《電子技術(shù)應(yīng)用》
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半導體材料的“長坡厚雪”

2022-04-10
來源:半導體產(chǎn)業(yè)縱橫
關(guān)鍵詞: 半導體 集成電路 汽車電子

半導體材料市場在2021年突飛猛進,。收入增長15.9%,,達到643億美元,,超過了此前在2020年創(chuàng)下555億美元的市場高點,。中國大陸2021年半導體材料的市場約為119.3億美元,,同比增21.9%,。

市場規(guī)模一路飛漲,,來自于材料生產(chǎn)的大量增加,。同時,,半導體材料產(chǎn)量也反映到半導體制造鏈條上,,拉動了半導體晶圓制造的持續(xù)擴產(chǎn)、走向高端,。

材料產(chǎn)業(yè)項目遍地開花

選擇與當?shù)睾献鞒蔀樵S多半導體企業(yè)發(fā)展的新選擇,,半導體材料因其基礎(chǔ)和不可或缺也成為當?shù)剡x擇招商入駐的重要考量。

2月,,上海新陽與合肥新站高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管委會簽署了《投資合作協(xié)議書》,,計劃在后者轄區(qū)內(nèi)投資建設(shè)公司第二生產(chǎn)基地二期項目。該項目總投資約3.2億元,,占地40畝,,主要從事芯片清洗液、研磨液系列等集成電路關(guān)鍵工藝化學材料產(chǎn)品的研發(fā),、生產(chǎn)和銷售,。預計于2024年實現(xiàn)量產(chǎn),2030年實現(xiàn)滿產(chǎn),,年產(chǎn)值約5億元,。

同時,上海新陽發(fā)布另一則公告稱,,其與上海新暉資產(chǎn)管理有限公司,、上海安鈰半導體科技有限公司簽署了《股權(quán)轉(zhuǎn)讓協(xié)議》。公司以3300萬元受讓上海暉研材料科技有限公司100%的股權(quán),。上海暉研主要進行半導體芯片生產(chǎn)制程用的研磨液的研發(fā),。

2月28日,雅克科技發(fā)布公告稱,,公司全資子公司華飛電子擬與湖州南太湖新區(qū)管理委員會簽署《合作協(xié)議書》,,在湖州南太湖新區(qū)投資建設(shè)“年產(chǎn)3.9萬噸半導體核心材料項目”。據(jù)悉,,“年產(chǎn)3.9萬噸半導體核心材料項目”總投資約15億元,,總用地約82畝,分三期建設(shè),。項目擬引進當前國際最先進的生產(chǎn)線和生產(chǎn)工藝,,全部建成后將形成年產(chǎn)3.9萬噸半導體核心材料項目的生產(chǎn)能力,產(chǎn)品可實現(xiàn)替代進口,。

2010年上市的雅克科技主營業(yè)務(wù)為助燃劑,,后通過并購逐步實現(xiàn)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,2016年公司直接以2億元對價收購了華飛電子100%的股權(quán),,首次切入了半導體封裝材料領(lǐng)域,。華飛電子在2016年至2018年間順利完成了業(yè)績承諾,同步實現(xiàn)了公司營收規(guī)模及盈利的加速擴張,。

嘗到并購擴張?zhí)痤^的雅克科技從2017年開始先后收購成都科美特及江蘇先科及收購韓國UP Chemical等公司,,公司由此正式跨界半導體材料領(lǐng)域。目前,,雅克科技半導體材料業(yè)務(wù)主要包括半導體前驅(qū)體材料,、旋涂絕緣介質(zhì)(SOD)、電子特氣和硅微粉等產(chǎn)品類別,,覆蓋了芯片制造和封裝環(huán)節(jié),。2020年雅克科技半導體材料業(yè)務(wù)中,半導體化學材料,、電子特種氣體,、球形硅微粉依次實現(xiàn)7.53億、3.73億,、1.78億的營收規(guī)模,,占全公司業(yè)務(wù)總營收的57.36%。而根據(jù)雅克科技2021年半年報顯示,,光刻膠及配套試劑與半導體化學材料營收已占公司總營收比重超過50%,。

針對本次的半導體項目,雅克科技稱今年年底光刻膠產(chǎn)品將全面滿產(chǎn),,前驅(qū)體產(chǎn)品中有一個產(chǎn)品由于韓國場地限制已經(jīng)滿產(chǎn),,已在國內(nèi)進行產(chǎn)能擴建。由于客戶和相關(guān)需求的增多,上游材料的合成能力達到瓶頸,,因此公司半導體材料項目工廠建設(shè)完成投產(chǎn)后能快速滿足相關(guān)需求,。另外,本次安家的湖州南太湖新區(qū)是經(jīng)浙江省人民政府批準設(shè)立的省級新區(qū),、四大新區(qū)之一,,將重點發(fā)展先進制造、數(shù)字經(jīng)濟,、生物醫(yī)藥,、現(xiàn)代金融、旅游康養(yǎng),、商務(wù)會展,、文化創(chuàng)意等綠色低碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)。

3月5日,,吉林省同芯積體電路材料股份有限公司與二道區(qū)政府簽訂了第三代半導體產(chǎn)業(yè)園項目協(xié)議,。據(jù)悉,第三代半導體產(chǎn)業(yè)園項目計劃投資60億元,,將著眼于吉林省汽車芯片配套,、新能源汽車充電設(shè)施配套、陸上風光三峽配套等領(lǐng)域,,投產(chǎn)后將建設(shè)年產(chǎn)2.5萬顆六英寸碳化硅晶錠及相關(guān)延鏈產(chǎn)品的生產(chǎn)線,,為汽車、軌道客車,、光學設(shè)備等產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品配套打下堅實基礎(chǔ),。項目達產(chǎn)后,預計年產(chǎn)值可達58億元,。本次,,企業(yè)和當?shù)卣献鳎瑢⒁陂L春打造國內(nèi)最大的第三代化合物半導體襯底材料生產(chǎn)基地,,填補長春市乃至吉林省在該領(lǐng)域的空白,。

長春擁有中國重要的汽車制造基地。本次吉林同芯的項目計劃投資60億元,,市場定位為汽車,、軌道客車、光學設(shè)備等產(chǎn)業(yè)配套產(chǎn)品,。第三代半導體產(chǎn)業(yè)園項目完成后,,將提供汽車電子配套產(chǎn)品開發(fā)。

2021年是半導體材料爆發(fā)之年,,其中更以第三代半導體材料擴張兇猛,。第三代半導體在高溫,、強輻射、大功率等特殊場景中的優(yōu)勢顯著,。據(jù)半導體產(chǎn)業(yè)縱橫不完全統(tǒng)計,,2018年以來,碳化硅落地項目從2個(中科院,、山東天岳)到2019年的12個,再到2020年的18個,。今年,,除了落地項目之外,碳化硅半導體的投融資事件急劇上升,,成為爆發(fā)之年,。同時,此前建設(shè)的工廠,、產(chǎn)線等部分已經(jīng)開始投產(chǎn),。

2021年碳化硅熱點事件(不完全統(tǒng)計)

光刻膠方面,晶瑞電材于2月17日宣布開始建設(shè)“眉山二期年產(chǎn)1200噸集成電路關(guān)鍵電子材料項目”,,預計于2022年10月建成投產(chǎn),,該項目將新增1200噸/年半導體用負性光刻膠產(chǎn)能和1000噸/年光刻膠中間體產(chǎn)能。彤程新材控股子公司北京科華于2021年11月宣布了與杜邦在半導體光刻膠方面的合作計劃,。此外,,彤程新材旗下另一全資子公司彤程電子在上海金山化工園區(qū)投資建設(shè)的年產(chǎn)1.1萬噸光刻膠產(chǎn)能項目也預計于2022年年內(nèi)逐步建成投產(chǎn),該項目將新增10000噸/年面板光刻膠,、1000噸/年半導體光刻膠和2萬噸/年配套試劑產(chǎn)能,。

材料對晶圓制造的作用

多方數(shù)據(jù)表明,雖然去年第四季度供需失衡還沒有緩解,,但是半導體晶圓代工龍頭產(chǎn)線已經(jīng)是滿載狀態(tài),。根據(jù)晶圓制造公司的預測,2022年后半期產(chǎn)能擴張將陸續(xù)落地,。2022 年前半期行業(yè)供需失衡預計仍將延續(xù),,帶動晶圓代工業(yè)務(wù)均價及營收上行。

半導體材料是芯片制造的基石,,其發(fā)展變動沿產(chǎn)業(yè)鏈傳導至芯片制造,。同時,芯片制造工序中各單項工藝均配套相應(yīng)材料,,因此需要不同種類的材料,。

先來看硅片,硅片是集成電路中占比最大的材料占到了35-38%之間,,而且90%以上的芯片和傳感器是基于半導體單晶硅片制成,,它支撐整個半導體產(chǎn)業(yè)和電子產(chǎn)品市場發(fā)展與革新,。

在降本增效的大趨勢下,下游組件企業(yè)對大尺寸硅片需求旺盛,,大尺寸硅片將在2022年迎來大規(guī)模出貨,。業(yè)內(nèi)預測,12英寸及更大直徑硅片和薄片化將是硅片各技術(shù)發(fā)展的重點方向,。

來源:TrendForce

2021年新增產(chǎn)能聚焦于90/65/55nm制程,,而2022年新增產(chǎn)能將聚焦于更尖端的28/22nm。其中,,12英寸晶圓作為晶圓廠擴產(chǎn)的主要方向,,在目前全球缺芯的情況下, 產(chǎn)能預計將在未來幾年實現(xiàn)較快增長,,據(jù)TrendForce數(shù)據(jù),,2019-2023年全球12英寸晶圓產(chǎn)能CAGR將達12%。

根據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示,,我國目前12英寸晶圓產(chǎn)線共41條,。其中,處于規(guī)劃階段的共7條,,在建階段的共14條,,擴產(chǎn)階段的共12條。華潤微等將提高12英寸的晶圓產(chǎn)能,。

來源:東亞前海證券研究所

再來看晶圓制造材料,,根據(jù)芯片制造過程劃分,半導體材料主要分為制造材料和封裝材料,。半導體材料的發(fā)展也會推動高端芯片穩(wěn)定出貨,。根據(jù)SEMI報告,2020年晶圓制造材料規(guī)模349億美元,,約占半導體材料規(guī)模63%,,晶圓制造材料中工藝化學品約占6%,其中光刻膠及試劑,、工藝化學品和CMP拋光材料增長最為強勁,。這幾類都屬于濕電子化學品。

來源:安信證券中心

濕電子化學品屬于半導體材料中的制造材料,,是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的“水”和“空氣”,,目前國產(chǎn)材料在國內(nèi)半導體制造環(huán)節(jié)的使用率不足15%,先進工藝制程和先進封裝領(lǐng)域的半導體材料國產(chǎn)化率更低,。不同集成電路制程工藝中必須使用不同規(guī)格的半導體材料,,其中,G1等級屬于低檔產(chǎn)品,,G2等級屬于中低檔產(chǎn)品,,G3等級屬于中高檔產(chǎn)品,,G4和G5等級則屬于高檔產(chǎn)品。集成電路對濕電子化學品的純度要求較高,,基本集中在G3以上水平,,晶圓尺寸越大對純度要求越高,12英寸晶圓制造一般要求G4以上水平,;分立器件對濕電子化學品純度的要求略低于集成電路,,基本集中在G2級水平。

在濕電子化學品中,,我國形成了一批以達諾爾,、晶瑞電材、江化微,、格林達、上海新陽,、中巨芯為代表的濕電子化學品材料優(yōu)秀公司,。

江化微表示,2022年公司將把G2至G4產(chǎn)品的成功經(jīng)驗延伸到G5等級產(chǎn)品,,真正實現(xiàn)行業(yè)高階濕電子化學品的國產(chǎn)化,。去年,達諾爾總投資2億元的30萬噸超純電子化學品項目舉行奠基儀式,,將服務(wù)長江存儲,、京東方等重要客戶。2月18日,,中巨芯科技股份有限公司華中基地在潛江開工,,該項目總投資13.8億元,建設(shè)年產(chǎn)19.6萬噸超純電子化學品基地,,用于集成電路的制造,,目前該公司正在沖刺科創(chuàng)板,其客戶涵蓋了SK 海力士,、臺積電,、德州儀器、中芯國際等,。

半導體材料正迎來量質(zhì)齊升的爬升階段,,有技術(shù)有客戶。中國半導體材料行業(yè)實為“長坡厚雪”,,還有很大的深挖空間,。




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