按照国际通行的半导体产品标准方式进行分类，半导体元件可以分成四种类型，即集成 电路、分立器件、光电器和传感器。从半导体产品的销售情况来看，以市场份额占比来衡量， 半导体产业中的产业核心为集成电路，根据前瞻研究院数据，作为半导体产业中最大的消费 领域，其长期占据全球半导体总销售额 80%以上。集成电路再往下分，又可以分为模拟芯片 和数字芯片，其中数字芯片包括微处理器、逻辑芯片、存储芯片三个细分领域。处理模拟信 号的芯片为模拟芯片，如声音等正弦波连续信号即为模拟信号，模拟信号在模拟芯片构成的 系统里进行进一步的放大、滤波等处理。与之相对应，数字芯片是对离散的数字信号进行算 术和逻辑运算的集成电路，其基本组成单位为逻辑门电路。根据世界半导体贸易统计组织 （WSTS）数据显示，集成电路市场规模中约 85%为数字芯片，剩余为模拟芯片。

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分立器件是相对集成电路而言的，分立器件以单一器件形式呈现，其具有特定的单一功 能，集成电路是将成千上万个 PN 结集成到一块晶片上，而分立器件则只形成一个或少量的 PN 结，实现一些简单功能。芯片集成能够带来更强的性能，但对于一些特定功能如开关、 整流、稳压等方面有要求的半导体产品，出于对集成难度、实际需求及成本方面的考虑，对 制程的追求并不强烈，于是以最初的形式保留。

光器件是指利用光与电子相互作用的原理来实现光电转换的电子器件，其广泛应用于光 通信、光传感、光储存等领域，类型上可以大致分为发光器件、受光器件和复合器件。传感 器是指利用半导体物理、化学和生物学特性制成的器件，其原理为感知被检测的信息，将检 测到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他形式输出，是实现自动检测和自动控制等功 能的首要环节。 根据美国半导体工业协会发布的数据，全球半导体市场从长期来看仍能保持强烈的生长 节奏，2021 年全球半导体市场规模为 5559 亿美元，同比增长 26.2%，其中汽车级芯片需求 增幅最大，同比增长 34%；2022 年全球半导体市场规模为 5740 亿美元，同比增长 3.26%。 不过从 2022 年第二季度以来，全球半导体市场正式进入下行周期，美国半导体工业协会发 布的《2023 SIA Factbook》中预测 2023 年全球半导体市场规模将下降至 5560 亿美元，但 2024 年又将回升至 6020 亿美元。中长期来看，随着手机、汽车及人工智能技术的不断深入， 半导体有望进入新的增长期。根据 Gartner 数据显示，用于执行人工智能工作负载的芯片（即 AI 芯片）市场正以每年 20%以上的速度增长，2023 年 AI 芯片市场规模预计将达到 534 亿 美元，比 2022 年增长 20.9%，而 2024 年将增长至 671 亿美元，有望成为半导体行业新的 增长点。

半导体材料是整个半导体产业链中极为重要的一部分。半导体产业链主要包括设计、制 造、封测三个环节，半导体材料在制造和封测过程中是不可或缺的。从产业链环节来区分， 半导体材料可分为制造材料和封测材料，根据 SEMI 数据显示，2022 年全球半导体材料市 场规模为 727 亿美元，2023 年预计该值将达到 752 亿美元；2022 年中国半导体材料市场规 模为 914.4 亿元，2023 年预计该值将达到 1024.34 亿元。从制造材料来看，可以分为硅片、 光掩膜、电子特气、光刻胶及配套试剂、湿电子化学品及靶材等等，从市场规模占比来看， 占比较高的为硅片、光掩膜、电子特气、光刻胶及配套试剂。

1.1 半导体硅片

半导体硅片为半导体制造材料市场规模中占比最高的部分，按直径进行分类主要包含 2 英寸（50mm）、3 英寸（75mm）、4 英寸（100mm）、6 英寸（150mm）、8 英寸（200mm） 与 12 英寸（300mm）。大尺寸硅片已成为发展的主流趋势，回溯历史，1980 年 4 英寸硅片 占主流，1990 年发展为 6 英寸，2000 年 8 英寸硅片开始广泛应用，2005 年以后，12 英寸 硅片逐步成为市场主流品种。半导体硅片的大尺寸化，可以有效地降低芯片单位成本，硅片 尺寸越大，单片硅片的面积利用率越高。用途方面，目前 8 英寸硅片主要应用在 90nm-0.25μm 制程中，如传感、模拟芯片和显示驱动等，12 英寸硅片主要应用在 90nm 以下的制程中，主 要用于逻辑芯片和存储芯片。

半导体硅片生产流程涉及工艺较多，包含了拉晶、研磨、切片、倒角、刻蚀、抛光、外 延、清洗、检测等环节，每一个工艺环节均会影响产成品的质量、性能与可靠性。其最关键 技术壁垒主要来自于拉晶环节的单晶工艺，其决定了硅片尺寸、电阻率、纯度、氧含量、位 错、晶体缺陷等关键技术指标。

生产所得抛光片可直接用于半导体制造，也可作为外延片及 SOI 硅片的衬底材料。外延 片指的是抛光片经过外延生长所形成的硅片，外延生长技术包括液相沉积、气相沉积等，通 过该类化学沉积的方式在抛光面上生长形成一层或多层具有特定掺杂类型、电阻率、厚度和 晶格结构的新单晶层。外延技术可以减少硅片中因晶体生长产生的缺陷，能够提升半导体器 件的可靠性，同时减少半导体器件能耗，目前已被广泛使用。SOI 硅片又被称为绝缘体上硅 片，核心特征是在顶层硅和基片之间引入了一层氧化物绝缘层，SOI 硅片适合应用在要求耐 高压、低功耗、集成度高的芯片上，如功率器件、传感器等芯片产品。

半导体硅片市场规模上，随着通信、汽车及人工智能等终端市场的快速发展，半导体硅 片的需求量迅速增长。根据 SEMI 数据显示，2017~2022 年，全球半导体硅片市场规模整体 随半导体市场的发展而上升，从 86.8 亿美元增长至 138 亿美元。在人工智能、云计算等领 域快速发展的当下，半导体硅片市场规模有望持续上升。国内市场方面，近年来国内半导体 硅片行业发展同样迅速，根据 SEMI 数据显示，2022 年国内市场规模达 138 亿元，同比增 速超过 15%。

由于技术壁垒的存在，全球半导体硅片市场高度集中，根据中商产业研究院数据显示， 全球半导体硅片总市场份额主要被信越化学、日本胜高、环球晶圆、德国世创、鲜京矽特隆 五家企业所垄断，市场份额合计超过 90%。而国内市场集中度亦高，根据中商产业研究院数 据显示，目前沪硅产业、中环股份、立昂微和中晶科技等四家企业在国内的市场份额占比超 过 70%。

如上文所述，目前全球市场主流产品为 8 英寸、12 英寸半导体硅片，半导体硅片的大 尺寸化是当下主流趋势，其可以有效地降低芯片单位成本，硅片尺寸越大，单片硅片的面积 利用率越高。从下游晶圆厂数量来看，根据 SEMI 数据显示，2022 年全球 12 英寸晶圆厂数 量为 167 家，年均增长幅度约 10 家左右，并预计从 2022 年至 2025 年之间，将再新增 45 家 12 英寸晶圆厂。随着全球 12 英寸晶圆厂的潜在投产及产能释放，将带动全球 12 英寸硅 片需求的进一步增长，目前国内在 12 英寸硅片研发上已取得突破性进展，产业链的国产化 布局已迈出关键性一步，目前国内具备 12 英寸半导体硅片生产能力的企业，包括立昂微、 沪硅产业、中环股份、有研半导体、中晶科技、上海新昇、奕斯伟等。

1.2 光刻胶

光刻胶及配套材料是半导体制造材料中第二大占比材料，光刻胶是光刻成像的承载介质， 利用光化学反应将光刻系统中的光信息转化为化学能量，将图形从掩模版转移至基片上。光 刻胶广泛应用于光电信息产业的微细图形线路的加工制作，其下游为 PCB、面板及半导体行 业。光刻胶在性能方面要求严苛，其质量决定了芯片成品的精密程度和良品率。另外光刻胶 保质期较短，通常在 6 个月以内，不易存储，其国产化重要性较强。 根据下游行业的不同，光刻胶工艺要求也不同，半导体光刻胶工艺要求最为严格。随着 电子产品小型化、功能多样化的需求，光刻工艺不断趋于极限，其通过缩短曝光波长从而提 高分辨率。根据曝光波长不同，半导体光刻胶可进一步分为 g 线（436nm）、i 线（365nm）、 KrF（248nm）、ArF（193nm 及 134nm）、以及最先进的 EUV(13.5nm)光刻胶，不同种类的 光刻胶适用制程工艺不同，由于 ArF 光刻机涉及干法和浸没式两种工艺（区别在于镜头和光 刻胶之间的介质是空气还是液体），因此 ArF 光刻胶也对应分为干法和浸没式两类。

光刻胶工作原理方面，使用光刻机将芯片表面暴露于紫外光下，通过掩膜版上的图案， 将紫外光投射到涂在基片上的光刻胶上，光通过透明部分传递。受到紫外光的照射后，光刻 胶会发生化学反应或结构变化，从而导致光刻胶的物理性质发生变化，其中正向光刻胶将变 得更易于溶解，负向光刻胶将变得更加耐蚀。以正向光刻胶为例，光刻胶中发生化学反应的区域被称为曝光区域，将被曝光后的光刻胶浸泡在特定的溶剂中，使得曝光区域的光刻胶被 溶解或移除，而未曝光区域的光刻胶保留下来，通过显影光刻胶形成预期图案。 值得说明的是，如上文所述，光刻胶根据化学反应的不同又可分为正向光刻胶和负向光 刻胶。正向光刻的结果是将掩膜版图形复制到基片表面，因此被曝光的正向光刻胶区域将在 显影液中溶解，掩膜版下没有被曝光的光刻胶仍留在基片上。负向光刻则是相反，被曝光后 光刻胶会因交联反应而变得不可溶解并会硬化，交联反应后的光刻胶不能在溶剂中被溶解， 因此光刻胶上的图形与掩膜版上的图形相反。目前正向光刻胶为主流半导体光刻胶，正向光 刻胶的分辨率和对比度通常要高于负向光刻胶，而灵敏度则通常弱于负向光刻胶。

市场规模层面，全球光刻胶市场规模约 120亿美元左右，而中国市场规模不到 100亿元， 在全球市场来看，无论是光刻胶还是细分到半导体光刻胶市场，日本企业均处于垄断地位。 2022 年日本企业在全球半导体光刻胶市场中占据的份额超过 70%，其中 JSR 位列第一，市 场份额为 21%，美国杜邦位列第二，市场份额为 19%。从半导体光刻胶细分市场看，东京 应化在 g/i 线、KrF 和 EUV 光刻胶市场的份额位列全球第一，JSR 在 ArF 光刻胶市场位列全 球第一。无论是从整体或细分市场来看，集中度均处于非常高的水平，整体市场 CR4 超过 70%，高端市场 ArF 光刻胶、KrF 光刻胶市场中，CR4 均超过 70%，更高端的 EUV 市场则 完全由东京应化、信越化学和 JSR 三家公司垄断。

光刻胶的壁垒主要也是来在于技术和衍生的认证层面，技术方面包括硬件和软件方面的 壁垒。硬件方面包括原材料及设备，与光刻胶行业本身相类似，其上游原材料的集中度同样 很高，相关技术亦被少数几家企业所掌控，目前国内光刻胶原材料市场由日本、韩国和美国 等厂商所占据。设备方面，光刻胶生产校检过程中涉及光刻机、显影机等设备，该类设备制 造工艺壁垒极高，导致国产化程度很低。关键原材料及设备的供应商高度集中，间接提升了 光刻胶的技术壁垒。软件方面，主要在于配方技术和质量管控技术，随着光刻胶下游产品的 不断丰富，定制化和多样化逐渐开始成为趋势，不同客户需求的差异导致每一类光刻胶使用 的原料在化学结构、性能及配比上均有所区别，因此能够根据客户需求设计出不同的配方是 企业的核心竞争力之一。质量管控技术方面，贯穿于光刻胶整个生产过程，光刻胶品质的细 微差异都将对下游产品产生较大影响。 与其他制造材料一样，光刻胶产品存在客户认证壁垒，即使是非半导体光刻胶产品，从 过往经验来看也需要 1 至 2 年，半导体光刻胶一般在 2 至 3 年，这在一定程度上削弱了下游 企业更换供应商的动机。另外光刻胶本身具备高度差异化的特征，不同下游产品的测试要求 与认证流程可能存在差异，这就产生了更多的不确定性。

国内光刻胶行业起步晚，虽然目前国产光刻胶在研究上已取得一定进展，但中高端产品 研发及生产能力依然不足。在 EUV 光刻胶领域，目前国内企业均无显著进展；在 ArF 光刻 胶领域，南大光电、上海新阳等均有布局；而 g 线、i 线、KrF 光刻胶及其他光刻胶领域，容 大感光、彤程新材、飞凯材料、广信材料、晶瑞电材实现了部分产品的量产；在其他非半导 体光刻胶领域容大感光、飞凯材料、广信材料、雅克科技、晶瑞电材、彤程新材也均有部分 产品实现了量产。

1.3 电子特气

电子特气为半导体制造材料中第四大占比材料，市场份额较大的产品包括三氟化氮、六 氟化钨等，其属于工业气体技术的延续，工业气体最初主要应用于医用领域，后逐步应用于 商业领域，随着电子信息技术的发展，工业气体开始运用于集成电路、面板等电子设备，形 成电子特种气体行业。从技术积累层面来看，由于海外企业具备先发优势，其在特种气体市 场占据领先了绝对领先态势，不过近年来国内部分龙头企业实现了部分品种的技术突破，发 展势头整体向好。

电子特气市场规模及结构方面，根据 TECHCET 的数据显示，2022 年全球电子特气市 场规模为 50.01 亿美元，同比增速在 10%以上，预计到 2025 年，全球电子特气市场规模将 超过 60 亿美元，按照该预测值计算，2022-2025 年均增速超过 6.00%，行业规模增长空间 较大，按照 2021 年数据，全球主要市场份额被空气化工、林德集团、液化空气、以及太阳 日酸四家公司所占据，占比超过 90%。而中国电子特气市场层面，根据 SEMI 的数据显示， 2022 年中国电子特气市场规模估算为 220.8 亿元，而 2023 年预计为 249 亿元，根据 2021 年数据国内主要市场份额亦被上述四家公司所占比，国内企业所占份额不足 20%，随着未来 半导体材料国产替代需求的不断增强，国内电子特气市场规模及国内企业占比将有望提升 。

运营模式方面，电子特气可分为零售供气和现场制气，其中零售供气分为瓶装供气和储 槽供气。不同的运营模式下所带来的客户粘性不同，瓶装供气模式根据客户需求随时运送产 品，更适用于小批量气体用户，这种运营模式下基本不受运输半径影响，产品质量以及交付 能力是关键性因素，但客户粘性相对不高，合同期一般在 1 至 3 年。储槽供气模式是指通过 低温槽车运至客户端，并将低温液体产品储存在客户储槽中，供客户规模要求自行气化使用， 该模式具有一定的客户粘性，合同期通常在 3 至 5 年，但在区域上有一定限制，覆盖半径一 般在 200km 左右，该模式下配送能力及客户关系维护更重要。现场制气则是面向大规模用 气客户，该模式下客户粘性极强，但只有规模较大的下游半导体企业才会选择该模式。

电子特气行业有极高的技术壁垒，电子特气最关键技术指标为气体的纯度和混配精度，一 般而言电子特气的纯度要求在 5N（N 为 9，5N 即为 99.999%）以上，芯片制造的部分环节中 甚至要求在 6N 以上；而混配精度是混配气体的核心指标，行业内一般以 ppm（百万分之一）、 ppb（十亿分之一）、ppt（万亿分之一）以及百分数来表示。随着芯片制造工艺的不断升级， 晶体管密度越来越高，下游对电子特气的纯度、混配精度等指标的要求日益增长。影响气体纯 度和混配精度指标的因素有很多，相对而言合成技术与纯化技术是最为关键的技术，电子特气 主要合成技术有电解法、化学法和电解-化学法等，主要纯化技术有吸附法、精馏法、吸收法、 膜分离法、离心法、吸气剂法、催化净化法及冷冻法等，纯化技术上国内企业主要采用精馏、 吸附等方式提纯，离心法、吸气剂法等可满足更高纯度要求的技术仍有待突破。 除了技术壁垒以外，还存在由此衍生而来的客户认证壁垒，对于精细化程度较高的芯片 行业而言，原材料质量对下游产品质量的影响巨大，因此在技术达标后还存在较长的认证时 间周期，下游客户通常对气体供应商均需经过审厂、产品认证 2 轮严格的审核认证，根据过 往经验，芯片领域的审核认证周期一般而言在 2-3 年左右。

国内电子特气行业起步晚、技术力量有较大待完善空间，目前国产电子特气在研究上已 取得一定进展，但在产品性能及生产规模方面仍然有较大不足，同时行业内部仍处于企业规 模较小、同质化较强的状态，目前国内企业所能批量生产的电子特气主要集中在刻蚀、光刻、 沉积等环节的部分品种。根据《“十四五”规划和 2035 远景目标纲要》相关电子特气产业发 展规划显示，国家基于集成电路产业化发展，对其上游关键材料电子特气的技术攻关发展予 以支持，同时通过降低相关电子高纯材料制造企业的生产经营成本促进行业的发展。

2.1 半导体制造材料转债标的有哪些

半导体制造材料类转债主要包含 9只，其中主体晶瑞电材共发行两只，分别为晶瑞转债 和晶瑞转 2，受 2022 年二季度以来下游半导体行业景气度下行影响，发行主体 2023 年上半 年收入能力大部分表现较弱。代表性的 8 只转债信用评级以 AA 和 AA-为主，数量分别有 3 只和 4 只，仅晶瑞转 2 评级为 A+；实控人方面，8 只转债实控人均为自然人，企业性质以 私营和中外合资为主。截至 2023 年上半年，从收入和净利润规模来看，有 5 家公司收入规 模在 10 亿元以上、6 家公司净利润规模在 1 亿元以上；从收入和净利润增速来看，金宏转 债、彤程转债表现较好，有 5 家公司在 2023 年上半年表现为负，且仅有南大光电的降幅在 两位数以内。

2.2 半导体制造材料转债标的基本面概览

主体盈利能力均较好。8家公司毛利率均在两位数以上，且有 3 家公司毛利率在 30%上 方，盈利能力均较好，但仅有 2 家公司现金收入比大于 1，另有 3 家公司现金收入比在 80% 以下。8家主体杠杆率均较低，有息债务规模较小，长短期偿债能力均较好，负债结构相对 健康。8家主体资产负债率均在 60%以下，4 家主体短债占比在 30%以下，长短期偿债能力 均较好，6 家主体现金短债比小于 1，整体负债结构较为健康。

主体收入结构以及资本开支绝大部分以主营产品为主。除晶瑞电材外，其余 7 家主体主 营产品的销售收入均占全部收入的 50%及以上，并且已投产产能和拟投产产能均以主营产品 为主，不涉及跨行业投资情况。

2.3 半导体制造材料转债标的持有人及条款

距离发行时间越久，机构持有比例增加，股东持有比例减少。在 8 只转债中，发行较久 的隆华转债和彤程转债的股东分别减持了 27.5%和 50.0%的份额，同时其机构持有比例分别 达到了 52.47%和 31.50%；而发行时间较短的华特转债其机构持有比例仅为 3.59%，金宏转 债其股东持有比例高达 43.83%。

3 只转债触发下修条款，2只转债触发赎回条款，1只转债触发回售条款。具体来看，3 只转债触发（1 只即将触发）的下修条款均是由于股票价格在规定时间内均低于转股价格， 其中 2 家公司并未选择下修，仅飞凯材料对转股价格进行了调整；2 只转债触发的赎回条款 均是由于股票在规定时间内均高于转股价格，2 家公司均未选择行权；1 只转债触发的回售 条款是由于变更了募集资金的投资项目，在飞凯材料触发的两次回售条款中，第一次投资者 选择了回售 4662.73 万元，第二次投资者选择不行权。

2.4 半导体制造材料转债标的估值

转债估值方面，半导体材料转债估值整体处于较高水平，半导体材料转债加权隐含波动 率水平与半导体材料行业指数历史真实波动率水平仍有一定差距。转债交易热度方面，采用 转债平均成交占比衡量，计算形式为细分行业成交额占比与细分行业转债主体数量之比， 2023 年下半年以来半导体材料转债平均成交占比绝对值仍处于相对偏低水平，细分行业交 易情绪整体不高，8 月的最后一周整体交易情绪有一定升温。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

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