半導體行業離不開這些材料，國產替代正當時
半導體工藝復雜，技術壁壘極高。芯片生產大體可分為硅片制造、芯片制造和封裝測試 三個流程。其中硅片制造包括提純、拉單晶、磨外圓、切片、倒角、磨削、CMP、外延 生長等工藝，芯片制造包括清洗、沉積、氧化、光刻、刻蝕、摻雜、CMP、金屬化等工 藝，封裝測試包括減薄、切割、貼片、引線鍵合、模塑、電鍍、切筋成型、終測等工藝。 整體而言，硅片制造和芯片制造兩個環節技術壁壘極高。
材料之于半導體的重要性
半導體原材料是集成電路產業的基石，處于整個行業的上游環節，對半導體產業發展起著重要支撐作用。半導體材料主要應用于晶圓制造與芯片封裝環節，具有產業規模大、細分領域多、技術門檻高、更新速度快等特點。
產業規模大：根據SEMI的統計，2021年全球晶圓制造材料的市場規模為404億美元，占半導體材料整體市場的63%；封裝材料的市場為239億美元，占整體的37%。
細分領域多：從晶圓裸片到芯片成品，中間需要經過氧化、濺鍍、光刻、刻蝕、離子注入、以及封裝等上百道特殊的工藝步驟，集成電路生產的各個環節均要用到半導體原材料。其中晶圓制造環節所用到的材料包括硅片、光刻膠、光刻膠配套試劑、濕電子化學品、電子氣體、CMP拋光材料、以及靶材等，從市場份額來看，在所有這些晶圓制造材料中，硅片市占最大，約33%，其次是電子氣體和光刻機及配套試劑；芯片封裝材料包括封裝基板、引線框架、樹脂、鍵合絲、錫球、以及電鍍液等，同時類似濕電子化學品中又包含了酸、堿等各類試劑，細分子行業多達上百個，從市場份額來看，半導體封裝材料中，封裝基板占比最大（約40%），其次是引線框架和鍵合線。
技術門檻高：半導體材料的技術門檻一般要高于其他電子及制造領域相關材料，其具備純度要求高、工藝復雜等特征，在研發過程中需要下游對應產線進行批量測試。同時由于芯片制造過程的不同、下游廠商對材料使用需求的不同等因素，導致對應材料的參數也有所差異。
更新速度快：歸根結底，半導體材料也是伴隨著工藝節點的進步而發展起來的一大領域，隨著工藝越來越先進，對半導體材料的等級要求也越來越高，包括潔凈度、純度等。如果半導體材料等級達不到要求，則會影響最終芯片的性能、穩定性和良率。
數據的爆炸式增長、5G、人工智能、物聯網和擴展現實都需要體積更小、功效更高的芯片。為了應對半導體行業的復雜性和對改進性能的持續需求，在半導體的眾多產業鏈中，材料變得比以往任何時候都更重要。材料的質量和水平直接決定了芯片的性能好壞。
國際半導體產業協會（SEMI）的數據顯示，2021年全球半導體材料市場的規模，達到了643億美元，較2020年的555億美元增加88億美元，同比增長15.9%，再創新高。
國際半導體產業協會的數據還顯示，在去年的半導體材料市場，晶圓制造材料市場的規模為404億美元，同比增長15.5%；封裝材料市場的規模為239億美元，同比增長16.5%。
去年全球半導體材料市場的規模大幅擴大，主要是得益于芯片需求的增加和廠商擴大規模。國際半導體產業協會的總裁兼CEO Ajit Manocha就表示，在芯片需求強勁和行業擴大產能的推動下，2021年全球半導體材料市場罕見的大幅增長。
Ajit Manocha還透露，向數字化轉型加快，對電子產品的需求也大幅增加，所有半導體材料領域，在去年都出現了兩位數或高個位數的增長。
中國為全球最大半導體市場，國產化提升大勢所趨
復盤半導體行業發展歷史，共經歷三次轉移。第一次轉移：1973 年爆發石油危機，歐美 經濟停滯，日本趁機大力發展半導體行業，實施超大規模集成電路計劃。1986 年，日本 半導體產品已經超越美國，成為全球第一大半導體生產大國；第二次轉移：20 世紀 90 年度，日本經濟泡沫破滅，韓國通過技術引進實現 DRAM 量產。與此同時，半導體廠 商從 IDM 模式向設計+制造+封裝模式轉變，催生代工廠商大量興起，以臺積電為首的 中國臺灣廠商抓住了半導體行業垂直分工轉型機遇；第三次轉移：2010 年后，伴隨國內手機廠商崛起、貿易摩擦背景下國家將集成電路的發展上升至國家戰略，半導體產業鏈 逐漸向國內轉移。
中國為全球最大半導體市場，占比約 1/3。隨著中國經濟的快速發展，在手機、PC、可 穿戴設備等消費電子，以及新能源、物聯網、大數據等新興領域的快速推動下，中國半 導體市場快速增長。據 WSTS 數據顯示，2021 年全球半導體銷售達到 5559 億美元，而 中國仍然為全球最大的半導體市場，2021 年銷售額為 1925 億美元，占比 34.6%。
國產化率極低，提升自主能力日益緊迫。近年來，隨著產業分工更加精細化，半導體產 業以市場為導向的發展態勢愈發明顯。從生產環節來看，制造基地逐步靠近需求市場， 以減少運輸成本；從產品研發來看，廠商可以及時響應用戶需求，加快技術研發和產品 迭代。我國作為全球最大的半導體消費市場，半導體封測經過多年發展在國際市場已經 具備較強市場競爭力，而在集成電路設計和制造環節與全球領先廠商仍有較大差距，特 別是半導體設備和材料。SIA 數據顯示，2020 年國內廠商在封測、設計、晶圓制造、材 料、設備的全球市占率分別為 38%、16%、16%、13%、2%，半導體材料與設備的國產 替代重要性日益凸顯。
競爭格局高度集中，國內廠商加速追趕
CMP 拋光液市場，美國 Carbot 是國際龍頭，安集科技為國內龍頭。目前全球拋光液市 場主要由美日廠商壟斷，美國 Cabot、美國 Versum、日本日立、日本 Fujimi 和美國陶氏杜邦五家美日廠商占據全球拋光液近八成的市場份額，安集科技僅占約 3%。國內市場 中，美國 Cabot 占約 64%，安集科技市占率為 22%。
安集科技為國產 CMP 拋光液龍頭，國內市場占有率超兩成。公司 2015-2016 年先后承 擔兩個“02 專項”項目，專注于持續優化 14nm 技術節點以上產品的穩定性，測試優化 14nm 及以下產品的技術節點，開發用于 128 層以上 3D NAND 和 19/17nm 以下技術節點 DRAM 用銅及銅阻擋層拋光液。目前公司 CMP 拋光液 13-14nm 技術節點上實現規模化 量產，下游客戶包括中芯國際、長江存儲、臺積電、華虹半導體等主流晶圓廠商。
全球拋光墊市場“一家獨大”，國產替代穩步前進。當前全球拋光墊市場主要由美國的 陶氏杜邦壟斷，市占率高達 79%，其他公司如美國 Cabot、日本 Fujimi、日本 Hitachi 等 市占率在 5%以內。內資企業中，鼎龍股份、江豐電子和萬華化學具備相應的生產力。 其中，鼎龍股份為國內拋光墊龍頭企業，生產的拋光墊意在對標美國陶氏杜邦集團。隨 著國內晶圓廠擴張，需求提升，為確保供應鏈的穩定，內資企業迎來發展潮。
