（文章來源：樂晴智庫）
在半導體產(chǎn)業(yè)中，材料和設備是基石，是推動集成電路技術創(chuàng)新的引擎。半導體材料在產(chǎn)業(yè)鏈中處于上游環(huán)節(jié)，和半導體設備一樣，也是芯片制造的支撐性行業(yè)，所有的制造和封測工藝都會用到不同的半導體材料。半導體材料一般均具有技術門檻高、客戶認證周期長、供應鏈上下游聯(lián)系緊密、行業(yè)集中度高、技術門檻高和產(chǎn)品更新?lián)Q代快的特點，目前高端產(chǎn)品市場份額多為海外企業(yè)壟斷，國產(chǎn)化率較低，寡頭壟斷格局一定程度制約了國內(nèi)企業(yè)快速發(fā)展。

2019年全球半導體材料市場營收下滑顯著，但下降幅度低于整體半導體產(chǎn)業(yè)。據(jù)中國電子材料行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2019年全球半導體材料整體市場營收483.6億美元（約合人民幣3430.7億元），同比2018年的519.4億美元下降6.89%。從材料的區(qū)域市場分布來看，中國臺灣地區(qū)是半導體材料最大區(qū)域市場，2019年市場規(guī)模達114.69億美元；韓國市場規(guī)模76.12億美元，中國大 陸市場規(guī)模81.90億美元（約合人民幣581.5億元）為全球第三大半導體材料區(qū)域。

從晶圓制造材料與封裝材料來看，2019年全球半導體晶圓制造材料市場規(guī)模293.19億美元，同比2018年的321.56億美元下降8.82%；2019年全球半導體晶圓封裝材料市場規(guī)模190.41億美元，同比2018年的197.43億美元下降3.56%。半導體材料細分行業(yè)多，芯片制造工序中各單項工藝均配套相應材料。按應用環(huán)節(jié)劃分，半導體材料主要可分為制造材料和封裝材料。在晶圓制造材料中，硅片及硅基材料占比最高，約占31%，其次依次為光掩模板14%，電子氣體14%，光刻膠及其配套試劑12%，CMP拋光材料7%，靶材3%，以及其他材料占13%。

在半導體封裝材料中，封裝基板占比最高，占40%。其次依次為引線框架15%、鍵合絲15%、包封材料13%、陶瓷基板11%、芯片粘合材料4%、以及其他封裝材料2%。封裝材料中的基板的作用是保護芯片、物理支撐、連接芯片與電路板、散熱。陶瓷封裝體用于絕緣打包。包封樹脂粘接封裝載體、同時起到絕緣、保護作用。芯片粘貼材料用于粘結芯片與電路板。半導體材料中前端材料市場增速遠高于后端材料，前端材料的增長歸功于各種前端技術的積極使用，如極紫外(EUV)曝光，原子層沉積(ALD)和等離子體化學氣相沉積(PECVD)等。

制造材料中的硅片是晶圓制造的基底材料，貫穿整個晶圓制造過程。晶圓制造是半導體產(chǎn)業(yè)中重要一環(huán)，生產(chǎn)過程中會涉及多種材料。根據(jù)細分產(chǎn)品銷售情況，2018年硅片占晶圓制造材料市場比值為38%，比重為相關材料市場第一位。雖然半導體材料已經(jīng)發(fā)展到第三代，但由于制備工藝、后續(xù)加工及原料來源等因素影響，硅材料依然是主流半導體材料。

半導體硅片的尺寸（以直徑計算）主要有100mm（4英寸）及以下、150mm（6英寸）、200mm（8英寸）、300mm（12英寸）與450mm（18英寸）等規(guī)格。半導體硅片的直徑越大，在單片硅片上可制造的芯片數(shù)量就越多，單位芯片的成本隨之降低。半導體硅片正在不斷向大尺寸的方向發(fā)展。硅片是制造半導體芯片最重要的基本材料，是以單晶硅為材料制造的片狀物體，在半導體硅片上可布設晶體管及多層互聯(lián)線，使之成為具有特定功能的集成電路或半導體器件產(chǎn)品。

隨著晶圓制造產(chǎn)業(yè)逐漸往國內(nèi)轉移，國內(nèi)晶圓制造材料企業(yè)在面臨挑戰(zhàn)的同時也迎來重大機遇。濺射靶材是芯片中制備薄膜的元素級材料，通過磁控進行精準放置。高純?yōu)R射靶材包括鋁靶、鈦靶、鉭靶、鎢鈦靶等，這些產(chǎn)品主要應用于超大規(guī)模集成電路芯片、液晶面板、薄膜太陽能電池制造的物理氣相沉積（PVD）工藝。5G時代到來，需求進一步釋放，靶材行業(yè)或 將迎來高速發(fā)展，其中預計2023年僅5G智能手機設備更新的對靶材的需求為9.56億美金，所有設備更迭將產(chǎn)生18.7億美金的市場空間。

在濺射靶材領域，美國、日本企業(yè)占據(jù)全球市場主要份額。濺射靶材是典型的高技術壁壘行業(yè)，由于靶材起源發(fā)展于國外，高端產(chǎn)品被以美日為代表的國外企業(yè)所壟斷。日礦金屬、霍尼韋爾、東曹、普萊克斯、住友化學、愛發(fā)科等占據(jù)全球靶材市場主要份額。國內(nèi)濺射靶材行業(yè)雖然起步晚，但在國家政策和資金的支持下，目前已有個別龍頭企業(yè)在某些細分領域突破國外壟斷，依靠價格優(yōu)勢在國內(nèi)靶材市場占有一定份額。

國內(nèi)濺射靶材企業(yè)主要有江豐電子、阿石創(chuàng)、有研新材等。其中，江豐電子的超高純金屬濺射靶材產(chǎn)品已應用于世界著名半導體廠商的先端制造工藝，在7納米技術節(jié)點實現(xiàn)批量供貨。

光刻膠是將掩膜版上的圖形轉移到硅片上的關鍵材料。光刻膠基于應用領域不同一般可以分為半導體集成電路（IC）光刻膠、PCB光刻膠以及LCD光刻膠三個大類。根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，全球光刻膠市場仍主要被日本合成橡膠、東京日化（TOK）、羅門哈斯、信越化學、富士電子材料等化工寡頭壟斷，行業(yè)前七大廠商合計市占率達97.9%，行業(yè)高度集中。目前國內(nèi)集成電路用i線光刻膠國產(chǎn)化率10%左右，集成電路用KrF光刻膠國產(chǎn)化率不足1%，ArF干式光刻膠、ArFi光刻膠全部依賴進口。

我國光刻膠及配套化學品的研究始于20世紀70年代，但目前我國在該行業(yè)與國際先進水平相比有較大差距，造成差距主要原因系：一方面，高端光刻膠樹脂合成及光敏劑合成技術與國際水平相比還有一定距離；另一方面，高端光刻膠的研究需要匹配昂貴的曝光機和檢測設備，遠遠超出一般科研單位所能承受的范圍。目前，國內(nèi)高端光刻膠產(chǎn)品尚需依賴進口。

CMP拋光液和拋光墊，通過化學反應與物理研磨實現(xiàn)大面積平坦化。在拋光墊方面，全球市場幾乎被美國陶氏所壟斷，陶氏占據(jù)了全球拋光墊市場約79%的市場份額。國外其他拋光墊生產(chǎn)商有美國的Cabot Microelectronics、日本東麗、臺灣三方化學等。目前國內(nèi)從事拋光墊材料生產(chǎn)研究的只有兩家企業(yè)：鼎龍股份和江豐電子。

電子氣體的作用是氧化，還原和除雜。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2018年全球半導體電子特氣市場規(guī)模約45.1億美元。空氣化工集團、液化空氣集團、大陽日酸株式會社、普萊克斯集團、林德集團等國外氣體公司的市場占比超過80%。以華特股份為代表的國內(nèi)氣體公司通過多年持續(xù)的研發(fā)和投入，已陸續(xù)實現(xiàn)IC用高純二氧化碳、高純六氟乙烷、光刻氣等多個產(chǎn)品的進口替代。

近年來我國半導體材料的整體國產(chǎn)化率仍然處于比較低水平，隨著國內(nèi)企業(yè)工藝技術的不斷改進、專利布局逐漸完善，以及本土先進制程推進以及存儲基地擴產(chǎn)，對半導體材料需求將逐年提升。半導體材料將受到整個行業(yè)上升趨勢的推動，國產(chǎn)化替代市場空間巨大。
（責任編輯：fqj）