摘要:外围幺蛾子事件不断,半导体处于风口中。本文深度剖析了半导体材料产业链情况以及半导体晶圆制造材料、封装材料情况,文末梳理了半导体材料核心公司。预计阅读时长3分钟。“拧巴”,这就是外围对待我国半导体的态度!今年年初阿美的小弟阿荷曾经傲气十足,说不会轻易接受阿美对中出口芯片制造技术的新限制,不出2月,就亦驱亦步了。最近,阿德也有小动作了,证券时报称阿德拟限制部分半导体材料对华出口。然而,阿美半导体协会总裁又发声:“中国是我们最大的市场,我们不能缺席。”半导体作为关键领域,备受瞩目,在风起云涌的国际局势中,也多次处于风口中。我们今天一起了解下半导体产业链,重点分析下半导体材料情况,半导体材料处于产业链的哪个环节?国产化情况如何?有哪些核心的上市公司?
1、半导体材料—半导体产业链基石 半导体产业链包括上游支撑产业、中游半导体制造产业以及下游应用领域。① 上游:半导体材料、设备等;② 中游:主要是IC设计、制造、封测;③ 下游:消费电子、汽车电子、人工智能、工业等具体应用领域。
资料来源:前瞻产业研究院,五矿证券研究所半导体材料是整个半导体产业的基石,贯穿整个半导体生产的流程。按照代际不同,半导体材料可以分为第一代、第二代和第三代。① 第一代半导体材料:指硅(Si)、锗元素(Ge)半导体材料,主要用于制造集成电路,其他领域如手机、电脑、新能源、光伏等产业也有广泛应用。② 第二代半导体材料:主要是指化合物半导体材料,如砷化镓(GaAs)、锑化铟(InSb),另外还有三元化合物半导体、固溶体半导体、玻璃半导体、有机半导体等,广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信和GPS导航等领域。③ 第三代半导体材料:主要以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN)为代表的宽禁带半导体材料。主要应用于半导体照明、电力电子器件、激光器和探测器等。与第一、二代相比,性能更适合用于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件。整体而言,目前全球半导体依然以硅材料为主,目前95%以上的半导体器件和 99%以上的集成电路都是由硅材料制作。按照工艺不同,半导体材料主要分为晶圆制造材料和封装材料。① 晶圆制造材料:包括硅片、特种气体、掩膜版、光刻胶及配套材料、湿电子化学品、靶材、CMP 抛光液&抛光垫等;② 晶圆封装材料:主要包括封装基板、引线框架、键合丝、包封材料、陶瓷基板、芯片粘接材料等。
接下来,我们详细分析下每个细分材料的作用和行业格局。 2、半导体材料国产化水平低,自主可控迫在眉睫 (1)硅片硅片是目前产量最大,应用最广的半导体材料,在半导体产业链中,硅片是半导体器件的主要载体,集成电路大厦之地基。应用最广的三类硅片是抛光片、外延片以及 SOI 硅片。
(2)掩膜版掩膜版用于光刻工艺底板,是微电子制造过程中的图形转移母版,是半导体行业生产制造过程中重要的关键材料。
掩膜版集中度高,美国、日韩掩膜版厂商处于领先地位,垄断全球市场,国内光掩膜厂商与先进企业相比有较大差别,正在加速追赶中。(3)特种气体特种气体可用作薄膜沉积、刻蚀、钝化、清洗工艺中,对纯度和质量稳定性要求较高,是半导体制造的“血液”。中国电子特气市场被被国外气体巨头垄断,主要集中德、法、美、日等国,国产化率低,受国外厂商制约。(4)光刻胶主要作用是将掩膜版上的图案转移到硅片上,是集成电路制造的纽带,主要由成膜剂、光敏剂、溶剂和添加剂等成分组成。
资料来源:五矿证券研究所光刻胶产业从欧美转向日本,核心市场被国外占据,国内厂商起步较晚,目前高端光刻胶主要依赖进口。(5)靶材靶材用于薄膜沉积,物理气相沉积(PVD)分为溅射法和蒸镀法,被沉积的材料称为靶材,是PVD沉积的核心材料。
数据来源:国信证券研究所靶材市场主要被全球巨头垄断,美日头部靶材企业占据了全球市场的80%左右,国内企业处于国产替代初期,头部厂商成长快速。(6)湿电子化学品在集成电路中的应用主要为刻蚀和清洗等,包括硅片、晶圆制造、光罩制作以及封装工艺等。供应商格局方面,全球主要厂商在欧美和日本,国产化率最低。
(7)CMP抛光材料是晶圆制造的关键步骤,用于实现晶圆表面平坦化。CMP上游为抛光材料,主要包括抛光垫、抛光液、钻石碟、清洗液等,中游为晶圆制备。
抛光垫全球市场集中度高,主要被陶氏化学占据,占全球79%的市场份额,美日5大厂商占据91%的份额,国产抛光垫目前专利技术仍积累较浅,整体的国产化率低。(8)封装基板:封装领域第一大材料,是芯片封装中不可或缺的材料,用于保护、支撑芯片及建立芯片与 PCB 间的连接,起到“承上启下”作用。目前全球封装基板厂商主要分布在日本、韩国和中国台湾,中国大陆厂商积极扩产ABF载板。
(9)引线框架引线框架是一种集成电路芯片载体,主要作用包括稳固芯片、传导信号、传输热量等。根据生产工艺不同,引线框架分为冲压型和蚀刻型两种。
市场格局方面,目前由日本和中国台湾厂商占据主导地位,中国大陆康强电子排名第8,占比4%,也是唯一进入全球前10的中国大陆厂商。国内厂商主要是以生产冲压引线框架为主,高端刻蚀引线框架主要从日韩等进口,自给率较低。(10)键合丝用于连接芯片和引线框架,根据材质不同,分为非合金丝和合金丝。
数据来源:新材料在线中国键合丝市场仍主要被德国、韩国、日本厂商占据,本土厂商产品相对单一或低端。(11)陶瓷基板是一种新兴散热材料,具有优良电绝缘性能,高导热特性,远远优于金属基板,更适合功率电子产品封装。
资料来源:Ferrotec,五矿证券研究所全球主要厂商中,根据 market insights reports 数据,京瓷+村田+西铁城合计占比50%。(12)芯片粘接材料主要作用是连接芯片与底座或封装基板,性能机械强度高、化学性能稳定、导电导热、可操作性强。主要包括括芯片粘接胶水(DAP)、非导电芯片粘接薄(DAF)以及导电芯片粘接薄膜(CDAF)等,按照技术门槛排序,CDAF>DAF>DAP。
市场中,德国日本厂商占据主导地位,尤其是CDAF,直接被德国汉高全面垄断,占比100%。 2、半导体材料厂商梳理 (1)硅片沪硅产业、立昂微、中环股份、中欣晶圆、奕斯伟。(2)电子特气华特气体、金宏气体、昊华科技、绿菱气体、派瑞特气、和远气体、雅克科技、南大光电、久策气体。(3)掩膜版自行配套工厂:中芯国际、华润微;独立第三方:路维光电、清溢光电、中微掩模。(4)光刻胶彤程新材、南大光电、晶瑞电材、上海新阳、华懋科技。(5)光刻胶配套材料安集科技、上海新阳(6)湿电子化学品江化微、晶瑞电材、上海新阳、安集科技、格林达、飞凯材料、新宙邦、中巨芯、兴福电子、润玛股份。(7)CMP材料鼎龙股份 、安集科技、鼎龙汇达。(8)靶材江丰电子、有研新材。(9)封装基板兴森科技、深南电路、珠海越亚、奥特斯。(10)引线框架康强电子、华洋科技、新恒汇、立德半导体、芯恒创半导体、华龙电子、永红科技、丰江微电子、华晶利达、晶恒精密、金湾电子、三鑫电子、东田电子 。(11)键合丝一诺电子、万生合金、达博有色、铭沣科技、康强电子。(12)陶瓷基板富乐华(13)芯片粘接材料永固科技、德邦科技、本诺电子。(14)包装材料凯华材料、飞凯材料、华海诚科、北京科化、衡所华威、长春封塑料、盛远达。
拒绝黑手!“中国芯”将会崛起!一文了解半导体材料!
作者:夯搬运工 来源: 头条号 35205/06
摘要:外围幺蛾子事件不断,半导体处于风口中。本文深度剖析了半导体材料产业链情况以及半导体晶圆制造材料、封装材料情况,文末梳理了半导体材料核心公司。预计阅读时长3分钟。“拧巴”,这就是外围对待我国半导体的态度!今年年初阿美的小弟阿荷曾经傲气十
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