近期日本與韓國之間的半導(dǎo)體爭端愈演愈烈,。日本對韓出口管制，韓國廠商大佬又紛紛趕往日本緊急磋商,，三星電子又轉(zhuǎn)向比利時采購半導(dǎo)體材料…… 身為吃瓜群眾，這瓜都快吃不完了,，吃不完瓜,，咱們就來探探怎么吃這個瓜。深度分析一下,，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的哪一環(huán),，讓日本直接掐住韓國的喉嚨。

    在7月9日于日內(nèi)瓦召開的世界貿(mào)易組織（WTO）貨物貿(mào)易理事會會議上,，韓國要求日本撤回針對韓國實施的加強半導(dǎo)體材料出口管控措施,。此前，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省宣布,，將對出口韓國的半導(dǎo)體材料加強審查與管控,，并將韓國排除在貿(mào)易“白色清單”之外。兩國都是全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)價值鏈的深度參與者,，這一摩擦不僅會沖擊全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),，也使得原本就因勞工、“慰安婦” 等問題異常緊張的韓日關(guān)系雪上加霜,。

    半導(dǎo)體材料在其中是何種角色,？日本半導(dǎo)體材料又有多猛？

    日本的機遇與快速追趕

    半導(dǎo)體材料是一種存在在導(dǎo)體與非導(dǎo)體之間的一種特殊物質(zhì),，它的電阻率相對較低,。經(jīng)過對半導(dǎo)體材料的加工可以制作出發(fā)光二極管、晶體管,、集成電路以及電子管等，對通訊,、計算機,、網(wǎng)絡(luò)等眾多行業(yè)的發(fā)展起著決定性作用。

    上世紀(jì)40—50年代晶體管和集成電路先后在美國誕生,。二戰(zhàn)后美蘇冷戰(zhàn),，美國為應(yīng)付蘇聯(lián)威脅的戰(zhàn)略需要，對日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供慷慨援助,。而美國對日本 “技術(shù)慷慨” 的另一原因是當(dāng)時美國根本沒將日本當(dāng)成競爭對手,，日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也得以迅速發(fā)展。

    在那個時期,，日本工程師被允許頻繁參加國際會議和訪問美國公司,，甚至能相對自由地接觸到美國半導(dǎo)體生產(chǎn)現(xiàn)場，而中國的半導(dǎo)體事業(yè)卻一直受到美國管控出口產(chǎn)品的阻礙。與此同時,，美蘇冷戰(zhàn)格局使日本得以趁美國忙于對蘇軍備競賽而疏于發(fā)展民生技術(shù)之際,，成功地從美國持續(xù)引入先進技術(shù)，并憑借開發(fā)眾多民生產(chǎn)品奪得了對美半導(dǎo)體競爭優(yōu)勢,。

    二戰(zhàn)后,，日本開始接觸到美國有機硅產(chǎn)業(yè)，東芝,、信越化學(xué)和島津三個公司分別開始進行有機硅工業(yè)化技術(shù)的開發(fā)工作,。1952 年，信越化學(xué)公司采取粉末觸體攪伴式直接法完成了單體模型試驗,，有機硅產(chǎn)品開始投入市場,，日本有機硅產(chǎn)業(yè)開始發(fā)展了。

    日本信越化學(xué)是全球最大的硅圓片制造企業(yè),，能夠制造出99.999999999％的純度與均勻的結(jié)晶構(gòu)造的單晶硅,，技術(shù)在全世界處于領(lǐng)先水平。它的發(fā)展歷程能一定程度上反映出日本半導(dǎo)體材料的發(fā)展過程：

    1953 年信越化學(xué)便獲得了專利權(quán)持有者—美國通用電氣公司（GE）的 “專門技術(shù)” 使用權(quán),， 同時又拿到了日本通產(chǎn)省的硅橡膠工業(yè)化補助金,， 在1957 年和 DC 公司簽定了相關(guān)產(chǎn)品的專利使用權(quán)協(xié)議， 1960 年開始正式生產(chǎn)高純度硅,、醋酸乙烯單體,、聚乙烯醇，有機硅系列業(yè)務(wù)開始進入正軌,。

    借助于政府的工業(yè)化補助金,，公司大力開展研發(fā)工作，獨自開發(fā)了諸如新型結(jié)構(gòu)的聚氨醋用勻泡劑,、加成型液體硅橡膠等新硅橡膠產(chǎn)品,，提升了公司市場份額。

    1960 年 3 月信越化學(xué)公司的有機硅產(chǎn)品銷售額首次突破一億日元大關(guān),。此后,，信越化學(xué)公司的有機硅單體產(chǎn)量，僅次于美國的 GE,、 DC 和 UC 三大公司,，躍居世界第四位。依靠信越化學(xué)的高速發(fā)展,，1960-1970 年日本有機硅產(chǎn)量增長接近 6 倍,，在這一階段日本有機硅也完成了從弱到強的階段。

    日本有機硅產(chǎn)量 1960-1970（來源：CNKI）

    1967年美國DC,、GE 公司在有機硅單體合成及水解方面的專利在日本相繼失效,，美國公司又于1967,、 1971年分別與東麗和東芝公司合辦了東麗有機硅公司和東芝有機硅公司，該兩家公司與信越化學(xué)形成了三足鼎立的局勢,。信越化學(xué)作為 “國產(chǎn)技術(shù)” 的代表,，采取了多項措施穩(wěn)固了國產(chǎn)有機硅的地位，使信越化學(xué)在與美國企業(yè)的競爭中逐漸取得優(yōu)勢,。 

    這一階段日本的有機硅產(chǎn)業(yè)同樣處于持續(xù)的高速發(fā)展階段,， 1970-1986 年日本有機硅產(chǎn)量從約 6000 噸增長至超 60000 噸，產(chǎn)量增長超過 10 倍,。日本有機硅完成了對美國的反超,，同時，1979年日本有機硅產(chǎn)品輸入36億日元,，輸出37億日元,，日本也完成了從有機硅輸入國到輸出國的轉(zhuǎn)變。

    日本硅片產(chǎn)量增長圖（來源：CNKI）   

    信越公司共設(shè)有七家研發(fā)中心：有機硅電子材料研究中心,、先進功能材料研究中心,、磁性材料研究中心、新型功能材料研究中心,、半導(dǎo)體材料研究中心,、特種化工材料研究中心和 PVC 研究中心。

    在日本政府在行業(yè)發(fā)展前期給予的多種優(yōu)惠政策及補貼外,，通產(chǎn)省 1989 年再次制定了投資160億日元的“硅類高分子材料研究開發(fā)基本計劃”,，計劃分三期，目的為確定有機硅單體及聚合物的合成及加工技術(shù),，這一計劃再次為以信越化學(xué)為首的有機硅生產(chǎn)企業(yè)提供了資金和技術(shù)的大力支持,。在這些資金和技術(shù)的支持下，信越化學(xué)在不斷的研發(fā)下,，一步步地發(fā)展壯大成了世界最大的半導(dǎo)體材料制造商,。

    后期日本為制造大規(guī)模乃至超大規(guī)模集成電路，需要包括芯片制造工藝及設(shè)備,、原材料等在內(nèi)的成百上千種技術(shù),，需要眾多不同專業(yè)的技術(shù)圍繞制造 IC 這個核心相互銜接和融合，構(gòu)成高效的半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈,。日本依靠長期推進工業(yè)化的雄厚技術(shù)積累,，不僅迅速發(fā)展起屬于自己的IC生產(chǎn)基地,，而且迅速扶持培育出“尼康”“佳能”等制造光刻機等IC生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè),，從而形成了獨立自主、相互銜接的包括“材料—晶圓—設(shè)備—制造—封裝測試—應(yīng)用” 等環(huán)節(jié)的全產(chǎn)業(yè)鏈,。

    現(xiàn)狀

    90年代信越化學(xué)的有機硅業(yè)務(wù)在國際競爭中已建立了絕對優(yōu)勢地位,，開始進行國際化擴張，分別在臺灣、美國,、新加坡,、荷蘭建立了分公司與工廠。并不斷探索新的業(yè)務(wù)線,，1998年開始光刻膠的企業(yè)化,、2007年開發(fā)RoHS限制對應(yīng)光隔離器并共同開發(fā)了凸版印刷和最尖端光刻掩膜版、 2008年開發(fā)世界最大級別的永久磁鐵式磁電路,。2015年 6月宣布將與中國最大的光纖生產(chǎn)企業(yè)合資成立公司,，投資 125 億日元（約合人民幣 6.25 億元）在湖北省建設(shè)光纖材料“光纖預(yù)制棒”的生產(chǎn)廠。

    而現(xiàn)在一股主流的聲音似乎都在唱衰日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),，一份IC Insights 發(fā)布的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計報告中顯示,，日本的半導(dǎo)體市場影響力和份額自1990年以來，發(fā)生了明顯的變化,。到2017年,，其IC市場份額（不包括 Foundry）只有7%，與90年代的輝煌相比,，日本的半導(dǎo)體行業(yè)看似進入了蕭條期,。

    日本在全球半導(dǎo)體市場份額逐年走低（來源：IC Insights）

    Gartner也發(fā)布了一份 2017 年全球半導(dǎo)體市場初步統(tǒng)計報告，數(shù)據(jù)顯示,，在排名前 10 的企業(yè)中,，只有一家東芝（Toshiba）來自日本，且排名第8,。

    2017 全球前十大半導(dǎo)體企業(yè)（來源：Gartner）

    似乎從表面上看,，日本半導(dǎo)體行業(yè)似乎日薄西山，其實不然,，只是從“臺前”到“幕后”,。半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈極其復(fù)雜，包括上游的材料,、設(shè)備,、EDA 軟件，中游的設(shè)計,、制造,，以及下游的封測等。半導(dǎo)體是個技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),，得核心技術(shù)者得天下,，而越往上游，核心技術(shù)越密集,、越高端,，特別是在半導(dǎo)體材料和設(shè)備領(lǐng)域,，日本企業(yè)在全球保持絕對優(yōu)勢。

    全球半導(dǎo)體材料生產(chǎn)份額（來源：公開資料）

    同時據(jù) SEMI 推測,，日本企業(yè)在全球半導(dǎo)體材料市場上所占的份額達到約52%,，而北美和歐洲分別占15%左右。日本的半導(dǎo)體材料行業(yè)在全球占有絕對優(yōu)勢,，在硅晶圓,、光刻膠、鍵合引線,、模壓樹脂及引線框架等重要材料方面占有很高份額,，如果沒有日本材料企業(yè)，全球的半導(dǎo)體制造都要受挫,。

    日本半導(dǎo)體材料全球份額占比（來源：產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)）

    放眼國際,，半導(dǎo)體材料幾乎被日本企業(yè)壟斷，信越,、SUMCO（三菱住友株式會社）,、住友電木、日立化學(xué),、京瓷化學(xué)等,。作為 IC 電路板硅片的主導(dǎo)企業(yè)，信越始終奔馳在大口徑化及高平直度的最尖端,。最早研制成功了最尖端的 300mm 硅片,。

    全球半導(dǎo)體材料壟斷（來源：中國半導(dǎo)體論壇）

    縱觀全球市場，光刻膠專用化學(xué)品生產(chǎn)壁壘高,，國產(chǎn)化需求強烈,。化學(xué)結(jié)構(gòu)特殊,、保密性強,、用量少、純度要求高,、生產(chǎn)工藝復(fù)雜,、品質(zhì)要求苛刻，生產(chǎn),、檢測,、評價設(shè)備投資大，技術(shù)需要長期積累,。至今光刻膠專用化學(xué)品仍主要被被日本合成橡膠（JSR）,、東京應(yīng)化（TOK）、住友化學(xué),、美國陶氏等化工寡頭壟斷,。

    全球光刻膠市場格局（來源：新材料在線）

    在半導(dǎo)體設(shè)備和材料領(lǐng)域，日本經(jīng)過多年的投入,、研發(fā),、技術(shù)、人才的積累,，使其至今在這一產(chǎn)業(yè)上有著很強的話語權(quán),。

    代替？

    再說回日韓矛盾,，日本在事件中限制出口了三個韓國難以找到替代產(chǎn)品的材料：用于將電路圖案轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體晶片上的光刻膠,；在芯片制造過程中用作蝕刻氣體的氟化氫；用于智能手機顯示屏的含氟聚酰亞胺,。

    韓國的一家芯片制造商的發(fā)言人表示：“這些材料,，我們無法迅速地在其他地方找到，也買不到,。即使我們在日本以外找到替代品,，我們也必須對其進行測試，以確保質(zhì)量足夠好,，能夠生產(chǎn)出高產(chǎn)量的芯片,。而且，這三種材料中的兩種是不能儲備的,，氟化氫是劇毒氣體,，而光刻膠則會變質(zhì)。氟化氫還可以從中國進口,，但是光刻膠和含氟聚酰亞胺是真的很難找到替代產(chǎn)品,。”

    據(jù)日本媒體報道,，日本生產(chǎn)的含氟聚酰亞胺約占世界總產(chǎn)量的90%,，而且，它還占據(jù)著全球大約90%的光刻膠產(chǎn)量,。韓國工業(yè)數(shù)據(jù)顯示,，今年前五個月，韓國從日本進口了 1.44 億美元的光刻膠,、氟化氫和含氟聚酰亞胺,。

    日本對韓國限制供應(yīng)的三種材料中，除氟化聚酰亞胺主要是用于液晶顯示器的制作工序以外,，氟化氫禁售是對韓國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最為致命的一擊,。而氟化氫是目前日本對韓國限制的材料中，中國國產(chǎn)化程度最高的材料之一,。高工工業(yè)研究所的調(diào)研報告顯示,，2018年中國氟化氫生產(chǎn)線有103條,，年產(chǎn)能達192.1萬噸，實際產(chǎn)量158.8萬噸,。我國擁有有十家左右生產(chǎn)電子級氟化氫的企業(yè),，包括濱化股份、巨化股份,、多氟多,、三美股份、新宙邦,、天賜材料等,，其中濱化股份產(chǎn)品屬于UPSS級；巨化股份產(chǎn)品能達到UPSS級,；多氟多產(chǎn)品品質(zhì)達到了行業(yè)最高級別UP-SSS級,。

    韓國LG顯示首席技術(shù)官Kang In-byeong表示，由于日本的半導(dǎo)體和顯示材料出口限制,，該公司目前正在測試中國的氟化氫,。除了LG顯示之外，三星電子和SK海力士也正在尋求從中國購買更多材料,。

更多信息可以來這里獲取==>>電子技術(shù)應(yīng)用-AET<<