本文来自格隆汇专栏：君临
现在的全球半导体行业，处于新一轮景气周期的上行阶段。
年初开始，晶圆大厂们纷纷公布了一大波超预期的资本开支计划。
台积电资本开支从去年的170亿美元增长到300亿美元，接近翻倍，三星未来三年资本开支1000亿美元，中芯、联电、华虹也纷纷公布大额开支计划。
需求端的反应总是快于供给端，在新能源车引领下，汽车产业去年下半年很快走出阴霾，重启对芯片的需求。
由此引发的缺芯潮着实把全行业都整怕了，晶圆厂产能完全不够，只能无奈放弃部分中小客户，优先满足战略合作伙伴的供应。
所以，各大厂本轮资本开支的规模都是前所未见，供给端的景气盛况将在下半年愈演愈烈。
每当半导体景气周期来临的时候，供给这边都会遵循一个规律——“设备先行，制造接力，材料缺货”。
如果对之前的半导体景气周期进行复盘，就会发现北美半导体设备销售额是景气度的先行指标。
由于设备售出后需要安装和调试，半导体设备销售额通常领先半导体销售额一个季度左右。
根据SEMI的北美半导体设备出货报告，5月设备出货金额首度突破35亿美元大关，连续5个月创下新高。
今年上半年，半导体设备的同比出货量相比去年增长了50%，设备制造商接单不暇，自有产能供应不足，甚至需要委外生产。
受此影响，国内设备厂商北方华创、长川科技、华峰测控等股价已经率先启动，纷纷创下新高。
设备总龙头北方华创一季度预收款比上季度增加了近15亿元，市值超过1600亿，足以说明本轮扩产对设备的需求程度有多高。
按照设备→晶圆代工→材料的传导顺序，接下来的业绩释放应该会出现在中芯国际为代表的晶圆制造公司，和雅克科技为代表的材料公司。
之前作者对国内的主要上市设备公司做了盘点，这回趁着集体启动前，对半导体材料里的机会做一个梳理。
01
半导体制造过程相当复杂，先进制程多达500多道工序，需要用到大量材料。
因此，半导体材料也是整个产业链中细分领域最多的，每种材料的技术跨度非常大，下游认证壁垒也非常高。
其中，硅片价值占比最高，超过1/3，其次为电子特气，占比13.2%，光掩模、光刻胶及辅助材料各占比12%左右，其余材料占比均低于10%。
各半导体材料占比来源：SEMI
半导体材料市场基本被日本和美国垄断，由于技术、原料的差异，各材料细分领域的龙头都不相同。
比如，大硅片龙头为日本信越化学，光刻胶龙头为日本合成橡胶，抛光垫老大为陶氏化学，抛光液龙头为卡博特。
半导体材料的配方、生产技术，甚至部分原材料，很多属于商业机密，类似于可口可乐的秘密配方，即所谓的“Know-how”。
这就导致半导体材料的国产化进程非常缓慢，只能通过不断的试错性试验，和长期的积累，研发成果也具有一定“偶得性”。
根据各细分产品竞争力及国产化程度，大致可以把国内半导体材料产业分为三个梯队。
CMP抛光材料、靶材国产化程度最高，部分产品技术标准已到达世界一流水平，本土公司已实现批量供货。
大硅片、电子气体国产进程相对较缓，部分公司实现小批量供货。
IC光刻胶国产化程度最弱，主流的ArF光刻胶仍没有实现量产。
国内半导体产业梯队
总体上，半导体材料具有很高的技术和资本壁垒，需要依靠政府的专项政策和产业资金进行支持，这也导致业内公司非经常性损益（政府补助）较多。
在政策引导和产业基金的支持下，国内也出现了一批有竞争力的材料企业，比如硅产业、雅克科技、安集科技等。
硅片是集成电路制作中最为重要的原材料，市场规模最大。
光刻胶技术壁垒高，是进口替代空间最大的材料之一。
CMP抛光材料毛利高，认证时间长，客户黏性强，竞争格局也相对较好。
从上升空间、市场关注度、行业格局等因素综合分析，这三个细分领域的机会更容易把握。
02
（1）待腾飞的大硅片
晶圆材料大致可分为三代：第一代为锗、硅为代表；第二代主要是砷化镓、磷化铟；第三代为氮化镓、碳化硅等，目前仍以硅为主要原材料。
硅片的趋势是不断往大尺寸发展，尺寸越大，单位晶圆的生产效率越高，12英寸（300mm）硅片的单位成本大致为8英寸（200mm）硅片的70%~80%。
12英寸硅片的市场份额接近70%，主要由手机、PC等消费电子产品驱动。
8英寸硅片主要用于汽车电子、功率器件等产品，是本次缺芯的重灾区，跟12英寸合计占比超过90%。
由于摩尔定律逐渐逼近物理极限，工艺有放缓趋势，给了国内材料厂商很大的追赶机会。
以晶圆尺寸来说，自2001年出现12英寸硅片以来，出于经济性考虑，一直没有向18英寸发展，国内厂商便可以趁机发育，加速在12英寸的布局。
当前全球50%以上的硅材料产能集中在日本，前五大厂商份额超过90%，国内规模最大的是沪硅产业。
沪硅产业是国内大硅片的领头羊，率先实现300mm硅片规模化生产，打破了大硅片0国产化僵局。
另外两家规模较大的半导体硅片上市公司是中环股份和立昂微。
沪硅产业是纯正的半导体硅片公司，技术、产能国内领先，公司200mm及以下半导体硅片认证的产品数量持续增加，300mm硅片实现了14nm及以上工艺节点的全覆盖。
沪硅收入结构仍以200mm及以下产品为主，占比近68%，300mm硅片占比为17%。
但公司目前有两个很大的问题，一是产能利用率低，二是不赚钱。
沪硅300mm硅片产能在20年底已经达到20万片/月，但全年生产量仅为103.36万片,产能利用率不到一半，突破缓慢。
不过，产能利用率还是小问题，公司20年300mm销量比19年多了40%，只要销量在涨，利用率就会提高。
大问题是300mm产品根本不赚钱，毛利率为-34.82%，主要就是因为设备固定成本高，利用率又低，导致折旧费用高。
简单概括就是，前期设备投资大，但产能过小，还没有实现规模效应，盈利能力差。
去年如果不是因为中芯国际上市，收获了1.7亿元的公允价值变动损益，沪硅全年是要亏8000多万的。
相比之下，中环股份和立昂微的基本面就要好很多，三家的收入结构有很大的差异。
中环以光伏硅片为主，占比接近90%，半导体硅片仅占总收入6%，20年底8英寸跟12英寸产能分别为50万片/月和7万片/月。
虽然规模不大，但是中环半导体硅片产能提升很快，12英寸将在21~23年持续放量，产能预计将超过60万片/月。
目前中环还是家光伏属性的公司，上半年业绩大增也归功于光伏端产能上升、降本成功，未来随着半导体大硅片陆续投产，对收益的贡献也将越来越大。
立昂微除了半导体硅片，还有功率器件和射频芯片业务，硅片以200mm和150mm为主，二者各占一半。
对比三家硅片厂毛利率，立昂微最高，超过40%，沪硅、中环均在30%以下。
主要由于立昂微硅片产品尺寸较小，且具备抛光片-外延片-功率器件的一体化优势，因此毛利率更高。
沪硅产品技术指标领先，产能也最高，但尚未实现规模效应，折旧费用高，盈利水平还有待提高。
中环光伏和新能源布局可以实现协同，未来大硅片产能释放，具备龙头溢价空间。
立昂微优势是从硅片至芯片链条打通，产品毛利率高，15万片/月的12寸硅片预计今年底建设完成。
（2）材料中的“明珠”—光刻胶
之所以称为“明珠”，源于光刻胶的高壁垒和高价值量。
光刻胶主要原料为树脂、溶剂和其他添加剂，被均匀涂布在硅片，用来形成与掩膜版完全对应的几何图形。
按下游产品，光刻胶可以分为半导体光刻胶、面板光刻胶和PCB光刻胶三类，市场规模差不多。
目前，PCB光刻胶基本实现国产化，国产化率约50%，面板光刻胶、半导体光刻胶国产化率很低，与国际先进水平差距巨大。
半导体光刻胶代表了光刻胶发展的最高水平，针对不同的工艺制程，需要用到不同感光波长的光刻胶。
高端光刻胶市场基本被日本企业所把持，使用量最高的KrF光刻胶和ArF光刻胶，国产化率低于5%。
其中，应用制程在45~7nm的ArF浸没光刻胶，由于技术附加值高，价格昂贵，占据最大的市场份额，这块国内基本没有实现量产。
由于空间巨大，国内厂商纷纷布局KrF光刻胶和ArF光刻胶。
比如，晶瑞股份子公司苏州瑞红高端KrF（248nm）光刻胶完成中试，建成了中试示范线；南大光电ArF光刻胶产品2020年底通过客户认证，成为国内通过产品验证的第一只国产ArF光刻胶。
但总体而言，国内光刻胶技术落后严重，技术水平跟国际相差两三代以上。
我国的光刻胶研究起步于上世纪70年代，基本跟日本同时开始，起初与国际先进水平相近，但后来差距越拉越大，目前正在加速追赶。
当下国内能够生产半导体光刻胶的企业寥寥无几，主要包括晶瑞股份、上海新阳、南大光电等，但规模尚小，营收不及日本龙头企业的1/10。
雅克科技是半导体材料中的平台型企业，类似北方华创在设备中的地位，业务包括半导体化学材料，电子特气，光刻胶等等。
雅克通过收购LG化学和江苏科美特，进入了面板光刻胶业务，虽然没有量产半导体光刻胶，但正在积极布局。
华懋科技通过投资徐州博康，彤程新材通过收购北京科华，双双进入半导体光刻胶市场。
北京科华实力很强，是唯一被SEMI列入全球光刻胶八强的中国光刻胶公司，2020年营收8928万元，也是国内销售额最高的光刻胶公司。
其中，KrF（248nm）光刻胶销售286万元，是唯一可以批量供应KrF光刻胶给8寸和12寸客户的本土光刻胶公司，打入中芯、长存、华虹等国内厂商。
其他拥有相关技术的公司还有晶瑞股份、南大光电、上海新阳，拟通过可转债、定增等方式，准备实现KrF、ArF光刻胶产业化。
总体上，国内企业在中高端半导体光刻胶上均未实现大规模量产，光刻胶营收占比也较低，尚未实现从0到1的突破。
从现有格局看，具有核心材料一体化的雅克科技、华懋科技，以及具备先发优势实现批量供货的彤程新材，更值得关注。
（3）CMP抛光材料
CMP即化学机械抛光，通过化学试剂腐蚀和机械研磨结合，使晶圆表面变得光滑平整，跟我们平常汽车抛光、手表抛光是一个原理。
抛光液和抛光垫是CMP抛光的主要材料，属于高价值易耗品，国内龙头分别是安集科技和鼎龙股份。
产品价值上，抛光液高一些，占总材料成本49%，抛光垫占33%，其他材料合计不到20%。
抛光液的技术含量很高，能实现量产的公司不多，全球市场主要被日美企业把持，卡博特、日立、富士美、VSM、杜邦CR5%占据近80%市场。
国内市场中，安集科技有一定竞争力，2020年抛光液收入3.75亿元，市场份额超过20%，仅次于卡博特。
抛光液有两大技术难点——专用性高和种类多。
同一技术节点，不同客户集成技术不同，对抛光液的要求也不同，产品通常需要抛光液厂商和客户共同开发。
此外，半导体技术进步也对抛光液工艺有了更高的要求，90nm制程仅需要5、6种抛光液，14nm制程的需求就超过20多种。
抛光液研发需要和下游合作，了解客户需求，经过长期试错后，才能得到理想的抛光液配方，因此抛光液厂商基本会与大客户进行绑定。
根据招股书，安集18年的前五大客户分别为中芯国际、台积电、长江存储，华润微、华虹半导体，都是晶圆制造大厂。
2020年没有公开客户排名，不过长江存储产能大幅爬升，也验证了安集多款产品，已经超过台积电成为第二大客户。
抛光液研发成本高，从立项到销售周期长，不过产品一旦经客户验证后，出于供应稳定性考虑，双方一般会长期合作。
安集跟国内大厂中芯国际、长江存储的合作很紧密，参与了中芯IPO的战略配售，对长江存储也在进一步渗透。
目前，安集在国内没有对手，绑定大客户后未来增速也很有保证，作为抛光液的唯一标的值得关注。
相比于抛光液的多龙头格局，抛光垫陶氏杜邦一家独大，垄断全球市场。
国内抛光垫龙头是鼎龙股份，也是唯一实现放量的公司，万华化学、江丰电子目前在规划产能，后续也会进入。
鼎龙主要是做打印复印耗材的，近年来开始布局半导体材料。
深耕多年的抛光垫去年开始放量，目前在中芯、长存、长鑫都有较好的评价，去年收入有一半以上来自长存。
一季度鼎龙抛光垫实现销售收入4000万，利润1000万，已经成为长存的一供，对中芯也在持续放量。
公司目前月产1万片，后期产能建设完成后可达30万片/年，到22年抛光垫的营收预计达6亿元，占总体比重超过20%。
抛光液和抛光垫的发展历史不同，两种材料也有很大的差异性。
不同的技术节点对于抛光垫的影响不是非常大，到了28nm才有比较大的改进、技术上的革新，因此下游厂商更换动力不大。
而抛光液不一样，随着制程的演进，抛光液的种类一直在扩展，技术难度也变得更为复杂，客户需求多样，一家公司很难满足所有需求，所以会给新进入者机会。
因此，抛光垫在于先发优势，抛光液看重技术研发，对于寻求替代机会的国产厂商，安集科技可能会有更大的机会和空间。
小结
目前，各类半导体材料的国产化进程不同，大硅片、CMP抛光材料、靶材等领域技术已经逐渐跟上国际水平，正在步入从1到10的放量阶段，值得紧密跟踪企业产能对业绩的贡献。
而半导体光刻胶仍处在从0到1的技术突破阶段，对公司业绩贡献很小，市场以概念炒作为主，需要更加关注短期风险。