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半导体材料行业主要可以分为晶圆制造与封装材料两大部分，销售额占比分别约 60%/40%。
11 月特朗普宣布赢得 2024 年美总统选举后，预计在科技领域可能加大对华高科技出口管制，包括半导体等，可能通过“实体清单”等手段限制中国科技企业。这些措施构成全方位封锁网，从设备、人才、技术、资本等多维度围堵中国半导体产业，美国打压策略已扩展至联合盟友和全产业链封锁。
自2022 年 10 月美国出台“半导体制造”最终用途限制措施以来，对比 22年与 24 年国产化率数据，我国半导体国产化率在部分领域有所提升，但仍存在不少挑战。
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半导体材料流程
半导体材料构成了半导体产业链的上游，它们是半导体制造技术的核心。这些材料涵盖了半导体行业在集成电路生产中所采用的一系列特殊材料。作为电子材料的一个分支，半导体材料对于制造集成电路、分离式元件、传感器以及光电子设备等产品至关重要。它们对精度和纯度的要求比一般材料更为严格，因此在材料的选择和使用过程中，工艺制备显得尤为重要。
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半导体材料的种类
半导体材料种类繁多，它们构成了半导体材料产业的主体，包括晶圆制造材料和封装材料两大板块。半导体材料是半导体产业链中分类最为丰富的部分。根据其在制造过程中的应用，主要分为晶圆制造材料和封装材料。
晶圆制造材料进一步细分为基板材料和工艺材料。基板材料以硅片为主，它们可以是元素半导体或化合物半导体制成的晶圆。工艺材料则涵盖了将硅晶圆加工成裸片所需的各种材料，包括电子气体、掩膜版、光刻胶及其辅助材料、湿电子化学品、靶材、CMP抛光材料等。
封装材料则用于晶圆切割成裸片后的封装过程，它们是将裸片封装成芯片所使用的材料。这些材料包括引线框架、封装基板、陶瓷材料、键合丝、切割材料、芯片粘贴材料，以及为了满足先进封装技术需求而使用的环氧塑封料、电镀液等封装材料。
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半导体材料细分市场结构
晶圆制造材料和封装材料的销售额在2022年均实现了显著增长，共同推动了半导体行业的快速发展。根据SEMI的数据，2022年晶圆制造材料的全球销售额达到了447亿美元，同比增长了10.5%，而封装材料的销售额则达到了280亿美元，同比增长了6.3%。这两类材料分别占据了半导体材料总市场规模的61.5%和38.5%。
在全球晶圆制造材料价值占比中，前五名分别是硅片（33%）、气体（14%）、光掩模（13%）、光刻胶辅助材料（7%）和CMP抛光材料（7%）。至于封装材料市场，2023年全球市场份额占比前五的材料是封装基板（55%）、引线框架（16%）、键合线（13%）、包装材料（8%）和芯片贴装材料（4%）。
由于先进封装技术通常不采用传统的引线框架和引线键合方式，因此对引线框架和键合丝的需求相对较小。先进封装材料市场主要由封装基板和包封材料两大板块构成，这反映了封装技术向更高性能和更复杂结构的发展趋势。
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先进封装材料
先进封装材料正逐渐成为封装产业的新增长点。半导体封装测试是晶圆制造流程的后续阶段，紧随芯片制造步骤之后。这一阶段涉及将制造完成的晶圆进行封装与测试，然后根据实际需求与功能特性，将通过测试的晶圆加工成芯片。封装的主要目标有四个：保护芯片免受损害、为芯片提供必要的支撑与外观成型、确保芯片电极与外部电路的有效连接、以及提高导热性能。为了适应下游电子产品对小型化、轻量化、高性能的需求，封装技术持续向小型化、多引脚、高集成目标演进。
在这个过程中，先进封装材料作为先进封装产业链的核心上游组成部分，扮演着至关重要的角色，是推动先进封装技术持续进步与发展的坚实基石。随着5G通信技术、物联网、大数据、人工智能、视觉识别、自动驾驶等应用场景的快速兴起，应用市场对芯片功能多样化的需求程度越来越高。在芯片制程技术进入“后摩尔时代”后，先进封装技术能在不单纯依靠芯片制程工艺实现突破的情况下，通过晶圆级封装和系统级封装，提高产品集成度和功能多样化，满足终端应用对芯片轻薄、低功耗、高性能的需求，同时大幅降低芯片成本。因此，先进封装材料市场有望成为封装产业的新增长点，推动整个行业的持续发展和技术创新。
在高性能计算（HPC）和人工智能（AI）技术的推动下，先进封装材料行业正迎来前所未有的发展机遇。随着摩尔定律的放缓，计算需求却在迅速增长，特别是在ChatGPT等人工智能应用的推动下，对算力和AI服务器的需求激增，这成为了采用先进封装技术的HBM市场迅速扩大的主要驱动力。面对多重挑战与趋势，先进封装技术已成为半导体行业竞争的关键领域，它在提升芯片集成密度、缩短芯片间距、加速芯片间电气传输速度以及实现性能优化方面发挥着重要作用。这一趋势预计将显著推动先进封装材料行业的增长。
先进封装材料的种类不断更新，以下是一些关键材料的市场分析：
1）**玻璃基板**：玻璃基板因其在介电损耗、热膨胀系数等方面的性能优势，有潜力成为下一代先进封装基板的新材料，可能替代传统的ABF载板、硅中介层。预计全球玻璃基板市场将以超过4%的复合年增长率增长。
2）**环氧塑封料**：作为目前应用最广泛的包封材料，环氧塑封料的核心作用是为芯片提供防护、导热、支撑等。特别是在2.5D/3D封装中，对环氧塑封料的流动性、均匀性和散热性提出了更高的要求。全球集成电路（IC）封装材料的97%采用环氧塑封料（EMC），全球市场规模达157亿元。
3）**PSPI光刻胶**：PSPI是先进封装核心耗材之一，主要应用于再布线（RDL）工艺，不仅提供必要的电气、机械和热性能，还能实现高分辨率的图案化，减少了光刻工艺流程。2021年全球市场规模为1.3亿美元，未来可能全面替代传统光刻胶。
4）**电镀液**：电镀工艺在先进封装中广泛应用，电镀液是核心原材料。TSV、RDL、Bumping、混合键合都需要进行金属化薄膜沉积。据QYResearch调研显示，2023年全球半导体电镀化学品市场规模达6.89亿美元，预计2030年将达到10.48亿美元，2024-2030期间年复合增长率（CAGR）为5.6%。
综上所述，先进封装材料行业正受到HPC和AI技术发展的积极影响，市场对这些材料的需求预计将持续增长。
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半导体材料市场规模和潜力
半导体材料市场在全球范围内经历了2023年的调整后，预计在2024年将迎来增长。2023年全球半导体销售额为5268亿美元，同比下降8.2%，半导体材料市场销售额也下降至667亿美元。然而，随着AI、消费电子、汽车电子等领域需求的复苏，2024年全球半导体销售额有望突破6000亿美元，预计2025年将保持10%以上的增长速度。
中国市场表现突出，2024年前三季度市场规模仅次于美洲地区，且中国大陆是2023年半导体材料市场唯一同比增长的地区。
晶圆厂产能的增加预示着晶圆制造材料市场的未来增长。尽管2023年晶圆利用率下降导致市场规模缩减，但SEMI预计2024年全球晶圆厂产能将增长6%，2025年增长7%，达到每月3370万片的历史新高，全球硅晶圆出货量将在2025年迎来强劲反弹。
封装材料市场也显示出增长潜力。2023年封装材料销售额下降至252亿美元，但随着人工智能和先进制程需求的增长，全球半导体先进封装市场实现了19.62%的增长。预计2023-2025年先进封装材料将占全球封装材料市场的37.93%、40.38%和42.45%。TECHCET预计到2025年，全球半导体封装材料市场规模将超过280亿美元。
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国产替代需求迫切
中美半导体脱钩趋势加剧，国产替代需求迫切。美国对中国的科技限制和制裁导致国产替代需求迫切，促使半导体材料国产化加速。特朗普宣布赢得2024年美国总统选举后，预计在科技领域可能加大对华高科技出口管制，包括半导体等，可能通过“实体清单”等手段限制中国科技企业。这些措施构成全方位封锁网，从设备、人才、技术、资本等多维度围堵中国半导体产业，美国打压策略已扩展至联合盟友和全产业链封锁。在此背景下，半导体材料国产替代化有望加速。
美国自2022年10月起实施的“半导体制造”最终用途限制措施对中国半导体产业发展构成了进一步限制。半导体材料作为产业链上游的关键环节，分为制造材料和封装材料两大类。制造材料主要包括硅片、掩模版、光刻胶、湿电子化学品、抛光材料、电子特气和靶材；封装材料则包括引线框架、封装基板、陶瓷基板和键合丝等。
根据公开资料整理的数据显示，从2022年至2024年，中国在部分半导体材料领域的国产化率有所提升，但整体而言仍面临挑战。未来，中国半导体产业需要：
1. **加大技术研发投入**：通过增加研发力度，加速技术突破，以减少对外依赖。
2. **加强产业链协同合作**：促进上下游企业之间的合作，形成更紧密的产业链联盟，共同应对外部挑战。
3. **提高市场竞争力**：通过技术创新和产品质量提升，增强国产半导体材料的市场竞争力。
4. **实现更高水平的国产化**：通过上述措施，逐步提高国产半导体材料的市场份额，减少对外部供应链的依赖。
面对外部限制，中国半导体产业的国产化进程显得尤为重要，这不仅是为了保障国家安全，也是为了在全球半导体市场中占据更有利的竞争位置。
本文摘选自报告《半导体材料行业深度（一）：周期上行叠加国产替代双击，半导体材料赛道长坡厚雪》
来源：银创智库
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