半導體材料分類、發展歷程及市場規模如何？

種類豐富多樣，以晶圓制造材料和封裝材料為主。

半導體材料具有可調控的電子性質，常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間，是制作晶體管、 集成電路、電力電子器件、光電子器件的重要材料。 按照工藝進行分類，半導體材料可分為晶圓制造材料和封裝材料。其中，晶圓制造材料主要 包括硅片、特種氣體、掩膜版、光刻膠、光刻膠配套材料、（通用）濕電子化學品、靶材、CMP 拋光材料等，主要用于前道工藝，包括氧化、光刻、刻蝕、離子注入、退火、薄膜沉積、清 洗、CMP 拋光等；封裝材料主要包括封裝基板、引線框架、 鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、 芯片粘接材料等，主要用于后道工藝，包括晶圓切割、貼片、引線鍵合、模塑等。

按照代際，半導體材料自 19 世紀發展至今已第四代半導體材料，各個代際半導體材料并存， 各有所長并相互補充： 1） 第一代半導體材料以硅（Si）、鍺（Ge）作襯底，其構建的晶體管取代了笨重的電子管， 促進了集成電路的快速發展。其應用最為廣泛，包括手機、電腦、平板、可穿戴、電視、航 空航天以及新能源車、光伏等產業。 2）第二代半導體材料主要是指化合物半導體材料，以砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）、磷化 鎵、砷化銦、砷化鋁及其合金為代表，其擁有良好的電子遷移率、帶隙等特性，主要用于制 作高速、高頻、大功率以及發光電子器件，是制作高性能微波、毫米波器件及發光器件的優 良材料，廣泛應用于衛星通訊、移動通訊、光通信和 GPS 導航等領域，但是第二代半導體材 料的資源較為稀缺，在價格昂貴的同時材料本身還帶有毒性，對環境容易造成污染，以上種 種缺點使得第二代半導體材料的應用具有一定的局限性。

3）第三代半導體材料主要包括碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、氧化鋅（ZnO），相比于前兩 代半導體材料，第三代半導體材料不僅具有更加優秀的電子遷移率，而且具備耐壓高、抗輻 射、熱導率大等優勢，更適合于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件，通常又被稱為寬禁 帶（Eg>2.3eV）半導體材料，也稱為高溫半導體材料。目前在半導體照明、新能源汽車、軌 道交通、新能源并網、開關電源、工業電機以及家用電器等領域得到應用。4）第四代半導體材料可分為超寬禁帶半導體和超窄禁帶半導體，其中超寬禁帶半導體以氧化 鎵（Ga2O3）、金剛石（C）為代表，超窄禁帶半導體以銻化鎵（GaSb）、銻化銦（InS b）。 從技術成熟度層面來看，氧化鎵禁帶寬度（Eg=4.9eV）比第三代半導體材料更好，在導電性 能和發光特性上也更優，因此在輻射探測傳感器芯片、功率校正、逆變、高功率和超大功率 芯片產業上具有廣闊的應用前景。整體而言，全球半導體依然以硅材料為主，目前 95%以上 的半導體器件和 99%以上的集成電路都是由硅材料制作。

整個半導體行業的產業鏈上游供應鏈主要由半導體材料和半導體設備構成。作為芯片制造上 游的重要支柱，半導體材料決定了芯片性能的優劣，因此不同于其他非電子材料行業，半導 體材料對精度純度等都有更為嚴格的要求，因此，芯片能否成功流片，對工藝制備過程中半 導體材料的選取及合理使用尤為關鍵。

根據 SEMI 數據，2006-2023 年全球半導體材料市場規模呈現波動并整體向上的態勢。2023 年，受下游需求疲軟、制造商調整庫存的影響，晶圓廠利用率下降，材料消耗量隨之下降，從 2022 年的歷史高點 727 億美元下降至 667 億美元，同比下降 8.2%。分類型看，根據 SEMI 數據，2023 年全球半導體材料市場各品類市場規模均出現下滑，其中晶圓制造材料收入為 415 億美元，同比下降 7%，占比 62.2%；封裝材料市場規模收縮至 252 億美元，同比下滑 幅度達 10%，占比 37.8%。

前瞻產業研究院， 五礦證券研究所 前瞻產業研究院， 五礦證券研究所 分國家/地區看，日本 2023 年半導體材料市場規模為 68.28 億美元，同比下降 5.2% ，占比 10.2%；北美的市場規模 2023 年下滑幅度較大，從 2022 年 62.78 億美元下降至 55.61 億美 元，同比下降 11.4%，占比 8.3%；歐洲 2023 年市場規模為 43.19 億美元，同比下降 5.7%， 占比 6.5%；韓國 2023 年半導體材料市場規模從 2022 年的 129.01 億美元下滑至 105.75 億 美元，同比下滑幅度達 18%，占比 15.9%；中國臺灣以 191.76 億美元的銷售額，連續第 14 年成為全球最大的半導體材料消費地區，占比 28.8%；受需求增長的影響，中國大陸市場規 模從 2022 年的 129.7 億美元提升至 130.85 億美元，同比增長 0.9%，是所有國家/地區市場 中唯一實現同比增長的市場。 2023 年中國半導體材料市場規模為 322.61 億美元，較 2022 年同比下滑 2.5%，但占比從 2022 年的 45.5%增長至 48.4%，為全球半導體材料市場規模最高的國家，作為全球最大市 場，其市場前景較為廣闊。我們認為，半導體國產替代已經成為產業共識，半導體材料作為 晶圓制造及封裝工藝的關鍵上游環節，國產硅片廠商有望充分受益于中國晶圓廠擴產以及自 主可控的紅利，景氣度持續提升。