石英材料：重要的半導體輔材，國產替代加速

前言：石英是值得重視的半導體輔材，廣泛應用於晶圓加工。石英玻璃憑藉其高純度、耐高溫、低熱膨脹性、化學穩定性強等優良性能。在半導體晶元製造加工中被廣泛應用。

石英玻璃性能優越，在晶元製造加工中大量使用

石英玻璃是由二氧化硅單一組分構成的特種工業技術玻璃，擁有優越的物理、化學性能，綜合性能屬於玻璃材料之最，被稱為「玻璃王」。

集成電路產業鏈可以大致分為電路設計、晶元製造、封裝測試三個主要環節，其中半導體產品的加工過程主要包括晶元製造(前道，Front-End)和封裝(後道，Back-End)測試，其中晶元製造生產工藝複雜，工序繁多，生產過程需要使用到多種輔助性石英器件，因而高純度石英材料是半導體IC晶元生產過程中廣泛使用的關鍵性輔助耗材。百度搜索「樂晴智庫」，獲得更多行業深度研究報告

全球半導體產業景氣向上，石英材料需求高景氣

半導體是石英玻璃最主要的下游應用領域，需求空間百億量級

目前石英製品多應用於光源、半導體、光纖、光伏、航空航天、光學等領域。

2017年全球半導體銷售額4122億美元，對應全球半導體級石英材料空間約21億美元。

實際上隨著半導體製程日趨精密、石英材料的應用環節拓展，單位石英玻璃材料的消耗價值持續在提升，目前實際對應的石英材料市場空間應該更大。

半導體前端工序石英器件是半導體石英材料較為關鍵的應用部分，需求佔比較高，根據石英行業協會報告，2013年整個半導體石英器件規模約10億美元，而根據SEMI數據，2017年半導體晶圓設備銷售額、矽片出貨量均相比2013年增長了30%。

簡單按同比例測算，當前半導體石英器件的市場規模約為13億美元，已接近百億人民幣量級。關注「樂晴智庫」，閱讀更多行業報告。

一般半導體前端工序石英器件可以分為高溫區器件和低溫區器件兩大類。

高溫區器件主要是擴散氧化等環節使用的爐管、擴散管、玻璃舟架等，需要在高溫環境中直接或間接與矽片接觸;

主要是採購電熔石英玻璃材料，通過熱加工生產;低溫區器件主要是刻蝕環節的石英環等，還包括清洗過程中的花籃、清洗槽等，主要在低溫環境中使用;主要採購氣鍊石英玻璃，通過冷加工生產。

其中高溫區器件消耗速度較快，但是類似多片機(一個承載器具承放多個矽片)，低溫區器件消耗速度較慢，但是單片機(一個承載器具承放一個矽片);因此兩者整體市場規模相對比較接近。

另外，光掩膜版的基板材料也是石英玻璃應用的重要領域，其單位價值量高(合成石英玻璃價格一般數倍於普通石英玻璃)，因此也具備相對較大的市場規模。

據清溢光電招股書披露，2015年全球掩膜版產業的市場規模為32.40 億美元。其中基板是核心原材料，其採購成本佔光掩膜版原材料採購成本的90%。

結合清溢光電披露的基板材料成本佔比和毛利率推算，基板材料採購大約佔銷售額的40%，但考慮到清溢光電中高端光掩膜版產能有限，全球高端光掩膜版生產集中在海外市場，整體毛利率較高，基板材料占銷售額比例會更低，若按30%的佔比測算(假設毛利率50%)，對應基本材料市場規模接近10億美金(包含部分蘇打玻璃材料，但石英玻璃材料的比例在持續提升)。

產業鏈梳理:從材料到器件加工，客戶從半導體設備商到晶元製造商

從整個半導體石英材料的產業鏈來看，半導體石英玻璃領域的企業主要分為上游的石英玻璃材料廠商(比如國際巨頭賀利氏、邁圖等;國內的石英股份、菲利華)和下游的石英器件加工商(外資的大和電磁、信越賀利氏、歐寧可;內資的凱德石英、東科石英、上海石創等);

一般而言，石英玻璃材料廠商先將石英玻璃材料產品(產品形態主要包括管、棒、砣等，部分產品會進行一些初加工比如石英筒、石英環等)銷售給下游的石英器件加工商。

石英器件加工廠商再將石英玻璃材料通過機加工或者熱加工製成各類半導體石英器件(比如石英舟架、石英環、石英法蘭等)，銷售給半導體設備廠商(比如行業三大認證企業:東電、應材、lamresearch等)，再由設備廠商將包含石英器件的整套設備銷售給晶元製造商(台積電、中芯國際等)。

由於半導體石英器件基本都是耗材，所以晶元製造商也會直接向石英器件加工商採購相應石英器件。

不過對於石英玻璃材料、石英玻璃器件加工的供應商的選擇，行業一般以半導體設備廠商的認證體系為準。所以晶元製造商直接採購也一般主要都是選擇設備廠商認證體系內的器件加工商。

半導體設備、晶元環節均增長明顯，拉動半導體石英需求高景氣

前面的產業鏈梳理提到，半導體用石英器件產品主要有以下兩條銷售路徑:

一是由器件加工商銷售給半導體設備廠商，設備廠商將整套包含石英器件的設備銷售給晶元製造商;

二是器件加工商也會將產品直接銷售給晶元製造商，因為器件存在損耗，需要在一定周期內更換，大部分更換周期在1年以內。

因此整個半導體用石英材料需求和設備、晶元的增長均直接相關:

從半導體設備數據來看，根據SEMI數據，2017年全球半導體設備銷售額556億元，同比增長37.2%，主要受韓國投資大幅增長推動，2017年韓國半導體設備銷售額179.5億美元，同比增長133%;2017年12月北美半導體設備銷售額23.88億美金，同比增長27.7%，環比增長16.35%，創歷史新高。

應用材料、東電、LAM等主要下游設備廠商2017年收入也均明顯提速。

終端出貨方面，根據SEMI數據，2017年全球半導體銷售額4,122億美元，同比增長21.6%，是2005年以來第2次實現了兩位數增長。WSTS預測2018年將繼續增長9.5%。

2017 年全球矽片出貨量為118.1億平方英寸(MSI)，超出2016年107.38 億平方英寸的高點，收入共計87.1 億美元，同比增長21%。

可以看到，全球半導體市場進入增長周期，並迎來新一輪投資高峰。

根據ICInsights數據，2017年全球半導體資本支出同比增長34%，並大幅上調2018年全球半導體資本支出增速預期至14%，對應金額將首次超過1000億美金，相比2016年增長了53%;

對應設備、晶元環節的高增長將拉動半導體石英需求迎來高景氣。

預計到2020年，半導體石英材料仍有望維持20%以上的年複合增長率。

產業轉移，電子級石英材料國產替代加速

以半導體石英為代表的高端石英市場被海外企業把持

目前全球高端石英玻璃市場(尤其是以半導體、光通訊為主的電子級石英玻璃市場)，主要還是由賀利氏、邁圖、東曹、昆希等海外龍頭企業掌握，其均具備獨特的技術優勢，各自有其佔領的領域和市場，且下游應用領域集中於半導體、光伏、航空航天等高端領域，產品附加值高，競爭力強。

據IBISWorld統計，賀利氏、邁圖、東曹2013年的全球市場份額佔比合計超過60%。

大陸半導體產業快速發展，有助於拉動上游材料國產化

中國半導體消費市場的迅速發展:根據WSTS數據，亞太及其他地區(包含中國)半導體銷售額佔全球的比例由2000年的25.1%持續提升至2017年的60.4%，而中國地區作為其中的增長主力，在過去的20年里具備比亞太地區整體更顯著的份額擴張。2016年中國地區佔全球半導體消費市場的57.4%。

產業轉移，中國半導體設備市場將進入快速發展:根據SEMI數據，2017年中國半導體設備銷售額82.3億元，同比增長27.4%，佔全球的14.8%，是全球第三大設備銷售市場;從2018年開始，隨著諸多新投資產線陸續進入設備採購高峰，預計國內半導體設備市場將迎來快速增長。

國內半導體行業起步較晚，根據中國半導體協會，目前我國90%的晶元依賴進口;且半導體設備自給程度不足5%;對應石英材料的國產化比例也極低。

根據石英股份招股說明書，2012年國內石英玻璃市場規模53.16億元，從需求結構來看，集成電路及分離元件佔比23%(包含LED砷化鎵、光伏領域的前端器件)、光纖及軍工佔比7.5%、硅單晶石英坩堝佔比35%(主要是光伏)，另外電光源佔比21%，整體來看，由於國內石英製品需求結構集中在電光源、光伏等中低端領域，半導體石英材料的國產化擁有巨大空間。

在國外企業加強對本國產業保護趨勢下，加速推動國內半導體產業加快國產化進程，2014年6月發布的《國家集成電路產業發展推進綱要》將發展集成電路產業上升為國家戰略以來，大陸半導體產業迎來快速發展，目前大陸正積極擴建硅晶圓廠。

根據廣發機械小組的統計，目前國內在建的晶圓廠:12寸晶圓廠共16條，投資額合計6,058億元;8寸晶圓廠共6條，投資額合計247億元;另外計劃建設的晶圓廠13條，其中有披露投資額的合計4,946億元。隨著國內半導體產業的快速崛起，在全球市場地位的提升，也在拉動上游石英材料的國產化加速。

認證突破、工藝提升，產品持續放量，國產半導體石英替代加速

半導體石英材料的認證壁壘較高，具有資質認證優勢的外資廠商往往佔據著高端市場的絕大份額;由於半導體產業鏈相對較為複雜，技術門檻高，設備單體價值量大，因而對石英製品的純度及性能要求也高，半導體級石英製品行業的技術壁壘也相對較高。

國際半導體設備製造商對石英玻璃材料供應商實施嚴格的資質認證，從而保證半導體使用材料的質量和性能，認證過程中從產品、技術到研發體系及經營管理制度對公司進行全方位持續考核，認證周期一般在3-5年。

國產企業認證正在持續取得突破;菲利華2011年上半年通過東京電子的材料認證，成為國內唯一一家通過原廠設備認證的石英玻璃材料企業，全球目前共有5家企業通過該認證;並且繼2011年石英砣通過日本東京電子公司認證後，菲利華又加強了與LAM、AMAT的合作，目前已通過美國應用材料公司AMAT及LamResearch的認證的石英材料規格達20種，FLH321FLH321L牌號產品已進入國際半導體產業鏈;

另外石英股份的多個半導體級產品目前也正在進行東京電子認證、國內領先的半導體器件加工商凱德石英目前也正在推進東電認證，目前進展順利。（廣發證券：鄒戈，徐筆龍）獲取本文完整報告請百度搜索「樂晴智庫」。