新時代證券中小盤伐謀主題·新經濟力量半導體系列三：半導體產業基石，國產替代正當時
新時代證券中小盤：孫金鉅、吳吉森
摘要
全球半導體材料市場廣闊，亞洲成為全球最大的半導體材料市場：根據Semi統計數據，2016年全球半導體材料整體銷售額達到443億美元，其中，半導體製造材料和封裝材料市場規模分別為247億美元和196億美元。在所有半導體製造材料中，矽片及硅基材是最重要的半導體製造材料。近幾年，全球半導體材料市場規模保持每年430-440億美元的市場銷售額，整體比較穩定。按全球地區分布來看，其中，中國台灣地區市場份額最大，為43.37億美元，佔比接近10%，亞洲地區（中國台灣地區、韓國、日本、中國大陸等國家與地區）佔比之和為30.17%，成為全球最大的半導體材料市場。
國內半導體投資不斷，中國半導體材料市場持續增長:根據Semi數據，預計2017年到2020年期間，中國大陸將有26座新晶圓廠投產，整個投資計劃佔全球新建晶圓廠高達42%，成為全球新建投資最大的地區。我們認為晶圓製造廠的不斷投產，將會帶動半導體材料市場的持續增長。根據ICMtia數據，2016年中國半導體材料整體銷售額達到648億元，其中，半導體製造材料和封裝材料市場規模分別為330億元和318億元。在半導體材料製造材料細分市場中，硅和硅基材料佔比最大，2016年中國硅和硅基材料市場規模為118.9億元，佔比36%。
半導體材料是產業基石，國產替代迫在眉睫：在半導體材料領域，高端產品技術壁壘高，市場主要被美、日、歐、韓、中國台灣地區等少數國際大公司壟斷。我國半導體材料在國際分工中多處於中低端領域，國內大部分產品自給率較低，主要依賴於進口，半導體材料關乎產業安全，國產替代迫在眉睫。在靶材方面，國內企業江豐電子已經具備較強的競爭力，江豐電子改變了中國半導體靶材完全依賴進口的局面，其產品已經打入主流國際市場；在大矽片方面，主要依賴進口，前六大廠商全球市佔率超過90%，國內企業有新昇半導體，競爭力還明顯不足；電子氣體方面，國內雅克科技收購的科美特和江蘇先科具備一定的研發能力，未來有望受益國內半導體市場發展；光刻膠方面，國內企業產品目前還主要用於PCB領域，代表企業有晶瑞股份、科華微電子；在工藝化學品方面，國內企業江化微、晶瑞股份有一定研發能力，競爭力正在逐步提升。我們認為受益於國家政策大力支持以及大基金和地方資本長期持續投入，國內半導體製造產業將逐步崛起，作為晶圓製造上游，國內半導體材料產業將會進入快速發展期。
受益標的：江豐電子、雅克科技、晶瑞股份、江化微。
風險提示：國內半導體產線投資力度和進度不及預期；國內半導體材料研發進度不及預期。
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國內半導體迎來新投資周期，半導體設備市場持續向好
1.1、 中國IC市場是全球第一大市場
中國IC市場快速增長。自2000年以來，全球半導體市場穩步增長，其中，中國半導體市場增長尤為顯著，在世界市場上的份額也日益提高。根據中國半導體行業觀察數據，2016年全球半導體市場總額高達3530億美元，到2020年達到4340億美元，年複合增長率為5.3%，其中，中國半導體市場總額從2000年170億美元，增加到2016年的1600億美元，年複合增長率45.30%，預計到2020年達到2020億美元，4年複合增長率為6%。整體而言，中國半導體市場快速增長，佔全球比例有望不斷提高。
中國IC市場佔據全球近半壁江山：按地區市場份額來看，根據半導體行業觀察統計數據，2000年全球半導體按地區市場佔比最大的地區是美國，佔比28%，其次為亞太地區（除中國），佔比25%，中國佔比僅為7%；2010年，中國成為全球半導體按地區市場佔比最大的地區，佔比33%，其次為亞太地區（除中國），佔比26%，美國市場份額下降到15%；2016年，中國佔全球半導市場份額進一步加大，佔比提升至45%，其次為亞太地區（除中國），佔比下降至19%，美國市場份額進一步下降到13%；預計到2020年，中國佔全球半導市場份額將進一步提升至47%，其次為亞太地區（除中國），佔比下降至17%，美國市場份額有所提升，佔比為14%。
1.2、 國內半導體製造迎來新投資周期
國內集成電路行業迎來新投資周期。中國是全球電子產品製造大國和消費大國，對集成電路產品需求很大，當前我國集成電路產品對外依存度較高，國產晶元自主創新與進口替代勢在必行。隨著國內對集成電路產品的不斷增長以及國產晶元替代進口策略的不斷推進，加之，中國政府在政策、資金、稅收等各方面的大力支持，我國集成電路行業將迎來新一輪的投資周期。
中國將成為集成電路新增投資最大的區域。根據Semi調查數據，預計2017年到2020年期間，中國大陸將有26座新晶圓廠投產，成為全球新建晶圓廠最積極的地區，整個投資計劃佔全球新建晶圓廠高達42%，成為全球新建投資最大的地區。包括外資和存儲器在內，目前中國12英寸晶圓廠共有22座，其中在建11座，規劃中1座；8英寸晶圓廠18座，其中在建5座。
國內集成電路投資數據測算。我們對國內已經公布的半導體產線投資計劃做了詳細的梳理，已經公布的半導體產線投資金額將超過1000億美元。
1.3、 導體材料是產業基石，國產替代勢在必行
全球半導體材料市場：根據Semi統計數據，2016年全球半導體材料整體銷售額達到443億美元，其中，半導體製造材料和封裝材料市場規模分別為247億美元和196億美元。在所有半導體製造材料中，矽片及硅基材是最重要的半導體製造材料。近幾年，全球半導體材料市場規模保持每年430-440億美元的市場銷售額，整體比較穩定。按全球地區分布來看，其中中國台灣地區市場份額最大，為43.37億美元，佔比接近10%，亞洲地區（中國台灣地區、韓國、日本、中國大陸等國家與地區）佔比之和為30.17%，成為全球最大的半導體材料市場。
全球半導體製造材料細分市場：從全球半導體製造材料細分市場來看，根據賽迪智庫統計數據，矽片是最大的單一細分市場，2016年全球封裝基板市場規模為78億美元，佔比31.2%；其次為為電子氣體，2016年全球市場規模為36.1億美元，佔比為14.4%；2016年掩膜版全球市場規模為33.5億美元，佔比為13.4%；2016年CMP材料全球市場規模為17.1億美元，佔比為6.84%；2016年光刻膠全球市場規模為14.4億美元，佔比為5.76%；2016年靶材全球市場規模為6.5億美元，佔比為2.6%。
全球半導體封裝材料細分市場：從全球半導體封裝材料細分市場來看，根據賽迪智庫統計數據，封裝基板是最大的單一細分市場，2016年全球矽片市場規模為73.8億美元，佔比38.6%；其次為引線框架，2016年全球市場規模為32.4億美元，佔比為17.0%；2016年鍵合絲全球市場規模為31.4億美元，佔比為16.4%；2016年包裝材料全球市場規模為25.8億美元，佔比為13.5%。
中國半導體製造材料市場：根據集成電路材料產業技術創新戰略聯盟統計數據，2016年中國半導體材料整體銷售額達到648億元，其中，半導體製造材料和封裝材料市場規模分別為330億元和318億元。在半導體材料製造材料細分市場中，硅和硅基材料佔比最大，2016年中國硅和硅基材料市場規模為118.9億元，佔比36%
中國半導體封裝材料市場：根據集成電路材料產業技術創新戰略聯盟統計數據，2016年中國半導體封裝材料市場規模分別為318億元。就細分領域而言，引線框架佔比最大，2016年中國引線框架市場規模為81億元，佔比25.5%；2016年中國封裝基板市場規模為72億元，佔比22.6%；2016年中國鍵合絲市場規模為71億元，佔比22.3%；2016年中國包裝材料市場規模為61億元，佔比19.2%。
在半導體材料領域，高端產品市場技術壁壘較高，我國半導體材料在國際分工中多處於中低端領域，高端產品市場主要被美、日、歐、韓、中國台灣地區等少數國際大公司壟斷，國內大部分產品自給率較低，主要依賴於進口。國內半導體材料企業集中於6英寸以下生產線，目前有少數廠商開始打入國內8英寸、12英寸生產線。
在靶材方面，國內企業江豐電子已經具備較強的競爭力，江豐電子改變了中國半導體靶材完全依賴進口的局面，其產品已經打入主流國際市場，客戶包括台積電、德州儀器、鎂光科技、意法半導體、格羅方德等國際一線半導體廠商；在大矽片方面，主要依賴進口，前六大廠商全球市佔率超過90%，其中前兩大日本廠商Shin-Etsu和SUMCO合計全球市佔率超過50%，國內企業有新昇半導體，競爭力還明顯不足；電子氣體方面，國內雅克科技收購的科美特和江蘇先科具備一定的研發能力，未來有望受益國內半導體市場發展；光刻膠方面，國內企業產品目前還主要用於PCB領域，代表企業有晶瑞股份、科華微電子；在CMP拋光墊方面，國內企業鼎龍股份在研發，江豐電子已經有出貨；在CMP拋光液方面，國內企業安集微電子具有一定競爭力；在工藝化學品方面，國內企業江化微、晶瑞股份有一定研發能力，競爭力還相對較弱。
在半導體材料領域，國內企業競爭力還相差甚遠，國產化率還普遍較低，在核心領域擺脫長期依賴進口的局面任重道遠。我們認為在中國國家政策支持下，大基金和地方資本長期持續投入，中國集成電路製造方面的競爭力將會逐步提高，作為製造的上游材料，會伴隨著集成電路製造能力的提升而實現快速的發展。
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大矽片：關乎半導體產業安全，大矽片國產化迫在眉睫
2.1、 國際巨頭壟斷全球矽片供應
矽片市場呈現寡頭壟斷格局：2016年，全球第六大矽片供應商中國台灣地區公司環球晶圓併購全球第四大矽片供應商美國SunEdison，成為全球第三大矽片企業。自此，全球矽片行業形成日本信越化學、三菱住友、中國台灣地區環球晶圓、德國世創和韓國LG五大供應商壟斷格局，佔據全球超過90%以上的矽片供應。
矽片供給情況：根據SEMI對矽片行業的季度分析顯示，2017年第三季度全球矽片出貨面積為2997萬平方英尺，環比增長0.7%，同比增加9.78%，再創季度新高。2014年以來，
晶圓代工矽片需求預測：根據ICInsights統計數據，2014年和2015年12月全球晶圓月度產能分別為685和727萬片(以12寸矽片折算)，考慮到全球12寸晶圓廠數量預計到2020年將持續增加，我們認為12寸晶圓需求將會快速增長，根據ICInsights的預測,IC製造廠的晶圓產能到2018年和2020年分別達到863萬片和947萬片(以12寸矽片折算)，2015-2020年的複合年均增速為5.4%。
半導體矽片需求增長因素分析：其一，全球晶圓代工大廠台積電、三星電子、英特爾競相進入高端製程工藝，先進工藝在整個晶圓代工中的比例越來越高，先進工藝對高質量大矽片的需求越來越大；其二，三星、SK海力士、英特爾/美光等全力投入3DNAND擴產，3DNAND的投資熱潮將刺激300m m大矽片的需求；其三，手機創新不斷，對高端300mm矽片需求仍將快速增長。同時工業與汽車半導體、CIS、物聯網等IC晶元開始快速增長，產生新的增量需求；其四，大陸半導體廠商大舉擴產。
我們認為全球半導體矽片產能釋放需要時間，在大矽片需求不斷增長的情況下，供不應求將會是常態。
2.2、 大矽片關乎產業安全，提升供應能力迫在眉睫
矽片是最重要的半導體材料，目前90%以上的晶元和感測器是基於半導體單晶矽片製成，矽片的供應與價格的變動情況將對整個IC晶元產業造成非常大的影響。目前，國內生產的矽片以6英寸為主，主要應用領域為光伏和低端分立器件製造，8英寸和12英寸的大尺寸集成電路用矽片嚴重依賴進口。在8英寸矽片方面，中國大陸8英寸生產線月需求約為70萬片/月，而當前國內8英寸供應商產能只有不到10萬片/月；12英寸方面，中國大陸總需求為47.9萬片/月，預計到2018年需求為120萬片/月，但是國內12英寸矽片供給量為0，全部依賴進口。
目前，在12英寸矽片方面比較領先的是上海新昇半導體，新昇半導體第一期致力於研究、開發適用於40-28nm節點的300mm硅單晶生長、矽片加工、外延片製備、矽片分析檢測等矽片產業化成套量產工藝，一期建成後，預計月產能為15萬片12英寸矽片，最終將形成12英寸矽片60萬片/月的產能。公司如果順利投產，有望改變12英寸矽片完全依賴進口的局面，但是其產能也遠遠不能滿足國內的市場需求。
2016年年底以來，矽片的市場供應缺口持續擴大，產品價格大幅上漲60%，市場嚴重供不應求，使得台積電、三星等集成電路龍頭企業傾向於與矽片企業簽訂長期供貨協議，大陸集成電路製造企業對上游材料企業議價能力較弱，加之，國內本土矽片供應嚴重不足，8英寸和12英寸矽片對外依存度分別達到86%和100%。2020年以前，我國大規模新建的集成電路生產線將陸續投產，國內集成電路製造企業面臨矽片停供風險，提升大矽片供應能力迫在眉睫。
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光刻膠：半導體用光刻膠難度大，成長仍需時間
3.1、 光刻膠應用領域廣泛，半導體光刻膠品質要求最高
光刻膠是由感光樹脂、增感劑和溶劑三種主要成份組成的對光敏感的混合液體。利用光化學反應經曝光、顯影、刻蝕等工藝將所需要的微細圖形從掩模版轉移到待加工基片上的圖形轉移介質，其中曝光是通過紫外光、電子束、準分子激光束、X射線、離子束等曝光源的照射或輻射，從而使光刻膠的溶解度發生變化。
光刻技術隨著IC集成度的提升而不斷發展。為了滿足集成電路對密度和集成度水平的更高要求，半導體用光刻膠通過不斷縮短曝光波長以提高極限解析度，世界IC晶元工藝水平目前已跨入納米級別，光刻膠的波長由紫外寬譜逐步至g線（436nm）、i線（365nm）、KrF（248nm）、ArF（193nm）、F2（157nm）水平。目前市場上較為廣泛使用的是g線、i線、KrF和ArF光刻膠光刻技術。
按照應用領域分類，光刻膠主要包括印製電路板（PCB）光刻膠專用化學品（光引發劑和樹脂）、液晶顯示器（LCD）光刻膠光引發劑、半導體光刻膠光引發劑和其他用途光刻膠四大類。目前，半導體市場上主要使用的光刻膠包括g線、i線、KrF、ArF四類光刻膠，其中g線和i線光刻膠是市場上使用量最大的。市場上正在使用的KrF和ArF光刻膠核心技術基本被日本和美國企業所壟斷，產品也基本出自日本和美國公司，包括陶氏化學、JSR株式會社、信越化學、東京應化工業、Fujifilm等企業。
光刻膠專用化學品構成及作用。光刻膠化學結構特殊、純度要求高、生產工藝複雜、品質要求苛刻，屬於資本密集型和技術密集型半導體材料產品。光刻膠專用化學品包括光引發劑、光增感劑、光致產酸劑、光刻膠樹脂、單體和其他助劑，為光刻膠的製造提供配套的專用化學品，處於光刻膠和集成電路製造產業鏈的最前端。
集成電路光刻和刻蝕工藝流程。在大規模集成電路的製造過程中，光刻和蝕技術是精細線圖形加工中最重要的工藝，決定著晶元的最小特徵尺寸，占晶元製造時間40%-50%，占製造成本的30%。在圖形轉移過程中，一般要對矽片進行十多次光刻，在每次的光刻和蝕刻工藝中，超凈高純試劑主要用於矽片清洗、等環節功能次的光刻和蝕工藝中，超凈高純試劑主要用於矽片清洗、硅蝕刻等環節，功能性材料主要用於顯影、光刻膠剝離、清洗等環節，光刻膠經預烘、塗膠、對準、曝光、後烘、顯影和蝕刻等環節，將掩膜版上的圖形轉移到矽片上，形成與掩膜版相對應的幾何圖形。
光刻膠專用產業鏈。光刻膠和集成電路製造產業鏈的最前端的即為光刻膠專用化學品，生產而得的不同類型的光刻膠被應用於消費電子、家用電器、信息通訊、汽車電子、航空航天、軍工等在內的各個下游終端領域，需求較為分散。整個產業鏈構成一條微笑曲線，從上游核心材料到中游製造以及下游品牌、渠道和銷售等，附加價值符合曲線變化，具備核心技術、高壁壘的產品附加值高，同時能長時間享受高毛利。
3.2、 國外企業佔據主要市場，國內光刻膠企業競爭力有待提高
高端光刻膠市場被日本、美國企業壟斷。儘管中國市場規模較大，但是由於光刻膠產品技術要求較高，中國光刻膠市場基本由外資企業佔據，國內企業市場份額不足40%，高解析度的KrF和ArF光刻膠，其核心技術基本被日本和美國企業所壟斷。尤其是半導體用光刻膠市場，國內企業份額不足30%，與國際先進水平存在較大差距。
半導體用光刻膠：目前半導體市場上主要市場的光刻膠包括g線、i線、KrF線 、ArF線四類光刻膠，其中，g線和i線光刻膠是市場上使用量最大的光刻膠。市場上正在使用的KrF線和ArF線光刻膠核心技術基本被日本企業和國內企業所壟斷，產品也基本出自日本和美國公司，包括陶氏化學、JSR、信越化學、東京應化等企業。
平板顯示用光刻膠：平板顯示器中 TFT-LCD是市場的主流，彩色濾光片TFT-LCD實現彩色 實現彩色顯示的關鍵器件，占面板成本14% -16%；彩色光刻膠和黑色光刻膠，是製備彩色濾光片的核心材料，占彩色濾光片成本的 27% 左右。彩色光刻膠和黑色光刻膠的技術壁壘高，全世界生產幾乎被數家日本、韓國廠商所壟斷，彩色光刻膠的主要生產商有：JSR、住友化學三菱等公司，黑色光刻膠主要生產商有東京 、住友化學、三菱等公司，黑色光刻膠主要生產商有東京應化、新日鐵化學、三菱化學等公司，佔全球產量90%。
全球光刻膠市場：根據Semi統計數據，2016年全球光刻膠市場空間為14.4億美元，光刻膠市場整體呈現緩慢上升的趨勢。根據集成電路材料產業技術創新戰略聯盟統計，2016年，我國半導體製造用光刻膠市場規模約為18億元，而我國光刻膠產業規模為3.3億元，我國在半導體光刻膠方面國產率明顯較低，尤其是高端光刻膠方面更是基本依賴進口。
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濺射靶材：超大規模集成電路對高純金屬靶材要求極高
4.1、 靶材種類繁多，半導體用高純金屬靶材要求極高
濺射屬於物理氣相沉積（Physical Vapor Deposition，PVD）的一種，主要用於金屬材料制膜，通過在PVD設備中用離子對目標物進行轟擊，使得靶材中的金屬原子以一定能量逸出，從而在晶圓表面沉積，濺鍍形成金屬薄膜，其中被轟擊的固體是用濺射法沉積薄膜的原材料，稱為濺射靶材。濺射沉積方法一般可分為直流濺射、射頻濺射、磁控濺射、離子束濺射和其他濺射法。濺射靶材的種類較多，即使相同材質的濺射靶材也有不同的規格。
半導體用金屬濺射靶材要求最高、精度最大、集成度最高。在濺射靶材應用領域中，半導體晶元對濺射靶材的金屬材料純度、內部微觀結構等方面都設定了極其苛刻的標準，需要掌握生產過程中的關鍵技術並經過長期實踐才能製成符合工藝要求的產品，濺射靶材的應用領域廣泛，由於應用領域的不同，濺射靶材對金屬材料的選擇和性能要求存在一定的差異。
濺射靶材產業鏈。超高純金屬及濺射靶材是電子材料的重要組成部分，濺射靶材產業鏈主要包括金屬提純、靶材製造、濺射鍍膜和終端應用等環節，其中，靶材製造和濺射鍍膜環節是整個濺射靶材產業鏈中的關鍵環節。
4.2、 濺射靶材市場快速增長，國內龍頭企業有望充分受益
全球高純濺射靶材市場容量迅速擴張。隨著消費電子等終端應用市場的飛速發展，高純濺射靶材的市場銷售額日益擴大。據統計，2015年全球高純濺射靶材市場的銷售額高達94.8億美元，其中半導體用濺射靶材的市場銷售額為11.4億美元。據預測，未來5年，世界濺射靶材的市場規模將超過160 億美元，高純濺射靶材市場規模CAGR可達到13%。
中國半導體產業持續發展，集成電路專用濺射靶材市場規模穩定上升。2015年，我國集成電路用濺射靶材市場規模為11.6億元，較2010年上漲了52.63%，預計到2016年將突破14億元，CAGR為8.83%。
國內高純濺射靶材龍頭企業：
江豐電子（300666.SZ）：公司主營業務為高純濺射靶材的研發、生產和銷售，主要產品為各種高純濺射靶材，包括鋁靶、鈦靶、鉭靶、鎢鈦靶等，主要應用於半導體、太陽能電池及平板顯示器等領域。
江豐電子的超高純金屬濺射靶材產品已應用於世界著名半導體廠商的最先端製造工藝，在16nm技術節點實現批量供貨，成功打破了美、日跨國公司的壟斷格局，同時還滿足了國內廠商28nm技術節點的量產需求，填補了我國電子材料行業的空白。
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掩膜版：與光刻工藝息息相關，產品趨向精細化
5.1、 掩膜版是半導體製造必不可少的材料之一
掩膜版在半導體光刻過程中使用，與集成電路光刻工藝息息相關，主要負責圖形「底片」的轉移，即用光刻機在原材料上刻蝕出相應的圖形，腐蝕、清洗不需要的金屬層和膠層，便可得到產成品，整個光刻過程主要通過透光與非透光的方式進行圖像複製。
掩膜版產品精度趨向精細化。主流消費電子行業（智能手機、平板顯示、可穿戴設備）發展迅速，電子產品對屏幕顯示器解析度的要求越來越高。屏幕顯示器解析度以每英寸像素為衡量單位，即以PPI（Pixel Per Inch）為指標，2016年市場主流PPI 為 400-450，未來兩年內PPI將會往更高級別發展：2017-2018年，主流PPI為400-450，所佔比例提升至21%；＞450PPI的比例也逐步提升，預計未來 PPI 將會往更高級別發展。與之對應，對掩膜版產品的線縫精度要求越來越精細。
掩膜版產業鏈。掩膜版作為集成電路製造環節中的必不可少的材料之一，位於半導體產業鏈的上游環節，而掩膜版主要原材料包括防護膜、化學藥品、掩膜基板、液體樹脂和乳膠菲林，其中最重要的原材料是掩模基板，掩模基板的採購成本佔到掩膜版所有原材料採購成本的 90%左右；掩膜基板的質量，直接影響掩膜版產品的最終品質。利用掩膜版原材料可生產的產品包括石英掩膜版、蘇打掩膜版、凸版和菲林，產品主要被電子元器件製造商應用於半導體、平板顯示、觸控和電路板製造過程中；半導體、平板顯示等最終被應用於消費電子、家用電器、汽車、計算機、航空航天、工控等終端新興消費市場。因此，掩膜版成為影響半導體製造的一個重要材料因素，與下游電子產品的發展密切相關。
5.2、 掩膜版需求巨大，國內供給量嚴重不足
美日韓企業壟斷掩膜版技術。同光刻膠的供需情況相類似，由於掩膜版技術工藝具有技術密集和資金密集的特點，存在一定的技術壁壘，全球光刻掩膜版市場基本上被日本、美國、韓國等企業壟斷，如日本的JSR株式會社、韓國的LG Micron和PKL公司、美國的福尼克斯和Toppan Photomasks公司以及中國台灣地區的AIPC和漢民科技公司等，國內廠商與國外先進技術存在一定差距，國內掩膜版製造企業產量供不應求。據統計，2016年我國掩膜版國內總產量為1.69萬平方米，總需求量為7.98萬平方米，凈進口量高達6.29萬平方米。
國際主要掩膜版製造商：
福尼克斯（PLAB.O）：福尼克斯（Photronics）公司主要從事全球光罩和光掩模的生產和銷售。福尼克斯投資3億美元建設福尼克斯（上海）有限公司，建成後將成為亞洲最大的光掩膜廠，佔地面積高達1.8萬平方米，將提供0.25μm的掩膜版製造服務。
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CMP拋光液&拋光墊:半導體拋光工藝核心材料
6.1、 拋光墊與拋光液兩者關係密切
CMP技術設備及原材料。CMP技術所採用的設備包括拋光機、後CMP清洗設備、拋光終點檢測及工藝控制設備、廢物處理和檢測設備等，所採用的材料包括拋光液和拋光墊，其中拋光機、拋光漿料和拋光墊是CMP工藝的三大關鍵要素，成為拋光晶片表面平坦化程度的決定因素。
CMP拋光液。CMP拋光液是一種不含任何硫、磷、氯添加劑的水溶性拋光劑，主要運用於集成電路和超大規模集成電路。CMP拋光液對晶硅襯底進行機械拋光，以消除前加工表面損傷沾污、控制誘生二次缺陷和雜質，實現矽片全局平面化。拋光完成後，對殘留的CMP拋光液用清水清洗一次並且將晶元烘乾即可。
CMP拋光液類型。CMP拋光液可分為酸性拋光液、鹼性拋光液和硅溶膠CMP拋光液，主要的組成部分包括腐蝕介質、成膜劑、助劑、納米磨料粒子等。CMP拋光液的性能直接影響整個CMP拋光過程，以及晶元拋光後表面的質量。CMP拋光液的化學成分、濃度；磨粒的種類、大小、形狀及濃度；拋光液的粘度、pH值、流速、流動途徑等因素都會對最終的成品造成直接的影響。
CMP拋光墊。作為CMP拋光過程中最重要的材料消耗品之一，CMP拋光墊按磨料、材質和表面結構的差異，可以分為三大類、八小類，其中鼎龍股份正在研製中的拋光墊類型屬聚氨酯拋光墊。
CMP（Chemical Mechanical Polishing）化學機械拋光的目的是實現晶元表面的全局平坦化。將旋轉的被拋光晶片壓在與其同方向旋轉的彈性拋光墊上，而拋光液在晶片與底板之間連續流動。上下盤高速反向運轉，被拋光晶片表面的反應產物被不斷地剝離，新拋光液相應補充，反應產物被CMP拋光液帶走。新裸露的晶片平面又發生化學反應，產物再被剝離下來而循環往複，在襯底、磨粒和化學反應劑的聯合作用下，形成超精表面。
CMP是迄今唯一可以提供整體全面平面化的表面精加工技術。化學機械拋光技術集中了化學拋光和機械拋光的綜合優點，純粹化學拋光腐蝕性大，拋光速率大，損傷低，表面光潔度高，但是拋光後的表面平整度差和表面一致性差；純粹的機械拋光表面平整度和表面一致性較高，但是表面損傷大，光潔度低。而化學機械拋光在不影響拋光速率的前提下，既可以獲得光潔度較高的表面，又可以提高表面平整度，是迄今唯一可以提供整體全面平面化的表面精加工技術。
6.2、 拋光墊與拋光液嚴重依賴進口，國產替代任重道遠
國內拋光液和拋光墊市場需求龐大。2014年和2015年全球半導體用CMP拋光材料總體市場需求約為16.78億美元和17.58億美元，我國市場需求達到15.3億元和18.2億元。2016年，CMP拋光墊全球的市場規模大約是19億美元，CAGR約為4%，其中集成電路領域約15億美元，藍寶石領域約4億美元，國內的市場規模大約是20億人民幣。集成電路和藍寶石用CMP拋光墊技術壁壘高，國內市場基本被外資壟斷。
CMP技術與原材料進口極大限制國內集成電路製造業的發展。在半導體拋光過程中，拋光機、拋光墊、拋光液這三大要素均來自進口，極大地限制了我國半導體行業的長遠發展。國外主要的CMP拋光液生產廠家包括美國的普萊克斯、Cabot Microelectronics、Rodel&Onden Nalco和DUPONT公司、日本FUJIMI公司、德國的世泰科公司和中國台灣地區的漢民科技公司等。國內從事半導體矽片拋光液製造和研發的企業屈指可數，無論是產品質量上、還是在市場佔有率方面，都與國外廠家具有相當的差距。
卡伯特微電子（CCMP.0）：卡伯特微電子（Cabot Microelectronics）公司作為CMP拋光液的先驅，早在20世紀80年代就實現了250nm CMP產品的商業化量產。公司專門從事拋光液和拋光材料的生產，產品包括高性能拋光漿料以及拋光研磨墊，適用於高級半導體晶片、先進集成電路、剛性磁碟網路元件等。公司正在努力研發下一代CMP拋光液，其中鎢漿拋光液旨在為65nm應用產品服務；POCH?系列銅漿拋光液具有最大的靈活性和延展性。
2016年，公司約42％的收入來自Memory，40％的收入來自Foundry，18％的收入來自Logic。公司實現了CMP拋光液營業收入的新突破，預計在2017財年，CMP拋光液營收增長趨勢將持續。此外，公司將會繼續支持先進內存和邏輯應用，特別是3D NAND和FinFET技術。
CMP拋光墊嚴重依賴進口。目前全球生產晶元CMP拋光墊的企業主要是陶氏化學，其壟斷了集成電路晶元和藍寶石兩個領域所需要的拋光墊90%的市場份額。此外，3M、卡博特微電子、日本東麗、中國台灣地區三方化學等也可生產部分晶元用拋光墊。在國內市場上，陶氏的20英寸拋光墊佔據了85%的市場份額，30英寸的市佔率則更高，其餘市場份額被中國台灣地區的IVT、日本東洋Toyo和Thomas West瓜分。我國生產拋光墊的企業主要有鼎龍股份等，藍寶石、集成電路用拋光墊大部分仍依賴進口。鼎龍股份的CMP拋光墊一旦實現量產，有望逐步實現進口替代。
陶氏化學（DOW.L）：陶氏化學（Dow Chemical）公司主要研製及生產系列化工產品、塑料及農化產品，其產品廣泛應用於建築、水凈化、造紙、藥品、交通、食品及食品包裝、家居用品和個人護理等領域。2015-2016財年，公司凈銷售額呈現下降趨勢，尤其是2015年，凈銷售額僅為487.78億美元，同比下降16.14%。根據公司年報，關於陶氏化學電子材料業務，由於科技進步與移動設備應用的增強，尤其是亞太地區的市場增長，極大促進了矽片銷售情況的繁榮，但是由於互連技術和顯示技術需求減少，大大抵消了半導體技術的強勁需求，電子材料銷售數量最終減少。此外，由於受到電子材料價格持續競爭性定價和貨幣方面（主要是日元價格下跌）的不利影響，公司電子材料業務凈銷售額呈現下降趨勢。
2016財年，公司消費者解決方案部門實現凈銷售額54.55億元，占公司銷售額11%，該部門包括四個全球業務：消費者關懷、陶氏汽車系統、陶氏電子材料和消費者解決方案-有機硅，因此可知公司實現電子材料凈銷售額約為13.6億美元，包括半導體化學機械平面化（CMP）材料、電子顯示器、電子膜、濾光片和OLED的材料等，其中所有電子材料在亞太地區的凈銷售額約為6.25億美元。在國內市場上，陶氏化學實現CMP拋光墊銷售額約為2.48億美元。
鼎龍股份（300054.SZ）：旗下全資子公司湖北鼎匯微電子材料有限公司是一家從事微電子材料、半導體材料、光電顯示材料、光電子元器件等研發、製造與銷售的技術創新型企業。公司在集成電路晶元及製程工藝材料產業方面的主要產品為激光列印快印通用耗材晶元和化學機械CMP拋光墊產品，其中CMP拋光墊項目一期計劃規模為年產10萬片，項目已於2016年8月建成並開始試生產，有望實現工業化量產。作為國內第一家全系列CMP拋光墊生產商，公司有望率先實現CMP拋光墊的進口替代。
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超凈高純試劑：需求量巨大，成長空間十足
7.1、 超凈高純試劑屬耗材類產品，需求量巨大
超凈高純試劑又稱工藝化學品，是指主體成分純度大於 99.99%，雜質離子和微粒數符合嚴格要求的化學試劑，是集成電路製造過程中必不可少的配套材料，被反覆地運用於晶元的腐蝕、蝕刻、清洗，同時也被運用於半導體分立器件等其他製造領域。超凈高純試劑品種多、用量大、技術要求高、儲存使用有時間期限、具備腐蝕性，且其純度和潔凈度對集成電路的成品率、電性能及可靠性均有十分重要的影響。
常見超凈高純試劑分類。超凈高純試劑包括無機酸類、無機鹼類、有機溶劑類和其他類，用於濕法清洗劑、光刻膠配套試劑、濕法蝕刻劑和摻雜以及晶元銅互連電鍍，是集成電路、分立器件、平板顯示、太陽能電池等製造用關鍵材料。
矽片在晶圓製造過程中，常常會被不同的雜質所沾污，各種沾污可能導致IC晶元產率下降50%左右。為了獲得高質量、高產率的集成電路晶元，必須去除矽片表面各類沾污物。
隨著集成電路製作要求的提高，對工藝中所需的液體化學品純度的要求也不斷提高，從技術趨勢上看，滿足納米級集成電路加工需求是超凈高純試劑今後的發展方向之一。
7.2、 國產化率仍然較低，國內企業具有較大的成長空間
我國對高規格的超凈高純試劑的需求一直依賴進口。國外主要的超凈高純試劑生產商包括德國的默克公司、美國的Ashland、Mallinckradt Baker和Olin公司、日本Wako和光純葯工業株式會社和住友化學等公司，國際先進水平的公司佔據技術創新的高點，同時嚴控技術外泄，國內目前主要的生產商只有北京化學試劑研究所、上海華誼微電子、蘇州瑞紅、蘇州聯創、蘇州晶瑞、江陰化學、江化微電子、江陰潤瑪等公司，國內企業的市場佔有率僅為10.5%，一直以來無法滿足國內對超凈高純試劑的需求。2013年，我國超凈高純試劑市場規模達到41億元，年均複合增長率高達29%。據預測，隨著新能源、半導體、電子信息等產業的高速發展，2016年，我國超凈高純試劑市場規模將超過60億元，CAGR超過15%，市場前景廣大。
國外龍頭對超凈高純試劑進行技術封鎖，國內相關產業鏈不完整。超凈高純試劑的生產製備工藝是以普通化學試劑為原料進行提純，檢測達到超凈高純要求後輸送到凈化間包裝，整個過程涉及提純、顆粒分析測試、金屬/非金屬雜質分析測試、包裝技術、工藝控制等多個環節，所有環節的關鍵在於通過各個環節的配合控制並達到其所要求的雜質含量和顆粒度。目前國際通用的超凈高純試劑製備技術主要有高效連續精餾技術、氣體低溫精餾與吸收技術、離子交換技術、膜處理技術等，它們適用於不同成分、不同要求的超凈高純試劑的生產，國外大型公司對相關生產技術均有一定的封鎖，國內產業鏈並不完整，提純技術相對有些基礎，但高純生產設備與包裝材料則是制約國內高純化學試劑發展的主要障礙。
國內外著名超凈高純試劑生產商：
住友化學（4005.T）：住友化學（Sumitomo Chemical）公司業務可分為六大部分：基礎化學品、石化和塑料產品、IT相關化學品、健康和農作物科學、製藥和其他，其中IT相關化學品包括光學商品、彩色濾光片、半導體加工材料和電子材料等。
晶瑞股份（300655.SZ）：蘇州瑞紅是國內微電子化學品行業最大的專業工廠之一，是蘇州晶瑞股份的子公司之一（54.46%的股權），公司主要生產光刻膠、配套試劑、高純化學試劑等黃光區濕化學品。
江化微（603078.SH）：公司主要從事超凈高純試劑、光刻膠配套試劑等專用濕電子化學品的研發、生產和銷售業務，是目前國內規模最大、品種最齊全、配套性最強的濕電子化學品專業服務提供商之一。公司生產的超凈高純試劑產品包括酸鹼類試劑、蝕刻類試劑和溶劑，大部分產品可達UL級和SL級，其中UL級等同於美國SEME C7標準，控制0.5、0.3μm顆粒，控制三十多個金屬元素，單項金屬元素控制在10PPb以下；SL級等同於美國SEME C8標準，控制0.3μm顆粒，控制三十多個金屬元素，單項金屬元素控制在1PPb以下。
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工業特殊氣體：國內高純氣體市場幾乎被外資企業壟斷
工業特殊氣體指在半導體集成電路製造領域中應用的、對氣體有特殊要求的純氣、高純氣或由高純單質氣體配製的二元或多元混合氣。高純氣體也是整個半導體行業的關鍵原材料之一，大規模集成電路和超大規模集成電路的國產化亟待高純電子氣體的配套支持。
國際市場集中度高。2015年，全球電子特種氣體市場達74億美元，其中半導體用特種氣體市場規模為34.8億美元，預計2016年將增長至36.8億美元。國際知名電子特種氣體供應商包括美國氣體化工和普萊克斯、德國林德集團、日本昭和電工、酸素公司和大陽日三通桂式會社、英國BOC公司、法國液化空氣等，其中美國氣體化工、美國普萊克斯、法國液化空氣、日本大陽日三通桂式會社和德國林德集團五家公司壟斷全球特種氣體91%的市場份額。
國內市場外資壟斷情況嚴重。2015年，國內電子特種氣體市場規模達85億元，其中應用於半導體電子特氣55.3億元，其中IC需求約25億元、平板顯示需求約22億元，LED需求約5億元、太陽能用需求約8億元。目前全球主要的跨國氣體公司均在中國設有生產基地，國內高純氣體市場幾乎被外資企業壟斷。
國際上著名的特殊氣體生產商包括Airgas Incorporated、Air Liquide、空氣化工、Linde、普萊克斯、Taiyo Nippon Sanso等公司，國內主要的特種氣體製造商包括南大光電和巨化集團。
空氣化工（APD.N）：空氣化工（Air Products）是世界領先的工業氣體供應商，公司產品包括大氣氣體、工藝和特種氣體、高性能材料、設備和能源等。
2015-2016年，公司營業收入呈現持續下降趨勢，分別為98.95、95.24億美元，同比下降5.21%和3.75%，但是公司毛利率上升，營業利潤逐年增長，分別實現16.57、17.08、21.06億美元的營業利潤。2016財年，公司主要的依靠北美市場實現95.24億美元的營業收入。
普萊克斯（PX.N）：普萊克斯（Praxair）是北美和南美洲最大的工業氣體供應商，提供大氣氣體、工藝氣體、高附加值的應用特種氣體、高性能表面塗料和相關的服務與技術。
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封裝材料：國內封測行業具備較強競爭力,材料仍是短板
9.1、封裝各工藝流程材料需求種類多、數量大
集成電路晶元封裝測試工藝流程包括背面減薄、晶圓切割、貼片、引線鍵合、模塑、電鍍、切筋、終測等八大環節，不同環節需使用不同的封裝材料。常用的半導體封裝材料包括層壓基板、引線框架、焊線、模壓化合物、底部填充料、液體密封劑、粘晶材料、錫球。
9.2、 封裝材料與國外差距較大，短板明顯
半導體封裝市場規模巨大，國產化率仍然較低。根據Semi數據統計，2016年，全球半導體封裝材料市場高達196億美元，其中，封裝基板是最大的細分市場，市場空間為73.8億美元。此外，引線框架、鍵合絲、包裝材料等也都是半導體封裝過程中必不可少的重要材料。目前，國內半導體封裝材料產業規模巨大，且處於快速增長期，但是國內半導體封測材料大部分仍由國外廠商提供，國產化率仍然比較低。
封裝基板國際著名製造廠商。半導體封裝基板可為晶元提供電連接、保護、支撐、散熱、組裝等功效，以實現多引腳化，縮小封裝產品體積、改善電性能及散熱性、超高密度或多晶元模塊化。國際主要的封裝基板供應商包括日本的Kyocera京瓷、Tokuyama德山、日本化葯株式會社、Nippon Steel&Sumikin Chemical新日鐵住金化學、日本揖斐電株式會社、三菱化學、住友化學等公司，美國的杜邦公司，以及中國台灣地區的日月光半導體公司，國內主要的封裝基板供應商包括珠海越亞、超毅電子公司。
日本揖斐電株式會社（4062.T）：揖斐電（IBIDEN）公司創立於1912年，主要經營五大業務板塊：電子板塊、陶瓷板塊、建築板塊、建築材料板塊和其他業務板塊，其中電子板塊主要從事印刷電路板（PCB）和封裝襯底的製造和銷售，以及PCB圖案的設計。在IC封裝基板方面，公司CavityPBGA、FC.PPGA封裝基板佔世界市場40%的份額。
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受益標的
10.1、 江豐電子（300666）：國內半導體靶材領軍者
公司是國內半導體靶材行業龍頭。公司主營業務為高純濺射靶材的研發、生產和銷售，主要產品為各種高純濺射靶材，包括鋁靶、鈦靶、鉭靶、鎢鈦靶等。目前，公司產品主要應用於半導體、平板顯示器及太陽能電池等領域。在超大規模集成電路用高純金屬靶材領域，公司成功打破美國、日本跨國公司的壟斷格局，填補了國內電子材料行業的空白。
高純濺射靶材市場空間巨大，日美企業佔據主導地位。在靶材應用領域中，超大規模集成電路晶元的製造對濺射靶材金屬純度的要求最高，平板顯示器、太陽能電池用鋁靶的金屬純度略低。隨著消費電子等終端應用市場的飛速發展，高純濺射靶材的市場規模日益擴大，呈現高速增長的勢頭。2015年全球高純濺射靶材市場的年銷售額94.8億美元，其中，半導體、平板顯示器、記錄媒體、太陽能用高純濺射靶材銷售額分別為11.4億美元、33.8億美元、28.6億美元、18.5億美元。預測未來5年，全球濺射靶材的市場規模將超過160億美元，高純濺射靶材市場規模年複合增長率可達到13%。靶材行業長期以來全球濺射靶材研製和生產主要集中在美國、日本少數幾家公司佔據主導地位，佔據大部分市場份額。
國內半導體、面板行業發展趨勢向好，國內靶材產業迎來發展良機。根據半導體協會統計數據，中國集成電路貿易赤字持續放大，2016年對外依存度超過70%。目前國家在政策、資金方面對於半導體產業支持力度很大，在半導體製造方面的投資力度也不斷加大，國內半導體製造行業有望逐步崛起；中國平板顯示產業在一系列投資的助推下發展迅速， LCD產業投資進入新高潮，京東方、華星光電等面板企業在OLED上的投資也是非常搶眼，面板產業向大陸轉移。國內半導體、面板行業的發展為靶材市場的發展奠定了良好的基礎，國內靶材產業迎來發展良機。
10.2、 雅克科技（002409）：冉冉升起的半導體材料新星
冉冉升起的半導體材料新星。雅克科技是中國領先的化工材料公司，全球最大的有機磷系阻燃劑生產製造商。2015年，上市公司瞄準下游新興市場，大力發展塑料助劑、電子材料和複合材料業務；2016年，公司通過全資收購華飛電子快速進入半導體封裝材料領域，初步確立了其在電子材料板塊的地位。公司不斷完善電子材料產品線，上市公司擬收購科美特90%股權、江蘇先科100%股權。本次交易完成後，雅克科技將直接及間接持有科美特90%股權、UP Chemical 100%股權。
UP Chemical的IC前驅體技術水平領先。作為IC材料的細分行業，IC前驅體具有研發投入大、製備供應難度高、客戶認證周期長等特點，具備極高的行業准入門檻，是衡量IC材料製備水平的標誌性產品之一。UP Chemical是全球IC前驅體的主要供應商，其主要產品國內尚無企業可生產。UP Chemical代表著目前世界IC材料領域的先進水平，其產品廣泛應用於16納米、21納米、25納米等高端製程下DRAM以及先進的3D NAND Flash的製造工藝，與世界主要晶元廠商如SK海力士、三星電子，世界領先的IC設備廠商均建立了長期穩定的合作關係。
科美特基金拓展半導體應用領域。科美特所生產的六氟化硫及四氟化碳產品遠銷日本、韓國、美國、中國台灣地區及印度等多個國家和地區，是國內西電集團、平高集團、山東泰開等主要電力設備生產商的第一大六氟化硫產品供應商。科美特通過積極研發開拓高附加值的IC電子特氣產品線，半導體級四氟化碳已實現量產銷售，半導體級三氟化氮正在進行立項研發。科美特已開始向知名氣體商如林德氣體、昭和電工、關東電化等供應電子特氣，通過其渠道銷往最終的半導體製造客戶；2016年，其半導體級四氟化碳成功進入台積電供應鏈體系。
10.3、 晶瑞股份（300655）：微電子化學品龍頭，受益下遊行業大發展
晶瑞股份是國內微電子化學品龍頭。公司專註於微電子化學品的產品研發、生產和銷售，主導產品包括超凈高純試劑、光刻膠、功能性材料和鋰電池粘結劑四大類微電子化學品，廣泛應用於半導體、光伏太陽能電池、LED、平板顯示和鋰電池等五大新興行業。2017年，公司實現營業總收入53,453.93萬元，同比增長21.52%，實現歸屬於上市公司股東的凈利潤3,617.65萬元，同比增長6.72%，公司業績增長主要來源於超凈高純試劑、功能性材料和鋰電池粘結劑產品。
併購+產能擴張，公司進入快速成長期。2017年9月，公司以現金收購蘇州瑞紅少數股東權益，目前蘇州瑞紅已成為公司全資子公司；2018年2月，公司完成對江蘇陽恆股權收購及增資，增資後持股比例為80%，並且通過引入日本三菱化學株式會社的電子級硫酸提純技術，提高細分產品的技術水平，不斷完善超凈高純試劑產品線的布局；2017年8月，公司投資設立子公司眉山晶瑞，擬在成眉石化園區投資新建8.7萬噸光電顯示、半導體用新材料生產基地。我們認為公司通過併購和產能擴張等方式，不斷增強在微電子化學品方面的競爭力，有望充分受益於下遊行業大發展。
在中高端半導體市場全面進入收穫階段。公司產品等級不斷提升，在中高端客戶市場，客戶儲備和市場開拓不斷取得突破，中高端半導體市場全面進入收穫階段。超凈高純試劑方面，公司的電子級雙氧水達到全球第一梯隊的技術品質，正在穩步推動進口替代，國內8寸和12寸標杆性客戶正在按計劃推進，其中已在華宏完成測試，即將進入中芯國際產線測試；光刻膠方面，公司承擔了02國家重大專項，已向02項目專項辦公室提交驗收申請，i線光刻膠已通過中芯國際上線測試；功能性材料方面，公司依託完善的光刻膠技術評價平台，開發了系列功能性材料用於光刻膠產品配套，目前已進入半導體製造廠商宏芯微、晶導微的供應商體系。
10.4、 江化微（603078）：國內濕電子化學品龍頭，產能擴張布局深遠
公司是濕電子化學品龍頭企業。公司主要從事超凈高純試劑、光刻膠配套試劑等專用濕電子化學品的研發、生產和銷售業務，是目前國內規模最大、品種最齊全、配套性最強的濕電子化學品專業服務提供商之一。公司產品目前技術水平均已達到SEMI標準等級的高端行列，可用於電子元器件微細加工的清洗、光刻、顯影、蝕刻、去膜、摻雜等製造工藝過程中。
綜合毛利率水平較高，盈利能力穩定。因為濕電子化學品的作用特性，使得濕電子化學品的技術等級、應用領域和所用的工藝環節等對濕電子化學品的盈利能力產生較大的影響，產品技術要求高、功能性強、對下游的議價能力強、附加值高。公司2014~2016年度綜合毛利率保持40%以上，分別為42.39%、42%和41.41%，其中超凈高純試劑毛利率近三年平均水平為38.04%，光刻膠配套試劑近三年毛利率平均水平為49.84%。
下遊客戶市場廣闊，結構調整優化布局。公司產品應用領域按照由低端到高端可分為光伏電池板領域、平板顯示器領域和半導體領域，2016年公司產品在三個領域的營銷收入佔比分別為26.2%、30.3%和42.8%。公司持續進行產品結構性調整，用於光伏領域低端等級的濕電子化學品將從2012年佔比44.9%降至2017年的20%以下，平板和半導體領域濕電子化學品的應用將成為公司未來的重點發展方向。
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風險提示
國內半導體產線投資力度和進度不及預期。
國內半導體材料研發進步不及預期。
往期報告
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