新材料行业2021年上半年投资策略：产业升级材料先行.docx

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1、1.2.半导体材料：走在增强内循环的路上碳纤维：军用推动高端碳纤维需求2.1我国碳纤维情况：“有产能，无产量”现象严重 152. 2碳纤维的生产成本中折旧成本占比非常高 172. 3我国军机升级换代加速促进高端碳纤维需求173.高温合金材料：快速增长的朝阳行业 20234高端钛材：航空航天钛材需求快速增长插图目录图1 :半导体材料市场规模占比4图2：半导体硅片分类6图3：硅片尺寸分类6图4：200nlm硅片与300mm硅片可使用面积 6图5：2018年全球硅片企业市场份额情况 7图6：全球硅片出货量（应用于半导体生产）（单位：百万平方英尺）8图7：我国近年来集成电路产业销售额维持20。的增速8

2、图8：我国集成电路进口额高达2000亿美元之上，进口替代需求大 9图9：碳纤维产业链13图10：白色的为碳纤维原丝，黑色的为碳纤维成品 14图11：碳纤维织物（机织物）图12：图13：15 2019年我国碳纤维下游需求情况2019年我国和全球碳纤维下游需求对比.图14： 2019年我国碳纤维需求中进口来源情况（按量测算）16图15：我国碳纤维主要生产企业产能情况（万吨）17图16：中美俄各类战机数量对比 18图17：二代作战飞机仍占我国作战飞机中三分之一 18图18：我国战斗机使用碳纤维复合材料比例也不断提升19图19：高温合金在航空航天发动机上热端应用 21图20：高温合金在燃气轮机上的应用

3、21图21：珠海航展期间歼10B安装矢量验证机表演“眼镜蛇”机动 22图22：钛合金应用领域23图23：钛合金应用领域24图24：我国钛材下游消费量结构（航空航天钛材快速增长）（吨）25图25：我国高端钛材消费量占比显著提升 26图 26： C919 27表格目录表1:中芯国际主要原材料采购情况 4表2：不同种类半导体材料的国产化程度 5表3：全球半导体硅片行业主要企业经营情况 7表4：集成电路企业所得税减免政策 9表5：碳纤维按照丝束大小分类13表6：碳纤维按照拉伸强度及模量分类 13表7：碳纤维的主要性能特点 14表8：碳纤维与其他主要材料性能对比 14表 10：碳纤生产本中折旧占比情17

4、表11：美国军用飞机所用不同材料占比情况 19表12：高温合金简介20表13：高温合金主要下游及应用部位 21表14：国内高温合金主要企业22表15：金属钛及其合金凭借优异性能而被广泛应用23表16：全球主要钛材供应国产量情况(单位：吨)24表17:我国主要大飞机型号26表18:我国C919和ARJ21单机钛含量情况 26表19: 2014年中国主要钛加工材生产企业在不同领域的销售量2729表20：重点公司盈利预测及投资评级(2020/11/27)1 .半导体材料：走在增强内循环的路上半导体材料是指电导率介于金属与绝缘体之间的材料，半导体材料的电导率在欧/厘米之间，一般情况下电导率随温度的升高

5、而增大。半导体材料是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要材料。半导体材料市场可以分为晶圆材料和封装材料市场。其中，晶圆材料主要有硅片、光掩膜、光刻胶、光刻胶辅助设备、湿制程、溅射靶、抛光液、其他材料。封装材料主要有层压基板、引线框架、焊线、模压化合物、底部填充料、液体密封剂、粘晶材料、锡球、晶圆级封装介质、热接口材料。图1:半导体材料市场规模占比其他大硅片33%光掩膜13%光刻胶6%气体14%抛光液和抛光按7%激射靶材3%源化学配4%剂7%资料来源：SEMI,以我国国内最大晶圆制造企业中芯国际为例：中芯国际生产经营的主要原材料包括硅片、化学品、光阻、气体、靶材、研磨材料等。表1

6、:中芯国际主要原材料采购情况项目2019年度2018年度2017年度硅片金额（万元）204, 207172, 805135, 648占比40.81%37. 42%31.48%数量（万片）632. 77600. 87587. 27单价（元/片）322. 72287. 59230. 98光阻金额（万元）71,88967, 97270, 395占比14. 37%14. 72%16. 34%数量（吨）6, 209. 015, 633. 795, 608. 86单价（万元/吨）11.5812. 0712. 55化学品金额（万元）63, 99662, 13660, 632占比12. 79%13. 46%1

7、4. 07%数量（吨）42,21243, 49441,642单价（万元/吨）1.521.431.46气体金额（万元）39, 76238, 89138, 337占比7. 95%8.42%8.90%数量（吨）1,824. 671,659. 921,577.21单价（万元/吨）21.7924.3124.31研磨液金额（万元）41,47239,51638, 293占比8. 29%8. 56%8.89%数量（吨）10, 96110, 88110,616单价（万元/吨）3. 783. 633.61研磨垫及研磨盘金额（万元）28, 60528,41131,499占比5. 72%6. 15%7.31%数量（件

8、）147, 921143, 244149, 755单价（元/件）1,933. 821,983.392, 103. 36靶材金额（万元）22, 34725, 64628, 028占比4.47%5. 55%6.50%数量（件）13, 17913, 48314, 163单价（万元/件）1.71.91.98注：硅片、靶材数量及单价按照约当8英寸统计。资料来源：中芯国际招股说明书，半导体材料自给率低在半导体材料领域，由于高端产品技术壁垒高，国内企业长期研发投入和积累不足，我国半导体材料在国际分工中多处于中低端领域，高端产品市场主要被欧美日韩台等少数国际大公司垄断，比如：硅片全球市场前五大公司的市场份额达

9、90%以上，光刻胶全球市场前五大公司的市场份额达80%以上，高纯试剂全球市场前六大公司的市场份额达80%以上，CMP材料全球市场前七大公司市场份额达90%o国内大部分产品自给率较低，基本不足30%,并且大部分是技术壁垒较低的封装材料，在晶圆制造材料方面国产化比例更低，主要依赖于进口。另外，国内半导体材料企业集中于6英寸以下生产线，目前有少数厂商开始打入国内8英寸、12英寸生产线。表2：不同种类半导体材料的国产化程度材料类别用途相关企业国产材料市场占比硅晶片全球95%以上的半导体芯片和器件是用硅片作为基底功能材料生产出来的沪硅产业、有研新材、中环股份主要以6寸及以下为主，少量8寸，12寸基本靠进

10、口用于显影、刻蚀等工艺，将北京科华、晶瑞股份（苏产品以LCD、PCB为主，集成电路用光刻胶主要靠进口，对外依存度80%以上光刻胶所需要的微细图形从掩模版州瑞红）、飞凯材料、强力转移到待加工基衬底新材、南大光电、雅克科技广泛应用于薄膜、刻蚀、掺苏州金宏、佛山华特、大电子气体&M0源杂、气相沉积、扩散等工艺连科利德、巨化股份、南大光电（MO源）对外依存度80%以上CMP抛光液用于集成电路和超大规模集成电路硅片的抛光上海新安纳、安集微电子国产化率不到10%CMP抛光垫用于集成电路和超大规模集成电路硅片的抛光时代立夫、鼎龙股份国产化率不到5%电镀液上海新阳小部分实现国产替代超纯试剂键性配套材料，主要用

11、于芯片的清洗、蚀刻江化微、晶瑞股份、华谊、上海新阳、凯圣氟等部分品类国产可满足，国产化率3成溅射靶材用于半导体溅射江丰电子、有研亿金大部分进口资料来源：SEMI,例子：大硅片硅片也称硅晶圆，是最主要的半导体材料，主要包括抛光片、退火片、外延片、节隔离片和绝缘体上硅片，其中抛光片是用量最大的产品，其他的硅片产品也都是在抛光片的基础上二次加工产生的。抛光片：直接从单晶硅柱上切割出厚度约1mm的原硅片，然后对其进行抛光镜面加工。退火片：把抛光片置于充满氤气或氧气的高温环境退火得到，可大幅减少抛光片表面的氧气含量，保持晶体完整性。外延片：在抛光片表面采用应用气相生长技术在抛光片表面外延生出单晶结构层，

12、能够在低电阻衬底上形成一个高电阻层。节隔离片：在抛光片的基础上，通过光刻法、离子注入、热扩散技术等技术嵌入中间层，然后再通过气相生长技术在硅片外面形成平滑的外延层。绝缘体上硅片：三明治结构，最下层是抛光片，中间层是掩埋氧化层，顶层是活性层也是抛光片。绝缘体上硅片可以使半导体器件设计者将器件和周围部分完全隔离。图2：半导体硅片分类抛光片退火片SOI片_ Active layerpitwoai growtt) IsywF隔年片一1- Epteoaigro外延片PW-Oxide layerPW资料来源：华夏幸福研究院，硅晶圆片的市场销售额占整个半导体材料市场总销售额的32%40%。硅片直径主要有3英

13、寸、4英寸、6英寸、8英寸、12英寸（300mm）,目前已发展到18英寸（450mm）等规格。直径越大，在一个硅片上经一次工艺循环可制作的集成电路芯片数就越多，每个芯片的成本也就越低。在同样的工艺条件下，300mm半导体硅片的可使用面积超过200mm硅片的两倍以上，可使用率（衡量单位晶圆可生产的芯片数量的指标）是200mm硅片的2.5倍左右。因此，更大直径硅片是硅片制各技术的发展方向。但硅片尺寸越大，对微电子工艺设各、材料和技术的要求也就越高。图3：硅片尺寸分类图4： 200mm硅片与300mm硅片可使用面积300mm19701975 19so 19851X0I 的520ao 203200mm硅片与300mm硅片资料来源：沪硅产业招股说明书,资料来源：沪硅产业招股说明书,硅片具有极高的技术壁垒，全球市场呈现出寡头垄断的格局，日本信越化学和SUMCO （由三菱硅材料和住友材料Sitix分部合并而来）一直占据主要市场份额，双方占有市场份额一半以上，其他主要公司有德国Siltronic（德国化工企业Wacker的子公司）、中国台湾环球晶和韩国SK Siltron三家公司。上述五家供应商合计占据全球90%以上的市场份额。我国硅产业集团规模较小，占全球半导体硅片市场份额2.18%。图5： 2018年全球硅片