如果你想在高风险的大科技赛道里寻找一个相对安全的机会，那么产业链上的卖水人是一个不错的选择。对于半导体行业来说，主要有两个卖水人，一个是前面讲的半导体设备，另一个就是今天我们要讲的半导体材料。
所谓半导体材料，就是介于导体和绝缘体之间的一种新材料，半导体的字面意思其实就是半导体材料，但因为芯片基本就是用半导体做成的，所以很多时候大家会直接把半导体等同于芯片，把材料叫做半导体材料。
那么半导体材料是不是一个好行业呢？我们还是从供需两端来分析。
从需求端来看，和整个半导体产业的逻辑一样，也是既有广泛性又有成长性。半导体材料的下游应用就是目前咱们最短缺的芯片，几乎所有的新兴产业都要用到，今天手机缺芯，明天新能源汽车缺芯，想必你也经常被这样的新闻刷屏，而且未来随着5G、人工智能和物联网等新技术的推广，对芯片尤其是高端芯片的需求会越来越大。
从供给端来看，虽然没有光刻机那么高精尖，但半导体材料也绝不简单，几乎是技术要求最高的材料。比如我们前面讲过一个硅片的例子，目前英特尔、AMD等国际顶尖厂商使用的硅的纯度需要达到99.999999999999%，后面12个9，一个都不能少，这相当于几万吨的硅里杂质含量只有大约几十毫克，差不多是一根成年人头发的重量，这样的技术壁垒可想而知。
所以总体来说半导体材料是一个有长期价值的行业。具体来说，半导体材料市场可以分为晶圆材料和封装材料市场，我们曾经把芯片制造比作建房子，晶圆材料就相当于芯片施工环节用到的钢筋混凝土，而封装材料就相当于芯片装修环节用到涂料瓷砖等各种建材。
晶圆材料中，销售额占比最大的是硅片，大概占33%。硅这个东西想必大家已经很熟悉了，太多的高科技产业和它相关，除了芯片，还有光伏等等，硅如此重要，以至于全球的高科技圣地直接被命名为硅谷。芯片的制造其实就是在硅片上进行极度精密的光刻工艺，这个过程要用到光掩模和光刻胶，占比分别为13%和6%，这俩也是资本市场热炒的概念，你肯定不陌生。此外还有光刻胶辅助材料、电子特气、湿化学品、溅射靶材、抛光液和抛光垫等等。
封装材料没那么稀缺，大家可能相对陌生一些，主要有封装基板、陶瓷基板、引线框架、焊线、底部填充料、液体密封剂、粘晶材料等等。
2019年，全球半导体材料行业市场规模约521亿美元，总体甚至有下降趋势，但其中结构分化明显，前端晶圆制造材料呈上升趋势，占比从51%上升到63%，而封装材料整体呈下降趋势，占比从49%下降到37%。不过2019年中国晶圆制造材料市场规模下降幅度远小于全球平均水平。长期来看，在中国大陆晶圆厂密集投产、配套材料国产替代的趋势下，未来中国半导体材料市场规模仍将呈现快速增长。
从竞争格局看，半导体材料高端产品尤其是晶圆制造产品技术壁垒高，国内企业积累不足。高端产品市场主要被欧美日韩少数国际大公司垄断。
比如，硅片全球前五大公司市场份额合计达90%以上，光刻胶前五大公司市场份额达87%，电子特种气体CR5市场份额超过90%，高纯试剂CR6市场份额超过80%，CMP材料CR7市场份额超过90%，都呈现出非常高的集中度。
大陆的大部分产品自给率不足30%，而且在晶圆制造材料方面国产化比例更低，主要依赖于进口。但与此相对应的是，中国台湾地区凭借台积电庞大的晶圆代工厂和先进的封装基础，市场规模达到113亿美元，是全球最大的半导体材料消费市场。中国大陆地区为87亿美元，占比和韩国比较接近，排在第二位。
所以和很多的高科技领域一样，我们只能在细分领域里找相对领先的国内龙头，他们在未来国产替代的过程中有望受益。前面提到了很多种材料，大家不用每个都记住，大概了解即可，需要重点关注的主要是以下几个细分领域：
1、硅片
在半导体材料中，大硅片是最重要的一种材料，占整个半导体材料市场总销售额的32%-40%左右。全球95%以上的半导体芯片是用硅片作为基底功能材料生产出来的。
目前对硅片直径的要求也越来越高，从3英寸到6英寸、8英寸、12英寸，再到18英寸的规格。目前硅片主流产品是12英寸，硅片尺寸越大，芯片成本越低，但是对微电子工艺设备、材料和技术的要求也就越高。根据SUMCO的预测，12英寸硅片市场的复合增速约为6%。
集成电路用硅片是制造技术门槛极高的尖端高科技产品，全球只有大约10家企业能够制造，全球市场呈现出寡头垄断的格局。日本的信越化学和三菱住友（SUMCO）分别占据27%和24%的市场份额，加起来超过一半。
其他主要公司中，中国台湾环球晶圆占16%，德国的世创（Siltronic）占14%，韩国SK Siltron占10%。上述五家供应商合计占据全球90%以上的市场份额。
我国硅片生产行业就落后很多了，多数企业还集中于6英寸以下生产线，12寸基本全靠进口。沪硅产业集团是内地最大的硅片供应商，也是率先实现12英寸硅片规模化销售的企业，不过目前只占全球半导体硅片市场份额2%。此外，国内做硅片的相关企业还有中环股份、有研新材等。
这些硅片企业由于目前正处于技术研发阶段，盈利能力都很一般。龙头沪硅产业2020年4月在科创板上市，经历了3个月翻8倍的爆炒，但随后一路调整，主要是目前还在大举投入研发，业绩还没到释放的时候，所以盈利很差，至今依然亏损。中环股份的基本面相对较好，盈利实现稳健增长，但主要还是受益于大尺寸光伏硅片产能的不断提高，半导体硅片占营收比重较小，只有不到6%。
2、光刻胶
光刻胶就是光刻过程中用到的关键材料。在光刻过程中，需要在硅片上涂一层光刻胶，先经紫外线曝光，然后通过显影，去除被曝光的光刻胶，这个时候电路图形由掩膜版转移到光刻胶上，然后再经过刻蚀工艺，最终将电路图形由光刻胶转移到硅片上，在一次芯片制造中，往往要对硅片进行数十次光刻。光刻胶的成本约占整个芯片制造工业的30%，耗时约占40%-60%，是半导体制造中最核心的工艺之一。
2019年全球光刻胶市场规模预计约91亿美元，自2010年至今年复合增速约5.4%。预计该市场未来3年仍将以年均5%的速度增长。
光刻胶由低端到高端可分为PCB光刻胶、面板光刻胶和半导体光刻胶三个大类，其中半导体光刻胶是技术含量最高的。全球光刻胶行业呈现寡头垄断格局，日本JSR占28%，东京应化占21%，全球CR5市场份额达到87%。尤其是高端的半导体光刻胶市场，基本被日本和美国企业垄断。
PCB光刻胶领域的国内企业相对较多，95%的产品集中在这个领域，龙头包括容大感光、广信材料、飞凯材料等，他们能占到国内46%左右的湿膜光刻胶和光成像阻焊油墨市场份额。
LCD光刻胶领域海外企业市占率超过90%，国内的雅克科技、永太科技、北旭新材在彩色光刻胶有布局，上海新阳在黑色光刻胶有布局，但还没有什么竞争力。
最难的半导体光刻胶领域，我们与世界先进水平仍有2-3代的差距，国产替代之路更是任重道远。半导体光刻胶中，我们能生产的主要是小尺寸硅片的光刻胶，尺寸越大越不行。6英寸硅片的G线、I线光刻胶的自给率约为20%，8英寸硅片的KrF光刻胶自给率不到5%，12寸硅片的ArF光刻胶目前还没有国内企业可以大规模生产。
相关的企业包括上海新阳、南大光电、晶瑞股份，他们都在攻关KrF和ArF光刻胶。不过，这些光刻胶公司大多处在技术突破阶段，像南大光电研发支出占比能达到20%左右，现阶段净利润规模都比较小。但由于光刻胶技术壁垒较高，相关公司毛利率都能达到30%-40%左右，业绩也有随着技术升级而加速增长的趋势。2020年雅克科技、南大光电、容大感光、晶瑞股份等公司业绩都还不错，这些潜在的龙头最后不知道谁能胜出，但整个行业增长的潜力还是很大的，属于高风险高收益的投资。
3、电子特种气体
电子特种气体就是半导体生产过程中用到的特种气体，几乎每个环节都要用到，所以也被称为半导体材料里面的粮食。2019年，在半导体晶圆制造材料中，电子特气的市场占比约14%，是仅次于硅片材料的第二大晶圆制造材料。
从生产到分离提纯以及运输供应阶段，电子特气一直受到欧美发达国家的技术封锁，行业集中度极高。国外特气企业牢牢握住了国际及中国市场，其中，美国空气化工、法国液化空气等五大公司控制着全球91%的市场份额，形成寡头垄断的局面。
国内的相关企业依然相对落后，主要集中在中低端市场，比如南大光电、金宏气体、华特气体、雅克科技等。虽然国内企业目前市占率最多只有1%左右，但电子特气业务毛利率普遍比较高，基本都能达到40%-50%，最高能达到70%左右。未来如果能够实现技术突破和国产替代，那业绩增长的空间还是很大的，也是属于前面讲的高风险高收益类型的投资品。
4、溅射靶材
高纯溅射靶材是制备晶圆表面电子薄膜的关键材料。半导体芯片制造中溅射靶材的作用是制造金属线，将信息传输到芯片。2019年全球溅射靶材的市场规模为163亿美元，同比增长8.9%。中国半导体用溅射靶材的市场规模为47.7亿元，同比增长36%，要快于全球增速。国内对靶材的总需求占比超30%，但自给率只有20%，国产替代空间巨大。
半导体生产对靶材的纯度有着更高的要求，通常要求纯度应该在99.999%以上，技术门槛高，设备投资大，行业集中度高。全球半导体靶材市场呈现寡头竞争格局，日本日矿金属、美国霍尼韦尔等四家企业占据了全球80%的市场份额。
国内半导体靶材相关企业有江丰电子、有研新材、隆华科技、阿石创等。江丰电子和有研新材算是国产溅射靶材的两大龙头，他们已经逐步突破了部分关键技术门槛，形成了部分产品的规模化生产能力。江丰电子以铝靶、钛靶为主，有研新材以铜靶为主，两家公司都是台积电和中芯国际两大芯片巨头的稳定供应商。
不过，目前这两家公司规模和市值还都很小，股价表现也很不稳定。虽然这两年业绩增长都非常快，但主要还是因为基数小，未来想要挑战国际巨头还有很长的路要走。
最后总结一下，半导体材料是一个大门类，不管是从需求的成长性还是供给的稀缺性来看，未来都有很大的潜力可以挖掘。不过，由于技术难度较高，所以目前在几个核心的细分领域，市场依然被国际巨头绝对垄断，国内的企业还处于非常初级的攻坚阶段，投资的风险和波动性也会比较大。几个细分领域来看，上游的硅片领域算是相对较好的选择。
