华南电子展|半导体的七大核心材料全景分析

在人工智能、汽车和新能源等领域的强劲需求推动下，TECHCET预计到2024年，全球半导体材料市场规模将达到约730亿美元，2028年有望突破880亿美元。半导体材料是半导体产业的重要支撑，但目前国内半导体材料的国产化率较低，约为30%。随着晶圆厂产能的持续扩张和国产化率的提升，预计将加速国内厂商的引入。

材料和设备是半导体产业的基石，半导体技术的每一代都依赖于相应的工艺，而工艺又依赖于相应的材料和设备来实现。作为产业链的上游环节，半导体材料对半导体产业的发展具有重要的支撑作用。

华南电子展了解到，半导体材料具有产业规模大、细分行业众多、技术门槛高、研发投入大和研发周期长等特点。由于其附加值高及特殊的产业生态支撑，半导体材料往往成为国家间博弈的重要筹码。在全球晶圆厂扩产的大背景下，中国大陆作为新兴的晶圆制造领域，将进一步刺激上游半导体材料的需求。

半导体材料是产业链中细分领域较多的环节，涉及的材料种类多达上百种。这些多样化的材料共同构成了半导体材料产业，以满足不同芯片生产的需求。

华南电子展了解到，在半导体整个生产周期中，半导体材料虽处于产业链上游，但从晶圆厂扩产角度看，半导体材料采购是在晶圆厂建设完工并下达订单后开始进行，因此半导体材料属于半导体周期偏后的环节。按应用环节划分，半导体材料主要分为晶圆制造材料和封装材料。晶圆制造主要材料包括硅片、光掩模、光刻胶、光刻胶辅助材料、湿电子化学品、抛光材料、电子特气、抛光材料、靶材及其他材料。据SEMI数据，全球半导体材料价值量占比前六分别为：硅片（37%）、电子特气（13%）、光掩膜（13%）、CMP（7%）、光刻胶（5%）和溅射靶材（3%），其他种类材料合计占比约22%。硅片是制作集成电路的重要材料，贯穿了芯片制作的全过程。通过对硅片进行光刻、离子注入等手段，可以制成集成电路和各种半导体器件。

半导体硅片是由硅单晶锭切割而成的薄片，又称硅晶圆片，是半导体基底材料。其质量和数量不仅是制造芯片的关键材料，同时也制约下游终端领域行业的发展。硅片按加工程度可分为研磨片、抛光片和外延片。华南电子展了解到，硅研磨片是对硅单晶锭进行切割、研磨等加工得到的厚度小于1mm的圆形晶片，是制作硅抛光片及硅外延片的中间产品，也可以用于制作分立器件芯片。硅抛光片由硅研磨片经过后续抛光、清洗等精密加工而成，主要应用于集成电路和分立器件制造。硅外延片是指在硅单晶衬底上外延生长一层或多层硅单晶薄膜的材料，用于制造半导体分立器件和集成电路。当前全球市场主流的产品是200mm（8英寸）、300mm（12英寸）直径的半导体硅片，下游芯片制造行业的设备投资也与200mm和300mm规格相匹配。200mm及以下半导体硅片的需求主要来源于功率器件、电源管理器、非易失性存储器、MEMS、显示驱动芯片与指纹识别芯片等。300mm半导体硅片的需求主要来源于存储芯片、图像处理芯片、通用处理器芯片、高性能FPGA与ASIC，终端应用主要为智能手机、计算机、云计算、人工智能、SSD等较为高端领域。当前半导体硅片向大尺寸方向不断发展，大尺寸硅片成为行业主流，产量明显增长。

半导体硅片技术具有较高的门槛和设备投资需求，形成了显著的行业壁垒。市场呈现高度集中，主要由海外厂商主导。全球半导体硅片市场的份额主要被五家龙头企业垄断，分别是日本的信越化学、日本胜高（SUMCO）、中国台湾的环球晶圆、德国的世创（Siltronic）以及韩国的鲜京矽特隆。

在中国大陆，主要的硅片供应商包括沪硅产业、中环股份、立昂微、中欣晶圆、众合科技、中晶科技、扬杰科技、有研半导体、上海合晶、金瑞泓和南京国盛等。沪硅产业在硅片领域拥有全面的布局，其产品类型涵盖了300mm的抛光片和外延片、200mm及以下的抛光片和外延片、SOI硅片以及压电薄膜衬底材料等。目前，沪硅产业的12英寸硅片已成功进入中芯国际的供应链。

文章来源：乐晴智库精选