大比特商务网旗下:
智能照明 智能家电 AI+IoT与智能家居 电机驱动与控制 快充与无线充 电驱动与BMS 锂电保护与BLDC 智能四表 汽车照明
/>
广告
广告
芯片制造的基石之半导体材料的研发
您的位置: 半导体器件应用网 >>行业要闻 >> 行业新闻 >> 正文

芯片制造的基石之半导体材料的研发

2020-04-20 09:50:40 来源:乐晴智库

【大比特导读】半导体材料一直以来都在产业链中处于上游环节,也是半导体芯片制造的重要环节之一,目前随着晶圆制造产业逐渐往国内转移,专利布局逐渐完善,以及本土先进制程推进以及存储基地扩产,因此国产替代的空间巨大。

在半导体产业中,材料和设备是基石,是推动集成电路技术创新的引擎。半导体材料在产业链中处于上游环节,和半导体设备一样,也是芯片制造的支撑性行业,所有的制造和封测工艺都会用到不同的半导体材料。半导体材料一般均具有技术门槛高、客户认证周期长、供应链上下游联系紧密、行业集中度高、技术门槛高和产品更新换代快的特点,目前高端产品市场份额多为海外企业垄断,国产化率较低,寡头垄断格局一定程度制约了国内企业快速发展。

2019年全球半导体材料市场营收下滑显著,但下降幅度低于整体半导体产业。据中国电子材料行业协会统计,2019年全球半导体材料整体市场营收483.6亿美元(约合人民币3430.7亿元),同比2018年的519.4亿美元下降6.89%。从材料的区域市场分布来看,中国台湾地区是半导体材料最大区域市场,2019年市场规模达114.69亿美元;韩国市场规模76.12亿美元,中国大 陆市场规模81.90亿美元(约合人民币581.5亿元)为全球第三大半导体材料区域。

从晶圆制造材料与封装材料来看,2019年全球半导体晶圆制造材料市场规模293.19亿美元,同比2018年的321.56亿美元下降8.82%;2019年全球半导体晶圆封装材料市场规模190.41亿美元,同比2018年的197.43亿美元下降3.56%。半导体材料细分行业多,芯片制造工序中各单项工艺均配套相应材料。按应用环节划分,半导体材料主要可分为制造材料和封装材料。在晶圆制造材料中,硅片及硅基材料占比最高,约占31%,其次依次为光掩模板14%,电子气体14%,光刻胶及其配套试剂12%,CMP抛光材料7%,靶材3%,以及其他材料占13%。

在半导体封装材料中,封装基板占比最高,占40%。其次依次为引线框架15%、键合丝15%、包封材料13%、陶瓷基板11%、芯片粘合材料4%、以及其他封装材料2%。封装材料中的基板的作用是保护芯片、物理支撑、连接芯片与电路板、散热。陶瓷封装体用于绝缘打包。包封树脂粘接封装载体、同时起到绝缘、保护作用。芯片粘贴材料用于粘结芯片与电路板。半导体材料中前端材料市场增速远高于后端材料,前端材料的增长归功于各种前端技术的积极使用,如极紫外(EUV)曝光,原子层沉积(ALD)和等离子体化学气相沉积(PECVD)等。

制造材料中的硅片是晶圆制造的基底材料,贯穿整个晶圆制造过程。晶圆制造是半导体产业中重要一环,生产过程中会涉及多种材料。根据细分产品销售情况,2018年硅片占晶圆制造材料市场比值为38%,比重为相关材料市场第一位。虽然半导体材料已经发展到第三代,但由于制备工艺、后续加工及原料来源等因素影响,硅材料依然是主流半导体材料。

图片来源网络

图片来源网络

半导体硅片的尺寸(以直径计算)主要有100mm(4英寸)及以下、150mm(6英寸)、200mm(8英寸)、300mm(12英寸)与450mm(18英寸)等规格。半导体硅片的直径越大,在单片硅片上可制造的芯片数量就越多,单位芯片的成本随之降低。半导体硅片正在不断向大尺寸的方向发展。硅片是制造半导体芯片最重要的基本材料,是以单晶硅为材料制造的片状物体,在半导体硅片上可布设晶体管及多层互联线,使之成为具有特定功能的集成电路或半导体器件产品。

随着晶圆制造产业逐渐往国内转移,国内晶圆制造材料企业在面临挑战的同时也迎来重大机遇。溅射靶材是芯片中制备薄膜的元素级材料,通过磁控进行精准放置。高纯溅射靶材包括铝靶、钛靶、钽靶、钨钛靶等,这些产品主要应用于超大规模集成电路芯片、液晶面板、薄膜太阳能电池制造的物理气相沉积(PVD)工艺。5G时代到来,需求进一步释放,靶材行业或 将迎来高速发展,其中预计2023年仅5G智能手机设备更新的对靶材的需求为9.56亿美金,所有设备更迭将产生18.7亿美金的市场空间。

在溅射靶材领域,美国、日本企业占据全球市场主要份额。溅射靶材是典型的高技术壁垒行业,由于靶材起源发展于国外,高端产品被以美日为代表的国外企业所垄断。日矿金属、霍尼韦尔、东曹、普莱克斯、住友化学、爱发科等占据全球靶材市场主要份额。国内溅射靶材行业虽然起步晚,但在国家政策和资金的支持下,目前已有个别龙头企业在某些细分领域突破国外垄断,依靠价格优势在国内靶材市场占有一定份额。

国内溅射靶材企业主要有江丰电子、阿石创、有研新材等。其中,江丰电子的超高纯金属溅射靶材产品已应用于世界著名半导体厂商的先端制造工艺,在7纳米技术节点实现批量供货。

光刻胶是将掩膜版上的图形转移到硅片上的关键材料。光刻胶基于应用领域不同一般可以分为半导体集成电路(IC)光刻胶、PCB光刻胶以及LCD光刻胶三个大类。根据中国产业信息网数据显示,全球光刻胶市场仍主要被日本合成橡胶、东京日化(TOK)、罗门哈斯、信越化学、富士电子材料等化工寡头垄断,行业前七大厂商合计市占率达97.9%,行业高度集中。目前国内集成电路用i线光刻胶国产化率10%左右,集成电路用KrF光刻胶国产化率不足1%,ArF干式光刻胶、ArFi光刻胶全部依赖进口。

我国光刻胶及配套化学品的研究始于20世纪70年代,但目前我国在该行业与国际先进水平相比有较大差距,造成差距主要原因系:一方面,高端光刻胶树脂合成及光敏剂合成技术与国际水平相比还有一定距离;另一方面,高端光刻胶的研究需要匹配昂贵的曝光机和检测设备,远远超出一般科研单位所能承受的范围。目前,国内高端光刻胶产品尚需依赖进口。

CMP抛光液和抛光垫,通过化学反应与物理研磨实现大面积平坦化。在抛光垫方面,全球市场几乎被美国陶氏所垄断,陶氏占据了全球抛光垫市场约79%的市场份额。国外其他抛光垫生产商有美国的Cabot Microelectronics、日本东丽、台湾三方化学等。目前国内从事抛光垫材料生产研究的只有两家企业:鼎龙股份和江丰电子。

电子气体的作用是氧化,还原和除杂。根据SEMI数据,2018年全球半导体电子特气市场规模约45.1亿美元。空气化工集团、液化空气集团、大阳日酸株式会社、普莱克斯集团、林德集团等国外气体公司的市场占比超过80%。以华特股份为代表的国内气体公司通过多年持续的研发和投入,已陆续实现IC用高纯二氧化碳、高纯六氟乙烷、光刻气等多个产品的进口替代。

近年来我国半导体材料的整体国产化率仍然处于比较低水平,随着国内企业工艺技术的不断改进、专利布局逐渐完善,以及本土先进制程推进以及存储基地扩产,对半导体材料需求将逐年提升。半导体材料将受到整个行业上升趋势的推动,国产化替代市场空间巨大。
 

 

声明:转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请与我们联系,

我们将及时更正、删除,谢谢。

  • 赞一个(
    0
    )
  • 踩一下(
    0
    )
分享到:
阅读延展
半导体材料 晶圆制造 半导体芯片
  • 德州将成为我国北方最大的半导体材料生产基地

    德州将成为我国北方最大的半导体材料生产基地

    日前,山东有研半导体材料有限公司“集成电路用大尺寸硅材料规模化生产项目”在德州正式通线量产,值得一提的是,山东有研公司作为有研科技集团有限公司的子公司,是有研集成电路用大尺寸硅材料规模化生产项目的建设者。

  • 硅片:最核心的半导体材料

    硅片:最核心的半导体材料

    受益于半导体技术革新和终端电子消费品类增多,半导体原材料的需求量也随之上升。值得一提的是,除了各地新增的产线,晶圆代工龙头台积电和大陆龙头中芯国际在今年也扩大了资本开支,拉动半导体设备和材料销量。

  • 第三代半导体材料加速渗透,国产替代刻不容缓!

    第三代半导体材料加速渗透,国产替代刻不容缓!

    国外事件发生最直接就是刺激了三代半导体研发,另外从特朗普一贯行事作风来看,此事最后形成制裁可能还是比较大,叠加他大选中胜出的希望越来越小,现在就是抓紧一切可以利用的机会来搬回危局。

  • 论半导体材料的重要性

    论半导体材料的重要性

    半导体材料为产业的重要上游基础材料。半导体材料又可以分为半导体晶圆制造材料(前 道材料)和封装材料(后道材料等),另外,半导体材料是 IC 制造重要基材,政策激励有望加速国产化 半导体是一种导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。

  • 正帆科技拟5000万元认购聚源银芯基金,专项投资于中芯绍兴

    正帆科技拟5000万元认购聚源银芯基金,专项投资于中芯绍兴

    据正帆科技发布公告称,公司于2020年8月20日签署《青岛聚源银芯股权投资合伙企业(有限合伙)合伙协议》,值得一提的是,聚源天津成立于2015年06月09日,聚焦于集成电路领域投资,投资领域涵盖IC设计、半导体材料和装备、IP及相关服务。

  • 三安光电收购北电新材100%股权,夯实公司集成电路原材料布局

    三安光电收购北电新材100%股权,夯实公司集成电路原材料布局

    日前,三安光电公告三安光电股份有限公司全资子公司湖南三安半导体有限责任公司拟以现金 38,150.00 万元收购福建省安芯产业投资基金合伙企业,值得一提的是,三安光电主要从事全色系超高亮度 LED 外延片、芯片、Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料、微波通讯集成电路与功率器件、光通讯元器件等。

  • 8 英寸晶圆厂设备紧张,芯片制造商瞄上二手设备

    8 英寸晶圆厂设备紧张,芯片制造商瞄上二手设备

    据国外媒体报道,产业链人士透露,芯片制造商目前对 8 英寸晶圆制造设备的需求旺盛,但在 8 英寸晶圆厂的设备方面,目前的供应却很紧张,设备厂商现在的注意力在 12 英寸晶圆厂的设备上,8 英寸晶圆厂的设备很难满足。

  • 论半导体材料的重要性

    论半导体材料的重要性

    半导体材料为产业的重要上游基础材料。半导体材料又可以分为半导体晶圆制造材料(前 道材料)和封装材料(后道材料等),另外,半导体材料是 IC 制造重要基材,政策激励有望加速国产化 半导体是一种导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。

  • 中国第一座12英寸车规级晶圆厂落户上海临港

    中国第一座12英寸车规级晶圆厂落户上海临港

    8月19日下午,国内首座12英寸车规级功率半导体自动化晶圆制造中心项目正式签约落户上海临港。该项目由闻泰科技投资建设,是其半导体业务实现100亿美元战略目标的第一步。

  • 将建12英寸晶圆制造设备及核心部件生产线,南充中科九微项目二期签约

    将建12英寸晶圆制造设备及核心部件生产线,南充中科九微项目二期签约

    本次签约的二期项目,投资约37亿元,占地约330亩,将建12英寸晶圆制造设备及核心部件生产线。值得一提的是,根据项目建设规划,三期将投资约43亿元,占地约400亩,建半导体制造设备及配套产品生产线

  • 中国第一座?12英寸车规级功率半导体自动化晶圆制造中心项目落户临港

    中国第一座?12英寸车规级功率半导体自动化晶圆制造中心项目落户临港

    8月19日,中国第一座12英寸车规级功率半导体自动化晶圆制造中心项目正式签约落户临港新片区。值得一提的是,临港新片区12英⼨车规级功率半导体⾃动化晶圆制造中⼼是闻泰科技半导体业务实现100亿美元战略目标的第一步。

  • 我国晶圆技术质的飞跃 一起看看吧

    我国晶圆技术质的飞跃 一起看看吧

    本文主要介绍了晶圆,因为石墨烯技术的突破,我国终于实现了晶圆制造的大批量生产,这对我国半导体行业来说是一个非常不错的消息,而在这方面最重要的就是我国科研人员的努力研发。

  • 闵行开发区临港园区迎来中国芯片领域又一重大项目落地

    闵行开发区临港园区迎来中国芯片领域又一重大项目落地

    日前,闵行开发区临港园区迎来中国芯片领域又一重大项目落地,据了解,中芯盛将在临港新片区投资建设“半导体芯片数字化生产线研发与制造基地”和“半导体产业基础设施基地”两个项目。项目总投资10亿元人民币。

  • 没有了手机芯片华为会举步维艰

    没有了手机芯片华为会举步维艰

    大家都知道华为公司今年来真的是特别的难,一直遭受美国的打压,如今缺少了手机芯片,华为手机将面对怎样的命运呢?有人说没有了华为海思手机芯片华为将举步维艰,据说华为还会解散华为海思半导体芯片公司是真的吗?

  • 上半年中国半导体产业发展势头迅猛

    上半年中国半导体产业发展势头迅猛

    虽然面临复杂的国际贸易环境,但中国集成电路产业上半年仍然取得了较好成绩,值得一提的是,进入信息时代,巨量的半导体芯片需求,使得中国成为全球最大的半导体市场,这充分体现了集成电路产业作为国之重器的重要性。

  • 知识分享:你应该掌握的LED照明专业术语

    知识分享:你应该掌握的LED照明专业术语

    LED是发光二极管的英文缩写(Light Emitting Diode),是一种半导体固体发光器件,它是利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。

  • 半导体国产化迫在眉睫 芯片市场蓄势待发

    半导体国产化迫在眉睫 芯片市场蓄势待发

    众所周知,中国是全球制造的中心,尤其是电脑、手机产量较高,消耗了成千上万的芯片,另外,据专家分析,在人工智能、半导体领域的国际化竞赛,已经不只是停留在应用层面,而且在半导体芯片的制造水平、材料、标准建设等方面。

  • 作为半导体芯片技术的发源地,美国的半导体芯片产业非常完整

    作为半导体芯片技术的发源地,美国的半导体芯片产业非常完整

    美国的半导体芯片产业非常完整,大牌大厂众多,而且很多都是世界一流水平,值得一提的是,半导体芯片产业主要有设计、制造、封测三大环节,都非常讲究材料、设备、基础科研、实践科学、经验、资金、人才、市场等等因素,不是心血来潮三分钟热情就能搞得好的。

微信

第一时间获取电子制造行业新鲜资讯和深度商业分析,请在微信公众账号中搜索“大比特商务网”或者“big-bit”,或用手机扫描左方二维码,即可获得大比特每日精华内容推送和最优搜索体验,并参与活动!

发表评论

  • 最新评论
  • 广告
  • 广告
  • 广告
广告
Copyright Big-Bit © 1999-2016 All Right Reserved 大比特资讯公司 版权所有      未经本网站书面特别授权,请勿转载或建立影像,违者依法追究相关法律责任