大陸半導體奮起直追 材料及設備行業(yè)期待更多突破

　　(2)半導體光掩膜版國內處于發(fā)展前期

　　光掩模板可根據應用分為平板顯示、觸摸屏和 IC 掩模板( photomask)。在平板顯示、觸摸屏、半導體制備過(guò)程中，版圖是設計與工藝制造之間的接口，觸摸屏、顯示屏及集成電路制造商要將版圖的圖形轉移到玻璃基板或晶元上，必須經(jīng)過(guò)制版過(guò)程，即產(chǎn)生一套分層的版圖光刻掩膜版，從而為后續的圖形轉化(光刻和刻蝕)做準備?！?/p>

　　光掩膜版的主要用途

　　光掩膜版的產(chǎn)業(yè)鏈

　　根據 SEMI， 目前全球半導體光刻掩膜版市場(chǎng)規模近 34 億美元，即 210 億人民幣。未來(lái)光刻掩膜版市場(chǎng)增長(cháng)速度將在 5%左右。

　　由于掩膜版是設計和制造的重要銜接，晶圓制造廠(chǎng)商都有自己的專(zhuān)業(yè)工廠(chǎng)來(lái)生產(chǎn)自身需要的掩膜版，因此先進(jìn)的掩膜版技術(shù)也是掌握在具有先進(jìn)晶圓制造制程的晶圓廠(chǎng)手中。但近年來(lái)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(chǎn)品。 外包的掩膜版市場(chǎng)份額從2003 年時(shí)的 30%上升至 2014 年的 53%。

　　掩膜版外包趨勢明顯

　　半導體光掩模市場(chǎng)集中度高， 寡頭壟斷嚴重， Photronics、大日本印刷株式會(huì )社 DNP 和日本凸版印刷株式會(huì )社 Toppan 三家占據 80%以上的市場(chǎng)份額。

　　半導體光掩膜市場(chǎng)高度集中

　　Photronics 作為全球領(lǐng)先的掩膜版廠(chǎng)商，主要生產(chǎn) 60nm 及以上制程的光罩。由于掩膜版行業(yè)所需要的核心設備光刻機目前仍然是進(jìn)口為主，并且高度壟斷，單價(jià)一般超過(guò) 1000萬(wàn)元，高端設備甚至超過(guò) 1 億元，并且交貨周期較長(cháng)，導致了我國掩膜版生產(chǎn)廠(chǎng)商對于充產(chǎn)能較為謹慎，限制了行業(yè)的發(fā)展。

　　掩膜版由海外壟斷，并且由于上游基板材料成本占比 90%，生產(chǎn)廠(chǎng)家都不斷向上游延伸，部分已經(jīng)具備了研磨、拋光、鍍鉻、涂膠等全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)能力。

　　目前國內除了晶圓代工廠(chǎng)以外， 掩膜版廠(chǎng)商主要分為兩類(lèi)：第一類(lèi)是科研院所， 包括中科院微電子中心，中國大陸電子科技集團第 13 所、 24 所、 47 所、 55 所等;第二類(lèi)是專(zhuān)業(yè)的掩膜版制造廠(chǎng)商，主要有路維光電(新三板上市)、深圳清溢光電(中小板掛牌)等。

　　掩膜版中主要企業(yè)生產(chǎn)鏈情況

　　(3)光刻膠海外壟斷

　　光刻膠又稱(chēng)光致抗蝕劑， 將掩膜板上的圖形轉移到晶圓表面頂層的光刻膠中，并在后續工序中，保護下面的材料(刻蝕或離子注入) 。 光刻膠由感光樹(shù)脂、光引發(fā)劑、添加劑、溶劑等組成， 其中，感光樹(shù)脂是光刻膠作用的關(guān)鍵組分。

　　光刻膠按應用可分為三個(gè)部分： PCB 光刻膠， LCD 光刻膠和半導體光刻膠，其中用于集成電路制造的半導體光刻膠約占光刻膠市場(chǎng)的 1/4。

　　全球半導體光刻膠約占光刻膠市場(chǎng)的 1/4

　　中國大陸半導體光刻膠僅占光刻膠市場(chǎng)的 2%

　　波長(cháng)越短，光刻分辨率越高， 為了滿(mǎn)足不斷縮小的集成電路線(xiàn)寬， 光刻膠的波長(cháng)也由紫外 g 線(xiàn)(436nm)、 i 線(xiàn)( 365nm) 逐漸向深紫外 KrF( 248nm ) ArF(193nm)方向發(fā)展。 2010 年后，還陸續出現了更為高端的超紫外光刻膠、電子束光刻膠、極紫外光刻膠等。

　　全球光刻膠市場(chǎng)規模

　　全球半導體光刻膠的核心技術(shù)基本掌握在美國和日本手中。

　　國內集成電路光刻膠主要以紫外光刻膠為主，超大規模集成電路用深紫外 248nm KrF 和 193nmArF 需求量也在增加，但自給率很低。

　　紫外正性光刻膠( g/i 線(xiàn))產(chǎn)業(yè)分布

　　由于海外半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展更成熟， 半導體光刻膠市場(chǎng)也基本被外國壟斷， 美國、日本、歐洲、韓國等。 JSR、信越化學(xué)、 TOK、陶氏化學(xué)屬于行業(yè)巨頭。

　　深紫外光刻膠( 248nm+193nm )產(chǎn)業(yè)分布

　　國內從事光刻膠和配套化學(xué)產(chǎn)品研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的廠(chǎng)商非常少。與海外的差距主要原因：一方面，高端光刻膠樹(shù)脂合成及光敏劑合成技術(shù)與海外相比有一定差距;另一方面，高端光刻膠的研究需要價(jià)格較高的曝光機和檢測設備，小企業(yè)無(wú)法承受。此外，由于光刻膠所應用的電子行業(yè)與軍工關(guān)系密切，導致國外對高端技術(shù)封鎖。

　　目前國內在光刻膠領(lǐng)域較為領(lǐng)先的企業(yè)僅北京科華(南大光電參股子公司)和蘇州瑞紅

　　光刻膠行業(yè)國產(chǎn)化進(jìn)程

　　(4)CMP 拋光海外壟斷 國內實(shí)現突破

　　CMP 拋光即化學(xué)機械拋光， 主要應用于藍寶石拋光和集成電路中的硅晶片拋光。 CMP 是目前幾乎唯一的可以提供硅片全局平面化的技術(shù)。

　　拋光的主要耗材包括拋光墊、拋光液、金剛石盤(pán)、拋光頭、清洗刷、化學(xué)清洗劑。

　　拋光磨料的種類(lèi)、物理化學(xué)性質(zhì)、粒徑大小、顆粒分散度及穩定性等均與拋光效果緊密相關(guān)。此外，拋光墊的屬性(如材料、平整度等)也極大地影響了化學(xué)機械拋光的效果。

　　CMP 拋光材料及拋光墊的主要用

　　根據 Semi 數據， 2015 年全球 CMP 拋光耗材的市場(chǎng)空間近 30 億美金，其中 80%以上為拋光墊和拋光液兩種耗材。

　　國際主流拋光墊廠(chǎng)家有陶氏、卡博特、日本東麗、3M 等，其中陶氏在拋光墊市場(chǎng)占有率高達 90%。國內僅鼎龍股份經(jīng)過(guò)長(cháng)期的研發(fā)，即將于今年年中實(shí)現投產(chǎn)。

　　CMP 拋光墊的競爭格局

　　而全球拋光液市場(chǎng)集中在卡博特、杜邦、 Fujimi 等廠(chǎng)商中。 安集微電子(上海)有限公司是我國從事集成電路用 CMP 拋光液業(yè)務(wù)的主要企業(yè)，公司生產(chǎn)的銅/銅阻擋層拋光液已成功進(jìn)入國內外 12 英寸客戶(hù)芯片生產(chǎn)線(xiàn)使用，主要產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入領(lǐng)先的技術(shù)節點(diǎn)，包括 45nm、 40nm 及以下技術(shù)節點(diǎn)，產(chǎn)品性能達到國際領(lǐng)先水平，并具有成本優(yōu)勢，打破了國外廠(chǎng)商在高端集成電路制造拋光材料領(lǐng)域的壟斷。上海新安納在拋光液用磨料和存儲器拋光液等產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面取得較好進(jìn)展。