晶圓代工服務(wù)行業(yè)發(fā)展基本情況

晶圓代工服務(wù)行業(yè)發(fā)展基本情況中國為全球最大半導體市場，國產(chǎn)化提升大勢所趨復盤半導體行業(yè)發(fā)展歷史，共經(jīng)歷三次轉(zhuǎn)移。第一次轉(zhuǎn)移：1973年爆發(fā)石油危機，歐美經(jīng)濟停滯，日本趁機大力發(fā)展半導體行業(yè)，實施超大規(guī)模集成電路計劃。1986年，日本半導體產(chǎn)品已經(jīng)超越美國，成為全球第一大半導體生產(chǎn)大國；第二次轉(zhuǎn)移：20世紀90年度，日本經(jīng)濟泡沫破滅，韓國通過技術(shù)引進實現(xiàn)DRAM量產(chǎn)。與此同時，半導體廠商從IDM模式向設(shè)計+制造+封裝模式轉(zhuǎn)變，催生代工廠商大量興起，以臺積電為首的中國臺灣廠商抓住了半導體行業(yè)垂直分工轉(zhuǎn)型機遇；第三次轉(zhuǎn)移：2010年后，伴隨國內(nèi)手機廠商崛起、貿(mào)易摩擦背景下國家將集成電路的發(fā)展上升至國家戰(zhàn)略，半導體產(chǎn)業(yè)鏈逐漸向國內(nèi)轉(zhuǎn)移。中國為全球最大半導體市場，占比約1/3。隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，在手機、PC、可穿戴設(shè)備等消費電子，以及新能源、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興領(lǐng)域的快速推動下，中國半導體市場快速增長。據(jù)WSTS數(shù)據(jù)顯示，2021年全球半導體銷售達到5559億美元，而中國仍然為全球最大的半導體市場，2021年銷售額為1925億美元，占比34．6%。國產(chǎn)化率極低，提升自主能力日益緊迫。近年來，隨著產(chǎn)業(yè)分工更加精細化，半導體產(chǎn)業(yè)以市場為導向的發(fā)展態(tài)勢愈發(fā)明顯。從生產(chǎn)環(huán)節(jié)來看，制造基地逐步靠近需求市場，以減少運輸成本；從產(chǎn)品研發(fā)來看，廠商可以及時響應用戶需求，加快技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品迭代。我國作為全球最大的半導體消費市場，半導體封測經(jīng)過多年發(fā)展在國際市場已經(jīng)具備較強市場競爭力，而在集成電路設(shè)計和制造環(huán)節(jié)與全球領(lǐng)先廠商仍有較大差距，特別是半導體設(shè)備和材料。SIA數(shù)據(jù)顯示，2020年國內(nèi)廠商在封測、設(shè)計、晶圓制造、材料、設(shè)備的全球市占率分別為38%、16%、16%、13%、2%，半導體材料與設(shè)備的重要性日益凸顯。濕電子化學品：半導體制造材料關(guān)鍵一環(huán)濕電子化學品貫穿整個芯片制造流程，是重要的晶圓制造材料。濕電子化學品又稱工藝化學品，是指主體成分純度大于99．99%，雜質(zhì)離子和微粒數(shù)符合嚴格標準的化學試劑。在IC芯片制造中，濕電子化學品常用于清洗、光刻和蝕刻等工藝，可有效清除晶圓表面殘留污染物、減少金屬雜質(zhì)含量，為下游產(chǎn)品質(zhì)量提供保障。在半導體制造工藝中主要用于集成電路前端的晶圓制造及后端的封裝測試，用量較少，但產(chǎn)品純度要求高、價值量大。（一）濕電子化學品種類眾多，硫酸和雙氧水占比較高根據(jù)應用領(lǐng)域的不同，濕電子化學品可分為通用化學品和功能性化學品。其中通用化學品指主體成分純度大于99．99%、雜質(zhì)離子含量低于PPM級和塵埃顆粒粒徑在0．5μm以下的單一高純試劑。功能濕電子化學品指可通過復配滿足制造中特殊工藝需求、達到某些特定功能的配方類和復配類液體化學品。其中通用化學品廣泛應用于IC芯片、液晶顯示面板和LED制造領(lǐng)域，包括氫氟酸、硫酸、磷酸、鹽酸、硝酸、乙酸等。功能性濕電子以光刻膠配套試劑為代表，包括顯影液、漂洗液、剝離液等。（二）全球市場空間超50億美元，國內(nèi)增速更快受益于三大下游市場擴容，濕電子化學品需求量有望實現(xiàn)穩(wěn)定增速。近年來，半導體、顯示面板、光伏三大板塊下游市場規(guī)模不斷擴大，產(chǎn)業(yè)迎來高速發(fā)展，帶動濕電子化學品市場規(guī)模平穩(wěn)增長。據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)，2020年全球濕電子化學品市場規(guī)模為50．84億美元，受疫情影響略有下滑。國內(nèi)濕電子化學品市場規(guī)模于2020年達到100．6億元，同比增長9．2%。中低端領(lǐng)域國產(chǎn)轉(zhuǎn)化率較高，產(chǎn)業(yè)升級主要面向G4-G5級產(chǎn)品。國際半導體設(shè)備和材料組織（SEMI）于1975年制定了國際統(tǒng)一的濕電子化學品雜質(zhì)含量標準。該標準下，產(chǎn)品級別越高，所對應的集成電路加工工藝精細度程度越高，制程越先進。半導體領(lǐng)域?qū)耠娮踊瘜W品的純度要求較高，集中在G3、G4級水平，且晶圓尺寸越大對純度的要求越高，12英寸晶圓制造一般要求G4級以上水平。目前國外主流濕電子化學品企業(yè)已實現(xiàn)G5級標準化產(chǎn)品的量產(chǎn)。國內(nèi)市場半導體領(lǐng)域的濕電子化學品，G2、G3級中低端產(chǎn)品進口轉(zhuǎn)化率高，因為此技術(shù)范圍內(nèi)國產(chǎn)產(chǎn)品本土化生產(chǎn)、性價比高、供應穩(wěn)定等優(yōu)勢較為突出。G4、G5級高端產(chǎn)品仍有較大進口替代空間，為未來主要升級方向。（三）純化和復配為濕電子化學品核心，半導體要求最高集成電路對超凈高純試劑純度的要求非常高。按照SEMI等級的分類，G1級屬于低檔產(chǎn)品，G2級屬于中低檔產(chǎn)品，G3級屬于中高檔產(chǎn)品，G4和G5級則屬于高檔產(chǎn)品。集成電路用超高純試劑的純度要求基本集中在G3、G4級水平，中國的研發(fā)水平與國際仍存在較大差距。濕電子化學品技術(shù)制造復雜，且品類眾多，每種產(chǎn)品的制備要求各不相同，無法設(shè)計加工通用設(shè)備。企業(yè)必須根據(jù)不同品種的特性來確定適合的工藝路徑，設(shè)計加工所需的設(shè)備，因此顯著提升了制造成本和供應難度。研發(fā)能力及技術(shù)積累。濕電子化學品的生產(chǎn)技術(shù)包括混配技術(shù)、分離技術(shù)、純化技術(shù)以及與其生產(chǎn)相配套的分析檢驗技術(shù)、環(huán)境處理與監(jiān)測技術(shù)等。以上技術(shù)都需要企業(yè)具備研發(fā)能力和一定的技術(shù)積累。同時，下游產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和專用性需求不盡相同，這需要企業(yè)有較強的配套能力和一定的時間去掌握核心的配方工藝以滿足不同產(chǎn)品的需求。（四）外企壟斷高端濕電子化學品市場，國內(nèi)廠商有所突破日韓企業(yè)長期壟斷G4及以上級別高端市場。國際市場上G4及其以上級別的高端產(chǎn)品多數(shù)被歐美、日本、韓國等海外公司壟斷。2019年海外市場份額合計達到98%。根據(jù)新材料在線數(shù)據(jù)，德國巴斯夫；美國亞什蘭化學、Arch化學；日本關(guān)東化學、三菱化學、京都化工、住友化學、和光純藥工業(yè)；中國臺灣鑫林科技；韓國東友精細化工等十家公司共占全球市場份額的80%以上。國內(nèi)濕電子化學品市場百舸爭流。由于進入壁壘相對較低，我國濕電子化學品制造企業(yè)眾多，約有40余家。其中，以江化微和格林達為首的濕電子化學品專業(yè)制造商，主要產(chǎn)品集中在濕電子化學品，產(chǎn)品種類豐富且毛利率高；以晶瑞電材和飛凱材料為代表的綜合型微電子材料制造商，涉及領(lǐng)域更廣，客戶體量相對較大。此外還有例如巨化股份等大型化工企業(yè)，濕電子化學品類產(chǎn)品營收占比較少，具有原材料方面的優(yōu)勢。目前國內(nèi)制造商產(chǎn)能主要集中在G3、G4級領(lǐng)域，多數(shù)已開始布局G5級產(chǎn)品產(chǎn)線，預計在2022年實現(xiàn)逐步放量。但目前相較于國際主流公司，國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)量較小。半導體景氣度超預期，晶圓廠商積極擴產(chǎn)目前部分終端需求仍然強勁，晶圓代工廠產(chǎn)能利用率維持歷史高位，預計全年來看結(jié)構(gòu)性缺貨狀態(tài)依舊嚴峻。據(jù)SEMI于2022年3月23日發(fā)布的最新一季全球晶圓廠預測報告，全球用于前道設(shè)施的晶圓廠設(shè)備支出預計將同比增長18%，并在2022年達到1070億美元的歷史新高。由于半導體材料與下游晶圓廠具有伴生性特點，本土材料廠商將直接受益于中國大陸晶圓制造產(chǎn)能的大幅擴張。成熟制程供需持續(xù)緊張，國內(nèi)晶圓廠擴產(chǎn)規(guī)模維持高位。受益于成熟制程旺盛需求及大陸地區(qū)穩(wěn)定的供應鏈，大陸晶圓廠快速擴產(chǎn)。根據(jù)SEMI報告，2022年全球有75個正在進行的晶圓廠建設(shè)項目，計劃在2023年建設(shè)62個。2022年有28個新的量產(chǎn)晶圓廠開始建設(shè)，其中包括23個12英寸晶圓廠和5個8英寸及以下晶圓廠。分區(qū)域來看，中國晶圓產(chǎn)能增速全球最快，預計22年8寸及以下晶圓產(chǎn)能增加9%，12寸晶圓產(chǎn)能增加17%。MEMS行業(yè)的新產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況（一）車用傳感器和自動駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況隨著汽車智能化的發(fā)展趨勢和汽車安全要求標準的提高，MEMS傳感器在汽車上的應用也越來越廣泛，汽車傳感器已經(jīng)成為MEMS傳感器的一個主要的應用市場，超聲波傳感器、激光雷達傳感器、微波傳感器、紅外傳感器等也都被廣泛使用。尤其是在自動駕駛領(lǐng)域，MEMS傳感器將扮演越來越重要的角色。一般家用型汽車實現(xiàn)自動駕駛需要數(shù)十個傳感器來感知周圍環(huán)境的實時情況，大型商用車以及其他特種車輛需要的傳感器數(shù)目會更多，精度會更高。未來車用傳感器行業(yè)以及自動駕駛行業(yè)將是MEMS傳感器應用增長較快的領(lǐng)域之一。（二）物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，MEMS產(chǎn)品作為信息獲取和交互的關(guān)鍵器件，市場空間將不斷擴大，新的應用場景亦層出不窮。在物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)中，感知層處于最底層，是物聯(lián)網(wǎng)的先行技術(shù)，也是其物理實體基礎(chǔ)，而感知層中分布的各類傳感器就是獲取信息的關(guān)鍵，傳感器及其芯片提供商在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中扮演了重要角色。（三）人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況在人工智能領(lǐng)域，MEMS傳感器承擔了類似人體的各項感官功能，是未來人工智能領(lǐng)域不可或缺的組成部分。伴隨著人工智能的市場規(guī)模擴大，相應MEMS傳感需求也將同步提升。光刻膠：半導體工藝核心材料，道阻且長光刻膠是光刻工藝最重要的耗材。光刻膠是一種通過特定光源照射下發(fā)生局部溶解度變化的光敏材料，主要作用于光刻環(huán)節(jié)，承擔著將掩模上的圖案轉(zhuǎn)化到晶圓的重要功能。進行光刻時，硅片上的金屬層涂抹光刻膠，掩膜上印有預先設(shè)計好的電路圖案，光線透過掩膜照射光刻膠。如果曝光在紫外線下的光刻膠變?yōu)槿軇宄罅粝卵谀ど系膱D案，此為正性膠，反之為負性膠。（一）先進制程推動產(chǎn)品迭代，半導體光刻膠壁壘最高光刻膠可以根據(jù)曝光光源波長、顯示效果和化學結(jié)構(gòu)三種方式進行分類。根據(jù)曝光波長的不同，目前市場上應用較多的光刻膠可分為g線、i線、KrF、ArF和EUV5種類型。光刻膠波長越短，加工分辨率越高，不同的集成電路工藝在光刻中對應使用不同波長的光源。隨著芯片制程的不斷進步，每一代新的光刻工藝都需要新一代的光刻膠技術(shù)與之相匹配。g/i線光刻膠誕生于20世紀80年代，當時主流制程工藝在0．8-1．2μm，適用于波長436nm的光刻光源。到了90年代，制程進步到0．35-0．5μm，對應波長更短的365nm光源。當制程發(fā)展到0．35μm以下時，g/i線光刻膠已經(jīng)無法制程工藝的需求，于是出現(xiàn)了適用于248納米波長光源的KrF光刻膠，和193納米波長光源的ArF光刻膠，兩者均是深紫外光刻膠。EUV（極紫外光）是目前最先進的光刻膠技術(shù)，適用波長為13．5nm的紫外光，可用于10nm以下的先進制程，目前僅有ASML集團掌握EUV光刻膠所對應的光刻機技術(shù)。根據(jù)顯示效果的不同，光刻膠可分為正性和負性。如果光刻膠是正性的，在特定光線照射下光刻膠會發(fā)生反應并變成溶劑，曝光部分的光刻膠可以被清除。如果為負性光刻膠，曝光的光刻膠反應不再是溶劑，未曝光的光刻膠被清除。光分解型光刻膠采用含有重氮醌類化合物材料作為感光劑，光線照射后發(fā)生光分解反應，由油性變?yōu)樗匀軇?，可制造正性光刻膠。光交聯(lián)型光刻膠采用聚乙烯醇月桂酸酯作為光敏材料，光線照射后形成一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的不溶物，可起到抗蝕作用，適用于制成負性光刻膠?；瘜W放大型光刻膠使用光致酸劑作為光引發(fā)劑，光線照射后，曝光區(qū)域的光致酸劑會產(chǎn)生一種酸，并在后熱烘培工序期間作為催化劑移除樹脂的保護基團，使樹脂變得可溶?；瘜W放大光刻膠對深紫外光源具有良好的光敏性，具有高對比度、分辨率等優(yōu)點。（二）光刻膠市場穩(wěn)定增長，ArFi占比最高半導體光刻膠市場增速穩(wěn)定。伴隨芯片制程工藝的升級，光刻膠市場需求量也隨之增加。根據(jù)TECHECT數(shù)據(jù)，2021年全球光刻膠市場規(guī)模約為19億美元，同比增長11%，預計2022年將達到21．34億美元，同比增長12．32%。具體來看，在7nm制程的EUV技術(shù)成熟之前，ArFi光刻膠仍是市場主流，占比高達36．8%