半導(dǎo)體材料：國產(chǎn)化替代勢在必行

　　世界集成電路發(fā)展歷程經(jīng)歷了美歐壟斷、日本崛起和亞太主導(dǎo)三個階段。由于中國大陸擁有低廉的人工成本、龐大的市場需求和逐漸完善的產(chǎn)業(yè)鏈等優(yōu)勢，半導(dǎo)體市場規(guī)模逐漸上升。

　　在半導(dǎo)體原材料領(lǐng)域，集成電路技術(shù)發(fā)展到微納電子制造的物理極限，單獨依靠特征尺寸縮小已不足以實現(xiàn)技術(shù)發(fā)展目標(biāo)。

　　新材料的引入以及相應(yīng)的新材料技術(shù)與微納制造技術(shù)相結(jié)合共同推動著集成電路不斷發(fā)展。集成電路制造工藝用到元素已經(jīng)從12種增加到61種。

　　伴隨微納制造工藝不斷發(fā)展，對材料的純度，納米精度尺寸控制、材料的功能性等都提出了嚴(yán)苛的需求。

　　據(jù)SEMI，全球半導(dǎo)體材料市場（包括晶圓制造材料和封裝材料）規(guī)模2019年達(dá)521.4億美元，同比下降1.1%。

　　其中，晶圓制造材料市場規(guī)模為328億，同比下降0.4%，憑借先進的晶圓代工及封裝技術(shù)，中國臺灣連續(xù)十年居于全球半導(dǎo)體材料最大消費地，2019年，在全球半導(dǎo)體材料市場規(guī)模整體略有下降的情況下，前六大半導(dǎo)體材料消費地區(qū)中唯有中國大陸的規(guī)模提升了1.9%。

　　半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)變遷與全球集成電路發(fā)展歷程高度契合，產(chǎn)業(yè)東移趨勢明顯，且逐漸向中國大陸集中。

　　半導(dǎo)體材料主要用于前端晶圓制造和后端芯片封裝。

　　根據(jù)半導(dǎo)體制造流程來梳理，半導(dǎo)體制造所需材料主要分布在以下四步之中：

　　1.摻雜/熱處理：濺射靶材，濕法化學(xué)品、化學(xué)氣體，CMP拋光墊和拋光液；2.蝕刻/清潔：掩模/光罩，濺射靶材，CMP拋光墊和拋光液；3.沉積：化學(xué)氣體，CMP拋光墊和拋光液；4.光刻：掩模/光罩、光刻膠、光刻膠顯影液、熔劑、剝離劑。其中占比最高是硅晶圓35%、特種氣體17%、掩模版15%。

　　不同晶圓代工和封裝環(huán)節(jié)所需的半導(dǎo)體材料不同，例如晶圓加工環(huán)節(jié)最初始的原材為硅片（6英寸、8英寸、12英寸等），硅片在半導(dǎo)體材料成本占比中最高約為38%。

　　封裝材料包括引線框架、封裝基板、陶瓷基板、鍵合絲、包封材料、芯片粘結(jié)材料等。

　　硅片、光刻膠、CMP拋光材料等材料為產(chǎn)業(yè)鏈最上游環(huán)節(jié)，國產(chǎn)替代才剛剛開始，未來存在巨大空間。

　　半導(dǎo)體材料是中國半導(dǎo)體最薄弱環(huán)節(jié)之一，高度依賴進口。國內(nèi)大部分產(chǎn)品自給率較低，基本不足30%，并且大部分是技術(shù)壁壘較低的封裝材料，在晶圓制造材料方面國產(chǎn)化比例更低，主要依賴于進口。

　　參照中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)，硅片全球市場前六大公司的市場份額達(dá)90%以上，光刻膠全球市場前五大公司的市場份額達(dá)80%以上，高純試劑全球市場前六大公司的市場份額達(dá)80%以上，CMP材料全球市場前七大公司市場份額達(dá)90%。

　　由于集成電路材料在下游成本中占比不大，但對產(chǎn)品性能影響卻很大，因此下游客戶對產(chǎn)品價格敏感度不高，更看重產(chǎn)品的質(zhì)量、穩(wěn)定性，存在很高的技術(shù)壁壘。

　　另外，國內(nèi)半導(dǎo)體材料企業(yè)集中于6英寸以下生產(chǎn)線，目前有少數(shù)廠商開始打入國內(nèi)8英寸、12英寸生產(chǎn)線。

　　國內(nèi)以安集科技、滬硅產(chǎn)業(yè)為代表的的半導(dǎo)體材料龍頭廠商已經(jīng)在所處領(lǐng)域取得了重要突破、打破了國外壟斷，比如安集科技CMP化學(xué)機械拋光液已在130-14nm技術(shù)節(jié)點實現(xiàn)規(guī)?；N售，主要應(yīng)用于國內(nèi)8英寸和12英寸主流晶圓產(chǎn)線，10-7nm技術(shù)節(jié)點產(chǎn)品也正在研發(fā)中。

　　滬硅產(chǎn)業(yè)300mm半導(dǎo)體硅片已通過認(rèn)證的客戶數(shù)量49家、正在認(rèn)證產(chǎn)品的新客戶數(shù)量4家，其中，300mm半導(dǎo)體硅片的部分產(chǎn)品已獲得格羅方德、華虹宏力、華力微電子、長江存儲、華潤微電子等芯片制造企業(yè)的認(rèn)證通過（截止2019年9月30日）。

　　雖然半導(dǎo)體材料需要長期的研發(fā)、量產(chǎn)、經(jīng)驗積累，替代難度較大，但我國想要實現(xiàn)集成電路制造的“自主可控”，半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化替代卻勢在必行。