關鍵詞：半導體材料:研發(fā)驗證門檻高高端領域缺口大
半導體材料作為新材料的重要組成部分，是世界各國為發(fā)展電子信息產業(yè)而關注的重中之重，它支撐著電子信息產業(yè)本土化的發(fā)展，對于產業(yè)結構升級、國民經濟及國防建設具有重要意義。2018年，國內半導體材料在各方共同努力下，部分領域取得了可喜成績，但中高端領域用關鍵材料本土化上進展緩慢，取得的突破較少，總體情況不容樂觀。
我國半導體材料細分領域進展不一
據(jù)WSTS報道，2018年，在存儲器市場的引領下，全球半導體市場繼續(xù)保持快速增長勢頭，全年市場規(guī)模預計達4779.4億美元，同比增長15.9%。不過，隨著存儲器供不應求的問題得到緩解，2019年全球半導體市場增速將大幅降低，預計全年僅增長2.6%。國內方面，2018年上半年國內半導體產業(yè)景氣度良好，自下半年以來，在全球消費市場需求下行等多方因素的交織下，國內半導體產業(yè)疲態(tài)漸顯。初步統(tǒng)計，2018年我國半導體產業(yè)銷售額9202億元，同比2017年增長16.7%，2019年影響全球經濟的不確定因素仍在增加，預計我國全年半導體產業(yè)銷售額年增長率將下滑至14.8%。
半導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、濕化學品、濺射靶材、CMP拋光材料等，2018年國內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年我國半導體材料各細分領域發(fā)展狀況各不相同。
硅片方面，國內建設熱潮不斷涌現(xiàn)，截至2018年年底，按各個公司已量產產線披露的產能，8英寸硅片產能已達139萬片/月，興建中的產能達270萬片/月;12英寸硅片產能28.5萬片/月，興建中的產能達315萬片/月。如果都能如期開出，單純從產能數(shù)據(jù)來看，遠遠超過下游用戶需求。不過目前國內12英寸硅片仍幾乎百分之百依賴進口，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、武漢新芯進行認證，何時驗證完成尚未有確切的時間節(jié)點。
光掩膜版方面，全球半導體領域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)。國內從事光掩膜版研究生產的內資企業(yè)主要有路維光電、清溢光電等，產品主要應用于平板顯示、觸控行業(yè)和電路板行業(yè)，用于集成電路制造的高端光掩膜版則由國外公司壟斷。2018年內資企業(yè)在集成電路用高端光掩膜版方面，并無實質性進展，相反，ToppanPhotomasks公司在2018年年初宣布，將對其位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，制造應用于半導體的光掩膜產品，預計于2019年上半年開始生產28納米和14納米的光掩膜版。
濕化學品方面，2018年我國6英寸及以上晶圓生產線消耗量超過25萬噸，細分領域要求產品達到SEMI標準C8以上和C12水平，而國內技術水平相對較低，因此大部分產品來自于進口。但2018年，在消耗量最大的電子級硫酸方面，國內取得了可喜的突破，4月下旬，晶瑞化學依托下屬子公司年產30萬噸的優(yōu)質工業(yè)硫酸原材料優(yōu)勢，并結合從日本三菱化學株式會社引進的電子級硫酸先進制造技術，投資建設年產9萬噸/年的電子級硫酸項目。該項目建設地址位于江蘇省南通市，預計2019年7月正式投產。2018年第三季度，湖北興福的電子級硫酸技術攻關取得重大突破，產品品質超越SEMIC12級別，與國際電子化學品最大供應商巴斯夫的產品品質處于同一級別，并向部分國內12英寸晶圓廠穩(wěn)定供貨。
電子特氣方面，2018年國內半導體用電子特氣市場規(guī)模約4.89億美元。經過30多年的發(fā)展，我國半導體用電子特氣已經取得了不錯的成績，中船重工718所、綠菱電子、廣東華特等均在12英寸晶圓用產品上取得了突破，并且實現(xiàn)了穩(wěn)定的批量供應。2018年5月，中船重工718所舉行二期項目開工儀式，2020年全部達產后，將年產高純電子氣體2萬噸，三氟化氮、六氟化鎢、六氟丁二烯和三氟甲基磺酸4個產品產能將居世界第一。
高純硅烷方面，中寧硅業(yè)利用自產的高純硅烷為原料，研究開發(fā)具有自主知識產權的低溫脫輕脫重、多級吸附以及晶硅成膜檢測技術制備半導體級硅烷氣體，在設備優(yōu)化、精餾提純以及成膜檢測等關鍵技術上實現(xiàn)了突破，具備半導體級硅烷氣體的產業(yè)化生產能力。
高純四氟化硅方面，綠菱電子的產品在2018年實現(xiàn)了給國內主要芯片生產企業(yè)的大規(guī)模供貨。
光刻膠方面，一直以來都被美日企業(yè)高度壟斷，8英寸及以上半導體晶圓用產品本土化率不足1%，還有許多需要攻克的關鍵技術，目前國內真正從事集成電路用光刻膠研究生產的企業(yè)不足5家。2018年幾家主要企業(yè)在各自細分領域都取得了突破。5月，北京科華承擔的“極紫外光刻膠材料與實驗室檢測技術研究”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ArF(干式)光刻膠產品，性能穩(wěn)定，各項性能指標均達到國外同類產品的同等水平。
靶材方面，近年來，國家制定了一系列產業(yè)政策推進靶材技術的發(fā)展，效果顯著。目前國內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)承擔的云南省國際合作計劃專項——“半導體器件用鎳鉑靶材的制備關鍵技術及產業(yè)化”取得重大突破，建立了生產線并取得良好經濟效益。在7nm先進技術節(jié)點用濺射靶材方面，江豐電子已經掌握了核心技術。
CMP拋光材料方面，主要有拋光液與拋光墊。安集微電子是國內唯一一家能提供12英寸IC拋光液的本土供應商，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水平的集成電路材料的研發(fā)及產業(yè)化應用，但在更高端的STI制程上，尚沒有掌握核心原材料研磨粒的制備技術。作為拋光墊主要供應商的湖北鼎龍，尚在進行12英寸晶圓用產品的攻關。
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口，2018年國內企業(yè)主要在低端領域有所突破，近年來，封裝形式的轉變也給國內企業(yè)提出了新的要求。
機遇與挑戰(zhàn)并存任重而道遠
現(xiàn)今，中國已成為全球最大的半導體消費市場。物聯(lián)網、5G通信、人工智能等下一輪終端需求，為中國大陸半導體產業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了新的機遇。
半導體產業(yè)要想持續(xù)健康穩(wěn)定的發(fā)展，產業(yè)鏈協(xié)同進步是關鍵。作為重要支撐的材料業(yè)則是重中之重。
當前，我國半導體材料的整體本土化仍然處于比較低的水平，特別是在中高端領域，亟待突破的產品、技術非常之多。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)人才方面國內的缺口較大，在核心技術上國外的封鎖嚴格，這就給國內半導體材料業(yè)的發(fā)展帶來了諸多挑戰(zhàn)。我國半導體材料的本土化程度要想得到明顯改善，任重而道遠。