上一篇芯片產業鏈分析的系列研究中，君臨指出，封測是中國在半導體領域最強的環節。
那麼，哪個環節是最弱的呢？
答案是：材料。
畢竟，在設備環節，中國已經有中微公司（688012），能造出頂尖的5nm刻蝕機，也有北方華創、長川科技、精測電子等一批優秀公司。
在製造環節，中芯國際已經能量產14nm，並積極向7nm技術邁進；長江存儲、長鑫存儲的發展也一日千里。
設計環節就更不用說了，有華為海思的領軍，有近年人工智能芯片創業的火熱，一派生機盎然。
只有材料環節，還差了那麼點意思。
2018年，中國大陸半導體材料的市場僅有84億美元，全球則為519億美元。
相比於其他芯片的其他產業鏈環節，材料市場的規模確實不大。
但這個領域卻又極為關鍵。
可怕的是，這是一個高度壟斷的行業，全球市場份額基本集中在日本公司手上。
那麼，為什麼會出現這種格局呢？
一方面，這是歷史的原因，在全球半導體大發展的上個世紀70年代，恰好是日本經濟蒸蒸日上的時期，日本芯片產業獲得了先發優勢。
另一方面，當其他國家的芯片產業開始追趕，並挑戰日本地位的時候，它們面臨了一個艱難的局面：
首先，芯片材料的技術門檻挺高的，要挑戰就必須真金白銀的燒錢加大研發力度；
然後，這個行業的市場規模也不大，龐大的研發支出很有可能覆蓋不了營收回報；
接著，還有一個問題，
對於下游客戶來說，既然已經有成熟穩定、價格便宜的大供應商，我為什麼要更換使用一個未經驗證的，有可能存在風險的小供應商呢？
高風險投入和低迴報預期的結合，使得後來者的崛起面臨著重重困難。
正因此，幾十年過去了，即使日本的下游芯片製造環節已經流失殆盡，但上游芯片材料的掌控權依然牢牢抓在手裡。
歐洲不行，中國大陸不行，臺灣不行，韓國也不行。
2019年，日本和韓國發生貿易摩擦，日本停止對韓國的芯片材料出口，差點讓三星窒息。
任你芯片產業再強，斷了原材料，照樣休克。
恰恰是意識到了這一點，在這個全球保護主義盛行，逆全球化情緒高漲的年代，各國政府開始高度重視本土芯片產業的自主可控！
這成為了當下芯片材料產業本土化崛起的一個黃金契機，也很有可能是絕無僅有的一個機會。
1
芯片材料產業非常複雜，最大的問題就是種類繁多。
一般情況下，我們把半導體材料分為兩大類，分別是晶圓製造材料和封裝材料。
2018年，製造材料全球銷售額為322億美元，封裝材料全球銷售197億美元。
很明顯，製造材料佔比更大。
而在製造材料中，硅晶圓市場規模為100億美元，佔比最大。
另外，電子氣體和光掩模市場規模同為45.1億美元，規模也不小。
接著，化學機械拋光材料規模為22.5億美元，光刻膠市場規模16.1億美元，靶材市場規模為9.7億美元。
還記得去年和今年初炒上天的光刻膠概念股嗎？
其實光刻膠市場規模並不大，相比之下，硅片市場要大得多。
由於中國臺灣是全球晶圓代工和封裝測試的集中地，所以也是全世界最大的半導體材料消費地區。
臺灣已經連續九年穩坐半導體材料消費市場的頭把交椅。
2018年，我國臺灣半導體材料銷售額高達114.5億美元，全球市場佔比22%。
其次，韓國半導體材料銷售額87.2億美元，市場份額為17%。
中國大陸半導體材料市場銷售額84.4億美元，市場份額16%。
另外，日本半導體材料銷售額為76.8億元，市場份額15%。
綜合起來，東亞地區的半導體材料銷售額佔到全球市場的70%，而中國大陸加上中國臺灣，全球市場份額就是38%。
所以，中國可謂是全球半導體材料的消耗大戶。
目前，我國半導體材料消費以封裝材料為主，因為在封裝測試上，我國有很重要的地位。
2
先說說硅片，也就是我們經常說的晶圓。
因為硅片是半導體材料中佔比最大的板塊，2018年硅片市場規模大概為100億美元。
而要了解硅片市場，首先我們得先談談晶圓是怎麼來的。
第一步是要將普通的石英砂原料純化，然後通過分子拉晶形成晶柱，再將晶柱切割成圓片，這就是晶圓。
你可以理解為，晶圓就是從沙子中提煉出來的。
沙子提煉硅，聽起來也沒什麼難度。但是你知道嗎？製作芯片的硅片，硅純度要達到99.999999999%以上，這就不容易了。
要知道武器級濃縮鈾的丰度也就達到90%就可以了，而製造硅片的純度居然要達到11個9，難度可想而知。
另外，通常晶圓尺寸越大，每個晶片的單位成本越低。但同時晶圓的尺寸越大，生產技術難度也越大。
所以，誰能生產大尺寸的晶圓，誰就佔優勢。
目前主流的晶圓尺寸是12寸，其中12寸的晶圓市場佔比高達70%。
小硅片，中國還行。但是大硅片，那可就是一個高度壟斷的市場。
硅片製作的龍頭公司是日本信越和日本三菱住友，其中在8寸和12寸晶圓市場，這兩家公司佔了50%的份額。
另外，對於8寸和12寸晶圓，全球前六大廠商就佔了95%的市場份額，這壟斷程度聽起來確實有點過分了。
對於12寸大硅片，過去中國確實基本都是靠進口，那現在能不能做？
能是能，就是規模還很小，而且是這兩年才開始起步的。
不過正所謂萬丈高樓平地起，只要能產，產量上來就很快了。
如果要了解硅片市場的情況，自然是要先來看硅片龍頭公司日本信越。
日本信越化學創立於1929年，總部在東京。
1939年,日本信越化學開始生產硅產品，目前是全球最大的硅片供應商。
1940年，信越化學正式更名為“信越化學工業株式會社”。
信越化學硅片業務收入在2007年達到巔峰，2008年發生金融危機之後，信越業績大幅下降，並且長期處於低谷。
直到2013年，信越收入狀況才逐漸修復。
2017年，信越實現28億美元的營收。
儘管如此，2018年信越在全球硅片市場中依然佔有27%的份額。
目前信越的單晶硅純度可以達到99.999999999%，足足有11個9。而且公司是最早成功研製12寸硅片的企業。
對於信越的表現，我們想說的是：瘦死的駱駝比馬大。
別看信越從2008年以來業績處於低谷，但依然無人能挑戰其行業霸主地位。
另外一家硅片巨頭依然是日本企業，那就是三菱住友（SUMCO）。
在2002年，三菱硅材料公司與住友金屬工業的硅製造部門、聯合硅製造公司合併，成立住友三菱硅公司。
2005年，住友三菱硅公司更名為SUMCO公司。
目前SUMCO是全球最大的12寸硅片供應商之一。
而在過去幾年，SUMCO一直是全球第二大硅片企業。
全球第三大硅片公司是我國臺灣的環球晶圓。
環球晶圓的前身是成立於1981年的中美硅晶集團。
2011年，中美硅晶集團將半導體事業分割獨立成環球晶圓公司。
在2012年，環球晶圓收購當時硅片生產排名世界第六的日本Covalent公司，之後環球晶圓的產品覆蓋全部尺寸的硅片。
到2016年，環球晶圓又以3.16億人民幣收購丹麥的Topsil公司，以6.83億美元收購全球第四大硅片公司SunEdision Semiconductor。
之後，環球晶圓就坐上了全球第三大硅片提供商的位置。
所以，環球晶圓之所以能夠擠入硅片產業世界前三強，離不開外延併購。
在中國大陸，雖然12寸硅片已經有公司能夠做，但是產量依然很低，國產化率幾乎為零，嚴重依賴進口。
只有在6寸以下的硅片市場，國產化率才達到50%。
不過好在大陸的大硅片已經起步。
3
大陸雖然說硅片生產實力目前還並不是很強，但是很有潛力，為什麼這麼說？
第一，現在大陸已經有些公司佈局大硅片，而且具備了一定生產規模。
第二，現在大陸正在建設很多大型硅片生產項目，這就是潛力。
就拿目前市場最主流的12寸晶圓來說，中環領先公司2017年在宜興構建的項目，設計年產能高達720萬片，現在已經部分投產。
就目前來說，在大陸硅片生產上，浙江金瑞泓實力較強。
浙江金瑞泓成立於2000年，主要業務就是硅片。
2009年，金瑞泓8寸硅片量產，打破我國8英寸硅片全部依賴進口的局面。
2017年，金瑞泓掌握了12寸硅片核心技術，成為我國硅片生產的龍頭企業。
金瑞泓目前已經擁有完備的4寸、5寸、6寸和8寸硅片產品，年產硅片800萬片。
從2017年開始，金瑞泓啟動了12寸硅片15萬片/月產能的工程建設。
一直以來，我國12寸硅片沒有生產能力，而金瑞泓算是開了個頭。
還記得前面君臨說的大陸晶圓代工龍頭中芯國際、華虹宏力和華潤上華嗎？金瑞泓就是這些龍頭公司的供應商之一。
所以，雖然說金瑞泓還沒上市，但卻是中國半導體材料十強之首。
除了金瑞泓，中環股份（002129）也有做硅片。
中環股份是國內最早從事半導體硅片業務的企業之一。
中環股份組建於1989年，其前身是建於1958年的天津半導體材料廠。
在2002年，中環股份成功拉制出國內首顆6寸區熔硅單晶。
2011年，中環股份成功拉制出國內首顆8寸區熔硅單晶。
目前，中環股份電力電子器件用半導體區熔單晶拋光片綜合實力全球排名前三，國外市場佔有率超過18%，國內市場佔有率超過80%。
中環股份目前業務主要分為半導體和新能源兩個板塊。
其中半導體板塊業務包括：半導體硅片、半導體器件。
目前中環股份是國內規模最大的8英寸半導體硅片供應商，8英寸片產能佔到國內總產能的50%以上，實力確實不弱。
2017年，中環股份與無錫政府、晶盛機電共同以30億美元組建中環領先半導體公司，準備在無錫建設大硅片生產線。
到2019年，中環股份在天津已經實現12寸硅片2萬片/月的小規模量產。
同樣是在2019年 ，中環股份非公開發行5.57億股，募集資金不超過50億，其中45億投入8-12寸硅片生產線項目。
很明顯，中環股份已經能做大硅片，而且已經開始跑了起來。
在新能源板塊，中環股份主要產品是光伏單晶硅片。
而目前光伏硅片行業形成了以隆基、中環為首的雙寡頭格局。
2019年，中環股份半導體材料硅片的營收為10.97億元，毛利3.05億。
從2013年至今，中環股份的硅片業務明顯增長，目前硅片業務佔公司營收的比例大概在7%左右，所以還有很大成長空間。
對於製造硅片，會用到很多設備。
所以對於中環股份來說，2019年公司的固定資產高達205億，而公司的總資產為491億，固定資產佔比達到41.8%。
在中環股份205億的固定資產中，其中專用設備130億元，佔比63%。
由於公司的固定資產多，因此折舊自然也就多。
2019年，中環股份計提的折舊為17.86億元，而這一年公司的淨利潤為9.04億，計提的折舊是公司淨利潤的2倍。
設備會舊，所以要計提折舊，這是天經地義的。
但是舊一點的設備其實創造的利潤和新的還是一樣，如果我們不考慮設備舊不舊的問題，拋開賬面上的利潤不談，中環股份經營活動創造的現金流遠大於利潤。
2019年，中環股份經營活動現金流量淨額25.07億，是公司淨利潤的2.8倍。
所以如果我們考察經營活動現金流量淨額，其實中環股份的業績也不差。
4
除了中環股份，在A股上市公司當中上海新陽（300236）也涉及大硅片業務。
在2014年，上海新陽、上海硅產業投資有限公司和上海皓芯合資成立了上海新昇半導體，成立的公司主要業務就是做硅片。
後經過多次資本運作和股權結構調整，上海新昇併入上海硅產業集團。
2020年4月20日，上海硅產業集團在科創板上市，簡稱“滬硅產業”。
由於上海新陽還持有滬硅產業5.63%股權，所以對上海新昇的最終持股比例為7.05%。
上海新昇成立初期就錨定技術最難的12寸大硅片生產線。
2016 年至 2017 年上半年，公司12寸半導體硅片尚處於研究開發階段，尚未實現量產銷售；
2017 年 7 月，12寸半導體硅片生產線投產，後續進入產能穩步爬坡階段；
到2018年11月，上海新昇的12寸大硅片產能達到了120萬片/年，但佔全球需求量也不足2%。
同年，上海新昇12寸硅片通過上海華力和中芯國際認證，下半年進入規模化生產。
要知道，中芯國際是大陸最強的晶圓代工企業，上海新昇能為中芯國際供貨，而且是12寸硅片，所以實力自然是有的。
上海新昇也成為我國第一家實現12寸大硅片量產的國內企業。
2019年1-9月，上海新昇完成產銷47.49萬片和44.66萬片，實現營收1.38億元。
上海新昇雖然規模還小，但是增長很快。
不是說應該投資具有高成長潛力的行業嗎？
大硅片就是。
而對於12寸大硅片的生產，大陸是從無到有，接下來就是加速了。
5
我們都知道，硅片是對硅晶柱切割成片之後，從而做成晶圓。
但並不是說做成晶圓，馬上就能用於光刻，做芯片。
再好的刀工，剛切下來的硅片，顯微鏡一看，照樣坑坑窪窪。
因此，當切割出硅片之後，接下來還需要進行拋光。
但這並不是我們生活中的簡單機械拋光，因為硅片的平整度要精確到納米級，否則如何能在上面刻電路？
對硅片進行拋光的方式叫做化學機械拋光（CMP），就是對硅片進行平坦化處理。
根據不同工藝製程和技術節點的要求，每一片晶圓在生產過程中都會經歷幾道甚至幾十道化學機械拋光步驟。
例如14納米以下芯片，化學機械拋光將達到20步以上，使用的拋光液20種以上。
7納米及以下芯片化學機械拋光步驟高達30步，使用的拋光液近30種。
而化學機械拋光材料主要就包括拋光墊和拋光液。
其中，拋光液是由超細顆粒、化學氧化劑和液體介質組成的混合液，超細顆粒包括納米級二氧化硅和氧化鋁粒子等。
拋光墊的材料一般是聚氨酯，這是一種高分子材料。
化學機械拋光的原理是將硅片在一定的壓力下和拋光液下相對於拋光墊同時旋轉運動，藉助機械磨削和化學氧化劑的腐蝕作用獲得光潔表面。
沒聽懂，不打緊。
主要記住，化學機械拋光需要用到拋光墊和拋光液兩種材料。
截止2018年，化學機械拋光材料市場規模為22.5億美元，國內市場規模約23 億元。
雖然化學機械拋光材料市場規模不大，但很重要。
要生產芯片，哪個環節少了都不行。
同樣，拋光材料是一個高度壟斷的市場，其中全球拋光墊市場幾乎被陶氏壟斷。
我國集成電路的拋光墊幾乎全部要靠進口，而陶氏化學在拋光墊市場的份額高達80%，可謂是一家獨大。
陶氏化學成立於1897年，是一家國際化工巨頭，目前在化工界排行老二，第一是杜邦。
當然，拋光墊也只是陶氏化學其中的一小部分業務，陶氏化學的產品種類超過3500種。
2019年，陶氏化學的營業收入高達430億美元。
截止2020年4月16日，陶氏化學的市值高達245億美元。
陶氏化學是很強，但A股市場的鼎龍股份（300054）正在挑戰陶氏化學。
2000年，朱雙全、朱順全兩兄弟一起辭去外貿工作，下海創辦鼎龍化工，這就是現在的鼎龍股份。
公司成立1年，鼎龍股份就自主研發出水楊酸系列碳粉用電荷調節劑（CCA）新產品，打破日本CCA行業20多年的全球壟斷。
什麼是電荷調節劑( CCA)？
電荷調節劑是靜電覆印和靜電印刷用調色劑的電荷控制劑，可以調節調色劑的帶電量，提高調色劑對環境的適應性，是電子顯影體系不可缺少的材料。
現在，鼎龍股份超越日本供應商，成為全球產能規模最大的CCA廠商。
2013年，鼎龍股份拋光墊立項，負責對接中芯國際晶圓製造。
2015年，鼎龍股份投入1億元用於拋光墊項目一期工程，設計年產能10萬片。
而拋光墊的價格大概在2000元每片左右，挺貴的。
如果鼎龍股份的一期工程滿產，那麼可實現的年收入大概在2億元。
2016年，鼎龍股份的拋光墊項目完工，開始試產。
2017年，鼎龍拋光墊獲得首張訂單。
2018年，鼎龍股份拋光墊收入315萬，還不大。
但凡事都有個開頭，既然已經打破了國外壟斷，那麼後面就有望進入加速階段。
鼎龍股份總經理朱順全表示，相比較陶氏化學、公司在CMP拋光墊產品成本上更具優勢，公司有望利用成本與品質優勢實現進口替代，未來預期將迅速佔領相關市場份額與有利市場地位。
目前鼎龍股份拋光墊在8寸晶圓廠主流製程全部通過認證，另外12寸晶圓拋光墊已經通過中芯國際的認證。
2019年，公司12寸片拋光墊獲得首張訂單。
在2019年6月，鼎龍股份旗下的鼎匯微電子擬引入戰略股東湖北高投集團，並計劃2022年科創板上市。
總體而言，鼎龍股份的拋光墊算是上道了，過去拋光墊全靠進口的歷史也將改寫。
6
拋光墊已經起步，那拋光液？
首先，拋光液市場主要由日本、美國和韓國主導。
2018年,全球化學機械拋光液市場規模12.7億美元，並且也是一個高度壟斷的市場，其中前四大廠商市場份額合計佔比約72%。
那是不是中國就沒有？
當然不是，前期君臨就說過，雖然中國的芯片產業算不得是最強，但好處是“全”，各個細分領域均有佈局。
其中安集科技（688019）就是我國拋光液的龍頭，公司產品包括拋光液和光刻膠去除劑。
而且公司的光刻膠去除劑技術在國內屬於領先地位。
目前，全球拋光液市場Cabot公司是龍頭，佔據36%的市場份額。
而安集科技在全球拋光液市場份額為2.5%。
雖然安集科技的市場份額小，但也算成功打破了國外公司對拋光液的壟斷，也實現了國產替代。
目前，安集科技130-28nm技術節點的拋光液已經實現規模化銷售，可用於8寸和12寸硅片的生產。
安集科技的主要客戶包括中芯國際、臺積電、長江存儲、華潤微電、華虹宏力等，這些都是芯片行業的大佬。
但是在2018年，安集科技公司營收2.48億元，淨利潤0.45億元，很明顯規模還很小，很需要支持。
截止2019年第三季度，大基金持有安集科技615萬股，持股比例為11.57%，是安集科技的第二大股東。
我們可以明顯看到，在半導體材料市場，我國的一些公司正在漸漸打破國外壟斷，但同時相關公司的規模普遍都還小，很需要扶持。
在國家集成電路產業投資基金（大基金）一期的投資結構中，裝備材料的投資比例僅為6%。
而大基金設立的目標是促創新和補短板，很明顯，半導體材料就是短板，是需要成為“補”的對象。
在大基金的支持下，我們認為大硅片和相關材料未來成長潛力巨大。
因為壟斷已經打破，後面就是轟油門加速的時候了。
