半導體產(chǎn)業(yè)將成為中國資本市場未來三年最重要的投資方向之一,而半導體材料作為半導體產(chǎn)業(yè)的直接上游,從目前國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看,其差距甚至大于芯片設(shè)計及制造環(huán)節(jié),未來具備巨大的國產(chǎn)替代空間。
01 半導體材料市場規(guī)模
根據(jù)SEMI,2017年全球半導體材料銷售額為469億元,增長9.6%,晶圓制造材料和封裝材料總額分別為278億美元和191億美元,同比分別增長12.7%和5.4%。同期全球半導體銷售額增長21.6%,中國臺灣地區(qū)以103億美元連續(xù)第八年成為全球最大的半導體材料買家的頭銜。中國大陸第二,其次是韓國和日本。中國臺灣、中國大陸、歐洲和韓國市場收入增長最大,而北美、日本、世界其它地區(qū)材料市場經(jīng)歷了個位數(shù)的增長(世界其他地區(qū)定義為新加坡、馬來西亞、菲律賓、南洋的其他地區(qū)和較小的全球市場)。
02 半導體材料發(fā)展前景
目前在本土產(chǎn)線上國產(chǎn)材料的使用率不足15%,且部分產(chǎn)品面臨嚴重的專利技術(shù)封鎖。當前國內(nèi)半導體材料的發(fā)展正在快速迎來突破,在過去十年,以02專項、863計劃為代表的產(chǎn)業(yè)政策推動了半導體材料從0到1,本土半導體材料企業(yè)數(shù)量大幅增長。
以江豐電子的靶材、安集微電子的研磨液為代表的國產(chǎn)半導體材料進入主流晶圓制造產(chǎn)線,并實現(xiàn)了中大批量供貨。雖然目前產(chǎn)業(yè)總體正處于起步階段,但預測未來五年內(nèi)即將成為半導體材料產(chǎn)業(yè)從量變到質(zhì)變的五年。
就半導體材料而言,主要應(yīng)用領(lǐng)域集中在晶圓制造與芯片封裝環(huán)節(jié)。在晶圓制造以及封裝材料中,硅片和封裝基板分別是規(guī)模占比最大的細分子行業(yè),占比達1/3以上。
國內(nèi)半導體工業(yè)的相對落后導致了半導體材料產(chǎn)業(yè)起步較晚,受到技術(shù)、資金以及人才的限制,國內(nèi)半導體材料產(chǎn)業(yè)總體表現(xiàn)出數(shù)量偏少、企業(yè)規(guī)模偏小、技術(shù)水平偏低、以及產(chǎn)業(yè)布局分散的特征。
以靶材為例,目前國內(nèi)靶材廠商主要集中在低端產(chǎn)品領(lǐng)域進行競爭,在半導體、液晶顯示和太陽能電池等市場還無法與國際巨頭全面抗衡。再如半導體材料中價格最高、占比最大的硅片,2017年全球各企業(yè)硅片的占有率為:日本信越化學份額28%,日本SUMCO份額25%,臺灣環(huán)球晶圓份額17%,德國Siltronic份額15%,韓國LG9%。這五家合計占了全球94%的份額。
伴隨國內(nèi)代工制造生產(chǎn)線、存儲器生產(chǎn)線、以及封裝測試線的持續(xù)大規(guī)模建設(shè),國內(nèi)半導體材料市場規(guī)模快速增長。同時,依靠產(chǎn)業(yè)政策導向、產(chǎn)品價格優(yōu)勢本土企業(yè)已經(jīng)在國內(nèi)市場占有一定的市場份額,并逐步在個別產(chǎn)品或細分領(lǐng)域擠占國際廠商的市場空間。
03 半導體材料投資前景
(一)中國本土半導體材料崛起,細分領(lǐng)域正在快速突破
總體來看,根據(jù)我國半導體材料細分產(chǎn)品競爭力,可以把我國半導體材料產(chǎn)業(yè)分為三大梯隊。
第一梯隊:靶材、封裝基板、CMP拋光材料、濕電子化學品,引線框等部分封裝材料。部分產(chǎn)品技術(shù)標準達到全球一流水平,本土產(chǎn)線已實現(xiàn)中大批量供貨。一方面看好未來3年龍頭公司伴隨本土產(chǎn)能擴大以及技術(shù)突破下業(yè)績高速成長,另一方面有望作為大基金率先介入的細分領(lǐng)域,在海外人才引入、產(chǎn)業(yè)鏈整合、海外并購都方面得到跨越式發(fā)展。
第二梯隊:電子氣體、硅片、化合物半導體、掩模版。個別產(chǎn)品技術(shù)標準達到全球一流水平,本土產(chǎn)線已小批量供貨或具備較大戰(zhàn)略意義,因此政策支持意愿強烈。硅片作為晶圓制造基礎(chǔ)原材料,推動硅片的發(fā)展體現(xiàn)了國家意志。
第三梯隊:光刻膠。技術(shù)和全球一流水平存在較大差距,目前基本未實現(xiàn)批量供貨。
細分領(lǐng)域來看,部分產(chǎn)品已實現(xiàn)自產(chǎn)自銷。其中,國內(nèi)半導體材料在靶材、封裝基板、研磨液等細分領(lǐng)域產(chǎn)品已經(jīng)取得較大突破,部分產(chǎn)品技術(shù)標準達到全球一流水平,本土產(chǎn)線已基本實現(xiàn)中大批量供貨。
(二)半導體制造與封測產(chǎn)能轉(zhuǎn)移打開上游材料國產(chǎn)替代空間
半導體晶圓制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移趨勢確定,中國本土產(chǎn)能放量在即。本土晶圓代工產(chǎn)能放量在即,半導體制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移趨勢明確。一方面包括臺積電、聯(lián)電、GlobalFoundries等在內(nèi)的多家海外晶圓代工企業(yè)將在大陸投放產(chǎn)線。另一方面國內(nèi)晶圓代工廠包括中芯國際、華力微電子等在未來兩年內(nèi)也將有多條產(chǎn)線投產(chǎn)。根據(jù)SEMI統(tǒng)計,預計在2017-2020之間全球?qū)⒂?2座晶圓廠投產(chǎn),其中26座晶圓廠來自中國大陸,僅2018年大陸就會有13座晶圓廠建成投產(chǎn)。
目前大陸晶圓代工產(chǎn)能位居全球第2,2017年市占率將近15%。當前大陸共有50余條集成電路生產(chǎn)線,分布于北京、上海、天津、西安、廈門、以及合肥等多個城市。未來在中芯國際、華力微電子、臺積電、聯(lián)芯、晶合、萬國AOS、德科瑪、以及紫光等持續(xù)投入12寸晶圓廠產(chǎn)線,加上德科瑪、中芯國際、士蘭微、以及Silex于8寸晶圓廠的產(chǎn)能擴充后,大陸晶圓代工產(chǎn)能占全球的比重將快速提升。
中國大陸封測業(yè)增長顯著高于全球水平,行業(yè)龍頭海外并購加速。目前,全球封測產(chǎn)業(yè)基本形成中國臺灣、美國、中國大陸三足鼎立格局。臺灣仍是全球芯片封測代工實力最強的區(qū)域,占據(jù)一半以上市場份額。而美國由于眾多IDM龍頭企業(yè)用于自己的封測部門,因此也是全球封測產(chǎn)業(yè)的重要參與者。同時,隨著近年大陸封測企業(yè)的崛起,全球封測業(yè)格局已經(jīng)形成臺灣、美國、大陸三足鼎立格局。
在成本以及產(chǎn)業(yè)配套優(yōu)勢的驅(qū)動下,幾乎全球主要的IDM和封測廠商都在中國紛紛設(shè)立封裝工廠,同時本土封測龍頭長電、華天、通富也取得快速發(fā)展。我國封測企業(yè)也通過海內(nèi)外并購不斷擴大公司規(guī)模,比如,長電科技收購新加坡封測廠星科金朋,華天科技收購美國FCI,通富微電收購AMD蘇州和檳城封測廠,以及晶方科技則購入英飛凌智瑞達部分資產(chǎn)等。目前,長電、華天、通富已經(jīng)位居全球封測代工前十。
04 關(guān)于半導體材料投融資的幾點思考
各地發(fā)展集成電路的出發(fā)點多是對標國際一流水準,那么就要與海外巨頭正面競爭,但這其實很難。因此,思路要有創(chuàng)新。
(一)創(chuàng)新國際并購思路
并購投資不能零打碎敲,需要進行結(jié)構(gòu)性安排。我國臺灣地區(qū)從二十世紀七十年代末八十年代初開始發(fā)展半導體,臺積電創(chuàng)始人張忠謀提出從做集成電路代工起步,把自己掛在美國硅谷這個芯片設(shè)計的“火車頭”上,自己做“火車頭”后面的“車廂”,美國跑得快,臺灣地區(qū)也跟著快,二者不是競爭關(guān)系。這是臺灣集成電路代工快速崛起的原因,屬于模式創(chuàng)新。在并購投資模式方面,需形成整合型投資、嫁接型投資和引進型投資等多種運作方式。同時,也需要根據(jù)不同的國家和地區(qū),采取不同的并購策略。比如,歐美對我國收購比較敏感,那么可以跟他們在中國開設(shè)合資公司。
(二)發(fā)揮風險投資基金的作用
中小企業(yè)永遠是最有創(chuàng)新活力的企業(yè),這一結(jié)論普遍適用,半導體行業(yè)也不例外。在今天動輒數(shù)十億、成百上千億規(guī)模的半導體產(chǎn)業(yè)投資基金背景下,風險投資的模式對中國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展依然至關(guān)重要。硅谷的崛起正是依靠半導體產(chǎn)業(yè)的崛起,而半導體公司的起步很大的程度上依賴于風險投資。因此,要繼續(xù)鼓勵推動風投在集成電路產(chǎn)業(yè)的布局。
(三)優(yōu)先突破重點領(lǐng)域
1.應(yīng)用半導體材料龍頭迎來發(fā)展機遇
絕緣柵雙極型晶體管為新能源汽車的核心,工控、動車也具潛力。目前在新能源汽車中,最有提升空間的當屬電機驅(qū)動部分,電機的技術(shù)水平直接影響整車的性能和成本,而電機驅(qū)動部分最核心的元件當屬絕緣柵雙極型晶體管,其成本占到整個成本的7-10%。并且在充電樁、工業(yè)控制、白色家電、軌道交通等領(lǐng)域,也需要絕緣柵雙極型晶體管進行變頻、整流。國內(nèi)企業(yè)加速突破,有望擺脫對外依賴的局面。國內(nèi)功率器件市場基本上由國外企業(yè)壟斷,國內(nèi)企業(yè)目前在中低端市場已經(jīng)開始突破,通過并購、強強聯(lián)合等,調(diào)整和完善自身產(chǎn)品線,以獲取更大的優(yōu)勢。國外企業(yè)退出低端市場,給國內(nèi)企業(yè)也帶來了一些機遇。
以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體材料以其優(yōu)異的性能,是未來的發(fā)展方向。碳化硅主要使用在高壓電路中,而氮化鎵更適合在低壓高頻領(lǐng)域。第三代半導體的應(yīng)用,有望成為功率半導體增長新的推動力之一。
2.硅片和硅基材料為集成電路晶圓制造占比最大的基礎(chǔ)材料
硅片至少占到了全球半導體材料市場的30%以上,而且從2016年開始,硅片瘋狂漲價,截止到目前價值比例還在上升。目前8英寸和12英寸硅片是市場的主流,尤其是12寸硅片是絕對的主力硅片,在制作大硅片過程中,由于對倒角、精密磨削等加工工藝要求很高,因此對良率是非常大的挑戰(zhàn)。也因為此,我國在2017年之前,只能在4-6英寸的硅片產(chǎn)量上滿足國產(chǎn)需要,2016年國產(chǎn)8英寸硅片只能滿足大約10%的需求量,而在主流的12英寸大硅片領(lǐng)域還是空白。
由于硅片制造行業(yè)極高的技術(shù)壁壘,加上中國技術(shù)發(fā)展起步較晚,導致中國本土國產(chǎn)率相當?shù)汀=鼇韥韲以谡吆唾Y本等各方面給予大力支持,中國本土企業(yè)在市場、政策、資金的推動下開始快速發(fā)展,未來有望逐步實現(xiàn)國產(chǎn)替代。預計到2020年我國對12英寸大硅片的需求是100萬片/月,目前新昇半導體、中環(huán)股份、重慶超硅、京東方和其他公司的產(chǎn)能之和都已經(jīng)超過100萬片/月。同時國內(nèi)各大公司都已經(jīng)相繼掌握了半導體硅片制造技術(shù),正在不斷上量。硅片作為大多數(shù)半導體器件的基礎(chǔ)核心材料,其自主可控在中國的高端制造領(lǐng)域具有非凡的國家戰(zhàn)略意義。因此合理的估計,半導體產(chǎn)業(yè)使用的8英寸和12英寸大硅片在3-5年之內(nèi)基本實現(xiàn)自主可控是可以預期的,這意味著半導體材料產(chǎn)業(yè)價值最高的硅片,中國將會逐漸搶占全球份額。