芯片制造的基础,国内半导体材料面对国外垄断,任重而道远

芯片制造的基础,国内半导体材料面对国外垄断,任重而道远

半导体材料是半导体产业基石。在集成电路芯片制造过程中,每一个步骤都需要用到相应的材料,材料质量的好坏影响最终集成电路芯片质量的优劣。由于其技术壁垒高,其出口政策的调整甚至能作为维护国家利益的重要手段。国内企业由于起步晚,研发投入和积累不足,产品大多集中在中低端领域,高端产品市场主要被欧美日韩台等少数国际大公司垄断。

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按制造工艺不同,半导体材料可以分为晶圆制造材料和封装材料。其中,晶圆制造材料由于技术要求高,生产难度大,是半导体材料的核心。晶圆制造材料占全球半导体材料销售额的一半还多,所以这类材料是非常重要的。其中元素硅的占比最高,约占整个晶圆制造材料的三分之一。

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半导体硅片投入资金多,研发周期长,是技术壁垒和资金壁垒都极高的行业。由于下游客户认证时间长,硅片厂商需要长时间的技术和经验积累来提升产品的品质,满足客户需求,以获得客户认证。

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目前全球硅片市场处于寡头垄断局面。2018 年全球半导体硅片行业销售额前五名企业分别为:日本信越化学,日本,中国台湾环球晶圆,德国Siltronic,韩国SK Siltron,前五名的全球市场市占率接近90%,所以市场是高度集中的。

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另外一个就是光刻胶,光刻是整个集成电路制造过程中耗时最长、难度最大的工艺,耗时占 IC 制造 50%左右,成本约占 IC (电子元器件)生产成本的 1/3。光刻胶是光刻过程最重要的耗材,光刻胶的质量对光刻工艺有着重要影响。

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目前全球光刻胶市场基本被日本和美国企业所垄断。光刻胶属于高技术壁垒材料,生产工艺复杂,纯度要求高,需要长期的技术积累。日本的 JSR、东京应化、信越化学及富士电子四家企业占据了全球70%以上的市场份额,处于市场垄断地位。

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由于半导体制造与封测技术的复杂性,从晶圆裸片到芯片成品,中间需要经过溅射、光刻、刻蚀等上百道特殊的工艺步骤。这些半导体材料可以说是芯片制造的最基础也是最关键的步骤。但是,从文中可以看到,仅仅是材料硅和光刻胶领域都由欧美日等国垄断,其他的还有掩膜版、电子气体、湿化学品等,都主要由国外控制垄断。

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通过了解我们知道国内与国际巨头差距巨大,但是,随着我国半导体行业千载难逢的发展机遇的来临,希望国产材料商能够顺势崛起,建设出一条自主可控的集成电路产业链。大家关于半导体材料还有什么要说的,都可以关注本号并留言给科技猫哦!


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