杏彩体育唯一官网:国产化率还不到10%！一文看懂国产半导体材料

　　10月下旬，一张在各业内微信群广泛传播的截图显示，有业内人士援引国内头部晶圆厂内部消息爆料称，半导体材料大厂美国陶氏杜邦和德国AZ公司开始准备暂停供应半导体材料。

　　近日，有业内人士向芯智讯爆料，陶氏杜邦在停止了相关半导体材料的对国内存储晶圆厂的供应之后，上周又暂停了对国内某逻辑晶圆厂的供应。

　　目前国产半导体材料整体还相对薄弱，2021年国内半导体材料国产化率仅约10%左右，这对于国产半导体材料厂商来说既是一个机遇，也是一个巨大挑战。

　　下面借用国信证券最新的一份关于半导体材料领域的深度报告（芯智讯有删减及增加部分内容）来为大家展示国产半导体材料行业的现状。

　　半导体产业链一般分为设计、制造和应用三个环节。半导体材料在半导体产业链中位于制造环节上游，和半导体设备一起构成了制造环节的核心上游供应链，是推动半导体产业链发展的基石。

　　按照应用环节半导体材料可以分为制造材料与封测材料。其中，晶圆制造材料主要包括硅片、特种气体、掩膜版、光刻胶及配套材料、湿电子化学品、靶材、CMP 抛光液&抛光垫等；封装材料主要包括封装基板、引线框架、键合丝、包封材料、陶瓷基板、芯片粘接材料等。

　　晶圆制造材料中，硅片为晶圆基底材料；掩膜版用于光刻工艺底板；光刻胶用于将掩膜版上的图案转移到硅片上；靶材用于薄膜沉积；电子特气用于氧化、还原、除杂；湿电子化学品用于清洗、刻蚀；抛光材料用于实现平坦化。

　　封装材料中，封装基板与引线框架用于保护、支撑芯片及建立芯片与 PCB 间的连接；键合丝用于连接芯片和引线框架；粘合材料用于芯片贴片；陶瓷封装体用于绝缘打包。

　　细分市场中，制造材料市场占比 63%，硅片在制造材料中占比最高。2021 年半导体材料全球整体市场空间约 643 亿美元。其中制造材料市场规模约 404 亿美元，占比 63%；封测材料市场规模约 239 亿美元，占比 37%。

　　2021 年晶圆制造材料市场细分占比中，硅片占比 41%最高，市场份额约 126 亿美元；掩膜版、电子特气分别占比 16%、15%，市场份额约 49 亿美元、45 亿美元；CMP 材料、光刻胶、湿电子化学品、靶材分别占比 10%、8%、6%、4%，市场份额分别为 30 亿美元、25 亿美元、20 亿美元和 11 亿美元。

　　根据 SEMI 数据，2015-2021 年全球半导体材料行业市场规模整体呈不断上涨态势，2015 年市场规模为 432.9 亿美元，2021 年增长到 643 亿美元，CAGR 为 6.8%。

　　2019 年全球半导体材料行业市场相比 2018 年下降 1.12%，主要系 2019 年下游增速放缓，叠加贸易摩擦，使得半导体产业整体低迷，增速下滑。

　　2020 与 2021 年由于 5G 和新能源的快速发展，大幅提升了半导体产业的市场需求，半导体材料市场规模快速上升，2021 年达到 643亿美元，同比增长 15.86%。

　　2011 年到 2020 年，晶圆制造材料占比较封装材料不断上升，2011 年晶圆制造材料和封装材料占比分别为50.63%和 49.37%，2020 年晶圆制造材料和封装材料占比分别为 63.11%和 36.89%。

　　晶圆制造材料占比提升的原因是先进制造的持续发展，对晶圆制造环节的材料提出了更高的要求，加工工艺步骤的不断增加也提升了晶圆制造材料的消耗量。

　　根据中国半导体行业协会发布的统计数据显示，2021 年中国集成电路产业销售额为 10458.3 亿元，同比增长 18.2%。

　　其中，设计业销售额为 4519 亿元，同比增长 19.6%；制造业销售额为 3176.3 亿元，同比增长 24.1%；封装测试业销售额 2763 亿元，同比增长 10.1%。

　　SEMI 预计，2020 年至 2024 年间将有众多晶圆厂上线 英寸晶圆厂，其中中国是新增数量最多的国家，中国国内新增 14 座 8 英寸和15 座 12 英寸，中国新增 2 座 8 英寸和 15 座 12 英寸，在新建 8 英寸晶圆厂方面，中国国内的数量远远超过其他国家/地区。

　　2021、2022 年中国国内新建数量分别为 5 座和 3 座，2024 年中国国内的 12 英寸寸晶圆厂市场份额上升至 20%，相较于 2015 年增长 12%，产能达到 150 万片/月。晶圆厂的扩产将刺激上游半导体材料行业的市场需求。

　　根据 IC insights 预计，2022 年全球新投产 10 座 12 英寸晶圆厂，将带来全球晶圆产能 8.7%的增幅，高于 2021 年的 8.5%，并预计 2022 年全球晶圆厂的产能利用率仍将超过 90%，预计为 93%。

　　根据 Knometa Research 数据，2021 年全球的晶圆产能达到了 2143 万片/月（按 8 寸晶圆当量），其中中国国内月产能为 350 万片，仅占全球产能的 16%。

　　中国国内的产能份额在过去两年中每年增加 1pct，自 2011年以来累计增加 7pct，预计到 2024 年中国在全球 IC 晶圆产能中的份额将达到近19%。

　　另外随着先进制程不断发展，制程提升会增加工艺难度和加工步骤数，28nm 刻蚀步骤仅 40 步，5nm 刻蚀步骤提升至 160 步，工序的增多也扩大了对上游材料的需求。

　　根据 SEMI 数据，2021 年，中国地区仍是全球半导体材料最大的市场。但中国市场增速最快，2021 年增长 21.90%至 119 亿美元，占全球市场的18.56%。

　　根据中国海关总署数据，2021年中国进口的芯片总量为 6354.8 亿个，同比增长了 16.9%；进口金额突破到了近4326 亿美元，同比增长 23.6%，均创下历史新高。

　　2017-2021 年，我国集成电路进口数量约为出口数量 2 倍，进口金额约为出口金额 4 倍，总体仍高度依赖进口。

　　我国半导体材料国产化率 2021 年仅约 10%，主要系产业起步较晚，在品类丰富度和竞争力处于劣势。

　　今年 10 月 7 日美国BIS出台管制新规制裁我国半导体先进制程产业，短期对集成电路制造业各环节造成一定冲击，但长期来看我国集成电路产业必将走上独立自主创新之路，管制新规将进一步催化设备及材料端国产化趋势，特别是在成熟制程，预计国产材料及设备能够得到更多的验证资源和机会，国产替代周期有望缩短。

　　硅片是半导体器件的主要载体，在半导体材料占比最高。硅基半导体材料是目前产量最大、应用最广的半导体材料，多晶硅是单质硅的一种形态。

　　硅片位于半导体制造产业链上游。在半导体制造产业链中，硅片是基础材料，位于制造产业链的上游，集成电路结构是以硅片为基础搭建而成的，硅片是芯片制造的核心原材料。

　　半导体硅片制造流程复杂，主要包括拉单晶和硅片的切磨抛外延等工艺。半导体硅片的生产流程复杂，涉及工序较多。

　　研磨片工序包括拉单晶、截断、滚圆、切片、倒角、研磨等，抛光片是在研磨片的基础上经边缘抛光、表面抛光等工序制造而来；抛光片经外延工艺制造出硅外延片，经退火热处理制造出硅退火片，经特殊工艺制造出绝缘体上硅 SOI。

　　根据掺杂程度不同，半导体硅片可分为轻掺和重掺。重掺硅片的掺杂元素掺入量大，电阻率低,一般用于功率器件等领域产品；轻掺硅片掺杂浓度低，一般用于集成电路领域，技术难度和产品质量要求更高。由于集成电路在全球半导体市场中

　　占比超过 80%，全球对轻掺硅片需求更大。根据工艺，半导体硅片可分为研磨片、抛光片及基于抛光片制造的特殊硅片外延片、SOI 等。

　　研磨片可用于制造分立器件；轻掺抛光片可用于制造大规模集成电路或作为外延片的衬底材料，重掺抛光片一般用作外延片的衬底材料。相比研磨片，抛光片具有更优的表面平整度和洁净度。

　　退火片在氢气或氩气环境下对抛光片进行高温热处理，以去除晶圆表面附近的氧气，可以提高表面晶体的完整性。外延片是在抛光片表面形成一层气相生长的单晶硅，可满足需要晶体完整性或不同电阻率的多层结构的需求。

　　SOI硅片（Silicon-On-Insulator）是在两个抛光片之间插入高电绝缘氧化膜层，可以实现器件的高集成度、低功耗、高速和高可靠性，在活性层表面也可以形成砷或砷的扩散层。结隔离硅片是根据客户的设计，利用曝光、离子注入和热扩散技术在晶圆表面预形成IC嵌入层，然后再在上面生长一层外延层。

　　应用最广的三类硅片是抛光片、外延片与以 SOI 硅片。抛光片直接用于制作半导体器件，广泛应用于存储芯片与功率器件等，也可作为外延片、SOI 硅片的衬底材料。

　　外延片是由抛光片经过外延生长而形成，常在 CMOS 电路中使用，如通用处理器芯片、图形处理器芯片。