半导体石英玻璃

1.半导体石英玻璃产业情况

石英玻璃是半导体产业重要辅材，广泛使用于半导体制造的光掩膜、扩散、蚀刻等环节，是半导体产业的关键原材料之一。石英具有耐高温、热膨胀系数小、极佳的透光性、良好的电绝缘性、耐腐蚀性等优越性能，下游需求广泛涉及了中低端的光源行业(4%)、光伏行业(7%)，以及中高端的光学(10%)、光纤(14%)和半导体(65%)等技术门槛更高的领域。

根据ICInsight统计数据，2021年全球半导体石英玻璃产品市场空间约25亿美元，2022预计约28亿美元。根据晶圆代工厂销售占比来看，2021中国半导体用石英玻璃市场空间在2.17亿美元，约合人民币14.5亿元。目前国产厂商供应占比在10%左右，国产替代潜力释放在望。

半导体领域使用的石英玻璃按照应用环节和制作工艺不同分为三气熔、电熔和合成法三大类：在高温区使用的石英玻璃制品要求低羟基含量，通常使用电熔方法制备;低温区材料则更多考虑性价比更高的气熔石英玻璃;而在掩膜基板生产中则更多使用杂质含量低、透光率高的合成法制备的石英玻璃。

石英部件的上游高纯石英砂制备对矿石质量和生产技术均有较高要求，导致全球仅三家企业具备大批量生产高纯石英砂的能力：尤尼明(美国)、TQC(挪威)和石英股份(国内)，且高端半导体领域所采用的高纯石英砂仍仅能使用美国尤尼明和挪威TQC。同时，中游石英材料行业由亦主要由海外巨头主导。

石英玻璃的材料、制品和加工能力均需要得到认证才能进入国际半导体产业，认证周期1-3年不等，具有较高的准入门槛。国内半导体石英件供应商主要有凯德石英(835179.SZ)、上海强华(新三板872927)、菲利华(300395.SZ)、宁波云德等。

以菲利华为例，目前菲利华的气熔石英玻璃材料已经获得三大半导体设备厂商认证，是通过日本东京电子(TEL)认证的五个石英器件供应商之一。菲利华前身为沙市石英玻璃总厂，经过60年积淀成为国内高端石英材料领军企业，目前主供气熔、合成石英玻璃，2021年全球市场占率超过10%。菲利华于2015年收购的2019年石创半导体用石英器件加工通过中微公司认证后以直供形式获得批量订单，并持续推动北方华创等认证，扩展直供客户群。公司FLH321和FLH321L等牌号产品(石英锭、石英筒)已进入国际半导体产业链。其海外收入逐年提高，由2017年的1.56亿元提升至2021年3.80亿元，年复合增长率达24.93%。销售毛利率由2016年的47.92%提至2021年的50.79%，净利率由2016年的22.38%提至2021年的30.71%，该提高主要是由于经营重点移至航空航天和半导体等高毛利产品。

2. 光掩膜版石英玻璃产业情况

光掩膜版主要由玻璃基板与遮光膜两部分组成，其中玻璃基板成本占整体材料成本的90%。制作光掩膜版的玻璃通常有石英玻璃、硼硅玻璃和苏打玻璃，其中合成石英玻璃因为纯度高、膨胀系数低、透光性强等优势，用于较高精度的IC用掩膜和FPD用掩膜，近年来呈逐年上涨的趋势，2015-2020年CAGR为7.8%。目前，光掩膜基板主要依赖进口，美国康宁、德国贺利氏和日本信越等公司几乎垄断了产业供给。国内企业有能力生产，但制备技术和加工技术方面较落后，产品应用也多是中低端市场。

芯片用掩膜版根据复杂程度不同数量从十几张到数十张不等，对上游高性能光学用半导体石英玻璃以及掩膜生产需求巨大。根据SEMI数据，2019年全球半导体光掩膜基板市场中，合成石英玻璃基板市场约93亿元人民币。预计2023年中国半导体光掩膜基板市场规模将增长至75亿元，其中合成石英玻璃基板市场规模将23亿元人民币。

面板领域，国内能够配套TFT用光掩膜版的企业有路维光电和清溢光电，主要针对G8.5以下光掩膜版，并且光掩膜白板均需要海外采购。根据清溢光电招股书，2018年中国TFT-LCD及AMOLED掩膜版的国产化率为9.70%，其中AMOLED/LTPS等高精度掩膜版的国产化率仅为2.50%。菲利华是国内首家能提供G8.5代大尺寸光掩膜基版的厂商，已打破了国外垄断，目前正在布局基板精加工业务。

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