半导体材料处于电子产业链最上游,终端景气向上传导通常需依次经过组装、模组、设计、制造封测,再到设备与半导体材料,因此半导体材料业绩爆发一般落后设备两到三个季度。随着新建晶圆厂陆续投产,供给压力正逐步传导至材料端:以12英寸硅片为例,下游晶圆厂持续消耗库存,库存周转天数一度降至约1个月。叠加材料赛道拥挤程度较低、国产替代加速,国产半导体材料正迎来被业内称为"黄金时代"的发展窗口。
景气传导:终端复苏如何一步步走到材料端
电子产业链条较长,终端景气度向上传导需要时间,顺序大致是:终端品牌厂商→组装厂→模组厂→芯片设计→芯片制造与封测→设备与材料。从全球半导体月度销售额看,行业自2019年下半年开始复苏,此后逐季回升,行业缺芯在随后阶段达到高潮(数据来源:WSTS,中金公司)。
景气高点之后,晶圆代工厂产能利用率随之攀升。中芯国际、联电、华虹三家代工厂的产能利用率在19Q1至21Q4区间内整体走高,其中华虹在21Q3达到111.0%(资料来源:各公司财报,长城证券研究院)。晶圆厂加大资本开支后,设备环节率先受益——全球晶圆厂前道设备开支从2019年的550亿美元逐年抬升至2022E的1060亿美元(资料来源:SEMI,华创证券)。
设备与材料同属制造环节上游,但节奏仍有分化:晶圆厂建完厂房要先导入设备,经调节测试后才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设备两到三个季度。
供给压力已传导至材料端
随着新建设的晶圆厂投产,供给压力逐渐来到材料端。以12英寸硅片为例,由于新增硅片产能有限,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(资料来源:SUMCO,国盛证券研究所)。进入2022年后,更多晶圆厂开始投产,硅片消耗量直线上升,进一步加剧供给紧张,硅片现货价格持续上涨。硅片巨头胜高(SUMCO)认为,供需失衡情况至少要持续到2023年底,并计划将长约价格提高30%。
国产替代:从验证提速到成长空间
政策目标方面,国家提出到2025年半导体设备和材料的国产化率要达到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胶的国产化率仅1%,若要实现50%-70%的目标,意味着未来几年要增长五六十倍,材料的成长空间由此可见(资料来源:前瞻产业研究院,方正证券研究所整理)。
短期来看,国际贸易摩擦及日本地震导致国内材料供给减少,供需缺口进一步扩大,国内晶圆厂对自主可控的需求高涨。据徐州博康高管在调研中透露,以往一款光刻胶产品从研发立项到完成认证一般需要2-3年,如今晶圆厂不仅加快验证,还会派技术人员与光刻胶企业合作改进,新产品量产时间已缩短到6个月左右。
从市场规模看,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%;国内半导体材料销售额同比增长22%,达到119.3亿美元(资料来源:SEMI,华创证券)。国内材料销售额占全球比例约20%,低于设备占比(约30%),主因是国内已投产产能相对较少——这也意味着,随着新建产能逐步落地,材料需求有望进一步增长。
常见问题
半导体材料业绩为什么通常落后设备两到三个季度?
因为晶圆厂盖完厂房后,要先把设备放进去,经过一定调节测试之后,才会开始跑硅片和其他材料。设备采购在前、材料消耗在后,这一工序顺序决定了材料环节的业绩爆发一般落后设备两到三个季度。
12英寸硅片库存周转天数降至约1个月意味着什么?
这反映下游晶圆厂在持续消耗库存、新增硅片产能有限。进入2022年后更多晶圆厂投产,硅片消耗量直线上升,供给紧张进一步加剧,硅片现货价格持续上涨,供需失衡被判断至少要持续到2023年底(资料来源:SUMCO,国盛证券研究所)。
国产半导体材料当前最大的成长空间在哪里?
一是国产化率提升空间大,以光刻胶为例,K胶和A胶国产化率仅1%,距离50%-70%的政策目标差距明显;二是认证明显提速,产品量产周期从2-3年缩短至约6个月;三是材料赛道壁垒高、拥挤程度低,具备技术突破与量产能力的厂商更容易掌握主动权。