半导体国产化之路，势在必行！

困难重重的国产化之路

自2019年中美贸易冲突以来，中国半导体产业链遭遇了数轮“卡脖子”的封锁：从2019年5月先“卡”住终端的芯片供应商，到2020年9月“卡”住晶圆代工链条，再到2020年12月“卡”住芯片上游制备设备。与此同时，再叠加全球疫情肆虐，近几年“缺芯”的问题愈演愈烈。

 

继2月8日上海微电子等33个总部在中国的实体被美国列入所谓“未经核实名单”后，全球半导体设备的龙头企业ASML，重新开启了对国产半导体设备商东方晶源的控诉。半导体设备国产化难度升级。

 

2021年行业加速前行

 

然而，多家上市半导体公司公布的业绩显示，国内半导体行业在2021年已经加速前行。春节前后，多家上市半导体公司2021年业绩预告出炉，ICViews对业绩已出的半导体公司的公告进行了汇总盘点，多家上市半导体公司在2021业绩都创下新高。

 

设计与制造领域

半导体设计与制造领域利润增长明显，预计2021年国产半导体公司的利润总计将会达到195.26亿人民币，比去年同期约增长153%。
 

数据来源：澎湃网

 

封测领域

半导体封测行业稳中求进，四家半导体封测公司利润均实现增长。其中长电科技利润最高，达到28亿~30.8亿。通富微电利润增长最高，受集成电路国产替代、5G 建设加速、消费电子及汽车电子需求增长等因素影响，集成电路市场需求持续旺盛，实现增长174.8%。

数据来源：澎湃网

 

设备与材料领域

 

半导体设备与材料行业乘国产化之风，2021年，相关公司的利润迎来了50%到230%的增长。

数据来源：澎湃网

 

国产化逐步深化

 

国产化逐步深化，分为四个阶段：
 

 

1、国产1.0：2019年5月，外部环境限制华为终端的上游芯片供应，目的是卡住芯片下游成品，直接刺激了对国产模拟芯片、国产射频芯片、国产存储芯片、国产CMOS芯片的倾斜采购，这是国产化进程的第一步，也是觉醒的一大步。

 

2、国产2.0：2020年9月，限制海思设计的上游晶圆代工链，目的是卡住芯片中游代工。由于全球晶圆厂都严重依赖美国的半导体设备（PVD、刻蚀机、离子注入机、测试机等），海思只能转移到备用代工链，直接带动了中芯国际等国产晶圆厂和封测厂的加速发展。

 

3、国产3.0：2020年12月，中芯国际进入实体名单，限制的是芯片上游半导体供应链，本质是卡住芯片上游设备。想要实现供应链安全，必须做到对半导体设备和半导体材料的逐步突破，由于DUV不受美国管辖，此阶段的关键是针对刻蚀等美系技术的替代。

 

2022年，

国产化路径将顺着四条主线继续推进到4.0时代

 

4、国产4.0：

1）半导体设备：过去一年，受到全球产能紧缺的影响，国内外的晶圆厂陆续在进行产能扩充，大规模扩产加速了半导体设备的供不应求，这也是带动国产化率的提升的根本原因。然而，以ASML的EUV光刻机为代表的上游高端设备进不来，国内的芯片基本就只能在14nm上停滞不前，少了关键设备，要实现更先进工艺，在性能和良率方面都有巨大的挑战。再加上当前的政治环境，以及相关公司对专有技术的保护程度，半导体设备国产化之路可谓是难上加难。

2022年是国产设备实现从1到10的放量阶段，成熟工艺国产化设备首当其冲进入快速增量期。

 

2）EDA/IP，将登陆资本市场，成为底层硬科技的全新品类。随着芯片需求量激增，EDA行业也随之高速增长。当前中国EDA&IP市场规模约为百亿人民币，在半导体产业变革与国产化的大趋势下，即使不考虑国内外市场的估值水平差异，国内也有望产生市值500亿人民币的行业龙头。2021年9月2日，国产EDA厂商华大九天获得首发通过，国微思尔芯、广立微、概伦电子的科创板IPO申请也都陆续获得受理。然而，当前我国半导体领域的真正短板，包括EDA设计工具在内，先进制造工艺，上游的半导体装备、半导体材料，这些都需要时间去突破。
 

 

3）设备零部件：半导体零部件包括设备核心部件和厂务辅助设备。核心零部件作为半导体设备乃至半导体产业链的基石，市场集中度高，且主要被美国、日本、欧洲等国际品牌垄断。半导体零部件作为卡脖子的关键技术环节，已经受到政府及半导体行业内的高度重视，本土半导体零部件，将受益于零部件国产化率提升及国内外半导体设备的高成长，加快成长步伐。

 

4）半导体材料：按应用环节划分，半导体材料主要分为制造材料和封装材料。主要制造材料包括硅片（硅基材料）、光刻胶及配套试剂、高纯试剂、电子气体、抛光材料、靶材、掩模板等；主要的封装材料包括：引线框架、封装基板、陶瓷基板、键合丝、切割材料、包装材料及芯片粘接材料等。

 

目前大量国内半导体材料，正处于“从0到1”的验证关键阶段。半导体的景气周期存在“设备先行，制造接力，材料缺货”的普遍规律。考虑到国内晶圆厂已经进入扩产环节，而且新增产能将于2022年陆续开出。晶圆产能扩充会直接导致上游材料端出现供不应求的情况。

 

中国半导体材料市场占全球比重稳步增长，从2012年的12.28%增长至2020年的17.7%，中国大陆排名全球第二。这主要是由于：第一，国内企业技术水平的不断提升，部分材料已经能实现国产化替代。第二，半导体材料随着半导体产业同步向中国发生转移，中国成为半导体材料主战场之一。

 

随着晶圆厂验证国产材料加速，未来2-3年是行业及相关公司发展的关键窗口期，半导体材料经历验证、试用、爬坡放量，起码也要一年半的时间。国内主要半导体材料企业在2021年底和2022年期间进行大批的认证测试环节。

 

晶圆划切材料的发展形势

随着 5G 通讯网络、人工智能、汽车电子、智能移动终端、物联网的需求和技术不断发展，市场需求不断扩大，国产替代持续推进，为国内封装企业提供了良好的发展机会，带动半导体产业的发展，推动先进封装的需求扩张，成为封装领域新的增长动能。长电科技、通富微电、华天科技、晶方科技 4 家封测企业营收和利润率情况显示，国内半导体封测公司经营情况持续向好。

数据来源：澎湃网

 

由于市场对于微型化、更强功能、更低功耗及热电性能改善的产品需求不断提升，半导体封装技术的精密度、复杂度和定制性继续增强，国内半导体封测企业纷纷加大资本开支，扩充产能。

 

晶圆减薄及切割划片在晶圆制造中属后道封装， 随着晶圆直径扩大，单位面积上集成的 IC 越来越多，留给分割的划切道也变小。同时，随着晶圆减薄工艺技术的发展以及叠层封装技术的成熟，芯片的厚度越来越薄，经过背面研磨的晶圆厚度一般会从 800-700 减少到 80-70 。减薄到十分之一的晶圆能堆叠四到六层。

 

切割和研磨是芯片生产的重要工序，划片刀产生的切削力小，且划切成本低，因此在相当长的一段时间内，仍是半导体封装工艺中不可缺少的材料之一。

 

当前高端晶圆划片刀几乎被日本 Disco所垄断，其在国内市场的占有率为80%-85%。根据2018 年 8 月行业发布的划片刀可行性报告，作为消耗品，国内划片刀每年需求量在 600-800 万片，市场空间在 9.6-12.8 亿元。

 

结合晶圆产量快速扩张的形势，据不完全统计，2021年中国大陆晶圆产量相较 2019 年增加了 65.88%，直接对应晶圆加工的划片刀和研磨砂轮，需求同比增长，即 2021 年对应市场空间约 20-25 亿元左右。可以预见，2022年将会继续快速增长。

 

政策扶持

《中国制造 2025》 对于半导体设备国产化提出了明确要求：在 2020 年之前，90~32nm 工艺设备国产化率达到 50%，实现 90nm 光刻机国产化，封装关键设备国产化率达到 50%。在 2025 年之前，20～14nm 工艺设备国产化率达到 30%，实现浸没式光刻机国产化。到 2030 年，实现 18 英寸工艺设备、EUV 光刻机、封装设备的国产化。作为耗材，晶圆切割用划片刀及研磨砂轮有望率先实现国产替代。
 

 

在国家政策层面，2021-2023年将会是“大基金”二期对外投资的活跃年份，半导体设备和材料等薄弱领域的投资仍将会有大幅提升。

 

 

西斯特科技

深圳西斯特科技有限公司 (简称SST西斯特) ，以“让一切磨削加工变得容易”为主旨，倡导磨削加工系统方法论，2015年创立于中国深圳，植根于技术创新的精神，屹立于追求梦想、创造价值的企业文化。 

 

基于对客户现场的深度解读、创新性的磨具设计和磨削系统方法 论的实际应用，西斯特的磨削理念可服务于航空航天、医疗器械、集成电路、磁性材料、汽车与船舶制造、蓝宝石与功能陶瓷等领域的磨削加工，并为半导体制造、消费电子制造、汽车制造等行业提供高端磨具产品。

 

西斯特科技始终以先进的技术、高性能的产品、优质服务的理念，带领产业革命，创造无限可能。