对较弱,考虑到目前 TWS 耳机利润率较好,手机厂商重视度持续提升,并加快技术突破。其他品 牌在渠道、手机适配度等方面难以匹敌手机厂,或将主要定位于部分细 分市场,走量产品或仍将出自手机厂商,建议重点关注品牌供应链公司, 整机层面,重点关注立讯精密、歌尔股份、共达电声(万魔声学)、蓝 思科技(持股豪恩声学);零部件环节,建议重点关注兆易创新(NOR flsh)。面板:2020 年行业有望迎来新一轮景气向上周期 面板行业是典型的周期行业,其产业波动与供需增速缺口显著正相关。在 LCD TV 面板需求增速中性假设及 LGD 三种产能调整情景模式下,我们均 得出 2020 年需求供给增速缺口将向上的观点。参考历史上该数据和面板 行业 EBITDA 利润率的同步波动性,我们判断 2020 年面板行业有望迎来新 一轮景气向上周期。 周期性行业,产业波动与供需增速缺口显著正相关 液晶面板行业是典型的周期性行业。过去十年,主要面板企业盈利波动剧 烈,LCD 面板产业经历了三轮大的周期变动。液晶周期背后的产业逻辑在 于,先驱企业开拓了液晶显示产品的应用,创造出对液晶显示的市场需求;当产品被市场接受后,一时的供不应求带来价格上涨,企业盈利大增,现有企业加大资本开支扩大投资,并吸引一批新进入者;新投资带来的产能迅速扩大导致生产过剩、价格下降,造成产业衰退;价格下降一方面使企业亏损,老旧产能退出,另一方面带来需求扩大,供需状况开始好转,并引发新一轮的产业投资。 产业波动与供需增速缺口显著正相关。液晶周期源于面板产能和需求边际 变化,过去 10 年液晶电视面板销量增速和面板产能增速差值与 LGD、群 创、友达三家的 EBITDA 平均利润率正相关,且基本保持同步。因此,我 们可以通过预测未来面板产能和 TV 面板需求增速变化来把握面板周期。供给改善:行业持续低迷,韩厂转型收缩产能 行业持续低迷,韩国面板厂商积极谋求转型。随着国内高世代产线的持续 开出,2018、2019 年行业整体产能过剩,面板价格持续下跌。全球面板企 业盈利下滑严重,LGD、友达、群创 EBITDA 利润率已经接近甚至低于 2011 和 2016 年周期底部。盈利压力以及国内面板厂商的激进投资,迫使三星和 LG Display积极向OLED转型。三星已于 3Q19对 L8-1产线部分停产调整, 3Q19 开始 LGD 也加快了产能调整进度。 韩厂调整改善 2020 年 LCD 面板供给状况。根据 IHS 数据,Samsung Display 在 3Q19 关停了 8.5 代厂的 125K 的每月产能,并将其翻新为尖端的量子点 (QD)面板生产线。LG Display 也从四季度开始加快了产能调整进度,预 计三条 TFT-LCD Gen 8.5 生产线其中之一将于 4Q19 停产,明年年初有望完 全停止 P8-2 产线的生产。供给增量方面主要包括 2019 年新开产线的爬坡 和 2020 年新开产线。我们按照 LGD 不同关厂情景测算 2020 年产能如下: 乐观情况下,假设三星关停 L8-1 125K,LGD 1Q20 关闭 P8 产线,我们测算 2020 年单季度全球 LCD 产能增速分别为-0.3%、0.7%、4.7%和 5.6%。 中性情景下,假设三星关停 L8-1 125K,LGD 于 1Q20 关停 1/2 P8 产线,我 们测算 2020 年单季度产能增速分别为 2.5%、3.5%、7.5%和 8.3%。 悲观情景下,假设三星只关停 L8-1 125K,LGD 不调整产线,我们测算 2020 年单季度产能增速分别为 5.6%、6.5%、10.5%和 11.3%。 综上,我们认为在供给最悲观情况假设下(LGD 不调整产能),2020 年全 球 LCD 行面板供给情况也好于今年。此外,基于国内新产能的集中投放、 本土厂商的成本效率优势、LGD 当前的亏损情况及其在 3Q19 电话会议上 的表述,LG Display 调整产能的概率显著高于不关厂情景,因此,我们判 断即使有国内新产线开出,明年 LCD 行业整体供给情况仍偏乐观。 需求增长:体育赛事大年叠加智慧屏刺激 TV 换机潮 TV 面板需求占比最大。从面板下游需求来看,当前 LCD TV 仍是显示面板的 最大。按面积算,2018 年 LCD TV 面板需求为 1.48 亿平方米,占显示面板 需求的 70.8%。其次是显示器、智能手机、笔记本电脑、公共显示,占比 分别为 9.9%、7.4%、6.9%和 2.6%。 体育赛事大年叠加智慧屏激发 TV 换机潮。2009 和 2010 年是上一次电视销 量高峰,2009 年电视出货量增长 10%,2010 年增长 21%,而电视机市场 的更替周期在 7 到 10 年不等,预计未来两三年电视将进入一个新的换机 周期。2020 年欧洲杯和奥运会赛事的举办以及智慧屏的推出有望加快 TV 换机周期的启动。考虑到历史奇偶数年份的周期波动性,我们中性假设2020-2022 年单季度 LCD 电视面板出货量增速分别为其前四个奇偶数年份 单季度增速的平均数,1Q20-4Q20 单季度 TV 面板增速分别为 1.7%、3.3%、 8.7%和 6.8%。供需边际向好,2020 年面板行业望景气向上 通过对全球 LCD 面板行业的供需分析,我们判断 2020 年面板行业有望拐头 向上。在 LGD 三种产能调整情景模式和 LCD TV 面板需求增速中性假设情 况下,我们均得出 2020 年需求供给增速缺口将向上的观点。参考历史上 该数据和面板行业 EBITDA 利润率的同步波动性,我们判断 2020 年面板行 业有望迎来新一轮景气向上周期。 LED:从边际改善过渡到景气上行历史经验:此轮 LED 周期已经触底 LED 行业进入第三轮周期尾端。中国 LED 产业经历了三个周期,每一轮:快 速渗透期(~2012),LED 照明作为新兴产业,渗透率快速提升,由于地方 政府的产能补贴,形成短暂的供大于求,价格在 2012 年大幅下降;第二 轮周期(2013~2015),白光照明需求旺盛,芯片厂商继续扩产,2015 年 供需恶化,价格跌幅较深;第三轮周期(2016~至今),下游市场继续蓬 勃发展,芯片厂启动新一轮扩产,造成 2017 年底以来的供需失衡状况。 经过两年的供给端出清与库存去化后,行业供需逐步恢复平衡,库存也进入去化后半程,我们认为目前行业已经处于第三轮周期尾端,随着上下游补库存启动、外部贸易局势缓解对 LED 产品出口的压制解除、以及 MiniLED 等新需求放量,从明年开始 LED 将开启新一轮景气上行期。财务表现:2019 年 LED 产业链上下游财务数据触底回升 从 2019 年三季报数据来看,LED 产业链上下游均有回暖趋势。上游芯片自 2018Q4 开始进入负增长状态,但 3Q19 营收增速由上季度的-23.23%回升 至-10.07%,同时数值已经连续三个季度环比回升;中游封装增幅虽然是负 数但是已经平稳,也是连续三个季度环比正增长;下游显示屏增速回归正常水平,为 14.83%;LED 照明则小幅下落,增速从上季度 1.26 减低至-1.23%。 经历上半年的低点后,行业收入正在恢复。 与收入相比,存货同步去化。上游芯片的存货高峰已经过去,2019 年以来 上游芯片存货的累积速度持续放缓,以三安光电为例,三季度存货已经停止上升;而封装厂已经出现补库存迹象,二三季度存货均有所上升。从产业调研可知,四季度芯片存货去化持续进行,同时封装厂补库存的动作更加活跃,我们认为在年报和明年一季报中可以看到行业内存货改善的明显趋势。供需关系:供给端出清明显,需求端动能转换 景气下行伴随着供给端出清。此轮下行周期中,LED 芯片价格经历了大幅的 下滑,2018 年全行业芯片平均降幅在 20%左右,2019 年我们预计价格降 幅在 30%左右。伴随价格下降,各家芯片厂盈利能力也严重受损,上半年 已经出现负毛利率。除龙头三安光电以外,其他芯片上市公司的扣非后归母净利润在 2019 年均转负,没有上市的小芯片厂亏损更为剧烈。我们产 业调研估算,过去两年行业退出的产能比例约为 10%,未退出老产能占比 约为 25%,这部分产能大部分处于半开工状态,随着价格跌破现金成本线, 我们认为还将有大量老旧产能退出市场。 LED 下游需求迎来动能转换。需求端方面,LED 下游需求主要以通用照明、 显示屏、背光等领域为主,在通用照明渗透率已经较高的情况下,目前 LED 需求主要来自车用 LED、显示屏、Mini&MicroLED 等。根据 LEDinside 的预 测,2018~2023 年之间,LED 通用照明的复合增长率为 3%,占整体需求比 重从 40.59%降至 32.96%;显示屏复合增长率为 8%,占整体需求比例基本 维持在 10%左右;车用 LED 复合增长率为 10%,占整体需求比例为 15%左 右;而 Mini&MicroLED 复合增速为 343%,占整体需求比例从 0 上升至 16.94%。 供需结构逐步恢复健康。结 合中国大陆 LED 芯片产能投放进度及行业老 旧产能被淘汰的节奏,我们估计2019年~2021年LED芯片产能为16620万片、17010 万片、18210 万片;需求方面考虑通用照明、显示屏等各 细分领域增长趋势,我们估计 2019 年~2021 年 LED 芯片需求合计为 15624 万片、16290 万片、17800 万片,供求比(供给/需求)为 1.06、 1.04、1.02,LED 芯片价格则有望在未来两年保持较为平稳的价格行业趋势:主线为 MiniLED 背光 Mini LED 是芯片尺寸约在 100 微米左右的 LED,是在小间距 LED 基础上的技 术改良。目前 MiniLED 有两大应用方向,一个是沿着小间距往下,作为主 动显示的超小间距显示;一个是作为背光源,配合 LCD 显示使用。 Mini 主动显示主要用于高端商显。Mini LED 主动显示优势在于既继承了小 间距显示高亮度、高可靠性、反应速度快的优点,又具有自发光无需背光源的特性,可以达到体积小、轻薄的效果,同时相对其他显示技术更为节能、成本更低。MiniLED 显示主要应用领域电影屏等高端商用市场和 100 寸以上高端家用电视等民用市场,随着 2K/4K 高清视频的普及,未来 MiniLED 显示在商显领域具备较大潜力。 Mini 主动显示技术方案仍未成熟,四合一成为主流折中方案。Mini 主动显 示技术方案有两大主流路径,一种是 COB、一种是 N 合一方案。目前 COB 技术面临光色一致性、大规模生产难度高大、产业链生态不成熟等难题,且 COB 技术在 P0.5 以下也并不适用,即使作为过渡技术,也存在诸多缺 陷。而四合一基于现有 SMD 技术演进,集 COB 与传统小间距 SMD 的优势, 同时对于现有产业链上下游较为友好,有望成为小间距进入 P0.X 后主流方 案。封装企业在四合一方案中占据主导权,特别是国星的 IMD 四合一方案, 一经推出便受到市场青睐,目前已经扩散成为封装厂进军 Mini 主动显示的 主流选择方案。 Mini 背光将在大尺寸液晶显示背光领域获得较高渗透率。Mini 背光作为现 有LED背光的进化,短期内将在 65、75寸以上大尺寸TV,高阶电竞Monitor 市场不断渗透,最终随着成本下降,Mini 背光有望大比例替代现有的 LED 背光,成为大尺寸液晶背光显示方案的主流选择。Mini 背光优势在于将调 光分区数(Local Dimming Zones)做得更细致,达到高动态范围(HDR)呈现高 对比度效果,还能缩短光学距离(OD)以降低整机厚度达到薄型化需求。 Mini 背光路径同样有 COB/COG、SMD 等方案,技术路径仍未确定。COB 与 COG 方案能做到 OD 距离(背光模组中扩散板与 PCB 底部的距离)小于 1mm,甚至接近于 O OD 距离,从而使得背光源厚度(PCB+LED)极低, 缺点在于目前技术并不成熟,良率较低,产业化难度高。SMD 方案同样是 现有技术条件下的折中方案,其采用正装芯片,以 75 英寸电视背光为例, 在 OD 距离小于 5mm 的情况下,LED 灯珠使用量小于 2.5 万颗,同时获得 较低的成本。以国星光电已经出货的 MiniLED 背光模组为例,搭载其 Mini-LED 背光的 65 英寸液晶电视价格相对于市面上的 65 英寸 OLED 电视 将便宜约 100 美元。目前国星 MiniLED 背光模组主要客户为 TCL,已经带 来较大体量的收入。被动元器件:关注细分领域龙头机会行业处于产业转移初期,进口替代空间大 电路必备元件,286 亿美金市场规模。电容、电阻、电感等被动元器件是电 路中的必备元件,在电路中主要起到滤波(电容)、分流(电阻)、过滤噪声(电感)等作用。2017 年,全球被动元气件市场规模在 238 亿美元左 右,其中电容、电感、电阻分别占 66%、14%、9%左右。Paumanok 预计, 全球被动元器件终端需求在 2020 年会达到 286 亿美元。按下游应用分, 网络通信、车用、特殊用途、电力与工业控制将分别成长 39%、31%、35% 和 24%。 行业处于产业转移初期,进口替代空间大。2019 年前 11 个月,国内进口电 容器金额 87.4 亿美元,净进口额 50.8 亿美元,行业进口替代空间大。从 国内外被动元器件企业营收规模来看,国内企业份额低、营收规模小,行业处于产业转移初期。MLCC:5G、车用需求大增,库存去化开启新周期 MLCC 广泛应用于消费电子、汽车电子、IT 设备、无线通讯等领域,市场规 模 146 亿美元。与其他电容器相比,MLCC 具有体积小、高频特性好、频 率范围宽、寿命长、成本低等优点,广泛用于消费电子、汽车电子、IT 设 备、无线通讯等领域,其市场规模在 100 亿美元左右,占了 40%以上的电 容器市场份额。智能手机创新升级、汽车电子、物联网的快速发展对高频滤波的需求越来越大,MLCC 的市场规模也将在未来几年得到快速增长。 智能手机创新和 5G 带动单机消耗量上升。智能手机进入存量博弈阶段,创 新升级成为各手机厂商竞争的主要策略。手机功能持续创新使手机内部需要增加新的电路以及电容,其结果是单机使用的 MLCC 数量逐年增多。以 iphone 为例,其单机 MLCC 消耗量从 iPhone4S 的 500 颗左右上升到 iphone X 的 1100 颗左右。未来 5G 的商用要求手机在信息传输和数据处理方面具 备更强的能力,预计将进一步推动智能手机对 MLCC 等电子元器件的需求。 汽车电子化提升车用 MLCC 需求。电动车以及需求的快速增长,以及 ADAS、 自动驾驶技术、汽车娱乐影音等的推广应用极大的促进了车用 MLCC 的增 长。SemiMedia 预计,受此电动车和汽车电子化趋势影响,单车 MLCC 需 求预计将从过去的 1000-3000 增长到 3000-6000 颗/车。 库存去化开启 MLCC 新周期。3Q19 以来,国巨、华新科、村田、三星电机 等元器件厂商库存基本消化,库存周转天数回落至合理水平。国巨和华新科在 10 月和 11 月的月度营收报告中均表示,受下游终端积极拉货影响, 10 月和 11 月库存水位进一步下降,MLCC 价格趋于稳定。终端需求的增长 加上行业库存的去化有望开启 MLCC 新周期。薄膜电容:新能源汽车提供增长新引擎 薄膜电容器的下游应用主要集中于新能源汽车、光伏风电、家电、照明、 工业等领域。展望 2020 年,海外新能源车提速、家电和照明等传统需求 的回暖有望推动薄膜电容器行业实现稳定增长。 欧洲新能源车全面提速打开薄膜电容器市场空间。2019 年 4 月 17 日,欧盟 通过新法案,规定自 2020 年 1 月 1 日起,境内 95%的新登记乘用车平均 二氧化碳排放量需降至 95g/km 以下;到 2021 年,全部新车需达到此要求; 2030 年起,二氧化碳排放量将降至 59.4g/km 以下。为达到新标推,欧洲 主要车企纷纷发力新能源车,奔驰、宝马、大众等厂商均制定了积极的新能源车规划。目前,薄膜电容已经替代铝电解电容成为新能源汽车直流支撑电容的首选。欧洲新能源车的提速打开了薄膜电容器整体市场空间。 传统需求回暖助力行业稳定增长。家电尤其是空调是薄膜电容器的传统应 用领域。2018 年空调销量 15069.2 万台,创历史新高。其中,空调龙头格 力收入更是同比增长 33.3%,渠道中积累了较多的库存。经过近一年的库 存消化,行业库存基本回到合理水平。展望明年,下游库存的消化加上需求的回暖,预计家电市场对薄膜电容的需求将逐步得到改善。5G 驱动电感需求量价齐升、国产替代提速背景下,国内电感龙头进入发 展快车道 5G 提升单部手机电感需求。5G 时代将新增 Sub-6GHz 和毫米波频段,新增 一个频段需要增加相应频段的滤波器、天线开关、PA 等射频前端器件,以 支持信号在该频段的顺利发射与接收。因此,5G 时代,单个手机对滤波 器、天线开关、PA 等射频前端器件的需求相比 4G 将会进一步增加,这将 直接提升配套元器件电感器的用量,包括匹配电路的 RF 电感、为新的射 频器件提供 DC-DC 电源转换的功率电感。 RF 电路越来越复杂,01005 需求高涨。以智能手机为代表的小型移动设备 的 RF 电路在向多波段、多功能、高性能化发展的同时,其电路构造也日 趋复杂,安装的部件数量正在增加。同时,移动设备内部的电池体积也在增大,这就要求 RF 电路必须设计成能纳于有限的空间。未来,市场对以 01005 电感为代表的超小型尺寸 RF 电感器的需求不断高涨。 国产替代加速,国内电感龙头进入发展快车道。电感虽然单机价值小,但对整机性能影响大,客户对于更换供应商较为慎重,由于国外企业切入的早,所以国内各大手机厂商之前几年基本上都用村田、TDK 的产品。中兴 事件后,考虑到供应链安全,下游本土厂商纷纷加快了原材料、零部件的国产化,去年开始华米 OV 均在积极提升国产元器件的份额。元器件国产 化加上 5G 背景下,国内电感龙头将迎来快速发展的机遇期。(报告来源:中泰证券)(如需报告请登录未来智库)

「半导体产业」系列研究深度报告(一):光刻胶国产化,初见曙光,任重道远

来源:格隆汇机构:国元证券报告要点: 面板和半导体制造产能向大陆转移,上游配套材料国产化蓄势待发 IHS 数据显示 2017 年 BOE 面板出货量已位居全球第一,2019 年大陆面板产能占比有望达到 40%,超越韩国成为全球最大面板生产 基地。晶圆制造方面,根据 SEMI 统计,2017-2020 年全球约有 63 座 晶圆厂新建,其中约有 26 座晶圆厂位于中国大陆,大陆地区正处于建 厂热潮中。面板和晶圆厂新建产能的相继投产将带动上游中高端光刻 胶材料需求的显著增加,预计 2021 年前有望实现复合增速超过 20%。 中端光刻胶已有突破,自主可控曙光初现 光刻胶作为技术门槛极高的电子化学品一直被国际企业垄断。随 着大力研发和投入,国内企业已逐步从低端 PCB 光刻胶发展至中端 半导体光刻胶的量产,以科华微电子和晶瑞股份为代表的企业已经实 现了 i 线光刻胶的突破并获得下游量产订单。以强力新材为代表的企 业也已经实现了光刻胶上游光引发剂和光酸等原材料的国产化,打破 国际垄断,随着更多国内晶圆厂的新建,下游客户导入也有望加速, 产业链的完善有助于上游企业更好的开发出更先进的产品。 政策与基金双重加持,半导体原材料迎来发展契机 集成电路大基金一期资金 1387 亿已投资完毕,二期募资正在进 行,预计规模超过 1500 亿元,同时带动地方产业基金数千亿元。一 期大基金 67%投资于集成电路制造,6%投资于装备材料类,其中晶 瑞股份和飞凯材料分别获得大基金旗下子基金 5%和 7%的持股(占公 司总股本比例),装备和材料属于我国半导体产业链薄弱环节,高端光 刻胶等关键材料尚处于空白,二期资金可能更多向产业链薄弱环节倾 斜。资金和政策双重支持,上游原料企业将迎来发展良机。 投资建议:关注光刻胶已量产和业绩稳定企业 光刻胶由于研发和下游导入周期都较长,往往需求企业长时间的 积累,因此光刻胶也只作为电子化学品公司其中一个产品,如晶瑞股 份还生产高纯试剂,飞凯材料还生产液晶材料;光刻胶技术门槛高, 周期长,一旦实现量产和下游导入,将成为公司较为长期的高毛利率 产品,给予光刻胶等相关电子化学品行业“推荐”评级。建议关注行业已量产和业绩稳定类企业如晶瑞股份、飞凯材料等。 风险提示政策落地不及预期,国际厂商恶性竞争等

梦中人

新材料行业深度报告:发展空间广阔,万亿市场爆发

1、新材料行业概况材料工业作为我国七大战略性新兴产业、“中国制造 2025”重点发展的十大领域和科 创板六大领域之一,是我国重要的战略性新兴产业,也是制造强国和国防工业发展的 关键保障。新材料产业由于其技术密集性高、研发投入高、产品附加值高、国际性强、 应用范围广等特点,已成为衡量一个国家国力与科技发展水平的重要指标。1.1 新材料的定义在技术高速发展的背景下,新材料的定义于20世纪90年代被首次提出,并于本世纪初 期开始逐渐成熟并广泛使用。在科技部2004年出版的《新材料及新材料产业界定标准》 中,首次将新材料定义为:新出现或正在发展中的具有传统材料所不具备的优异性能 的材料;高新技术发展需要,具有特殊性能的材料;由于采用新技术(工艺、装备), 使材料性能比原有性能有明显提高,或出现新的功能的材料。国务院《新材料产业“十二五”发展规划》中进一步将新材料定义为:新出现的具有 优异性能和特殊功能的材料,或是传统材料改进后性能明显提高和产生新功能的材 料,其范围随着经济发展、科技进步、产业升级不断发生变化。1.2 新材料的分类根据《新材料产业发展指南》,新材料主要包括: 先进基础材料:有色金属材料,高分子树脂等先进化工材料,先进建筑材料、先 进轻纺材料等; 关键战略材料:重点从下一代信息技术产业、高端装备制造业等重大需求,以耐 高温及耐蚀合金、高强轻型合金等高端装备用特种合金,反渗透膜、全氟离子交 换膜等高性能分离膜材料,高性能碳纤维、芳纶纤维等高性能纤维及复合材料, 高性能永磁、高效发光、高端催化等稀土功能材料,宽禁带半导体材料和新型显 示材料,以及新型能源材料、生物医用材料等; 前沿新材料:石墨烯、金属及高分子增材制造材料,形状记忆合金、自修复材料、 智能仿生与超材料,液态金属、新型低温超导及低成本高温超导材料等。1.3 国际新材料发展情况材料是人类社会的基本组成要素和关键性资源,伴随着社会生产模式的发展而发展。 新材料与现代技术的联系日益密切,现阶段,随着新材料应用领域的不断突破,科学 技术和社会生产力也将持续发展并推动整个社会的技术变革。宏观政策引导力度较大,全球新材料发展迅速。随着新材料研究的不断深入和应用领 域的逐步扩大,新材料发展水平已成为衡量国家之间经济发展、科技水平与国防实力 的重要标准,同时也是限制国家经济增长的重要因素。因此,各国相继出台相应产业 政策以促进新材料行业的高速发展。总体规模增长迅速,先进基础材料、前沿新材料发展较快。在各国产业政策的积极引 导下,全球新材料产业规模快速增长,2018年达到2.56万亿美元,同比增长11.2%, 并预计2019年将达到2.82亿美元,同比增长约10.16%,2016-2019年复合增长率超10%。 同时,由于3D打印材料和石墨烯等新兴产业技术的不断突破,前沿新材料增长较快, 未来发展空间巨大。产业分布不均,差异化特征显著。目前,美国、日本和欧洲等地区在经济实力、核心技术、研发能力、市场占有率等方面占据绝对优势,拥有成熟的新材料市场,多数产 品占据全球市场的垄断地位,是新材料产业主要的创新主体。其中,美国在新材料全 领域位于前列;日本在纳米材料、电子信息材料等领域具有优势;中国在半导体照明、 稀土永磁材料、人工晶体材料等领域发展较好;韩国在显示材料、存储材料,俄罗斯 在航空航天材料等方面具有比较优势。但随着中国、印度等国家相关领域的快速发展 和新一轮科技革命的来临,全球新材料市场的重心呈现出逐步向亚洲地区转移的趋 势,全球技术要素和市场要素配置方式将会发生深刻的变化,地区发展的差异化可能 会继续加剧。产业集约化发展,高端材料垄断严重。随着经济一体化在全球范围内的发展,新材料 产业逐渐向横向、纵向扩展,上下游产业联系日益紧密,产业链日趋完善,多学科、 多部门联合进一步加强,集约化、集群化和高效化特征显著。集约化的发展模式促使 了产业战略联盟的形成,有利于产品研发与下游应用的融合,但另一方面也促进了寡 头垄断的逐步形成。一些全球知名企业开始结盟并进行跨国合作,通过并购重组构建 整个产业链生态。1.4 国内新材料发展情况政策驱动,新材料产业市场规模高速发展。为了提升新材料领域竞争力,实现我国从 材料大国到材料强国的转变,我国先后提出了《中国制造2025》、《新材料产业发展指 南》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《有色金属行业发展规划(2016-2020 年)》、《稀土行业发展规划(2016-2020年)》等重要指导性文件来支撑我国新材料行 业的发展。据中国产业信息网统计,中国2019年新材料产业总产值为4.5万亿元,预计2022年将达到7.5万亿元,复合增长率高达18.72%。其中,特种金属功能材料、现 代高分子材料和高端金属结构材料在产业结构中占比较高,分别为32%、24%和19%, 前沿新材料仅占总额的3%。全面布局新材料,部分省市产值已达万亿。目前我国新材料产业已形成以环渤海、长 三角和珠三角为中心的产业集群式发展模式,各区域之间产业种类与发展规模均存 在差异。其中浙江、江苏、广东和山东四个城市新材料工业总产值均超万亿,以浙江、 江苏为代表的长三角地区专注于对新能源汽车、电子信息、医疗和高性能化工等领域 新材料的研发生产,以广东为代表的珠三角则以高性能钢材、高性能复合材料和稀土 等领域新材为主,以山东为代表的环渤海更倾向于战略基础材料、高性能材料、特种 材料和前沿新材料的研发生产。全国新材料布局呈现多元化发展,各具特色,互有优 势。关键材料尚有空白,进口依赖现象严重。中信部2018年7月在“2018国家制造强国建 设专家论坛”上表示“中国制造业创新力不强,核心技术短缺的局面尚未根本改变”。 据中信部对全国30多家大型企业多种关键基础材料调研结果显示,32%的关键材料尚 属空白,52%依赖进口。其中,95%的计算机和服务器通用处理器的高端专用芯片、70% 以上智能终端处理器和绝大多数储存芯片均对进口依赖严重。装备制造领域中,95% 以上高档数控机床、高档装备仪器、运载火箭、大飞机、航空发动机、汽车等关键精 加工生产线上的制造及检测设备依赖进口。新材料投资规模稳步提升,行业发展机遇挑战并存。据前瞻研究院统计,随着政策支 持以及外部环境的推动,大量资本投入新材料行业,整体发展迅速,2017-2018年分 别有115起、74起和54起投资,累计投资规模高达224.41亿元。但由于新材料行业性 质特殊,虽然该行业利润水平较高、竞争者较少,但行业壁垒高、投入资本大,未来 发展机遇与挑战并存。2、下游需求旺盛,新材料市场未来可期需求旺盛,下游产品“激活”新材料产业发展动力。新材料产业涉猎领域众多,由于 行业自身特点、所处周期以及下游市场不同,不同行业对于新材料的需求以及发展空 间不同。基于产品需求角度,当下下游需求最旺盛、发展空间最大的新材料领域为 5G 新材料、半导体新材料、面板新材料、高分子新材料、高性能纤维新材料和其他前沿 新材料。随着下游需求逐步爆发,上述行业有望成为新材料领域最具前景的板块,市 场空间广阔。2.1 5G材料5G 产业链主要包括接入网产业链、承载网产业链和核心网产业链。5G 概念主要由 5G 终端和 5G 网络组成,其中 5G 终端主要包括手机和物联网终端等,5G 网络主要分为 三个领域,分别与通信网络架构一一对应,其中接入网和承载网是最值得关注的。下游领域丰富,多领域需求巨大。据 IHS 预测,2035 年 5G 在全球创造的潜在销售活 动的市场规模将达 12.3 万亿美元,其中制造业占比最高,预计将达到 3.4 万亿美元, 其次影响最大的分别为信息通信和批发零售业,预计市场规模分别为 1.4 万亿和 1.3 万亿美元,其他多个领域均有较大发展空间。2.1.1 微波介质陶瓷5G 时代,小型化陶瓷介质滤波器优势明显。传统的滤波器一般由金属同轴腔体实现, 通过不同频率的电磁波在同轴腔体滤波器中振荡,保留达到滤波器谐振频率的电磁 波,并耗散掉其余频率的电磁波。陶瓷介质滤波器中的电磁波谐振发生在介质材料内 部,没有金属腔体,因此体积较上述两种滤波器都会更小。5G 时代,Massive MIMO (大规模天线技术)对天线集成化的要求较高,滤波器需要更加的小型化和集成化, 为了满足 5G 基站对滤波器的相关需求,更易小型化的陶瓷介质滤波器有望成为主流 解决方案。目前,华为、爱立信已经开始布局陶瓷介质滤波器,其他设备商也在逐步开始采用陶 瓷介质滤波器,预计 2021 年全球主流设备商会逐步采取全陶瓷方案。技术升级支撑产品革新,滤波器行业前景可期。随着 5G 时代来临,基站滤波器市场 有望持续稳定发展。据产业信息网统计,整个 5G 周期中,预计全球将建设 1000 万个 基站。其中,中国将建设约 606 万个基站,滤波器总需求将接近 600 亿元人民币。5G 时代巨大的市场增量,将为滤波器行业带来蓬勃发展的良机。随着陶瓷介质滤波器应用的逐步展开,微波介质陶瓷粉末、粘接剂和银浆等上游产 品需求有望同步增加。2.1.2 高频基材高频基材是 5G 通信行业发展的核心材料。PCB(印刷电路板)是电子设备的重要组 成,而 PCB 制造的关键材料为基材,PCB 基材包括基板(覆铜箔层压板)、预浸材料 (半固化片)和铜箔等。5G 时代,传统基材材料一般很难达到高频通信所必需的电 性能要求,易产生“失真”现象。因此,为了减少传输过程中产生的损耗,PCB 基材 要选用低介电常数(Dk)和介质损耗(Df)的高频基材。同等信号覆盖区域所需 5G 宏基站数量较多,高频覆铜板需求较大。5G 波长极短,频 率极高,信号趋近于直线传播,绕射和穿墙能力极差,传播介质中的衰减情况严重, 因此 5G 的基站需求量远高于 4G 时代。根据赛迪顾问数据显示,5G 宏基站建设数量 约为 4G 宏基站数量的 1.1 倍—1.5 倍。为了满足 5G 高频率的特性,高频覆铜板的下 游需求将得到释放。微小站建设带来高频高速覆铜板增量需求。与以往的通信建设不同,5G 时代更注重 于对室内网络的覆盖。因此,5G 建设将同时建造宏基站、微基站、皮基站、飞基站, 其中微基站、皮基站、飞基站合称微小站。和宏基站相对比,微小站型号小,安装便 捷,能够更好对室内网络进行覆盖。因此,微小站的普及和安装,将给高频高速覆铜 板带来增量新需求。高频基材应运而生,市场规模持续增加。在 5G 时代,伴随着高频、高速、高数据量 的技术要求,很多原有的中低频通讯材料会被淘汰,高频基材未来用量有望大幅增加; 与此同时,Massive MIMO 技术的实现使 5G 基站大幅提高了天线容量;此外,由于高 频电磁波本身穿透性差的原因,5G 小基站的建设规模会远高于 4G 时代,这也将进一 步推动高频 PCB 在内的高频通信材料规模的增长。预计 2023 年,PCB 市场规模达到 262.4 亿元,高频基材市场规模为 86.6 亿元,市场规模持续增加。随着高频基材需求的不断增加,与其处在同一产业链上的金属铜箔、合成树脂等上游 产品需求有望同步增加。2.1.3 塑料天线振子振子是天线内部最重要的功能性部件。传统的振子是采用金属材料压铸成型,或是钣 金件、塑料固定件和电路板组合的形式,但振子重量大、成本高、安装复杂。5G时代,对通信质量的要求更高,振子的数量将大幅提升,从原来的一个天线单扇面 2- 18 个振子,提升到 64 个、128 个,更高甚至达到 256 个,单个基站的扇面则为 3 面 或 6 面,对振子的数量需求较高。因此,具有重量轻、零件集成度更高、模块一致性 好、生产效率高、生产成本低等特点的塑料天线振子逐渐成为首选方案。相比于现有 4G 网络(10-40 个天线振子),5G 时代由于频段更高且采用 Massive-MIMO 技术,天线振子尺寸变小且数量将大幅增长。下游需求旺盛,塑料振子市场可达百亿。随着 5G 布局的逐步展开,基站建设将带动 对塑料振子的巨大需求。据中国产业信息网统计,2020 年塑料振子市场规模预计将 达到 12.7 亿元,2021 年达到 23.1 亿元,同比增加 81.9%,整个 5G 行业周期内,预计宏基站塑料振子市场规模约 100 亿元。2.1.4 LCP与MPI材料随着 5G 商用化,天线材料市场广阔。天线作为无线通讯中重要的一环,其市场需求 将随着 5G 的逐步推广迎来重大的发展契机。尤其是 5G 对于高频、高速和小型化的 较高要求,催生了 LCP 材料和 MPI 材料成为了 5G 时代天线材料的候选者。LCP 和 MPI 材料优势明显,5G 时代有望脱颖而出。随着 1G、2G、3G、4G 的发展,手 机通信使用的无线电波频率逐渐提高,其中 5G 的频率最高,分为 6GHz 以下和 24GHz 以上两种,而目前的 5G 技术实验以 28GHz 为主。由于当电磁波频率较高、波长较短 时,易于传播介质中衰减,因此对天线材料的要求较高。4G 时代的 PI 膜由于在 10GHz 以上损耗明显,无法满足 5G 终端的相关需求,LCP 材料则凭借其介子损耗与导体损 耗小、灵活性高、密封性好等特性逐步得到应用。但目前 LCP 造价较高、工艺复杂, MPI 有望成为 5G 时代初期天线材料的主流选择之一。中国 LCP 材料产能较小,进口依赖严重。从 LCP 研发进程、产能分布以及产品特点 等方面综合判断,现阶段日本 LCP 产业综合实力更强。沃特股份(002886)自 2014 年收购三星精密的全部 LCP 业务后,成为了全球唯一可以连续生产 3 个型号 LCP 树 脂及复材的企业,目前产能 3000 吨/年。但其余中国 LCP 生产企业产能均较小。LCP 材料应用广泛,下游需求稳步提升。LCP 在电子电器领域,可应用于高密度连接 器、线圈架、线轴、基片载体、电容器外壳等;汽车工业领域,可用于汽车燃烧系统 元件、燃烧泵、隔热部件、精密元件、电子元件等;雷达天线屏蔽罩、耐高温耐辐射 壳体等领域。据前瞻产业研究院统计,2018 年 LCP 材料全球需求为 7 万吨,预计 2020 年将达到 7.8 万吨,随着 5G 应用的逐步推广,LCP 市场将持续稳步增长。2.1.5 3D玻璃手机后盖去金属化大势所趋,3D 玻璃迎发展契机。由于 5G 采用的大规模 MIMO 技术 需要在手机中新增专用天线,传统的金属后盖会对信号产生屏蔽及干扰,后盖材料去 金属化大势所趋。目前主流的材料为玻璃、陶瓷和塑料,但普通的“注塑+喷涂”的 技术无法满足 5G 时代的相关要求,未来的发展趋势是从质感到体验都向金属和玻璃 逐步靠近。3D 玻璃作为手机外壳材料具有轻薄、透明洁净、抗指纹、防眩光、耐候性佳的优点。 目前主流品牌的高端机型大多采用 3D 玻璃作为前后盖材质。3D 玻璃市场逐步渗透,未来市场广阔。据前瞻产业研究院统计,2015-2017 年我国 3D 玻璃市场规模从 7.4 亿元增长至 48.9 亿元,年均复合增长率高达 156.35%。但目 前,3D 玻璃价格较高、技术不成熟、产能存在不足,3D 玻璃应用有限。随着 3D 玻璃 技术的升级和量产的实现,3D 玻璃有望在 3C 产品尤其是智能手机中得到大规模的应 用。到 2023 年,预计 3D 玻璃行业市场规模有望超 280 亿元,较 2017 年增长近 5 倍。2.2 半导体材料半导体材料是产业基石,国产替代迫在眉睫。由于半导体材料领域中高端产品技术壁 垒高,目前市场主要被美、日、欧、韩、中国台湾地区等少数国际大公司垄断。我国 半导体材料在国际分工中处于低端地位,大部分产品自给率较低,主要依赖于进口, 半导体材料关乎产业安全,国产替代迫在眉睫。2.2.1 大硅片硅片也称硅晶圆,是制造半导体芯片最重要的基本材料。硅片直径越大,能刻制的集 成电路越多,芯片的成本越低。大尺寸硅片对技术要求高,进入壁垒极高,市场呈寡 头垄断的竞争格局。目前中国大陆自主生产的硅片以 6 英寸(150mm)为主,主要应 用领域仍然是光伏和低端分立器件制造,8 英寸(200mm)和 12 英寸(300mm)的大 尺寸集成电路级硅片进口依赖严重。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。消费升级,终端市场持续向好,硅片需求逐步扩大,12 寸硅片市场不断渗透。8 英寸和 12 英寸硅片作为主流硅片产品,在终端市场带动下需求将持续扩大。据 SEMI 统 计,2019 年晶圆管面积出货量将达 11,810 百万平方英寸,并预计 2023 年达到 13,761 百万平方英寸,增速稳定。同时,全球 12 英寸硅片市场占比不断提高,预计 2021 年 将达到 71.20%,并有望继续扩大。2.2.2 光刻胶光刻胶是微电子技术中微细图形加工的重要关键材料,国内光刻胶自给率较低。光 刻胶成本约占整个芯片制造工艺的 30%,耗费时间约占整个芯片制造工艺的 40%-60%, 是半导体制造中最核心的工艺。目前国内光刻胶自给率仅 10%,主要集中于技术含量 相对较低的 PCB 领域。G 线、I 线光刻胶的自给率约为 20%,KrF 光刻胶的自给率不 足 5%,12 寸硅片的 ArF 光刻胶目前尚无国内企业可以大规模生产。中国光刻胶集中 PCB 领域,高技术光刻胶市场份额低。从全球市场来看,LCD 光刻胶 占比较高,为 26.6%,但中国光刻胶市场集中于技术水平较低的 PCB 领域,占比达 94.4%,LCD 光刻胶和半导体光刻胶所占份额非常低。全球光刻胶市场预计可达 20 亿美元,国内市场广阔。2017 年,从全球区域市场来看, 中国半导体光刻胶市场规模占全球比重最大,达到 32%。其次是美洲地区,其光刻胶 市场规模占全球比重为 21%。据前瞻产业研究院统计,2017 年全球半导体光刻胶市场 规模达到 12 亿美元,预期未来市场加速扩张,2023 年可达 20 亿美元2.2.3 电子特种气体电子气体是指用于半导体及相关电子产品生产的特种气体,被广泛应用于国防军事、 航空航天、新型太阳能电池、电子产品等领域,是电子工业体系的核心关键原材料之 一。其行业技术壁垒在于从生产到分离提纯以及运输供应阶段,一直受到欧美发达国 家的技术封锁,并且行业集中度高,美国气体化工、美国普莱克斯、法国液化空气、 日本大阳日酸株式会社和德国林德集团五家公司垄断全球特种气体 91%的市场份额, 国内相关企业主要集中在中低端市场。下游行业快速发展,电子特气市场规模稳步提升。据中国半导体行业协会统计,2010- 2018 年电子特种气体行业市场规模高速增长,2018 年达到 121.56 亿元,同比增长 16.1%,预计 2019 年市场规模达到 152 亿元。同时,随着国内晶圆厂陆续投产,电子 气体需求有望继续增加,预计 2025 年集成电路对特种电子气体需求将达到 134 亿元。2.2.4 高纯溅射靶材高纯溅射靶材是集成电路制造过程中的关键材料。高纯溅射靶材主要是指纯度为 99.9%-99.9999%的金属或非金属靶材,应用于电子元器件制造的物理气象沉积工艺, 是制备晶圆、面板、太阳能电池等表面电子薄膜的关键材料。根据应用领域不同,可 将其分为半导体靶材、面板靶材、光伏靶材等。高纯溅射靶材技术门槛高、设备投资 大,行业集中度较高,前五大厂商占比合计超过 80%,主要分布于美、日等国家。下游行业持续放量,半导体靶材市场规模不断扩张。半导体芯片的金属溅射靶的作用 是制造金属线,将信息传输到芯片。据 SEMI 统计,溅射靶材占半导体密封材料市场 的 2.7%左右。2019 年全球溅射靶材市场规模为 163 亿美元,预计 2020 年将达到 190 亿美元;中国半导体用靶材市场规模为 47.7 亿元,预计 2022 年将达到 75.1 亿元。2.2.5 化学机械抛光材料化学机械抛光(CMP)是集成电路制造过程中实现晶圆全局均匀平坦化的关键工艺。抛光材料是 CMP 工艺过程中必不可少的耗材,但是技术壁垒高且客户认证时间长,一 直以来处于寡头垄断的格局。根据功能的不同,抛光材料可划分为抛光垫、抛光液、 调节器、以及清洁剂等,其中抛光液占据 49%的市场份额,抛光垫占据了 33%的市场 份额。全球芯片抛光液市场主要被美国、日本、韩国等企业垄断,占全球高端市场份 额 90%以上。CMP 抛光垫方面,陶氏杜邦占 79%的市场份额。中国抛光材料市场发展迅速,未来可期。2019 年,全球抛光垫和抛光液的市场规模 分别为 7 亿美元和 12 亿美元,较去年同期有所增长。中国 CMP 抛光液市场销售规模 增长迅速,从 2014 年的 12.1 亿元增长到 2018 年的 17.7 亿元,年复合增长率为 10.0%,预计 2023 年市场规模将达到 24.4 亿元。CMP 抛光垫过去五年年复合增长率 为 9.7%,2018 年市场规模为 10.3 亿元,预计 2023 年市场规模达到 14.3 亿元。CMP 抛光步骤不断增加,CMP 材料需求有望继续突破。由于工艺制程和技术节点不同, 每片晶圆在生产过程中都会经历几道甚至几十道 CMP 抛光工艺。随着未来芯片尺寸 不断减小的趋势,抛光的步骤将不断增加,相关需求也将不断增加,未来的发展潜力 巨大。2.2.6 碳化硅和氮化镓第三代半导体核心材料—碳化硅和氮化镓。第一代半导体材料主要用于分立器件和 芯片制造;第二代半导体材料主要用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件, 也是制作高性能微波、毫米波器件的优良材料,广泛应用在微波通信、光通信、卫星 通信、光电器件、激光器和卫星导航等领域;第三代半导体材料广泛用于制作高温、 高频、大功率和抗辐射电子器件,应用于半导体照明、5G 通信、卫星通信、光通信、 电力电子、航空航天等领域。氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)是第三代半导体材料较 为成熟、最具有发展前景的两种材料。第三代半导体投资热度较高。据 CASA 统计,2019 年 SiC 投资 14 起,金额 220.8 亿 元,GaN 投资 3 起,金额 45 亿元,较去年同比增加 60%。根据赛瑞研究显示,2017 年全球 SiC 功率半导体市场规模为 3.02 亿美元,预计 2023 年达到 13.99 亿美元,GAGR 为 29%;2017 年全球射频 GaN 市场规模为 3.8 亿美元, 预计 2023 年达到 13 亿美元,CAGR 为 22.9%。2.2.7 先进封装封装技术地位重要,创新技术不断出现。封装技术伴随集成电路发明应运而生,主要 功能是完成电源分配、信号分配、散热和保护。随着芯片技术的发展,封装技术不断 革新。封装互连密度不断提高,封装厚度不断减小,三维封装、系统封装手段不断演 进。随着集成电路应用多元化,智能手机、物联网、汽车电子、高性能计算、5G、人 工智能等新兴领域对先进封装提出更高要求,封装技术发展迅速,创新技术不断出现。市场发展未来可期,产业发展三足鼎立。受5G 与电子产品的相关影响,2019 年全球 封测市场规模达 566 亿美元,同比增长约 1%,随着下游应用的不断放量,封测行业 市场有望迎来高增长。目前全球封测产业的主要地区为中国台湾、美国、中国大陆。 中国台湾是全球芯片封测代工实力最强的区域,占据一半以上市场份额;美国由于众 多 IDM 龙头企业用自己的封测部门,因此也是全球封测产业的重要参与者。中国封测行业发展迅速。中国大陆近年来积极推进半导体产业发展,封测行业发展迅 速,通过自主研发先进封装和海外并购整合,中国大陆封测市场迅速壮大,份额位居 全球第二。2019 年中国封测市场规模约 359 亿美元,同比增长约 15%,随着 5G 的进 一步推广,未来需求有望继续增加。2.3 面板材料显示技术广泛应用于电视、笔记本电脑、平板电脑、手机等电子产品,在信息产业发 展过程中发挥了重要作用。显示技术从 20 世纪 50 年代的阴极射线管显示技术(CRT) 发展到二十世纪初的平板显示技术(FPD),平板显示技术又分支出离子显示(PDP)、 液晶显示(LCD)、有机发光二极管显示(OLED)等技术路线。相比于阴极显像管技术, 平板显示具有节能环保、低辐射、重量轻、厚度薄、体积小等优点。目前,平板显示 技术的主流产品为薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)面板和 OLED 面板,前者主要应用 于笔记本电脑、显示器以及电视等领域,后者应用与显示照明领域。LCD 在大尺寸屏幕产品中处主导地位,大尺寸化趋势是促进液晶面板行业发展的主要 动力,而 OLED 技术作为新型显示技术,在小尺寸平板显示中广泛应用。商业化趋势加速,OLED 市场规模逐年增加。近年,OLED 显示的商业化应用趋势开始 逐步体现,AMOLED 显示面板的主要终端应用领域为手机和电视产品,市场规模不断 扩大,渗透率不断提高。2018 年 OLED 产值规模已达 131.1 亿美元,市场规模 9.6 亿 元,预计 2025 年市场规模将达到 47.1 亿元。随着 LCD 和 OLED 下游需求的不断放量,液晶材料、偏光片、OLED 发光材料等同产业 链产品需求持续增加,市场规模有望进一步扩大。2.3.1 液晶材料液晶材料是 LCD 的关键材料之一,直接影响着液晶显示整机的时间、视角、亮度、 分辨率、使用温度等性能。近年来,全球液晶面板产能逐渐由日韩及中国台湾地区转 向中国大陆,国内混合液晶需求量快速增长。同时,TFT-LCD 面板出货面积的不断增 加也将推动上游混合液晶材料市场需求的增长。受益于国内龙头企业市场份额的快速增长,混合液晶国产替代空间巨大。IHS 数据显 示,2019 年混合液晶的全球需求量约为 780.5 吨,2023 年将达到 871.5 吨,2019- 2021 年国内混晶需求量分别为 410 吨、510 吨和 590 吨,年均增速超过 20%,市场空 间较大。2.3.2 玻璃基板玻璃基板是平板显示产业的关键基础材料之一。玻璃基板是一种表面极其平整的薄 玻璃片,与面板的分辨率、透光率、重量、厚度、可视角度等指标密切相关,成本约占整个显示面板产品成本的 20%。玻璃基板行业是液晶显示面板上游的核心原材料器 件,技术壁垒较高,行业主要被美国和日本企业垄断。消费电子市场广阔,玻璃基板发展动力十足。2019 年我国玻璃基板市场规模为 203.09 亿元,其中电视面板领域市场为 141.54 亿元,占比 69.69%;电脑、笔记本及其他大 尺寸面板领域为 38.1 亿元,占比 18.76%;手机及其他小尺寸面板领域玻璃基板规模 为 23.45 亿元,占比 11.55%。我国是全球最大的消费电子生产国和消费国,随着消 费电子市场的不断增长,玻璃基板的需求快速扩张,预计 2019 年达到 32,324 万平 方米,2014-2019 年复合增长率 28.75%。2.3.3 偏光片偏光片是一种复合材料,可实现液晶显示高亮度、高对比度的特性,是液晶面板的三 大关键原材料之一。LCD 模组中需要两张偏光片,分别位于玻璃基板两侧,缺少任何 一张偏光片都无法显示画面。偏光片产业链上游主要包含 PVA、TAC 等原材料,中游 为偏光片生产,下游为显示面板及太阳眼镜、护目镜、摄影设备等终端产品。大陆面板产业的快速发展,政策利好拉动偏光片厂商加大研发投入、促进产能规模 扩张。2018 年的全球偏光片产能规模约为 7.27 亿平米,整体产能扩张趋于平稳,预 计未来五年内偏光片市场供需将保持 4%的增速稳步增长,2020 年全球偏光片市场规 模将达到 132.5 亿美元。2018 年国内偏光片市场规模为 42 亿美元,占全球市场份额 34.1%,预计 2020 年国内偏光片市场规模可达 53.2 亿美元,占全球市场份额达 40.2%。偏光片原材料成本占总成本的 70%以上,其中 TAC 膜、PVA 膜分别占材料成本的 56% 和 16%左右,是偏光片生产过程中最重要的部分。PVA 膜起到偏振的作用,是偏光片 的核心部分,决定了偏光片的偏光性能、透过率、色调等关键光学指标。TAC 膜一方 面作为 PVA 膜的支撑体,保证延伸的 PVA 膜不会回缩,另一方面保护 PVA 膜不受水 汽、紫外线及其他外界物质的损害,保证偏光片的环境耐候性。2.3.4 OLED发光材料OLED发光材料是OLED显示面板的关键材料,是OLED产业链中技术壁垒最高的领域。OLED 材料主要包括发光材料和基础材料两部分,发光材料主要包括红光主体/客体 材料、绿光主体/客体材料、蓝光主体/客体材料等。目前,OLED 发光材料具有较 高的专利壁垒,核心技术被韩日德美企业所掌控,国内企业主要从事 OLED 中间体和 单体粗品生产。其中,绿光材料的主要供应商为三星 SDI、默克公司;红光材料的主 要供应商为陶氏化学;蓝光材料主要由出光兴产供应。2019 年 OLED 发光材料市场规 模为 13.4 亿美元,预计 2020 年将达到 19 亿美元,市场增长迅速,未来发展可期。2.3.5 精细金属掩模版精细金属掩膜版(Fine Metal Mask,简称 FMM)是 OLED 蒸镀工艺中的消耗性核心零 部件。FMM 的主要作用是在 OLED 生产过程中沉积 RGB 有机物质并形成像素,通过准 确和精细地沉积有机物质提高分辨率和良率。制造高精度 FMM,需要 INVAR 等更高级 的合金。现在市面上唯一能提供满足 FMM 使用要求的合金厂商是 Hitachi Metals, 国内 FMM 材料处于初始研发阶段,尚不具备量产条件。FMM 供应商数量有限,技术壁垒较高。HIS 数据显示,2017 年 FMM 市场将产生 2.3 亿 美元收入,2022 年达到 12 亿美元,年复合年增长率为 38%。当前领先的制造商为大 日本印刷株式会社,绝大多数的 AMOLED 显示屏均使用其 FMM 掩膜。2.4 高分子新材料2.4.1 生物可降解塑料“限速”升级,可降解塑料市场增长未来可期。可降解塑料也称为可环境降解塑料, 是指在保存期内性能不变,而后在自然环境条件下可降解且对环境无害的塑料。可降 解塑料可应用于农用地膜、垃圾袋、各类塑料包装袋、商场购物袋和一次性餐饮具等。 近年来,“限塑令”等政策的落地实施,生物可降解塑料迎来重大发展机遇,市场发 展空间较大。2018 年全球可降解塑料需求量约为 36 万吨,近五年年复合增速约 5.0%。2.4.2 胶粘剂应用领域不断拓宽,市场空间无限。胶粘剂以粘料为主剂,配合各种固化剂、增塑剂 和填料等助剂配制,能够把各种材料紧密结合在一起。胶粘剂用途广泛,近年来,我 国胶粘剂应用领域已从木材加工、建筑和包装等行业,扩展到服装、轻工、机械制造、 航天航空、电子电器、交通运输、医疗卫生、邮电、仓贮等众多领域。商标、标签和 广告贴的广泛使用进一步加快了胶粘剂品种的发展,汽车业、电子电器业、制鞋业、建筑业、食品包装业的用胶量增长快速。用途广泛,胶粘剂市场规模不断扩大。2019 年,全球胶粘剂市场规模达到 487 亿美 元,同比增长 7.5%,预计到 2020 年,胶粘剂市场规模将超过 520 亿美元,2016-2020 年复合增长率约为 6.9%。其中中国胶粘剂市场仍将保持良好的增长态势,预计 2020 年,中国胶粘剂市场规模将达 1200 亿元。2.4.3 有机硅性能优异,有机硅应用广泛。有机硅聚合物兼备了无机材料和有机材料的性能,具有 耐高低温、抗氧化、耐辐射、介电性能好、难燃、憎水、脱膜、温粘系数小、无毒无 味以及生理惰性等优异性能,广泛运用于电子电气、建筑、化工、纺织、轻工、医疗 等领域。有机硅聚合产品既可以作为基础材料,又可以作为功能性材料添加入其它材 料而改善其性能,素有“工业味精”之美称。有机硅产品按其用途或所处产品链的位置可分为上游产品和下游产品两大类。上游产品包括氯硅烷单体和初级聚硅氧烷中 间体;下游产品则主要是以初级聚硅氧烷中间体为原料经深加工而获得有机硅产品 及制品。全球市场稳步增加,产能增长主要源自中国。2008-2018 年全球聚硅氧烷产能从 150.2 万吨/年增加至 254.8 万吨/年,产量从 113.3 万吨增加至 210.0 万吨,预计 2023 年 全球聚硅氧烷总产能将达到 309.2 万吨/年,产量达 268.0 万吨。近十年,有机硅产 能向中国转移趋势明显,我国已成为有机硅生产和消费大国,产品优势愈加明显,进 口替代效应显著。2.5 高性能纤维2.5.1 超高分子量聚乙烯纤维地区冲突拉动超高分子量聚乙烯纤维需求不断增长。超高分子量聚(UHMWPE)纤维,是 由相对分子质量在 100 万-500 万的聚乙烯所纺出的纤维。近年来,世界各地冲突加 剧、国家安全意识提升,军事装备、安全防护等行业增加了对高强度、高性能等超高 分子量聚乙烯产品的需求。据前瞻产业研究院统计,未来 2-5 年,UHMWPE 年需求量 将稳定在 10 万吨以上,总需求预计达到 68.3 万吨。后发先至,中国超高分子量聚乙烯纤维产业发展迅速。我国超高分子量聚乙烯纤维起 步较晚,但发展迅速,2019 年我国超高分子量聚乙烯纤维行业总产能约 4.1 万吨, 占全球总产能的 60%以上。2.5.2 碳纤维碳纤维优点显著,下游应用领域众多。碳纤维(Carbon Fiber,简称 CF)是由有机 纤维(粘胶基、沥青基、聚丙烯腈基纤维等)在高温环境下裂解碳化形成碳主链机构 的无机纤维,是一种含碳量高于 90%的无机纤维。碳纤维具有目前其他任何材料无可 比拟的高比强度(强度比密度)和高比刚度(模量比密度),还具有低比重、耐腐蚀、 耐疲劳、耐高温、膨胀系数小等特性,被誉为“新材料之王”,广泛应用于国防工业 以及高性能民用领域,主要包括航空航天、海洋工程、新能源装备、工程机械、交通 设施等,是一种国家亟需、应用前景广阔的战略性新材料。三种碳纤维在性能上各有所长。碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高温等一系 列优异的性能,三种原丝制造的碳纤维具有一定的通性,但在具体的性能上各有所长。碳纤维的需求量稳定增长,近年呈加速趋势。2008 年全球碳纤维需求量 36.4 千吨, 2018 年达到 92.6 千吨,十年间的平均增长率为 9.8%,且近年来增长率有所提升, 2015-2018 年间的增长率分别为 28%、15%、7%、10%,平均而言高于此前的增长率。 若按每年 10%的增长率计算,预计 2019 与 2020 年全球碳纤维的需求量将分别达到 101.9 与 112.1 千吨。国内碳纤维的需求以加速趋势增长。2018 年国内碳纤维需求达到 31 千吨,占全球碳 纤维需求的 33.48%,对比 2017 年的 23.5 千吨,增速达到 32%,同期全球碳纤维需求 的增长率约为 10%。2008-2018 十年间,国内碳纤维的需求量从 8.2 千吨增长至 31 千 吨,年均增长率达到 14.22%,高于 9.8%的世界平均增长率;自 2015 年以来,国内碳 纤维需求的增长率始终维持在较高水平,并有加速上升的趋势。若按 14%的增长率计 算,预计到 2020 年,国内碳纤维的需求将达到 40.29 千吨。2.5.3 对位芳纶对位芳纶性能优异,民用、军用领域应用较广。对位芳纶的强度是钢的 3 倍、强度较 高的涤纶工业丝的 4 倍;初始模量是涤纶工业丝的 4-10 倍、聚酰胺纤维的 10 倍以 上。对位芳纶稳定性高,在 150℃下收缩率为零,在高温下仍能保持较高的强度,如 在 260℃温度下仍可保持原强度的 65%。对位芳纶应用领域包括防护服装(主要为防 弹装备)、航空航天、汽车工业、光缆增强等,间位芳纶应用领域包括防护服装(主 要为阻燃装备)、工业过滤、工业制毡、汽车工业等。生产条件严苛,垄断严重。生产可供使用的、性能优良的高分子芳纶纤维缩聚物的条 件较为严苛,对仪器设备要求较高,因此鲜有企业具备大量产业化生产能力。由于芳纶材料技术壁垒高、研发周期长的特点,世界芳纶产业集中程度较高,全球芳纶产业 几乎由美国杜邦、日本帝人、中国泰和新材、韩国可隆四家公司垄断。对位芳纶产能不足,进口依赖程度高。国内对位芳纶需求量为约 1 万吨,而实际产能 仅仅 2000 吨,进口依存度约为 87%,对位芳纶需求缺口大,进口依赖严重。单兵防 护装备、航空航天领域等国防领域的需求较高,且暂无较好替代材料,目前我国对位 芳纶产能不足,性能也未达到最优。2.6 其他前沿新材料2.6.1 新能源汽车新能源汽车发展迅速,中国市场领跑全球。新能源汽车的产业链主要由电池、电机和 电控三部分构成。其中锂动力电池主要由电芯、BMS 和 Pack 组成,燃料电池由电堆 和系统配件组成,电机由定子、转子和机械结构构成。据 Markline 统计,2020 年上 半年全球新能源乘用车(BEV+PHEV)销量为 97.4 万辆,其中中国、美国、欧盟、日 本、其它国家分别销售 31.3、11.0、32.4、1.2、17.5 万辆,对应分别占比 33.5%、 11.8%、34.7%、1.3%、18.8%。2.6.2 离子液体优势明显,下游应用众多。离子液体又称室温离子液体、室温熔融盐或有机离子液体 等,是由有机阳离子和无机阴离子组成,在 100℃以下呈液体状态的盐类。离子液体 无味、不支持燃烧、蒸汽压小且很难挥发、易回收,在工业使用中无有害气体产生, 是传统有机溶剂的良好替代品,与传统常规溶剂相比,在热稳定性、导电性方面具有 独特的优势。离子液体目前广泛应用于溶剂,电解质,显示器,分析仪器,润滑剂, 塑料,电化学行业等领域。Graphical Research 预计,2017 年全球离子液体需求达 1.5 万吨,预计到 2024 年需求将达到 6.5 万吨,复合增长率达到 23.3%,市场规模 达到 25 亿美元。2.6.3 富勒烯应用广泛,未来市场广阔。富勒烯具有完美的对称结构,在纳米尺度范围内有特殊的 稳定性和奇异的电子结构,在许多高新技术领域应用潜力巨大,因此被称为“纳米王 子”。受成本与技术因素限制,目前富勒烯应用仍处于起步阶段。富勒烯具有硬度高、 稳定性好、超导性等诸多特性,在电子、生物医药、超导、能源、工业催化等领域具 有极大的应用潜力。2006 年到 2018 年间,全球富勒烯市场规模都在以年均 70%左右的速度增长,预计 2018 年市场规模达到 136 亿美元。3、政策支持,新材料发展动力十足为了提升我国新材料的基础支撑能力,实现我国从材料大国到材料强国的转变,我国 先后颁发《关键材料升级换代工程实施方案》、《中国制造2025》、《“十三五”国家战 略性新兴产业发展规划》等一系列纲领性文件与指导性文件。具体从战略材料、先进 基础材料和前沿新材料三个重点方向展开。其中先进基础材料包括,先进钢铁材料、 先进有色金属材料、先进化工材料等;关键战略材料包括,高端装备用特种合金、高 性能分离膜材料、高性能纤维及复合材料等;前沿新材料包括,石墨烯、金属及高分 子增材制造材料、形状记忆合金、自修复材料等。根据对国家政策的相关梳理,根据我国对新材料支持力度的不同,我们可以将新材料 划分为重点突破的新材料,主要包括高端装备用特种合金、高性能结构材料、航空航 天、新能源汽车材料、生物医药、节能环保材料等;加快研发的新材料,包括先进钢 铁材料、先进有色金属新材料、先进化工材料、先进建筑材料等;提前布局的新材料, 包括石墨烯、形态记忆合金、自修复材料、智能与仿生超材料等;结合我国在新材料 领域的特色资源优势,积极发展稀土、钨钼、钒钛、锂、石墨等新材料。4、产业周期创造新材料发展新机遇领域发展成熟,成长期与成熟期新材料潜力巨大。新材料应用广泛,但由于新材料是 基于理念、技术和设备等领域创新后的产品,因此一个新材料从概念提出到发展成熟 往往需要一定的周期。新材料产业按产品周期可以分为导入期、成长期、成熟期和衰 退期,新材料所处周期不同,对应的业务规模和发展规划也存在差异。对于导入期新 材料,相关概念刚刚提出,技术发展尚不成熟;成长期新材料相关产品出现分化,技 术工艺迅速发展;成熟期新材料市场发展开始兑现,产能产量处于高位;衰退期新材 料开始逐步退出市场。从产业周期角度,最具发展潜力的为处于成长期于成熟期的新 材料。 导入期:加强产品创新,进行市场培育。导入期产品属于高风险高收益产品类别。 处于导入期的产品,一般市场容量较小、市场渗透率较低;此外,公司的生产规 模一般较小且生产成本高,并且由于技术的不确定性,产品质量难以保证。但是 该市场产品毛利率高,盈利能力强,具有技术优势的公司会领先市场获得巨大收 益。概念提出期,相关领域研究刚刚起步。进军导入期公司的相关要求较高,需要具 备强大的技术研发能力、该领域资深的研究经验、政策的扶持和新兴市场的需求。 此外,该领域新材料技术尚不成熟,市场较小、需求不大。该领域的典型材料包 括:石墨烯、超材料纳米功能材料、记忆合金和关键战略材料等。 成长期:重视工艺创新,改进产品质量,创立企业品牌。进入成长期的产品市场 容量逐步扩大,市场渗透率逐步提高,产品由于技术趋于稳定,产品质量的逐渐 标准化,质量得到有效的改善,且产品成本逐步降低。因此在该阶段,具有较高 产品质量和品牌效应的公司会获得较大的收益。技术、市场成长期,新材料应用增多,市场规模逐渐增加。成长期新材料相关技 术工艺开始逐步成熟,成本开始下降,市场应用逐渐增多,下游需求开始发力, 具有较好的成长性。产品处于成长期的公司除了重视研发外,要注重对于市场的 开发,进行生产工艺创新、提升产品质量、增加产品品种、创立自身品牌并建立 相应的销售网络。该领域的典型材料包括:钛合金、半导体材料等。 成熟期:市场趋于饱和,降低成本,加快产品升级。成熟期的产品技术稳定、质 量稳定且产品差异较小,市场接近饱和。公司应当通过资本密集化、规模效应等 来降低产品成品和提高产品质量,倒逼产品升级。市场兑付期,新材料行业认可度高,使用广泛,下游需求旺盛。成熟期新材料市 场应用较广,终端产品对该新材料粘性较高,市场规模与需求较大。处于成熟期 的公司应当在对原产品成本、质量优化的同时,进行产业链的整合,同时延伸产 业链外延,拓宽新的业务链并推动技术的不断升级。该领域的典型材料包括:3D 打印、锂电池材料、特种橡胶等。 衰退期:新产品逐渐替代,市场逐步缩小。由于生产能力的过剩和规模的不断 缩小,衰退期产品的成本不断增加,并且新产品开始对旧产品产生替代效应, 市场空间逐渐缩小。新材料退出期,该材料性能不再具有优势,市场规模开始缩减。处于衰退期的 公司应当尽量缩减生产能力、减少开支并逐步缩小市场。该领域的典型材料包 括:多晶硅和稀土荧光材料。……(报告观点属于原作者,仅供参考。报告来源:万联证券)如需完整报告请登录【未来智库官网】。