研發(fā)服務(wù)行業(yè)分析

研發(fā)服務(wù)行業(yè)發(fā)展基本情況半導(dǎo)體材料景氣持續(xù)，市場(chǎng)空間廣闊半導(dǎo)體是指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。無(wú)論從科技或經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來(lái)看，半導(dǎo)體都至關(guān)重要。2010年以來(lái)，全球半導(dǎo)體行業(yè)從PC時(shí)代進(jìn)入智能手機(jī)時(shí)代，成為全球創(chuàng)新最為活躍的領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類(lèi)電子、網(wǎng)絡(luò)通信和汽車(chē)電子等核心領(lǐng)域。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主要由集成電路、光電子、分立器件和傳感器組成，據(jù)WSTS世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織預(yù)測(cè)，到2022年全球集成電路占比84．22%，光電子器件、分立器件、傳感器占比分別為7．41%、5．10%和3．26%。半導(dǎo)體工藝復(fù)雜，技術(shù)壁壘極高。芯片生產(chǎn)大體可分為硅片制造、芯片制造和封裝測(cè)試三個(gè)流程。其中硅片制造包括提純、拉單晶、磨外圓、切片、倒角、磨削、CMP、外延生長(zhǎng)等工藝，芯片制造包括清洗、沉積、氧化、光刻、刻蝕、摻雜、CMP、金屬化等工藝，封裝測(cè)試包括減薄、切割、貼片、引線鍵合、模塑、電鍍、切筋成型、終測(cè)等工藝。整體而言，硅片制造和芯片制造兩個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)壁壘極高。目前多晶硅廠商多采用三氯氫硅改良西門(mén)子法進(jìn)行多晶硅生產(chǎn)。具體工藝是將氯化氫和工業(yè)硅粉在沸騰爐內(nèi)合成三氯氫硅，通過(guò)精餾進(jìn)一步提純高純?nèi)葰涔瑁笤?100℃左右用高純氫還原高純?nèi)葰涔?，生成多晶硅沉積在硅芯上，進(jìn)而得到電子級(jí)多晶硅。目前8寸和12寸硅片大多通過(guò)直拉法制備，部分6寸和8寸硅片則通過(guò)區(qū)熔法制得。直拉法是將高純多晶硅放入石英坩堝內(nèi)，通過(guò)外圍的石墨加熱器加熱至1400℃，隨后坩堝帶著多晶硅融化物旋轉(zhuǎn)，將一顆籽晶浸入其中后，由控制棒帶著籽晶作反方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)慢慢地、垂直地由硅融化物中向上拉出，并在拉出后和冷卻后生長(zhǎng)成了與籽晶內(nèi)部晶格方向相同的單晶硅棒。區(qū)熔法利用高頻線圈在多晶硅棒靠近籽晶一端形成熔化區(qū)，移動(dòng)硅棒或線圈使熔化區(qū)超晶體生長(zhǎng)方向不斷移動(dòng)，向下拉出得到單晶硅棒。單晶硅棒研磨成相同直徑，然后根據(jù)客戶要求的電阻率，多采用線切割將晶棒切成約1mm厚的晶圓薄片。功率器件行業(yè)發(fā)展情況（一）功率器件行業(yè)的新技術(shù)發(fā)展情況與趨勢(shì)1、模塊化功率器件行業(yè)集成化的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)隨著功率器件應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展，下游產(chǎn)品對(duì)其電能轉(zhuǎn)換效率、穩(wěn)定性、高壓大功率需求及復(fù)雜度提出了更高要求。功率器件的組裝模塊化和集成化能有效滿足要求，有助于優(yōu)化客戶使用體驗(yàn)并保障產(chǎn)品配套性和穩(wěn)定性，功率器件的組裝模塊化和集成化將成為行業(yè)技術(shù)發(fā)展的主流趨勢(shì)。同時(shí)，隨著工藝技術(shù)的不斷升級(jí)，更高性能、更小體積的功率器件為模塊化和集成化創(chuàng)造了技術(shù)條件。2、第三代半導(dǎo)體材料有望實(shí)現(xiàn)突破當(dāng)前功率器件產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生深刻的變革，其中新材料成為產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展重心。以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等材料因其寬禁帶、高飽和漂移速度、高臨界擊穿電場(chǎng)等優(yōu)異的性能成為新型的半導(dǎo)體材料，屬于新興領(lǐng)域，具有極強(qiáng)的應(yīng)用戰(zhàn)略性和前瞻性。目前美歐、日韓及中國(guó)臺(tái)灣等地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)SiC、GaN等新材料功率器件的量產(chǎn)。部分境內(nèi)企業(yè)通過(guò)多年的技術(shù)和資本積累，依托國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的重點(diǎn)扶持，也已開(kāi)始布局新型半導(dǎo)體材料領(lǐng)域。由于新型半導(dǎo)體材料屬于新興領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)廠商與國(guó)際巨頭企業(yè)的技術(shù)差距不斷縮小，因此有望抓住機(jī)遇、實(shí)現(xiàn)突破并搶占未來(lái)市場(chǎng)。（二）功率器件行業(yè)的新產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況1、功率器件行業(yè)新能源汽車(chē)與充電樁發(fā)展情況新能源汽車(chē)普遍采用高壓電路，需要頻繁進(jìn)行電壓變化，對(duì)電壓轉(zhuǎn)換電路需求大幅提升。IGBT、MOSFET等功率器件用于主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的逆變器、變壓器、換流器等，其需求相應(yīng)增大。除了動(dòng)力系統(tǒng)，功率器件在新能源汽車(chē)上應(yīng)用還涵蓋了安全配置、電動(dòng)門(mén)窗及后視鏡、人車(chē)交互系統(tǒng)、儀表盤(pán)、車(chē)燈、娛樂(lè)系統(tǒng)及底盤(pán)系統(tǒng)等。汽車(chē)電子隨著新能源汽車(chē)的發(fā)展呈越來(lái)越熱的趨勢(shì)，汽車(chē)內(nèi)部電子系統(tǒng)數(shù)量的需求不斷攀升，越來(lái)越多汽車(chē)制造商都在逐步加大電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的研發(fā)投入。新能源汽車(chē)充電樁為功率器件另一大增量，根據(jù)中國(guó)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)，2016年至2021年，我國(guó)公共充電樁和專(zhuān)用充電樁的保有量由5．88萬(wàn)個(gè)增長(zhǎng)至114．70萬(wàn)個(gè)，呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，帶動(dòng)了核心零部件IGBT、MOSFET等功率器件的市場(chǎng)需求。2、功率器件行業(yè)工業(yè)和智能電網(wǎng)發(fā)展情況工業(yè)領(lǐng)域是功率器件另一大需求市場(chǎng)。工業(yè)領(lǐng)域中，數(shù)控機(jī)床、牽引機(jī)等電機(jī)對(duì)功率器件需求較大，主要使用的功率器件是IGBT。隨著工業(yè)4．0不斷推進(jìn)，工業(yè)的生產(chǎn)制造、倉(cāng)儲(chǔ)、物流等流程改造對(duì)電機(jī)需求不斷擴(kuò)大，工業(yè)功率器件需求增加。太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的電能，需要經(jīng)過(guò)IGBT、MOSFET等功率器件的變換，之后才能入網(wǎng)傳輸。功率器件作為智能電網(wǎng)的核心部件，可以增強(qiáng)電網(wǎng)的靈活性與可靠性，使得智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)電力高效節(jié)能的傳輸。未來(lái)新能源市場(chǎng)的快速發(fā)展和智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)將催生出對(duì)功率器件需求的穩(wěn)步增長(zhǎng)。濕電子化學(xué)品：半導(dǎo)體制造材料關(guān)鍵一環(huán)濕電子化學(xué)品貫穿整個(gè)芯片制造流程，是重要的晶圓制造材料。濕電子化學(xué)品又稱(chēng)工藝化學(xué)品，是指主體成分純度大于99．99%，雜質(zhì)離子和微粒數(shù)符合嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)試劑。在IC芯片制造中，濕電子化學(xué)品常用于清洗、光刻和蝕刻等工藝，可有效清除晶圓表面殘留污染物、減少金屬雜質(zhì)含量，為下游產(chǎn)品質(zhì)量提供保障。在半導(dǎo)體制造工藝中主要用于集成電路前端的晶圓制造及后端的封裝測(cè)試，用量較少，但產(chǎn)品純度要求高、價(jià)值量大。（一）濕電子化學(xué)品種類(lèi)眾多，硫酸和雙氧水占比較高根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，濕電子化學(xué)品可分為通用化學(xué)品和功能性化學(xué)品。其中通用化學(xué)品指主體成分純度大于99．99%、雜質(zhì)離子含量低于PPM級(jí)和塵埃顆粒粒徑在0．5μm以下的單一高純?cè)噭?。功能濕電子化學(xué)品指可通過(guò)復(fù)配滿足制造中特殊工藝需求、達(dá)到某些特定功能的配方類(lèi)和復(fù)配類(lèi)液體化學(xué)品。其中通用化學(xué)品廣泛應(yīng)用于IC芯片、液晶顯示面板和LED制造領(lǐng)域，包括氫氟酸、硫酸、磷酸、鹽酸、硝酸、乙酸等。功能性濕電子以光刻膠配套試劑為代表，包括顯影液、漂洗液、剝離液等。（二）全球市場(chǎng)空間超50億美元，國(guó)內(nèi)增速更快受益于三大下游市場(chǎng)擴(kuò)容，濕電子化學(xué)品需求量有望實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定增速。近年來(lái)，半導(dǎo)體、顯示面板、光伏三大板塊下游市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)迎來(lái)高速發(fā)展，帶動(dòng)濕電子化學(xué)品市場(chǎng)規(guī)模平穩(wěn)增長(zhǎng)。據(jù)智研咨詢(xún)數(shù)據(jù)，2020年全球濕電子化學(xué)品市場(chǎng)規(guī)模為50．84億美元，受疫情影響略有下滑。國(guó)內(nèi)濕電子化學(xué)品市場(chǎng)規(guī)模于2020年達(dá)到100．6億元，同比增長(zhǎng)9．2%。中低端領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)化率較高，產(chǎn)業(yè)升級(jí)主要面向G4-G5級(jí)產(chǎn)品。國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備和材料組織（SEMI）于1975年制定了國(guó)際統(tǒng)一的濕電子化學(xué)品雜質(zhì)含量標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)下，產(chǎn)品級(jí)別越高，所對(duì)應(yīng)的集成電路加工工藝精細(xì)度程度越高，制程越先進(jìn)。半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)耠娮踊瘜W(xué)品的純度要求較高，集中在G3、G4級(jí)水平，且晶圓尺寸越大對(duì)純度的要求越高，12英寸晶圓制造一般要求G4級(jí)以上水平。目前國(guó)外主流濕電子化學(xué)品企業(yè)已實(shí)現(xiàn)G5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的量產(chǎn)。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)半導(dǎo)體領(lǐng)域的濕電子化學(xué)品，G2、G3級(jí)中低端產(chǎn)品進(jìn)口轉(zhuǎn)化率高，因?yàn)榇思夹g(shù)范圍內(nèi)國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品本土化生產(chǎn)、性?xún)r(jià)比高、供應(yīng)穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)較為突出。G4、G5級(jí)高端產(chǎn)品仍有較大進(jìn)口替代空間，為未來(lái)主要升級(jí)方向。（三）純化和復(fù)配為濕電子化學(xué)品核心，半導(dǎo)體要求最高集成電路對(duì)超凈高純?cè)噭┘兌鹊囊蠓浅８?。按照SEMI等級(jí)的分類(lèi)，G1級(jí)屬于低檔產(chǎn)品，G2級(jí)屬于中低檔產(chǎn)品，G3級(jí)屬于中高檔產(chǎn)品，G4和G5級(jí)則屬于高檔產(chǎn)品。集成電路用超高純?cè)噭┑募兌纫蠡炯性贕3、G4級(jí)水平，中國(guó)的研發(fā)水平與國(guó)際仍存在較大差距。濕電子化學(xué)品技術(shù)制造復(fù)雜，且品類(lèi)眾多，每種產(chǎn)品的制備要求各不相同，無(wú)法設(shè)計(jì)加工通用設(shè)備。企業(yè)必須根據(jù)不同品種的特性來(lái)確定適合的工藝路徑，設(shè)計(jì)加工所需的設(shè)備，因此顯著提升了制造成本和供應(yīng)難度。研發(fā)能力及技術(shù)積累。濕電子化學(xué)品的生產(chǎn)技術(shù)包括混配技術(shù)、分離技術(shù)、純化技術(shù)以及與其生產(chǎn)相配套的分析檢驗(yàn)技術(shù)、環(huán)境處理與監(jiān)測(cè)技術(shù)等。以上技術(shù)都需要企業(yè)具備研發(fā)能力和一定的技術(shù)積累。同時(shí)，下游產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和專(zhuān)用性需求不盡相同，這需要企業(yè)有較強(qiáng)的配套能力和一定的時(shí)間去掌握核心的配方工藝以滿足不同產(chǎn)品的需求。（四）外企壟斷高端濕電子化學(xué)品市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)廠商有所突破日韓企業(yè)長(zhǎng)期壟斷G4及以上級(jí)別高端市場(chǎng)。國(guó)際市場(chǎng)上G4及其以上級(jí)別的高端產(chǎn)品多數(shù)被歐美、日本、韓國(guó)等海外公司壟斷。2019年海外市場(chǎng)份額合計(jì)達(dá)到98%。根據(jù)新材料在線數(shù)據(jù)，德國(guó)巴斯夫；美國(guó)亞什蘭化學(xué)、Arch化學(xué)；日本關(guān)東化學(xué)、三菱化學(xué)、京都化工、住友化學(xué)、和光純藥工業(yè)；中國(guó)臺(tái)灣鑫林科技；韓國(guó)東友精細(xì)化工等十家公司共占全球市場(chǎng)份額的80%以上。國(guó)內(nèi)濕電子化學(xué)品市場(chǎng)百舸爭(zhēng)流。由于進(jìn)入壁壘相對(duì)較低，我國(guó)濕電子化學(xué)品制造企業(yè)眾多，約有40余家。其中，以江化微和格林達(dá)為首的濕電子化學(xué)品專(zhuān)業(yè)制造商，主要產(chǎn)品集中在濕電子化學(xué)品，產(chǎn)品種類(lèi)豐富且毛利率高；以晶瑞電材和飛凱材料為代表的綜合型微電子材料制造商，涉及領(lǐng)域更廣，客戶體量相對(duì)較大。此外還有例如巨化股份等大型化工企業(yè)，濕電子化學(xué)品類(lèi)產(chǎn)品營(yíng)收占比較少，具有原材料方面的優(yōu)勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)制造商產(chǎn)能主要集中在G3、G4級(jí)領(lǐng)域，多數(shù)已開(kāi)始布局G5級(jí)產(chǎn)品產(chǎn)線，預(yù)計(jì)在2022年實(shí)現(xiàn)逐步放量。但目前相較于國(guó)際主流公司，國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)量較小。先進(jìn)制程持續(xù)升級(jí)，半導(dǎo)體材料同步提升進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，5G、人工智能、自動(dòng)駕駛等新應(yīng)用的興起，對(duì)芯片性能提出了更高的要求，同時(shí)也推動(dòng)了半導(dǎo)體制造工藝和新材料不斷創(chuàng)新，國(guó)內(nèi)外晶圓廠加緊對(duì)于半導(dǎo)體新制程的研發(fā)，臺(tái)積電已于2020年開(kāi)啟了5nm工藝的量產(chǎn)，并于2021年年底實(shí)現(xiàn)3nm制程的試產(chǎn)，預(yù)計(jì)2022年開(kāi)啟量產(chǎn)。此外臺(tái)積電表示已于2021年攻克2nm制程的技術(shù)節(jié)點(diǎn)的工藝技術(shù)難題，并預(yù)計(jì)于2023年開(kāi)始風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)，2024年逐步實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。隨著芯片工藝升級(jí)，晶圓廠商對(duì)半導(dǎo)體材料要求越來(lái)越高。半導(dǎo)體景氣度超預(yù)期，晶圓廠商積極擴(kuò)產(chǎn)目前部分終端需求仍然強(qiáng)勁，晶圓代工廠產(chǎn)能利用率維持歷史高位，預(yù)計(jì)全年來(lái)看結(jié)構(gòu)性缺貨狀態(tài)依舊嚴(yán)峻。據(jù)SEMI于2022年3月23日發(fā)布的最新一季全球晶圓廠預(yù)測(cè)報(bào)告，全球用于前道設(shè)施的晶圓廠設(shè)備支出預(yù)計(jì)將同比增長(zhǎng)18%，并在2022年達(dá)到1070億美元的歷史新高。由于半導(dǎo)體材料與下游晶圓廠具有伴生性特點(diǎn)，本土材料廠商將直接受益于中國(guó)大陸晶圓制造產(chǎn)能的大幅擴(kuò)張。成熟制程供需持續(xù)緊張，國(guó)內(nèi)晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模維持高位。受益于成熟制程旺盛需求及大陸地區(qū)穩(wěn)定的供應(yīng)鏈，大陸晶圓廠快速擴(kuò)產(chǎn)。根據(jù)SEMI報(bào)告，2022年全球有75個(gè)正在進(jìn)行的晶圓廠建設(shè)項(xiàng)目，計(jì)劃在2023年建設(shè)62個(gè)。2022年有28個(gè)新的量產(chǎn)晶圓廠開(kāi)始建設(shè)，其中包括23個(gè)12英寸晶圓廠和5個(gè)8英寸及以下晶圓廠。分區(qū)域來(lái)看，中國(guó)晶圓產(chǎn)能增速全球最快，預(yù)計(jì)22年8寸及以下晶圓產(chǎn)能增加9%，12寸晶圓產(chǎn)能增加17%。半導(dǎo)體行業(yè)概況半導(dǎo)體（Semiconductor）是指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的一類(lèi)材料。半導(dǎo)體的特殊之處在于其導(dǎo)電性可控性強(qiáng)，可以在外界環(huán)境如電壓、光照、溫度等變化下呈現(xiàn)導(dǎo)通、阻斷的電路特性從而實(shí)現(xiàn)特定的功能，這一特點(diǎn)使得半導(dǎo)體成為科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可或缺的角色。（一）全球半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展概況近年來(lái)，隨著人工智能、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)、5G、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新興市場(chǎng)的不斷發(fā)展，全球半導(dǎo)體行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模整體呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。根據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)協(xié)會(huì)（WSTS）統(tǒng)計(jì)，全球半導(dǎo)體行業(yè)銷(xiāo)售額由2013年的3，056億美元增長(zhǎng)至2021年的5，559億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為7．8%。（二）中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展概況近年來(lái)，憑借巨大的市場(chǎng)需求、豐富的人口紅利、穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)及有利的產(chǎn)業(yè)政策環(huán)境等眾多優(yōu)勢(shì)條件，中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售額由2013年的4，044億元增長(zhǎng)至2021年的12，423億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)15．1%。半導(dǎo)體材料為芯片之基，覆蓋工藝全流程半導(dǎo)體材料包括晶圓制造材料和封裝材料。其中晶圓制造材料包括硅片、掩模版、電子氣體、光刻膠、CMP拋光材