半导体材料国产化的黄金时代,是由行业景气度上行、材料赛道拥挤程度低、国产替代加速三重逻辑叠加开启的。终端景气沿电子产业链逐级向上传导,从品牌厂商到组装、模组,再到芯片设计、制造封测,最终抵达设备与材料端;全球半导体月度销售额从负增长修复至20%以上增速,晶圆厂产能利用率攀升、前道设备开支从550亿美元升至1060亿美元(2022E),供给压力随之传导至材料环节。与此同时,材料环节壁垒高、关注度低,叠加贸易摩擦与供给紧张推动国产替代明显提速,共同构成了材料端黄金时代的开启逻辑。

景气传导:压力如何一步步来到材料端

电子产业链条长,终端景气向上传导需要时间。全球半导体月度销售额在2019年一度录得-16%的同比降幅,此后逐季修复,到2021年多数月份同比增速已回升至20%以上(数据来源:WSTS,中金公司)。

景气回升直接体现为晶圆厂超负荷运转。中芯国际产能利用率从19Q1的89.0%升至21Q2的100.5%,联电同期从83.0%升至100.0%,华虹则从87.0%升至109.5%(资料来源:各公司财报,长城证券研究院)。

晶圆厂随之加大资本开支,设备环节业绩率先爆发。全球晶圆厂前道设备开支从2019年的550亿美元,增至2020年630亿美元、2021年900亿美元,2022E达1060亿美元(资料来源:SEMI,华创证券)。

材料与设备虽同属制造上游,但节奏存在分化:晶圆厂要先搬入设备、完成调节测试,才会开始跑硅片等材料,因此材料环节的业绩爆发一般落后于设备两到三个季度。以12英寸硅片为例,新增产能有限,下游晶圆厂持续消耗库存,到四季度库存周转天数已只剩1个月;进入2022年后更多晶圆厂投产,硅片消耗量直线上升,进一步加剧供给紧张。硅片巨头胜高(SUMCO)认为供需失衡至少持续到2023年底,并计划将长约价格提高30%。

拥挤度低与国产替代加速:另外两个关键拐点

材料赛道的拥挤程度相对较低,根源在于行业壁垒高出许多。欧美主流分析师大多没有覆盖半导体材料公司,一是壁垒太高,二是行业内公司大部分集中在日本,缺乏接触机会。也正因如此,半导体材料被戏称为国产替代的最后一块,此前少人问津,赛道拥挤程度不高。

国产替代的加速则更为直观。国家提出的目标是到2025年半导体设备和材料国产化率达到50%-70%,而目前无论设备还是材料,距离这一目标都还有很大差距。以国产化率最低的半导体光刻胶为例,K胶和A胶的国产化率只有1%。

验证节奏的变化同样明显:过去一款光刻胶产品从研发立项到完成认证一般需要2-3年,晶圆厂对国产光刻胶的验证并不积极;如今晶圆厂不仅加快验证,还会派出技术人员与光刻胶企业合作改进,新产品量产时间缩短到6个月左右。

材料市场的基本盘

随着终端电子设备含硅量提升与半导体工艺升级,半导体材料需求快速增长。据SEMI统计,2021年全球半导体材料市场规模达643亿美元,同比增速15.9%;其中晶圆制造材料400亿美元,封装材料230亿美元(资料来源:SEMI,华创证券)。受益于产业链转移趋势,国内半导体材料增速更高,2021年同比增长22%,达到119.3亿美元。

从细分品类看,硅片规模最大,特种气体在每个环节均有应用、规模仅次于硅片,之后是光掩模、CMP材料与光刻胶等。行业的核心看点在于技术:资金与认证的约束正在缓解,谁先突破技术壁垒并成功量产,谁就掌握主动权。

常见问题

半导体材料国产化为什么被称为“国产替代的最后一块”?

因为材料环节的行业壁垒明显高于其他环节,且全球材料公司大部分集中在日本,长期关注度偏低。正因如此,这一环节此前少人问津,赛道拥挤程度不高,国产化推进也相对更晚。

材料环节的业绩为什么会晚于设备环节?

晶圆厂盖完厂房后,需要先把设备搬入并经过一定调节测试,才会开始跑硅片和其他材料。因此材料环节的业绩爆发一般落后于设备两到三个季度,供给压力也是逐步传导至材料端的。

国产替代加速最直观的信号是什么?

一是政策目标与现实国产化率之间的差距,例如国产化率最低的半导体光刻胶,K胶和A胶国产化率只有1%;二是验证节奏的变化,光刻胶认证周期从2-3年缩短到6个月左右,晶圆厂还会派技术人员与材料企业合作改进。