半導(dǎo)體生產(chǎn)流程:
半導(dǎo)體材料:
半導(dǎo)體材料按應(yīng)用環(huán)節(jié)劃分,可分為前端晶圓制造材料和后端封裝材料兩大類。主要的晶圓制造材料包括:硅片、電子特氣、光刻膠及配套試劑、濕電子化學(xué)品、拋光材料、靶材、光掩膜版等;主要的封裝材料包括:引線框架、封裝基板、陶瓷材料、鍵合金絲、切割材料等。
根據(jù)SEMI數(shù)據(jù),2020年全球晶圓制造材料中,硅片占比最高,為35%;電子氣體排名第2,占比13%;掩膜版排名第3,占比12%,光刻膠占比6%;光刻膠配套材料占比8% ;濕電子化學(xué)品占比7%;CMP拋光材料占比6%;靶材占比2%。
封裝材料中,封裝基板占比最高,為48%;引線框架、鍵合絲、包封材料 、陶瓷基板、芯片粘接材料分列第2-6 名,占比分別為 15%、15%、10%、6%和3%。
晶圓制造材料:
半導(dǎo)體硅片:
根據(jù)制造工藝分類,半導(dǎo)體硅片主要可以分為拋光片、外延片與以SOI硅片為代表的高端硅基材料。單晶硅錠經(jīng)過(guò)切割、研磨和拋光處理后得到拋光片。拋光片經(jīng)過(guò)外延生長(zhǎng)形成外延片,拋光片經(jīng)過(guò)氧化、鍵合或離子注入等工藝處理后形成SOI硅片。
按照尺寸分類,半導(dǎo)體硅片的尺寸(以直徑計(jì)算)主要包括23mm、25mm、28mm、50mm(2 英寸)、75mm(3 英寸)、100mm(4 英寸)、125mm(5 英寸)、150mm(6 英寸)、200mm(8 英寸)與 300mm(12 英寸)等規(guī)格。
目前全球半導(dǎo)體硅片以12英寸為主,2020 年全球硅片12英寸占比69%,8英寸占比24%,6英寸及以下占比7%。
根據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù),12英寸對(duì)應(yīng)3-90nm制程,產(chǎn)品包括手機(jī)SoC、CPU、GPU、存儲(chǔ)、通信、FPGA、MCU、WiFi/藍(lán)牙等;8英寸對(duì)應(yīng)90nm-0.25μm制程,產(chǎn)品包括汽車MCU、射頻、指紋識(shí)別、電源管理、功率、LED驅(qū)動(dòng)等;6 英寸對(duì)應(yīng)0.35μm -1.2μm制程,產(chǎn)品包括MOSFET、IGBT、MEMS等。
半導(dǎo)體硅片競(jìng)爭(zhēng)格局:
2020年,全球前五大半導(dǎo)體硅片企業(yè)信越化學(xué)、SUMCO、Siltronic、環(huán)球晶圓、SKSiltron合計(jì)銷售額109.16億美元,占全球半導(dǎo)體硅片行業(yè)銷售額比重高達(dá)89.45%。2020年,滬硅產(chǎn)業(yè)集團(tuán)市場(chǎng)份額上升至2.2%。
全球半導(dǎo)體硅片供給:
根據(jù)SUMCO統(tǒng)計(jì),全球8英寸硅片2022Q1出貨量約600萬(wàn)片/月,12英寸硅片2022Q1出貨量接近800萬(wàn)片/月。
全球半導(dǎo)體需求預(yù)測(cè):
根據(jù)Sumco預(yù)測(cè),12英寸硅片需求從2022年的800萬(wàn)片/月增長(zhǎng)到2026年的1150萬(wàn)片,CAGR為9.4%。具體細(xì)分應(yīng)用中,智能手機(jī)和數(shù)據(jù)中心仍是占比最高的下游應(yīng)用,而汽車芯片是增速最快的細(xì)分應(yīng)用。
國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片公司產(chǎn)能:
現(xiàn)有產(chǎn)能:8英寸200萬(wàn)片/月,12英寸90萬(wàn)片/月。
擴(kuò)產(chǎn)后:8英寸300萬(wàn)片/月,12英寸270萬(wàn)片/月。
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半導(dǎo)體硅片上游:原料和設(shè)備
設(shè)備:
從設(shè)備的采購(gòu)情況看,長(zhǎng)晶設(shè)備約占設(shè)備總投資的25%,日本Ferrotec是全球半導(dǎo)體級(jí)別長(zhǎng)晶爐的龍頭,在12英寸半導(dǎo)體硅片長(zhǎng)晶爐領(lǐng)域市占率高達(dá)80%以上。國(guó)內(nèi)北方華創(chuàng)、連城精密和晶盛機(jī)電的12英寸單晶爐雖然與國(guó)際水平仍存在差距,但技術(shù)方面的差距已在不斷縮小。
原料:
上游半導(dǎo)體硅片原料電子級(jí)多晶硅主要依賴進(jìn)口,關(guān)鍵性的技術(shù)主要掌握在德國(guó)、日本和美國(guó)為首的企業(yè)手中,近年來(lái),隨著國(guó)內(nèi)黃河水電(3300噸/年,國(guó)內(nèi)市占率20%)、鑫華半導(dǎo)體(年產(chǎn)5000噸)、云冶芯材、洛陽(yáng)中硅、宜昌南玻等企業(yè)逐步推進(jìn)電子級(jí)多晶硅的研究與發(fā)展,電子級(jí)多晶硅對(duì)于海外進(jìn)口的依賴正在逐漸緩解。
協(xié)鑫能源與TCL科技22年布局1萬(wàn)噸電子級(jí)多晶硅產(chǎn)能,預(yù)計(jì)2023年三季度投產(chǎn),2024年三季度達(dá)產(chǎn)。
電子特種氣體:
電子氣體競(jìng)爭(zhēng)格局:
目前全球市場(chǎng)主要被美國(guó)空氣化工Air Products、德國(guó)林德Linde、法國(guó)液化空氣Air Liquide、以及日本大陽(yáng)日酸TAIYO NIPPON SANSO四家公司占據(jù)。
根據(jù)中國(guó)工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),集成電路生產(chǎn)用的特種氣體,中國(guó)僅能生產(chǎn)約20%的品種,其余均依賴進(jìn)口。目前中國(guó)國(guó)內(nèi)企業(yè)所能批量生產(chǎn)的特種氣體仍主要集中在集成電路的清洗、蝕刻、光刻等工藝環(huán)節(jié),對(duì)摻雜、沉積等工藝的特種氣體僅有少部分品種取得突破。
電子氣體上游:原料,設(shè)備,容器
光刻膠:
光刻膠本質(zhì)是一種感光材料,也稱光致抗蝕劑,主要用于微電子技術(shù)中微細(xì)圖形加工。在紫外光、電子束、離子束、X 射線等照射或輻射下,光刻膠溶解度會(huì)發(fā)生變化,再經(jīng)適當(dāng)溶劑溶去可溶性部分,便可實(shí)現(xiàn)圖形從掩模版到待加工基片上的轉(zhuǎn)移。進(jìn)一步,未溶解部分光刻膠作為保護(hù)層,在刻蝕步驟中保護(hù)其下方材料不被刻蝕,從而完成電路制作。
按照下游應(yīng)用領(lǐng)域,光刻膠可分為IC光刻膠、PCB光刻膠、LCD光刻膠。IC光刻膠根據(jù)曝光波長(zhǎng)又可分g線光刻膠(436nm)、i線光刻膠(365nm)、KrF光刻膠(248nm)、ArF光刻膠(193nm)、EUV光刻膠(13.5nm)等。
光刻膠競(jìng)爭(zhēng)格局:
目前,IC光刻膠領(lǐng)域前五大廠商占據(jù)全球87%的市場(chǎng)份額,其中日本合成橡膠(JSR)、東京應(yīng)化(TOK)、美國(guó)杜邦、信越化學(xué)、富士電子市占率分別為28%、21%、15%、13%、10%。
中國(guó)大陸半導(dǎo)體光刻膠高度依賴進(jìn)口,本土企業(yè)在低端產(chǎn)品上有所突破。2020年中國(guó)大陸光刻膠市場(chǎng)外資企業(yè)供給占比超過(guò)70%,內(nèi)資企業(yè)主要在低端g/i線光刻膠產(chǎn)品上有些突破,6英寸硅片自產(chǎn)占比約20%,KrF、ArF、EuV光刻膠國(guó)產(chǎn)替代任重道遠(yuǎn)。
截至2021年年初,北京科華(彤程新材)可量產(chǎn)g/i線光刻膠、KrF光刻膠,晶瑞電材可量產(chǎn)g/i線光刻膠。
光刻膠原材料:
光刻膠主要原材料占比從大到小分別是溶劑(50%-90%)、樹脂(10%-40%)、光引發(fā)劑(1%-6%)以及添加劑(<1%)。
溶劑:
目前光刻膠溶劑主要為PGMEA(丙二醇甲醚酸醋酯,簡(jiǎn)稱PMA),大陸自給率較高。根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心數(shù)據(jù),我國(guó)是全球最大的PGMEA生產(chǎn)國(guó)家,產(chǎn)能占據(jù)全球總產(chǎn)量的35%左右。生產(chǎn)企業(yè)有百川股份、瑞佳化學(xué)、怡達(dá)化學(xué)、華倫、德納國(guó)際等。
樹脂:
光刻膠樹脂方面,日本、美國(guó)企業(yè)目前占據(jù)主要市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)方面,圣泉集團(tuán)、彤程新材、強(qiáng)力新材等目前開(kāi)始逐步布局。
單體:
單體方面,微芯新材、徐州博康、萬(wàn)潤(rùn)股份、瑞聯(lián)新材具備量產(chǎn)能力。
光引發(fā)劑:
光掩模板:
光掩模板競(jìng)爭(zhēng)格局:
光掩模版原材料:
石英掩模版基材國(guó)內(nèi)公司:菲力華
CMP拋光液:
CMP拋光液是研磨材料和化學(xué)添加劑的混合物,可使晶圓表面產(chǎn)生一層氧化膜,再由拋光液中的磨粒去除,達(dá)到拋光的目的。
CMP拋光液競(jìng)爭(zhēng)格局:
安集科技年產(chǎn)16000噸。
鼎龍股份年產(chǎn)5000噸,原材料自主可控。
拋光液原材料:
拋光液組分復(fù)雜,由氧化劑、磨粒、絡(luò)合劑、表面活性劑、緩蝕劑、pH調(diào)節(jié)劑及pH緩沖劑按照一定比例配置而成。
CMP拋光墊:
拋光墊競(jìng)爭(zhēng)格局:
以中芯國(guó)際等公司公告來(lái)計(jì)算,目前國(guó)內(nèi)12寸硅片需要的拋光墊的量大約為40萬(wàn)片。目前鼎龍?jiān)趪?guó)內(nèi)進(jìn)展迅速,月產(chǎn)能約2萬(wàn)片/月,市占率約為50%。
拋光墊上游原材料:
拋光墊上游材料為聚氨酯、無(wú)紡布等基礎(chǔ)化工產(chǎn)品,其中高質(zhì)量聚氨酯是生產(chǎn)拋光墊的技術(shù)難點(diǎn),拋光墊廠商通常外購(gòu)聚氨酯彈性體原材料。
濕電子化學(xué)品:
濕電子化學(xué)品主要應(yīng)用于半導(dǎo)體市場(chǎng)、光伏市場(chǎng)和平板顯示器市場(chǎng)。
2021年國(guó)內(nèi)濕電子化學(xué)品產(chǎn)量達(dá)64.35萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)17.68%。2021年國(guó)內(nèi)濕電子化學(xué)品需求超102.41萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)23.6%。
濕電子化學(xué)品競(jìng)爭(zhēng)格局:
中國(guó)大陸市場(chǎng)集中度較低,濕電子化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)共有40余家,具有規(guī)?;钠髽I(yè)有30余家,各公司產(chǎn)量較小。
國(guó)內(nèi)濕電子化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)主要有3類:
(1)濕電子化學(xué)品專業(yè)供應(yīng)商,產(chǎn)品種類豐富且毛利率高,主要企業(yè)代表為江化微、格林達(dá)等;
(2)電子材料平臺(tái)型企業(yè),以泛半導(dǎo)體業(yè)務(wù)為主,具有客戶優(yōu)勢(shì),主要代表企業(yè)包括晶瑞電材和飛凱材料等;
(3)大化工企業(yè),濕電子化學(xué)品種類較少,具有產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同優(yōu)勢(shì),原料成本方面占優(yōu)。主要代表企業(yè)包括巨化股份和濱化股份。
靶材:
靶材競(jìng)爭(zhēng)格局:
靶材原材料:
目前國(guó)內(nèi)濺射靶材的高純金屬原料多數(shù)依靠日美進(jìn)口。但部分企業(yè)在部分金屬提純方面已取得了重大突破。
封裝基板:
封裝基板競(jìng)爭(zhēng)格局:
封裝基板上游原材料:
在基板成本結(jié)構(gòu)中,覆銅板占比最高,占比約35%。
引線框架:
引線框架競(jìng)爭(zhēng)格局
康強(qiáng)電子蝕刻引線框架月產(chǎn)能300萬(wàn)條,引線框架21年生產(chǎn)量1700億只,鍵和絲1900千克。
引線框架上游原材料:
引線框架上游原材料成本占比中,銅帶占46%,化學(xué)材料占27%,白銀占2%,銅帶是引線框架最重要的上游原材料。
鍵合絲:
鍵合絲是芯片內(nèi)電路輸入輸出連接點(diǎn)與引線框架的內(nèi)接觸點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)電氣連接的微細(xì)金屬絲,直徑為十幾微米到幾十微米。
鍵合絲競(jìng)爭(zhēng)格局:
陶瓷基板:
陶瓷基板競(jìng)爭(zhēng)格局:
芯片粘接材料:
半導(dǎo)體生產(chǎn)流程:
半導(dǎo)體材料:
晶圓制造材料:
半導(dǎo)體硅片競(jìng)爭(zhēng)格局:
全球半導(dǎo)體硅片供給:
全球半導(dǎo)體需求預(yù)測(cè):
國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片公司產(chǎn)能:
半導(dǎo)體硅片上游:原料和設(shè)備
設(shè)備:
原料:
電子特種氣體:
電子氣體競(jìng)爭(zhēng)格局:
根據(jù)中國(guó)工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),集成電路生產(chǎn)用的特種氣體,中國(guó)僅能生產(chǎn)約20%的品種,其余均依賴進(jìn)口。
電子氣體上游:原料,設(shè)備,容器
光刻膠:
光刻膠競(jìng)爭(zhēng)格局:
目前,IC光刻膠領(lǐng)域前五大廠商占據(jù)全球87%的市場(chǎng)份額,其中日本合成橡膠(JSR)、東京應(yīng)化(TOK)、美國(guó)杜邦、信越化學(xué)、富士電子市占率分別為28%、21%、15%、13%、10%。
中國(guó)大陸半導(dǎo)體光刻膠高度依賴進(jìn)口,本土企業(yè)在低端產(chǎn)品上有所突破。2020年中國(guó)大陸光刻膠市場(chǎng)外資企業(yè)供給占比超過(guò)70%,內(nèi)資企業(yè)主要在低端g/i線光刻膠產(chǎn)品上有些突破,6英寸硅片自產(chǎn)占比約20%,KrF、ArF、EuV光刻膠國(guó)產(chǎn)替代任重道遠(yuǎn)。
截至2021年年初,北京科華(彤程新材)可量產(chǎn)g/i線光刻膠、KrF光刻膠,晶瑞電材可量產(chǎn)g/i線光刻膠。
光刻膠原材料:
光刻膠主要原材料占比從大到小分別是溶劑(50%-90%)、樹脂(10%-40%)、光引發(fā)劑(1%-6%)以及添加劑(<1%)。
溶劑:
目前光刻膠溶劑主要為PGMEA(丙二醇甲醚酸醋酯,簡(jiǎn)稱PMA),大陸自給率較高。根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心數(shù)據(jù),我國(guó)是全球最大的PGMEA生產(chǎn)國(guó)家,產(chǎn)能占據(jù)全球總產(chǎn)量的35%左右。生產(chǎn)企業(yè)有百川股份、瑞佳化學(xué)、怡達(dá)化學(xué)、華倫、德納國(guó)際等。
樹脂:
光刻膠樹脂方面,日本、美國(guó)企業(yè)目前占據(jù)主要市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)方面,圣泉集團(tuán)、彤程新材、強(qiáng)力新材等目前開(kāi)始逐步布局。
單體:
單體方面,微芯新材、徐州博康、萬(wàn)潤(rùn)股份、瑞聯(lián)新材具備量產(chǎn)能力。
光引發(fā)劑:
光掩模板:
光掩模板競(jìng)爭(zhēng)格局:
光掩模版原材料:
CMP拋光液:
CMP拋光液是研磨材料和化學(xué)添加劑的混合物,可使晶圓表面產(chǎn)生一層氧化膜,再由拋光液中的磨粒去除,達(dá)到拋光的目的。
CMP拋光液競(jìng)爭(zhēng)格局:
安集科技年產(chǎn)16000噸。
鼎龍股份年產(chǎn)5000噸,原材料自主可控。
拋光液原材料:
拋光液組分復(fù)雜,由氧化劑、磨粒、絡(luò)合劑、表面活性劑、緩蝕劑、pH調(diào)節(jié)劑及pH緩沖劑按照一定比例配置而成。
鼎龍股份目前實(shí)現(xiàn)了超純硅溶膠,水玻璃硅溶膠、氧化鋁三類研磨粒子的自主制備。
CMP拋光墊:
拋光墊競(jìng)爭(zhēng)格局:
以中芯國(guó)際等公司公告來(lái)計(jì)算,目前國(guó)內(nèi)12寸硅片需要的拋光墊的量大約為40萬(wàn)片。目前鼎龍?jiān)趪?guó)內(nèi)進(jìn)展迅速,月產(chǎn)能約2萬(wàn)片/月,市占率約為50%。
濕電子化學(xué)品主要應(yīng)用于半導(dǎo)體市場(chǎng)、光伏市場(chǎng)和平板顯示器市場(chǎng)。
2021年國(guó)內(nèi)濕電子化學(xué)品產(chǎn)量達(dá)64.35萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)17.68%。2021年國(guó)內(nèi)濕電子化學(xué)品需求超102.41萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)23.6%。
濕電子化學(xué)品競(jìng)爭(zhēng)格局:
中國(guó)大陸市場(chǎng)集中度較低,濕電子化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)共有40余家,具有規(guī)?;钠髽I(yè)有30余家,各公司產(chǎn)量較小。
國(guó)內(nèi)濕電子化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)主要有3類:
(1)濕電子化學(xué)品專業(yè)供應(yīng)商,產(chǎn)品種類豐富且毛利率高,主要企業(yè)代表為江化微、格林達(dá)等;
(2)電子材料平臺(tái)型企業(yè),以泛半導(dǎo)體業(yè)務(wù)為主,具有客戶優(yōu)勢(shì),主要代表企業(yè)包括晶瑞電材和飛凱材料等;
(3)大化工企業(yè),濕電子化學(xué)品種類較少,具有產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同優(yōu)勢(shì),原料成本方面占優(yōu)。主要代表企業(yè)包括巨化股份和濱化股份。
靶材:
靶材競(jìng)爭(zhēng)格局:
江豐電子現(xiàn)有產(chǎn)能:
目前擁有半導(dǎo)體或平板顯示用高純鋁靶材 36920 塊、高純鈦靶材11895塊、高純銅靶材1000塊、高純鎢靶材500塊、高純鈷靶材1000塊,高純鉭靶材4614塊。
有研新材現(xiàn)有產(chǎn)能:目前擁有約 2 萬(wàn)噸半導(dǎo)體產(chǎn)能。
靶材原材料:
目前國(guó)內(nèi)濺射靶材的高純金屬原料多數(shù)依靠日美進(jìn)口。但部分企業(yè)在部分金屬提純方面已取得了重大突破。
封裝基板:
封裝基板上游原材料:
在基板成本結(jié)構(gòu)中,覆銅板占比最高,占比約35%。
引線框架:
引線框架是一種集成電路芯片載體,并借助于鍵合絲使芯片內(nèi)部電路引出端(鍵合點(diǎn))通過(guò)內(nèi)引線實(shí)現(xiàn)與外引線的電氣連接,形成電氣回路的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件。
根據(jù)生產(chǎn)工藝不同,引線框架分為沖壓型和蝕刻型兩種。按照國(guó)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),100 腳位以上主要采用蝕刻型生產(chǎn)工藝,100腳位以下主要采用沖壓型生產(chǎn)工藝。
引線框架上游原材料:
引線框架上游原材料成本占比中,銅帶占46%,化學(xué)材料占27%,白銀占2%,銅帶是引線框架最重要的上游原材料。
陶瓷基板:
芯片粘接材料:
芯片粘接材料競(jìng)爭(zhēng)格局:
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芯片
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