困難重重的國產(chǎn)化之路

自2019年中美貿(mào)易沖突以來，中國半導體產(chǎn)業(yè)鏈遭遇了數(shù)輪“卡脖子”的封鎖：從2019年5月先“卡”住終端的芯片供應商，到2020年9月“卡”住晶圓代工鏈條，再到2020年12月“卡”住芯片上游制備設備。與此同時，再疊加全球疫情肆虐，近幾年“缺芯”的問題愈演愈烈。

繼2月8日上海微電子等33個總部在中國的實體被美國列入所謂“未經(jīng)核實名單”后，全球半導體設備的龍頭企業(yè)ASML，重新開啟了對國產(chǎn)半導體設備商東方晶源的控訴。半導體設備國產(chǎn)化難度升級。

2021年行業(yè)加速前行

然而，多家上市半導體公司公布的業(yè)績顯示，國內(nèi)半導體行業(yè)在2021年已經(jīng)加速前行。春節(jié)前后，多家上市半導體公司2021年業(yè)績預告出爐，ICViews對業(yè)績已出的半導體公司的公告進行了匯總盤點，多家上市半導體公司在2021業(yè)績都創(chuàng)下新高。

設計與制造領域

半導體設計與制造領域利潤增長明顯，預計2021年國產(chǎn)半導體公司的利潤總計將會達到195.26億人民幣，比去年同期約增長153%。

數(shù)據(jù)來源：澎湃網(wǎng)

封測領域

半導體封測行業(yè)穩(wěn)中求進，四家半導體封測公司利潤均實現(xiàn)增長。其中長電科技利潤最高，達到28億~30.8億。通富微電利潤增長最高，受集成電路國產(chǎn)替代、5G 建設加速、消費電子及汽車電子需求增長等因素影響，集成電路市場需求持續(xù)旺盛，實現(xiàn)增長174.8%。

數(shù)據(jù)來源：澎湃網(wǎng)

設備與材料領域

半導體設備與材料行業(yè)乘國產(chǎn)化之風，2021年，相關公司的利潤迎來了50%到230%的增長。

數(shù)據(jù)來源：澎湃網(wǎng)

國產(chǎn)化逐步深化

國產(chǎn)化逐步深化，分為四個階段：

1、國產(chǎn)1.0：2019年5月，外部環(huán)境限制華為終端的上游芯片供應，目的是卡住芯片下游成品，直接刺激了對國產(chǎn)模擬芯片、國產(chǎn)射頻芯片、國產(chǎn)存儲芯片、國產(chǎn)CMOS芯片的傾斜采購，這是國產(chǎn)化進程的第一步，也是覺醒的一大步。

2、國產(chǎn)2.0：2020年9月，限制海思設計的上游晶圓代工鏈，目的是卡住芯片中游代工。由于全球晶圓廠都嚴重依賴美國的半導體設備（PVD、刻蝕機、離子注入機、測試機等），海思只能轉(zhuǎn)移到備用代工鏈，直接帶動了中芯國際等國產(chǎn)晶圓廠和封測廠的加速發(fā)展。

3、國產(chǎn)3.0：2020年12月，中芯國際進入實體名單，限制的是芯片上游半導體供應鏈，本質(zhì)是卡住芯片上游設備。想要實現(xiàn)供應鏈安全，必須做到對半導體設備和半導體材料的逐步突破，由于DUV不受美國管轄，此階段的關鍵是針對刻蝕等美系技術的替代。

2022年，

國產(chǎn)化路徑將順著四條主線繼續(xù)推進到4.0時代

4、國產(chǎn)4.0：

1）半導體設備：過去一年，受到全球產(chǎn)能緊缺的影響，國內(nèi)外的晶圓廠陸續(xù)在進行產(chǎn)能擴充，大規(guī)模擴產(chǎn)加速了半導體設備的供不應求，這也是帶動國產(chǎn)化率的提升的根本原因。然而，以ASML的EUV光刻機為代表的上游高端設備進不來，國內(nèi)的芯片基本就只能在14nm上停滯不前，少了關鍵設備，要實現(xiàn)更先進工藝，在性能和良率方面都有巨大的挑戰(zhàn)。再加上當前的政治環(huán)境，以及相關公司對專有技術的保護程度，半導體設備國產(chǎn)化之路可謂是難上加難。

2022年是國產(chǎn)設備實現(xiàn)從1到10的放量階段，成熟工藝國產(chǎn)化設備首當其沖進入快速增量期。

2）EDA/IP，將登陸資本市場，成為底層硬科技的全新品類。隨著芯片需求量激增，EDA行業(yè)也隨之高速增長。當前中國EDA&IP市場規(guī)模約為百億人民幣，在半導體產(chǎn)業(yè)變革與國產(chǎn)化的大趨勢下，即使不考慮國內(nèi)外市場的估值水平差異，國內(nèi)也有望產(chǎn)生市值500億人民幣的行業(yè)龍頭。2021年9月2日，國產(chǎn)EDA廠商華大九天獲得首發(fā)通過，國微思爾芯、廣立微、概倫電子的科創(chuàng)板IPO申請也都陸續(xù)獲得受理。然而，當前我國半導體領域的真正短板，包括EDA設計工具在內(nèi)，先進制造工藝，上游的半導體裝備、半導體材料，這些都需要時間去突破。

3）設備零部件：半導體零部件包括設備核心部件和廠務輔助設備。核心零部件作為半導體設備乃至半導體產(chǎn)業(yè)鏈的基石，市場集中度高，且主要被美國、日本、歐洲等國際品牌壟斷。半導體零部件作為卡脖子的關鍵技術環(huán)節(jié)，已經(jīng)受到政府及半導體行業(yè)內(nèi)的高度重視，本土半導體零部件，將受益于零部件國產(chǎn)化率提升及國內(nèi)外半導體設備的高成長，加快成長步伐。

4）半導體材料：按應用環(huán)節(jié)劃分，半導體材料主要分為制造材料和封裝材料。主要制造材料包括硅片（硅基材料）、光刻膠及配套試劑、高純試劑、電子氣體、拋光材料、靶材、掩模板等；主要的封裝材料包括：引線框架、封裝基板、陶瓷基板、鍵合絲、切割材料、包裝材料及芯片粘接材料等。

目前大量國內(nèi)半導體材料，正處于“從0到1”的驗證關鍵階段。半導體的景氣周期存在“設備先行，制造接力，材料缺貨”的普遍規(guī)律。考慮到國內(nèi)晶圓廠已經(jīng)進入擴產(chǎn)環(huán)節(jié)，而且新增產(chǎn)能將于2022年陸續(xù)開出。晶圓產(chǎn)能擴充會直接導致上游材料端出現(xiàn)供不應求的情況。

中國半導體材料市場占全球比重穩(wěn)步增長，從2012年的12.28%增長至2020年的17.7%，中國大陸排名全球第二。這主要是由于：第一，國內(nèi)企業(yè)技術水平的不斷提升，部分材料已經(jīng)能實現(xiàn)國產(chǎn)化替代。第二，半導體材料隨著半導體產(chǎn)業(yè)同步向中國發(fā)生轉(zhuǎn)移，中國成為半導體材料主戰(zhàn)場之一。

隨著晶圓廠驗證國產(chǎn)材料加速，未來2-3年是行業(yè)及相關公司發(fā)展的關鍵窗口期，半導體材料經(jīng)歷驗證、試用、爬坡放量，起碼也要一年半的時間。國內(nèi)主要半導體材料企業(yè)在2021年底和2022年期間進行大批的認證測試環(huán)節(jié)。

晶圓劃切材料的發(fā)展形勢

隨著 5G 通訊網(wǎng)絡、人工智能、汽車電子、智能移動終端、物聯(lián)網(wǎng)的需求和技術不斷發(fā)展，市場需求不斷擴大，國產(chǎn)替代持續(xù)推進，為國內(nèi)封裝企業(yè)提供了良好的發(fā)展機會，帶動半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動先進封裝的需求擴張，成為封裝領域新的增長動能。長電科技、通富微電、華天科技、晶方科技 4 家封測企業(yè)營收和利潤率情況顯示，國內(nèi)半導體封測公司經(jīng)營情況持續(xù)向好。

數(shù)據(jù)來源：澎湃網(wǎng)

由于市場對于微型化、更強功能、更低功耗及熱電性能改善的產(chǎn)品需求不斷提升，半導體封裝技術的精密度、復雜度和定制性繼續(xù)增強，國內(nèi)半導體封測企業(yè)紛紛加大資本開支，擴充產(chǎn)能。

晶圓減薄及切割劃片在晶圓制造中屬后道封裝， 隨著晶圓直徑擴大，單位面積上集成的 IC 越來越多，留給分割的劃切道也變小。同時，隨著晶圓減薄工藝技術的發(fā)展以及疊層封裝技術的成熟，芯片的厚度越來越薄，經(jīng)過背面研磨的晶圓厚度一般會從 800-700 減少到 80-70 。減薄到十分之一的晶圓能堆疊四到六層。

切割和研磨是芯片生產(chǎn)的重要工序，劃片刀產(chǎn)生的切削力小，且劃切成本低，因此在相當長的一段時間內(nèi)，仍是半導體封裝工藝中不可缺少的材料之一。

當前高端晶圓劃片刀幾乎被日本 Disco所壟斷，其在國內(nèi)市場的占有率為80%-85%。根據(jù)2018 年 8 月行業(yè)發(fā)布的劃片刀可行性報告，作為消耗品，國內(nèi)劃片刀每年需求量在 600-800 萬片，市場空間在 9.6-12.8 億元。

結(jié)合晶圓產(chǎn)量快速擴張的形勢，據(jù)不完全統(tǒng)計，2021年中國大陸晶圓產(chǎn)量相較 2019 年增加了 65.88%，直接對應晶圓加工的劃片刀和研磨砂輪，需求同比增長，即 2021 年對應市場空間約 20-25 億元左右?？梢灶A見，2022年將會繼續(xù)快速增長。

政策扶持

《中國制造 2025》 對于半導體設備國產(chǎn)化提出了明確要求：在 2020 年之前，90~32nm 工藝設備國產(chǎn)化率達到 50%，實現(xiàn) 90nm 光刻機國產(chǎn)化，封裝關鍵設備國產(chǎn)化率達到 50%。在 2025 年之前，20～14nm 工藝設備國產(chǎn)化率達到 30%，實現(xiàn)浸沒式光刻機國產(chǎn)化。到 2030 年，實現(xiàn) 18 英寸工藝設備、EUV 光刻機、封裝設備的國產(chǎn)化。作為耗材，晶圓切割用劃片刀及研磨砂輪有望率先實現(xiàn)國產(chǎn)替代。

在國家政策層面，2021-2023年將會是“大基金”二期對外投資的活躍年份，半導體設備和材料等薄弱領域的投資仍將會有大幅提升。

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