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集成电路上游IC材料策略报告
文章作者:admin 上传时间:2021/9/15 14:04:57

  一、集成电路产业链全景图

  集成电路产业链主要可以分为上中下游三大模块以及集成电路行业的支撑产业,上游为芯片设计行业,中游是芯片的制造,下游是封装测试。

  二、IC材料细分领域有哪些?国产率是咋样?

  目前总体国产化率约 20-25%。依据各公司公告及公开数据,中国大陆本土晶圆厂国产材料采购比例在 20-25%之间,美国公司占有率约为 20%。 各种类材料进展:硅片采购自日本公司较多,12 寸硅片国产化率低于 5%;电子特气采购自欧洲(林德)、美国(空气化工)公司较多,国产化率在 20-25%之间;抛光材料采购自美国 Cabot、陶氏化学较多,国产化率~20%;光刻胶采购日本 JSR、美国陶氏较多,国产化率<5%;化学试剂、靶材等国产化率较高,约为~30%。

  全球半导体硅片市场集中度主要被日本、德国、韩国和中国台湾等国家和地区的企业占据,其中全球一半以上的半导体硅材料产能集中在日本,且尺寸越大,垄断情况就越严重。国内份额只占全球硅片市场份额的3%左右,且中国大陆主要生产200mm及以下的半导体硅片。所以,半导体硅片也是我国半导体产业链与国际先进水平差距最大的环节之一。

  全球高纯度靶材市场基本被美日企业垄断,日矿金属、美国霍尼韦尔、日本东曹、美国普莱克斯分别占据全球靶材市场30%、20%、20%、10%的份额。我国仅约30%的国内市场份额靠本土厂商供给,且以中低端产品为主,高端靶材主要从美日韩进口,国内头部企业的份额仅占国内总需求10%左右。

  全球抛光液市场主要被美国和日本厂商垄断,美国的嘉柏微电子、日本的日立、富士美、惠瞻材料分别占据全球36%、15%、11%、10%的份额。我国本土的抛光液企业在逐步崛起,本土抛光液龙头安集科技2020年占据全球4%左右的市场份额,另外,上海新阳、深圳力合、上海新安纳等也在抛光液领域有布局。

  全球半导体光刻胶供应市场高度集中,核心技术掌握在日、美等国际大公司手中,日本的JSR、东京应化、信越化学及富士胶片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。在全球半导体光刻胶市场上,日本企业处于绝对垄断地位。

  湿电子化学品行业具备技术门槛高、资金投入大、产品更新换代快等特点。直接材料成本占营业成本的比重普遍在70%-90%。目前国际上的大型湿电子化学品厂商主要有德国的E.Merck公司、美国的Ashland公司、Sigma-Aldrich公司、allinckradt Baker公司、日本的Wako、Summitomo等,这几家产能占全球的80%。

  我国的特种气体主要以进口为主,2019年,全球气体巨头仍占据我国特气市场88%的市场份额。国内电子特气产能相对分散,达到电子级气体的产品较少,但部分产品已实现进口替代。中船重工718所、绿菱电子、广东华特等均在12英寸晶圆用产品上实现了稳定的批量供应。

  封装材料的技术壁垒比制造材料低,因此参与者众多,企业盈利能力低于制造材料。市场较为分散,前8-10家企业才能够占据整个市场80%的份额,且龙头企业和跟随企业之间的差距并不大。

  三、政策驱动,产业创新

  2020年8月GWY印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策》,通知指出为进一步优化集成电路产业和软件产业发展环境,深化产业国际合作,提升产业创新能力和发展质量,国务院制定了出台财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等八个方面37项政策措施。此外,国家鼓励的集成电路设计、装备、材料、封装、测试企业和软件企业,自获利年度起,第一年至第二年免征企业所得税,第三年至第五年按照25%的法定税率减半征收企业所得税。

  四、第三代半导体材料迎来窗口期

  中国第三代半导体正迎来发展的窗口期。第三代半导体产业技术创新战略联盟理事长吴玲11月24日在2020国际第三代半导体论坛上透露,双循环模式推动国产化替代,2020年中国SiC(碳化硅)、GaN(氮化镓)电力电子和微波射频产值预计将约为70亿元。

  其中,中国的GaN微波射频产业产值2020年将达到33.75亿元,比去年的26.15亿元将增长29%;SiC、GaN电力电子产业产值2020年将达到35.35亿元,比去年的29.03亿元将增长21.77%。

  另一方面,市场规模扩大,5G加速推进GaN射频应用迅猛增长,2020年中国GaN射频器件市场规模约170亿元;新能源汽车及消费电子成为突破口,2020年中国电力电子器件应用市场规模58.2亿元。

  明年将是氮化镓快充元年

  氮化镓(GaN)因小米推出应用了相关材料的快充产品而备受瞩目。第三代半导体氮化镓有小体积、低能耗、高频工作等优势,适应带宽更大、工作频率更高、大电流、低损耗的市场需求。氮化镓功率芯片应用在手机上,将可使智能手机有更高的效率、更高的动态响应和更小的电源占比面积。

  随着AI、数据中心、5G、新能源汽车、直流供电等的快速发展,功率半导体将迎来快速增长,预计2020~2025年复合增长率会超过10%。功率半导体未来主要增长将集中在第三代半导体,电压等级主要会集中在30伏、150伏、650伏、900伏以上。

  中国新基建中5G基站、数据中心等将带来新需求。目前硅基氮化镓的芯片价格是硅器件的1.5倍,预计未来几年有望与硅器件价格持平,甚至更低。所以其在消费电子领域有很大发展潜力,可覆盖电子烟、智能手机、无线充、扫地机器人、无人机、笔记本电脑、电动单车。

  据充电头网统计,在智能手机行业中,目前已有华为、小米、OPPO、魅族、三星、努比亚、realme等多个品牌推出了氮化镓快充产品。电商方面,目前也有17家品牌先后推出了数十款氮化镓快充新品。已经出货的电源厂商超过100家。另外,而氮化镓的应用范围不只在快充、智能手机等消费类电子领域,还有数据中心、柔性供电等工业领域,以及自动驾驶、车载充电机等汽车领域。如,低压氮化镓可应用于新一代大数据中心,以减少占地、提高功率、降低能耗。

  电动汽车推动碳化硅市场爆发

  碳化硅器件主要适合纯电动车,因此碳化硅器件会与硅器件长期并存。在纯电动车中,使用碳化硅器件的方案会贵300美元。到2025年,行驶300公里的电池费用预计约为10000美元,如果电池效率提升3%,电池费用将下降300美元,节省的费用将可以抵消增加的费用。

  2018年至2024年碳化硅的发展方向是新能源汽车市场,年复合增长率将达到30%。全部碳化硅器件市场,预计在2023年达到15亿美元。渗透率上在2017年,电动汽车的比例仅为3%,而到2040年,预计将达到50%。在接下来的二十年里,电动汽车的份额将迅速增加。即使只看未来五年,电动汽车市场也会大幅增加。

  在碳化硅(SiC)全球产业地图中,衬底领域有日本制铁集团、天科合达、同光晶体下的河北同光、泰科天润;外延领域有瀚天天成、东莞天域、昭和电工;设计领域有创能动力(APS香港团队)、上海詹芯电子等。而今年三安光电收购了北电新材,也是为了掌握上游碳化硅材料。

  结论:展望中国第三代半导体产业的未来,预计到2025年,5G通信基站所需GaN射频器件的国产化率将达到80%;第三代半导体功率器件将在高速列车、新能源汽车、工业电机、智能电网等领域规模应用;Mini/Micro LED、深紫外等材料及芯片产业化可实现在健康医疗、公共安全、信息交互等领域的创新应用。到2030年,国内将形成1~3家世界级龙头企业,带动产值超过3万亿元,年节电万亿度。

  四、IC材料重点公司

  IC设计主要公司有上海新阳、江化微、晶瑞股份、鼎龙股份、江丰电子等。

  上海新阳:公司为拓展业务范围及产品应用领域,投资设立控股子公司上海芯刻微材料技术有限责任公司进行193nm(ArF)干法光刻胶研发及产业化项目。

  江化微: 公司主营业务为超净高纯试剂、光刻胶配套试剂等湿电子化学品的研发、生产和销售。

  晶瑞电子:公司是一家专业从事微电子化学品的产品研发、生产和销售的高新技术企业,主导产品包括超净高纯试剂、光刻胶、功能性材料、锂电池材料和基础化工材料等

  鼎龙股份:公司在抛光垫的产品开发、市场推进、产能提升方面都得到了重大突破,全年共计实现年销售收入1,232.82万元。产品方面,应用于成熟制程领域的 DH3000/DH3002/DH3010 系列产品在持续开拓市场的同时,应用于先进制程领域的产品 DH3201/DH3410已成功投产,并先后相继推向市场,且已获得客户订单。目前公司针对八寸和十二寸的主流OX/W/Cu/STI/Poly等制程,均有相应硬垫和软垫产品提供,产品布局已相当完善,为国内集成电路产业链的健康安全发展提供了有力保障。

  江丰电子:半导体材料领域,溅射靶材销售持续增长,市场份额得以保持和进一步提升,已经成为台积电、中芯国际、海力士、联华电子等客户的主要供应商。