晶體生長設(shè)備行業(yè)發(fā)展基本情況

晶體生長設(shè)備行業(yè)發(fā)展基本情況濕電子化學(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試，用量較少，但產(chǎn)品純度要求高、價值量大。（一）濕電子化學(xué)品種類眾多，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級和塵埃顆粒粒徑在0．5μm以下的單一高純試劑。功能濕電子化學(xué)品指可通過復(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和復(fù)配類液體化學(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）全球市場空間超50億美元，國內(nèi)增速更快受益于三大下游市場擴容，濕電子化學(xué)品需求量有望實現(xiàn)穩(wěn)定增速。近年來，半導(dǎo)體、顯示面板、光伏三大板塊下游市場規(guī)模不斷擴大，產(chǎn)業(yè)迎來高速發(fā)展，帶動濕電子化學(xué)品市場規(guī)模平穩(wěn)增長。據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)，2020年全球濕電子化學(xué)品市場規(guī)模為50．84億美元，受疫情影響略有下滑。國內(nèi)濕電子化學(xué)品市場規(guī)模于2020年達(dá)到100．6億元，同比增長9．2%。中低端領(lǐng)域國產(chǎn)轉(zhuǎn)化率較高，產(chǎn)業(yè)升級主要面向G4-G5級產(chǎn)品。國際半導(dǎo)體設(shè)備和材料組織（SEMI）于1975年制定了國際統(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)品級別越高，所對應(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級水平，且晶圓尺寸越大對純度的要求越高，12英寸晶圓制造一般要求G4級以上水平。目前國外主流濕電子化學(xué)品企業(yè)已實現(xiàn)G5級標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的量產(chǎn)。國內(nèi)市場半導(dǎo)體領(lǐng)域的濕電子化學(xué)品，G2、G3級中低端產(chǎn)品進(jìn)口轉(zhuǎn)化率高，因為此技術(shù)范圍內(nèi)國產(chǎn)產(chǎn)品本土化生產(chǎn)、性價比高、供應(yīng)穩(wěn)定等優(yōu)勢較為突出。G4、G5級高端產(chǎn)品仍有較大進(jìn)口替代空間，為未來主要升級方向。（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超凈高純試劑純度的要求非常高。按照SEMI等級的分類，G1級屬于低檔產(chǎn)品，G2級屬于中低檔產(chǎn)品，G3級屬于中高檔產(chǎn)品，G4和G5級則屬于高檔產(chǎn)品。集成電路用超高純試劑的純度要求基本集中在G3、G4級水平，中國的研發(fā)水平與國際仍存在較大差距。濕電子化學(xué)品技術(shù)制造復(fù)雜，且品類眾多，每種產(chǎn)品的制備要求各不相同，無法設(shè)計加工通用設(shè)備。企業(yè)必須根據(jù)不同品種的特性來確定適合的工藝路徑，設(shè)計加工所需的設(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)相配套的分析檢驗技術(shù)、環(huán)境處理與監(jiān)測技術(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，下游產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和專用性需求不盡相同，這需要企業(yè)有較強的配套能力和一定的時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，國內(nèi)廠商有所突破日韓企業(yè)長期壟斷G4及以上級別高端市場。國際市場上G4及其以上級別的高端產(chǎn)品多數(shù)被歐美、日本、韓國等海外公司壟斷。2019年海外市場份額合計達(dá)到98%。根據(jù)新材料在線數(shù)據(jù)，德國巴斯夫；美國亞什蘭化學(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)；中國臺灣鑫林科技；韓國東友精細(xì)化工等十家公司共占全球市場份額的80%以上。國內(nèi)濕電子化學(xué)品市場百舸爭流。由于進(jìn)入壁壘相對較低，我國濕電子化學(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)品類產(chǎn)品營收占比較少，具有原材料方面的優(yōu)勢。目前國內(nèi)制造商產(chǎn)能主要集中在G3、G4級領(lǐng)域，多數(shù)已開始布局G5級產(chǎn)品產(chǎn)線，預(yù)計在2022年實現(xiàn)逐步放量。但目前相較于國際主流公司，國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)量較小。硅片：供需持續(xù)緊張，加速硅片是半導(dǎo)體上游產(chǎn)業(yè)鏈中最重要的基底材料之一。硅片是以高純結(jié)晶硅為材料所制成的圓片，一般可作為集成電路和半導(dǎo)體器件的載體。與其他材料相比，結(jié)晶硅的分子結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，導(dǎo)電性極低。此外，硅大量存在于沙子、巖石、礦物中，更容易獲取。因此，硅具有穩(wěn)定性高、易獲取、產(chǎn)量大等特點，廣泛應(yīng)用于IC和光伏領(lǐng)域。（一）半導(dǎo)體硅片純度極高，大尺寸為大勢所趨硅片可以根據(jù)晶胞排列是否有序、尺寸、加工工序和摻雜程度的不同等方式進(jìn)行分類。根據(jù)晶胞排列方式的不同，硅片可分為單晶硅和多晶硅。硅片是硅單質(zhì)材料的片狀結(jié)構(gòu)，有單晶和多晶之分。單晶是具有固定晶向的結(jié)晶體材料，一般用作集成電路的襯底材料和制作太陽能電池片。多晶是沒有固定晶向的晶體材料，一般用于光伏發(fā)電，或者用于拉制單晶硅的原材料。單晶硅用作半導(dǎo)體材料有極高的純度要求，IC級別的純度要求達(dá)9N以上（99．9999999%），區(qū)熔單晶硅片純度要求在11N（99．999999999%）以上。根據(jù)尺寸大小的不同，硅片可分為50mm（2英寸）、75mm（3英寸）、100mm（4英寸）、150mm（6英寸）、200mm（8英寸）及300mm（12英寸）。英寸為硅片的直徑，目前8英寸和12英寸硅片為市場最主流的產(chǎn)品。8英寸硅片主要應(yīng)用在90nm-0．25μm制程中，多用于傳感、安防領(lǐng)域和電動汽車的功率器件、模擬IC、指紋識別和顯示驅(qū)動等。12英寸硅片主要應(yīng)用在90nm以下的制程中，主要用于邏輯芯片、儲存器和自動駕駛領(lǐng)域。大尺寸為硅片主流趨勢。硅片越大，單個產(chǎn)出的芯片數(shù)量越多，制造成本越低，因此硅片廠商不斷向大尺寸硅片進(jìn)發(fā)。1980年4英寸占主流，1990年發(fā)展為6英寸，2000年開始8英寸被廣泛應(yīng)用。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2008年以前，全球大尺寸硅片以8英寸為主，2008年后，12英寸硅片市場份額逐步提升，趕超8英寸硅片。2020年，12英寸硅片市場份額已提升至68．1%，為目前半導(dǎo)體硅片市場最主流的產(chǎn)品。后續(xù)18英寸硅片將成為市場下一階段的目標(biāo)，但設(shè)備研發(fā)難度大，生產(chǎn)成本較高，且下游需求量不足，18英寸硅片尚未成熟。根據(jù)加工工序的不同，硅片可分為拋光片、外延片、SOI硅片等高端硅片。其中拋光片應(yīng)用范圍最為廣泛，是拋光環(huán)節(jié)的終產(chǎn)物。拋光片是從單晶硅柱上直接切出厚度約1mm的原硅片，切出后對其進(jìn)行拋光鏡面加工，去除部分損傷層后得到的表面光潔平整的硅片。拋光片可單獨使用于電動汽車功率器件和儲存芯片中，也可用作其他硅片的襯底，成為其他硅片加工的基礎(chǔ)。外延片是一種將拋光片在外延爐中加熱后，通過氣相沉淀的方式使其表面外延生長符合特定要求的多晶硅的硅片。該技術(shù)可有效減少硅片中的單晶缺陷，使硅片具有更低的缺陷密度和氧含量，從而提升終端產(chǎn)品的可靠性，常用于制造CMOS芯片。根據(jù)摻雜程度的不同，半導(dǎo)體硅片可分為輕摻和重?fù)?。重?fù)焦杵脑負(fù)诫s濃度高，電阻率低，一般應(yīng)用于功率器件。輕摻硅片摻雜濃度低，技術(shù)難度和產(chǎn)品質(zhì)量要求更高，一般用于集成電路領(lǐng)域。由于集成電路在全球半導(dǎo)體市場中占比超過80%，目前全球?qū)p摻硅片需求更大。（二）受益晶圓廠積極擴產(chǎn)，硅片市場快速增長含硅量提升驅(qū)動行業(yè)快速增長。伴隨5G、物聯(lián)網(wǎng)、新能源汽車、人工智能等新興領(lǐng)域的高速成長，汽車電子行業(yè)成為半導(dǎo)體硅片領(lǐng)域新的需求增長點。據(jù)ICInsights數(shù)據(jù)，2021年全球汽車行業(yè)的芯片出貨量同比增長了30%，達(dá)524億顆。但全球汽車缺芯情況在2020年短暫緩解后，于2022年再度加劇，帶動下游硅片市場需求量上升。據(jù)SEMI數(shù)據(jù)顯示，2021年全球半導(dǎo)體硅片市場規(guī)模為126億美元，同比增長12．5%。（三）日韓廠商高度壟斷，國內(nèi)廠商加速突破前五大制造商格局穩(wěn)定，外資壟斷現(xiàn)象持續(xù)。據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2020年全球前五大硅片制造商分別為日本信越化學(xué)、環(huán)球晶圓、德國世創(chuàng)、SUMCO和韓國SKSiltron，共占據(jù)86．6%的市場份額。國內(nèi)市場在大尺寸硅片上對外資企業(yè)依然具有依賴性，主要進(jìn)口地區(qū)為日本、中國臺灣和韓國。國產(chǎn)廠商加大研發(fā)投入，加速實現(xiàn)。由于硅片供應(yīng)緊缺，海外大廠會優(yōu)先保障海外晶圓廠硅片供給，給國內(nèi)硅片廠帶來了加速替代的機遇。國內(nèi)供應(yīng)商產(chǎn)品技術(shù)水平快速提升，國內(nèi)晶圓廠對國產(chǎn)半導(dǎo)體材料的驗證及導(dǎo)入正在加快，如滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微、中環(huán)股份等企業(yè)已順利通過驗證。中國大陸硅片整體產(chǎn)能加大投入，加速追趕國際龍頭廠商?；衔锇雽?dǎo)體晶體生長設(shè)備（一）碳化硅襯底材料發(fā)展概況第三代半導(dǎo)體材料是指以碳化硅等為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料，發(fā)展時間較短。國內(nèi)材料廠商與國外材料廠商的技術(shù)仍具有差距，但與硅基半導(dǎo)體材料相比，技術(shù)差距相對較小，隨著國內(nèi)技術(shù)不斷進(jìn)步完善，下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，國內(nèi)材料廠商發(fā)展?jié)摿^大。由于碳化硅襯底性能參數(shù)指標(biāo)眾多、制備工藝難度高、晶體生長慢，同時還要克服高溫、晶體生長過程不可見等生長條件苛刻的因素，其晶體生長難度大，制備效率較低，使得良率較低，僅約為30%-50%左右，導(dǎo)致材料成本較高。下游應(yīng)用領(lǐng)域基于成本較高等因素，仍處于應(yīng)用階段的初期。隨著碳化硅材料制備工藝技術(shù)不斷發(fā)展，廠商不斷擴產(chǎn)，下游應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)拓展及批量應(yīng)用，憑借其禁帶寬度大，具有擊穿電場高、熱導(dǎo)率高、電子飽和速率高及抗輻射能力強等優(yōu)勢，可以滿足電力電子技術(shù)對高溫、高功率、高壓、高頻及抗輻射等惡劣工作條件的新要求，與硅基材料相比，碳化硅材料以上優(yōu)良特性可彌補硅基材料的不足之處，在功率器件等方面與硅基材料形成優(yōu)勢互補，廣泛應(yīng)用于新能源汽車、光伏發(fā)電、軌道交通、5G通訊等現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域。1、新能源汽車行業(yè)發(fā)展概況當(dāng)前，新能源汽車普及的趨勢愈發(fā)明朗，新能源汽車行業(yè)是未來市場空間巨大的新興市場。根據(jù)Wind統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2016-2021年，國內(nèi)新能源汽車銷量年均復(fù)合增長率高達(dá)47．5%，2021年銷量突破350萬輛。在碳中和的趨勢下，未來新能源汽車仍有廣闊的發(fā)展空間，預(yù)計2025年國內(nèi)銷量約為700萬輛-900萬輛。碳化硅器件適用于新能源汽車的逆變器、車載充電機等器件，憑借其耐高頻、易散熱、高電流密度、低損耗等特性，能提升新能源汽車性能、實現(xiàn)輕量化、提升續(xù)航里程。此外，新能源汽車的普及，將推動配套充電樁的持續(xù)發(fā)展。碳化硅器件可應(yīng)用于新能源汽車充電樁，能減小充電樁體積，提高充電速度。碳化硅材料作為新能源汽車領(lǐng)域發(fā)展前景良好的器件材料，其發(fā)展?jié)摿薮蟆?、光伏行業(yè)發(fā)展概況隨著光伏投資成本的下降及發(fā)電效率的提升，近年來，光伏發(fā)電呈高速發(fā)展態(tài)勢，2016-2021年全球光伏新增裝機容量年均復(fù)合增長率達(dá)18．8%。在光伏發(fā)電中，相比傳統(tǒng)硅基的逆變器，搭載碳化硅器件的光伏逆變器，轉(zhuǎn)換效率可由96%提升至99%以上，能量損耗降低50%以上，從而能夠縮小系統(tǒng)體積、增加功率密度、延長器件使用壽命、降低生產(chǎn)成本，碳化硅有望高速滲透光伏市場。目前，國外廠商如英飛凌、富士電機、三菱電機、陽光電源、西門子等企業(yè)均已推出應(yīng)用碳化硅器件的光伏逆變器，國內(nèi)作為光伏領(lǐng)域最大的市場之一，國內(nèi)碳化硅材料廠商持續(xù)推進(jìn)光伏應(yīng)用領(lǐng)域的業(yè)務(wù)。3、軌道交通行業(yè)發(fā)展概況碳化硅器件應(yīng)用于軌道交通牽引變流器，能極大發(fā)揮自身高溫、高頻和低損耗特性，提高牽引變流器裝置效率，符合軌道交通大容量、輕量化和節(jié)能型牽引變流裝置的應(yīng)用需求，從而提升系統(tǒng)的整體效能，未來將在軌道交通領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。4、5G通訊行業(yè)發(fā)展概況隨著5G通訊技術(shù)的發(fā)展和推廣，5G建設(shè)將為射頻器件帶來新的增長動力。以碳化硅為襯底的氮化鎵射頻器件能有效滿足5G通信高頻性能、高功率處理能力要求，碳化硅基氮化鎵射頻器件已逐步成為5G功率放大器、尤其是宏基站功率放大器的主流技術(shù)路線。隨著以上終端應(yīng)用領(lǐng)域不斷發(fā)展，根據(jù)Yole、Marklines等數(shù)據(jù)，2020年全球碳化硅器件的市場規(guī)模為11．84億美元，預(yù)計2025年將增長至59．79億美元，復(fù)合年增長率達(dá)38．25%。碳化硅器件市場的高速增長也將推動碳化硅單晶襯底的需求釋放。此外，隨著我國加快新基建建設(shè)力度，明確新基建涉及5G基建、特高壓、城際高速鐵路和城際軌道交通、新能源汽車及充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，以上領(lǐng)域與我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)，將成為我國新一輪半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的驅(qū)動因素，為以碳化硅為代表的化合物半導(dǎo)體市場帶來新的機遇。雖然第三代半導(dǎo)體發(fā)展時間較短，但碳化硅襯底市場仍以美國等傳統(tǒng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈強國為主，集中度較高，主要廠商包括、美國Ⅱ-Ⅵ、德國SiCrystal等企業(yè)，其中，占據(jù)龍頭地位，2020年市場份額達(dá)62%。（二）國內(nèi)碳化硅材料廠商發(fā)展概況目前，碳化硅襯底市場以海外廠商為主導(dǎo)，國內(nèi)企業(yè)市場份額較小，主要企業(yè)包括三安光電、天岳先進(jìn)等。由于國內(nèi)半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈配套相對落后，碳化硅襯底制備水平及應(yīng)用領(lǐng)域處于初期階段，因此與國外龍頭企業(yè)相比，國內(nèi)廠商存在技術(shù)水平差距和市場份額較小的情況。隨著國內(nèi)下游行業(yè)的快速發(fā)展，市場規(guī)模持續(xù)擴大，襯底及制造設(shè)備需求量將會有較大提升，故作為晶體制備的載體，根據(jù)不同尺寸、不同類型的碳化硅單晶襯底及不同的下游應(yīng)用需求，將會進(jìn)一步大幅提升對碳化硅單晶爐等設(shè)備端的需求。因此，在市場保持高景氣度的情況下，在國內(nèi)產(chǎn)能加速擴產(chǎn)疊加設(shè)備國產(chǎn)化率提升的雙重因素驅(qū)動下，我國碳化硅晶體生長設(shè)備市場發(fā)展?jié)摿薮蟆＃ㄈ┧{(lán)寶石晶體生長設(shè)備藍(lán)寶石晶體材料是現(xiàn)代工業(yè)重要的基礎(chǔ)材料，具有優(yōu)異的光學(xué)性能、機械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，強度大、硬度大、耐腐蝕，可在接近2，000℃高溫下工作，在紫外、可見光、紅外、微波波段均有良好的透過率，被廣泛應(yīng)用于LED襯底材料、消費類電子產(chǎn)品、智能穿戴設(shè)備等領(lǐng)域。LED襯底材料是藍(lán)寶石重要的應(yīng)用，同時由于在透紅外光和抗劃傷等方面的突出優(yōu)勢，藍(lán)寶石在消費電子產(chǎn)品上的應(yīng)用也具有廣闊的市場空間。隨著LED行業(yè)和消費電子行業(yè)發(fā)展趨于成熟，行業(yè)產(chǎn)能的普遍提升，藍(lán)寶石材料制造成本以及銷售價格的下降，同時部分廠商早期已經(jīng)有較多的備貨，因此供需關(guān)系與市場規(guī)模較為穩(wěn)定。國內(nèi)半導(dǎo)體材料制造及晶體生長設(shè)備市場競爭格局截至目前，中國大陸半導(dǎo)體硅片廠商技術(shù)發(fā)展相對落后，國內(nèi)主要硅片廠商以生產(chǎn)200mm（8英寸）及以下拋光片、外延片為主，300mm（12英寸）產(chǎn)能規(guī)模占比相對較低。目前國內(nèi)8英寸和12英寸硅片合計產(chǎn)能分別約為月產(chǎn)183萬片及54萬片。隨著國家及行業(yè)的政策不斷支持，國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展，硅片廠商的數(shù)量及