一、半导体芯片行业当前的景气度
一颗完整的芯片制造流程包括芯片设计——晶圆代工——封装测试,目前芯片全产业链均维持高景气,不管是前端晶圆代工还是后端封测,半导体产能全线吃紧,并且至少持续到明年上半年。
现象一:全球主要代工厂的明年上半年的所有制程产能已经被预订一空,晶圆代工价格上涨。
据报道,目前台积电、联电等晶圆代工厂第四季订单已经全满,明年上半年先进制程及成熟制程产能已被客户全部预订一空。(先进制程就是28nm、14nm、7nm、5nm等制程,成熟制程就是28nm以上的制程)
国内晶圆代工厂如华润微、士兰微等8寸及8寸以下产能也是满负荷运作,中芯国际三季报显示:
1)公司各厂都满载运营,三季报产能利用率达97.8%;2)预测第四季度在40纳米等成熟制程的产能缺口依然较大。
同时,近期车载芯片需求的释放,进一步导致晶圆代工厂产能的吃紧,芯片交期将再延长2~4周时间,部分芯片交期已长达40周以上。
大多数芯片公司都将年8英寸晶圆的价格提高了至少20%,紧急订单最多甚至提价40%,像联华电子、格芯和世界先进这些公司在第四季度就将价格提高了约10%-15%。
现象二:晶圆代工行业景气度逐渐向封测传导,封测产能紧缺,核心厂商开始涨价
据报道,台厂日月光和力成科技等封测大厂生产线已经满负荷运行,三季度的月产能预计环比增长20%到25%。同时某封装大厂相关人员表示,产能会持续紧张到明年上半年。
最新消息显示,全球第一大封测厂商日月光通知客户,将对年第一季度封测平均接单价格上调5-10%,以应对IC载板价格上涨导致的成本上升和客户需求强劲带动的产能供不应求。业界预期,接下来多数封测厂商将跟随日月光发出涨价通知。
现象三:在产能的制约下,下游多种芯片缺货严重。
CIS:8月中旬,由于索尼、三星CIS产品供给不足,导致全行业高端CIS严重供不应求,价格上涨约10%。
MOSFET:9月22日,有MOSFET厂商发出涨价通知,表示自10月起MOSFET产品价格将上调20%。
快充:11月9日,国内媒体表示iphone12上市后快充缺货芯片严重,尤其是20WPD快充,目前大部分能够提供20WPD快充方案的芯片厂商基本都处于被客户催交期和不断向上游晶圆代工厂及封装厂催交期的状态。
电源管理IC:11月10日,业内人士表示,电源管理IC也出现缺货情况,尤其是笔记本电源管理IC最为严重,可能在年1月之前无法解决。
MCU:11月19日,业内人士透露,国际MCU大厂产品全线延期。国产MCU芯片供应商航顺芯片发布调价通知函表示,MCU产品恢复代理商体系价格并且需要预付定金才能保证H1供货,存储器EEPROM、NORFLASH、LCD驱动系列产品价格全面上涨10-20%。同时,兆易创新也表示将对部分MCU产品涨价。
二、芯片需求高景气的驱动因素
消费电子、新能源汽车、智能家居家电、通信基站等多点开花,驱动芯片需求高景气。
第一,消费电子领域,仍然是核心驱动力。
1)下半年各大厂商的5G手机新品陆续发布,带动一轮手机换机潮,并且5G手机在部分器件上用量远超4G手机,如5G下的电源管理芯片用量是4G的3倍,射频器件是4G的2.5倍,5G换机潮将是8英寸产能维持高位的长期动力。
此外,快充的密集推出,带动了电源管理IC、显示驱动IC、MOSFET等在8寸晶圆厂的投片量持续增长。
2)上半年,中国无线耳机出货量为万台,同比增长24%,其中TWS耳机占比64%,同比增长49%。无线耳机虽然明年上半年的增长面临不确定性,但是明年整体增速依然可期。
第二,智能家居家电领域,成为今年疫情下的一匹“黑马”。
今年“双十一”的销售数据显示智能化家居需求的旺盛。天猫双十一当天,智能家居生态销售额2分钟破亿,1小时卖出了超过万台智能家居设备。美的、海尔、科沃斯等品牌仅仅用了一小时,就进入了智能家居的“亿元俱乐部”。
智能家居的景气度也直接体现在中芯国际的三季报中,其晶圆收入中智能家居部分占比20.5%,环比第二季度提升4.1pct。
第三,电动汽车智能化领域,将成为新的增长极。
今年各家厂商均推出智能汽车新品,相较于传统汽车,智能汽车对高性能芯片的需求大幅提升。比如传统汽车平均每辆车用到70颗以上的MCU芯片,而每辆智能汽车有望采用超过颗MCU。
年,全球车规级芯片市场规模预计为0亿人民币,占全球半导体市场份额约10%。据测算,未来车规级芯片单车价值将从元提升到元。
三、芯片景气度正向材料端传导
芯片产业链维持高景气,国内晶圆厂积极扩产,上游材料需求预期提升,芯片产业链景气度正在向材料端传导。
年下半年以来,随着国内疫情企稳,半导体下游需求持续改善,晶圆厂、封测厂的产能利用率上行。
以台积电数据为例,年四季度,台积电单季实现营业收入.8亿美元,环比增长4.45%,同比增长22.04%。
在产业链高景气的推动下,国内长江存储、华虹集团、中芯国际、合肥长鑫等晶圆厂正在积极扩产,比如:
1)长江存储一期项目于年扩产至5万片/月以上,预计未来将达10万片/月,二期土建已于年6月开工,两期产能规划共30万片/月;
2)华虹半导体(无锡)产能预计从年末2万片/月扩张至年末4万片/月,后续仍有4万片/月扩产空间;
3)合肥长鑫产能预计从年初4万片/月扩张至-年的12.5万片/月;
4)中芯国际在北京即将新建10万片/月新厂房。
芯片产业链景气度具有传导关系,目前芯片制造景气度已持续将近2个季度,向上游原材料的传导大概需要1-2个季度,因此逻辑上来说,上游材料领域即将迎来高景气。
从全球半导体材料的需求格局看,年中国大陆占全球市场的比例为10%,到年已达到16.7%,仅次于中国台湾(21.7%)及韩国(16.9%)。近期,国际半导体产业协会上调了年全球半导体材料市场的预测,我国半导体材料市场有望从从95亿美元增长至超亿美元,超越韩国位居全球第二。
四、三个半导体材料高景气方向——硅片、前驱体、抛光材料
硅片:硅片是半导体芯片最核心的上游材料,而国内12英寸硅片国产化率仅13%,8英寸硅片也只有少数厂商可以供应。不仅国内需求成长性高,国产替代也有较大空间。
半导体级硅片纯度须达99.%(7个9)以上,在半导体晶圆制造材料中占比为37%。硅晶棒通过长晶过程在熔融态的硅原料中逐渐生长,再经过切片、磨片、倒角、热处理、抛光、清洗等工序,最后成为硅片。
硅片按产品差异,主要分为抛光片、退火片和外延片三种。抛光片约占硅片总量的70%,广泛用于数字与模拟芯片、存储器和功率器件等产品
硅片按尺寸差异,主要分为8英寸和12英寸。8英寸主要用于成熟制程,12英寸主要用于先进制程。年,全球12英寸半导体硅片出货面积占总出货面积的67.2%。
年,全球半导体硅片市场规模为亿元,其中中国大陆市场约91亿元。至年,全球硅片需求有望保持5.1%的复合增长率。中国是全球最大的半导体市场,随着国内芯片制造持续扩产,预计中国半导体硅片市场规模将以高于全球市场的速度持续增长。
目前,日本信越(27.6%)、SUMCO(24.4%)、德国Siltronic(14%,即将被环球晶圆收购)、中国台湾环球晶圆(16%)、韩国SKSiltron(10%)合计占据全球92%的市场份额。
中国12英寸硅片主要依赖进口,国产化率仅13%,8英寸硅片也只有少数厂商可以供应,国产替代空间广阔。
12英寸硅片营收占比14.7%,8英寸硅片营收占比74.8%,公司于年率先实现12英寸硅片国产化突破,已实现了28nm以上所有节点的产品认证以及64层3DNAND产品验证。
半导体抛光片和外延片营收占比57.7%,子公司金瑞泓主营6/8/12英寸硅片,客户包括华润微、中芯国际、华虹宏力、ONSEMI等。
半导体材料业务(主要为硅片)营收占比为6.0%,曾承接国家“02专项”之“大直径区熔硅单晶及国产设备产业化”项目。目前公司8英寸、12英寸硅片均已实现量产,产能分别为50万片/月、7万片/月,预计年内将分别达到70万片/月、15万片/月。
前驱体:半导体制造气相沉积核心材料,国内雅克科技通过收购进入第一梯队。
前驱体是芯片制造的重要材料之一,主要用于气相沉积(包括物理沉积PVD、化学气相沉积CVD及原子气相沉积ALD)镀膜过程,以形成符合半导体制造要求的各类薄膜层,也可用于半导体外延生长、蚀刻、离子注入掺杂以及清洗等。
前驱体材料的增长驱动主要有三点:随着NAND的堆叠层数不断增多,前驱体用量快速增长;当DRAM向更高的深宽比发展,需要单位价值量更高的High-K前驱体;随着逻辑芯片线宽越细,用到的前驱体品种越多,产品价值量越高。
半导体化学材料业务营收占比37.7%,子公司UPChemical的SOD和前驱体业务处于全球领先地位,涉足壁垒最高的HighK及ALD用半导体前驱体,此类材料在国内尚处于空白阶段,公司是海力士、三星连续多年的主要供应商,并新增了对铠侠、Intel、台积电的批量供应。
抛光材料:抛光液、抛光垫国产化率均不足5%,近3年抛光垫国内需求将倍增。
化学机械抛光(CMP)是芯片制造过程中实现晶圆表面平坦化的关键工艺,相较传统的纯机械或纯化学的抛光方法,CMP技术处理后的晶圆平坦度更高。抛光材料是CMP过程中使用的重要原材料,可分为抛光液与抛光垫,在晶圆制造材料中占比7%。
随着技术发展,芯片制造过程中CMP工序越来越复杂,所需抛光材料的种类、用量也越来越多。年全球CMP抛光材料市场规模达亿元,预计年可达亿元,CAGR达5.9%。
1)抛光液方面,全球市场规模在年为88亿元,国内市场规模在年为16亿元,预计年将达到24.4亿元。
国内抛光液行业主要被美日企业垄断,美国Cabot和日本的Fujimi市占率分别为36%和11%,目前抛光液国产化率不到5%,国产替代空间广阔。
2)抛光垫方面,抛光垫全球市场规模在年为52亿元,国内市场规模在年为19亿元。抛光垫下游中存储器占比最高,因此国内采购额前三大厂商依次为长江存储、合肥长鑫、中芯国际。
根据长江存储两期产能规划,预计到年实现30万片/月的层NAND产能,对应抛光垫采购额约40亿元;中芯国际、合肥长鑫抛光垫采购额将分别超10亿元。预计年后,本土晶圆厂商抛光垫采购额将达75亿元,较年增长近3倍。
国内抛光垫市场主要被美国陶氏化学、Cabot占据,二者市占率分别为80%、5%,国产抛光垫渗透率不到5%,国产替代空间巨大。
CMP抛光液营收占比88.8%,产品打破了国外厂商对CMP抛光液的垄断,下游客户覆盖全球芯片制造核心厂商。
公司作为项目责任单位完成了“90-65nm集成电路关键抛光材料研究与产业化”和“45-28nm集成电路关键抛光材料研发与产业化”两个国家“02专项”,目前正在负责“高密度封装TSV抛光液和清洗液研发与产业化”和“CMP抛光液及配套材料技术平台和产品系列”两个国家“02专项”。
抛光垫产品在年取得重大突破,成功导入国内主流晶圆厂商,实现营收0.12亿元,占总营收1%,目前拥有抛光垫产能10万片/月。
年上半年,公司抛光垫业务在长江存储、中芯国际、合肥长鑫等取得重大进展,顺利通过中芯国际28nm生产线验证,公司抛光垫技术已进入14nm研发阶段。公司上半年抛光垫营收0.21亿元,占总营收2.6%,为年抛光垫营收的1.8倍,产品正处于放量阶段。
1月14日盘后,公司发布公告,拟投资1.67亿元用于CMP抛光垫项目(三期)建设,项目产能为50万片/年。
个人认为半导体芯片行业在一季度应该是重点
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