編者按：自1956年中國將半導(dǎo)體作為國家重要的發(fā)展領(lǐng)域后，今年是第66個年頭?；赝?6年的發(fā)展，從無到有、從小到大，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了風(fēng)雨坎坷同時又迸發(fā)出無限的生機。在中國“十四五”提出數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃，瞄準(zhǔn)集成電路等戰(zhàn)略性領(lǐng)域之際，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫推出“國產(chǎn)化進程”系列專題，講述當(dāng)今中國半導(dǎo)體各領(lǐng)域發(fā)展進程，解析國產(chǎn)化最新態(tài)勢，本期為“國產(chǎn)化進程”專題半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈篇第一篇文章：半導(dǎo)體材料。

近些年，在半導(dǎo)體制程工藝升級，以及芯片產(chǎn)能不斷擴充的帶動下，半導(dǎo)體材料市場快速增長。據(jù)SEMI統(tǒng)計，2021年全球半導(dǎo)體材料市場營收達到643億美元，同比增長15．9％，其中，晶圓制造材料和封裝材料收入總額分別為404億美元和239億美元，同比增長15．5％和16．5％。受益于產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)移，2021年中國大陸半導(dǎo)體材料銷售額達119．3億美元，同比增長22％，增速遠高于其它國家和地區(qū)。

巨頭的盛宴

半導(dǎo)體材料包括晶圓制造材料和封裝材料，其中，晶圓制造材料又細分為硅片、掩模版、電子氣體、光刻膠、CMP拋光材料、濕電子化學(xué)品、靶材等，封裝材料包括封裝基板、引線框架、鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、芯片粘結(jié)材料和其它封裝材料。本文內(nèi)容主要圍繞晶圓制造材料展開。

在所有晶圓制造材料當(dāng)中，硅片是最大的品類，占比達32．9％，其次為電子氣體，占比約為14．1％，光掩模占比為12．6％。此外，光刻膠及配套試劑、拋光液和拋光墊、濕化學(xué)品、濺射靶材的占比分別為13％、7．2％、4％和3％。

全球范圍內(nèi)，各大類半導(dǎo)體材料市場大都被各領(lǐng)域的巨頭公司把持著，例如，在硅片市場，全球前五大公司的市場份額達87％，光刻膠全球市場前五大公司的市場份額達87％，高純度試劑全球市場前六大公司的市場份額超過80％，CMP材料全球市場前七大公司市場份額達 90％。下面分別介紹一下。

硅片方面，全球前五大制造商分別為信越化學(xué)、SUMCO、中國臺灣環(huán)球晶圓、德國世創(chuàng)和韓國 SK Siltron。

2021年，全球前六家半導(dǎo)體光刻膠企業(yè)市占率合計約為88％，其中，日本東京應(yīng)化、JSR、住友化學(xué)、富士膠片四大日本企業(yè)分別占據(jù)27％、13％、12％、8％的市場份額，美國陶氏杜邦市占率為17％，韓國東進為11％。

隨著芯片制程工藝的升級，光刻膠市場需求量也隨之增加，TECHECT的數(shù)據(jù)顯示，2021年全球光刻膠市場規(guī)模約為19億美元，同比增長11％，預(yù)計2022年將達到21．34億美元，同比增長12．32％。在7nm制程的EUV技術(shù)成熟之前，ArFi光刻膠仍是市場主流，占比高達 36．8％，KrF和g／i光刻膠的占比分別為35．8％和14．7％。

電子特種氣體方面，全球市場主要由空氣化工、德國林德集團、液化空氣和太陽日酸等國際大廠主導(dǎo)，前四家市占率合計約88％。

全球靶材市場主要由日本和美國企業(yè)把持。日本日礦金屬、日本東曹、美國霍尼韋爾和普萊克斯四家占據(jù)全球80％的市場份額。其中，日礦金屬所占市場份額最多，達到30％。

CMP拋光液方面，主要由美國Cabot、Versum、陶氏杜邦，以及日本日立和Fujimi五家美日廠商把持，市占率合計達80％。拋光墊市場主要由美國的陶氏杜邦占據(jù)，市占率高達79％。

濕電子化學(xué)品分為多個級別，G4及以上的高端產(chǎn)品多數(shù)被歐美、日韓企業(yè)壟斷，德國巴斯夫，美國亞什蘭化學(xué)，Arch 化學(xué)，日本關(guān)東化學(xué)，三菱化學(xué)，京都化工，住友化學(xué)，和光純藥工業(yè)，中國臺灣鑫林科技，韓國東友精細化工等十家公司共占全球市場份額的80％以上。

中國差距明顯

目前，中國半導(dǎo)體材料仍依賴進口，本土公司市場規(guī)模較小，自給能力亟待提升。中國在壁壘較低的封裝材料市占率相對較高，而光刻膠、濕電子化學(xué)品等晶圓制造材料市占率極低，除拋光材料、靶材的國產(chǎn)化率達到 20％，其它材料大都不到10％。

在最大宗的硅片市場，我國的8英寸及以下產(chǎn)品進展較快，12英寸硅片的制造技術(shù)較為落后，這導(dǎo)致我國12英寸硅片大量依靠進口，國產(chǎn)化進程嚴(yán)重滯后，成為我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈與國際先進水平差距最大的短板。以滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微、中環(huán)股份等為代表的本土大廠正在加快追趕國際大廠的腳步，此外，神工股份、上海超硅、中晶科技、有研半導(dǎo)體等也在發(fā)力。

中國大陸從事半導(dǎo)體光刻膠研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)包括晶瑞股份、南大光電、上海新陽、北京科華等，主要以i／g線光刻膠為主，KrF光刻膠方面，北京科華、徐州博康已實現(xiàn)量產(chǎn)，南大光電ArF光刻膠產(chǎn)業(yè)化進程相對較快，是第一家ArF光刻膠通過客戶產(chǎn)品驗證的本土企業(yè)，其它國內(nèi)企業(yè)尚處于研發(fā)和驗證階段。

目前，我國電子特氣高度依賴進口，外企占我國電子氣體市場份額高達88％，被美國空氣化工集團、法國液化空氣集團、日本太陽日酸株式會社、美國普萊克斯、德國林德集團把持。本土企業(yè)包括中船718所、昊華黎明院等，市占率很低，且電子特氣產(chǎn)品較為單一。

國際電子特氣大廠的毛利率處于較高水平，平均達到近50％，世界第二的法國液化空氣集團，2010－2019年的毛利率穩(wěn)定在60％－65％。中國電子特氣廠商毛利率相對較低，約為 30％－40％。

中國大陸靶材企業(yè)包括江豐電子、阿石創(chuàng)、隆華科技等，市場份額在1％－3％，且靶材相關(guān)聯(lián)企業(yè)數(shù)量較少。美國、日本等高純金屬制造商主要集中在技術(shù)壁壘較高的高端靶材領(lǐng)域，國內(nèi)廠商競爭集中在中低端產(chǎn)品領(lǐng)域。

拋光液方面，國內(nèi)市場中，美國Cabot占約64％，安集科技市占率為22％。國內(nèi)拋光墊企業(yè)主要包括鼎龍股份、江豐電子和萬華化學(xué)，其中，鼎龍股份是國內(nèi)拋光墊龍頭企業(yè)，產(chǎn)品對標(biāo)美國陶氏杜邦集團。

由于進入壁壘相對較低，中國濕電子化學(xué)品制造企業(yè)眾多，約有40余家。賽瑞研究數(shù)據(jù)顯示，中國半導(dǎo)體濕電子化學(xué)品市場中，本土企業(yè)占有率為31％，在眾多半導(dǎo)體材料細分領(lǐng)域中處于較高水平。國內(nèi)半導(dǎo)體濕電子化學(xué)品國產(chǎn)化率約為23％，以G3及以下中低端產(chǎn)品為主。國內(nèi)濕化學(xué)品企業(yè)有望憑借政策、成本、物流優(yōu)勢突破技術(shù)壁壘，攻克G4級以上高端市場，目前，國內(nèi)已有部分企業(yè)實現(xiàn)技術(shù)突破，產(chǎn)品達到G3、G4級標(biāo)準(zhǔn)，少數(shù)達到G5級。

奮起直追

自從芯片出現(xiàn)短缺以來，各國愈發(fā)重視半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)，美國、歐洲先后出臺了競爭法案、芯片法案，加大對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的投資力度。隨著國際貿(mào)易摩擦加劇，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈逆全球化趨勢逐步顯現(xiàn)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈本土化是大勢所趨，國產(chǎn)替代市場空間廣闊，中國本土半導(dǎo)體材料企業(yè)將迎來國產(chǎn)替代的黃金發(fā)展期。

硅片方面，由于供應(yīng)短缺，國際大廠會優(yōu)先保障海外晶圓廠硅片供給，給中國本土硅片廠帶來了加速替代的機遇，國內(nèi)晶圓廠對國產(chǎn)半導(dǎo)體材料的驗證及導(dǎo)入正在加快，如滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微、中環(huán)股份等企業(yè)已順利通過驗證。中國大陸硅片業(yè)正在加速追趕國際龍頭企業(yè)。

目前，以滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微為代表的國內(nèi)廠商正在積極擴增12英寸產(chǎn)能，預(yù)計國內(nèi)12英寸新增產(chǎn)能將達到652萬片／月。滬硅產(chǎn)業(yè)12英寸硅片技術(shù)在國內(nèi)領(lǐng)先，其子公司上海新昇在2021年完成了30萬片／月的12英寸產(chǎn)能建設(shè)，其募投項目將進一步新增30萬片／月的12英寸產(chǎn)能，最終達到月產(chǎn)60萬片的產(chǎn)能。

2021年，滬硅產(chǎn)業(yè)總營收24．67億元人民幣，同比增長36．19％，凈利潤為1．45億元，同比增長66．58％。除了12英寸大硅片技術(shù)國內(nèi)領(lǐng)先，該公司的8英寸及以下尺寸MEMS用拋光片、8英寸及以下尺寸SOI硅片的技術(shù)水平和細分市場份額全球領(lǐng)先，8英寸及以下尺寸外延片的技術(shù)水平和細分市場份額國內(nèi)領(lǐng)先。

靶材方面，國內(nèi)代表企業(yè)江豐電子在2021年實現(xiàn)營業(yè)收入15．94億元人民幣，同比增長36．64％。目前，該公司的技術(shù)指標(biāo)不遜于國際靶材巨頭，另外，由于具備本土制造成本優(yōu)勢，其產(chǎn)品定價具有競爭優(yōu)勢。目前，江豐電子產(chǎn)品以外銷為主，但國內(nèi)份額呈現(xiàn)增長態(tài)勢。考慮到高純?yōu)R射靶材需要安裝在專用的機臺上完成濺射，相比國外企業(yè)，該公司在服務(wù)本土客戶方面更具優(yōu)勢，國內(nèi)市場份額有望進一步增長。

江豐電子的超高純金屬濺射靶材產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于全球先進制程工藝中，7nm節(jié)點產(chǎn)品實現(xiàn)了批量供應(yīng)，部分5nm節(jié)點產(chǎn)品評價通過并實現(xiàn)量產(chǎn)。

電子特氣方面，華特氣體是代表企業(yè)，2021 年，該公司的特種氣體業(yè)務(wù)實現(xiàn)營收7．97億元人民幣，同比增長45．31％。華特氣體的拳頭產(chǎn)品光刻氣通過了ASML和GIGAPHOTON的認(rèn)證，是中國大陸唯一通過這兩家國際巨頭認(rèn)證的電子特氣企業(yè)。

CMP拋光材料方面，代表企業(yè)是鼎龍股份，2021 年，其拋光墊產(chǎn)品實現(xiàn)銷售收入3．02億元人民幣，同比增長284％，首度扭虧為盈并實現(xiàn)規(guī)模盈利。該公司的拋光墊實現(xiàn)了成熟制程及先進制程的100％全覆蓋，關(guān)鍵原材料自主化持續(xù)推進，常規(guī)型號原料均實現(xiàn)自研自產(chǎn)，很大程度上保障了供應(yīng)鏈的自主性、安全性。

在整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上，材料處于上游，而且集基礎(chǔ)科學(xué)、工業(yè)、重資產(chǎn)、技術(shù)和資金密集等于一身，是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，是衡量一個國家或地區(qū)半導(dǎo)體、乃至高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的關(guān)鍵。放眼全球，能夠在全球半導(dǎo)體材料市場排名靠前的國家和地區(qū)，其半導(dǎo)體、高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平都很高。中國要發(fā)展半導(dǎo)體，提升整體科技水平，就必須在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域不斷突破，無論是技術(shù)水平，還是市占率，都要再上幾個臺階才行。只有半導(dǎo)體材料升上去了，整個半導(dǎo)體業(yè)才能水漲船高，真正邁入全球前列。