材料是半导体产业的基石,也是产业链中细分领域最多的环节。行业具有产业规模大、技术门槛高、研发投入大以及研发周期长等特点。半导体材料应用主要集中在制造和封测环节,对应两大领域:晶圆制造材料和封装材料。
前道晶圆制造材料:主要包括硅片、光掩模、光刻胶及辅助材料、湿电子化学品、抛光材料、电子特气、靶材及其他材料。
后道封装材料:包括键合线、封装基板、引线框架、陶瓷封装体、包封材料、芯片粘结材料等。
硅片、电子特气、光掩模、CMP抛光材料、光刻胶和溅射靶材是价值量占比最高的六类材料,合计占比约87%。
全球半导体材料市场的竞争态势呈现高度集中且多元发展的趋势,先进制程扩产带动半导体材料国产化率提升。
在引线框架、封装基板、陶瓷基板、键合丝等封装材料领域,国内企业已实现较高程度的国产替代。为满足2.5D、3D、先进半导体封装等先进封装技术,当前封装材料朝着更小更薄和更高性能的方向发展。
根据产业链数据统计,CMP抛光材料、光刻胶和电子气体等是国内薄弱及“卡脖子”环节,国产化率不足30%,市场空间仍旧广阔。
一、半导体硅片
半导体硅片又称硅晶圆片,是以高纯度多晶硅为原料,通过单晶生长技术制成的圆形薄片,是半导体产品的核心基底材料,贯穿芯片制作的全过程。
其成本占芯片总成本的30%-40%,是半导体材料中市场份额最大的品类。
半导体硅片在不同尺寸上应用范围也不同,具体分为6英寸、8英寸和12英寸三类。
按尺寸规格分类,硅片主要有12 英寸(300mm)、8 英寸(200mm)和 6 英寸(150mm)三种规格。
全球市场主流是8英寸和12英寸直径的半导体硅片,合计出货面积占比超90%。下游芯片制造行业的设备投资也与200mm和300mm规格相匹配。
逻辑芯片:CPU、GPU等(7nm及以下工艺依赖12英寸硅片);
存储芯片:DRAM、3D NAND(19nm DRAM、128层3D NAND需12英寸硅片);
模拟芯片:电源管理IC、传感器(8英寸硅片为主)。
当前半导体硅片朝大尺寸方向发展,硅片尺寸越大,在制成的每块晶圆上就能切割出更多的芯片,单位芯片的成本也就更低。
在AI需求驱动下,用于尖端产品的300mm晶圆保持强劲。据SEMI数据,25Q2全球半导体硅片出货量33.27亿平方英寸,同比+10%,环比+15%。
二、半导体硅片市场格局
半导体硅片技术门槛较高、设备投资较大,具备高行业壁垒。
全球半导体硅片市场呈现高度集中的寡头格局。信越化学、SUMCO、环球晶圆、Siltronic世创和SK Siltronic等前五大厂商占据超90%份额。
8 英寸和 6 英寸及以下半导体 硅片国产化率分别超过 30%和 50%,而 12 英寸半导体的国产化率约 13%,只有少数企业实现 12 英寸半导体硅片的批量化生产。
中国大陆硅片供应商加速追赶,形成梯队竞争态势,主要厂商包括沪硅产业、中环股份、立昂微、中欣晶圆、众合科技、中晶科技、扬杰科技、有研半导体、上海合晶、金瑞泓、西安奕斯伟和南京国盛等。
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