關鍵詞：半導體材料:研發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，是世界各國為發展電子信息產業而關注的重中之重，它支撐著電子信息產業本土化的發展，對于產業結構升級、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WSTS報道，2018年，在存儲器市場的引領下，全球半導體市場繼續保持快速增長勢頭，全年市場規模預計達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，國內半導體產業疲態漸顯。初步統計，2018年我國半導體產業銷售額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模約為85億美元。
2018年我國半導體材料各細分領域發展狀況各不相同。
硅片方面，國內建設熱潮不斷涌現，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，單純從產能數據來看，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銷售，但公告顯示，銷售給華力微電子的數量不多，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。國內從事光掩膜版研究生產的內資企業主要有路維光電、清溢光電等，產品主要應用于平板顯示、觸控行業和電路板行業，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30萬噸的優質工業硫酸原材料優勢，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英寸晶圓廠穩定供貨。
電子特氣方面，2018年國內半導體用電子特氣市場規模約4.89億美元。經過30多年的發展，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，并且實現了穩定的批量供應。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，中寧硅業利用自產的高純硅烷為原料，研究開發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，在設備優化、精餾提純以及成膜檢測等關鍵技術上實現了突破，具備半導體級硅烷氣體的產業化生產能力。
高純四氟化硅方面，綠菱電子的產品在2018年實現了給國內主要芯片生產企業的大規模供貨。
光刻膠方面，一直以來都被美日企業高度壟斷，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不足5家。2018年幾家主要企業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，南大光電開發出了的首款ArF(干式)光刻膠產品，性能穩定，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政策推進靶材技術的發展，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及產業化應用，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提出了新的要求。
機遇與挑戰并存任重而道遠
現今，中國已成為全球最大的半導體消費市場。物聯網、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發展創造了新的機遇。
半導體產業要想持續健康穩定的發展，產業鏈協同進步是關鍵。作為重要支撐的材料業則是重中之重。
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的發展帶來了諸多挑戰。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。