《中国大陆半导体材料市场的新突破》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2020-03-27
  • 半导体材料是半导体产业发展的基础,它融合了当代众多学科的先进成果,在半导体制造技术不断升级和产业的持续创新发展中扮演着重要角色。半导体技术每前进一步都对材料提出新的要求,而材料技术的每一次发展也都为半导体新结构、新器件的开发提供了新的思路。2019年,国内半导体材料在各方共同努力下,部分中高端领域取得可喜突破,国产化进一步提升。

    行业整体影响下,市场规模小幅下滑

    受行业整体不景气影响,2019年全球半导体材料市场营收下滑显著,但下降幅度低于整体半导体产业。据中国电子材料行业协会统计,2019年全球半导体材料整体市场营收483.6亿美元(约合人民币3430.7亿元),同比2018年的519.4亿美元下降6.89%。

    从材料的区域市场分布来看,中国台湾地区是半导体材料最大区域市场,2019年市场规模达114.69亿美元;中国大陆市场规模81.90亿美元(约合人民币581.5亿元);韩国市场规模76.12亿美元。

    来源:CEMIA

    从晶圆制造材料与封装材料来看,2019年全球半导体晶圆制造材料市场规模293.19亿美元,同比2018年的321.56亿美元下降8.82%;2019年全球半导体晶圆封装材料市场规模190.41亿美元,同比2018年的197.43亿美元下降3.56%。

    2019年中国半导体材料市场规模81.90亿美元,同比2018年的84.92亿美元下降3.56%,其中晶圆制造材料市场规模27.62亿美元,同比2018年的28.17亿美元下降1.95%;封装材料市场规模54.28亿美元,同比2018年的56.75亿美元下降4.35%。

    2019年7月22日,科创板首批公司上市。安集微电子作为国内CMP抛光液龙头,成为首批登陆科创板的25家企业之一,久日新材、华特气体、神工股份等紧随其后,成功登陆科创板,与此同时,正帆科技、格林达等半导体材料企业在登陆资本市场的进程中进展顺利,有望在新的一年迎来里程碑,拓宽了各企业的融资渠道,也为行业整体发展注入新的保障。

    细分领域发展不一,部分中高端领域取得可喜突破

    综合各领域来看,部分领域已实现自产自销,靶材、电子特气、CMP抛光材料等细分产品已经取得较大突破,部分产品技术标准达到国际一流水平,本土产线已基本实现中大批量供货。2019年我国半导体材料生产企业用于国内半导体晶圆加工领域的销售额达138亿元,同比增长4.4%。整体国产化率提高到23.8%,充分显示了近年来企业综合实力的提升。

    硅片方面,2019年国内市场规模8.12亿美元,同比增长1.63%。作为半导体材料中成本占比最高的材料,国内12/8英寸硅片企业已超过16家,拟在建产线迭出,2019年各主要产线稳步推进。衢州金瑞泓成功拉制出拥有完全自主知识产权的量产型集成电路用12英寸硅单晶棒;中环领先12英寸硅片厂房安装了第一套设备;徐州鑫晶半导体12英寸大硅片长晶产线试产成功,并陆续向国内和德国等多家客户发送试验样片;业界普遍关注的上海新昇28nm逻辑、3D-NAND存储正片通过了长江存储的认证;有研科技集团与德州市政府、日本RST公司等共同签约,建设年产360万片的12英寸硅片产业化项目。尽管各企业小而分散,但大硅片真正实现国产化前景可期。

    光掩膜方面,与旺盛的需求形成反差的是国内高端掩模保障能力不足,大量订单流向海外。目前,半导体用光掩膜国产化率不足1%。内资企业中真正从事半导体用光掩模生产的仅有无锡中微,研究机构有中国科学院微电子所及中国电科13所、24所、47所和55所等,过去一年里,行业取得的实质性突破较少。

    光刻胶方面,目前国内集成电路用i线光刻胶国产化率10%左右,集成电路用KrF光刻胶国产化率不足1%,ArF干式光刻胶、ArFi光刻胶全部依赖进口。2019年,南大光电设立光刻胶事业部,并成立了全资子公司“宁波南大光电材料有限公司”,全力推进“ArF光刻胶开发和产业化项目”落地实施;同时与宁波经济技术开发区管理委员会签署了《投资协议书》,拟投资开发高端集成电路制造用各种先进光刻胶材料以及配套原材料和底部抗反射层等高纯配套材料,形成规模化生产能力,建立配套完整的国产光刻胶产业链。上海新阳248nm光刻胶配套的光刻机已完成厂内安装开始调试,193nm光刻胶配套的光刻机也已到货。经过近三年的研发,关键技术已有重大突破,已从实验室研发转向产业研发。

    湿化学品方面,目前半导体领域整体国产化率23%左右。2019年,兴发集团控股子公司湖北兴福电子材料有限公司技术创新取得重大突破,电子级磷酸顺利通过了中芯国际12英寸28nm先进制程工艺的验证测试,开启了对中芯国际先进制程Fab端的全面供应。此外,长江存储、厦门联芯等先进12英寸Fab也开启了验证测试。多氟多抓住日韩贸易战机会,电子级氢氟酸稳定批量出口韩国高端半导体制造企业,进入韩国两大半导体公司的供应链中,被最终应用在3D-NAND和 DRAM的工艺制程中,使电子级氢氟酸产品打开国门走向世界。

    电子特气方面,目前我国半导体用电子特气的整体国产化率约为30%。2019年,华特气体激光准分子混合气国内大规模起量应用,同时进军海外市场;金宏气体TEOS研发确定重点进展,即将投放市场;绿菱高纯电子级四氟化硅质量稳步提升,国内市场份额逐步提高;博纯股份氧硫化碳研发成功;南大光电与雅克科技加大了前驱体研发力度。此外,中船七一八所也加大了新含钨制剂的研制。

    CMP抛光材料方面,安集微电子的后道Cu/Barrier抛光液技术水平与国内领先集成电路生产商同步,TSV抛光液在国际和国内均在领先水平,这几类抛光液2019年在14nm节点上实现小规模量产。鼎龙股份不仅完善了自身的CMP抛光垫型号,从成熟制程到先进制程完成全覆盖,而且进入了长江存储供应链,大部分产品均在晶圆厂进行验证和测试。

    靶材方面,江丰电子已成功突破半导体7nm技术节点用Al、Ti、Ta、Cu系列靶材核心技术并实现量产应用,5nm技术节点的研发工作稳步进行中。有研亿金持续推进实现纳米逻辑器件和存储器件制备用贵金属及其合金相关靶材的开发与使用。

    先进封装材料方面,高端承载类材料蚀刻引线框架与封装基板、线路连接类材料键合丝与焊料、塑封材料环氧塑封料与底部填充料等仍高度依赖进口,2019年国内企业主要在中低端领域有所突破,高端领域个别品种实现攻关。

    不确定因素增加,半导体材料业仍笃定前行

    目前,国内半导体材料总体上形成了以龙头企业为载体,平台配合推进验证的能力,具备了一定的产业基础、技术积淀,以及人才储备,部分细分材料领域紧追国际水平。但是,先进技术节点材料市场整体仍被国外垄断,国产材料突破较少,关键环节核心材料空白,影响了整个产业安全。

    半导体产业加速向中国大陆转移,中国正成为主要承接地,2020年业界普遍认为5G会实现大规模商用,热点技术与应用推动下,国内半导体材料需求有望进一步增长。大基金二期已完成募资,预计三月底可开始实质投资,主要围绕国家战略和新兴行业进行,比如智能汽车、智能电网、人工智能、物联网、5G等,预计将加大对国产半导体材料的投入力度,新一轮的资本介入,将助力半导体材料国产替代进度。

    新年伊始,世界经济持续下行,全年经济疲弱似成定局,肺炎疫情给行业发展带来了冲击,中美贸易战仍未平息,2020年增加了诸多不确定因素。但在确定的发展目标下,国内半导体材料业必将笃定前行!

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    • 5月10-11日,2019求是缘半导体设备与材料产业(上虞)高峰论坛暨产学研结合做强半导体设备与材料产业研讨会在浙江省绍兴市上虞区举行。 本次峰会主题为"开放、创新、合作、共赢",就建立新型战略合作伙伴关系,健全供应生态链领域,做强半导体设备和材料产业展开了交流和讨论。 本次峰会由求是缘半导体联盟主办,杭州湾上虞经济技术开发区(浙江省上虞经济技术开发区)和绍兴市上虞区投资促进中心共同承办,浙江晶盛机电股份有限公司和求圆科技(上海)有限公司联合协办。近300位来自海内外多地的半导体产业界、高校、研究机构、投资界、政府园区等机构的代表参加了本次高峰论坛。 求是缘半导体联盟理事长、美国应用材料公司原全球副总裁及中国区总裁、董事长陈荣玲开幕致辞,介绍,求是缘半导体联盟由浙江大学校友发起,目前集聚了全球多个高校校友、公司、组织机构、政府园区及科研院校等个人和单位,是一个自愿组成的全球性跨区域、集成电路半导体领域全产业链的非营利性公益组织,致力于推动全球,特别是中国大陆区域的半导体及相关产业的发展。 经过四年多发展,目前联盟有来自全球多地半导体产业界、投资界、法务界、政府园区等400多正式的个人会员和单位会员,1900+人次在线社群,同时联盟今年开始推出半导体项目融资落地服务,积极建立沟通渠道,串联半导体产业链资源,服务融资企业、投资机构、园区招商,从而更好地助力半导体产业的发展。 上虞地处杭州湾南岸,杭州与宁波之间,与上海隔湾相望,相继获得中国最佳商业城市、中国最具投资吸引力城市等殊荣。目前,杭州湾上虞经济技术开发区正重点发展“4+1”即新材料、现代医药、高端装备制造、电子信息四大主导产业及生产性服务业。 中共绍兴市上虞区委常委、常务副区长包朝阳代表东道主欢迎大家到来,他指出上虞作为浙江大学老校长竺可桢的故乡,希望通过本次峰会,能再续上虞求是情缘,同时希望通过本次峰会能让更多的浙江大学的学子、来自海内外半导体设备与材料产业领域的专家学者能走进上虞、了解上虞和关注上虞。 浙江大学校长助理、浙江大学校友总会秘书长胡炜代表浙江大学及浙江大学校友总会前来祝贺本次峰会的顺利举办。 国家集成电路零部件产业技术创新联盟理事长、中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司董事长雷震霖,国家集成电路材料产业技术创新联盟秘书长、国家02科技重大专项总体组专家石瑛以及中国电子材料行业协会常务副秘书长鲁瑾分别进行了致辞。 专家们表示,中国大陆目前的半导体设备和材料发展在全球市场的占有率仍然微不足道,但是经过近十几年的发展,我国大陆地区还是有了一定的基础,实现了一些半导体装备和材料从无到有的过程,同时指出做半导体产业要有足够的耐心,做好八年、十年不盈利的准备,同时希望地方政府能“本地企业与引进企业并重,本地人才与引进人才并重”。 随后,中国知名半导体行业评论家莫大康,以及应用材料原全球执行副总裁、华虹集团原总裁兼首席执行官、中芯国际原总裁兼首席执行官及合肥长鑫存储原董事长兼首席执行官、SEMI终身成就奖获得者、美国硅谷杰出工程师协会名人堂入选者王宁国博士分别进行了主旨演讲。 莫大康作了“中国半导体设备业的机遇与挑战”的主旨演讲。他指出,中国大陆半导体设备产业链的上下游不协调的问题,在短期内是很难解决的;建议建立以国产设备为主的8英寸产品生产线,目的是来考核设备的实用化,要以设备厂为主导,而制造厂为协助;提高半导体设备零部件( MFC、管道、阀门、接头、泵等)的国产化率;而半导体设备不能满足于由“0”到“1”的突破,更要关注“1” 的内含,要能满足客户量产需求。 王宁国博士,在“创新、商业化与业务拓展”的主旨演讲中表示,目前中国大陆自主生产的半导体设备在全球市场的份额仅仅在2-3%。这说明中国大陆自主生产半导体设备的市场空间非常大。中国大陆半导体装备业如何后来者居上,科技创新就非常重要。而停留在实验室的创新不是真正的创新,只有能商业化、被市场认可的创新才真正有社会价值。 峰会上,来自半导体装备领域的浙江晶盛机电股份有限公司董事长曹建伟博士、半导体晶圆材料领域的天津中环半导体股份有限公司副总经理王彦君以及晶圆制造领域的杭州士兰微电子股份有限公司副董事长、联合创始人、杭州士兰微电子股份有限公司半导体制造事业总部总裁范伟宏分享了各自企业的概况和经验。 峰会期间,王宁国、莫大康、范伟宏、曹建伟和天津中环电子信息集团有限公司总经理、天津中环半导体股份有限公司董事长及总经理长沈浩平以及长江存储科技有限责任公司Co-CTO程卫华等嘉宾参加了圆桌对话,围绕做强半导体设备与材料产业各抒己见。 浙江大学求是特聘教授、博士生导师,浙江大学机械工程学院教授委员会主任傅新,强调基础研究对技术创新非常重要,技术创新与高端产业链的支持密不可分,每一项技术攻关都是艰辛的,也是需要长期坚持,也请大家给国家重大科技项目团队,比如光刻机项目团队,一定的耐心。 峰会上,来自产学研界的专家代表都对做强半导体设备和材料产业进行了充分探讨。我国作为一个大国,有广大的市场,有发展半导体产业的必要性和强有力的市场支持。半导体设备与材料产业,需要以全球市场为导向,自主创新才是硬道理,同时需要建立紧密的上下游关系,与世界一流的客户建立良好的合作关系,这样才能发展的更快。
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