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中國(guó)半導(dǎo)體材料邁向中高端

發(fā)布時(shí)間:2020-05-12

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       半導(dǎo)體材料是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),它融合了當(dāng)代眾多學(xué)科的先進(jìn)成果,在半導(dǎo)體制造技術(shù)不斷升級(jí)和產(chǎn)業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展中扮演著重要角色。半導(dǎo)體技術(shù)每前進(jìn)一步都對(duì)材料提出新的要求,而材料技術(shù)的每一次發(fā)展也都為半導(dǎo)體新結(jié)構(gòu)、新器件的開(kāi)發(fā)提供了新的思路。2019 年, 國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體材料在各方共同努力下,部分中高端領(lǐng)域取得突破。

市場(chǎng)規(guī)模小幅下滑

       受行業(yè)整體不景氣影響,2019 年全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)營(yíng)收下滑顯著,但下降幅度低于整體半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。據(jù)中國(guó)電子材料行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2019 年全球半導(dǎo)體材料整體市場(chǎng)營(yíng)收 483.6 億美元, 同比 2018 年的 519.4 億美元下降 6.89%。

       從材料的區(qū)域市場(chǎng)分布來(lái)看,中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)是半導(dǎo)體材料最大區(qū)域市場(chǎng),2019 年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)114.69 億美元;中國(guó)大陸市場(chǎng)規(guī)模 81.90 億美元;韓國(guó)市場(chǎng)規(guī)模 76.12 億美元。

       從晶圓制造材料與封裝材料來(lái)看,2019 年全球半導(dǎo)體晶圓制造材料市場(chǎng)規(guī)模 293.19 億美元, 同比 2018 年的 321.56 億美元下降 8.82%;2019 年全球半導(dǎo)體晶圓封裝材料市場(chǎng)規(guī)模 190.41 億美元,同比 2018 年的 197.43 億美元下降 3.56%。

       2019 年中國(guó)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模 81.90 億美元,同比 2018 年的 84.92 億美元下降 3.56%,其中晶圓制造材料市場(chǎng)規(guī)模 27.62 億美元,同比 2018 年的 28.17 億美元下降 1.95%;封裝材料市場(chǎng)規(guī)模 54.28 億美元,同比 2018 年的 56.75 億美元下降 4.35%。

       2019 年 7 月 22 日,科創(chuàng)板首批公司上市。安集微電子作為國(guó)內(nèi) CMP 拋光液龍頭,成為首批登陸科創(chuàng)板的 25 家企業(yè)之一,久日新材、華特氣體、神工股份等緊隨其后,成功登陸科創(chuàng)板, 與此同時(shí),正帆科技、格林達(dá)等半導(dǎo)體材料企業(yè)在登陸資本市場(chǎng)的進(jìn)程中進(jìn)展順利,有望在新的一年迎來(lái)里程碑,拓寬了各企業(yè)的融資渠道,也為行業(yè)整體發(fā)展注入新的保障。

部分中高端領(lǐng)域取得可喜突破

       綜合各領(lǐng)域來(lái)看,部分領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)自產(chǎn)自銷,靶材、電子特氣、CMP 拋光材料等細(xì)分產(chǎn)品已經(jīng)取得較大突破,部分產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國(guó)際一流水平,本土產(chǎn)線已基本實(shí)現(xiàn)中大批量供貨。2019 年我國(guó)半導(dǎo)體材料生產(chǎn)企業(yè)用于國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體晶圓加工領(lǐng)域的銷售額達(dá) 138 億元,同比增長(zhǎng) 4.4%。整體國(guó)產(chǎn)化率提高到 23.8%,充分顯示了近年來(lái)企業(yè)綜合實(shí)力的提升。

       硅片方面,2019 年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模 8.12 億美元,同比增長(zhǎng) 1.63%。作為半導(dǎo)體材料中成本占比最高的材料,國(guó)內(nèi) 12/8 英寸硅片企業(yè)已超過(guò) 16 家,擬在建產(chǎn)線迭出,2019 年各主要產(chǎn)線穩(wěn)步推進(jìn)。衢州金瑞泓成功拉制出擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的量產(chǎn)型集成電路用 12 英寸硅單晶棒;中環(huán)

領(lǐng)先 12 英寸硅片廠房安裝了第一套設(shè)備;徐州鑫晶半導(dǎo)體 12 英寸大硅片長(zhǎng)晶產(chǎn)線試產(chǎn)成功,并陸續(xù)向國(guó)內(nèi)和德國(guó)等多家客戶發(fā)送試驗(yàn)樣片;業(yè)界普遍關(guān)注的上海新昇 28nm 邏輯、3D-NAND 存儲(chǔ)正片通過(guò)了長(zhǎng)江存儲(chǔ)的認(rèn)證;有研科技集團(tuán)與德州市政府、日本 RST 公司等共同簽約,建設(shè)年產(chǎn) 360 萬(wàn)片的 12 英寸硅片產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。盡管各企業(yè)小而分散,但大硅片真正實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化前景可期。

       光掩膜方面,與旺盛的需求形成反差的是國(guó)內(nèi)高端掩膜保障能力不足,大量訂單流向海外。目前,半導(dǎo)體用光掩膜國(guó)產(chǎn)化率不足 1%。內(nèi)資企業(yè)中真正從事半導(dǎo)體用光掩膜生產(chǎn)的僅有無(wú)錫中微,研究機(jī)構(gòu)有中科院微電子所及中國(guó)電科 13 所、24 所、47 所和 55 所等,過(guò)去一年里,行業(yè)取得的實(shí)質(zhì)性突破較少。

       光刻膠方面,目前國(guó)內(nèi)集成電路用 i 線光刻膠國(guó)產(chǎn)化率 10%左右,集成電路用 KrF 光刻膠國(guó)產(chǎn)化率不足 1%,ArF 干式光刻膠、ArFi 光刻膠全部依賴進(jìn)口。2019 年,南大光電設(shè)立光刻膠事業(yè)部,并成立了全資子公司“寧波南大光電材料有限公司”,全力推進(jìn)“ArF 光刻膠開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”落地實(shí)施;同時(shí)與寧波經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)管理委員會(huì)簽署了《投資協(xié)議書》,擬投資開(kāi)發(fā)高端集成電路制造用各種先進(jìn)光刻膠材料以及配套原材料和底部抗反射層等高純配套材料,形成規(guī)模化生產(chǎn)能力,建立配套完整的國(guó)產(chǎn)光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈。上海新陽(yáng) 248nm 光刻膠配套的光刻機(jī)(光刻機(jī)價(jià)格)已完成廠內(nèi)安裝開(kāi)始調(diào)試,193nm 光刻膠配套的光刻機(jī)也已到貨。經(jīng)過(guò)近三年的研發(fā),關(guān)鍵技術(shù)已有重大突破,已從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)研發(fā)。

EVG光刻機(jī)光刻效果

       濕化學(xué)品方面,目前半導(dǎo)體領(lǐng)域整體國(guó)產(chǎn)化率 23%左右。2019 年,興發(fā)集團(tuán)控股子公司湖北興福電子材料有限公司技術(shù)創(chuàng)新取得重大突破,電子級(jí)磷酸順利通過(guò)了中芯國(guó)際 12 英寸 28nm 先進(jìn)制程工藝的驗(yàn)證測(cè)試,開(kāi)啟了對(duì)中芯國(guó)際先進(jìn)制程 Fab 端的全面供應(yīng)。此外,長(zhǎng)江存儲(chǔ)、廈門聯(lián)芯等先進(jìn) 12 英寸 Fab 也開(kāi)啟了驗(yàn)證測(cè)試。多氟多抓住日韓貿(mào)易戰(zhàn)機(jī)會(huì),電子級(jí)氫氟酸穩(wěn)定批量出口韓國(guó)高端半導(dǎo)體制造企業(yè),進(jìn)入韓國(guó)兩大半導(dǎo)體公司的供應(yīng)鏈中,被最終應(yīng)用在 3D-NAND 和 DRAM 的工藝制程中,使電子級(jí)氫氟酸產(chǎn)品打開(kāi)國(guó)門走向世界。

       電子特氣方面,目前我國(guó)半導(dǎo)體用電子特氣的整體國(guó)產(chǎn)化率約為 30%。2019 年,華特氣體激光準(zhǔn)分子混合氣國(guó)內(nèi)大規(guī)模起量應(yīng)用,同時(shí)進(jìn)軍海外市場(chǎng);金宏氣體 TEOS 研發(fā)確定重點(diǎn)進(jìn)展, 即將投放市場(chǎng);綠菱高純電子級(jí)四氟化硅質(zhì)量穩(wěn)步提升,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額逐步提高;博純股份氧硫化碳研發(fā)成功;南大光電與雅克科技加大了前驅(qū)體研發(fā)力度。此外,中船七一八所也加大了新含鎢制劑的研制。

       CMP 拋光材料方面,安集微電子的后道 Cu/Barrier 拋光液技術(shù)水平與國(guó)內(nèi)領(lǐng)先集成電路生產(chǎn)商同步,TSV 拋光液在國(guó)際和國(guó)內(nèi)均在領(lǐng)先水平,這幾類拋光液 2019 年在 14nm 節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)。鼎龍股份不僅完善了自身的 CMP 拋光墊型號(hào),從成熟制程到先進(jìn)制程完成全覆蓋,而且進(jìn)入了長(zhǎng)江存儲(chǔ)供應(yīng)鏈,大部分產(chǎn)品均在晶圓廠進(jìn)行驗(yàn)證和測(cè)試。

       靶材方面,江豐電子已成功突破半導(dǎo)體 7nm 技術(shù)節(jié)點(diǎn)用 Al、Ti、Ta、Cu 系列靶材核心技術(shù)并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用,5nm 技術(shù)節(jié)點(diǎn)的研發(fā)工作穩(wěn)步進(jìn)行中。有研億金持續(xù)推進(jìn)實(shí)現(xiàn)納米邏輯器件和存儲(chǔ)器件制備用貴金屬及其合金相關(guān)靶材的開(kāi)發(fā)與使用。

       先進(jìn)封裝材料方面,高端承載類材料蝕刻引線框架與封裝基板、線路連接類材料鍵合絲與焊料、塑封材料環(huán)氧塑封料與底部填充料等仍高度依賴進(jìn)口,2019 年國(guó)內(nèi)企業(yè)主要在中低端領(lǐng)域有所突破,高端領(lǐng)域個(gè)別品種實(shí)現(xiàn)攻關(guān)。

半導(dǎo)體材料業(yè)仍篤定前行

       目前,國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體材料總體上形成了以龍頭企業(yè)為載體,平臺(tái)配合推進(jìn)驗(yàn)證的能力,具備了一定的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、技術(shù)積淀,以及人才儲(chǔ)備,部分細(xì)分材料領(lǐng)域緊追國(guó)際水平。但是,先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)材料市場(chǎng)整體仍被國(guó)外壟斷,國(guó)產(chǎn)材料突破較少,關(guān)鍵環(huán)節(jié)核心材料空白,影響了整個(gè)產(chǎn)業(yè)安全。

       半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)加速向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移,中國(guó)正成為主要承接地,2020 年業(yè)界普遍認(rèn)為 5G 會(huì)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用,熱點(diǎn)技術(shù)與應(yīng)用推動(dòng)下,國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體材料需求有望進(jìn)一步增長(zhǎng)。大基金二期已完成募資,預(yù)計(jì)三月底可開(kāi)始實(shí)質(zhì)投資,主要圍繞國(guó)家戰(zhàn)略和新興行業(yè)進(jìn)行,比如智能汽車、智能電網(wǎng)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G 等,預(yù)計(jì)將加大對(duì)國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體材料的投入力度,新一輪的資本介入, 將助力半導(dǎo)體材料國(guó)產(chǎn)化率提升速度。

       新年伊始,世界經(jīng)濟(jì)持續(xù)下行,全年經(jīng)濟(jì)疲弱似成定局,新冠肺炎疫情給行業(yè)發(fā)展帶來(lái)了沖擊,中美貿(mào)易摩擦仍未平息,2020 年增加了諸多不確定因素。但在確定的發(fā)展目標(biāo)下,國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體材料業(yè)必將篤定前行!

來(lái)源:中國(guó)電子報(bào)/2020 年/3 月/27 日/第 008 版,集成電路,中國(guó)電子材料行業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)電子化工新材料產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟信息部副主任   劉偉鑫)

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