碳化硅單晶爐產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前瞻半導(dǎo)體材料景氣持續(xù)，市場(chǎng)空間廣闊半導(dǎo)體是指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。無(wú)論從科技或經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來(lái)看，半導(dǎo)體都至關(guān)重要。2010年以來(lái)，全球半導(dǎo)體行業(yè)從PC時(shí)代進(jìn)入智能手機(jī)時(shí)代，成為全球創(chuàng)新最為活躍的領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類(lèi)電子、網(wǎng)絡(luò)通信和汽車(chē)電子等核心領(lǐng)域。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主要由集成電路、光電子、分立器件和傳感器組成，據(jù)WSTS世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織預(yù)測(cè)，到2022年全球集成電路占比84．22%，光電子器件、分立器件、傳感器占比分別為7．41%、5．10%和3．26%。半導(dǎo)體工藝復(fù)雜，技術(shù)壁壘極高。芯片生產(chǎn)大體可分為硅片制造、芯片制造和封裝測(cè)試三個(gè)流程。其中硅片制造包括提純、拉單晶、磨外圓、切片、倒角、磨削、CMP、外延生長(zhǎng)等工藝，芯片制造包括清洗、沉積、氧化、光刻、刻蝕、摻雜、CMP、金屬化等工藝，封裝測(cè)試包括減薄、切割、貼片、引線(xiàn)鍵合、模塑、電鍍、切筋成型、終測(cè)等工藝。整體而言，硅片制造和芯片制造兩個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)壁壘極高。目前多晶硅廠商多采用三氯氫硅改良西門(mén)子法進(jìn)行多晶硅生產(chǎn)。具體工藝是將氯化氫和工業(yè)硅粉在沸騰爐內(nèi)合成三氯氫硅，通過(guò)精餾進(jìn)一步提純高純?nèi)葰涔?，后?100℃左右用高純氫還原高純?nèi)葰涔?，生成多晶硅沉積在硅芯上，進(jìn)而得到電子級(jí)多晶硅。目前8寸和12寸硅片大多通過(guò)直拉法制備，部分6寸和8寸硅片則通過(guò)區(qū)熔法制得。直拉法是將高純多晶硅放入石英坩堝內(nèi)，通過(guò)外圍的石墨加熱器加熱至1400℃，隨后坩堝帶著多晶硅融化物旋轉(zhuǎn)，將一顆籽晶浸入其中后，由控制棒帶著籽晶作反方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)慢慢地、垂直地由硅融化物中向上拉出，并在拉出后和冷卻后生長(zhǎng)成了與籽晶內(nèi)部晶格方向相同的單晶硅棒。區(qū)熔法利用高頻線(xiàn)圈在多晶硅棒靠近籽晶一端形成熔化區(qū)，移動(dòng)硅棒或線(xiàn)圈使熔化區(qū)超晶體生長(zhǎng)方向不斷移動(dòng)，向下拉出得到單晶硅棒。單晶硅棒研磨成相同直徑，然后根據(jù)客戶(hù)要求的電阻率，多采用線(xiàn)切割將晶棒切成約1mm厚的晶圓薄片。用具備特定形狀的砂輪磨去硅片邊緣鋒利的崩邊、棱角和裂縫等，可防止晶圓邊緣碎裂，增加外延層和光刻膠層在晶圓邊緣的平坦度。在研磨機(jī)上用磨料將切片拋光到所需的厚度，同時(shí)提高表面平整度。其目的在于去除切片工序中硅片表面因切割產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力損傷層和各種金屬離子等雜質(zhì)污染。清洗：為了解決硅片表面的沾污問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)工藝潔凈表面，多采用強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)酸和去離子水進(jìn)行清洗。薄膜沉積按照原理可分為物理工藝（PVD）和化學(xué)工藝（CVD）。集成電路制造中使用最廣泛的PVD技術(shù)是濺射鍍膜，其基本原理是在反應(yīng)腔高真空度背景下帶正電的氬離子在電場(chǎng)作用下，轟擊到靶材的表面，撞擊出靶材的原子或分子，沉積在硅片表面?；瘜W(xué)氣相沉積技術(shù)主要是利用含有薄膜元素的一種或幾種氣相化合物或單質(zhì)、在襯底表面上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成薄膜。清潔完成后將晶圓置于800-1200℃的高溫環(huán)境下，通過(guò)氧氣或蒸氣在晶圓表面形成二氧化硅層，以保護(hù)晶圓不受化學(xué)雜質(zhì)影響、避免漏電流進(jìn)入電路、預(yù)防離子植入過(guò)程中的擴(kuò)散以及防止晶圓在刻蝕時(shí)滑落。光刻技術(shù)用于電路圖形生成和復(fù)制，是半導(dǎo)體制造最為關(guān)鍵的技術(shù)，耗時(shí)占IC制造50%，成本占IC制造1/3。其主要流程包括清洗、涂膠、前烘、對(duì)準(zhǔn)、曝光、后烘、顯影、刻蝕、光刻膠剝離等，在光刻過(guò)程中，需在硅片上涂一層光刻膠，經(jīng)紫外線(xiàn)曝光后，光刻膠發(fā)生變化，顯影后被曝光的光刻膠可以被去除，電路圖形由掩模版轉(zhuǎn)移到光刻膠上，在經(jīng)過(guò)刻蝕后電路圖形即由掩模版轉(zhuǎn)移到硅片上。是半導(dǎo)體制造工藝中的關(guān)鍵步驟，對(duì)于器件的電學(xué)性能十分重要。利用化學(xué)或物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要的材料，目標(biāo)是在涂膠的硅片上正確地復(fù)制掩模版圖形。按照刻蝕工藝劃分，刻蝕主要分為干法刻蝕和濕法刻蝕，目前干法刻蝕在半導(dǎo)體刻蝕中占比約90%，而干法刻蝕又可分為化學(xué)去除、物理去除及化學(xué)物理混合去除三種方式，性能各有優(yōu)劣。在半導(dǎo)體晶圓制造中，由于純凈硅的導(dǎo)電性能很差，需要加入少量雜質(zhì)使其結(jié)構(gòu)和電導(dǎo)率發(fā)生變化，從而變成一種有用的半導(dǎo)體，即為摻雜。目前可通過(guò)高溫?zé)釘U(kuò)散法和離子注入法進(jìn)行摻雜，其中離子注入法具備精確控制能量和劑量、摻雜均勻性好、純度高、低溫?fù)诫s等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為0．25微米特征尺寸以下和大直徑硅片制造的標(biāo)準(zhǔn)工藝。CMP是集成電路制造過(guò)程中實(shí)現(xiàn)晶圓表面平坦化的關(guān)鍵工藝，其主要工作原理是在一定壓力及拋光液的存在下，被拋光的晶圓對(duì)拋光墊做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，借助納米磨料的機(jī)械研磨作用與各類(lèi)化學(xué)試劑的化學(xué)作用之間的高度有機(jī)結(jié)合，使被拋光的晶圓表面達(dá)到高度平坦化、低表面粗糙度和低缺陷的要求。在制備好的元器件表面沉積金屬薄膜，并進(jìn)行微細(xì)加工，利用光刻和刻蝕工藝刻出金屬互連線(xiàn)，然后把硅片上的各個(gè)元器件連接起來(lái)形成一個(gè)完整的電路系統(tǒng)，并提供與外電路連接點(diǎn)的工藝過(guò)程。半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)概況作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的上游支撐產(chǎn)業(yè)，半導(dǎo)體設(shè)備通常決定了中游制造產(chǎn)業(yè)的品質(zhì)及下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的廣泛性。根據(jù)行業(yè)內(nèi)一代設(shè)備，一代工藝，一代產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)，半導(dǎo)體產(chǎn)品制造要超前電子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)新一代工藝，而半導(dǎo)體設(shè)備要超前半導(dǎo)體產(chǎn)品制造開(kāi)發(fā)新一代產(chǎn)品，設(shè)備—工藝—產(chǎn)品互相促進(jìn)，共同推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。作為上游支撐產(chǎn)業(yè)的起點(diǎn)設(shè)備，為實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)的自主可控，國(guó)產(chǎn)化亟待解決。中國(guó)為全球最大半導(dǎo)體市場(chǎng)，國(guó)產(chǎn)化提升大勢(shì)所趨復(fù)盤(pán)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展歷史，共經(jīng)歷三次轉(zhuǎn)移。第一次轉(zhuǎn)移：1973年爆發(fā)石油危機(jī)，歐美經(jīng)濟(jì)停滯，日本趁機(jī)大力發(fā)展半導(dǎo)體行業(yè)，實(shí)施超大規(guī)模集成電路計(jì)劃。1986年，日本半導(dǎo)體產(chǎn)品已經(jīng)超越美國(guó)，成為全球第一大半導(dǎo)體生產(chǎn)大國(guó)；第二次轉(zhuǎn)移：20世紀(jì)90年度，日本經(jīng)濟(jì)泡沫破滅，韓國(guó)通過(guò)技術(shù)引進(jìn)實(shí)現(xiàn)DRAM量產(chǎn)。與此同時(shí)，半導(dǎo)體廠商從IDM模式向設(shè)計(jì)+制造+封裝模式轉(zhuǎn)變，催生代工廠商大量興起，以臺(tái)積電為首的中國(guó)臺(tái)灣廠商抓住了半導(dǎo)體行業(yè)垂直分工轉(zhuǎn)型機(jī)遇；第三次轉(zhuǎn)移：2010年后，伴隨國(guó)內(nèi)手機(jī)廠商崛起、貿(mào)易摩擦背景下國(guó)家將集成電路的發(fā)展上升至國(guó)家戰(zhàn)略，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈逐漸向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移。中國(guó)為全球最大半導(dǎo)體市場(chǎng)，占比約1/3。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在手機(jī)、PC、可穿戴設(shè)備等消費(fèi)電子，以及新能源、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興領(lǐng)域的快速推動(dòng)下，中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)快速增長(zhǎng)。據(jù)WSTS數(shù)據(jù)顯示，2021年全球半導(dǎo)體銷(xiāo)售達(dá)到5559億美元，而中國(guó)仍然為全球最大的半導(dǎo)體市場(chǎng)，2021年銷(xiāo)售額為1925億美元，占比34．6%。國(guó)產(chǎn)化率極低，提升自主能力日益緊迫。近年來(lái)，隨著產(chǎn)業(yè)分工更加精細(xì)化，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)以市場(chǎng)為導(dǎo)向的發(fā)展態(tài)勢(shì)愈發(fā)明顯。從生產(chǎn)環(huán)節(jié)來(lái)看，制造基地逐步靠近需求市場(chǎng)，以減少運(yùn)輸成本；從產(chǎn)品研發(fā)來(lái)看，廠商可以及時(shí)響應(yīng)用戶(hù)需求，加快技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品迭代。我國(guó)作為全球最大的半導(dǎo)體消費(fèi)市場(chǎng)，半導(dǎo)體封測(cè)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展在國(guó)際市場(chǎng)已經(jīng)具備較強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，而在集成電路設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)與全球領(lǐng)先廠商仍有較大差距，特別是半導(dǎo)體設(shè)備和材料。SIA數(shù)據(jù)顯示，2020年國(guó)內(nèi)廠商在封測(cè)、設(shè)計(jì)、晶圓制造、材料、設(shè)備的全球市占率分別為38%、16%、16%、13%、2%，半導(dǎo)體材料與設(shè)備的重要性日益凸顯。半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)隨著下游電子設(shè)備硅含量增長(zhǎng)，半導(dǎo)體需求快速增長(zhǎng)。在半導(dǎo)體工藝升級(jí)+積極擴(kuò)產(chǎn)催化下，半導(dǎo)體材料市場(chǎng)快速增長(zhǎng)。據(jù)SEMI報(bào)告數(shù)據(jù)，2021年全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)收入達(dá)到643億美元，超過(guò)了此前2020年555億美元的市場(chǎng)規(guī)模最高點(diǎn)，同比增長(zhǎng)15．9%。晶圓制造材料和封裝材料收入總額分別為404億美元和239億美元，同比增長(zhǎng)15．5%和16．5%。此外，受益于產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)移趨勢(shì)，2021年國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體材料銷(xiāo)售額高達(dá)119．3億美元，同比增長(zhǎng)22%，增速遠(yuǎn)高于其他國(guó)家和地區(qū)。半導(dǎo)體材料為芯片之基，覆蓋工藝全流程半導(dǎo)體材料包括晶圓制造材料和封裝材料。其中晶圓制造材料包括硅片、掩模版、電子氣體、光刻膠、CMP拋光材料、濕電子化學(xué)品、靶材等，封裝材料包括封裝基板、引線(xiàn)框架、鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、芯片粘結(jié)材料和其他封裝材料。具體來(lái)說(shuō)，在芯片制造過(guò)程中，硅晶圓環(huán)節(jié)會(huì)用到硅片；清洗環(huán)節(jié)會(huì)用到高純特氣和高純?cè)噭?；沉積環(huán)節(jié)會(huì)用到靶材；涂膠環(huán)節(jié)會(huì)用到光刻膠；曝光環(huán)節(jié)會(huì)用到掩模板；顯影、刻蝕、去膠環(huán)節(jié)均會(huì)用到高純?cè)噭涛g環(huán)節(jié)還會(huì)用到高純特氣；薄膜生長(zhǎng)環(huán)節(jié)會(huì)用到前驅(qū)體和靶材；研磨拋光環(huán)節(jié)會(huì)用到拋光液和拋光墊。在芯片封裝過(guò)程中，貼片環(huán)節(jié)會(huì)用到封裝基板和引線(xiàn)框架；引線(xiàn)鍵合環(huán)節(jié)會(huì)用到鍵合絲；模塑環(huán)節(jié)會(huì)用到硅微粉和塑封料；電鍍環(huán)節(jié)會(huì)用到錫球。電子特氣：半導(dǎo)體制造的血液電子特種氣體又稱(chēng)電子特氣，是電子氣體的一個(gè)分支，相較于傳統(tǒng)工業(yè)氣體，純度更高，其中一些具有特殊用途。電子特氣下游應(yīng)用廣泛，是集成電路、顯示面板、太陽(yáng)能電池等行業(yè)不可或缺的支撐性材料。在半導(dǎo)體領(lǐng)域，電子特氣的純度直接影響IC芯片的集成度、性能和良品率，在清洗、氣相沉積成膜（CVD）、光刻、刻蝕、離子注入等半導(dǎo)體工藝環(huán)節(jié)中都扮演著重要的角色。（一）電子特氣種類(lèi)較多，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工藝電子特氣可以根據(jù)其化學(xué)成分本身和用途的不同進(jìn)行分類(lèi)。根據(jù)化學(xué)成分的不同，電子特氣可分為氟系、硅系、硼系、鍺系氧化物和氫化物等幾大類(lèi)別。（二）電子特氣占比僅次于硅片，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)半導(dǎo)體市場(chǎng)發(fā)展迅速，為上游電子特氣市場(chǎng)打開(kāi)成長(zhǎng)空間。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，在晶圓材料328億美元的市場(chǎng)份額中，電子特氣占比達(dá)13%，43億美元，是僅次于硅片的第二大材料領(lǐng)域。近年來(lái)，伴隨下游晶圓廠的加速擴(kuò)張，特氣市場(chǎng)景氣度向好，需求量有望持續(xù)擴(kuò)容。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2020年全球晶圓制造電子氣體市場(chǎng)規(guī)模為43．7億美元。在全球產(chǎn)業(yè)鏈向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)下，中國(guó)電子特氣市場(chǎng)規(guī)模在過(guò)去十年快速增長(zhǎng)，2020年達(dá)到了173．6億元。特氣市場(chǎng)毛利率高、盈利能力強(qiáng)。在各半導(dǎo)體材料領(lǐng)域中，電子特氣公司的平均毛利率處于較高水平。對(duì)比半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，晶圓廠的盈利能力最強(qiáng)，例如世界最大晶圓代工廠臺(tái)積電的毛利率為51．6%，國(guó)內(nèi)晶圓廠龍頭中芯國(guó)際的毛利率約為30%。而對(duì)于特種氣體公司來(lái)說(shuō)，電子特氣平均毛利率能達(dá)到近50%。世界第二的法國(guó)液化空氣集團(tuán)，2010年-2019年的毛利率穩(wěn)定在60%-65%，而一般化工氣體或大宗氣體的毛利率僅在20-30%水平。國(guó)內(nèi)企業(yè)電子特氣毛利率相對(duì)較低，約為30%-40%，相較國(guó)際巨頭有一定差距，未來(lái)成長(zhǎng)空間廣闊。伴隨技術(shù)研發(fā)的進(jìn)步和需求量的增長(zhǎng)，電子特氣廠商盈利能力有望持續(xù)升級(jí)。（三）純度為特種氣體重要指標(biāo)，提純?yōu)楹诵募夹g(shù)瓶頸特種氣體純度提升為核心技術(shù)瓶頸。集成電路對(duì)電子特氣的純度有著苛刻的要求，因?yàn)樵谛酒庸み^(guò)程中，極微量的雜質(zhì)也可能導(dǎo)致產(chǎn)品重大缺陷，特種氣體純度越高，產(chǎn)品的良率越高、性能越優(yōu)。伴隨IC芯片制程技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品的生產(chǎn)精度越來(lái)越高，用于集成電路制造的電子特氣亦提出了更高的純度要求。電子特氣的純度主要受三個(gè)因素影響：一是提純技術(shù)。電子特氣的分離和提純?cè)砩峡煞譃榫s分離、分子篩吸附分離以及膜分離三大類(lèi)。在實(shí)際提純分離過(guò)程中，為提升效率和良品率，會(huì)利用多種方法進(jìn)行組合，配置工藝更為復(fù)雜，還需保證產(chǎn)品配比精度，因此抬高了研發(fā)壁壘。二是氣體檢測(cè)技術(shù)。隨著電子特氣的純度越來(lái)越高，對(duì)分析檢測(cè)方法和儀器提出了更高的要求。目前國(guó)外電子氣體的分析己經(jīng)經(jīng)歷了離線(xiàn)分析、在線(xiàn)分析、原位分析等幾個(gè)階段，對(duì)于高純度電子特氣的分析已開(kāi)發(fā)出完整的測(cè)試體系。而由于我國(guó)電子特氣行業(yè)重生產(chǎn)而輕檢測(cè)，因此分析方法和儀器同國(guó)外廠商都有一定差距。三是氣體的儲(chǔ)存和運(yùn)輸。高純電子特氣運(yùn)輸為一大難關(guān)，在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中要求使用高質(zhì)量的氣體包裝儲(chǔ)運(yùn)容器、以及相應(yīng)的氣體輸送管線(xiàn)、閥門(mén)和接口，以防止氣體二次污染。我國(guó)加工工藝整體落后以及不符合國(guó)際規(guī)范，大部分市場(chǎng)被國(guó)外公司占據(jù)。專(zhuān)業(yè)人才缺乏，技術(shù)人員培養(yǎng)目前面臨較大困局。電子氣體生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多、操作復(fù)雜，因此企業(yè)除了研發(fā)人才，還需要大量掌握生產(chǎn)技術(shù)、具有實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員。據(jù)統(tǒng)計(jì)，培養(yǎng)一名合格的生產(chǎn)技術(shù)工人至少需要2年時(shí)間，但目前國(guó)內(nèi)各大院?；疚丛O(shè)立工業(yè)氣體學(xué)科，因此企業(yè)需要花費(fèi)大量時(shí)間和資金成本對(duì)新進(jìn)人員進(jìn)行深度培養(yǎng)，制約了我國(guó)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新水平的提升速度。（四）外企壟斷電子特氣市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)本土化優(yōu)勢(shì)顯著電子特氣市場(chǎng)正處于穩(wěn)定增長(zhǎng)階段，從地理位置上看，亞太地區(qū)是電子特氣的最大消費(fèi)市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)電子特氣相關(guān)需求一直依賴(lài)進(jìn)口，主要市場(chǎng)由空氣化工、德國(guó)林德集團(tuán)、液化空氣和太陽(yáng)日酸等國(guó)外廠商占據(jù)，CR4約88%，形成寡頭壟斷的局面。國(guó)際局勢(shì)疊加國(guó)內(nèi)新興產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，本土化優(yōu)勢(shì)顯著。新興終端市場(chǎng)加速成長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)經(jīng)過(guò)多年技術(shù)積累有望迎來(lái)國(guó)產(chǎn)化全面開(kāi)花。伴隨俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)、經(jīng)濟(jì)制裁等事件的頻繁發(fā)生，國(guó)際局勢(shì)變得更加復(fù)雜動(dòng)蕩。在此背景下，進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格昂貴、運(yùn)輸不便，本土化產(chǎn)品供應(yīng)穩(wěn)定、性?xún)r(jià)比高等特點(diǎn)更為顯著，國(guó)內(nèi)下游企業(yè)逐步轉(zhuǎn)向國(guó)產(chǎn)供應(yīng)。電子特氣國(guó)產(chǎn)化是必然趨勢(shì)，將在市場(chǎng)化因素主導(dǎo)下全面加速。截至2022年Q1，我國(guó)擁有眾多生產(chǎn)工業(yè)氣體的企業(yè)，其中約一半位于華東地區(qū)。由于行業(yè)技術(shù)壁壘高且客戶(hù)粘性大，短期內(nèi)行業(yè)的馬太效應(yīng)將繼續(xù)延續(xù)，但近些年國(guó)家推出的相關(guān)支持政策及