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一文看懂晶圆制造材料市场

IC咖啡 ·2019-04-12 18:13·与非网
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序言

我们将陆续推出全球 半导体材料 /设备供应链的系列报告,本篇为晶圆制造材料报告第一篇。我们将晶圆制造材料分为硅晶圆相关材料、光刻材料和其他材料(单位驱动材料、产能驱动材料)三类,对产业链上相关公司进行了系统性梳理。
在接下来的系列报告中,我们试图从以下两个视角构建分析框架,以期能更好的追踪产业趋势:
①、公司视角:龙头公司历年财务表现,预期未来财务表现,产能利用率情况,股价走势等;
②、供应链视角:产品价格走势,订单/出货变动走势,进出口数据变动走势,细分行业指数,数据相关性分析等;
目录
一、全球市场概览
1.1 市场规模
1.2 晶圆制造材料
二、产业链跟踪
2.1 分类
2.2 跟踪分析框架
三、硅晶圆产业链
四、光刻产业链
五、其他材料
一、全球市场概览
1.1市场规模
根据 SEMI 数据显示,2018年全球 集成电路 销售额再创新高,达4688亿美金。
“微缩”是集成电路行业的代名词和发展引擎。
过去几十年,集成电路行业基本遵循“摩尔定律”发展,即当价格不变时,集成电路上可容纳元器件数目约每隔18-24个月增加一倍,性能提升一倍。
我们对全球主要的20家IDM、Foundry的营收进行了统计,这20家公司2018年合计实现营收规模占全球集成电路销售额的70%以上。
根据SEMI最新数据,2018年全球半导体材料销售额为519.4亿美金,其中晶圆制造材料322亿美金、封装材料197亿美金。
1.2 晶圆制造材料
如前文所述,全球晶圆生产厂商有较明显的大客户集中性。晶圆制造材料的最终客户是晶圆制造厂,这意味着材料供应商在技术研发、销售、提供优质服务等方面面临较大压力。
目前7nm是已实现量产的最先进制程,4月3日台积电宣布其已进入5nm制程的试产阶段。随着制程的不断进步,对材料的品质、稳定性等要求越来越高,而能提供先进制程材料的供应商越来越少。
2017年的IRDS(International Roadmap for Devices and Systems)对设备、材料、制造工艺如何在“More Moore”的发展道路上保持技术领先性,给出了时间表:
注:以下我们还将反复提到的事实是,随着下游客户间的不断整合,数量上便较以往年度更少,这将导致材料供应商之间的竞争越来越激烈,而不断出现并购现象。越往先进制程发展,上游材料供应商的垄断现象则愈加明显。

 

晶圆制造材料分为硅晶圆、光罩、光刻胶、光刻胶辅助材料、湿化学品、气体、靶材、研磨液/垫和其他材料。
DBS Bank在2018年6月的一份报告中对晶圆制造材料在未来4年的市场规模的成长空间作了预估,根据其测算,成长性比较明显的是硅晶圆和气体:
我们汇总整理了全球主要晶圆制造材料供应商在半导体材料领域的历年财务数据,如下所示:
可以看到,全球营收排名靠前的材料供应商主要分布在日本、美国和韩国,他们的汇总营收超过200亿美金。其中,全球几大硅晶圆龙头供应商的营收排名都较靠前,信越化学更是以33.46亿美金的营收独占鳌头(公司不仅供应硅晶圆,与此同时还生产光刻胶、掩模版的石英基板等半导体材料)。
我们对晶圆制造材料供应商供应的产品进行了汇总,如下所示:
在材料领域,很多公司都基于自身技术的领先性优势和强大的研发能力,同时涉足多种不同的材料;从市场规模的角度来讲,也是因为很多细分类别材料的市场空间都很小,以至于材料公司在产品类别上会具有更多的多样性。
二、产业链跟踪
2.1分类
我们将晶圆制造材料进行不同以往的分类,分为:硅晶圆相关材料、光刻材料和其他材料(单位驱动材料、产能驱动材料)三类。进行这样分类的原因主要有以下几点:
①、硅晶圆产业链,硅是集成电路发展至今的基石,硅晶圆在整个晶圆制造材料中占比超过30%,硅的纯度直接与制造工艺的精度相关,目前为了适应先进制程的纯度要求,信越生产的硅晶圆纯度已经达到13个9;
②、光刻产业链,光刻是“微缩”的关键技术,光刻的分辨率决定了集成电路工艺的发展程度,光刻技术的发展带来了材料突破、设备升级。因此,把光刻产业链单独罗列出来,是非常有必要的;
③、其他,研磨垫/液、靶材、湿化学品、气体等这些材料都划分在“其他材料”这个类别,并根据这些材料在制造工艺中的“资产属性”进行细分。
每生产一单位的产品需要消耗的材料,我们称为“单位驱动材料”(Unit-drive Materials),如研磨液/垫、靶材、湿化学品、石英部件等。
与下游Fab产能投资拉动密切相关所消费的材料,我们称为“产能驱动材料”(Capital-drive Materials),如气体、流体处理部件等。
2.2 跟踪分析框架
我们试图从以下两个视角来构建跟踪分析框架:
①、公司视角:龙头公司历年财务表现,预期未来财务表现,产能利用率情况,股价走势等;
②、供应链视角:产品价格走势,订单/出货变动走势,进出口数据跟踪,行业指数,相关性分析、材料代理商经营变动情况等。

 

三、硅晶圆产业链
前几年硅晶圆厂商扩产的不积极导致近两年硅晶圆供不应求状况显著,单片价格不断调涨,2018年全球硅晶圆实现114亿美金销售额,接近于2007年的121亿美金的历史峰值。
硅晶圆的制造大致会经过如下步骤:多晶硅料熔炼和精炼、长晶、切割、抛光、清洗等,最后制成硅晶片。
通常将在半导体生产过程中使用的硅晶圆的直径值来衡量硅晶圆的大小,直径尺寸从25.4mm到450mm之间不等。目前主流硅晶圆大小为200mm(8吋)、300mm(12吋)。
我们跟踪、分析的硅晶圆产业链上材料有:硅晶圆(Silicon Wafer),再生晶圆(Reclaimed Wafer)、多晶硅料(Polysilicon)、石英部件(Quartz)、晶圆运输盒(Shipping Box)、晶圆承载盒(Carrier)等。

 

四、光刻产业链
光刻(Lithography)是通过清洗、烘干、旋涂光刻胶、对准曝光、显影、刻蚀、清洗、检测等一系列生产步骤,将晶圆表面薄膜的特定部分除去的工艺。光刻生产的目标是根据电路设计的要求,生成尺寸精确的特征图形。
2018年全球半导体用光刻机共出货374台,其中ASML、Nikon、Canon分别出货224台、36台、114台,实现同比增长12.6%、38.5%和62.9%。
集成电路的光刻工艺,我们对其进行如下细分:
注:橙色方框为步骤,蓝色方框为设备类,黄色方框为材料类;
我们分析、跟踪的光刻产业链上材料有:光刻胶(Photoresist)、掩模版(Photomask)、掩膜版基板(Mask Blank)、掩模版盒(Mask Pod)等,所涉及公司包括但不限于以下列表:
五、其他材料
研磨液/垫、靶材、湿化学品、气体等则在“其他材料”这一部分进行跟踪,因涉及公司较多,在此不逐一列出,将在后续系列报告中详述。
后续工作
我们会陆续推出半导体制造材料/设备的全球供应链跟踪系列报告,谢谢您的支持和关注,期待大家多提宝贵意见!
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