>> 南京證券-半導(dǎo)體材料行業(yè)：PVD工藝核心耗材，國產(chǎn)替代空間廣闊-230620
| 上傳日期： |
2023/6/20 |
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來源： |
南京證券 |
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推薦 |
作者： |
顧詩園 |
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半導(dǎo)體材料行業(yè)景氣度持續(xù)，行業(yè)技術(shù)門檻高，對(duì)外依存度高。根據(jù)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（SIA）公布數(shù)據(jù)顯示，2022年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模5735億美元，同比增長(zhǎng)3.2%。我們認(rèn)為半導(dǎo)體周期拐點(diǎn)將于2023年下半年見底，AI將帶領(lǐng)半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)入一輪新的上行周期。根據(jù)SEMI公布的數(shù)據(jù)，2022年全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到727億美元，較2021年的668億美元增長(zhǎng)了8.8%，創(chuàng)歷史新高。其中晶圓制造材料市場(chǎng)規(guī)模為447億美元，同比增長(zhǎng)10.5%，硅、電子氣體和光掩模領(lǐng)域在晶圓制造材料市場(chǎng)表現(xiàn)出最強(qiáng)勁的增長(zhǎng)。封裝材料市場(chǎng)規(guī)模為280億美元，同比增長(zhǎng)6.3%，有機(jī)襯底領(lǐng)域在很大程度上推動(dòng)了封裝材料市場(chǎng)的增長(zhǎng)。按地區(qū)來看，中國大陸保持全球第二大半導(dǎo)體材料市場(chǎng)地位，2022年半導(dǎo)體材料銷售額130億美元，同比增長(zhǎng)7.3%，全球占比19.4%。中國臺(tái)灣仍是全球最大的半導(dǎo)體材料市場(chǎng)，2022年市場(chǎng)規(guī)模為201億美元，同比增長(zhǎng)13.6%，全球市場(chǎng)份額達(dá)到30.1%。韓國、日本、北美、歐洲銷售規(guī)模分別排在第三到第六位，2022年除了日本地區(qū)半導(dǎo)體材料銷售額增速為-1%外，其他地區(qū)的銷售額均保持較高增速。半導(dǎo)體材料特別是前端晶圓制造材料在集成電路芯片制造中至關(guān)重要，部分關(guān)鍵材料會(huì)決定芯片的性能和工藝發(fā)展方向，下游客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求非?？量?，因此材料市場(chǎng)前期研發(fā)投入大，進(jìn)入測(cè)試論證的時(shí)間長(zhǎng)，客戶更換供應(yīng)商成本較高。半導(dǎo)體材料是易耗品，一旦進(jìn)入了下游晶圓廠的供應(yīng)鏈，會(huì)隨晶圓廠的產(chǎn)能擴(kuò)張而逐步上量。目前全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)的主要供應(yīng)商還是美國、日本、韓國等國外企業(yè)，中國大陸的高端半導(dǎo)體材料對(duì)外依存度仍然較高，國產(chǎn)替代空間較大。
濺射靶材：PVD工藝核心耗材，半導(dǎo)體用要求最高。薄膜制備工藝分為PVD（物理氣相沉積）和CVD（化學(xué)氣相沉積），PVD工藝又分蒸發(fā)法和濺射法。超大規(guī)模集成電路制造過程中要反復(fù)用到的濺射工藝，濺射法是利用離子源產(chǎn)生的離子，在高真空中經(jīng)過加速聚集，而形成高速度能的離子束流，轟擊固體表面，離子和固體表面原子發(fā)生動(dòng)能交換，使固體表面的原子離開固體并沉積在基底表面，被轟擊的固體是用濺射法沉積薄膜的原材料，稱為濺射靶材。一般來說，濺射靶材主要由靶坯、背板等部分構(gòu)成，其中，靶坯是高速離子束流轟擊的目標(biāo)材料，屬于濺射靶材的核心部分，背板起到主要起到固定濺射靶材的作用，且需要具備良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能。濺射靶材的種類較多，按照化學(xué)成分可以分為金屬靶材（純金屬鋁、鈦、銅、鉭等）、合金靶材（鎳鉻合金、鎳鈷合金等）、陶瓷化合物靶材（氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等）；按照應(yīng)用領(lǐng)域可分為半導(dǎo)體芯片靶材、平面顯示器靶材、太陽能電池靶材、信息存儲(chǔ)靶材、工具改性靶材、電子器件靶材、其他靶材；按照形狀可以分為長(zhǎng)靶、方靶、圓靶。PVD在半導(dǎo)體、平板顯示、光伏中均有應(yīng)用，半導(dǎo)體領(lǐng)域以金屬材料濺射為主，主要用于制造集成電路的金屬互連層、金屬接觸層、擴(kuò)散阻擋層，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最高，純度達(dá)到6N。平板顯示和光伏領(lǐng)域常用到金屬靶材和陶瓷靶材，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)低，純度達(dá)4N。靶材行業(yè)工藝流程難度較高，包括高純金屬提純、晶粒晶向控制、材料焊接、精密加工和清洗包裝等。高純度乃至超高純度的金屬材料是生產(chǎn)高純?yōu)R射靶材的基礎(chǔ)，以半導(dǎo)體芯片用濺射靶材為例，若濺射靶材雜質(zhì)含量過高，則形成的薄膜無法達(dá)到使用所要求的電性能，并且在濺射過程中易在晶圓上形成微粒，導(dǎo)致電路短路或損壞，嚴(yán)重影響薄膜的性能。
半導(dǎo)體用市場(chǎng)空靶材間約19億美金，市場(chǎng)被海外巨頭壟斷：靶材在半導(dǎo)體領(lǐng)域中，主要用于“晶圓制造”（用作金屬濺鍍）和“芯片封裝”（用作貼片焊線的鍍膜）兩個(gè)環(huán)節(jié)，分別市場(chǎng)金額占比約2.6%和2.7%。按照比例計(jì)算2022年半導(dǎo)體用濺射靶材市場(chǎng)規(guī)模約19億美金。在面板領(lǐng)域中，超高純金屬濺射靶材全球市場(chǎng)規(guī)模在70億美元左右，其能夠保證平板顯示器制造過程中大面積膜層的均勻性，濺射靶材形成的濺射薄膜與平板顯示器的分辨率、透光率等主要技術(shù)指標(biāo)均緊密相關(guān)。受益于平板顯示產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化趨勢(shì)的加速、平板顯示領(lǐng)域本土靶材供應(yīng)商技術(shù)的突破和成熟、國產(chǎn)化的成本優(yōu)勢(shì)等，未來濺射靶材領(lǐng)域存在較大的進(jìn)口替代空間，有望逐步降低對(duì)進(jìn)口靶材的依賴。在光伏領(lǐng)域，靶材的全球市場(chǎng)規(guī)模在60億美元左右，主要應(yīng)用于薄膜太陽能電池、晶體硅太陽能電池等。太陽能電池領(lǐng)域的靶材技術(shù)門檻低于半導(dǎo)體和平板顯示領(lǐng)域。隨著我國光伏產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，光伏累計(jì)裝機(jī)容量的繼續(xù)提升，太陽能電池用濺射靶材市場(chǎng)的規(guī)模有望繼續(xù)增長(zhǎng)。高純?yōu)R射靶材制造環(huán)節(jié)技術(shù)門檻高、設(shè)備投資大，具有規(guī)?；a(chǎn)能力的企業(yè)數(shù)量相對(duì)較少，主要分布在美國、日本等國家和地區(qū)，其中，部分企業(yè)同時(shí)開展金屬提純業(yè)務(wù)，將產(chǎn)業(yè)鏈延伸到上游領(lǐng)域；部分企業(yè)只擁有濺射靶材生產(chǎn)能力，高純度金屬需要上游企業(yè)供應(yīng)。全球靶材市場(chǎng)主要被日礦金屬、霍尼韋爾、東曹和普萊克斯四家公司占據(jù)（合計(jì)占約80%的市場(chǎng)份額），濺射靶材最高端的應(yīng)用是在超大規(guī)模集成電路芯片制造領(lǐng)域，這個(gè)領(lǐng)域幾乎被上述四家
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