鑒于當下的國際貿(mào)易形勢，芯片制造,，特別是高端芯片制造本土化的重要性越來越凸出。在這種情況下,，產(chǎn)業(yè)鏈上游的半導體設備和材料自給能力的提升也愈加重要,，因為巧婦難為無米之炊，沒有合適的設備和原材料,，造不出想要的芯片,。

半導體材料方面，按照應用環(huán)節(jié)可分為制造材料和封裝材料,，這里主要討論一下芯片制造材料,，這類材料主要包括硅片、特種氣體,、掩膜版,、光刻膠、濕電子化學品,、靶材,、CMP拋光液和拋光墊等。

從全球市場來看,，據(jù)SEMI統(tǒng)計,，2021－2023年的晶圓廠建設投資達到歷史新高，僅2022年的資本支出就增長了14％,，達到260億美元,，2022年約有28個新晶圓廠開始建設。晶圓產(chǎn)能的擴充必將帶動半導體材料需求持續(xù)增長,，繼2021年市場規(guī)模創(chuàng)新高后,，2022年全球半導體材料市場規(guī)模將同比增長7％，全球半導體材料市場規(guī)模有望在2023年超過700億美金,。

近些年,，中國大陸半導體材料消費市場規(guī)模在全球的占比持續(xù)提升，2021年比重升至18．6％,，已成為僅次于中國臺灣的全球第二大市場,。然而，在供給側(cè),，中國大陸不同半導體材料的技術(shù)水平差異較大,，整體與國外差距明顯。

隨著晶圓廠產(chǎn)能的擴充、技術(shù)和工藝的推進,，以及中國電子半導體產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善,，在半導體材料領域開始涌現(xiàn)出一批具備較好技術(shù)功底，極具發(fā)展?jié)摿Φ钠髽I(yè),。

下面看一下各種芯片制造材料,，以及中國大陸相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況。

01

硅片

從全球半導體硅片供應量來看,，在下游需求旺盛的時段,，硅片出貨量自2022年以來呈現(xiàn)同比基本持平的狀態(tài)，這反映出全球硅片產(chǎn)量幾乎達到了頂點,。從晶圓廠12英寸硅片庫存情況來看,，2021年每月的硅片投入量均大于購買量，晶圓廠硅片庫存持續(xù)下降,，然而,，自2022下半年以來，庫存量有所回升,，這樣看來,，2023年的硅片供需關(guān)系不會像過去幾年那么緊張了。

不過,，12英寸硅片的供應依然比較緊張,，全球五大廠商（信越化學，SUMCO（勝高）,，環(huán)球晶圓（GlobalWafers）,，Siltronic（世創(chuàng)），SK Siltron）的12英寸硅片擴產(chǎn)計劃于2021下半年陸續(xù)推出,，新增產(chǎn)能最快也要到2023下半年才能釋放出來,，因此，SUMCO預測至少到2023年底,，全球12英寸硅片供不應求的局面難以緩解,。

上一輪硅片供需失衡出現(xiàn)在2016－2018年，來自SEMI的數(shù)據(jù)顯示,，彼時硅片單位面積價格上漲了33．5％,，硅片廠商營收和盈利水平快速提升。本輪供需失衡有望再次引發(fā)漲價,，從硅片龍頭企業(yè)近期營收可以看出,，信越化學、SUMCO,、環(huán)球晶圓業(yè)績預期強勁,，在當前新增產(chǎn)能有限的背景下,，漲價是提升業(yè)績的主要手段。同時,，這些龍頭企業(yè)新增產(chǎn)能預計在2023下半年才能陸續(xù)放出,，行業(yè)長約訂單比重將增加。

中國大陸在2023這一年里,，晶圓廠產(chǎn)能需求會持續(xù)旺盛,，這對硅片需求量提出了更高要求。

在受到國際貿(mào)易限制的情況下,，為了滿足本土市場需求,，中國大陸硅片廠商，特別是頭部企業(yè),，如滬硅產(chǎn)業(yè)、中環(huán)股份,、立昂微,、神工股份等，都在擴充產(chǎn)能,。

2021年1月,，滬硅產(chǎn)業(yè)披露定增預案，擬募資50億元,，大基金二期認購15億元,，投入12英寸硅片研發(fā)與先進制造項目、12英寸高端硅基材料研發(fā)中試項目,，新增產(chǎn)能可達30萬片／月,。項目實施后，12英寸硅片總產(chǎn)能將達到60萬片／月,。

2022年3月,，立昂微斥資15億元收購了國晶半導體58．69％股權(quán)，以加強存儲,、邏輯芯片用輕摻12英寸硅片的市場地位,。國晶半導體已完成40萬片月產(chǎn)能的基礎設施建設，全自動化生產(chǎn)線已貫通,，第一期月產(chǎn)15萬片的產(chǎn)能將于2023下半年建成,。除了12英寸硅片，立昂微的功率器件用6英寸硅片業(yè)務也在擴展,，目標月產(chǎn)6萬片,，功率器件月產(chǎn)能將從原來的17．5萬片提升至23．5萬片。這些產(chǎn)品主要定位在汽車電子和光伏控制芯片兩大應用方向,。

02

光刻膠

得益于制程節(jié)點不斷進步,，以及存儲器層數(shù)的增加，半導體光刻膠需求持續(xù)增長。據(jù)TECHCET統(tǒng)計,，2022年全球光刻膠市場規(guī)模同比增長7．5％,，達到近23億美元，2021－2026 年,，半導體光刻膠市場年復合增長率預計為5．9％,，其中增速最快的產(chǎn)品是EUV和KrF光刻膠。TECHCET預計2021－2025年全球KrF光刻膠復合增速達到8％,，主要驅(qū)動力是3D NAND,，且相關(guān)晶圓產(chǎn)能仍在擴張中。EUV光刻膠2020－2025年復合增速達到53％,，如此高速增長源于EUV產(chǎn)能的快速提升,，包括邏輯芯片制程節(jié)點不斷演進，以及DRAM引入EUV工藝,。

美日韓企業(yè)占據(jù)了全球88％的光刻膠市場份額,，中國大陸光刻膠企業(yè)主要包括南大光電、晶瑞電材,、彤程新材,、上海新陽等。由于我國半導體光刻膠產(chǎn)業(yè)起步較晚,，目前的市占率較低,。

光刻膠行業(yè)存在先發(fā)優(yōu)勢，但技術(shù)壁壘并未到不能突破的程度,。光刻膠驗證周期長,，下游客戶不會輕易更換，打入客戶新增產(chǎn)能供應鏈是提升市場影響力的重要途徑,，例如,，國際大廠TOK生產(chǎn)顯影劑和邊緣去除劑，JSR生產(chǎn)底部抗反射涂料,，信越生產(chǎn)石英掩模毛胚和硅抗反射涂層,。中國廠商方面，彤程新材的KrF光刻膠已批量供應中芯國際,、華虹宏力,、武漢新芯、華潤上華等客戶,，包括12英寸和8英寸產(chǎn)線,，同時，該公司兩萬噸光刻膠相關(guān)配套試劑項目,，在2022下半年完成建設并投入生產(chǎn),。

03

電子氣體

電子氣體包括大宗電子氣體和電子特種氣體,，占芯片制造成本的13％。據(jù)Techcet統(tǒng)計,，2021年,，全球電子氣體的市場規(guī)模達到62．51億美元，其中,，電子特種氣體占72．6％,，電子大宗氣體占27．4％。

電子特種氣體應用于光刻,、刻蝕,、成膜、清洗,、摻雜,、沉積等工藝環(huán)節(jié)，主要包括三氟化氮等清洗氣體,，六氟化鎢等金屬氣相沉積氣體,。

近年來，半導體制造技術(shù)快速更迭,，例如，硅片尺寸從6英寸,、8英寸發(fā)展到12英寸,，制程工藝從28nm發(fā)展到3nm，顯示面板從LCD到剛性OLED,，再到柔性,、可折疊OLED。這些促使電子特氣的精細化程度持續(xù)提升,，同時,，由于全球半導體、顯示面板等產(chǎn)業(yè)鏈不斷向亞洲,、中國大陸轉(zhuǎn)移,，以集成電路、顯示面板為應用主體的電子特氣需求快速增長,。據(jù)IC Insights統(tǒng)計,，預計2025年中國集成電路制造產(chǎn)值將達到432億美元，自給率進一步提升至19．4％,，據(jù)Forst＆Sullivan統(tǒng)計,，2020－2024年，中國顯示面板市場年復合增長率為6．34％,，這些對電子特氣的需求帶來了持續(xù),、強勁的拉動作用,。

全球電子特氣市場主要被4家企業(yè)把持著，它們是德國林德,、法國液化空氣,、美國空氣化工和日本大陽日酸。

目前,，中國本土特種氣體產(chǎn)品主要集中在中低端市場,，在集成電路制造應用更廣的高端特氣市場，本土企業(yè)存在產(chǎn)品品類不全,，純度不高等短板,，國產(chǎn)電子特氣主要集中在清洗和部分蝕刻等低精度應用環(huán)節(jié)，在高精度摻雜,、沉積,、蝕刻、光刻環(huán)節(jié),，主要依賴進口,。

特種氣體屬于危險化學品，對包裝和運輸有很高要求,，一旦發(fā)生泄漏會產(chǎn)生嚴重后果,，因此，進口特種氣體存在多種不便,。而國產(chǎn)特種氣體運輸和售后便利,，價格比國外產(chǎn)品低很多，另外,，國產(chǎn)產(chǎn)品不存在“卡脖子”問題,，具有很好的發(fā)展前景。

04

濕電子化學品

濕電子化學品是集成電路,、光電子濕法工藝（濕法刻蝕,、濕法清洗）制程中使用的各種液體化工材料。

中國電子材料行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示,，2021年,，中國濕電子化學品市場規(guī)模為137．8億元，年復合增長率為17．3％,，高于全球平均增速,，預計2028年將達到301．7億元。

目前,，半導體用濕電子化學品的國產(chǎn)化率較低,，約為20％，顯示面板用國產(chǎn)化率約為40％,。中美貿(mào)易持續(xù)摩擦,，進一步推動了濕電子化學品的國產(chǎn)替代進程,。

由于起步較晚，我國濕電子化學品品類豐富程度和提純技術(shù)水平落后于國外領先企業(yè),，應用多集中于低端市場,，主要供應光伏、低代線平板顯示,、6英寸以下晶圓加工市場,，G6、G8代線平板顯示和8英寸以上晶圓加工市占率僅為10％,。

近些年,，中國本土企業(yè)積極開拓高端濕電子化學品市場，頭部廠商已具備生產(chǎn)G4,、G5標準產(chǎn)品的能力,，再結(jié)合運輸、價格和售后等方面的本土化優(yōu)勢,，未來發(fā)展空間廣闊,，特別是在高端市場。

05

CMP材料

CMP是一種化學腐蝕和機械研磨相結(jié)合的平坦化半導體表面工藝,，是集成電路制造過程中實現(xiàn)晶圓全局均勻平坦化的關(guān)鍵工藝,。CMP材料主要包括拋光墊和拋光液。

CMP拋光墊的硬度,、剛性,、可壓縮性等物理性能對拋光質(zhì)量、材料去除率和拋光墊的壽命有顯著影響,。

拋光墊行業(yè)具有技術(shù)密集、資金密集,、客戶驗證壁壘高的特點,，這導致其市場集中度很高，主要被陶氏化學占據(jù),，該公司全球市占率達到79％,，前五大廠商占據(jù)91％的份額。中國市場所用的CMP拋光墊幾乎全部依賴進口,，陶氏化學壟斷了中國近90％的市場,，目前，中國本土企業(yè)中,，僅有鼎龍股份有能力大批量生產(chǎn),，是國內(nèi)唯一一家全面掌握CMP拋光墊全流程核心研發(fā)和制造技術(shù)的企業(yè)。

拋光液市場同樣被國外廠商把持著,，代表企業(yè)包括Cabot Microelectronics,、Versum,、日立、富士美,、陶氏化學等,，合計市占率達80％以上。不過,，全球拋光液市場格局有分散化趨勢,，美國Cabot Microelectronics是全球拋光液市場龍頭企業(yè)，2000年市占率高達80％,，2017年則下降至36％,。拋光液市場分散程度相對較高，多元化發(fā)展的趨勢,，對于中國本土相關(guān)企業(yè)是利好,，目前，安集微電子已經(jīng)實現(xiàn)一定程度的國產(chǎn)替代,。

由于CMP拋光墊和拋光液對芯片良率影響較大,，但成本占比相對較低，在成熟的晶圓廠,，為確保芯片良率,，很少替換原有供應商。因此,，對后來者而言,，認證門檻很高，認證周期較長,。目前,，受益于半導體產(chǎn)業(yè)鏈安全可控的大環(huán)境，中國本土CMP拋光墊和拋光液企業(yè)的認證速度加快了很多,，已將驗證周期縮短到半年左右,。

06

靶材

靶材是PVD沉積和薄膜沉積的關(guān)鍵材料。國外相關(guān)企業(yè)在靶材市場處于主導地位,，截至2021 年,，美日頭部靶材企業(yè)占據(jù)了全球市場份額的80％，代表企業(yè)包括JX日礦金屬,、霍尼韋爾,、東曹和普萊克斯。近些年,，中國本土頭部企業(yè)成長迅速,，江豐電子、有研新材,、阿石創(chuàng),、隆華科技等都開辟出了一片天,。

07

結(jié)語

中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展較晚，本土半導體材料企業(yè)在市占率方面明顯低于國際大廠,，營收,、利潤體量較小。此外,，與國際大廠相比,，中國本土企業(yè)在產(chǎn)品豐富程度和純度上也存在較大差距。

近幾年,，在國產(chǎn)替代需求的大環(huán)境下,，部分本土半導體材料產(chǎn)品開始在國內(nèi)晶圓大廠進行驗證，并陸續(xù)獲得訂單,。隨著國際貿(mào)易限制增多,，中國本土材料進入本土晶圓廠供應鏈的機會越來越多。在中國半導體產(chǎn)能擴張周期和復雜的國際環(huán)境下,，產(chǎn)業(yè)鏈本土化的迫切性不斷提升,，國產(chǎn)半導體材料有望進一步提升市場份額。

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