半導(dǎo)體材料:研發(fā)驗證門檻高 高端領(lǐng)域缺口大

半導(dǎo)體材料作為新材料的重要組成部分，是世界各國為發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)而關(guān)注的重中之重，它支撐著電子信息產(chǎn)業(yè)本土化的發(fā)展，對于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、國民經(jīng)濟(jì)及國防建設(shè)具有重要意義。2018年，國內(nèi)半導(dǎo)體材料在各方共同努力下，部分領(lǐng)域取得了可喜成績，但中高端領(lǐng)域用關(guān)鍵材料本土化上進(jìn)展緩慢，取得的突破較少，總體情況不容樂觀。

我國半導(dǎo)體材料細(xì)分領(lǐng)域進(jìn)展不一

據(jù)WSTS報道，2018年，在存儲器市場的引領(lǐng)下，全球半導(dǎo)體市場繼續(xù)保持快速增長勢頭，全年市場規(guī)模預(yù)計達(dá)4779.4億美元，同比增長15.9%。不過，隨著存儲器供不應(yīng)求的問題得到緩解，2019年全球半導(dǎo)體市場增速將大幅降低，預(yù)計全年僅增長2.6%。國內(nèi)方面，2018年上半年國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)景氣度良好，自下半年以來，在全球消費(fèi)市場需求下行等多方因素的交織下，國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)疲態(tài)漸顯。初步統(tǒng)計，2018年我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售額9202億元，同比2017年增長16.7%，2019年影響全球經(jīng)濟(jì)的不確定因素仍在增加，預(yù)計我國全年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售額年增長率將下滑至14.8%。

半導(dǎo)體材料主要包括晶圓制造材料與封裝測試材料兩大類。其中，晶圓制造材料包括硅片、光刻膠、光掩膜版、電子特氣、濕化學(xué)品、濺射靶材、CMP拋光材料等，2018年國內(nèi)晶圓制造材料總體市場規(guī)模約28.2億美元;封裝材料包括引線框架、基板、陶瓷封裝材料、鍵合絲、封裝樹脂、芯片貼裝材料等，2018年國內(nèi)封裝材料市場規(guī)模約為56.8億美元。2018年，晶圓制造材料與封裝測試材料總計市場規(guī)模約為85億美元。

2018年我國半導(dǎo)體材料各細(xì)分領(lǐng)域發(fā)展?fàn)顩r各不相同。

硅片方面，國內(nèi)建設(shè)熱潮不斷涌現(xiàn)，截至2018年年底，按各個公司已量產(chǎn)產(chǎn)線披¶的產(chǎn)能，8英寸硅片產(chǎn)能已達(dá)139萬片/月，興建中的產(chǎn)能達(dá)270萬片/月;12英寸硅片產(chǎn)能28.5萬片/月，興建中的產(chǎn)能達(dá)315萬片/月。如果都能如期開出，單純從產(chǎn)能數(shù)據(jù)來看，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過下游用戶需求。不過目前國內(nèi)12英寸硅片仍幾乎百分之百依賴進(jìn)口，8英寸硅片本土化率也僅為20%。值得一提的是，2018年一季度末，上海新昇12英寸大硅片正片通過了華力微電子的驗證并實現(xiàn)銷售，但公告顯示，銷售給華力微電子的數(shù)量不多，正在增量過程中。此外，上海新昇大硅片正片已在中芯國際、武漢新芯進(jìn)行認(rèn)證，何時驗證完成尚δ有確切的時間節(jié)點。

光掩膜版方面，全球半導(dǎo)體領(lǐng)域80%以上市場份額被Photronics、大日本印刷株式會社DNP和日本凸版印刷株式會社Toppan三家占據(jù)。國內(nèi)從事光掩膜版研究生產(chǎn)的內(nèi)資企業(yè)主要有·維光電、清溢光電等，產(chǎn)品主要應(yīng)用于平板顯示、觸控行業(yè)和電·板行業(yè)，用于集成電·制造的高端光掩膜版則由國外公司¢斷。2018年內(nèi)資企業(yè)在集成電·用高端光掩膜版方面，并無實質(zhì)性進(jìn)展，相反，Toppan Photomasks公司在2018年年初宣布，將對其λ于上海的全資子公司上海凸版光掩膜有限公司(TPCS)追加投資，制造應(yīng)用于半導(dǎo)體的光掩膜產(chǎn)品，預(yù)計于2019年上半年開始生產(chǎn)28納米和14納米的光掩膜版。

濕化學(xué)品方面，2018年我國6英寸及以上晶圓生產(chǎn)線消耗量超過25萬噸，細(xì)分領(lǐng)域要求產(chǎn)品達(dá)到SEMI標(biāo)準(zhǔn)C8以上和C12水平，而國內(nèi)技術(shù)水平相對較低，因此大部分產(chǎn)品來自于進(jìn)口。但2018年，在消耗量最大的電子級硫酸方面，國內(nèi)取得了可喜的突破，4月下旬，晶瑞化學(xué)依托下屬子公司年產(chǎn)30萬噸的優(yōu)質(zhì)工業(yè)硫酸原材料優(yōu)勢，并結(jié)合從日本三菱化學(xué)株式會社引進(jìn)的電子級硫酸先進(jìn)制造技術(shù)，投資建設(shè)年產(chǎn)9萬噸/年的電子級硫酸項目。該項目建設(shè)地址λ于江蘇省南通市，預(yù)計2019年7月正式投產(chǎn)。2018年第三季度，湖北興福的電子級硫酸技術(shù)攻關(guān)取得重大突破，產(chǎn)品品質(zhì)超越SEMI C12級別，與國際電子化學(xué)品最大供應(yīng)商巴斯夫的產(chǎn)品品質(zhì)處于同一級別，并向部分國內(nèi)12英寸晶圓廠穩(wěn)定供貨。

電子特氣方面，2018年國內(nèi)半導(dǎo)體用電子特氣市場規(guī)模約4.89億美元。經(jīng)過30多年的發(fā)展，我國半導(dǎo)體用電子特氣已經(jīng)取得了不錯的成績，中船重工718所、綠菱電子、廣東華特等均在12英寸晶圓用產(chǎn)品上取得了突破，并且實現(xiàn)了穩(wěn)定的批量供應(yīng)。2018年5月，中船重工718所舉行二期項目開工儀式，2020年全部達(dá)產(chǎn)后，將年產(chǎn)高純電子氣體2萬噸，三氟化氮、六氟化鎢、六氟丁二烯和三氟甲基磺酸4個產(chǎn)品產(chǎn)能將居世界第一。

高純硅烷方面，中寧硅業(yè)利用自產(chǎn)的高純硅烷為原料，研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的低溫脫輕脫重、多級吸附以及晶硅成膜檢測技術(shù)制備半導(dǎo)體級硅烷氣體，在設(shè)備優(yōu)化、精餾提純以及成膜檢測等關(guān)鍵技術(shù)上實現(xiàn)了突破，具備半導(dǎo)體級硅烷氣體的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)能力。

高純四氟化硅方面，綠菱電子的產(chǎn)品在2018年實現(xiàn)了給國內(nèi)主要芯片生產(chǎn)企業(yè)的大規(guī)模供貨。

光刻膠方面，一直以來都被美日企業(yè)高度¢斷，8英寸及以上半導(dǎo)體晶圓用產(chǎn)品本土化率不足1%，還有許多需要攻克的關(guān)鍵技術(shù)，目前國內(nèi)真正從事集成電·用光刻膠研究生產(chǎn)的企業(yè)不足5家。2018年幾家主要企業(yè)在各自細(xì)分領(lǐng)域都取得了突破。5月，北京科華承擔(dān)的“極紫外光刻膠材料與實驗室檢測技術(shù)研究”項目順利通過國家驗收;8月，晶瑞股份表示，公司的i線光刻膠已通過中芯國際上線測試;12月，南大光電開發(fā)出了的首款A(yù)rF(干式)光刻膠產(chǎn)品，性能穩(wěn)定，各項性能指標(biāo)均達(dá)到國外同類產(chǎn)品的同等水平。

靶材方面，近年來，國家制定了一系列產(chǎn)業(yè)政策推進(jìn)靶材技術(shù)的發(fā)展，效果顯著。目前國內(nèi)12英寸晶圓用濺射靶材本土化率約為18%。2018年8月，由貴研鉑業(yè)承擔(dān)的云南省國際合作計劃專項——“半導(dǎo)體器件用鎳鉑靶材的制備關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”取得重大突破，建立了生產(chǎn)線并取得良好經(jīng)濟(jì)效益。在7nm先進(jìn)技術(shù)節(jié)點用濺射靶材方面，江豐電子已經(jīng)掌握了核心技術(shù)。

CMP拋光材料方面，主要有拋光液與拋光墊。安集微電子是國內(nèi)Ψ一一家能提供12英寸IC拋光液的本土供應(yīng)商，它在銅制程上有一定優(yōu)勢，2018年完成了多個具有世界先進(jìn)水平的集成電·材料的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，但在更高端的STI制程上，尚û有掌握核心原材料研磨粒的制備技術(shù)。作為拋光墊主要供應(yīng)商的湖北鼎龍，尚在進(jìn)行12英寸晶圓用產(chǎn)品的攻關(guān)。

封裝材料方面，高端鍵合絲、封裝基板、引線框架等仍高度依賴進(jìn)口，2018年國內(nèi)企業(yè)主要在低端領(lǐng)域有所突破，近年來，封裝形式的轉(zhuǎn)變也給國內(nèi)企業(yè)提出了新的要求。

機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存 任重而道遠(yuǎn)

現(xiàn)今，中國已成為全球最大的半導(dǎo)體消費(fèi)市場。物聯(lián)網(wǎng)、5G通信、人工智能等下一輪終端需求，為中國大½半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了新的機(jī)遇。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)要想持續(xù)健康穩(wěn)定的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同進(jìn)步是關(guān)鍵。作為重要支撐的材料業(yè)則是重中之重。

當(dāng)前，我國半導(dǎo)體材料的整體本土化仍然處于比較低的水平，特別是在中高端領(lǐng)域，亟待突破的產(chǎn)品、技術(shù)非常之多。而材料的研發(fā)本來就是個比較漫長的過程，從驗證到真正導(dǎo)入又需要消耗大量的時間，在高端材料研發(fā)人才方面國內(nèi)的缺口較大，在核心技術(shù)上國外的封鎖嚴(yán)格，這就給國內(nèi)半導(dǎo)體材料業(yè)的發(fā)展帶來了諸多挑戰(zhàn)。我國半導(dǎo)體材料的本土化程度要想得到明顯改善，任重而道遠(yuǎn)。