半导体材料各环节都有国内企业参与供应，对半导体材料产业链进行了全面的梳理，并整理了国内半导体材料产业链投资图谱。将半导体材料按照晶圆片的制造流程分为基体材料、制造材料、封装材料三大部分，国内企业基本上参与了半导体材料产业链上各环节的供应。

全球半导体材料市场规模巨大，但基本由外企主导2018年全球半导体产业规模达4373亿美元，其中半导体材料规模达519亿美元，大陆地区半导体产业规模达1220亿美元，其中半导体材料规模达84.4亿元。大陆地区半导体产业占全球总量的28%，半导体材料占全球总量的16%。欧美、日韩和台湾等地区的半导体产业发展较早，全球半导体材料仍主要由海外企业所主导，国内企业目前还处于起步阶段，参与产业链的程度普遍较低。

乘国产化之风，半导体材料进口替代成必然趋势目前全球半导体制造业正处于向大陆地区转移的历史大变革当中，国内半导体材料产业面临巨大的历史机遇。目前我国半导体材料的国产化率仅约20%，未来国内半导体材料市场需求随晶圆制造产能的持续扩张仍有较大的规模增长。参考锂电池材料为例，在政策推动下国内动力锂电池需求急速增长，巨量市场需求引导下，锂电池四大材料在2017年就基本实现国产化替代。我们看好在巨大的半导体市场需求刺激下，国内半导体材料顺利完成进口替代将成必然趋势。

半导体产业链可以大致分为设备、材料、设计等上游环节、中游晶圆制造，以及下游封装测试等三个主要环节。半导体材料是产业链上游环节中非常重要的一环，在芯片的生产制造中起到关键性的作用。根据半导体芯片制造过程，一般可以把半导体材料分为基体、制造、封装等三大材料，其中基体材料主要是用来制造硅晶圆半导体或者化合物半导体，制造材料则主要是将硅晶圆或者化合物半导体加工成芯片的过程中所需的各类材料，封装材料则是将制得的芯片封装切割过程中所用到的材料。

1.基体材料

根据芯片材质不同，分为硅晶圆片和化合物半导体，其中硅晶圆片的使用范围最广，是集成电路IC制造过程中最为重要的原材料。

硅晶圆片全部采用单晶硅片，对硅料的纯度要求较高，一般要求硅片纯度在99.9999999%（9N）以上，远高于光伏级硅片纯度。先从硅料制备单晶硅柱，切割后得到单晶硅片，一般可以按照尺寸不同分为6-18英寸，目前主流的尺寸是8英寸（200mm）和12英寸（300mm），18英寸（450mm）预计至少要到2020年之后才会逐渐增加市场占比。全球龙头企业主要是信越化工、SUMCO、环球晶圆、Silitronic、LG等企业。

相关上市公司主要有：上海新阳、晶盛电机、中环股份、保利协鑫（港股）

化合物半导体主要指砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）等第二、第三代半导体，相比第一代单质半导体（如硅（Si）、锗(Ge）等所形成的半导体），在高频性能、高温性能方面优异很多。三大化合物半导体材料中，GaAs占大头，主要用在通讯领域，全球市场容量接近百亿美元；GaN的大功率和高频性能更出色，主要应用于军事领域，目前市场容量不到10亿美元，随着成本下降有望迎来广泛应用；SiC主要作为高功率半导体材料，通常应用于汽车以及工业电力电子，在大功率转换领域应用较为广泛。

相关公司主要有：三安光电、海威华芯

2.制造材料

抛光材料

半导体中的抛光材料一般是指CMP化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing）过程中用到的材料，CMP抛光是实现晶圆全局均匀平坦化的关键工艺。CMP抛光的原理是是在一定压力下及抛光浆料存在下，被抛光工件相对于抛光垫做相对运动，借助于纳米粒子的研磨作用与氧化剂的腐蚀作用之间的有机结合，在被研磨的工件表面形成光洁表面。

抛光材料一般可以分为抛光垫、抛光液、调节器和清洁剂，其中前二者最为关键。抛光垫的材料一般是聚氨酯或者是聚酯中加入饱和的聚氨酯，抛光液一般是由超细固体粒子研磨剂（如纳米级二氧化硅、氧化铝粒子等）、表面活性剂、稳定剂、氧化剂等组成。根据SEMI和IC Mtia数据，2016年全球抛光材料的市场规模大约16.1亿美元，其中国内市场规模约23亿元。全球抛光垫市场几乎被陶氏垄断，抛光液市场则主要由日本的Fujimi和HinomotoKenmazai，美国的卡博特、杜邦、Rodel、EKA，韩国的ACE等企业占领绝大多数市场份额。

相关上市公司主要有：鼎龙股份（抛光垫）、安集科技（抛光液）

掩膜版

掩膜版通常也被称为光罩、光掩膜、光刻掩膜版，是半导体芯片光刻过程中的设计图形的载体，通过光刻和刻蚀，实现图形到硅晶圆片上的转移。掩膜版通常根据需求不同，选择不同的玻璃基板，一般是选择低热膨胀系数、低钠含量、高化学稳定性及高光穿透性等性能的石英玻璃为主流，在上面镀厚约100nm的不透光铬膜和厚约20nm的氧化铬来减少光反射。根据SEMI和IC Mtia数据，2018年全球半导体掩膜版的市场规模大约33.2亿美元，其中国内市场规模约59.5亿元。全球生产掩膜版的企业主要是日本的TOPAN、大日本印刷、HOYA、SK电子，美国的Photronic等。

相关上市公司主要有：菲利华、石英股份、清溢光电

湿电子化学品

湿电子化学品，也通常被称为超净高纯试剂，是指用在半导体制造过程中的各种高纯化学试剂。按照用途可以被分为通用化学品和功能性化学品，其中通用化学品一般是指高纯度的纯化学溶剂，例如高纯的去离子水、氢氟酸、硫酸、磷酸、硝酸等较为常见的试剂。在制造晶圆的过程中，主要使用高纯化学溶剂去清洗颗粒、有机残留物、金属离子、自然氧化层等污染物。功能性化学品是指通过复配手段达到特殊功能、满足制造过程中特殊工艺需求的配方类化学品，例如显影液、剥离液、清洗液、刻蚀液等，经常使用在刻蚀、溅射等工艺环节。

根据SEMI和IC Mtia数据，2016年全球湿电子化学品的市场规模大约11.1亿美元，其中国内市场规模约14亿元。全球市场主要由欧美和日本企业主导，其中德国的巴斯夫和HenKel、美国的Ashland、APM、霍尼韦尔、ATMI、Airproducts、日本的住友化学、宇部兴产、和光纯药、长濑产业、三菱化学等公司。

相关上市公司主要有：多氟多、晶瑞股份、巨化股份、嘉化能源、滨化股份、三美股份、江化微、澄星股份、光华科技、兴发集团

电子特气

电子特气是指在半导体芯片制备过程中需要使用到的各种特种气体，按照气体的化学成分可以分为通用气体和特种气体。另外按照用途也可以分为掺杂气体、外延用气体、离子注入气、发光二极管用气、刻蚀用气、化学气相沉积气和平衡气。与高纯试剂类似，电子特气对气体纯度的要求也极高，基本上都要求ppt级别以下的杂质含量。这是因为IC电路的尺寸已经达到纳米级别，气体中任何微量残存的杂质都有可能造成半导体短路或者线路损坏。

根据SEMI和IC Mtia数据，2016年全球芯片粘结材料的市场规模大约7.5亿美元，其中国内市场规模约20亿元。

相关上市公司主要有：飞凯材料、联瑞新材、宏昌电子

陶瓷封装材料

陶瓷封装材料是电子封装材料的一种，用于承载电子元器件的机械支撑、环境密封和散热等功能。相比于金属封装材料和塑料封装材料，陶瓷封装材料具有耐湿性好，良好的线膨胀率和热导率，在电热机械等方面性能极其稳定，但是加工成本高，具有较高的脆性。目前用于实际生产和开发利用的陶瓷基片材料主要包括Al2O3、BeO和AIN等，导热性来讲BeO和AIN基片可以满足自然冷却要求，Al2O3是使用最广泛的陶瓷材料，BeO具有一定的毒副作用，性能优良的AIN将逐渐取代其他两种陶瓷封装材料。

根据SEMI数据显示，2016年全球陶瓷封装材料的市场规模大约21.7亿美元，占到全部封装材料市场规模的11%左右，其中国内市场规模约35亿元。全球龙头企业主要是日本企业，如日本京瓷、住友化学、NTK公司等。

相关上市公司主要有：三环集团

封装基板

封装基板是封装材料中成本占比最大的一部分，主要起到承载保护芯片与连接上层芯片和下层电路板的作用。完整的芯片是由裸芯片（晶圆片）与封装体（封装基板与固封材料、引线等）组合而成。封装基板能够保护、固定、支撑芯片，增强芯片的导热散热性能，另外还能够连通芯片与印刷电路板，实现电气和物理连接、功率分配、信号分配，以及沟通芯片内部与外部电路等功能。早期芯片封装通常使用引线框架作为导通芯片与支撑芯片的载体，但是随着IC特征尺寸不断缩小，集成度不断提高，只有封装基板能够实现将互联区域由线扩展到面，可以缩小封装体积，因此有逐步提到传统引线框架成为主流高端封装材料的趋势。

封装基板通常可以分为有机、无机和复合等三类基板，在不同封装领域各有优缺点。有机基板介电常数较低且易加工，适合导热性能要求不高的高频信号传输；无极基板由无机陶瓷支撑，耐热性能好、布线容易且尺寸稳定性，但是成本和材料毒性有一定限制；复合基板则是根据不同需求特性来复合不同有机、无机材料。未来预计有机和复合基板将是主流基板材料。

根据SEMI和IC Mtia数据，2016年全球有机基板以及陶瓷封装体合计市场规模达104.5亿美元，占到全部封装材料的53.3%，国内市场规模约80亿元，占全部封装材料的30%。全球封装基板龙头企业主要是日本的Ibiden、神钢和京瓷、韩国的三星机电、新泰电子和大德电子、台湾地区的UMTC、南亚电路、景硕科技等公司。

相关上市公司主要有：兴森科技、深南电路

键合丝

半导体用键合丝是用来焊接连接芯片与支架，承担着芯片与外界之间关键的电连接功能。键合丝的材料已经从过去的单一材料，逐步发展为金、银、铜、铝用相关复合材料组成的多品种产品。根据应用领域以及需求的不同，可以选择各种不同的金属复合丝。

根据SEMI数据显示，2016年全球半导体键合丝的市场规模大约31.9亿美元，其中国内市场规模约45亿元。全球半导体用键合丝的龙头企业主要是主要是日本的贺利氏、田中贵金属和新日铁等。

相关上市公司主要有：康强电子

引线框架

引线框架作为半导体的芯片载体，是一种借助于键合丝实现芯片内部电路引出端与外部电路（PCB）的电气连接，形成电气回路的关键结构件。引线框架起到了和外部导线连接的桥梁作用，绝大部分的半导体中都需要使用引线框架，是电子信息产业中重要的基础材料。引线框架的通常类型有TO、DIP、SIP、SOP、SSOP、QFP、QFN、SOD、SOT等，主要用模具冲压法和蚀刻法进行生产。

相关上市公司主要有：康强电子

切割材料

半导体晶圆切割是半导体芯片制造过程中重要的工序，在晶圆制造中属于后道工序，将做好芯片的整片晶圆按照芯片大小切割成单一的芯片井粒，称为芯片切割和划分。在封装流程中，切割是晶圆测试的前序工作，常见的芯片封装流程是现将整片晶圆切割为小晶粒在进行封装测试，而晶圆级封装技术是对整片晶圆进行封装测试后再切割得到单个成品芯片。目前主流的切割方法分为两类，一类是用划片系统进行切割，另一种利用激光进行切割。其中划片系统切割主要包括砂浆切割和金刚石材料切割，该技术起步较早市场份额较大，金刚石锯片或者金刚石线是此类常见的划片系统切割工具，但机械力切口较大，易导致晶圆破碎。激光切割属于新兴无接触切割，切割表面光滑平整，适用于不同类型晶圆切割。

相关上市公司主要有：岱勒新材

全球半导体材料市场空间巨大，仍有持续增长动力。2018年全球半导体材料销售额已经达到519亿美元，同比增长11%，其中晶圆制造材料（包括硅晶圆和化合物半导体等基体材料）全球销售322亿美元（同比增长 16%），封装材料全球销售197亿美元（同比增长3%）。由于半导体芯片尺寸日趋缩小，封装材料的市场增速明显小于晶圆制造材料。

全球晶圆产能仍在扩张，半导体材料需求增长动力仍然强劲。根据IC Insights，在经过2017年增长7%之后，2018年和2019年全球晶圆产能都将继续增长8%，分别增加1730万片和1810万片。在这两年中，众多的DRAM和3D NAND Flash生产线导入是晶圆产能增加的主导因素。预计2017-2022年全球IC产能年增长率平均为6.0%，而2012-2017年平均为4.8%。半导体材料的市场需求基本上与晶圆产能情况保持密切联系，全球晶圆产能增长为上游半导体材料行业带来了强劲的需求。

海外企业占据半导体产业链的绝对份额。欧美、日韩台等国家和地区是全球半导体巨头的主要所在地，根据WSTA数据，2018年全球半导体市场规模约为4373亿美元，中国半导体市场规模约为1220亿美元（占全球约28%），中国已经成为全球最大的半导体消费市场。中国在半导体消费市场上已经成为了世界第一，但是半导体产业中的市场占比却非常有限，全球前十大半导体企业中没有一家是来自中国。

目前我国半导体材料的国产化率约为20%，如果5年后国内半导体材料能基本实现国产化，再考虑到国内半导体材料整体市场规模在5年后至少增长50%，那么5年左右的时间里国内半导体企业的整体销售额将扩大到目前的7-8倍。目前国内半导体材料的市场份额较为分散，未来市场份额必然会集中到少数几个龙头公司。我们认为国内半导体材料行业必然会出现几个在5年内连续保持高速成长的企业，紧紧跟随国内半导体产业链国产化的趋势，营业规模扩张的空间在10倍以上。