半導體材料是半導體產(chǎn)業(yè)鏈的重要 支撐產(chǎn)業(yè),按應用環(huán)節劃分為晶圓制造材料和封裝材料。整個(gè)半導體產(chǎn)業(yè)鏈主要包括IC的設計、晶圓制造以及封裝測試等環(huán)節,半導體材料主要應用在集成電路的制造和封裝測試等領(lǐng)域。集成電路的制造和封測對材料和裝備需求巨大。從材料角度看,涉及到大硅片光刻膠、掩膜版、特種氣體等原材料;從裝備角度看,涉及到光刻機、刻蝕機、PVD、CVD等各種核心設備。而本文主要圍繞晶圓制造材料角度展開(kāi)。
集成電路生產(chǎn)需要用到包括硅基材、CMP拋光材料、高純試劑(用于顯影、清洗、剝離、刻蝕)、特種氣體、光刻膠、掩膜版、封裝材料等多種電子化學(xué)品材料。根據Prismark數據,全球集成電路制造成本中,電子化學(xué)品占集成電路制造成本的比重約為20%。集成電路晶圓制造流程: 6個(gè)獨立的生產(chǎn)區構成完整晶圓制造流程(1)擴散:進(jìn)行高溫工藝和薄膜淀積的區域,將硅片徹底清洗并進(jìn)行自然氧化;(2)光刻:對硅片進(jìn)行預處理、涂膠、曝光、顯影,隨后清洗硅片再次烘干;(3)蝕刻:用高純試劑(氫氟酸、鹽酸等)進(jìn)行刻蝕,保留設計好的圖案;(4)離子注入:注入離子(磷、硼),高溫擴散,形成集成器件;(5)薄膜生長(cháng):進(jìn)行各個(gè)步驟當中介質(zhì)層和金屬層的淀積;(6)拋光:拋光材料打磨,并再次清洗插入電極等后續處理,進(jìn)行WAT測試。晶圓制造材料在半導體制造流程中的應用環(huán)節全球半導體材料市場(chǎng)跟隨半導體市場(chǎng)呈周期波動(dòng)。根據SEMI數據顯示,2009-2011年,受半導體市場(chǎng)規模持續擴張影響,全球半導體材料迎來(lái)快速增長(cháng),市場(chǎng)規模由346.4億美元提升至478.8億美元。2012-2017年,半導體材料市場(chǎng)進(jìn)入震蕩調整階段,市場(chǎng)規模維持在420-470億美元。2018年市場(chǎng)再次迎來(lái)爆發(fā),同比2017年提升50億市場(chǎng)規模。2019年,半導體材料市場(chǎng)維持穩定,全球銷(xiāo)售額約為521.1億美元,其中晶圓制造材料約為328億美元,封裝材料約為192億美元。2008-2019年全球半導體材料市場(chǎng)規模而在過(guò)去幾年,中國半導體材料市場(chǎng)穩步增長(cháng)。根據SEMI數據,2009-2019年,中國半導體材料市場(chǎng)從32.6億美元提升至86.9億美元,年均復合增長(cháng)率(CAGR)達到10%。整體來(lái)看,我國半導體材料的國產(chǎn)化率仍處于較低水平,進(jìn)口替代空間大。此外,隨著(zhù)國內晶圓廠(chǎng)的投資完成以及本土先進(jìn)制程推進(jìn),國內半導體材料的市場(chǎng)有望持續增長(cháng),給本土材料廠(chǎng)商帶來(lái)較大的導入機會(huì )。2008-2019年中國半導體材料市場(chǎng)規模(億美元)從半導體材料市場(chǎng)的具體構成來(lái)看,根據SEMI數據,大硅片占比高達38%,電子特氣與掩膜版均占比13%位居次席,其余市場(chǎng)份額由光刻膠、靶材、CMP拋光材料等產(chǎn)品占據。
如上圖所示,硅片是半導體材料中最重要的組成。而晶圓材料的發(fā)展歷程大致可分為三代:第一代為鍺、硅為代表;第二代主要是砷化鎵、磷化銦;第三代為氮化鎵、碳化硅等。目前大部分晶圓仍以硅為主要原料。硅晶圓的加工可分為硅提純、拉晶、晶棒測試、外徑研磨、切片等流程。硅晶圓為IC的基底,朝大尺寸方向發(fā)展。硅片主要使用在半導體集成電路中,用來(lái)制作硅晶圓當成集成電路的基底。按照尺寸大小可分為6英寸、8英寸和12英寸,尺寸越大,加工難度也越大。由于集成電路的集成度越來(lái)越高,因此對大尺寸硅片的需求量越來(lái)越大。硅片總體需求和集成電路芯片需求高度一致。目前趨勢是6英寸硅片市場(chǎng)份額已經(jīng)較低,12英寸硅片市場(chǎng)需求強勁,全球范圍內保持快速增長(cháng)。半導體硅片上游材料為電子級多晶硅,德國wacker、美國hemlock、日本丸紅株式會(huì )社等境外企業(yè)占據主要市場(chǎng)。國內鑫華半導體、黃河水電已實(shí)現穩定量產(chǎn)電子級多晶硅,但產(chǎn)品多用于生產(chǎn)150-200mm(6英寸、8英寸)硅片,更大尺寸硅片的原材料仍主要依靠進(jìn)口。半導體硅片下游是各類(lèi)電子元器件。其中200mm(8英寸)及以下硅片終端應用領(lǐng)域主要為移動(dòng)通信、汽車(chē)電子、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)電子等。300mm(12英寸)硅片需求主要來(lái)源于智能手機、計算機、云計算、人工智能、SSD(固態(tài)存儲硬盤(pán))。半導體硅片市場(chǎng)景氣與電子工業(yè)需求深度綁定。2009年經(jīng)濟危機后硅片量?jì)r(jià)齊跌,2010年由于智能手機放量硅片量?jì)r(jià)增長(cháng)有所反彈。2011年至2016年,全球經(jīng)濟乏力,硅片價(jià)格持續下跌,出貨量增長(cháng)主要由硅片體積增加所致,市場(chǎng)規模略有下降。2017年后受益于下游計算機、移動(dòng)通信、固態(tài)硬盤(pán)、工業(yè)電子的需求上漲,硅片市場(chǎng)實(shí)現量?jì)r(jià)齊升。全球硅片市場(chǎng)巨頭壟斷,中國大陸地區廠(chǎng)商體量較小。競爭格局方面,信越化學(xué)、住友勝高、世創(chuàng )、環(huán)球晶圓為全球四家主流供應商,市場(chǎng)合計占比80%以上。中國大陸地區廠(chǎng)商以滬硅產(chǎn)業(yè)、中環(huán)股份為首,2018年滬硅產(chǎn)業(yè)占全球硅片市場(chǎng)2.18%,相比全球硅片巨頭體量尚小。國內硅片廠(chǎng)商加速追趕,滬硅產(chǎn)業(yè)12寸硅片一馬當先。目前國內主要有滬硅產(chǎn)業(yè)、中環(huán)股份、超硅半導體、金瑞泓等企業(yè)進(jìn)入大硅片領(lǐng)域。它山之石:信越化學(xué)作為日本有機硅工業(yè)“國產(chǎn)技術(shù)”的典范,信越化學(xué)的成功離不開(kāi)以下幾個(gè)方面的原因。強大的研發(fā)力度和研發(fā)能力,信越化學(xué)共設有7家研發(fā)中心,是研發(fā)內生增長(cháng)的典范。信越化學(xué)通過(guò)自行生產(chǎn)金屬硅,保障了主原料的穩定性,確立了從原料開(kāi)始的一貫式生產(chǎn)體制。國家的大力支持,日本政府在行業(yè)發(fā)展前期頗具戰略眼光,給予多種優(yōu)惠政策,通產(chǎn)省1989年制定了160億日元的“硅類(lèi)高分子材料研究開(kāi)發(fā)基本計劃”支持硅材料的研發(fā),這一計劃為以信越化學(xué)為首的有機硅生產(chǎn)企業(yè)提供了資金和技術(shù)的大力支持。
光刻膠是利用化學(xué)反應進(jìn)行圖像轉移的媒體,將所需要的微細圖形從掩模版轉移到待加工基片上的圖形轉移介質(zhì)。光刻膠被廣泛應用于光電信息產(chǎn)業(yè)的微細圖形線(xiàn)路的加工制作,是微細加工技術(shù)的關(guān)鍵性材料。在光刻工藝中,光刻膠被均勻涂布在硅片、玻璃和金屬等不同的襯底上,經(jīng)曝光、顯影和蝕刻等工序將掩膜版上的圖形轉移到薄膜上,形成與掩膜版完全對應的幾何圖形。光刻膠原材料主要為樹(shù)脂、溶劑和其他添加劑。其中溶劑質(zhì)量占比最大,一般在80%以上。其他添加劑質(zhì)量占比雖不足5%,卻是決定光刻膠特有性質(zhì)的關(guān)鍵材料,包括光敏劑、表面活性劑等材料。光刻膠可根據其下游應用領(lǐng)域分為半導體光刻膠、面板光刻膠和PCB光刻膠三類(lèi),半導體光刻膠和面板光刻膠市場(chǎng)規模分別為13.73億美元,15.87億美元。光刻膠的發(fā)展是摩爾定律運行的核心驅動(dòng)力。半導體工業(yè)集成電路的尺寸越來(lái)越小,集成度越來(lái)越高,并能夠按照摩爾定律向前發(fā)展,其內在驅動(dòng)力就是光刻技術(shù)的不斷深入發(fā)展。集成電路水平已由微米級(2μm-1μm)、亞微米級(1-0.35μm)、深亞微米級(0.35μm以下)、納米級(90-22nm)甚至進(jìn)入14-7nm階段。對光刻膠分辨率等性能要求不斷提高,光刻技術(shù)隨著(zhù)集成電路的發(fā)展經(jīng)歷了從G線(xiàn)(436nm)光刻,H線(xiàn)(405nm)光刻,I線(xiàn)(365nm)光刻,到深紫外線(xiàn)DUV光刻(KrF248nm 和ArF193nm)、193nm浸沒(méi)式加多重成像技術(shù)(32nm-7nm),在到極端紫外線(xiàn)(EUV, <13.5nm)光刻的發(fā)展,甚至采用非光學(xué)光刻(電子束曝光、離子束曝光),以相應波長(cháng)為感光波長(cháng)的各類(lèi)光刻膠也應用而生。 目前,KrF/ArF仍是主流的加工材料。集成電路光刻膠產(chǎn)品技術(shù)路線(xiàn)演化半導體光刻膠可根據加工芯片的制程從大到小分為g線(xiàn)/i線(xiàn)光刻膠、Krf光刻膠、Arf光刻膠(干法及濕法)和EUV光刻膠。各類(lèi)光刻膠中雖然各組分含量存在差異,但樹(shù)脂含量一般在 20%以下,總體來(lái)適用波長(cháng)越短的光刻膠,其樹(shù)脂含量越低,溶劑含量越高。銷(xiāo)售量方面,g線(xiàn)/i線(xiàn)光刻膠是半導體用光刻膠需求主要構成,占比達50%以上,預計2022年需求量將達450立方米以上,KrF、ArF光刻膠2022年需求量預計分別為200.77立方米和103.56立方米。銷(xiāo)售額方面,ArF光刻膠由于技術(shù)附加值高,價(jià)格昂貴,占據最大銷(xiāo)售份額。根據富士經(jīng)濟數據,預計2022年ArF銷(xiāo)售額將達6.74億美元,g線(xiàn)/i線(xiàn)光刻膠和KrF光刻膠銷(xiāo)售額預計可達3.80億美元和3.88億美元。EUV、光刻技術(shù)目前尚未普及,僅臺積電和三星掌握,EUV光刻膠市場(chǎng)規模較小。2018年全球g線(xiàn)/i線(xiàn)光刻膠競爭格局日本企業(yè)在半導體光刻膠領(lǐng)域占據絕對優(yōu)勢。半導體光刻膠主要生產(chǎn)企業(yè)包括日本東京應化、JSR、住友化學(xué)、信越化學(xué);韓國東進(jìn)世美肯;美國陶氏杜邦,其中日本企業(yè)占據約70%市場(chǎng)份額。分產(chǎn)品看,東京應化在g線(xiàn)/i線(xiàn)和Krf光刻膠領(lǐng)域居龍頭地位,市場(chǎng)份額分別達到27.5%和32.7%。JSR在A(yíng)rf光刻膠領(lǐng)域市占率最高,為25.6%。借鑒日本電子化學(xué)品企業(yè)TOK發(fā)展歷程,其于1979年涉足光刻膠化學(xué)品領(lǐng)域,起初為負性光刻膠的銷(xiāo)售, 2000年將TOK半導體成像技術(shù)增強型集成光刻膠系統商業(yè)化,2009年開(kāi)始生產(chǎn)ArF,以響應ArF光刻膠需求。在技術(shù)積累完成后,TOK采取了外延式布局的策略,將市場(chǎng)滲透到中國臺灣、韓國等地區,其光刻膠業(yè)務(wù)實(shí)現快速增長(cháng)。綜合上述分析,光刻膠等技術(shù)壁壘極高的行業(yè),實(shí)現技術(shù)層面的突破是基礎、其次,需不斷改進(jìn)工藝,滿(mǎn)足半導體行業(yè)快速發(fā)展的需要。由于光刻膠等行業(yè)認證時(shí)間較長(cháng),客戶(hù)不會(huì )輕易更換供應商,因此進(jìn)入主流供應鏈是極其必要的。國內光刻膠生產(chǎn)商未來(lái)有望把握中國半導體行業(yè)進(jìn)口替代契機,實(shí)現快速發(fā)展。
電子特種氣體種類(lèi)繁多,是電子工業(yè)重要的原材料之一。電子特氣是指用于半導體及相關(guān)電子產(chǎn)品生產(chǎn)的特種氣體,其按不同的應用途徑可以分為摻雜用氣體、外延用氣體、離子注入氣、發(fā)光二極管用氣、刻蝕用氣體、化學(xué)氣相沉積氣和平衡氣等。在半導體工業(yè)中應用的有110余種單元特種氣體,其中常用的有超過(guò)30種。集成電路、新型顯示是電子特種氣體主要應用領(lǐng)域。半導體生產(chǎn)中幾乎每個(gè)環(huán)節都要用到電子特氣,因此被稱(chēng)為半導體制造的“血液”和“糧食”。電子特氣的純度直接決定了產(chǎn)品的性能、集成度和成品率。電子特氣純度每提高一個(gè)數量級,都能推動(dòng)半導體器件產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。電子特氣的純度對半導體及相關(guān)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)至關(guān)重要。電子特氣中水汽、氧等雜質(zhì)組分易使半導體表面形成氧化膜,影響電子器件的壽命,含有的顆粒雜質(zhì)會(huì )造成半導體短路及線(xiàn)路損壞,改變半導體的性能。半導體工業(yè)的發(fā)展對產(chǎn)品的生產(chǎn)精度要求越來(lái)越高。以集成電路制造為例,其電路線(xiàn)寬已經(jīng)從最初的毫米級,到微米級甚至納米級,對應用于半導體生產(chǎn)的電子特氣純度亦提出了更高的要求。不同線(xiàn)寬下對應特氣所含顆粒雜質(zhì)要求電子特氣廠(chǎng)商外購初級氣體原材料后通過(guò)合成、純化、混配、氣瓶處理、充裝、檢測等一系列處理后制成特氣產(chǎn)品。由于特氣原材料具有同質(zhì)性,在市場(chǎng)上較易取得,特氣企業(yè)對供應商的議價(jià)能力較強,但受市場(chǎng)供需、經(jīng)濟周期等因素影響也要承擔一定價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險。電子特氣是僅次于大硅片的第二大晶圓制造材料。2016-2018年,全球用于晶圓制造的電子特氣市場(chǎng)保持10%左右增速,2018年規模達42.5億美元,占晶圓制造材料市場(chǎng)的12.85%。國內電子特氣市場(chǎng)增速高于全球,2018年用于晶圓制造的電子特氣市場(chǎng)規模約72.98億元(10.81億美元)。與傳統大宗氣體相比,電子氣體行業(yè)技術(shù)壁壘高,市場(chǎng)集中度高。2018年全球半導體用電子氣體市場(chǎng)中,空氣化工、普萊克斯、林德集團、液化空氣和大陽(yáng)日酸等五大公司控制著(zhù)全球90%以上的市場(chǎng)份額,形成寡頭壟斷的局面。在國內市場(chǎng),境外幾大氣體巨頭控制了80%的市場(chǎng)份額。
拋光液和拋光墊是CMP拋光工藝的關(guān)鍵材料。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,是指化學(xué)作用和物理作用同時(shí)發(fā)生的一種新技術(shù),可以避免由單純機械拋光造成的表面損傷和由單純化學(xué)拋光造成的拋光速度慢、表面平整度和拋光一致性差等缺點(diǎn)。CMP拋光是目前唯一可以提供硅片全局平面化的技術(shù)。拋光機、拋光液和拋光墊是CMP工藝的三大關(guān)鍵要素,由于工藝制程和技術(shù)節點(diǎn)不同,每片晶圓在生產(chǎn)過(guò)程中都會(huì )經(jīng)歷幾道甚至幾十道CMP拋光工藝,7nm以下邏輯芯片中CMP拋光步驟達到三十步,使用拋光液種類(lèi)近三十種。拋光液和拋光墊是易耗品。CMP的工作原理為將硅片放置在拋光墊上,在拋光液(含有納米級SiO2、Al2O3等粒子)的存在下,不斷旋轉,通過(guò)粒子的機械研磨和材料的化學(xué)反應同時(shí)進(jìn)行,對材料表面進(jìn)行平整。拋光墊通常由多孔性材料組成,表面有特殊溝槽,從而提高拋光的均勻性,通常拋光墊使用壽命為45至75小時(shí)。拋光墊和拋光液是CMP技術(shù)中兩種關(guān)鍵材料,根據安集科技招股書(shū)數據,兩者成本合計占拋光材料總成本的82%。2016-2018全球CMP拋光材料規模(億美元)全球拋光材料市場(chǎng)持續高速增長(cháng),2001-2018年,全球拋光材料市場(chǎng)規模復合增速達10.13%。根據卡博特官網(wǎng)公開(kāi)披露數據,2018年全球拋光材料市場(chǎng)達20.1億美元,其中拋光墊市場(chǎng)為12.7億美元,拋光液市場(chǎng)為7.4億美元。預計2022年全球拋光材料市場(chǎng)將達26.1億美元。其中,拋光墊是一種具有一定彈性且疏松多孔的材料,一般由含有填充材料的聚氨酯構成。拋光墊根據溝槽結構形式不同分為四個(gè)類(lèi)別,每種結構的應用領(lǐng)域各有不同。拋光墊上游原料為聚氨酯等基礎化工原料,不同拋光墊生產(chǎn)企業(yè)根據擁有的專(zhuān)利不同而選擇不同的拋光材料。例如羅門(mén)哈斯專(zhuān)注于使用多羥基化合物、多胺、羥基胺等高分子材料設計和生產(chǎn)拋光墊,東麗側重于用尼龍纖維和聚合樹(shù)脂等材料生產(chǎn)拋光墊,東陽(yáng)橡膠則主要關(guān)注軟質(zhì)、硬質(zhì)聚氨酯。我國拋光墊龍頭企業(yè)鼎龍股份生產(chǎn)拋光墊的主要原材料也是聚氨酯,包括聚氨酯彈性體和聚氨酯發(fā)泡體等。拋光墊技術(shù)壁壘高,認證時(shí)間長(cháng)。拋光墊主要包括聚氨酯拋光墊、無(wú)紡布拋光墊、復合型拋光墊等幾種類(lèi)型產(chǎn)品。由于CMP拋光墊在設計和使用壽命方面不斷改進(jìn),技術(shù)壁壘極高;另外,新品測試的流程復雜,認證時(shí)間長(cháng)達1-2年,晶圓廠(chǎng)商為保證有序穩定生產(chǎn),不輕易更換供應商。目前拋光墊幾乎完全依賴(lài)進(jìn)口,市場(chǎng)由美國陶氏化學(xué)(約80%市場(chǎng)份額)、美國卡博特、日本東麗等公司壟斷,產(chǎn)品毛利率在50%以上。我國在拋光墊領(lǐng)域起步較晚,2006年后專(zhuān)利申請數量開(kāi)始出現顯著(zhù)增長(cháng),占全球比重逐年上升,追趕勢頭迅猛。至于CMP拋光液,則是一種由研磨顆粒(如納米SiO2、Al2O3粒子等)、表面活性劑、穩定劑、氧化劑等組成的產(chǎn)品。研磨顆粒提供研磨作用,化學(xué)氧化劑提供腐蝕溶解作用。按照研磨顆粒不同,CMP拋光液可分為二氧化硅拋光液、氧化鈰拋光液、氧化鋁拋光液和納 米金剛石拋光液等幾大類(lèi),其中研磨顆粒為最主要原材料。隨著(zhù)芯片制程不斷精細,對拋光液需求逐漸增加。根據卡博特微電子,當邏輯芯片制程達到5nm時(shí),約25%-30%生產(chǎn)步驟都要用到拋光液。存儲芯片由2D NAND升級到3D NAND后由于結構更復雜,拋光次數增加,且約50%生產(chǎn)步驟需要用到拋光液。技術(shù)進(jìn)步疊加芯片制程精細度提高,將為拋光液需求打開(kāi)廣闊空間。拋光液市場(chǎng)被境外巨頭壟斷,卡博特微電子、陶氏杜邦、VSM、日本日立、富士美CR5共占據了約78%的市場(chǎng)份額。其中卡博特微電子占比最高達到36%。2019年,卡博特微電子拋光液收入4.6億美元,占公司總收入的44.3%。分區域看,2019年公司在中國收入不足10%(2018年為9725.4萬(wàn)美元,占公司收入16.48%)。國內廠(chǎng)商由于缺乏獨立自主知識產(chǎn)權和品牌,龐大的國內半導體市場(chǎng)完全被外資產(chǎn)品占據。根據《2018年中國市場(chǎng)CMP拋光液發(fā)展研究報告》統計,2017年我國CMP拋光液消費量達2137萬(wàn)升,預計2025年將達9653萬(wàn)升,其中超過(guò)65.7%來(lái)源于境外廠(chǎng)。高純濕電子化學(xué)品:種類(lèi)繁多,應用廣泛
超凈高純試劑是集成電路制造的關(guān)鍵性配套材料之一。超凈高純試劑又稱(chēng)工藝化學(xué)品,是指主體成分純度高于99.99%,雜質(zhì)離子的微粒數符合嚴格要求的化學(xué)試劑,是大規模集成電路和超大規模集成電路制造的關(guān)鍵性配套材料,主要用于芯片的清洗、蝕刻等制造領(lǐng)域,其成本約占集成電路(IC)材料成本的7%左右。高純濕電子化學(xué)品分為通用性濕電子化學(xué)品和功能性濕電子化學(xué)品兩大類(lèi)。其中通用濕電子化學(xué)品是指在集成電路、液晶顯示器、太陽(yáng)能電池制造工藝中通用的濕電子化學(xué)品,包括酸、堿、有機溶劑、其他四個(gè)子類(lèi);功能濕電子化學(xué)品是指須通過(guò)復配手段達到特殊功能、滿(mǎn)足制造中特殊工藝需求的配方類(lèi)或復配類(lèi)化學(xué)品,主要包括顯影液、剝離液、清洗液、蝕刻液等。濕電子化學(xué)品上游是硫酸、氨水等粗化工品,下游主要用于生產(chǎn)半導體、面板和太陽(yáng)能電池。三個(gè)應用場(chǎng)景對產(chǎn)品的純度等級要求有所不同,太陽(yáng)能電池領(lǐng)域對純度要求相對較低,僅需達到G1、G2等級。顯示面板領(lǐng)域一般要求達到G2、G3等級。半導體中分立器件對超凈高純試劑等級要求相對較低,基本集中在G2級;集成電路用超凈高純試劑的純度要求最高,中低端領(lǐng)域(8英寸及以下晶圓制程)要求達到G3、G4 水平,部分高端領(lǐng)域(大硅片、12 英寸晶圓制程)要求達到G5等級(10ppt)。在半導體領(lǐng)域,半導體用濕電子化學(xué)品質(zhì)量要求最高。使用較多的濕電子化學(xué)品包括硫酸、 雙氧水等。 2014-2018年,我國計算機、消費電子、通信等產(chǎn)業(yè)規模持續增 長(cháng),大大拉動(dòng)了對集成電路的需求,半導體行業(yè)濕電子化學(xué)品需求量隨之增長(cháng),根據中國電子材料行業(yè)協(xié)會(huì )數據,2020年半導體用濕電子化學(xué)化學(xué)品需求量將達45萬(wàn)噸。三大集團占據高純濕電子化學(xué)品市場(chǎng)主要份額。第一塊市場(chǎng)份額由歐美傳統老牌企業(yè)的濕電子化學(xué)品產(chǎn)品(包括它們在亞洲開(kāi)設工廠(chǎng)所創(chuàng )的銷(xiāo)售額)所占領(lǐng),其市場(chǎng)份額約為35%,主要企業(yè)有德國巴斯夫公司、美國亞什蘭集團、美國奧麒化學(xué)品公司、美國霍尼韋爾公司等。第二塊約28%的市場(chǎng)份額由日本的十家左右生產(chǎn)企業(yè)所擁有,包括關(guān)東化學(xué)公司、三菱化學(xué)、京都化工、日本合成橡膠、住友化學(xué)、和光純藥工業(yè)等。第三塊市場(chǎng)份額主要是中國臺灣、韓國、中國大陸企業(yè)(即內資企業(yè))生產(chǎn)的濕法電子化學(xué)品所占,三者合計占有全球市場(chǎng)份額的35%。它山之石:回顧境外化學(xué)試劑行業(yè)發(fā)達國家企業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式,發(fā)展大致可分為三個(gè)階段。第一階段,企業(yè)選擇自主經(jīng)營(yíng)實(shí)現自產(chǎn)自銷(xiāo),隨著(zhù)品類(lèi)及客戶(hù)擴大,企業(yè)難以滿(mǎn)足客戶(hù)的全部試劑需求,行業(yè)普遍采用自產(chǎn)和分工合作相結合的生產(chǎn)方式。第二階段,各企業(yè)逐漸在特定領(lǐng)域擴大種類(lèi)和技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢,同時(shí)客戶(hù)對產(chǎn)品的規格和品質(zhì)要求越來(lái)越高,企業(yè)逐漸向配套設備、配套試劑和配套服務(wù)的方向發(fā)展。第三階段,國際化學(xué)試劑大型企業(yè)憑借其研發(fā)能力、營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò )和資金實(shí)力,競爭優(yōu)勢明顯,行業(yè)呈現出結盟合作、重組兼并的格局,市場(chǎng)集中度快速提升,如Sigma與Aldrich的聯(lián)合,Honeywell收購了Burdick&Jackson 公司,通過(guò)集團化合并聯(lián)合經(jīng)營(yíng)的方式形成合力,進(jìn)一步擴大市場(chǎng)份額。
濺射靶材是制備薄膜材料的關(guān)鍵原料。濺射過(guò)程需使用離子轟擊固體表面,使靶材中金屬原子以一定能量逸出并在晶圓或其他材料表面沉積,形成一層薄膜以實(shí)現導電、保護等功能,被轟擊的固體即為濺射靶材。濺射靶材的種類(lèi)較多,即使相同材質(zhì)的濺射靶材也有不同的規格。以化學(xué)成分分類(lèi),包括應用于制作導電層具有良好導電性能銅、鋁、ITO、ZAO;鉭、鈦等靶材用于制作阻擋層,保護導電層不受侵蝕和氧化。鎳鉑合金、鎢鈦合金、鈷靶材用于制作接觸層,與硅層生成薄膜提供與外部連接的接點(diǎn)。目前芯片制造工藝在180-130nm之間主要用鋁及鋁合金靶材作為導電層,90-65 nm主要應用銅靶材。45-28nm主要使用純銅鋁和銅錳合金靶材。當芯片制程在20nm以下,尤其是小于7nm時(shí),鈷靶材在填滿(mǎn)能力、抗阻力和可靠度三方面優(yōu)勢明顯。靶材上游是各類(lèi)高純金屬,主要由霍尼韋爾、三菱材料、世泰科等境外企業(yè)供應。國內方鉭業(yè)有一定高純鉭供應能力,2014-2016年躋身于江豐電子前五大供應商。靶材下游是集成電路、面板、光伏電池和磁記錄行業(yè),不同領(lǐng)域對靶材純度的要求不同,光伏和磁記錄要求靶材純度為4N(99.99%),面板領(lǐng)域為5N(99.999%),集成電路領(lǐng)域為5.5N和6N(99.9995%和99.9999%)全球靶材市場(chǎng)呈現寡頭競爭格局,日礦金屬、霍尼韋爾、東曹和普萊克斯四家企業(yè)占據80%市場(chǎng)份額。國內企業(yè)中阿石創(chuàng )、隆華科技、有研新材和江豐電子靶材生產(chǎn)體量較大。其中阿石創(chuàng )、隆華科技產(chǎn)品主要用于面板、觸控。江豐電子產(chǎn)品在半導體、太陽(yáng)能光伏和面板領(lǐng)域均有覆蓋,有研新材主要生產(chǎn)半導體靶材。阿石創(chuàng ):阿石創(chuàng )在面板領(lǐng)域主要生產(chǎn)鉬、鋁、銅、鈦及ITO靶材,產(chǎn)品除面板、觸控外還應用于光學(xué)器件、太陽(yáng)能光伏和汽車(chē)/建筑玻璃鍍膜等領(lǐng)域。開(kāi)拓了華星光電、彩虹光電、中電熊貓等客戶(hù)。隆華科技:隆華科技通過(guò)收購四豐電子切入鉬靶材領(lǐng)域,相關(guān)產(chǎn)品在面板領(lǐng)域認可度較高,客戶(hù)包括三星、LG、京東方、華星光電等知名公司;通過(guò)收購廣西晶聯(lián)切入ITO靶材行業(yè),目前已實(shí)現G8.5代產(chǎn)品穩定供貨,首套G10.5產(chǎn)品于今年6月交付。公司目前總共擁有鉬靶材產(chǎn)能500噸/年,ITO靶材產(chǎn)能70噸/年。江豐電子:江豐電子是國內最大半導體芯片用靶材生產(chǎn)商,目前已可量產(chǎn)用于90-7nm半導體芯片的鉭、銅、鈦、鋁靶材,其中鉭靶材在臺積電7nm芯片中已量產(chǎn),5nm技術(shù)節點(diǎn)產(chǎn)品也已進(jìn)入驗證階段。公司客戶(hù)包括中芯國際、臺積電、格羅方德等知名半導體生產(chǎn)廠(chǎng)商。有研新材:有研新材半導體用8-12英寸鋁、鈦、銅、鈷、鉭靶材已通過(guò)客戶(hù)驗證并批量供貨,客戶(hù)覆蓋中芯國際、大連intel、臺積電、聯(lián)電、北方華創(chuàng )等芯片制造和 設備企業(yè)。 截止2019年底尚有驗證階段產(chǎn)品100余種。阿石創(chuàng ):阿石創(chuàng )在面板領(lǐng)域主要生產(chǎn)鉬、鋁、銅、鈦及ITO靶材,產(chǎn)品除面板、觸控外還應用于光學(xué)器件、太陽(yáng)能光伏和汽車(chē)/建筑玻璃鍍膜等領(lǐng)域。開(kāi)拓了華星光 電、彩虹光電、中電熊貓等客戶(hù)。隆華科技:隆華科技通過(guò)收購四豐電子切入鉬靶材領(lǐng)域,相關(guān)產(chǎn)品在面板領(lǐng)域認可度較高,客戶(hù)包括三星、LG、京東方、華星光電等知名公司;通過(guò)收購廣西晶聯(lián)切入ITO靶材行業(yè),目前已實(shí)現G8.5代產(chǎn)品穩定供貨,首套G10.5產(chǎn)品于今年6月交付。公司目前總共擁有鉬靶材產(chǎn)能500噸/年,ITO靶材產(chǎn)能70噸/年。江豐電子:江豐電子是國內最大半導體芯片用靶材生產(chǎn)商,目前已可量產(chǎn)用于90-7nm半導體芯片的鉭、銅、鈦、鋁靶材,其中鉭靶材在臺積電7nm芯片中已量產(chǎn),5nm技術(shù)節點(diǎn)產(chǎn)品也已進(jìn)入驗證階段。公司客戶(hù)包括中芯國際、臺積電、格羅方德等知名半導體生產(chǎn)廠(chǎng)商。有研新材:有研新材半導體用8-12英寸鋁、鈦、銅、鈷、鉭靶材已通過(guò)客戶(hù)驗證并批量供貨,客戶(hù)覆蓋中芯國際、大連intel、臺積電、聯(lián)電、北方華創(chuàng )等芯片制造和設備企業(yè)。截止2019年底尚有驗證階段產(chǎn)品100余種。國內靶材主要企業(yè)產(chǎn)品情況和公司 、產(chǎn)品 借助此文,希望能幫助大家對半導體材料市場(chǎng)有更深入的了解。
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