1、 1/34 2022 年年 9 月月 28 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 行业研究报告 慧博智能投研 半导体材料行业深度:半导体材料行业深度:市场现状及展望、材市场现状及展望、材料细分及相关公司全梳理料细分及相关公司全梳理 当前,半导体领域的全面“军备竞赛”已经启动,我国在大力投入做半导体,美国参议院通过 520 亿美元芯片补贴法案,欧盟也公布芯片法案高调加入全球芯片竞赛。作为半导体产业的基石,半导体材料领域大有可为。一代技术依赖于一代工艺,一代工艺依赖一代材料和设备来实现。半导体材料处于整个半导体产业链的上游环节,对半导体产业发展起着重要支撑作用,具有产业规模大、细分行业多、技
2、术门槛高、研发投入大、研发周期长等特点。下面我们就半导体材料的具体分类与构成、相关重点材料的发展现状、发展趋势及市场规模、相关公司等相关问题进行梳理,试图了解半导体材料的市场空间及未来发展方向。一、半导体材料分类与构成一、半导体材料分类与构成 1.流程流程 芯片生产包括晶圆制造、封装测试等流程。其中晶圆制造包括清洗、氧化、沉积、光刻、刻蚀、CMP、掺杂等工艺流程;封装测试包括减薄、切割、贴片、引线键合、电镀、终测等工艺流程。芯片生产流程复杂,生产环节需要应用到种类广泛的半导体材料,种类繁多的芯片生产所需材料构成了半导体材料产业。2/34 2022 年年 9 月月 28 日日 行业行业|深度深度
3、|研究报告研究报告 2.分类分类 下面我们来具体分析下半导体材料行业细分品类。半导体材料可以分为晶圆制造材料和封装材料。其中晶圆制造材料包括硅片、光掩模、光刻胶、光刻胶辅助材料、湿电子化学品、电子特气、抛光材料、靶材及其他材料;封装材料包括引线框架、封装基板、陶瓷基板、键合丝、包封材料、芯片粘结材料及其他封装材料,每一种大类材料又包括几十种甚至上百种具体产品,细分子行业多达上百个。3/34 2022 年年 9 月月 28 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 下面我们着重了解下晶圆制造材料中的硅片、光刻胶等半导体材料。二、硅片二、硅片:供需持续紧张,国产替代加速供需持续紧张,国产替代加速
4、 半导体硅片是生产集成电路、分立器件、传感器等半导体产品的关键材料。在众多半导体原材料中,硅具有明显的优势,硅熔点高、禁带宽度大,可广泛运用于高温、高压器件。此外,硅具有天然优质绝缘氧化层,在晶圆制造时可减少沉积绝缘体工序,从而减少了生产步骤并降低了生产成本。硅在自然界中的储量丰富,在地壳中约占 27%,硅材料的成本显著低于其他类型半导体材料。由于硅的技术和成本优势,硅片成为了目前产量最大、应用范围最广的半导体材料,占据全部产品的 90%以上,是半导体产业链基础性的一环。4/34 2022 年年 9 月月 28 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 1.生产工艺生产工艺 半导体硅片的生产
5、流程复杂,涉及工艺众多,主要生产环节包含晶体生长、硅片成型、外延生长等工艺。2.长晶:直拉法和区熔法长晶:直拉法和区熔法 长晶是硅片生产最核心的环节,单晶制备阶段决定了硅片的直径、晶向、掺杂导电类型、电阻率范围及分布、碳氧浓度、晶格缺陷等技术参数。单晶硅制备方法包括直拉法(CZ 法)和区熔法(FZ 法)两类,直拉法市占率高。采用直拉法的硅单晶约占 85%,12 英寸硅片只能用直拉法生产。5/34 2022 年年 9 月月 28 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3.硅片分类硅片分类 按照硅片尺寸分类,可分为 6 英寸及以下硅片、8 英寸硅片和 12 英寸硅片,8 英寸硅片和 12 英
6、寸硅片是市场主流产品。按照产品工艺分类,主要可分为硅抛光片、外延片和 SOI 硅片。4.硅片大尺寸化趋势明显硅片大尺寸化趋势明显 8 英寸、12 英寸硅片占据 90%以上的市场份额,12 英寸硅片市场占有率不断提升。硅片尺寸的提升提高了硅片的利用率,但 6 英寸和 8 英寸晶圆制造产线大部分建设时间较早,设备折旧已经完毕,芯片制造成本偏低,综合成本具有一定优势,未来仍会是各尺寸硅片市场共存的状态。5.不同硅片价格比较不同硅片价格比较 6/34 2022 年年 9 月月 28 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 SOI 硅片价格远高于同尺寸外延片和抛光片,8 英寸外延片主要是功率器件用重