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乘自主可控之风,看国产半导体材料的新机遇

自中美关系陷入僵局以来,国内对于自主可控的话题便从没停下。比如能源自主可控、网络安全自主可控等等。但是在人类进入硅基时代的背景下,半导体行业的自主可控以成为了我国科技快速发展中最重要的一环,在这个时代,谁能够做出性能更强的半导体芯片,谁就能够掌握绝大多数科技的命脉。

我国的半导体行业起步较晚,在全球的半导体产业链中参与度较低,尤其是在半导体材料上。根据数据显示:2018 年全球半导体产业规模达 4373 亿美元,其中半导体材料规模达 519 亿美元,大陆地区半导体产业规模达 1220 亿美元,其中半导体材料规模达 84.4 亿元。大陆地区半导体产业占全球总量的 31.9%,半导体材料占全球总量的 16%。半导体材料是半导体行业中最上游的一环,它是现代集成电路产业的基础,是集成电路制造的物质载体,其重要性不言而喻。(特别在前段时间还发生日韩半导体材料事件也为国内半导体产业敲响了警钟)所以在当下加速国内半导体材料的自主可控已成为了当务之急。

那什么是半导体材料呢?

在半导体产业链中,我们可以将其大致分为设备、材料、设计等上游环节、中游晶圆制造,以及下游封装测试等三个主要环节。半导体材料是产业链上游环节中非常重要的一环,在芯片的生产制造中起到关键性的作用。根据半导体芯片制造过程,一般可以把半导体材料分为基体、制造、封装等三大材料。也就是说,半导体材料被应用在半导体产业链中的每一个环节,不同环节所有的材料不同,所涉及的市场、产商、技术也各不相同。

基体材料:主要是用来制造晶圆半导体或者化合物半导体,根据芯片材质不同,分为硅晶圆片和化合物半导体,其中硅晶圆片(硅片)的使用范围最广,也在半导体材料中占有比率最高达到(1/3),它是是集成电路 IC 制造过程中最为重要的原材料。全球龙头企业主要是信越化工、SUMCO、环球晶圆、Silitronic、LG等企业,并不包含中国企业。

制造材料:主要是将硅晶圆或者化合物半导体加工成芯片的过程中所需的各类材料。主要包括抛光材料、掩膜版、湿电子化学品、电子特气、光刻胶、溅射靶材。其中抛光材料可以分为抛光垫、抛光液、调节器和清洁剂等。在抛光垫市场美国陶氏占比79%几乎垄断;在抛光液市场则主要由日本的 Fujimi 和 Hinomoto Kenmazai,美国的卡博特、杜邦、Rodel、EKA,韩国的ACE 等企业占领绝大多数市场份额;在气体市场空气化工、法液空、大阳日酸、普莱克斯、林德占比80%以上;在光刻胶市场90%市场份额被日本住友、信越化学、JSR、TOK、美国陶氏占据;在掩膜版市场Photronics,大日本印刷、日本凸版占据80%市场份额。也就是说,在制造材料的市场中并没有出现领先的中国企业。

封装材料:是将制得的芯片封装切割过程中所用到的材料。主要包括芯片粘结材料、陶瓷封装材料、封装基板、键合丝、引线框架、切割材料。在陶瓷封装材料的市场全球龙头企业主要是日本企业;在全球封装基板市场全球龙头企业主要分布于日本、韩国台湾地区;在键合丝市场龙头企业主要是主要是日本企业为主;也都不包含大陆企业。

所以根据我们对于半导体材料中每一个细分材料的市场挖掘我们会发现,在半导体材料市场绝大多数的市场份额都已被非大陆产商所占据,这是由于半导体行业的客户趋于集中,供给方的高度集中,单一半导体材料只有少数几家可以提供,使得全球范围内的半导体材料的供应商越来越少。这就导致了:大陆的半导体材料企业很难有足够的资金利润去支撑它们技术的发展,很难突破行业的壁垒,很难在世界范围内突出重围。所以这也是为什么许多半导体材料,在国内的供给率仅仅达到20%,大多数的半导体材料都使用着国外半导体材料的核心原因。(并不是不想用,而是很多时候国内企业的技术达不到要求。)

在上文中,我们提到了由于半导体材料处于半导体行业的上游环节,其重要性不言而喻。并且由于半导体材料国外产商多为垄断,国内自主供给率低,推进半导体材料的自主可控已是必然的趋势。可能很多朋友会有疑惑半导体材料国产化确实很重要,但为什么会是在2020年的这个时间节点成为市场主线呢?

首先是国家层面:

在2018年国家正式成立千亿大基金一期,意在国内半导体的发展;2019年10月份成立大基金二期继续推动半导体产业发展。根据数据显示:半导体材料在大基金一期投资组合中仅占1.5%,低于半导体材料在全球半导体行业整体产值中约占9%的规模地位。正是由于半导体材料在一期大基金中投资占比过低,那么在大基金二期之中半导体材料将会成为其主要投资的方向。

其次是产业层面:

根据 IC Insights, 在经过 2017 年增长 7%之后,2018 年和 2019 年全球晶圆产能都将继续增长 8%,分别增加 1730 万片和 1810 万片。在这两年中,众多的 DRAM 和 3D NAND Flash生产线导入是晶圆产能增加的主导因素。预计 2017-2022 年全球 IC 产能年增长率平均为 6.0%,而 2012-2017 年平均为 4.8%。半导体材料的市场需求基本上与晶圆产能情况保持密切联系,全球晶圆产能增长为上游半导体材料行业带来了强劲的需求。也就是说半导体行业在2020年将会是一个景气向上的年份,进而也将带动半导体材料的需求。

同时目前全球半导体制造业正处于向大陆地区转移的历史大变革当中,随着国内半导体材料的发展经历了从 0 到 1 的过程,已经能够部分实现国产替代,国内半导体材料产业面临巨大的历史机遇。同时随着2020年国内中芯国际、长江存储等国内晶圆厂制造产能的增加(根据调研显示:华为已经部分台积电的订单,转给了中芯国际),采用国产半导体材料趋势明显,半导体材料自主可控的进程在今年也在进一步加速。

总而言之,半导体材料自主可控是我国半导体发展上一个重要的环节,2020年的国内的半导体材料企业将会在国家政策的扶持、半导体产业景气回升以及国内产商需求量增加的背景下,迎来快速发展的机遇。

其中主要包括:

半导体化合物材料:三安光电

半导体硅片:中环股份

半导体封装材料:飞凯材料、联瑞新材

半导体抛光片材料;鼎龙股份、安集科技

半导体石英材料:菲利华、石英股份

半导体气体材料:雅克科技、华特气体、昊华科技

湿电子化学品:巨化股份、江化微

半导体光刻胶材料:南大光电、强力新材

半导体IC载板兴森科技、深南电路

半导体清洁液:晶瑞股份

重点说下面几只。

兴森科技:当前全球IC载板行业市场约80亿美元,进入壁垒较高。兴森科技作为国内稀缺的IC载板公司,在存储IC载板上有着较好技术积累。在2019年9年公司存储产品获得国际大客户认证,成为为数不多的国内合格供应商,拥有广阔前景。同时随着国内长江存储等存储类公司兴起,国产存储IC载板迎来较好的增长空间。在前期公司公告与大基金合资建厂,产业基金积极入股公司获得5%的股权,公司有望进一步加速国产替代IC载板的进度。

公司计划在2020~2021年扩产IC载板产能至1.8~2万片/月,相比19年实际产能将有40%~50%增长,以迎接下游需求释放。在2020年,公司将会有着较好的业绩增长。

石英股份:公司作为业界稀缺的石英材料全产业链一体化企业,无论是高纯石英砂、半导体石英、光纤石英套管等尖端产品,均处于国内乃至全球前列。在前段时间,半导体领域用系列石英产品通过日本东京电子株式会社(TEL)官方认证。(东京电子,简称TEL(Tokyo Electron Limited.),是日本最大的半导体制造设备供应商,也是全球第三大半导体制造设备供应厂商,仅次于应用材料(AMAT)与ASML)认证范围为透明石英母材(管、棒、砣),认证类别为石英原料,应用领域为半导体制程领域的扩散环节。

目前,全球仅Heraeus、Momentive等少数国际厂商与公司的高温高纯石英产品通过TEL认证,公司半导体石英产品通过TEL官方认证,标志着公司产品获得半导体国际供应链认可,实现高温半导体石英材料的国产化零突破。打破高温半导体石英材料国际垄断。在未来随着公司产品附加值的增大,背靠国产化时代背景下我国大陆半导体晶圆制造产线蓬勃发展,公司业务有望得到全面提升。

晶瑞股份:

公司主要从事于微电子化学品方面,深耕20年,行业技术领先。公司电子级双氧水、氨水品质达到G5等级,实现向华虹、方正半导体供货,正在按计划推进与中芯国际、长江存储等国内其他12寸和8寸标杆性客户合作。光刻胶方面,公司02专项已通过国家重大专项办的验收,I线光刻胶已向中芯国际、扬杰科技、福顺微电子等客户供货,在上海中芯、深圳中芯、吉林华微等知名半导体厂进行测试。随着半导体行业景气度的回升,以及关键材料国产化的大趋势,公司有望进一步受益。

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