半導體材料:研發(fā)驗證門(mén)檻高 高端領(lǐng)域缺口大

　　半導體材料作為新材料的重要組成部分，是世界各國為發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)而關(guān)注的重中之重，它支撐著(zhù)電子信息產(chǎn)業(yè)本土化的發(fā)展，對于產(chǎn)業(yè)結構升級、國民經(jīng)濟及國防建設具有重要意義。2018年，國內半導體材料在各方共同努力下，部分領(lǐng)域取得了可喜成績(jì)，但中高端領(lǐng)域用關(guān)鍵材料本土化上進(jìn)展緩慢，取得的突破較少，總體情況不容樂(lè )觀(guān)。

　　我國半導體材料細分領(lǐng)域進(jìn)展不一

　　據WSTS報道，2018年，在存儲器市場(chǎng)的引領(lǐng)下，全球半導體市場(chǎng)繼續保持快速增長(cháng)勢頭，全年市場(chǎng)規模預計達4779.4億美元，同比增長(cháng)15.9%。不過(guò)，隨著(zhù)存儲器供不應求的問(wèn)題得到緩解，2019年全球半導體市場(chǎng)增速將大幅降低，預計全年僅增長(cháng)2.6%。國內方面，2018年上半年國內半導體產(chǎn)業(yè)景氣度良好，自下半年以來(lái)，在全球消費市場(chǎng)需求下行等多方因素的交織下，國內半導體產(chǎn)業(yè)疲態(tài)漸顯。初步統計，2018年我國半導體產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售額9202億元，同比2017年增長(cháng)16.7%，2019年影響全球經(jīng)濟的不確定因素仍在增加，預計我國全年半導體產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售額年增長(cháng)率將下滑至14.8%。

　　半導體材料主要包括晶圓制造材料與封裝測試材料兩大類(lèi)。其中，晶圓制造材料包括硅片、光刻膠、光掩膜版、電子特氣、濕化學(xué)品、濺射靶材、CMP拋光材料等，2018年國內晶圓制造材料總體市場(chǎng)規模約28.2億美元;封裝材料包括引線(xiàn)框架、基板、陶瓷封裝材料、鍵合絲、封裝樹(shù)脂、芯片貼裝材料等，2018年國內封裝材料市場(chǎng)規模約為56.8億美元。2018年，晶圓制造材料與封裝測試材料總計市場(chǎng)規模約為85億美元。

　　2018年我國半導體材料各細分領(lǐng)域發(fā)展狀況各不相同。

　　硅片方面，國內建設熱潮不斷涌現，截至2018年年底，按各個(gè)公司已量產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)披露的產(chǎn)能，8英寸硅片產(chǎn)能已達139萬(wàn)片/月，興建中的產(chǎn)能達270萬(wàn)片/月;12英寸硅片產(chǎn)能28.5萬(wàn)片/月，興建中的產(chǎn)能達315萬(wàn)片/月。如果都能如期開(kāi)出，單純從產(chǎn)能數據來(lái)看，遠遠超過(guò)下游用戶(hù)需求。不過(guò)目前國內12英寸硅片仍幾乎百分之百依賴(lài)進(jìn)口，8英寸硅片本土化率也僅為20%。值得一提的是，2018年一季度末，上海新昇12英寸大硅片正片通過(guò)了華力微電子的驗證并實(shí)現銷(xiāo)售，但公告顯示，銷(xiāo)售給華力微電子的數量不多，正在增量過(guò)程中。此外，上海新昇大硅片正片已在中芯國際、武漢新芯進(jìn)行認證，何時(shí)驗證完成尚未有確切的時(shí)間節點(diǎn)。

　　光掩膜版方面，全球半導體領(lǐng)域80%以上市場(chǎng)份額被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。國內從事光掩膜版研究生產(chǎn)的內資企業(yè)主要有路維光電、清溢光電等，產(chǎn)品主要應用于平板顯示、觸控行業(yè)和電路板行業(yè)，用于集成電路制造的高端光掩膜版則由國外公司壟斷。2018年內資企業(yè)在集成電路用高端光掩膜版方面，并無(wú)實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，相反，ToppanPhotomasks公司在2018年年初宣布，將對其位于上海的全資子公司上海凸版光掩膜有限公司(TPCS)追加投資，制造應用于半導體的光掩膜產(chǎn)品，預計于2019年上半年開(kāi)始生產(chǎn)28納米和14納米的光掩膜版。

　　濕化學(xué)品方面，2018年我國6英寸及以上晶圓生產(chǎn)線(xiàn)消耗量超過(guò)25萬(wàn)噸，細分領(lǐng)域要求產(chǎn)品達到SEMI標準C8以上和C12水平，而國內技術(shù)水平相對較低，因此大部分產(chǎn)品來(lái)自于進(jìn)口。但2018年，在消耗量最大的電子級硫酸方面，國內取得了可喜的突破，4月下旬，晶瑞化學(xué)依托下屬子公司年產(chǎn)30萬(wàn)噸的優(yōu)質(zhì)工業(yè)硫酸原材料優(yōu)勢，并結合從日本三菱化學(xué)株式會(huì )社引進(jìn)的電子級硫酸先進(jìn)制造技術(shù)，投資建設年產(chǎn)9萬(wàn)噸/年的電子級硫酸項目。該項目建設地址位于江蘇省南通市，預計2019年7月正式投產(chǎn)。2018年第三季度，湖北興福的電子級硫酸技術(shù)攻關(guān)取得重大突破，產(chǎn)品品質(zhì)超越SEMIC12級別，與國際電子化學(xué)品最大供應商巴斯夫的產(chǎn)品品質(zhì)處于同一級別，并向部分國內12英寸晶圓廠(chǎng)穩定供貨。

　　電子特氣方面，2018年國內半導體用電子特氣市場(chǎng)規模約4.89億美元。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，我國半導體用電子特氣已經(jīng)取得了不錯的成績(jì)，中船重工718所、綠菱電子、廣東華特等均在12英寸晶圓用產(chǎn)品上取得了突破，并且實(shí)現了穩定的批量供應。2018年5月，中船重工718所舉行二期項目開(kāi)工儀式，2020年全部達產(chǎn)后，將年產(chǎn)高純電子氣體2萬(wàn)噸，三氟化氮、六氟化鎢、六氟丁二烯和三氟甲基磺酸4個(gè)產(chǎn)品產(chǎn)能將居世界第一。

　　高純硅烷方面，中寧硅業(yè)利用自產(chǎn)的高純硅烷為原料，研究開(kāi)發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的低溫脫輕脫重、多級吸附以及晶硅成膜檢測技術(shù)制備半導體級硅烷氣體，在設備優(yōu)化、精餾提純以及成膜檢測等關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現了突破，具備半導體級硅烷氣體的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)能力。

　　高純四氟化硅方面，綠菱電子的產(chǎn)品在2018年實(shí)現了給國內主要芯片生產(chǎn)企業(yè)的大規模供貨。

　　光刻膠方面，一直以來(lái)都被美日企業(yè)高度壟斷，8英寸及以上半導體晶圓用產(chǎn)品本土化率不足1%，還有許多需要攻克的關(guān)鍵技術(shù)，目前國內真正從事集成電路用光刻膠研究生產(chǎn)的企業(yè)不足5家。2018年幾家主要企業(yè)在各自細分領(lǐng)域都取得了突破。5月，北京科華承擔的“極紫外光刻膠材料與實(shí)驗室檢測技術(shù)研究”項目順利通過(guò)國家驗收;8月，晶瑞股份表示，公司的i線(xiàn)光刻膠已通過(guò)中芯國際上線(xiàn)測試;12月，南大光電開(kāi)發(fā)出了的首款ArF(干式)光刻膠產(chǎn)品，性能穩定，各項性能指標均達到國外同類(lèi)產(chǎn)品的同等水平。

　　靶材方面，近年來(lái)，國家制定了一系列產(chǎn)業(yè)政策推進(jìn)靶材技術(shù)的發(fā)展，效果顯著(zhù)。目前國內12英寸晶圓用濺射靶材本土化率約為18%。2018年8月，由貴研鉑業(yè)承擔的云南省國際合作計劃專(zhuān)項——“半導體器件用鎳鉑靶材的制備關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”取得重大突破，建立了生產(chǎn)線(xiàn)并取得良好經(jīng)濟效益。在7nm先進(jìn)技術(shù)節點(diǎn)用濺射靶材方面，江豐電子已經(jīng)掌握了核心技術(shù)。

　　CMP拋光材料方面，主要有拋光液與拋光墊。安集微電子是國內唯一一家能提供12英寸IC拋光液的本土供應商，它在銅制程上有一定優(yōu)勢，2018年完成了多個(gè)具有世界先進(jìn)水平的集成電路材料的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應用，但在更高端的STI制程上，尚沒(méi)有掌握核心原材料研磨粒的制備技術(shù)。作為拋光墊主要供應商的湖北鼎龍，尚在進(jìn)行12英寸晶圓用產(chǎn)品的攻關(guān)。

　　封裝材料方面，高端鍵合絲、封裝基板、引線(xiàn)框架等仍高度依賴(lài)進(jìn)口，2018年國內企業(yè)主要在低端領(lǐng)域有所突破，近年來(lái)，封裝形式的轉變也給國內企業(yè)提出了新的要求。

　　機遇與挑戰并存任重而道遠

　　現今，中國已成為全球最大的半導體消費市場(chǎng)。物聯(lián)網(wǎng)、5G通信、人工智能等下一輪終端需求，為中國大陸半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng )造了新的機遇。

　　半導體產(chǎn)業(yè)要想持續健康穩定的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同進(jìn)步是關(guān)鍵。作為重要支撐的材料業(yè)則是重中之重。

　　當前，我國半導體材料的整體本土化仍然處于比較低的水平，特別是在中高端領(lǐng)域，亟待突破的產(chǎn)品、技術(shù)非常之多。而材料的研發(fā)本來(lái)就是個(gè)比較漫長(cháng)的過(guò)程，從驗證到真正導入又需要消耗大量的時(shí)間，在高端材料研發(fā)人才方面國內的缺口較大，在核心技術(shù)上國外的封鎖嚴格，這就給國內半導體材料業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了諸多挑戰。我國半導體材料的本土化程度要想得到明顯改善，任重而道遠。