2020-03-26來源: 中國電子報


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半導體材料是半導體產業發展的基礎,它融合了當代眾多學科的先進成果,在半導體製造技術不斷升級和產業的持續創新發展中扮演著重要角色。半導體技術每前進一步都對材料提出新的要求,而材料技術的每一次發展也都為半導體新結構、新器件的開發提供了新的思路。2019年,國內半導體材料在各方共同努力下,部分中高端領域取得可喜突破,國產化進一步提升。

行業整體影響下,市場規模小幅下滑

受行業整體不景氣影響,2019年全球半導體材料市場營收下滑顯著,但下降幅度低於整體半導體產業。據中國電子材料行業協會統計,2019年全球半導體材料整體市場營收483.6億美元(約合人民幣3430.7億元),同比2018年的519.4億美元下降6.89%。

從材料的區域市場分布來看,中國台灣地區是半導體材料最大區域市場,2019年市場規模達114.69億美元;中國大陸市場規模81.90億美元(約合人民幣581.5億元);韓國市場規模76.12億美元。

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從晶圓製造材料與封裝材料來看,2019年全球半導體晶圓製造材料市場規模293.19億美元,同比2018年的321.56億美元下降8.82%;2019年全球半導體晶圓封裝材料市場規模190.41億美元,同比2018年的197.43億美元下降3.56%。

2019年中國半導體材料市場規模81.90億美元,同比2018年的84.92億美元下降3.56%,其中晶圓製造材料市場規模27.62億美元,同比2018年的28.17億美元下降1.95%;封裝材料市場規模54.28億美元,同比2018年的56.75億美元下降4.35%。

2019年7月22日,科創板首批公司上市。安集微電子作為國內CMP拋光液龍頭,成為首批登陸科創板的25家企業之一,久日新材、華特氣體、神工股份等緊隨其後,成功登陸科創板,與此同時,正帆科技、格林達等半導體材料企業在登陸資本市場的進程中進展順利,有望在新的一年迎來裏程碑,拓寬了各企業的融資渠道,也為行業整體發展注入新的保障。

細分領域發展不一,部分中高端領域取得可喜突破

綜合各領域來看,部分領域已實現自產自銷,靶材、電子特氣、CMP拋光材料等細分產品已經取得較大突破,部分產品技術標準達到國際一流水平,本土產線已基本實現中大批量供貨。2019年我國半導體材料生產企業用於國內半導體晶圓加工領域的銷售額達138億元,同比增長4.4%。整體國產化率提高到24.4%,充分顯示了近年來企業綜合實力的提升。

矽片方麵,2019年國內市場規模8.12億美元,同比增長1.63%。作為半導體材料中成本占比最高的材料,國內12/8英寸矽片企業已超過16家,擬在建產線迭出,2019年各主要產線穩步推進。衢州金瑞泓成功拉製出擁有完全自主知識產權的量產型集成電路用12英寸矽單晶棒;中環領先12英寸矽片廠房安裝了第一套設備;徐州鑫晶半導體12英寸大矽片長晶產線試產成功,並陸續向國內和德國等多家客戶發送試驗樣片;業界普遍關注的上海新昇28nm邏輯、3D-NAND存儲正片通過了長江存儲的認證;有研科技集團與德州市政府、日本RST公司等共同簽約,建設年產360萬片的12英寸矽片產業化項目。盡管各企業小而分散,但大矽片真正實現國產化前景可期。

光掩膜方麵,與旺盛的需求形成反差的是國內高端掩模保障能力不足,大量訂單流向海外。目前,半導體用光掩膜國產化率不足1%。內資企業中真正從事半導體用光掩模生產的僅有無錫中微,研究機構有中科院微電子所及中國電科13所、24所、47所和55所等,過去一年裏,行業取得的實質性突破較少。

光刻膠方麵,目前國內集成電路用i線光刻膠國產化率10%左右,集成電路用KrF光刻膠國產化率不足1%,ArF幹式光刻膠、ArFi光刻膠全部依賴進口。2019年,南大光電設立光刻膠事業部,並成立了全資子公司“寧波南大光電材料有限公司”,全力推進“ArF光刻膠開發和產業化項目”落地實施;同時與寧波經濟技術開發區管理委員會簽署了《投資協議書》,擬投資開發高端集成電路製造用各種先進光刻膠材料以及配套原材料和底部抗反射層等高純配套材料,形成規模化生產能力,建立配套完整的國產光刻膠產業鏈。上海新陽248nm光刻膠配套的光刻機已完成廠內安裝開始調試,193nm光刻膠配套的光刻機也已到貨。經過近三年的研發,關鍵技術已有重大突破,已從實驗室研發轉向產業研發。

濕化學品方麵,目前半導體領域整體國產化率23%左右。2019年,興發集團控股子公司湖北興福電子材料有限公司技術創新取得重大突破,電子級磷酸順利通過了中芯國際12英寸28nm先進製程工藝的驗證測試,開啟了對中芯國際先進製程Fab端的全麵供應。此外,長江存儲、廈門聯芯等先進12英寸Fab也開啟了驗證測試。多氟多抓住日韓貿易戰機會,電子級氫氟酸穩定批量出口韓國高端半導體製造企業,進入韓國兩大半導體公司的供應鏈中,被最終應用在3D-NAND和 DRAM的工藝製程中,使電子級氫氟酸產品打開國門走向世界。

電子特氣方麵,目前我國半導體用電子特氣的整體國產化率約為30%。2019年,華特氣體激光準分子混合氣國內大規模起量應用,同時進軍海外市場;金宏氣體TEOS研發確定重點進展,即將投放市場;綠菱高純電子級四氟化矽質量穩步提升,國內市場份額逐步提高;博純股份氧硫化碳研發成功;南大光電與雅克科技加大了前驅體研發力度。此外,中船七一八所也加大了新含鎢製劑的研製。

CMP拋光材料方麵,安集微電子的後道Cu/Barrier拋光液技術水平與國內領先集成電路生產商同步,TSV拋光液在國際和國內均在領先水平,這幾類拋光液2019年在14nm節點上實現小規模量產。鼎龍股份不僅完善了自身的CMP拋光墊型號,從成熟製程到先進製程完成全覆蓋,而且進入了長江存儲供應鏈,大部分產品均在晶圓廠進行驗證和測試。

靶材方麵,江豐電子已成功突破半導體7nm技術節點用Al、Ti、Ta、Cu係列靶材核心技術並實現量產應用,5nm技術節點的研發工作穩步進行中。有研億金持續推進實現納米邏輯器件和存儲器件製備用貴金屬及其合金相關靶材的開發與使用。

先進封裝材料方麵,高端承載類材料蝕刻引線框架與封裝基板、線路連接類材料鍵合絲與焊料、塑封材料環氧塑封料與底部填充料等仍高度依賴進口,2019年國內企業主要在中低端領域有所突破,高端領域個別品種實現攻關。

不確定因素增加,半導體材料業仍篤定前行

目前,國內半導體材料總體上形成了以龍頭企業為載體,平台配合推進驗證的能力,具備了一定的產業基礎、技術積澱,以及人才儲備,部分細分材料領域緊追國際水平。但是,先進技術節點材料市場整體仍被國外壟斷,國產材料突破較少,關鍵環節核心材料空白,影響了整個產業安全。

半導體產業加速向中國大陸轉移,中國正成為主要承接地,2020年業界普遍認為5G會實現大規模商用,熱點技術與應用推動下,國內半導體材料需求有望進一步增長。大基金二期已完成募資,預計三月底可開始實質投資,主要圍繞國家戰略和新興行業進行,比如智能汽車、智能電網、人工智能、物聯網、5G等,預計將加大對國產半導體材料的投入力度,新一輪的資本介入,將助力半導體材料國產替代進度。

新年伊始,世界經濟持續下行,全年經濟疲弱似成定局,肺炎疫情給行業發展帶來了衝擊,中美貿易戰仍未平息,2020年增加了諸多不確定因素。但在確定的發展目標下,國內半導體材料業必將篤定前行!