【中國傳動網 市場分析】 提到半導體，相信大家都不會陌生了。從今年中興事件開始，半導體行業，芯片這些詞被頻頻推到公眾的眼前。這篇文章將會是半導體產業鏈的開端，將會分成上中下游是三個部分給大家展現一個真實的半導體產業。

從大方向來說：

半導體產業最上游是IC設計公司與硅晶圓制造公司，IC設計公司依客戶的需求設計出電路圖，硅晶圓制造公司則以多晶硅為原料制造出硅晶圓。中游的IC制造公司主要的任務就是把IC設計公司設計好的電路圖移植到硅晶圓制造公司制造好的晶圓上。完成后的晶圓再送往下游的IC封測廠實施封裝與測試，就算完成了。

晶圓材料主要有硅片、光掩膜、光刻膠、光刻膠輔助設備、濕制程、濺射靶、拋光液、其他材料。封裝材料主要有層壓基板、引線框架、焊線、模壓化合物、底部填充料、液體密封劑、粘晶材料、錫球、晶圓級封裝介質、熱接口材料。

在半導體材料領域，由于高端產品技術壁壘高，國內企業長期研發投入和積累不足，我國半導體材料在國際分工中多處于中低端領域，高端產品市場主要被歐美日韓臺等少數國際大公司壟斷，比如：硅片全球市場前六大公司的市場份額達90％以上，光刻膠全球市場前五大公司的市場份額達80％以上，高純試劑全球市場前六大公司的市場份額達80％以上，CMP材料全球市場前七大公司市場份額達90％。

國內大部分產品自給率較低，基本不足30％，并且大部分是技術壁壘較低的封裝材料，在晶圓制造材料方面國產化比例更低，主要依賴于進口。另外，國內半導體材料企業集中于6英寸以下生產線，目前有少數廠商開始打入國內8英寸、12英寸生產線。

一、大硅片（占比33％）

硅片是最主要的半導體材料，歷年來硅晶圓片的市場銷售額占整個半導體材料市場總銷售額的32％～40％。在具體的硅片方面，目前主流的硅片為300mm（12英寸）、200mm（8英寸）和150mm（6英寸）。單晶硅片直徑越大，所能刻制的集成電路越多，芯片的成本也就越低。12英寸硅片自2009年開始市場份額超過50％，到2015年的份額已經達到78％。12英寸大硅片主要用于生產90nm－28nm及以下特征尺寸（16nm和14nm）的存儲器、數字電路芯片及混合信號電路芯片，多用于PC、平板、手機等領域。

半導體材料市場你知道多少？

半導體硅片具有極高的技術壁壘，全球市場呈現出寡頭壟斷的格局，日本信越和SUMCO（由三菱硅材料和住友材料Sitix分部合并而來）一直占據主要市場份額，雙方約各占30％左右，日本在切、磨、拋設備及漿料、切削油等材料方面占據主導地位。其他主要公司有德國Siltronic（德國化工企業Wacker的子公司）、韓國LGSiltron、美國MEMC和臺灣環球晶圓四家公司。上述6家供應商合計占據全球90％以上的市場份額。

國內大硅片領先企業——上海新陽曾透露，該公司12英寸大硅片生產線所用的拉晶爐主要采購自韓國、日本、德國，切割、研磨、拋光設備主要采購自日本，部分非關鍵設備采購自韓國和臺灣。

雖然目前差距甚大，但是中國企業的追趕也已經起步。10月16日，晶盛機電股份宣布與中環領先半導體材料就集成電路用8－12英寸半導體硅片項目四工段設備采購第一包及第二包簽訂了設備購銷合同，合同金額合計4．028億元。根據合同，雙方就半導體單晶爐與半導體單晶硅切斷機、滾磨機設備達成合作。其中，半導體單晶爐合同總價款為3．6億元，按月分批交貨，于2019年5月底前交付全部設備；半導體單晶硅切斷機、滾磨機合同總價款4240萬元，按月分批交貨，2019年8月底前交付全部設備。亞化咨詢認為，此次中標，是半導體單晶爐國產化的一大步。

2012年到2017年，全球半導體硅片出貨面積穩定增長。SEMI最新數據顯示，全球硅片出貨面積在2018年上半年達到62．44億平方英寸，同比增長7．0％。隨著全球硅片面積和硅片價格的同時上漲，亞化咨詢預計2018年全球硅片市場將達到110億美元。

中國積極布局半導體大硅片生產制造領域。直至目前，中國在8及12英寸硅片生產上已投資數百億元人民幣。亞化咨詢數據顯示，未來中國新增8英寸硅片設計產能將超過210萬片／月。未來新增產能將帶動半導體材料及設備的強勁需求。

目前，國內8寸的硅片生產廠商僅有浙江金瑞泓、北京有研總院、河北普興、南京國盛、上海新傲等少數廠商，遠沒有滿足國內市場，12寸硅片目前全部采用進口，可以說是國內半導體產業鏈上缺失的一環。

1）上海新陽：由上海硅產業投資公司投資（持股62．82％）、上海新陽參股（持股27．56％）的上海新昇300mm大硅片項目從2017年第二季度開始已經向中芯國際等代工廠提供樣片進行認證，并實現擋片、陪片、測試片等產品銷售。受晶圓供應緊張影響，下游客戶加快了認證進度，目前已經與中芯國際、武漢新芯、華力微電子三家公司簽署了采購意向性協議。一期15萬片／月的產能，預計在2018年年中實現達產；上海新昇總規劃產能為60萬片／月，預計在2021年實現滿產。如果一切較為順利，這將填補國內空白，具有重要的戰略意義。

晶盛機電、中環股份：晶盛機電和中環股份攜手無錫市，宣布共同投資30億美元在宜興建設集成電路用大硅片生產與制造項目。

二、電子特種氣體（14％）

電子氣體在電子產品制程工藝中廣泛應用于薄膜、蝕刻、摻雜等工藝，被稱為半導體、平面顯示等材料的“糧食”和“源”。電子特種氣體又可劃分為摻雜氣、外延氣、離子注入用氣、LED用氣、蝕刻用氣、化學汽相沉淀用氣、載運和稀釋氣體等幾大類，種類繁多，在半導體工業中應用的有110余種電子氣體，常用的有20－30種。

電子特種氣體行業集中度高，主要企業有美國空氣化工、美國普萊克斯、德國林德集團、法國液化空氣和日本大陽日酸株式會社，五大氣體公司占有全球90％以上的市場份額，上述企業也占據了我國電子特種氣體的主要市場份額。國產電子氣體已開始占據一定的市場份額，經過多年發展，國內已有部分企業在部分產品方面攻克技術難關。四川科美特生產的四氟化碳進入臺積電12寸臺南28nm晶圓加工生產線，目前公司已經被上市公司雅克科技收購；金宏氣體自主研發7N電子級超純氨打破國外壟斷，主要上市公司有雅克科技、南大光電、巨化股份。

三、光掩模板（13％）

掩膜版是在IC制作過程中，利用光刻蝕技術把設計好的電路圖形復制于晶圓上。我們把電腦上設計出來的電路圖用光照到金屬／玻璃薄膜上，制造出掩膜。我們再把剛制作好的掩膜蓋在硅片上，當光通過掩膜照射，電路圖就＂印制＂在硅晶片上。如果我們按照電路圖使應該導電的地方連通，應該絕緣的地方斷開，這樣我們就在硅片上形成了所需要的電路。

掩膜版質量的優劣直接影響光刻的質量。在芯片制造過程中需要經過十幾甚至幾十次的光刻，每次光刻都需要一塊光刻掩膜版，每塊光刻掩膜版的質量都會影響光刻的質量。一般來說，通過一系列光學系統將掩膜版上的圖形按照4：1的比例投影在晶圓上的光刻膠涂層上，如果晶圓的最小線寬要達到28nm，掩膜版上的最小線寬只要達到112nm即可。然而隨著線寬的不斷縮小，光衍射導致的投影圖形對比度和失真問題也相應出現，這對掩膜版制造廠商的技術提出了更多的要求。

全球主要的晶圓制造廠商，如Intel、Globalfoundries、IBM、TSMC、UMC、Samsung等都有自己的專業工廠來生產自身需要的掩膜版，最先進的制程所需的掩膜版技術也就自然而然掌握在這些國際巨頭手中。不過近些年，掩膜版外包的趨勢非常的明顯，特別是對于一些60nm及90nm以上制程的低端產品，外包的現象非常明顯。

目前全球專業的掩膜版廠商包括美國的Photronics，臺灣的臺灣光罩，日本的Toppan，Hoya，SK－Electronics等。Photronics作為全球領先的掩膜版廠商，主要生產60nm及以上制程的光罩，2014年營收達到4．56億美元，凈利潤3202萬美元；而像臺灣光罩則主要生產和供應相對低端的0．25微米、0．18微米、0．15微米、0．13微米、0．11微米和90納米制程的光罩，2014年營收達到4411萬美元，凈利潤191萬美元。

目前國內的掩膜版廠商主要分為3類：第一類是科研院所，主要有中科院微電子中心，中國電子科技集團第13所、24所、47所、55所等；第二類是專業的掩膜版制造廠商，主要有無錫華潤微電子有限公司掩膜工廠、上海凸版光掩膜有限公司、Photronics（上海）。第三類是晶圓代工廠，例如中芯國際，中芯國際的制版能力也處于國際較先進的水平。

四、光刻膠（6％）

指通過紫外光、準分子激光、電子束、離子束、X射線等光源的照射或輻射，其溶解度發生變化的耐蝕刻薄膜材料。其溶解度發生變化的耐蝕刻薄膜材料。根據在顯影過程中曝光區域的去除或保留，分為正像光刻膠和負像光刻膠。隨著分辨率越來越高，光刻膠曝光波長不斷縮短，由紫外寬譜向G線（436nm）→I線（365nm）→KrF（248nm）→ArF（193nm）→F2（157nm）→極紫外光EUV的方向轉移。

我國光刻膠生產基本上被外資把控，并且集中在低端市場。據中國產業信息數據，2015年我國光刻膠產量為9．75萬噸，其中中低端產品PCB光刻膠產值占比為94．4％，而LCD和半導體用光刻膠產值占比分別僅為2．7％和1．6％，半導體光刻膠嚴重依賴進口。

另外，2015年我國光刻膠前五大公司分別臺灣長興化學、日立化成、日本旭化成、美國杜邦及臺灣長春化工，均是外資或合資企業，上述五大企業市場份額達到89．7％，內資企業市場份額不足10％。光刻膠主要上市公司有晶瑞股份、飛凱材料，強力新材，上海新陽。

五、光刻膠配套試劑（7％）

又稱為濕功能電子化學品，是指通過復配手段達到特殊功能、滿足制造中特殊工藝需求的配方類或復配類化學品。一般配合光刻膠使用，包括顯影液、漂洗液、剝離液等。

配套試劑和光刻膠配合使用，生產光刻膠的企業一般具備生產配套試劑的能力，國內的廠商包括江化微、江陰潤瑪、晶瑞股份等，國內企業快速突破技術壁壘，憑借成本及本土化優勢得以迅速發展。中國企業不斷加強濕電子化學品基礎研究，目前包括江化微在內的一批本土企業突破了跨國企業的技術壟斷，部分領域產品已經達到國際標準。

六、拋光液和拋光墊（7％）

目前全球拋光的主流技術是CMP技術，是指在晶圓制造過程中，使用化學及機械力對晶圓進行平坦化處理的過程。CMP技術所應用的拋光液、拋光墊、拋光漿料是硅晶圓及芯片進行工業處理的的三大消耗品，其中拋光工藝的技術核心和價值核心均在拋光墊。拋光墊價值量占拋光材料的六成，其力學性能和表面組織特征對于平坦化的效果非常關鍵，是CMP工藝的技術核心和價值核心。

當前全球拋光墊市場呈現寡頭壟斷格局，陶氏化學占據拋光墊市場近八成份額，國內缺乏獨立自主知識產權和品牌，龐大的國內市場完全被外資產品所壟斷，進口替代空間廣闊。國產材料具有明顯的價格和服務等優勢，大陸建廠熱潮有望驅動國內CMP拋光墊廠商加速發展。國內拋光墊核心上市公司有鼎龍股份。

七、光阻材料（7％）

光阻材料是印刷電路板線路影像轉移與制作的重要材料。在電子產品日益輕、薄、短、小之趨勢下，干膜光阻正扮演決定性的角色；其制作技術是直接影響信息及通訊等產品質量的關鍵。受到市場需求強勁推動，中國大陸在全球光阻材料市場中所占份額必將大幅提升。數據顯示，中國大陸市場所需G－Line光阻材料在全球市場所占份額從2012年起大幅增加；所需I－Line光阻材料在全球市場所占份額從2013年起大幅增加；所需248nm光阻材料在全球市場所占份額從2013年起大幅增加。

光阻材料暫無上市公司，北京化工大學、江蘇博硯科技有限公司聯合召開的國家重點研發與產業化項目推進會上獲悉，我國微電子加工用高端超純化學品關鍵技術已取得重大突破，并已在江蘇宜興建成國內首條年產1000噸黑色光阻示范生產線。這意味著長期受國外壟斷的微電子材料開始走向國產化，并為我國微電子及相關產業擺脫進口依賴起到了重要的引領作用。

八、超凈高純試劑（占比4％）

又稱濕化學品，亦可稱為通用濕電子化學品，是指主體成分純度大于99．99％，雜質離子和微粒數符合嚴格要求的化學試劑。主要以上游硫酸、鹽酸、氫氟酸、氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀、丙酮、乙醇、異丙醇等為原料，經過預處理、過濾、提純等工藝生產的得到純度高產品。在半導體領域主要用于芯片的清洗和腐蝕，同時在硅晶圓的清洗中也起到重要作用。其純度和潔凈度對集成電路成品率、電性能及可靠性有十分重要的影響。

應用于半導體的超凈高純試劑，全球主要企業有德國巴斯夫，美國亞什蘭化學、Arch化學，日本關東化學、三菱化學、京都化工、住友化學、和光純藥工業，臺灣鑫林科技，韓國東友精細化工等，上述公司占全球市場份額的85％以上。

目前，國內生產超凈高純試劑的企業中產品達到國際標準且具有一定生產量的企業有30多家，國內超凈高純試劑產品技術等級主要集中在G2級以下，國內江化微、晶瑞股份等企業部分產品已達到G3、G4級別，晶瑞股份超純雙氧水已達G5級別，部分產品已經實現進口替代。我國內資企業產超凈高純試劑在6英寸及6英寸以下晶圓市場上的國產化率已提高到80％，而8英寸及8英寸以上晶圓加工的市場上，其國產化率由2012年約8％左右緩慢增長到2014年的10％左右。超凈高純試劑產能方面，晶瑞股份產能3．87萬噸，江化微產能3．24萬噸。

九、靶材（3％）

半導體行業生產領域，靶材是濺射工藝中必不可少的重要原材料。濺射工藝是制備電子薄膜材料的主要技術之一，它利用離子源產生的離子轟擊固體表面，使固體表面的原子離開固體并沉積在基底表面，被轟擊的固體稱為濺射靶材。

靶極按照成分不同可分為金屬靶極（純金屬鋁、鈦、銅、鉭等）、合金靶極（鎳鉻合金、鎳鈷合金等）和陶瓷化合物靶極（氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等）。半導體晶圓制造中200nm（8寸）及以下晶圓制造通常以鋁制程為主，使用的靶材以鋁、鈦元素為主。300nm（12寸）晶圓制造，多使用先進的銅互連技術，主要使用銅、鉭靶材。

半導體芯片對濺射靶材的金屬材料純度、內部微觀結構等方面都設定了極其苛刻的標準，長期以來一直被美、日的跨國公司所壟斷，我國的超高純金屬材料及濺射靶材嚴重依賴進口。目前上市的靶材公司有江豐電子、有研新材、阿石創。

總結

中國企業在半導體大硅片材料、設備領域較為薄弱，需要與國際領軍企業交流學習技術，借鑒成功經驗，發展壯大。助力中國半導體產業的崛起。