2023全球及中国半导体材料行业现状及发展趋势
一、半导体材料产业概述
1、半导体材料的定义及分类
半导体材料是电子材料，具有半导体性能，是用于制作集成电路、分立器件、传感器、光电子器件等产品的重要材料，对精度、纯度等要求相较于普通材料更加严格，工艺制备过程中材料的选取、使用也尤为关键。在整个半导体产业链中，半导体材料和半导体设备一样位于上游环节，是半导体制造工艺的核心基础。半导体材料按应用环节来进行划分，可以分为晶圆制造材料（前端）和封装材料（后端）两大类。前端晶圆制造材料包括：硅片、电子气体、掩膜版、光刻胶及其配套材料、湿电子化学品、靶材、CMP抛光材料等；后端封装材料包括：引线框架、封装基板、陶瓷材料、键合丝、切割材料、芯片粘贴材料等。
2、半导体材料发展历程
按照代际来进行划分，半导体材料的发展经历了第一代、第二代和第三代。第一代半导体材料主要指硅（Si）、锗元素（Ge）半导体材料；第二代半导体材料主要是指化合物半导体材料，如砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）；第三代半导体材料主要指以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为代表的半导体材料，具有较宽的禁带宽度。
二、半导体材料行业发展相关政策
近年来，为推动半导体产业发展，带动传统产业改造和产品升级换代，进一步促进国民经济持续健康发展，我国推出了一系列支持半导体产业发展的政策，半导体材料作为半导体产业链上游，自然也受到政策支持。
三、半导体材料产业链
从半导体材料产业链来看，上游为原材料，包括金属、合金、碳化硅、氮化镓等。中游为基体材料、制造材料和封装材料，基体材料主要用于制造硅晶圆或化合物半导体；制造材料主要是将硅晶圆或化合物半导体加工成芯片所需的各种材料；封装材料是包装和切割芯片时使用的材料。下游为集成电路、半导体分立器件、光电子器件和传感器等。
四、全球半导体材料行业现状分析
1、全球半导体材料行业市场规模
根据国际半导体产业协会数据，2016-2018年全球半导体材料市场规模逐年增长，2019年市场规模下降至521.4亿美元，同比下降1.1%。随着半导体需求持续增长，2020-2022年全球半导体材料市场规模快速上升，2022年达到727亿美元，同比增长8.9%。受益于5G、人工智能、消费电子、汽车电子等领域的需求拉动，全球半导体材料市场规模呈现波动向上的态势。
2、全球半导体材料行业产品结构
据统计，2022年CMP抛光材料占半导体材料市场比重达到7%。在2022年全球半导体材料市场规模占比中，半导体硅片占比达到33%，在所有半导体材料中占比最高。此外，气体占比14%，光刻胶及其辅助材料占比13%。
3、全球半导体材料行业区域分布
从区域分布情况来看，在全球的半导体材料市场中，中国台湾和中国大陆分别位列前二，分别占比23%和19%，主要是由于部分材料国产化替代率的提高和半导体材料随着半导体产业同步向中国转移。但中国大陆整体产品仍集中在中低端半导体材料上，在高端半导体材料方面仍然有很大的发展空间，国产替代任重道远。
五、中国半导体材料行业现状分析
1、中国半导体材料行业市场规模
伴随着国内半导体材料厂商技术水平和研发能力的提升，中国半导体材料市场规模提升速度高于全球。2016-2022年国内半导体材料市场规模由68亿美元提升至129.8亿美元，CAGR达到9.7%。
2、中国半导体材料行业细分市场-半导体硅片
随着通信、汽车电子、人工智能等新兴终端市场飞速发展，半导体硅片的市场需求量迅速增长。根据SEMI数据显示，2021年我国半导体硅片市场规模达119.14亿元，同比增长24.04%，在全球市场中所占比重提升至13.2%。中国大陆的市场规模有望达到138.28亿元，市占率将进一步提升。
六、半导体材料行业未来发展趋势
1、部分半导体材料国产替代已取得进展
近年来，一方面受益于国内下游晶圆产业的发展和政府对产业的支持，同时半导体材料厂商积极吸纳、培养高层次技术人才，把握行业和技术发展趋势，积累研发经验和攻克关键技术，募集资金投入产能建设，在新产品的研发、生产、客户导入等方面均取得了一定突破。目前本土厂商在部分半导体材料细分领域已经取得了较高的市场份额，如8英寸及以下半导体硅片的产能可基本满足国内晶圆代工产业的需求。
2、高端半导体材料国产替代仍有较大空间
12英寸硅片、ArF光刻胶等半导体材料对产品的性能要求更为严苛、技术要求更高，本土厂商正在突破这些高端产品的技术和市场壁垒。例如，在12英寸硅片领域，本土厂商沪硅产业正处于产能提升阶段；彤程新材、南大光电、上海新阳等厂商在ArF光刻胶领域稳步推进产品研发，进展较为顺利。受益于大陆晶圆代工产业的快速发展和国产替代趋势下企业得到的政策、产业支持，本土半导体材料厂商有望保持快速成长；中低端产品有望进一步扩大产能、提高市占率，高端产品有望加速取得产品研发、客户导入进展，不断拓宽企业成长边界。
来源：新材料产业联盟、珠海高新招商、半导体材料与工艺设备
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2024年中国半导体材料产业链图谱研究分析（附产业链全景图）
中商情报网讯：消费电子市场回暖带动半导体产品需求增加，刺激了对半导体材料的需求，头部企业正在关键环节进行技术攻关，提升产业链自主可控性。
一、产业链
半导体材料产业链上游为原材料，包括有色金属、铝合金、铁合金、碳化硅、氮化镓、砷化镓、陶瓷、树脂、光引发剂、化学溶剂、塑料、玻璃等；中游为半导体材料，包括基体材料、制造材料和封装材料；下游应用于集成电路、分立器件、光电子器件、传感器的制造。
图片来源：中商产业研究院
二、上游分析
1.有色金属
（1）产量
近年来，中国有色金属产量保持增长趋势，中商产业研究院发布的《2024-2029年中国有色金属行业市场深度分析及发展趋势预测报告》显示，2023年中国有色金属产量达7469.8万吨，同比增长7.1%。中商产业研究院分析师预测，2024年中国有色金属产量将增长至7700万吨。
数据来源：中商产业研究院数据库
（2）重点企业分析
目前，中国有色金属企业主要包括铜陵有色、江西铜业、紫金矿业、云南铜业等。销售布局大多在国内，具体如图所示：
资料来源：中商产业研究院整理
2.铝合金
（1）产量
铝合金是轻金属材料之一，凭借其质量轻、强度高、耐腐蚀、延展性好、易加工等一系列优异的性能，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶、现代工业等领域中应用广泛。我国是铝合金生产大国，近年来我国铝合金产量稳步增长。中商产业研究院发布的《2024-2029年中国铝合金行业深度分析及发展趋势研究预测报告》显示，2023年中国铝合金产量达1458.7万吨，近五年年均复合增长率达11.55%。中商产业研究院分析师预测，2024年中国铝合金产量将增至1627.2万吨。
数据来源：国家统计局、中商产业研究院整理
（2）重点企业分析
铝合金重点企业在推动中国铝合金行业发展中发挥着重要作用，它们通过技术创新、产业升级和绿色发展等举措，不断提升企业的核心竞争力和市场影响力。铝合金相关上市企业主要分布在江苏省，目前共有11家。
资料来源：中商产业研究院整理
3.铁合金
（1）产量
“双碳”背景下，铁合金行业供需逐步得到改善，在减排的驱动下将进入高质量发展阶段。中商产业研究院发布的《2024-2029年中国碳化硅衬底行业市场前景预测与发展趋势研究报告》显示，2023年中国铁合金产量达3465万吨，同比增长1.4%。中商产业研究院分析师预测，2024年中国铁合金产量将达3497万吨。
数据来源：中商产业研究院数据库
（2）重点企业分析
目前，中国铁合金相关上市企业主要分布在江苏省，共10家。北京市和浙江省分别有6家和5家，排名第二第三。
资料来源：中商产业研究院整理
4.碳化硅
（1）市场规模
碳化硅衬底具备禁带宽度大、热导率高、临界击穿场强高、电子饱和漂移速率高等特点，可有效突破传统硅基半导体器件及其材料的物理极限，开发出更适应高压、高温、高功率、高频等条件的新一代半导体器件。中商产业研究院发布的《2024-2029年中国碳化硅衬底行业市场前景预测与发展趋势研究报告》显示，2023年全球导电型和半绝缘型碳化硅衬底的市场规模分别达到6.84亿美元和2.81亿美元。中商产业研究院分析师预测，2024年全球市场规模将分别达到9.07亿美元和3.26亿美元。
数据来源：Yole、中商产业研究院整理
（2）重点企业分析
碳化硅衬底的尺寸主要有2英寸（50mm）、3英寸（75mm）、4英寸（100mm）、6英寸（150mm）、8英寸（200mm）等规格，碳化硅衬底正不断向大尺寸的方向发展。目前行业内企业主要量产产品尺寸集中在4英寸及6英寸，8英寸处于研发阶段。碳化硅衬底材料制备具有极高的技术门槛，目前能够规模化供应高品质、车规级碳化硅衬底的企业数量较少。从行业竞争格局来看，在2023年全球导电型碳化硅衬底材料市场占有率排行中，中国天岳先进（SICC）超过美国Coherent，跃居全球第二，天科合达（TankeBlue）市场份额位列第四。
资料来源：中商产业研究院整理
三、中游分析
1.硅晶圆
（1）市场规模
尽管目前主要半导体硅片企业均已启动扩产计划，但其预计产能长期来看仍无法完全满足芯片制造企业对半导体硅片的增量需求，叠加中长期供应安全保障考虑，国内半导体硅片行业仍将处于快速发展阶段。中商产业研究院发布的《2024-2029年全球及中国半导体硅片产业发展趋势分析及投资风险预测报告》显示，2019-2023年中国半导体硅片市场规模从77.10亿元增至123.30亿元，年均复合增长率达12.45%。中商产业研究院分析师预测，2024年中国半导体硅片市场规模将达到131亿元。
数据来源：中商产业研究院整理
（2）重点企业分析
与国际主要半导体硅片供应商相比，中国大陆半导体硅片厂商市场份额较小，技术工艺水平以及良品率控制等与国际先进水平相比仍具有显著差距。国内半导体硅片龙头企业沪硅产业、立昂微、TCL中环、中晶科技等，相关产能及业务布局情况如下图所示：
资料来源：中商产业研究院整理
2.掩膜版
（1）市场规模
掩膜版是微电子制造过程中的图形转移母版，是平板显示、半导体、触控、电路板等行业生产制造过程中重要的关键材料，其中，半导体是掩膜版最主要的应用领域，占比60%。中商产业研究院发布的《2024-2029年中国掩膜版市场调查与行业前景预测专题研究报告》数据显示，2018-2022年，全球半导体掩膜版市场规模由40.41亿美元增长至49亿美元，复合年均增长率达4.9%，预计2024年半导体掩膜版市场规模将继续增长至53.24亿美元。
数据来源：SEMI、中商产业研究院整理
（2）重点企业分析
从行业竞争格局来看，美国、日韩掩膜版厂商处于领先地位。重点企业主要包括福尼克斯、PKL、丰创光罩，具体如图所示：
资料来源：中商产业研究院整理
3.光刻胶
（1）市场规模
目前，全球光刻胶市场已达到百亿美元规模，市场空间广阔。我国光刻胶产业链逐步完善，且随着下游需求的逐渐扩大，光刻胶市场规模显著增长。中商产业研究院发布的《2024-2029全球及中国光刻胶和光刻胶辅助材料行业发展现状调研及投资前景分析报告》显示，2022年我国光刻胶市场规模约为98.6亿元，同比增长5.68%，2023年约为109.2亿元。中商产业研究院分析师预测，2024年我国光刻胶市场规模可达114.4亿元。
数据来源：中商产业研究院整理
（2）重点企业分析
光刻胶的应用领域主要为半导体产业、面板产业和PCB产业。从细分市场来看，在半导体光刻胶市场，由于技术含量最高，市场主要由JSR、东京应化、信越、杜邦、富士等国际巨头垄断。具体如图所示：
数据来源：中商产业研究院整理
4.封装材料
（1）封装基板
封装基板产品有别于传统PCB，高加工难度与高投资门槛是封装基板的两大核心壁垒。近年来，随着国产替代化的进行，中国封装基板的行业迎来机遇，中商产业研究院发布的《2024-2029年中国半导体封装基板行业市场分析与前景趋势研究报告》显示，2023年中国封装基板市场规模约为207亿元，同比增长2.99%。中商产业研究院分析师预测，2024年中国封装基板市场规模将增至213亿元。
数据来源：中商产业研究院整理
封装基板可为芯片提供电连接、保护、支撑、散热、组装等功效，以实现多引脚化、缩小封装产品体积、改善电性能及散热性、超高密度或多芯片模块化的目的。重点企业具体如图所示：
资料来源：Prismark、中商产业研究院整理
（2）键合丝
键合丝是芯片内电路输入输出连接点与引线框架的内接触点之间实现电气连接的微细金属丝，直径为十几微米到几十微米。根据材质不同，分为非合金丝和合金丝，非合金丝包括金丝、银丝、铜丝、铝丝；合金丝包括镀金银线、镀铜键合丝。
我国键合丝市场主要被德国、韩国、日本厂商占据，本土厂商产品相对单一或低端。重点企业包括贺利氏、铭凯益、日铁、田中、一诺电子、万生合金等。
资料来源：中商产业研究院整理
（3）引线框架
目前，国际上主要的引线框架制造企业主要集中在亚洲地区，其中一些企业占据了全球市场的显著份额。除了荷兰柏狮电子集团在欧洲外，其他都在亚洲。中国大陆也有一些企业在引线框架制造领域取得了显著成就，如宁波康强电子股份有限公司、宁波华龙电子股份有限公司等，具体如图所示：
资料来源：中商产业研究院整理
5.重点企业分析
目前，中国半导体材料相关上市企业主要分布在江苏省，共5家。广东省和浙江省均为4家，排名第二第三。
资料来源：中商产业研究院整理
四、下游分析
1.集成电路
我国已经成为全球最大的集成电路市场之一，当前国内集成电路产量呈现出平稳增长的态势。中商产业研究院发布的《2024-2029全球及中国集成电路设计服务行业研究及十四五规划分析报告》显示，2023年中国集成电路产量3514亿块，同比增长6.9%。中商产业研究院分析师预测，2024年全年中国集成电路产量将达到3757亿块。
数据来源：国家统计局、中商产业研究院整理
2.分立器件
近年来，随着物联网、可穿戴设备、云计算、大数据等新兴应用领域的快速发展，各行各业对半导体分立器件的需求保持增长，中国半导体分立器件产量平稳提升。中商产业研究院发布的《2024-2029中国半导体分立器件市场现状研究分析与发展前景预测报告》显示，2023年中国半导体分立器件产量达7875亿只，较上年增长85亿只。中商产业研究院分析师预测，2024年中国半导体分立器件产量将达到7933亿只。
数据来源：半导体行业协会、中商产业研究院整理
3.光电子器件
近年来，中国光电子器件产量整体波动较大。中商产业研究院发布的《2024-2029年中国光电子器件行业发展情况分析及投资前景预测报告》显示，2023年中国光电子元器件产量达14380.5亿只，同比增长33.11%。中商产业研究院分析师预测，2024年中国光电子器件产量将增长至14920亿只。
数据来源：中商产业研究院数据库
更多资料请参考中商产业研究院发布的《中国半导体材料市场前景及投资机会研究报告》，同时中商产业研究院还提供产业大数据、产业情报、行业研究报告、行业白皮书、行业地位证明、可行性研究报告、产业规划、产业链招商图谱、产业招商指引、产业链招商考察&推介会、“十五五”规划等咨询服务。
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