半导体材料：国产化替代势在必行

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世界集成电路发展历程经历了美欧垄断、日本崛起和亚太主导三个阶段。由于中国大陆拥有低廉的人工成本、庞大的市场需求和逐渐完善的产业链等优势，半导体市场规模逐渐上升。

在半导体原材料领域，集成电路技术发展到微纳电子制造的物理极限，单独依靠特征尺寸缩小已不足以实现技术发展目标。

新材料的引入以及相应的新材料技术与微纳制造技术相结合共同推动着集成电路不断发展。集成电路制造工艺用到元素已经从12种增加到61种。伴随微纳制造工艺不断发展，对材料的纯度，纳米精度尺寸控制、材料的功能性等都提出了严苛的需求。

据SEMI，全球半导体材料市场（包括晶圆制造材料和封装材料）规模2019年达521.4亿美元，同比下降1.1%。其中，晶圆制造材料市场规模为328亿，同比下降0.4%，凭借先进的晶圆代工及封装技术，中国台湾连续十年居于全球半导体材料最大消费地，2019年，在全球半导体材料市场规模整体略有下降的情况下，前六大半导体材料消费地区中唯有中国大陆的规模提升了1.9%。

半导体材料产业变迁与全球集成电路发展历程高度契合，产业东移趋势明显，且逐渐向中国大陆集中。

半导体材料主要用于前端晶圆制造和后端芯片封装。

根据半导体制造流程来梳理，半导体制造所需材料主要分布在以下四步之中：

1.掺杂/热处理：溅射靶材，湿法化学品、化学气体，CMP抛光垫和抛光液；2.蚀刻/清洁：掩模/光罩，溅射靶材，CMP抛光垫和抛光液；3.沉积：化学气体，CMP抛光垫和抛光液；4.光刻：掩模/光罩、光刻胶、光刻胶显影液、熔剂、剥离剂。其中占比最高是硅晶圆35%、特种气体17%、掩模版15%。

不同晶圆代工和封装环节所需的半导体材料不同，例如晶圆加工环节最初始的原材为硅片（6英寸、8英寸、12英寸等），硅片在半导体材料成本占比中最高约为38%。

封装材料包括引线框架、封装基板、陶瓷基板、键合丝、包封材料、芯片粘结材料等。

硅片、光刻胶、CMP抛光材料等材料为产业链最上游环节，国产替代才刚刚开始，未来存在巨大空间。

半导体材料是中国半导体最薄弱环节之一，高度依赖进口。国内大部分产品自给率较低，基本不足30%，并且大部分是技术壁垒较低的封装材料，在晶圆制造材料方面国产化比例更低，主要依赖于进口。

参照中国产业信息网，硅片全球市场前六大公司的市场份额达90%以上，光刻胶全球市场前五大公司的市场份额达80%以上，高纯试剂全球市场前六大公司的市场份额达80%以上，CMP材料全球市场前七大公司市场份额达90%。

由于集成电路材料在下游成本中占比不大，但对产品性能影响却很大，因此下游客户对产品价格敏感度不高，更看重产品的质量、稳定性，存在很高的技术壁垒。

另外，国内半导体材料企业集中于6英寸以下生产线，目前有少数厂商开始打入国内8英寸、12英寸生产线。

国内以安集科技、沪硅产业为代表的的半导体材料龙头厂商已经在所处领域取得了重要突破、打破了国外垄断，比如安集科技CMP化学机械抛光液已在130-14nm技术节点实现规模化销售，主要应用于国内8英寸和12英寸主流晶圆产线，10-7nm技术节点产品也正在研发中。

沪硅产业300mm半导体硅片已通过认证的客户数量49家、正在认证产品的新客户数量4家，其中，300mm半导体硅片的部分产品已获得格罗方德、华虹宏力、华力微电子、长江存储、华润微电子等芯片制造企业的认证通过（截止2019年9月30日）。

虽然半导体材料需要长期的研发、量产、经验积累，替代难度较大，但我国想要实现集成电路制造的“自主可控”，半导体材料国产化替代却势在必行。