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半导体材料国产替代的机会在哪?

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作者:钱漪
编辑:常亮 2022-02-24 11:40
中国半导体产业链正在经历从无到有、由弱渐强的历史变革。

半导体行业具有技术难度高、投资规模大、产业链环节长、产品种类多、下游应用广泛的特点,其技术成熟度几乎可以代表一个国家工业能力的最高水平。

从目前国内产业发展现状来看,半导体材料是国内半导体产业链的短板,其与世界先进水平的差距大于芯片设计、制造、封测等环节,产业发展进程甚至落后于半导体制造设备。

2020年,《瓦森纳协定》的修订制约了海外对中国的半导体材料供给。由于中国半导体制造材料对外依赖度高,国产半导体产业发展很可能将被置于“卡脖子”的困境,半导体产业国产化进程被迫加速。

“为什么不在过去几十年里就以举国之力发展半导体产业?”“为什么不未雨绸缪,非要等到被制裁才开始自主研发?”此类问题见诸舆论。

第一,“非不为也,实不能也”。早在上世纪80年代,国家已清楚认识到半导体领域投资和发展的重要性,但半导体材料产业链以技术为核心,以需求为导向,研发、验证、产能建设过程中都需要大量资金,而当时,中国与世界先进技术差距巨大的领域何止芯片一项。

第二,因果关系颠倒,中国半导体事业并非受制裁后才开始大力发展,而是由于中国半导体产业的高速发展势将对欧美技术垄断地位构成威胁,才遭受《瓦森纳协定》的限制。

2020年11月,任正非在C9高校校长到访华为的座谈会上公开指出,“中国的芯片问题不是芯片设计技术能力问题,而是上游材料、制造设备、化学试剂以及设计软件自主可控的问题。”

整个半导体产业链呈垂直分工的格局,其制造产业链包含设计、制造和封装测试环节,各个细分环节均存在较高技术门槛和行业壁垒,因此,芯片的持续发展和突破需要基于全产业链协同的前提之上。

其中,半导体材料位于产业链最上游,既属于芯片制造、封装测试的支撑性行业,又是半导体重要的产业配套环节。

就品类而言,半导体材料又包括半导体制造材料与半导体封测材料,涉及的化学品主要有光刻胶、电子特种气体、湿电子化学品、CMP抛光材料、高纯试剂、溅射靶材等。据半导体行业协会统计,目前,国产材料在国内半导体制造环节的使用率不足15%,先进工艺制程和先进封装领域的半导体材料国产化率更低。

据公开数据显示,中国在光刻胶、CMP抛光材料、溅射靶材等半导体制造材料对外依赖度达80%以上,在封装基板、电镀液、超纯试剂等领域则实现了部分国产替代。

据SEMI数据,2020年全球半导体材料市场销售额达到539亿美元,赛道规模庞大,行业景气度向好。另据SEMI披露的2010-2019年年均复合增长率显示,晶圆制造材料中,超纯试剂、光刻胶配套试剂及抛光材料增速最快。

总体而言,半导体制造材料领域的国产技术较为薄弱,本土材料的国产替代形势严峻,在部分产品及材料面临国外专利技术封锁的困境中,上游原材料的自主可控迫在眉睫。

如果无法早日实现半导体材料与设备在内的产业配套环节的国产替代,中国半导体产业的发展将始终受制于人。

根据半导体材料细分产品竞争力及国产化进度,由强到弱可以将中国半导体材料产业分为三大梯队。

CMP抛光材料、湿电子化学品、溅射靶材、封装基板及引线框等部分封装材料国产化率相对较高,部分产品技术标准已达到全球一流水平,本土产线已实现中大批量供货,可列为第一梯队。

位于第二梯队的有大硅片、电子气体、化合物半导体、掩膜版等,个别产品技术标准已达到全球一流水平,其本土产线已开始小批量供货。

国产化进程较慢的光刻胶可以归为第三梯队。光刻胶技术与全球一流水平仍存在一定差距,国内企业正处于攻克电子化学产品技术难题的进程中。

长期来看,技术迭代叠加全球产业链转移将推动国产替代加速。SEMI数据显示,2017-2020年间全球投产的半导体晶圆厂为62座,其中26座设于中国大陆,占全球总数的42%,半导体材料供应商将有望受益于扩产浪潮。

实际上,国内企业在部分细分领域的技术和产品已达到国际领先水平。

例如,华特气体(SH:688268)既是全球仅有的Ar/F/Ne、Kr/Ne、Ar/Ne和Kr/F/Ne 4种产品全部通过认证的四家气体公司之一,又是中国唯一通过ASML公司认证的气体公司;江丰电子(SZ:300666)的部分靶材产品已通过台积电、格罗方德、海力士等世界著名半导体厂商的认证并批量供货;江化微 (SH:603078)湿电子化学品具备G4-G5级产品生产能力,与晶瑞电材 (SZ:300655)正逐步实现湿电子化学品的国产替代。

亿欧智库认为,一方面,各部门行业利好政策的出台与落地,将有利于国产半导体材料企业加速产品研发、产品验证及产线建设,进而推动半导体材料国产化率不断提高;另一方面,半导体材料国产化的实现将由各领域龙头企业引领进程,遵循技术成熟度的顺序,分梯队、分领域逐步实现国产化替代的目标。

亿欧智库将在《2022中国半导体材料行业研究》中对半导体材料行业展开深入分析与探讨,剖析芯片制造环节中涉及的各类半导体材料技术、市场现状,以及未来国产替代的发展机会与挑战,敬请期待。


亿欧智库希望与更多半导体材料领域的企业建立联系,努力使更多半导体产业链参与者与合作案例在报告中得以体现。与此同时,亿欧也号召更多的半导体材料领域专家、协会、高校、研究机构、企业积极与我们取得联系,共同探讨行业与技术领域的话题。更多报告信息交流与合作请点击报名链接:(https://shimo.im/forms/loqeW49RpeTowEAn/fill)填写报名信息,也可联系报告作者刘媛(liuyuan@iyiou.com)

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