編者按：自1956年中國(guó)將半導(dǎo)體作為國(guó)家重要的發(fā)展領(lǐng)域后，今年是第66個(gè)年頭。回望66年的發(fā)展，從無(wú)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(shí)又迸發(fā)出無(wú)限的生機(jī)。在中國(guó)“十四五”提出數(shù)字經(jīng)濟(jì)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(guó)產(chǎn)化進(jìn)程”系列專題，講述當(dāng)今中國(guó)半導(dǎo)體各領(lǐng)域發(fā)展進(jìn)程，解析國(guó)產(chǎn)化最新態(tài)勢(shì)，本期為“國(guó)產(chǎn)化進(jìn)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(jí)，以及芯片產(chǎn)能不斷擴(kuò)充的帶動(dòng)下，半導(dǎo)體材料市場(chǎng)快速增長(zhǎng)。據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì)，2021年全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)營(yíng)收達(dá)到643億美元，同比增長(zhǎng)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(zhǎng)15．5％和16．5％。受益于產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)移，2021年中國(guó)大陸半導(dǎo)體材料銷售額達(dá)119．3億美元，同比增長(zhǎng)22％，增速遠(yuǎn)高于其它國(guó)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(xì)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(dá)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(chǎng)大都被各領(lǐng)域的巨頭公司把持著，例如，在硅片市場(chǎng)，全球前五大公司的市場(chǎng)份額達(dá)87％，光刻膠全球市場(chǎng)前五大公司的市場(chǎng)份額達(dá)87％，高純度試劑全球市場(chǎng)前六大公司的市場(chǎng)份額超過(guò)80％，CMP材料全球市場(chǎng)前七大公司市場(chǎng)份額達(dá) 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(guó)臺(tái)灣環(huán)球晶圓、德國(guó)世創(chuàng)和韓國(guó) SK Siltron。

2021年，全球前六家半導(dǎo)體光刻膠企業(yè)市占率合計(jì)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(chǎng)份額，美國(guó)陶氏杜邦市占率為17％，韓國(guó)東進(jìn)為11％。

隨著芯片制程工藝的升級(jí)，光刻膠市場(chǎng)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(chǎng)規(guī)模約為19億美元，同比增長(zhǎng)11％，預(yù)計(jì)2022年將達(dá)到21．34億美元，同比增長(zhǎng)12．32％。在7nm制程的EUV技術(shù)成熟之前，ArFi光刻膠仍是市場(chǎng)主流，占比高達(dá) 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(chǎng)主要由空氣化工、德國(guó)林德集團(tuán)、液化空氣和太陽(yáng)日酸等國(guó)際大廠主導(dǎo)，前四家市占率合計(jì)約88％。

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

CMP拋光液方面，主要由美國(guó)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(jì)達(dá)80％。拋光墊市場(chǎng)主要由美國(guó)的陶氏杜邦占據(jù)，市占率高達(dá)79％。

濕電子化學(xué)品分為多個(gè)級(jí)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(guó)巴斯夫，美國(guó)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(guó)臺(tái)灣鑫林科技，韓國(guó)東友精細(xì)化工等十家公司共占全球市場(chǎng)份額的80％以上。

中國(guó)差距明顯

目前，中國(guó)半導(dǎo)體材料仍依賴進(jìn)口，本土公司市場(chǎng)規(guī)模較小，自給能力亟待提升。中國(guó)在壁壘較低的封裝材料市占率相對(duì)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(guó)產(chǎn)化率達(dá)到 20％，其它材料大都不到10％。

在最大宗的硅片市場(chǎng)，我國(guó)的8英寸及以下產(chǎn)品進(jìn)展較快，12英寸硅片的制造技術(shù)較為落后，這導(dǎo)致我國(guó)12英寸硅片大量依靠進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程嚴(yán)重滯后，成為我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈與國(guó)際先進(jìn)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(guó)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(guó)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(yáng)、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(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，南大光電ArF光刻膠產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相對(duì)較快，是第一家ArF光刻膠通過(guò)客戶產(chǎn)品驗(yàn)證的本土企業(yè)，其它國(guó)內(nèi)企業(yè)尚處于研發(fā)和驗(yàn)證階段。

目前，我國(guó)電子特氣高度依賴進(jìn)口，外企占我國(guó)電子氣體市場(chǎng)份額高達(dá)88％，被美國(guó)空氣化工集團(tuán)、法國(guó)液化空氣集團(tuán)、日本太陽(yáng)日酸株式會(huì)社、美國(guó)普萊克斯、德國(guó)林德集團(tuán)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(guó)際電子特氣大廠的毛利率處于較高水平，平均達(dá)到近50％，世界第二的法國(guó)液化空氣集團(tuán)，2010－2019年的毛利率穩(wěn)定在60％－65％。中國(guó)電子特氣廠商毛利率相對(duì)較低，約為 30％－40％。

中國(guó)大陸靶材企業(yè)包括江豐電子、阿石創(chuàng)、隆華科技等，市場(chǎng)份額在1％－3％，且靶材相關(guān)聯(lián)企業(yè)數(shù)量較少。美國(guó)、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(guó)內(nèi)廠商競(jìng)爭(zhēng)集中在中低端產(chǎn)品領(lǐng)域。

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

由于進(jìn)入壁壘相對(duì)較低，中國(guó)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(guó)半導(dǎo)體濕電子化學(xué)品市場(chǎng)中，本土企業(yè)占有率為31％，在眾多半導(dǎo)體材料細(xì)分領(lǐng)域中處于較高水平。國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體濕電子化學(xué)品國(guó)產(chǎn)化率約為23％，以G3及以下中低端產(chǎn)品為主。國(guó)內(nèi)濕化學(xué)品企業(yè)有望憑借政策、成本、物流優(yōu)勢(shì)突破技術(shù)壁壘，攻克G4級(jí)以上高端市場(chǎng)，目前，國(guó)內(nèi)已有部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，產(chǎn)品達(dá)到G3、G4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，少數(shù)達(dá)到G5級(jí)。

奮起直追

自從芯片出現(xiàn)短缺以來(lái)，各國(guó)愈發(fā)重視半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)，美國(guó)、歐洲先后出臺(tái)了競(jìng)爭(zhēng)法案、芯片法案，加大對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的投資力度。隨著國(guó)際貿(mào)易摩擦加劇，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈逆全球化趨勢(shì)逐步顯現(xiàn)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈本土化是大勢(shì)所趨，國(guó)產(chǎn)替代市場(chǎng)空間廣闊，中國(guó)本土半導(dǎo)體材料企業(yè)將迎來(lái)國(guó)產(chǎn)替代的黃金發(fā)展期。

硅片方面，由于供應(yīng)短缺，國(guó)際大廠會(huì)優(yōu)先保障海外晶圓廠硅片供給，給中國(guó)本土硅片廠帶來(lái)了加速替代的機(jī)遇，國(guó)內(nèi)晶圓廠對(duì)國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體材料的驗(yàn)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(guò)驗(yàn)證。中國(guó)大陸硅片業(yè)正在加速追趕國(guó)際龍頭企業(yè)。

目前，以滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微為代表的國(guó)內(nèi)廠商正在積極擴(kuò)增12英寸產(chǎn)能，預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)12英寸新增產(chǎn)能將達(dá)到652萬(wàn)片／月。滬硅產(chǎn)業(yè)12英寸硅片技術(shù)在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，其子公司上海新昇在2021年完成了30萬(wàn)片／月的12英寸產(chǎn)能建設(shè)，其募投項(xiàng)目將進(jìn)一步新增30萬(wàn)片／月的12英寸產(chǎn)能，最終達(dá)到月產(chǎn)60萬(wàn)片的產(chǎn)能。

2021年，滬硅產(chǎn)業(yè)總營(yíng)收24．67億元人民幣，同比增長(zhǎng)36．19％，凈利潤(rùn)為1．45億元，同比增長(zhǎng)66．58％。除了12英寸大硅片技術(shù)國(guó)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(xì)分市場(chǎng)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(xì)分市場(chǎng)份額國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。

靶材方面，國(guó)內(nèi)代表企業(yè)江豐電子在2021年實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入15．94億元人民幣，同比增長(zhǎng)36．64％。目前，該公司的技術(shù)指標(biāo)不遜于國(guó)際靶材巨頭，另外，由于具備本土制造成本優(yōu)勢(shì)，其產(chǎn)品定價(jià)具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。目前，江豐電子產(chǎn)品以外銷為主，但國(guó)內(nèi)份額呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。考慮到高純?yōu)R射靶材需要安裝在專用的機(jī)臺(tái)上完成濺射，相比國(guó)外企業(yè)，該公司在服務(wù)本土客戶方面更具優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額有望進(jìn)一步增長(zhǎng)。

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(jìn)制程工藝中，7nm節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了批量供應(yīng)，部分5nm節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品評(píng)價(jià)通過(guò)并實(shí)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(shí)現(xiàn)營(yíng)收7．97億元人民幣，同比增長(zhǎng)45．31％。華特氣體的拳頭產(chǎn)品光刻氣通過(guò)了ASML和GIGAPHOTON的認(rèn)證，是中國(guó)大陸唯一通過(guò)這兩家國(guó)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(shí)現(xiàn)銷售收入3．02億元人民幣，同比增長(zhǎng)284％，首度扭虧為盈并實(shí)現(xiàn)規(guī)模盈利。該公司的拋光墊實(shí)現(xiàn)了成熟制程及先進(jìn)制程的100％全覆蓋，關(guān)鍵原材料自主化持續(xù)推進(jìn)，常規(guī)型號(hào)原料均實(shí)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(gè)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(gè)國(guó)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(chǎng)排名靠前的國(guó)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(guó)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(wú)論是技術(shù)水平，還是市占率，都要再上幾個(gè)臺(tái)階才行。只有半導(dǎo)體材料升上去了，整個(gè)半導(dǎo)體業(yè)才能水漲船高，真正邁入全球前列。