半导体的上游原材料有哪些

梳理半导体上游材料公司芯片的上游材料，其实在介绍国家基金二期的文章里也简单提到过。今天我们再做一次物质面的全面梳理。半导体材料包括光刻胶、靶材、特殊气体等。，这个应该很多朋友都知道。目前这些半导体材料只有15%左右是国产的。在国外封锁相关产业链的情况下，国内替代仍然是重点。从机构披露的报告来看，半导体上游材料的报告数量在增加，未来国产化趋势仍将持续。这些材料可分为三类:基础材料、制造材料和包装材料。基本材料基本上，材料可以分为硅片和化合物半导体。硅片是集成电路制造过程中最重要的原材料。相关上市公司:上海新阳、晶盛机电、中环股份。化合物主要指砷化镓(gaas)、氮化镓(gan)和碳化硅(sic)等。最近热炒的氮化镓也在其中，所以并不新鲜。上市公司:三安光电、文泰科技、海特高新、士兰威、福满电子、耐威科技、海陆重工、云南锗业、赣兆光电等。制造材料。制造材料可分为六大类:电子专用气体、溅射靶材、光刻胶、抛光材料、掩膜、湿式电子化学品。电子特种气体特种气体是特种气体的一个重要分支，是集成电路(ic)、显示面板(LCD、有机发光二极管)、光伏能源、光纤电缆等电子工业生产中不可或缺的原料。它广泛应用于薄膜、光刻、刻蚀、掺杂、气相沉积、扩散等工艺中，其质量对电子元器件的性能有重要影响。相关上市公司:华特燃气、雅克科技、南大光电、杭氧股份。溅射靶在高科技芯片产业中，溅射靶材是VLSI制造的必备原材料。它利用离子源产生的离子在高真空中加速聚集形成高速离子束，轰击固体表面。离子与固体表面上的原子交换动能，使得固体表面上的原子离开固体并沉积在基底表面上。被轰击的固体是溅射沉积薄膜的原料，称为溅射靶。靶材是溅射工艺的核心材料。目前a股市场从事溅射靶材的上市公司只有四家:阿诗创、友研新材、江峰电子、龙华科技。光刻胶光刻胶是电子领域微图形加工的关键材料，在半导体、LCD、PCB等行业的生产中发挥着重要作用。光刻胶是通过光化学反应将所需精细图形从掩膜版转移到加工基板上的图形转移介质，是光电信息产业中精细图形电路加工的关键材料。上市公司:南大光电、李强新材料、景瑞、荣达光敏、金龙机电、飞凯材料、江华微等光泽剂一般指cmp化学机械抛光工艺中使用的材料，一般可分为抛光垫、抛光液、调节剂和清洁剂，其中前两者最为关键。抛光垫的材料一般为聚氨酯或含饱和聚氨酯的聚酯，抛光液一般由超细固体颗粒磨料(如纳米二氧化硅、氧化铝颗粒)、表面活性剂、稳定剂、氧化剂等组成。上市公司:鼎龙(抛光垫)、安吉科技(抛光液)。掩模板又称光掩模、光掩膜、光刻掩膜，是半导体芯片光刻工艺中设计图案的载体。上市公司:菲利帕和应时。湿电子化学品又称超净高纯试剂，是指半导体制造过程中使用的各种高纯化学试剂。上市公司主要包括:多氟多、景瑞、江华微。包装材料封装材料可细分为六大类:芯片键合材料、键合线、陶瓷封装材料、引线框架、封装基板和切割材料。芯片键合材料是一种利用键合技术将芯片与基底或封装基板连接起来的材料。上市公司:飞凯材料、宏昌电子陶瓷封装材料是一种电子封装材料，用于承担电子元器件的机械支撑、环境密封和散热等功能。相关上市公司:三环集团封装基板是封装材料中最昂贵的部分，主要起到承载保护芯片，连接上层芯片和下层电路板的作用。相关公司:兴森科技、深南电路键合线，半导体用键合线，用于焊接连接芯片与支架，承担芯片与外界的关键电连接功能。相关上市公司主要有:康强电子引线框架作为半导体的芯片载体，是通过键合线实现芯片内部电路端子与外部电路(pcb)之间的电连接，形成电气回路的关键结构部件。相关上市公司:康强电子材料切割，目前主流的切割方式分为两类，一类是用划线系统切割，一类是用激光切割。相关上市公司主要有:戴乐新材料2018年，全球半导体材料销售额为519亿美元，占比矩阵材料(23.4%)、制造材料(38.7%)和封装材料(28%)。

“新能源材料（硅片）全球TOP1，新能源组件全球TOP3，半导体材料（硅片）全球TOP5”。

8月17日，站在TCL新动能战略发布会演讲台上，63岁的李东生为中环股份（002129.SZ）定下全球新目标。一个月前，他掌舵的TCL 科技 (000100.SZ)以109.7亿元竞购中环集团100%股权，并将后者核心上市公司之一中环股份收入囊中。这也意味着，TCL 科技 将成为中环股份的第一大股东，后者从国企变身民企。

当天，李东生亮出TCL 科技 的三大引擎：智能终端、半导体显示及材料、新能源及半导体。而中环股份便是其发展新能源及半导体的重要主体。

一手新能源，一手半导体。李东生又将带领中环股份驶向何方？“TCL 科技 的业务与中环股份的业务高度契合、互补协同性比较大。另外，我们看好企业的管理基础、实力，特别是经营管理团队。入股中环后，我们将加大资源的投入，助力中环发展。”李东生向《中国经营报》等媒体如是表示。

对垒“光伏一哥”

中环股份要实现在新能源材料（硅片）称雄的目标，就不得不直面与“光伏一哥”隆基股份（601012.SH）的竞争。

有意思的是，2020年3月疫情期间，李东生和隆基股份创始人、总裁李振国还同时出现在由清华大学经管学院中国企业发展与并购重组中心举办的洞见讲堂活动上，探讨疫情下全球供应链新变局。彼时TCL 科技 尚未浮出中环集团混改“水面”，面对李东生，李振国还以“东生大哥”相称。如今，话音刚落，两者转身就变成了“对手”。

事实上，中环股份与隆基股份之间的交锋由来已久。

中环股份与隆基股份并称为单晶硅片龙头。不同的是，隆基股份专注于光伏领域，已经建构了从硅片、电池组件到光伏电站的垂直一体化产业链。而中环股份在光伏领域的垂直一体化尚不明显，当下其硅片业务突出，并不断加码组件环节。

在光伏硅片方面，中环股份与隆基股份基本占据了全球硅片产能的半壁江山。2019年底，隆基股份单晶硅片产能达到42GW，出货65.48亿片；中环股份单晶硅片合计产能33GW，销售量51.44亿片。近几年，两家企业竞相扩产：隆基股份规划硅片产能2020年底达75 GW，中环股份到2023年整体规划硅片产能达85GW。

2019年以来，中环股份觊觎全球组件地位的野心渐显，其参与竞拍东方环晟（后更名环晟光伏）并最终持股77%。据《能源》杂志报道，作为中环股份控股子公司环晟光伏目前拥有2GW叠瓦组件，到明年下半年产能将达到15GW，并有可能在2023年扩张至20GW。

不过，光伏咨询机构PVinfoLink于8月17日发布的2020年上半年全球光伏组件出货排名表明，目前中环股份与其他同行企业相比仍存在差距。从排名上看，位居榜首的仍是晶科能源，隆基股份次之，随后是天合光能、晶澳 科技 等企业，其中晶科能源和隆基股份出货量均超7GW。

显然，在光伏领域，目前隆基股份似乎略胜一筹，这在经营业绩上也进一步得到佐证。截至2019年底，隆基股份营收328.97亿元，净利润55.57亿元；同期，中环股份营收168.87亿元，净利润9亿元，其中，新能源板块营收154.39亿元，占营收比重91.43%。而市值方面，中环股份超700亿元，而隆基股份已破2000亿元大关。

不过，在不少人看来，中环股份和隆基股份的不同或差距似乎更多是体制原因。“从我个人38年的国企半导体行业的经历来看，深刻体会到体制机制是发动机。”中环股份总经理沈浩平认为，TCL将赋能未来的中环半导体，助力中环半导体，就是赋体制机制的能。

李东生也表示，“在原有的地方国有体制下，中环股份能够和各种所有制竞争保持一种竞争力，这非常难得。”

尽管与“光伏一哥”存在差距，但在光伏技术等方面，沈浩平却充满自信。2018年沈浩平曾在接受媒体采访时回忆，“在光伏领域，2002年以来没有什么重大技术，主要围绕单晶的。所有的重大创新全是我们（中环）创造的，没有一个不是。”

这种紧张态势在2020年下半年光伏涨价潮中也有表现。7月以来，光伏上游价凶猛，隆基股份被指“吃相难看”。而形成较大反差的是，中环股份却公开报价比隆基股份低0.22元／片。这被业界解读为两家企业“暗战”。

半导体“全球追赶”

相比光伏新能源板块，中环股份的半导体业务刚迎来黄金发展期。目前中环股份半导体业务占比低，其2019年半导体硅片（营收10.97亿元）占比仅6.5%。

半导体硅片属于半导体产业链的上游环节，是最为关键的半导体材料。不过，从全球竞争布局上看，前五家供应商日本信越半导体、日本胜高 科技 、中国台湾环球晶圆、德国Siltronic和韩国SK Siltron，已占据全球半导体硅片市场90%以上份额。中国大陆硅片制造企业中环股份与沪硅产业U(688126CN)较为靠前，但市场占比仅徘徊在2%上下。

摩尔定律驱动下，目前全球主流半导体硅片尺寸已迭代为8英寸和12英寸。而在中国大陆，仅有少数几家企业具备8英寸半导体硅片的生产能力，12英寸半导体硅片主要依靠进口。

2017年以来，全球半导体迎来5G/AI/IoT所驱动的新一轮增长周期和第三次产业转移浪潮，中国半导体硅片市场需求进一步增长。这一年，我国大陆硅片制造商开始打破垄断，并逐渐建立起可商业化的产品。

彼时，中环股份重点推进半导体硅片产品结构的战略升级。2017年12月，中环股份与无锡市政府下属投资平台、硅片制造设备商晶盛机电共同组建中环领先半导体材料有限公司（以下简称“中环领先半导体”），并在无锡建立8英寸、12英寸大硅片项目，共建半导体大硅片产业链。

事实上，受益于芯片国产化浪潮，国内大硅片市场需求规模将进一步增长。2019～2020年，中环股份也进入快速扩张期。

2019年1月，中环股份拟非公开发行股票不超5.57亿股，募资总额不超过50亿元，用于8~12英寸半导体硅片生产线项目、补充流动资金。截至2020年8月12日，中环股份已完成发行认购。

不仅如此，中环股份还有意在大硅片供应链上进行布局。2020年7月，中环股份出资2亿元参股中芯聚源发起的专项股权基金聚源芯星基金，而后者作为战略投资者认购了中芯国际在科创板首次公开发行的战略配售。

资料显示，目前中环股份半导体8英寸硅片已经量产，并通过大量客户验证，12英寸已经积极送样，正稳步导入量产。按照规划，中环股份的目标为8英寸105万片/月、12英寸62万片/月。

沈浩平公开表示，中环股份希望实现8英寸硅片全球前三，12英寸全球前五的目标。

中环股份的产业战略规划是做全球综合门类最全的半导体材料供应商。沈浩平比喻，“我们要既能给麦当劳提供薯片也能为中国菜提供各式各样的配料。”在他看来，这可能是中环股份走向未来更好的一个捷径，或者风险更小的路径。

这一目标在李东生看来也是现实的。他认为，现阶段要“上坡加油，追赶超越，扩展产业规模竞争力。”同时，TCL 科技 将加大资源投入，助力中环股份发展，总投资超过60亿元，包括建立高端半导体产业园。

半导体材料：国产替代，材料先行

半导体材料和设备是半导体产业链的基石，是推动集成电路技术创新的引擎。晶圆厂必须购买设备和材料并获取相应的制程工艺才能正常运作。另一方面，三者相互制约，材料的改进常常需要设备和工艺的同步更新，才能有效避免木桶效应。

在半导体产业链中，半导体材料位于制造环节上游，和半导体设备一起构成了制造环节的核心上游供应链。

不同于其他行业材料，半导体材料是电子级材料，对精度纯度等都有更为严格的要求，因此，芯片能否成功流片，对工艺制备过程中半导体材料的选取及合理使用尤为关键。今天呢，飞鲸投研就来分析一下半导体材料行业。

一、半导体材料市场概况

半导体材料市场规模大，近两年市场空间增长迅速。

2015-2019年全球半导体材料行业市场规模呈波动变化趋势，2019年受半导体产业整体大环境影响，全球半导体材料行业市场规模约521.4亿美元，同比下降1.12%。

但是2020与2021年受到全球半导体产品的强烈需求的影响，半导体材料市场规模快速上升。2021年达到643亿美元，同比增长15.86%，超过了在2020年创下的555亿美元市场高点。分产品来看，晶圆制造材料占比较封装材料更高，2018-2020年占比均超过60%。

中国大陆是全球第二大半导体材料市场。2021年占比达到18.6%，市场规模约为119.3亿美元，同比增长21.9%。

我国的半导体材料仍然集中在后端封装材料上，前端晶圆制造材料核心优势仍然不足。

2019年我国半导体封装材料占比约66.82%，晶圆制造材料占比约33.18%。我国芯片制造主要存在三大短板： 核心原材料不能自给自足、芯片制造工艺尚弱、关键制造装备依赖进口。随着中国晶圆制造产能的提升，晶圆制造材料占比有望不断提升。

二、半导体材料

1.分类

半导体材料是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要材料。按照工艺的不同，可分为晶圆制造材料和封装材料。

晶圆制造材料：主要包括硅片、特种气体、掩膜版、光刻胶、光刻胶配套材料、（通用）湿电子化学品、靶材、CMP抛光材料等。

封装材料：主要有封装基板、引线框架、键合丝、包封材料、陶瓷基板、芯片粘接材料等。

2.用途

晶圆制造材料中，硅片为晶圆制造基底材料；光刻胶用于图形转移；电子特气用于氧化、还原、除杂；抛光材料用于实现平坦化。

封装材料中，封装基板与引线框架起到保护芯片、支撑芯片、连接芯片与PCB的作用，封装基板还具有散热功能；键合丝则用于连接芯片和引线框架。

3.各成本占比

半导体硅片又称硅晶圆片，在半导体材料中市场占比达到35%，是半导体第一大材料。

通过对硅片进行光刻、离子注入等手段，可以制成集成电路和各种半导体器件。半导体硅片是半导体材料中成本占比最高，在产业链中最关键的半导体材料。

三、材料细分领域公司

从全球角度看，硅片的市场规模已超过100亿美元，光罩、特气的规模则约为40亿美元。这些细分行业中，海外龙头均占据着主要地位，国产公司的市场份额则相对较少。

国内企业虽然处于相对落后位置，但国内半导体产业链生态圈已经开始壮大发展。在当前国产替代需求下，国内产业链重塑，为国内半导体打造更加安全、可靠、先进的发展环境，相关的各个子行业涌现出多个具有竞争力的企业。

1.沪硅产业

沪硅产业主要从事半导体硅片的研发、生产和销售，是中国大陆规模最大的半导体硅片制造企业之一，是中国大陆率先实现300mm半导体硅片规模化销售的企业。

沪硅产业自设立以来，坚持面向国家半导体行业的重大战略需求，坚持全球化布局，坚持紧跟国际前沿技术，突破了多项半导体硅片制造领域的关键核心技术，打破了我国300mm半导体硅片国产化率几乎为0%的局面。

2.立昂微

重组延伸半导体硅片，增强市场竞争力。公司前身为立立电子，2011年更名为浙江金瑞泓科，后于2015年与杭州立昂微签订增资认购协议，换股立昂微电股份。

立昂微电主营业务为半导体分立器件芯片的设计、开发、制造和销售；浙江金瑞泓主营业务为半导体硅研磨片、硅抛光片、硅外延片的制造和销售。资产重组后，公司通过向半导体硅片产业链上游延伸，扩展了自身的业务领域，增强了自身市场竞争力。

3.TCL中环

TCL中环新能源科技股份有限公司长期专注于半导体和新能源光伏两大产业，主营业务围绕硅材料研发与制造展开。

公司主要产品包括半导体材料，光伏硅片，光伏电池、组件，光伏电站。产品广泛应用于光伏发电、集成电路、消费类电子、电网传输、风能发电、轨道交通、新能源汽车、航空、航天、工业控制等领域。

四、总结

国产替代已经成为中国半导体行业的主要诉求，下游厂商有更强的意愿为半导体材料厂商提供市场，以实现“获取市场→改善产品→进一步获取市场”的良性循环。

---