國產半導體材料的新機遇……

半導體原材料產業鏈海內外發展狀況

半導體行業發展迅猛,我國存在嚴重的供應鏈安全風險

半導體是指在常溫下導電性能介於絕緣體與導體之間的材料。常見的半導體包括硅、鍺等元素半導體及砷化鎵、氮化鎵等化合物半導體。半導體是電子產品的核心,是信息產業的 基石,亦被稱為現代工業的“糧食”。


從 1947 年全球第一個晶體管被製造出來起,半導體行業就和全球經濟發展和科技進步密不可分。經過多年的發展,半導體產品已經遍及計算機、通訊、汽車電子、醫療、航天、 工業等多個領域。從應用市場需求來看,半導體應用市場主要包括通信、計算機、消費電子、工業應用、汽車電子、軍工/航天等,其中最大的兩類應用市場為通信和計算機,這兩 類應用的快速增長主要來源於雲計算、大數據等技術的發展,給服務器等整機帶來較大的市場需求。2016 年以來,雲計算、物聯網、5G、人工智能、車聯網等新興應用領域已進入了快速發展階段。

新興應用領域的快速發展,對高端集成電路、功率器件、射頻器件等產品的需求也持續增加,同時也驅動傳感器、連接芯片、專用 SoC 等芯片技術的創新。另外,印度、東南亞、非洲等新興市場的逐漸興起,也為半導體行業發展提供了持續的動力。隨著新領域、新應 用的普及,新興市場的發展,5 至 10 年週期來看,半導體行業的未來市場前景樂觀。


國產半導體材料的新機遇……


半導體制造材料主要包括硅片、電子氣體、光掩膜、光刻膠配套化學品、拋光材料、光刻 膠、溼法化學品與濺射靶材等。根據 SEMI 預測,2019 年硅片、電子氣體、光掩膜、光 刻膠配套化學品的銷售額分別為 123.7 億美元、43.7 億美元、41.5 億美元、22.8 億美元, 分別佔全球半導體制造材料行業 37.29%、13.17%、12.51%、6.87%的市場份額。其中, 半導體硅片佔比最高,為半導體制造的核心材料。


國產半導體材料的新機遇……


半導體材料大類可以歸為三大類:基本材料、製造材料、封裝材料。

基本材料

基本材料又可以分為硅晶圓片、化合物半導體。

硅晶圓片,是集成電路IC製造過程中最為重要的原材料。

相關上市公司:上海新陽、晶盛機電、中環股份等

化合物半導體,主要指砷化鎵(gaas)、氮化鎵(gan)和碳化硅(sic)等,最近炒作的氮化鎵就在這其中,所以並不是什麼新鮮事物。

相關上市公司:三安光電、聞泰科技、海特高新、士蘭微、富滿電子、耐威科技、海陸重工、雲南鍺業、乾照光電等

製造材料

製造材料可分為六大類:電子特氣、濺射靶材、光刻膠、拋光材料、掩膜版、溼電子化學品。

電子特氣

電子特種氣體是特種氣體的一個重要分支,是集成電路(IC)、顯示面板(LCD、OLED)、光伏能源、光纖光纜等電子工業生產中不可或缺的關鍵性原材料,廣泛應用於薄膜、光刻、刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴散等工藝,其質量對電子元器件的性能有重要影響。

相關上市公司:華特氣體、雅克科技、南大光電、杭氧股份

濺射靶材

在作為高技術制高點的芯片產業中,濺射靶材是超大規模集成電路製造的必需原材料。它利用離子源產生的離子,在高真空中經過加速聚集,而形成高速度能的離子束流,轟擊固體表面,離子和固體表面原子發生動能交換,使固體表面的原子離開固體並沉積在基底表面,被轟擊的固體是用濺射法沉積薄膜的原材料,稱為濺射靶材。靶材是濺射過程的核心材料。

目前A股市場從事濺射靶材上市企業只有四家:阿石創、有研新材、江豐電子、隆華科技

光刻膠

光刻膠是電子領域微細圖形加工的關鍵性材料,在半導體、LCD、PCB等行業的生產中具有重要作用。光刻膠是利用光化學反應,經光刻工藝將所需要的微細圖形從掩膜板轉移到代加工基片上的圖形轉移介 質,是光電信息產業的微細圖形線路加工製作的關鍵性材料。

相關上市公司:南大光電、強力新材、晶瑞股份、容大感光、金龍機電、飛凱材料、江化微等

拋光材料

一般是指cmp化學機械拋光過程中用到的材料,一般可以分為拋光墊、拋光液、調節器、清潔劑,其中前二者最為關鍵。拋光墊的材料一般是聚氨酯或者是聚酯中加入飽和的聚氨酯,拋光液一般是由超細固體粒子研磨劑(如納米級二氧化硅、氧化鋁粒子等)、表面活性劑、穩定劑、氧化劑等組成。

相關上市公司:鼎龍股份(拋光墊)、安集科技(拋光液)

掩膜版

也被稱為光罩、光掩膜、光刻掩膜版,是半導體芯片光刻過程中的 設計圖形的載體。

相關上市公司:菲利華、石英股份

溼電子化學品

也通常被稱為超淨高純試劑,是指用在半導體制造過程中的各 種高純化學試劑。

相關上市司主要有:多氟多、晶瑞股份、江化微

封裝材料

封裝材料可細分為六類:芯片粘結材料、鍵合絲、陶瓷封裝材料、引線框架、封裝基板、切割材料。

芯片粘結材料,是採用粘結技術實現管芯與底座或封裝基板連接的材料。

相關上市公司:飛凱材料、宏昌電子

陶瓷封裝材料,電子封裝材料的一種,用於承載電子元器件的機械支撐、環境 密封和散熱等功能。

相關上市公司:三環集團

封裝基板,是封裝材料中成本佔比最大的一部分,主要起到承載保護芯片與連接 上層芯片和下層電路板的作用。

相關上市公司:興森科技、深南電路

鍵合絲,半導體用鍵合絲是用來焊接連接芯片與支架,承擔著芯片與外界之間關鍵的電連接功能。

引線框架,作為半導體的芯片載體,是一種藉助於鍵合絲實現芯片內部電路引出 端與外部電路(pcb)的電氣連接,形成電氣迴路的關鍵結構件。

相關上市公司:康強電子

切割材料,目前主流的切割方法分為兩類,一類是用劃片系統進行切割,另一種利用激光 進行切割。

相關公司主要有:岱勒新材

2018年全球半導體材料銷售規模在519億美元,佔比情況為基體材料(23.4%)、製造材料(38.7%)、封裝材料(28%)

國內半導體材料產業鏈從無到有、從弱到強


半導體材料是推動半導體產業進步的關鍵因素。半導體產業是現代信息技術的基礎,而半 導體材料作為半導體產業的直接上游,未來具備一定的國產替代空間。近年來,國內半導體晶圓廠的建設進程加快,晶圓廠建成之後,日常運行對半導體原材料的需求大幅增加。


半導體材料作為半導體產業鏈上游,從目前國內產業發展現狀來看,其差距遠大於芯片設計、製造、封測等環節。產業發展進程甚至落後於半導體裝備。

日本經濟產業省 7 月 1 日宣佈,決定從 7 月 4 日起,將限制對韓國出口日本半導體核心上游原材料、智能手機及電視等顯示屏的核心原材料。該事件凸顯半導體材料對半導體產業鏈的重要性。

半導體材料是國內半導體產業鏈最薄弱的環節之一。中興通訊、福建晉華事件給國內半導體產業敲響了警鐘,上游原材料和設備的自主可控迫在眉睫。根據半導體行業協會的統計, 目前在國內半導體制造環節國產材料的使用率不足 15%,先進工藝製程和先進封裝領域, 半導體材料的國產化率更低,本土材料的國產替代形勢依然嚴峻,且部分產品面臨嚴重的 專利技術封鎖。未來國內半導體產業的進口替代,沒有半導體材料的自主創新,半導體產業的發展也是空中樓閣。如果不能早日實現材料與設備在內的產業配套環節的國產替代, 我國半導體產業的發展將受制於人。


當前國內半導體材料的發展正在快速迎來突破,在過去十年,以 02 專項、國家重點研發計劃為代表的產業政策和專項補貼推動了半導體材料從無到有的起步階段,本土半導體材 料企業數量大幅增長,以江化微的超純試劑、鼎龍股份的 CMP 研磨墊、江豐電子的靶材、 安集微電子的研磨液、上海硅產業集團的大硅片為代表的國產半導體材料進入主流晶圓制 造產線進行上線驗證,部分產品實現了批量供應。 同時,大基金的進入,大力推動了本土材料產業的資源整合和海外人才引入的加速。雖目前產業總體正處於起步階段,我們認為,未來 5-10 年即將成為半導體材料產業發展壯 大的黃金時期。


國產半導體材料的新機遇……


目前國內涉及半導體設備業務的公司主要包括:


半導體硅片:上海硅產業集團(未上市)、中環股份、金瑞泓(未上市)、洛陽超硅(未上


市)等;


半導體光刻膠:晶瑞股份、南大光電、飛凱材料、容大感光、北京科華(未上市)等;


掩膜版:清溢光電(未上市)、中芯國際等;


電子特氣:南大光電、杭氧股份、盈德氣體(未上市)、華特股份(未上市)等;


溼化學品:上海新陽、晶瑞股份、巨化股份、江陰潤瑪(未上市)、江化微等;


拋光墊及拋光液:鼎龍股份、安集微電子等;


靶材:阿石創、江豐電子等。


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