今年，芯片投资一直是市场关注的主线之一，从芯片周期复苏预期，到现在的实质性信号出现，诚然，芯片是投资的好赛道，但芯片行业是一个广泛的行业，包含了许多的产业链环节，但在众多细分产业中，半导体材料频频领跑。
下面，我们就来具体解析一下半导体设备及材料到底是什么、它属于产业链的哪个环节、为什么具备这么明显的弹性，以及投资价值在哪里。
1、半导体材料、设备是什么？
芯片大家都不陌生，在我们使用的电脑、手机、相机等等电子设备中，都依赖于芯片进行驱动。而相较于芯片，提起半导体材料，各位投资者可能觉得离我们的日常生活比较遥远。其实，半导体材料是芯片制造的基础，覆盖工艺全流程。
半导体材料包括晶圆制造材料和和封装材料。两者都曾成为市场关注的热点，并且在今年行情切换加速的市场中，有过相对持续性的行情。
晶圆制造材料偏前期制造，包括硅片、电子气体、光刻胶、靶材等。其中硅片是晶圆制造的基底，电子气体常用于制造过程中进行氧化、还原、除杂，光刻胶主要用于将掩膜版上的图形转移到硅片上。这些材料虽然离我们的生活很远，但近期由于国产替代主线的加强，频频成为股市的热点。
封装材料包括封装基板、引线 框架、键合丝、包封材料、陶瓷基板、芯片粘结材料和其他封装材料。近期台积电久违大涨，反映市场对先进封装需求旺盛，目前市场有观点认为先进封装或将引领半导体反弹。
从材料的构成来看，据 SEMI 数据显示，硅片为半导体材料领域规模最大的品类之一，市场份额占比达 32.9%，排名第一，其次为气体，占比约 14.1%，光掩模排名第三，占比 为 12.6%。此外，抛光液和抛光垫、光刻胶配套试剂、光刻胶、湿化学品、溅射靶材的占比分别为 7.2%、6.9%、6.1%、4%和 3%。
资料来源：中商产业研究院，SEMI
半导体设备经常和材料放在一起讨论，因为它们是同一环节中的一体两面，目前半导体设备包括光刻机、刻蚀设备、清洗设备等，这些设备的国产化率也不一致。
根据表格显示，国产设备厂商在刻蚀、沉积、清洗等核心工艺环节已经取得长足进步，但在涂胶显影、离子注入以及光刻机领域差距仍然明显，那么就意味着国内这一片市场的蓝海将为它打开，其技术壁垒也难以突破。
数据来源：SEMI、东吴证券研究所、云岫资本。以上所提及个股仅作为举例，不作为推荐。
2、半导体材料和芯片的联系与区别
半导体和芯片是大家耳熟能详的两个概念，但如果加上集成电路，大家可能又会分不清楚，这三者之间的关系。半导体可以理解为是一类材料的总称，正如我们此前所述，硅是在商业应用上最具有影响力的一种材料，大部分电子产品的核心元器件都与半导体有着极为密切的关联。
而集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，全部集成在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。
芯片是集成电路的载体，由晶圆分割而成，是单一或多种电路形成的产品。芯片的本质，是指在很小的基片上，集成大量微观单元，利用微观单元的特征属性，组织数据信息计算处理。
总结一下，半导体属于材料，芯片是半导体的应用。半导体分为三大类，分别为半导体材料支撑、半导体材料制造以及半导体材料应用。由半导体材料制造出的产品属于半导体元件，在这个领域又分为四个小类，分别是集成电路、分立器件、传感器和光电子，其中芯片就是集成电路这个领域的产物。
资料来源：前瞻产业研究院
一个形象的比喻则是，如果把芯片看成一本书，那么半导体材料就是构成纸的纤维，集成电路就是书里的一页页纸。
因此，位于行业上游的半导体材料，可谓有着牵一发动全身的作用，也是我们要迈向国产替代的必经之路，事实上，根据产业界人士的共识，目前芯片制造真正卡脖子的并不在设计，而就在如何将芯片制造出来的环节，这其中重要的晶圆代工技术，台积电首屈一指，这也是为什么它的市场价值甚至超过了美国芯片巨头英特尔，并且营收情况往往会成为半导体行业的风向标。
不同的产业链环节也具备不同的价值，根据 CINNO Research 统计数据显示，2022 年中国（含台湾）半导体项目投资金额高达 1.5 万亿元人民币，半导体产业延续高投资态势。随着对半导体产业的大力支持和投资，以及半导体企业的快速发展，为中国在半导体领域的自主可控能力提供了强有力的支撑。
2022 年中国（含台湾）半导体行业内投资资金流向芯片设计，占比约为 37.3%；而后晶圆制造、封装测试、设备等与半导体材料及设备相关的资金占比56.70%。也就是说，资金对半导体材料及设备的投资价值颇为认可。
数据来源：CINNO Research
从指数表现来看，在行业整体处于景气下行的状态下，半导体设备和材料依然处于芯片细分板块成长性较高的环节，自基日以来，中证半导体设备材料指数年化涨幅达到28.82%，而中华半导体芯片年化涨幅为21.33%，沪深300年化涨幅为4.47%。
数据来源：iFinD，数据区间：2018.12.28-2023.10.13。
3、多主线共振，半导体材料景气复苏在即
（1） 关键材料国产替代进程
每次国产替代的逻辑被市场重视，半导体材料就会应声上涨。其实，国产替代，最迫切的就是解决芯片制造工艺的问题。一般情况下，半导体迭代顺序为“材料→工艺→产品”，开发新一代半导体产品，半导体材料往往需要超前发展。因此，半导体材料及设备作为行业上游，国产替代将给其带来中长期更为明确的产业趋势。其中，像硅片、光刻胶、封装概念多次成为拉动板块的重要力量，可见资金对材料投资价值的认可度。
Ø 硅片：国产替代重中之重
硅片作为半导体的基底，它的国产化进程一直备受关注。目前，硅片行业的竞争态势是，前五大制造商格局稳定，外资垄断现象持续。国内市场在大尺寸硅片上对外资企业依然具有依赖性，主要进口地区为日本、中国台湾和韩国。值得关注的是，2022年硅片环节CR5（指业务规模前五名的公司所占的市场份额）的产量占比，由2021年的84%下降到了66%。这也意味着新进入者对行业的集中度进行了一定的分散。
国产厂商加大研发投入，加速实现国产替代。由于硅片供应紧缺，海外大厂会优先保障 海外晶圆厂硅片供给，给国内硅片厂带来了加速替代的机遇。国内供应商产品技术水平快速提升，国内晶圆厂对国产半导体材料的验证及导入正在加快，如沪硅产业、立昂微、中环股份等企业。
Ø 光刻胶：壁垒高，空间大
光刻胶是光刻工艺最重要的耗材，但壁垒也相对较高，在工艺、配套光刻机、原材料、客户认证上都存在壁垒。以光刻机为例，目前仅有荷兰 ASML 集团有能力制造光刻机，但对我国实施技术封锁。国内仅有一家企业可制造光刻机，且技术水准与 ASML 集团仍有较大差距。
而原材料上，全球半导体光刻胶领域主要被日本 JSR、TOK、住友化学及美国陶氏化学等头部厂商垄断，海外厂商掌握近 90%的半导体光刻胶市场。其中，日本 JSR 是全球最大、技术最领先的光刻胶龙头企业，其 ArF 高端光刻胶市场占有率全球第一，也是唯一有能力量产 EUV 光刻胶的企业。目前我国半导体光刻胶基本都来源于海外，当前 G 线、I 线光刻胶国产化率约为 10%，KrF 和 ArF 光刻胶自给率仅1%左右。面对当前风高浪急的国际环境，半导体光刻胶国产化非常重要。
（2） 存储率先触底反弹，下游推动上游需求
近期，存储厂商近期加大涨价频次及幅度，并严格控制出货。如NAND芯片报价频率从逐季报价缩短至逐日报价。据TrendForce调查显示，预计第四季度DRAM与NAND Flash合约均价将开始全面上涨。
存储芯片的行业景气度受供需关系影响较大，第四季度涨幅扩大主要受到供给和需求两个方面的影响：
（1） 供给方面，主流原厂纷纷开始缩减资本开支，并对存储芯片产品进行减产。整体来看，2023年美光、SK海力士计划削减资本支出在40%-50%不等。此外，美光释出逾20%涨幅等举动也为行业涨价埋下了伏笔。
（2） 需求方面，随着苹果和华为新机等陆续发布、终端去库存，智能手机开始加速渗透。特别是华为Mate 60等系列火爆进一步刺激了智能手机厂商扩大生产目标，进而推动第四季度移动存储芯片合约价上涨。
此次涨价潮的核心动力来自原厂端为修复供求关系而减产的决心，目前内存整体市场价涨量缩，原厂主导价格态度强势。关于未来的价格走势，多家机构指出，在供应商议价态度转趋强硬情况下，存储器整体的涨势从四季度到明年一季度有望延续。
（3）AI算力需求扩大，未来增量可期
AI应用催生算力需求大幅提升。据了解，GPT开发者大会结束后不久，由于访问量远超预期，ChatGPT和API服务经历了将近2小时的故障，OpenAI的最大竞争对手——Anthropic也同样遇到了服务器无法响应的问题，凸显算力紧缺。
短期来看，关键算力供给受限下，算力供需两侧或将出现阶段性失衡，相关服务器、算力租赁概念热度有望提升。长期来看，外围限制下，国产算力芯片及全产业链布局进程有望加速，搭建高速光通信网络，通过超高速率芯片&内存互联，允许万卡集群跨GPU数据高速无损交换，仍是充分发挥算力集群性能的核心，算力基础设施国产替代空间广阔。新型的算力需求出现，自然需要先进的材料设备来推动芯片生产，因此这也是未来的一个增量曲线。
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$半导体材料ETF(SH562590)$ 紧密跟踪中证半导体材料设备指数，指数中半导体设备（40.13%）、半导体材料（18.55%）占比靠前，合计权重近60%，充分聚焦指数主题。前十大成分股覆盖半导体设备及材料的各个环节，$中微公司(SH688012)$ 、$北方华创(SZ002371)$ 、沪硅产业、TCL科技、雅克股份均在其中，既有刻蚀机、薄膜积淀、硅片、面板等龙头，也有近期大热的光刻胶优势标的。
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