我的自选

化工行业2020年中期策略:周期品与新材料深度报告

2020-10-16 13:10:02

来源:未来智库

获取报告请登录未来智库www.vzkoo.com。

一、行业及板块回顾(略)

(一)宏观回顾:受新冠疫情黑天鹅事件影响,PMI指数走低

(二)行业回顾:化工品价格价差承压,关注行业补库

(三)板块回顾:板块盈利下行,估值位于底部区间

(四)行业与板块展望:原油价格走出至暗时刻,化工景气指数有望同步回升

二、龙头白马强者恒强,看好商品价格回升与需求回暖的双击效应

(一)板块性量价齐升的双击效应:布局原油价格回升与需求回补共振原油价格底部回升,逐渐走出至暗时刻。年初以来国际原油价格在全球疫情影响,OPEC+增产价格战等因素的影响下大幅下跌,近期随着OPEC+减产协议的执行,美国等非OPEC国家产量在低油价影响下出现下滑,供给端从大幅增产转向大幅收缩,以及疫情第一波冲击逐步过去,各国积极复工复产刺激需求端逐渐回暖,供需压力逐步缓解,国际油价逐渐走出底部。

(二)地产后端化工品存在需求逻辑,采购模式促进市场集中度提升

受疫情影响,竣工周期后移,有望Q3开启复苏。根据国家统计局数据,3月商品住宅销售、新开工、竣工等数据环比改善,其中商品住宅竣工面积同比上升1.2%(较上月上升25.5pct)。2016-2018年为住宅商品房销售高峰期,近3年来竣工数据下滑,导致竣工缺口较大。2019年下半年开始,竣工回暖趋势明显,但今年一季度市场原本预期的竣工潮受疫情影响,预计后续竣工回暖趋势将在疫情风险逐步解除后延续。

旧房改造继续增加地产后端化工品需求。2020年4月,国务院常务会议指出,继续推进各地改造城镇老旧小区3.9万个,政治局会议强调积极扩大有效投资,实施老旧小区改造。根据广发宏观组的测算,2020-2022年将会分别新增老旧小区改造规模6.2亿平方米、4.7亿平方米和13.0亿平方米,尤其在2022年旧改规模将显著增加,旧改潜在的存量规模分别在2020-2022年达到48.2亿、52.9亿与65.9亿平方米。

精装交付与集中采购促进市场份额向龙头企业集中。2017年5月发布的《建筑业发展十三五规划》提出到2020年,城镇绿色建筑占新建建筑比重达到50%,新开工全装修成品住宅面积达到30%。参考广发建材组数据,根据奥维云网统计,未来精装房占比将继续提升。精装交付需求以及随之而来的地产商集中采购模式有望促进竣工端化学品市场份额向龙头企业集中。

三、锂电材料:全球电动化浪潮,关注电解液龙头

(一)全球汽车电动化浪潮开启,动力锂电池步入快速扩产期

(二)电解液行业量增价跌,新宙邦毛利率表现相对稳健 

2014-2018年,动力电解液市场加速增长,数码电解液市场稳定扩张,储能电解液市场正处萌芽期。从国内电解液细分市场出货量来看,在2014-2018年期间,动力电解液从1.65万吨增长至10.26万吨,复合增长率达58%;数码电解液从2.2万吨增长至6.17万吨,复合增长率为29%;目前储能电解液由0.4万吨增长至0.91万吨。从国内电解液细分市场占比来看,动力电解液占比从2014年的39%提升至2018年的59%;数码电解液占比从52%下降至36%;储能电解液占比由9%下降至5%。

新能源汽车产量短期承压,但长期动力仍然存在。2018年国内新能源汽车产量达127万辆,同比增长60%。2019年国内受新能源汽车补贴退坡、汽车行业景气度下行等因素影响,新能源汽车产销量出现负增长,2019年我国新能源汽车产量为124.2万辆,同比下降2.3%。

目前,全球电解液的供应商主要集中在中、日、韩三国,具体来看,日本及韩国的优势厂商包括日本宇部兴产、三菱化学、中央硝子及韩国旭成化学,Soulbrain、Enchem等。我国电解液行业格局呈现出头部企业集中、中小企业依然较多的特点。国内电解液厂商包括天赐材料新宙邦杉杉股份、国泰华荣等企业,其产品涵盖了高、中、低端市场,基本满足国内锂电池生产的需要,并有部分出口。

高工锂电数据显示,2019年中国电解液TOP6企业份额进一步提升至77.3%,相比2018年集中度提升4pct。集中度提升的原因为:以新宙邦、国泰、天赐等为主的电解液企业受LG、松下、村田等海外电池企业带动,增量明显;国内锂电池环节集中度提升,其供应链主要来自于各环节排名靠前企业,带动电解液端的集中度提升。

百川盈孚的数据显示,2015年至2020年,国内电解液整体产能呈现快速增加趋势,由产能近14万吨提高到近38万吨,其中2017-2018年行业产能增速较快,2019-2020年行业产能增速有所放缓。前期行业产能的迅速扩张,造成电解液价格的快速下降,电解液企业的盈利空间受到挤压。

面对电解液价格杀跌,新宙邦毛利率表现稳健。电解液中溶质六氟磷酸锂等锂盐质量占比约为15%,各类碳酸酯溶剂占比约80%,成膜添加剂、稳定剂等添加剂占比约为5%。从新宙邦2008-2019年锂电池化学品业务(主要为电解液)毛利率看,最高为2013年的32.92%,最低为2019年的25.47%,相对电解液价格的大幅波动,公司自身毛利率波动幅度相对较小。由于原材料六氟磷酸锂、碳酸二甲酯等价格有所下滑,一定程度上减缓了电解液跌价对公司盈利水平的冲击。

国内电解液未来市场空间较大。随着新能源汽车渗透率的持续提升,3C数码产品平稳增长以及储能电池应用逐步突破,锂电池需求有望持续增长。参考高工锂电对2020-2023年锂电池需求量的预测,我们测算了与之对应的电解液需求,2020年国内电解液市场空间有望突破68亿元,2023年有望达到117亿元。

(三)新宙邦积极扩产,巩固行业地位(略)

四、功能型化学添加剂:细分赛道小而美,需求持续增长

(一)饲料添加剂:维生素持续景气,关注“禁抗令” 

VA与VE价格同比上涨。根据WIND资讯,截至6月21日,年初至今VA市场均价424元/公斤,同比19H1上涨14.53%;年初至今VE市场均价66元/公斤,同比19H1上涨51.77%。

VA和VE出口向好。根据WIND资讯,2020年1-4月,VA出口累计1629吨,VE出口累计28155吨,从累计出口量同比增速看,1-2月、1-3月、1-4月VA出口量累计同比增速分别为-13.87%、-2.37%和7.57%,1-2月、1-3月、1-4月VE出口量累计同比增速分别为-20.08%、-5.75%和2.91%,VA和VE海外需求逐步恢复。出口均价看,2020年1-4月VA出口均价为52.18美元/公斤,同比下跌3.50%,VE出口均价为7.27美元/公斤,同比上涨27.43%。由于海外客户签单到订单兑现有一定的周期,所以出口价格更能反应当期实际成交情况,且相对于市场价格有滞后性,从市场价格情况看,预计出口价格将继续向好。

1.VE:格局重塑,价格底部上行

2.VA:格局重塑,成本推动,价格底部上行

3.“禁抗令”落地在即,关注行业新变化

(二)食品添加剂:长期优质赛道,龙头金禾已脱颖而出 

1.低糖趋势有望拉动新型甜味剂需求

甜味剂是指能赋予食品甜味的食品添加剂,目前世界上允许使用的甜味剂约有20种。按照来源分类可以分为天然甜味剂和人工合成甜味剂;按照不同特性可以分为低甜度的天然甜味剂、高甜度的天然甜味剂和高甜度的人工甜味剂;按照化学结构和性质可以分为糖类和非糖类甜味剂。

天然甜味剂是目前一部分消费者的新选择。代表的天然甜味剂有:非洲竹芋甜素(索马甜)、甜菊糖苷(甜菊糖)、罗汉果甜苷、莫内林、非洲奇果蛋白(神秘果素,奇异果素)以及甘精甘茶精(叶甘素)等。其中应用最广泛的是甜菊糖和罗汉果苷。

从全球甜味配料市场占比情况看,蔗糖依然是主流,甜味剂潜在的替代空间较大;从全球甜味剂消费结构变化情况看,第一代和第二代甜味剂消费占比在压缩,新代甜味剂和天然甜味剂有逐步替代老代甜味剂的趋势。

代糖市场空间大,新型甜味剂发展可期。根据国际糖尿病联盟(IDF)统计,全球糖尿病患者人数快速增长。从地区分布来看,东南亚地区,中东地区以及北美地区成为全球主要的糖尿病患者分布区,糖尿病患者占比从10%-11%不等。糖尿病患者在日常治疗过程中需要控制饮食,尤其是减少热量和碳水化合物(即糖类物质)的摄入。对于糖尿病患者来说,日常饮食摄入都需要尽可能地采用无糖/代糖食物,无糖/代糖食物的优势在于不参与人体新陈代谢、不增加热量,能够使得人们在获得甜味体验的同时,不必担心摄入过多糖分。

根据经合组织(OECD)公布的统计数据,全球18岁以上的人群中超重或肥胖比例逐年增加,从1990年的22%-56%逐步上升到2015年的26%-74%。从地区分布上来看,欧美等发达国家的肥胖率较高,亚洲及北欧国家的肥胖率较低,但都呈现出上升的趋势。肥胖与糖分的摄入有着紧密的联系,对于肥胖人群来说,减少糖分的摄入是减重的必不可少的途径。

全球糖尿病患者和肥胖人群的逐年增加推动全球控糖需求的增长,进而为代糖市场提供需求增量,代糖市场存在较大的发展空间。 

从美国市场看,根据BeverageDigest统计的数据,2018年美国市场份额前十的饮料品牌合计市场占比约为35%,其中可口可乐典型的无糖/低糖品种DietCoke(健怡可乐)及CokeZeroSugar(零度可乐)分别位居第三和第九。

新型甜味剂添加量提升。根据Innova的数据,2017年有47%的食品饮料添加了三氯蔗糖,41%的食品饮料添加了安赛蜜,27%的添加了甜菊糖,前五名中人工合成甜味剂占了四个席位,其中天然甜味剂甜菊糖发展速度较快。

在健康消费意识较强的国家,天然甜味剂悄然崛起。根据StoreBrands,2018年美国市场甜菊糖已经成为白糖和棕糖之后最重要的糖类产品,市场规模达到了2.50亿美元。GrandViewResearch及Statistaestimates的数据显示,在美国甜菊糖市场规模会逐年递增,2024年有望达到8358万美元的市场规模,同比增长率将会达到10.53%。

除了甜菊糖,另一种天然甜味剂-阿洛酮糖,也开始备受关注。这也是英国泰莱公司甜味剂市场上的主打产品之一(Dolciaprima,另一种是Splenda,主要成分是三氯蔗糖),该产品可用于烘焙食品中,如面包、糕点等,它的味道和功能与糖非常相似,能够帮助产品形成与蔗糖相同的结构和质地,并且能够延长保质期,改善产品水分保持。

阿洛酮糖是一种存在于小麦、无花果或葡萄干中的低热量糖,这种成分的热量比普通蔗糖低95%,且不参与代谢,所以几乎没有热量。功能方面,阿洛酮糖与其它糖类作用类似,例如在烤箱中能发生褐变现象,降低冷冻食品的冰点,以及体积膨胀和增加质地等。与蔗糖相比,在宽温度范围的水溶液中,阿洛酮糖甚至表现出更大的溶解度,在高固相体系中结晶的倾向也更低,同时它还可与其它甜味剂发挥协同作用。

2.金禾实业锐意进取,甜味剂产业链版图持续完善(略)

(三)抗老化剂:需求持续增长,国内龙头市占率提升有空间 

1.光稳定剂:中国消费增速较快,巴斯夫占据全球主导份额

根据中国石油和化学工业协会,2019年全球光稳定剂消费区域主要分布在美国,西欧及中国,共占全球消费消费量61%,日本消费量占全球6%。其中,北美,西欧和中国受阻胺类光稳定剂消费量均占比超过紫外线吸收剂消费量,西欧受阻胺类消费占比高达73%,中国受阻胺类消费占比达62%。日本国内紫外线吸收剂消费量达53%,高于受阻胺类光稳定剂消费量。

中国是光稳定剂消费量增长最快的地区。2018年全球光稳定剂消费量约6.57万吨。从消费增速来看,欧美地区的消费增速较为稳定,保持在2-3%;中国和印度消费量年均增长率分别为8%和6%

根据中国产业信息网,全球光稳定剂主要生产厂家有30多家,其中BASF公司占据主要市场,2018年全球产能占比约为38%,其他企业产能较为分散。在国内市场,光稳定剂主要生产厂商有宿迁联盛,利安隆和振兴化工。其中,宿迁联盛和振兴化工主要以受阻胺类为主;利安隆产品种类涉及受阻酚和紫外线吸收剂。

应用领域方面,光稳定剂主要应用于农膜,包装膜,注塑,型材,通用拉丝,家电面板,鞋材,光伏和涂覆等聚乙烯和聚丙烯制品。

2.抗氧化剂:巴斯夫、松原等厂家市占率较高 

根据中国产业信息网,2018年全球主流地区抗氧化剂消费量约52.38万吨左右。主要生产厂家50多家,但行业集中度较高,主要集中在巴斯夫、松原、Addivant等知名企业。其中,亚洲市场占比在50%-60%。

2018年中国抗氧化剂消费量为达16.82万吨左右(不包括胺类抗氧化剂)。中国塑料抗氧剂市场中,以受阻酚和有机亚磷酸酯为主,占比分别为49%和44%。中国抗氧剂生产厂家众多,从2019年主流厂商产能来看,分属中石化、中石油体系的营口风光和临沂三丰,以及利安隆产能均在20000吨以上,而合资企业的代表性企业金海雅宝、巴斯夫高桥凭借先进的技术和生产管理经验,产能也在20000吨以上。

3.下游需求稳定增长,烯烃新增产能有望带来较大增量市场 

全球塑料和橡胶产量逐年上升,保障抗老化剂稳定的下游需求。2010-2018年,全球塑料产量稳定在4%左右的增长率,2010-2018年产量CAGR为3.63%;合成橡胶产量虽在2014年有较大跌幅,但近年来产量逐渐爬升,增速稳定在2%左右,2010-2018年产量CAGR为1.00%。

近年来,中国内地塑料制品,化学纤维,合成橡胶和涂料产量稳中有涨。2018-2019年,塑料制品,化学纤维和合成橡胶产量增速均有较大幅度增长,其中塑料制品和合成橡胶产量增速均超30%。年均增速看,2010-2019年中国内地塑料制品、化学纤维、合成橡胶产量CAGR分别为3.84%、7.56%和10.05%。

乙烯和丙烯产能产量持续增长,预计未来塑料、橡胶等化工品产量将继续扩张,有望拉动抗老化剂和光稳定剂需求增长。根据卓创资讯,2009-2019年,中国内地乙烯和丙烯市场持续扩张,乙烯产能及产量CAGR分别为6.75%和6.73%,丙烯产能及产量CAGR分别为9.16%和10.55%。2019年,中国内地乙烯产能达2854万吨,产量2052万吨;丙烯产能达3927万吨,产量3312万吨。

根据卓创资讯,2020-2024年,多家企业均有乙烯和丙烯在建项目即将投产。2020年预计部分厂家新增乙烯产能365万吨,新增丙烯产能613万吨,预计将带来2.93万吨新增抗氧化剂需求和0.49万吨新增光稳定剂需求。以此推算,2020-2022年部分厂家新增乙烯和丙烯产能将带来抗氧化剂新增需求3.95万吨,光稳定剂新增需求0.6万吨。

建议关注国内抗老化剂龙头利安隆利安隆为国内高分子材料抗老化助剂行业龙头。目前拥有5个生产基地:天津汉沽基地、宁夏中卫基地、浙江常山基地、广东珠海基地、河北衡水基地。宁夏为我国重要的煤化工生产基地,浙江烯烃产业链发展迅速,珠海高栏港园区进驻了万华化学金发科技等公司主要客户,公司针对下游产业精准布局,在建项目逐步推进,未来发展空间可期。

(四)混凝土外加剂:内需韧性,行业集中度提升,行业双龙头格局形成(略)

五、尾气催化材料:受益国六标准推动,尾气催化材料需求快速增长

(一)国六排放标准全面趋严,汽车尾气后处理系统全面升级

(二)蜂窝陶瓷载体进口替代空间大,国六标准加速市场扩容 

蜂窝陶瓷是一种多孔性的工业用陶瓷,其内部是许多贯通的蜂窝形状平行通道,具有热膨胀系数小、气孔率高等特性。应用于机动车尾气排放控制的主要是低表面积陶瓷载体。制作材料有莫来石、尖晶石、锆英石、钛酸铝反受堇青石等。因热膨胀系数几乎为零、温度急剧变化下架构与机械性能相对稳定,堇青石是目前主流的尾气催化用蜂窝陶瓷材料(2MgO•2Al2O3•5SiO2)。堇青石一般由滑石、高岭土和氧化铝等为原料合成,经挤出成型后制造出陶瓷整体式载体。

蜂窝陶瓷载体主要分为直通式载体和壁流式载体。直通式载体包括SCR载体、DOC载体、ASC载体、TWC载体;壁流式载体包括DPF和GPF。TWC载体和GPF用于汽油车,SCR载体、DOC载体、ASC载体和DPF用于柴油车。载体功能是为催化剂提供足够的承载涂覆表面积,通过载体本身壁内微孔结构过滤尾气中碳烟颗粒(PM)。

蜂窝陶瓷载体的市场空间取决于汽车产量规模以及技术路线决定的单车使用载体的价值量。单车使用载体价值量包含原装载体的用量升级和加装载体的价值增量。与国五相比,国六标准下柴油车方面在原有SCR的基础上加装DOC载体、ASC载体和DPF载体,同时SCR进行升级。汽油车新增GPF同时升级TWC载体。

由于国六标准持续周期较长,价格可能存在一定的波动性,进而影响单车使用蜂窝陶瓷载体的价值量。因此针对蜂窝陶瓷载体的价格波动做敏感性分析,结果如下表:

假设单车使用体积变化如上述分析,保持其他条件不变,分别以载体价格上涨5%和下跌5%作为市场空间测算的上下区间,测算出国六标准下蜂窝陶瓷载体单车价值增量为重型商用车柴油车1573-1970元;轻型商用柴油车461-521元;汽油乘用车195-221元。

我们测算出2020年蜂窝陶瓷载体的市场空间73-81亿元,2021年市场空间93-102亿元。

蜂窝陶瓷载体市场仍由外资品牌主导,国产化有望。美国康宁公司自上世纪70年代发明蜂窝陶瓷载体并应用于汽车尾气净化领域以来,逐渐与日本NGK公司共同垄断蜂窝陶瓷载体市场至今,根据奥福环保招股说明书披露,二者合计占据国内90%市场份额,在大尺寸蜂窝陶瓷载体领域占据的份额更高。随着国内企业持续加大研发投入,技术取得较快进步,迅速商业化量产的中低端产品,进一步为国产企业研发提供了稳定的资金和市场空间支持,在此背景下内外资厂商的技术差距已明显缩小。以薄壁化趋势为例,国内先进产品壁厚已达到3mil,正在向NGK主流2.5mil产品靠近,随着国产企业技术突破,以奥福环保、王子制陶等企业有望率先实现较大范围进口替代。

国内厂商体量较小,加速布局蜂窝陶瓷载体市场。相比国外巨头蜂窝陶瓷载体业务百亿营收的量级,国内蜂窝陶瓷载体企业相对规模较小,集中分布在山东、江苏等地。除奥福环保外,生产蜂窝陶瓷载体的企业还包括宜兴化机、王子制陶、凯龙蓝烽等。目前,国内厂商加紧布局蜂窝陶瓷载体行业,已逐步实现小载体等部分产品的进口替代,随着募投产能进一步释放,预计未来有望进一步实现国产替代。

(三)沸石分子筛是柴油车用SCR催化剂的核心材料 

分子筛是一类具有均匀微孔,主要由硅、铝、氧及其它一些金属阳离子构成的吸附剂或薄膜类物质,其孔径与一般分子大小相当,据其有效孔径来筛分各种流体分子。沸石分子筛是指那些具有分子筛作用的天然及人工合成的晶态硅铝酸盐,广泛应用于石油化工、环保、生物工程、食品工业、医药化工等领域。沸石分子筛具有吸附性能、离子交换性能和催化性能。

沸石分子筛是SCR的核心催化材料,主要应用于柴油车。应用于柴油发动机尾气后处理的SCR催化剂以钒基催化剂和沸石催化剂为主。国六标准下对于柴油机NOx和颗粒物方面的排放标准非常严格,原先采用钒基SCR即可满足国四、国五的排放要求,但是要满足国六排放要求,需要使用沸石型分子筛作为SCR的催化剂,并且装置CSF(DPF)强化颗粒物的捕集。

国内柴油车产量稳定,分子筛需求量空间较大。根据中国汽车工业协会数据披露,2019年我国柴油汽车的产量为295.42万辆,其中商用车占比97%,乘用车占比3%。商用车柴油汽车中,轻、微型货车和重、中型货车占比分别为47.9%和41.6%。则经以上数据测算,国内实际需要进行国六升级的重型柴油车产量约119万辆,轻型柴油车产量约137万辆。

根据奥福环保招股说明书显示,重型柴油车及轻型柴油车平均排量分别为13L和3L;根据《尿素水溶液特性及影响SCR效率的若干因素》,催化剂载体体积为发动机排量的2~4倍,1L体积的SCR蜂窝陶瓷载体沸石产品用量为150g;假设催化剂载体体积平均为发动机排量的3倍,测算得出平均每辆重柴、轻柴沸石用量分别为5.85kg、1.35kg,以2019年柴油汽车产量进行测算,国内沸石分子筛年总需求量约为8111吨。

全球汽车尾气催化剂市场处于寡头竞争态势,SCR催化剂专利保护形成壁垒使得行业格局非常稳定,保障市场份额。分子筛的国际供应商主要是庄信万丰、科莱恩、东曹、巴斯夫和PIDC,国内供应商有万润、中触媒。庄信万丰是全球汽车尾气催化剂寡头,2017年催化剂年销售额达到24.54亿欧元。目前汽车尾气催化领域呈现寡头垄断竞争格局,庄信万丰、巴斯夫、优美科占据全球市场份额超过70%,其中庄信万丰在柴油车尾气催化领域优势明显,占据超过60%的市场份额,据此测算,在全球存量的1.2万吨分子筛市场中,庄信万丰占据7000余吨的份额,在新增的1.5万吨分子筛市场中,庄信万丰将占据超过9000吨的市场份额。目前庄信万丰分子筛供应商主要有日本东曹与万润股份,考虑到本土供应与成本控制等因素,预计国六推广后万润股份在国内市场具有明显的竞争优势。

六、半导体材料:进口替代逻辑强劲,国产化浪潮有望加速

电子化学品泛指电子工业使用的专用化学品和化工材料,即电子元器件、印刷线路板、工业及消费类整机生产和包装用各种化学品及材料;产业上游是基础化工原材料,下游是各种不同的电子元器件。电子化学品是电子工业重要的支撑材料。

电子化学品行业具备以下特点:第一,市场规模大。全球电子化学品市场规模接近5000亿元;第二,品类多,质量要求高。电子化学品在我国按照用途通常分为光刻胶、电子封装材料、高纯超净试剂、特种气体、印刷线路板材料及配套化学品、液晶及配套材料、其他电子化学品七个大类。相对于其他种类材料,具有质量要求高,规格种类繁多等特点;第三,更新快、分工细、利润高。电子化学品应用领域都受到半导体产业的重要影响,在市场上和半导体产业保持一致,都遵循了半导体行业摩尔定律,有技术进步快、产品更新频率高、专业化分工细致、高投入高产出、低成本高利润的特点。

电子化学品主要应用于集成电路(IC)、印刷电路板(PCB)、平板显示(FDB)、以及新能源电池(NEB)等领域。本报告重点介绍应用在集成电路领域的主要电子化学品。 

集成电路(IC)主要包括IC设计、IC制造以及IC封装三大领域,而电子化学品主要应用在集成电路的制造和封装测试领域。集成电路生产需要用到包括硅基材、CMP抛光材料、高纯试剂(用于显影、清洗、剥离、刻蚀)、特种气体、光刻胶、掩模板、封装材料等多种电子化学品。电子化学品占整个集成电路制造成本的约20%。

据SEMI统计,2019年全球半导体材料市场规模为521亿美元,其中晶圆制造材料、封装材料销售额分别为328、192亿美元。细分产品来看,大硅片、电子气体、光掩膜版、光刻胶及其配套试剂占比前四,分别为38%、13%、13%、12%;CMP抛光材料、靶材市场份额分别为7%、3%。

借鉴日韩发达国家“政府支持+企业联动”的发展经验,我国电子化学品产业在政府大力支持下有望迎来发展机遇。与此同时,我国集成电路电子化学品产业在半导体产业的驱动下将同步进入发展快车道,电子化学品规模化生产技术突破后,将打破发达国家垄断格局,实现进口替代,空间广阔。

(一)大硅片:上海新昇等晶圆厂商已实现12英寸大硅片量产 

晶圆材料的发展历程大致可分为三代:第一代为锗、硅为代表;第二代主要是砷化镓、磷化铟;第三代为氮化镓、碳化硅等。目前大部分晶圆仍以硅为主要原料。硅晶圆的加工可分为硅提纯、拉晶、晶棒测试、外径研磨、切片等流程。

硅晶圆为IC的基底,朝大尺寸方向发展。硅片主要使用在半导体集成电路中,用来制作硅晶圆当成集成电路的基底。按照尺寸大小可分为6英寸、8英寸和12英寸,尺寸越大,加工难度也越大。由于集成电路的集成度越来越高,因此对大尺寸硅片的需求量越来越大。硅片总体需求和集成电路芯片需求高度一致。目前趋势是6英寸硅片市场份额已经较低,12英寸硅片市场需求强劲,全球范围内保持快速增长。

国内晶圆厂投资建设迎来爆发期,将极大拉动硅晶圆材料需求。从全球硅晶圆材料竞争格局来看,这一市场主要为日本厂商主导。根据2018年ICInsights的统计,日本信越和日本胜高SUMCO是硅片生产行业的龙头厂商,两家企业合计约占市场份额的53%。

硅晶圆国产化进口替代砥砺奋进。据SEMI统计,2018年中国硅片市场规模达到150亿元以上。主流芯片企业多与硅晶圆供应商签订长单保证产能供应,国内的小规模芯片制造厂或存在硅晶圆供货不足风险,目前国内8英寸以上硅晶圆90%需要依赖进口。目前上海新阳参股子公司上海新昇是大陆具备12英寸硅片制造能力的企业,已进入试生产阶段,2018年下半年实现量产,产能达15万片/月。大陆集成电路制造企业中芯国际、上海华力微电子已与上海新昇签订了意向订单,硅晶圆国产化的道路逐渐开启。

对于国内的硅晶圆制造企业来说,技术是关键。在市场化的机制下,只有技术上的突破,才能保证硅晶圆生产的核心竞争能力。针对国内科研力量分散的情况,要进行整合,防止出现重复的投入和研发,产学研一体化,形成良好的发展机制。

(二)光刻胶:利用化学反应进行图像转移的媒体,高壁垒 

光刻胶是利用化学反应进行图像转移的媒体,是由感光树脂、光引发剂、添加剂和溶剂等主要成分组成的对光敏感的混合液体。在光刻胶中,感光树脂是关键组分,感光树脂经过光罩后,在曝光区能很快的发生光固化反应,使得材料的物理性能,特别是溶解性、亲和性等发生明显变化。经过适当溶剂处理,溶去可溶性部分,便可以得到所需图像。

光刻胶是集成电路生产的核心材料。光刻胶的质量和性能是影响集成电路性能、成品率及可靠性的关键因素。据新材料在线统计,光刻工艺的成本约为整个芯片制造工艺的35%,并且耗费时间约占整个芯片工艺的40-60%。因此光刻胶是半导体集成电路制造的核心材料,是代表整个半导体产业发展水平的关键核心材料。

光刻胶的发展是摩尔定律运行的核心驱动力。半导体工业集成电路的尺寸越来越小,集成度越来越高,并能够按照摩尔定律向前发展,其内在驱动力就是光刻技术的不断深入发展。集成电路水平已由微米级(2μm-1μm)、亚微米级(1-0.35μm)、深亚微米级(0.35μm以下)、纳米级(90-22nm)甚至进入14-7nm阶段。对光刻胶分辨率等性能要求不断提高,光刻技术随着集成电路的发展经历了从G线(436nm)光刻,H线(405nm)光刻,I线(365nm)光刻,到深紫外线DUV光刻(KrF248nm和ArF193nm)、193nm浸没式加多重成像技术(32nm-7nm),在到极端紫外线(EUV,<13.5nm)光刻的发展,甚至采用非光学光刻(电子束曝光、离子束曝光),以相应波长为感光波长的各类光刻胶也应用而生。但目前,KrF/ArF仍是主流的加工材料。

目前中国光刻胶自给率仍较低,仅10%左右。目前全球半导体光刻胶的核心技术基本被日本和美国企业所垄断,包括JSR、信越化学、陶氏化学、TOK、住友化学、旭化成、日立化成等。国内光刻胶研究起步较晚,目前自给率仅10%。

目前国内能够生产半导体光刻胶的厂商仅有北京科华和苏州瑞红,中科院化学所、潍坊星泰克、徐州博康等也涉足半导体的生产和研发。在g/i光刻胶领域,目前自给率10%左右,苏州瑞红和北京科华有望进一步扩大市场份额。在KrF/ArF光刻胶领域,北京科华的248nmKrF光刻胶已进入国内先进的集成电路制造企业供应链,其193nmArF干法光刻胶中试产品已完成在国内一流集成电路企业的测试,该产品预计2018年通过客户验证;此外,193nm浸没式光刻胶计划于2018年完成研发工作,达到客户送样要求。

综合上述分析,光刻胶等技术壁垒极高的行业,实现技术层面的突破是基础、其次,需不断改进工艺,满足半导体行业快速发展的需要。由于光刻胶等行业认证时间较长,客户不会轻易更换供应商,因此进入主流供应链是极其必要的。国内光刻胶生产商未来有望把握中国半导体行业进口替代契机,实现快速发展。

(三)靶材:部分企业已进入国内主流供应链 

溅射属于物理气相沉积技术的一种,利用离子源产生的离子,在高真空中经过加速聚集,形成高速度离子束流,轰击固体表面,离子和固体表面原子发生动能交换,使固体表面的的原子离开固体并沉积在基底表面,被轰击的固体即为溅射靶材。

溅射靶材的种类较多,即使相同材质的溅射

溅射靶材朝大尺寸,高纯度化发展。溅射靶材的发展趋势与下游应用领域的技术革新相关。随着硅晶圆尺寸越来越大,相应的要求溅射靶材也朝着大尺寸方向发展。靶材也有不同的规格。按照不同的分类方法,能够将建设靶材分为不同的类别。

溅射薄膜的纯度与溅射靶材的纯度密切相关,为了满足半导体更高精度、更细小微米工艺的需求,所需要的溅射靶材纯度不断攀升,甚至达到99.9999%(6N)纯度以上。

根据半导体设备与材料协会(SEMI)统计,在晶圆制造材料中,溅射靶材约占芯片制造材料市场的2.5%。在封装测试材料中,溅射靶材约占封装测试材料市场的2.7%,2018年中国半导体用溅射靶材市场规模约为11亿元。

溅射靶材客户认证壁垒高,认证过程时间长达2-3年。由于高纯溅射靶材技术含量高,其产品质量、性能指标直接决定了终端产品的品质和稳定性,属于客户的关键原材料,因此,高纯溅射靶材存在严格的供应商认证机制。一般从试用到大批量供货,整个过程需要2-3年时间。

跨国公司竞争优势明显,处于行业领导地位。高纯溅射靶材是伴随半导体工业发展兴起的,属于技术密集型产业,研发生产设备专用性强。美国、日本的半导体工业催生了一批高纯溅射靶材厂商,加上以美国、日本为代表的高纯溅射靶材企业对核心技术执行严格的保密措施,使得美日长期居全球市场的领导地位。

国内企业规模较小,市场尚处于开拓时期,部分企业已经进入国内主流半导体晶圆制造商供应链。国内高纯溅射靶材产业起步较晚,受制于技术、资金和人才的限制,市场尚处于开拓时期,国内江丰电子有研新材等专业高纯溅射靶材生产商,已经逐渐突破关键技术门槛,打破溅射靶材产品供应完全需要进口的局面。

(四)高纯湿电子化学品:电子器件加工过程中的重要工艺化学品 

高纯湿电子化学品是集成电路制造的关键性配套材料之一。超净高纯试剂又称工艺化学品,是指主体成分纯度高于99.99%,杂质离子的微粒数符合严格要求的化学试剂,是大规模集成电路和超大规模集成电路制造的关键性配套材料,主要用于芯片的清洗、蚀刻等制造领域,其成本约占集成电路(IC)材料成本的7%左右。

在晶圆制造及封测过程中,要反复通过十几次清洗、光刻、蚀刻等工艺流程,每次均需要用到湿电子化学品进行处理。

随着集成电路制作要求的逐渐提高,为满足芯片尺寸更小、功能更强大、能耗更低等技术性要求,对工艺所需的液体化学品纯度也随之逐渐提高。根据SEMI国际标准等级,满足纳米级集成电路加工需求是超净高纯试剂今后发展的必由之路。

高纯试剂国产化率低,据江化微招股书统计,目前整体上半导体晶圆制作用工艺化学品国产化率在25%左右,未来替代空间广。目前国内6英寸及6英寸以下晶圆加工用的湿电子化学品国产化率为80%,而8英寸及8英寸以上的国产化率仅约为10%。目前国内江化微等企业产品已全面进入6英寸集成电路的前段晶圆制造工艺,同时进入了中芯国际、长电科技等8英寸以上的集成电路高端封装测试领域。根据SEMI统计,全球半导体用湿化学品市场规模大约为100亿元,其中,中国湿电子化学品的市场规模在24亿元左右。

未来高端产品国产化依赖于配套产业链的全局改善。目前超净高纯试剂主要通过高效连续精馏技术、气体低温精馏与吸收技术、离子交换技术、膜处理技术等制备,可适用于不同要求的超净高纯试剂的生产,超净高纯试剂的生产是多个环节的技术集成,而非仅靠单个技术环节即可实现。由于国内企业的生产产业链还不完善,高纯生产设备不足,严重制约国内高端超净高纯试剂的生产。因此,未来高端超净高纯试剂国产化的实现依赖于配套产业链的完善。国内目前生产高纯试剂的公司有江化微晶瑞股份,北京化学试剂研究所,江阴化学等。

(五)CMP抛光材料:国产化有突破,进口替代空间巨大 

抛光液和抛光垫是CMP抛光工艺的关键因素。CMP抛光即化学机械抛光,主要应用于蓝宝石抛光和集成电路中的硅晶片抛光。化学机械抛光是指化学作用和物理作用同时发生的一种新技术,通过化学和机械的综合作用,避免了由单纯机械抛光造成的表面损伤和由单纯化学抛光造成的抛光速度慢、表面平整度和抛光一致性差等缺点。CMP抛光是目前唯一可以提供硅片全局平面化的技术。抛光机、抛光液和抛光垫是CMP工艺的三大关键要素,其性能和相互匹配决定CMP性能能达到的表面平整水平。

典型的化学机械抛光系统由工件夹持装置、承载抛光垫的工作台和抛光液供给系统三部分组成。化学机械抛光时,旋转的工件以一定的压力压在随工作台一起旋转的抛光垫上,由磨粒和化学氧化剂等配成的抛光液在工件和抛光垫之间流动,在工件表面发生化学反应,生成易于去除的氧化表面;在通过抛光盘与芯片之间磨粒的机械作用,将氧化表面去除;最后,去除的产物被流动的抛光液带走,露出新的新鲜表面,继续循环去除,最后达到全局平坦化。

抛光液和抛光垫是易耗品。CMP的工作原理为将硅片放置在抛光垫上,在抛光液(含有纳米级SiO2、Al2O3等粒子)的存在下,不断旋转,通过粒子的机械研磨和材料的化学反应同时进行,对材料表面进行平整。抛光垫通常由多孔性材料组成,表面有特殊沟槽,从而提高抛光的均匀性,通常抛光垫使用寿命为45至75小时。

抛光液从全球范围来看,市场由日本企业和美企业寡头垄断,两者相加占据80%以上的市场份额,其中美国卡博特为抛光液最大生厂商,占据36%市场份额,我国目前主要依赖进口抛光液实现供给。

抛光垫技术壁垒高,认证时间长。抛光垫主要包括聚氨酯抛光垫、无纺布抛光垫、复合型抛光垫等。由于CMP抛光垫在设计和使用寿命方面不断改进,技术壁垒极高;另外,新品测试的流程复杂,认证时间长达1-2年,晶圆厂商为保证有序稳定生产,不轻易更换供应商。因此,目前几乎完全依赖进口。市场由美国陶氏化学(约80%市场份额)、美国卡博特等公司垄断,产品毛利率在50%以上。

CMP材料替代空间充足,但国内企业仅能从200nm抛光垫入手。据SEMI统计,2018年国内CMP材料市场需求规模达28亿元,进口替代空间充足。但由于国内目前除陶氏(中国)外均不具备300nm晶圆抛光垫专利权,仅能从无需授权的200nm抛光垫入手,凭借成本优势占据部分低端市场。

安集科技化学机械抛光液已在130-28nm技术节点实现规模化销售,主要应用于国内8英寸和12英寸主流晶圆产线,14nm技术节点产品已进入客户认证阶段,10-7nm技术节点产品正在研发中,公司前五名客户为中芯国际、台积电、长江存储、华润微电子、华虹宏力。

鼎龙股份于2016年开始进行CMP抛光垫产业化项目,是国内第一家CMP生厂商,一期设计产能达10万片/年,2016年8月完成产品试生产阶段后便同步启动了国内CMP抛光垫客户的送样及验证。根据鼎龙股份2017年12月19日公告,有一款抛光垫产品已经通过了客户验证,进入客户供应商体系。我们认为这标志国内企业逐渐打开CMP抛光垫市场,开启国产替代进程的赛道起点。

(六)电子特气:国产化迎历史机遇,提升纯度为关键 

电子特种气体种类繁多,是电子工业重要的原材料之一。电子特气是指用于半导体及相关电子产品生产的特种气体,其按不同的应用途径可以分为掺杂用气体、外延用气体、离子注入气、发光二极管用气、刻蚀用气体、化学气相沉积气和平衡气等。在半导体工业中应用的有110余种单元特种气体,其中常用的有超过30种。

电子特气的纯度对半导体及相关电子产品的生产至关重要。电子特气中水汽、氧等杂质组分易使半导体表面形成氧化膜,影响电子器件的寿命,含有的颗粒杂质会造成半导体短路及线路损坏,改变半导体的性能。半导体工业的发展对产品的生产精度要求越来越高。以集成电路制造为例,其电路线宽已经从最初的毫米级,到微米级甚至纳米级,对应用于半导体生产的电子特气纯度亦提出了更高的要求。

国内电子特气纯度仍有待提升。电子气体是晶圆制造过程中的重要材料,根据成分和功能不同,广泛应用于硅片制造、氧化、CVD、刻蚀、离子注入等IC制造环节。电子特气纯度提升的影响因素较多,难度较大,目前国外电子特气的纯度一般在6个“9”,而国内多在4-5个“9”,少数达到6个“9”。

跨国公司垄断全球电子特气市场。目前,电子特气从生产到分离提纯以及运输供应阶段都存在较高的技术壁垒,市场准入条件较高,被美国空气化工、普莱克斯、德国林德集团、法国液化空气、日本大阳日酸株式会社等公司垄断,共占据了全球电子特气90%以上的市场份额。

国内80%的电子特气市场被国外企业垄断。国内电子特气企业技术与外资仍然存在明显差距,电子特气市场被外企垄断,根据特种气体行业资讯统计,美国气体化工、美国普莱克斯、日本昭和电工、英国BOC英国、法国液化空气以及日本酸素等外企占据了国内80%左右的市场。

技术突破叠加政策驱动,电子特气迎来国产化。 

政策方面,2013年“高纯电子气体研发和产业化”项目,正式立项列入国家“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”国家重大科技专项(02专项)。2017年9月12日,工信部网站公布《重点新材料首批次应用示范指导目录(2017年专版)》,电子特气入选首批重点新材料应用示范指导目录。电子特气对国家战略发展的重要性也已得到政府层面的高度重视。

技术方面,伴随国内科研院所和特气企业不断的投入以及研发,中国终于结束国产电子气体无法大规模批量稳定使用的历史,以硅烷、高纯氨、氢氟酸、氯气、砷烷等代表的国产电子特气,逐渐开始渗透国内市场,相应的生产厂家也不断涌现。

七、重点企业分析(详见报告原文)

……

(报告观点属于原作者,仅供参考。报告来源:广发证券

获取报告请登录未来智库www.vzkoo.com。