晶圆厂产能利用率超100%,意味着供给紧张的压力已经传导至半导体材料端,材料环节的景气度正进入上行通道。以华虹为例,其产能利用率在2021年三季度达到111.0%,同期中芯国际为100.5%、联电为100.0%,晶圆厂超负荷运转直接拉动了硅片等上游材料的消耗。但半导体材料的供需并非线性外推,其节奏受晶圆厂扩产周期、材料库存周期以及国产替代进度三重因素交织影响,把握拐点的关键在于理解“设备先行、材料跟进”的传导时滞。
供需传导:材料业绩爆发滞后设备两到三个季度
半导体产业链较长,景气度从终端品牌向上游传导需要时间。晶圆厂先加大资本开支采购设备,设备进场并完成调节测试后,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于设备两到三个季度。以12英寸硅片为例,由于新增产能有限,下游晶圆厂一度持续消耗库存,库存周转天数已降至较低水平;随着更多晶圆厂投产,硅片消耗量直线上升,供需失衡加剧,硅片现货价格持续上涨。硅片巨头胜高(SUMCO)认为,供需失衡的情况至少要持续到2023年底,并计划将长约价格提高30%。
从全球晶圆厂前道设备开支看,2021年为900亿美元,2022年预计增至1060亿美元(数据来源:SEMI,华创证券)。设备开支的持续高企,预示着后续投产产能将陆续释放,对材料的需求也将同步放大。
库存周期与产能投放:材料端“量价齐升”的节奏
半导体材料的库存周期是判断供需拐点的关键指标。当晶圆厂产能利用率超过100%时,意味着其在满负荷甚至超负荷运转,对上游材料的采购量将刚性增长。此时,材料企业的业绩弹性最大,因为量的增长(晶圆厂扩产)与价的支撑(供需紧张)形成共振。
但需要注意的是,产能投放存在节奏差异。晶圆厂盖完厂房、放入设备、调试完成后才会开始消耗材料,因此新建产能的投产节奏决定了材料需求的释放时点。2021年全球半导体月度销售额同比增速持续走高,从年初的15%攀升至11月的29%(数据来源:WSTS,中金公司),终端需求的高景气为晶圆厂扩产提供了动力,也为材料需求奠定了基本盘。
国产替代加速:认证周期缩短带来确定性增量
除了周期因素,半导体材料还有一条独立的成长逻辑——国产替代。在贸易摩擦和供给紧张的影响下,国内晶圆厂对自主可控的需求高涨,材料认证时间明显提速。此前一款光刻胶产品从研发立项到完成认证一般需要2-3年,而现在晶圆厂不仅加快验证,还会派出技术人员与材料企业合作改进,新产品量产时间缩短至6个月左右。这意味着,有技术实力的国产材料厂商有望在这一轮扩产周期中更快兑现业绩。
从市场空间看,2021年全球半导体材料市场规模达到643亿美元,同比增长15.9%;国内市场达119.3亿美元,同比增长22%(数据来源:SEMI,华创证券),国内增速显著高于全球。其中硅片是规模最大的细分品类,占比32.9%,特种气体以14.1%紧随其后(数据来源:中商产业研究院,华创证券)。
常见问题
产能利用率超过100%是常态吗?
不是。超过100%意味着晶圆厂在超负荷运转,通常是短期供需严重错配的信号。随着新建产能陆续投产,产能利用率会逐步回归合理区间,但在此之前,材料端的旺盛需求仍将延续。
如何判断半导体材料的周期拐点?
关注两个信号:一是晶圆厂的资本开支节奏,设备投入高峰过后,材料需求将滞后两到三个季度释放;二是材料库存周转天数,当库存从低位开始回补时,往往对应材料价格的上涨周期。
国产材料的成长空间有多大?
以国产化率最低的半导体光刻胶为例,K胶和A胶的国产化率仅有1%,而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%,这意味着巨大的替代空间。认证周期的缩短,正在加速这一进程。