近期半导体外围利空不断,最为重要的就是光刻机和华为供应商禁售的消息:
消息一:彭博社引述消息人士指,美国、荷兰及日本官员27日在华盛顿结束会议,三方就限制先进半导体制造设备出口到中国达成协议。报道指,根据协议,荷兰半导体设备制造商阿斯麦将不会出售制造芯片的光刻机给中国企业。日本也会限制尼康、东京电子等公司出口半导体制造设备到中国。美国白宫未有正面回应,只是表示会议讨论了对三方都很重要的议题。而荷兰外交部、日本经济产业省以及尼康都拒绝作出评论,东京电子公司也未有回应。
消息二:1月31日消息,据路透社报道,随着美国政府加大对中国科技行业的打击力度,
拜登政府正在考虑切断华为与其所有美国供应商的所有联系,包括英特尔公司和高通公司。另据英国《金融时报》周一援引知情人士的话报道称,美国政府已暂停对美国部分企业核发向华为供货的许可证。目前美国商务部已通知部分企业,商务部将不再核发许可证。若这项政策获得通过,所有美国供应商向华为供货的许可证申请,都将被拒绝。有知情人士表示,先前可能早获批准的
4G芯片,现在也在限制之列。这是让华为连4G手机都造不出了!有知情人士表示,美国将禁止向华为提供
包括4G,WiFi 6和7,人工智能,以及高性能计算以及云计算等相关领域的产品。再往极端的一面看,全面禁止高通、Intel等与华为的合作,意味着华为手机业务、PC业务将会再次面临严峻考验。这已经不是单纯有没有5G的问题,可以说华为的手机、PC、平板电脑等大部分消费级主力产品,都将面临无芯可用的危机。
光刻胶的机会
前几日,美、日、荷达成协议,组建“芯片制裁联盟”,其中包含了ASML公司和日本尼康等,对中国芯片行业进一步进行封锁,之前的重点是光刻机以及台积电代工的封锁,现在拉拢日韩,开始从材料端进行打压,而在芯片制造环节,我认为材料远重要于设备。在我国未被封锁之前,其实已经购入大量的半导体设备,即使现在无法继续购买,再使用五年十年是不成问题的,未来可能国产设备已经能赶上了,而我国半导体材料国产化率极低,主要依靠进口,不同于设备而言可以使用多年,材料用完了就彻底无法制造了,而我国半导体材料主要进口大国就是日韩,所以这次美国新的制裁联盟,将直接影响我国芯片行业的发展,影响远大于设备制裁。今天主要聊一下光刻胶。
一、基本知识光刻胶是半导体制造光刻工艺的关键材料。光刻胶为利用光化学反应进行微细加工图形转移的媒体,由成膜剂、光敏剂、溶剂和添加剂等主要成分组成的对光敏感的感光材料,被广泛应用于光电信息产业的微细图形线路的加工制作,是微细加工技术的关键性材料。光刻胶按照用途主要分为半导体用光刻胶、平板显示用光刻胶和PCB 光刻胶三类。不同品类半导体用光刻胶应用于不同制程节点。光刻胶根据对应波长,主要品类分为紫外光谱(300-450nm)、g-line(436nm)、i-line(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)和 EUV(13.5nm)。目前 g-line、i-line 广泛应用于0.5um以上和0.5-0.35um 制程,KrF 多应用于 0.25-0.13um,ArF 应用于130-7nm,EUV应用于7nm 及以下。
二、市场前景全球光刻胶市场与国内光刻胶市场稳定扩增。根据reportl
inker 数据,2021 年市场规模约92 亿美元,预计2026年将达到 123 亿美元,2019-2026 年 CAGR 值为 5.9%。根据中商情报网数据,2017年中国光刻胶市场规模为 58.7 亿元,2021 年中国光刻胶市场规模为93.3亿元,预计 2022 年达到 98.7 亿元,2017-2022CAGR 值为10.9%,保持稳定增长,而从数据上看我国光刻胶市场增速远高于全球增速,在我国属于高景气叠加国产替代双逻辑。从细分上看,出货量 EUV 光刻胶 CAGR 增速最快,KrF、ArFi 保持高增速。根据TECHCET数据,2020-2025 年CAGR 中,EUV光刻胶增速最高为 51.8%,KrF、ArFi 分别为 8.5%和 6.5%,g&i line、ArF 增速为2%、1.8%。
三、国产替代现状国内光刻胶生产集中于 PCB 光刻胶,半导体光刻胶和平板显示光刻胶具有广阔的国产替代空间。根据 Research in China 数据,全球光刻胶市场三大组成部分是半导体光刻胶、平板显示光刻胶和 PCB 光刻胶,市场份额分别为23.3%、25.9%和23.6%。半导体光刻胶在三者中是技术难度相对高、成长性好的细分市场。目前我国半导体光刻胶和平板显示光刻胶制造能力仍较弱,只占整体生产结构的2%和3%,主要生产技术水平较低的 PCB 用光刻胶,占整体生产结构中的94%,半导体光刻胶及面板光刻胶国产替代空间广阔。
2022-2025 年是国内晶圆厂产线投产期,外部压力增大,国产光刻胶进入认证窗口。受益于5G 通讯、新能源汽车等行业快速发展,半导体行业进入迅速扩张期。据SEMI 统计,预计至2024年底,中国国内将建立 31 座大型晶圆厂,主要集中于成熟制程,随着晶圆厂产线投产,光刻胶验证进入导入期。同时,光刻胶配套材料市场规模不断提升。在光刻胶使用过程中,光刻胶配套材料是光刻胶使用过程中不可或缺的一部分。包括稀释剂、显影液、漂洗液、蚀刻液、去胶液等,主要采用基础化工原料,包括氢氟酸、异丙醇、硝酸、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵、无水乙醇、双氧水、硫酸、氢氧化钠等制造。根据SEMI 数据,全球半导体光刻胶配套材料市场规模稳步增长,2016 年为19.1 亿美元,2021年达到了 32.3 亿美元,CAGR 为 11.1%。
四、投资方向国内知名光刻胶企业包括南大光电、晶瑞电材、彤程新材、上海新阳等,但实力都是比较一般,目前没有很出色的企业,所以如果想进行投资,最好寻找其他业务比较强势而且业务涉及光刻胶的企业进行投资。由于我国光刻胶产业起步较晚,目前市场份额占比较低,未来仍有很大的空间,但这个空间能够提升多少,还得看各大企业的努力了,投资的是中国芯片强国梦想,但不得不承认我们的起点太低,进步太慢,将概念转化为现实的时间无法确定,可能是明天,也可能是十年后,所以不确定性较高,但因为光刻胶国产替代迫在眉睫,未来是否有特别强力的政策支持,可以拭目以待,赛道是好赛道,未来有未来,就看怎么实现了
半导体材料端机会:靶材
一、基本知识靶材是 PVD 的核心材料。物理气相沉积(Physical Vapor Deposition)技术是制备电子薄膜材料的主要技术之一,是利用物理方法在基板表面沉积薄膜的方式,根据沉积方式的不同,PVD 分为溅射法和蒸镀法,被沉积的材料称为靶材。靶材产业链可以分为金属提纯、靶材制造、镀膜和终端应用四个环节。首先是金属提纯,原材料铝、铜、钽、钛等金属以金属提纯方式形成高纯金属,作为靶材制造的原材料;第二环节是靶材制造,将高纯金属通过加工形成溅射靶材,制造好的靶材包括靶坯和背板两部分,靶坯是溅射靶材的主体,背板起固定靶坯的作用。第三个环节是镀膜,以溅射镀膜为例,以高速离子束流轰击靶坯,溅射出靶坯表面原子,沉积于基板从而制成电子薄膜,电子薄膜按照应用不同有不同分类;最后将薄膜材料应用于半导体芯片、平板显示器、信息存储、光学元器件、薄膜太阳能等不同领域。二、市场前景靶材市场主要分布于平板显示、记录媒体、太阳能电池和半导体四大领域,其中半导体占比约 10%。根据数据显示,截至2021 年,四大领域靶材市场占比约 94%,其中平板显示、记录媒体和太阳能电池占比较高,分别为34%、29%和 21%,半导体占比约 10%。根据 SEMI 数据,全球半导体靶材市场规模整体保持增长态势。2021 年为16.95亿美元,同比增长超过 20%,其中晶圆制造用靶材 10.5 亿美元,封装用靶材6.45亿美元。根据智研咨询数据,2021 年中国半导体靶材市场约63.1亿元,预计2022年中国半导体靶材的市场规模将达到 75.1 亿元,同比增长19%,2018-2022 年,中国半导体靶材市场规模一直保持较快增速,CAGR 值为 22.1%。一方面系消费电子、5G、新能源等半导体下游应用快速发展,另一方面由于国内政策推动了半导体产业进一步向国内转移。靶材在晶圆制造与芯片封装中均有应用。先进制程的发展将刺激铜靶、钽靶的需求量增加,而汽车电子所需的功率芯片通常 110nm 以上制程即可满足,铝靶、钛靶将受益于汽车电子发展。三、国产替代现状靶材市场主要被世界巨头垄断,国产公司成长迅速。由于溅射镀膜工艺起源于国外,国外靶材公司相较于国内拥有更长时间的成长历史和技术积淀,在靶材市场处于主导地位,根据华经产业研究院数据,截至 2021 年,美日头部靶材企业占据了全球市场的 80%,其中 日矿金属、霍尼韦尔、东曹和普莱克斯分别占比30%、20%、20%和 10%。国内企业虽然处于国产替代初期,但头部厂商成长迅速,目前江丰电子、有研新材、阿石创、隆华科技等在下游各领域头部企业均打开了一定市场,市场份额在1%-3%左右,但是中国大部分靶材行业企业主要生产的是低附加值的中低档产品,产品呈现多品种、小批量、生产周期长的特点,未来还有很大的空间。国家政策推进靶材发展,推动靶材国产化。近年来,国家不断出台新的政策法规,来推动靶材行业国产化的发展,特别是集成电路产业的靶材国产化。2021年颁布的《“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要》中,重点提到了集成电路攻关方面,高纯靶材为重点攻关方向之一,国家政策的大力扶持进一步助力靶材产业的国产替代发展。四、投资方向个人认为,在品种方面,3nm制程量产,晶圆制造朝着更小的制程方向发展,铜和钽靶材的需求有望提高。下图是主流靶材公司的汇总。
短期的投资更多是靠技术面和资金面,但如果看向未来长期投资,靶材无疑也是比较优质的赛道,和光刻胶一样,也是受美、日所制约,国产替代的紧迫性会更加强烈
半导体材料机会:硅片
一、基本知识硅片是半导体器件的主要载体,在半导体材料占比最高。硅基半导体材料是目前产量最大、应用最广的半导体材料。硅片位于半导体制造产业链上游。在半导体制造产业链中,硅片是基础材料,位于制造产业链的上游,集成电路结构是以硅片为基础搭建而成的,硅片是芯片制造的核心原材料。应用最广的三类硅片是抛光片、外延片与以 SOI 硅片。抛光片直接用于制作半导体器件,广泛应用于存储芯片与功率器件等,也可作为外延片、SOI 硅片的衬底材料;外延片是由抛光片经过外延生长而形成,常在CMOS 电路中使用,如通用处理器芯片、图形处理器芯片等,也应用于应用于二极管、IGBT 等功率器件的制造;SOI 硅片是由抛光片经过氧化、键合或离子注入等工艺处理后形成,具备耐高压、耐恶劣环境、低功耗、集成度高等特点,主要应用于智能手机、WiFi 等无线通信设备的射频前端芯片,也应用于功率器件、传感器、硅光子器件等芯片产品,价格是一般硅片的 4-5 倍。下图是不同尺寸硅片的应用领域。
二、市场前景2015年至2020年,我国半导体市场规模从824亿美元增长至 1638 亿美元,年均复合增长率约为 14.74%。2021 年,我国半导体市场销售额达到 1925亿美元。历史上半导体行业的年均增速高于电子系统整体市场,主要驱动力是电子系统中使用的半导体的含量不断增加。比如随着全球手机、汽车和个人电脑出货量增长趋于成熟和放缓,电子系统市场 2011-2021 年的年均复合增长率为3.5%,而半导体行业 2011-2021 年的年均复合增长率为 6.5%。根据IC Insights 的数据,2021年电子系统中的半导体含量提高到了 33.2%,创历史新高,同时预期终值将超过40%。在半导体含量推动作用下,硅片出货面积呈上升趋势,根据SEMI 的数据,2021 年全球硅片出货面积 141.65 亿平方英寸,创历史新高。下图是各尺寸半导体需求量图,可以看出大尺寸硅片逐渐成为市场主流。
根据摩尔定律,集成电路上的晶体管每隔 18 个月要翻一倍,相对应的成本就下降一半,而大尺寸硅片能够提高单个硅片上集成的芯片数量,芯片尺寸越小,硅片尺寸越大,单个芯片的制造成本越低,可以显著降低边际成本。因此,制程的不断缩小推动硅片向大尺寸发展。根据IC insight 预测,2021-2024年,全球芯片制造产能中 10nm 以下制程占比迅速上升。2021 年,10nm 以下制程占比为 16%,2024 年将上升至 29%,而先进制程基本是以12 英寸硅片为主,先进制程的发展将刺激 12 英寸硅片需求。三、国产替代现状2018年我国半导体硅片市场 规模为172.1亿元人民币,2021年达到250.5亿。根据测算,2021年国内市场仍有130亿元人民币依赖进口,国产替代空间巨大。未来随着国内半导体产业的发展和产业生态的持续完善,市场规模将进一步扩大,预计到2025年我国半导体硅片市场规模将超过400亿元人民币。目前国内 8 in 硅片技术已可以满足国内需求,正处于产能释放阶段,国产化率不断提高;12 in硅片已批量进入市场,技术水平逐步提高,产业配套能力显著增强。而目前我国功率芯片用重掺 8 in 硅片、12 in 硅片技术水平与国际水平相当,逻辑芯片、存储芯片等各类半导体需求的硅片技术水平达到28 nm半导体制程要求,实现批量供货,先进制程用硅片得到验证和应用。从芯片法案中看,在硅片制造方面,供应我国半导体硅片产业所需关键检测设备、关键零部件、关键原辅材料供应可能受影响,关键人才引进难度更大,同时产品进入美国等供应体系预计将受到较大限制,国内硅片企业在国际上的竞争力受到影响。国内企业的产业规模、技术水平、盈利能力等方面与国际领先企业仍存在很大差距。从产业规模看,国外几家大厂的12 in硅片产能在100万片/ 月以上,而且连续多年稳定出货,技术水 平可以覆盖全部下游技术节点,产品种类包括抛 光片、外延片、退火片等,可以满足所有半导体产品需要,综合毛利率长期保持在40%以上,具有稳定良好的盈利能力。截止2022年年底,国内企业目前单一产出不超过30万片/月,先进制程产品仍以研发为主,技术水平与国外领先水平尚有较大差距,产品品种少,质量稳定性仍需提高,中国企业 的12 in硅片尚未进入三星等全球前10的半导体芯片制造公司。目前12 in 硅片制造所需关键颗粒测试设备、最终抛光液、包装片盒等关键设备和原辅材料依然依赖进口,国内企业差距大,存在被“卡脖子”风险,产业链安全存在一定风险,这些因素也导致 12 in 硅片产业关键环节投资大、运行成本高。已国产化设备、原辅材料的质量性能仍有差距,在12 in硅片产线的推广使用少,制约国内12 in硅片产业的竞争力。四、投资方向目前,上海硅产业集团股份有限公司 12 in 硅片已实现批量供货,规划在现有每月30万片产能基础上再增30万片产能,同时每年新增312万片8 in半导体抛光片产能。TCL中环新能源科技股份有限公司在12 in硅片17万片/月、8 in硅片75万片/ 月产能基础上,规划到2023年年底建成12 in硅片60万片/月、8 in硅片100万片/月的产能。浙江立昂微电子股份有限公司已建成 8 in 抛光片27万片/月,12 in硅片15万片/月的产能,在建年产 180万片12 寸硅片、年产 12万片8 in 硅片项目。杭州中欣晶圆半导体股份有限公司已建成 400万片/月8 in硅片产能,在建年产120万片8 in、年产24万片12 in外延片项目。有研半导体硅材料股份公司完成了集成电路大硅片产业基地建设,8 in硅片批量供货,其30万片/月12 in硅片规模化产线正在建设。在大硅片上,我国各大产商都在快速布局,虽然种类较少,稳定性较差,但相对于其他分支而言发展较快,目前主要受制于制造硅片的设备和材料存在被禁止出口的风险,而硅片作为半导体的基石,如果缺少硅片,相当于整个产业链瘫痪,其重要性不言而喻,目前主要相关公司估值和价格都不是很高,可能是个不错的布局机会我会在
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