七大芯片材料超全解析來襲，帶您進一步了解半導體材料

　　材料和設備是半導體產業的基石，一代技術依賴于一代工藝，一代工藝依賴一代材料和設備來實現。

　　半導體材料處于整個半導體產業鏈的上游環節，對半導體產業發展起著重要支撐作用，具有產業規模大、細分行業多、技術門檻高、研發投入大、研發周期長等特點。

　　半導體材料行業又因其具有極大的附加值和特有的產業生態支撐作用而往往成為國家之間博弈的籌碼。

　　全球晶圓廠擴產背景下，中國大陸作為晶圓制造產能的新興領域，將進一步拉動上游半導體材料需求。

　　種類繁多的芯片生產所需材料構成了半導體材料產業。

　　在半導體整個生產周期中，半導體材料雖處于產業鏈上游，但從晶圓廠擴產角度看，半導體材料采購是在晶圓廠建設完工并下達訂單后開始進行，因此半導體材料屬于半導體周期偏后的環節。

　　按應用環節劃分，半導體材料主要分為制造材料和封裝材料。

　　晶圓制造主要材料包括硅片、光掩模、光刻膠、光刻膠輔助材料、濕電子化學品、拋光材料、電子特氣、拋光材料、靶材及其他材料。

　　封裝材料包括：引線框架、封裝基板、陶瓷基板、鍵合絲、包裝材料及芯片粘接材料等。

　　其中，硅片和光掩模版占半導體材料總成本接近50%：

硅片

　　半導體硅片在產業鏈中位于晶圓上游，按加工程度可分為研磨片、拋光片和外延片。

　　硅研磨片是指對硅單晶錠進行切割、研磨等加工得到的厚度小于1mm的圓形晶片，是制作硅拋光片及硅外延片的中間產品，也可以用于制作分立器件芯片。

　　硅拋光片由硅研磨片經過后續拋光、清洗等精密加工而成，主要應用于集成電路和分立器件制造。

　　硅外延片是指在硅單晶襯底上外延生長一層或多層硅單晶薄膜的材料，用于制造半導體分立器件和集成電路。

　　當前全球市場主流的產品是200mm（8寸）、300mm（12寸）直徑的半導體硅片，下游芯片制造行業的設備投資也與200mm和300mm規格相匹配。

　　200mm及以下半導體硅片的需求主要來源于功率器件、電源管理器、非易失性存儲器、MEMS、顯示驅動芯片與指紋識別芯片等。

　　300mm（12寸）半導體硅片的需求主要來源于存儲芯片、圖像處理芯片、通用處理器芯片、高性能FPGA與ASIC，終端應用主要為智能手機、計算機、云計算、人工智能、SSD等較為高端領域。

　　從2008年起，12寸半導體硅片逐漸成為核心產品，產量呈明顯增長之勢。

 光掩模版

　　掩膜版是微電子制造中光刻工藝所使用的圖形母版。通過光刻制版工藝，將微米級和納米級的精細圖案刻制于掩膜基板上制作成光掩膜版。

　　光掩膜版的功能類似于傳統照相機的底片，用光刻機在原材料上刻蝕出相應的圖形，把不需要的金屬層和膠層洗去，即得到成品。

　　光掩膜基板的生產完成后，進入光掩模版制造商，在玻璃基板基礎上進行研磨、拋光、鍍鉻、涂膠等生產環節，需要較高的技術門檻，而后才能成為合格的電子元器件。

光刻膠

　　光刻膠可分為半導體光刻膠、平板顯示光刻膠和PCB光刻膠，其技術壁壘依次降低。

　　目前半導體光刻膠國產技術較國外先進技術差距最大。

濕電子化學品

　　據統計，在晶圓制造材料價值組成中，濕電子化學品約占10%（包括化學試劑和光刻膠配套試劑）。

　　濕電子化學品是微電子、光電子濕法工藝（主要包括濕法刻蝕、濕法清洗）制程中使用的各種液體化工材料。

　　濕電子化學品按用途可分為通用化學品(超凈高純試劑)和功能性化學品(以光刻膠配套試劑為代表)。

　　濕電子化學品在半導體制造領域的應用主要包括集成電路和分立器件制造用晶圓的加工，包括前端加工與后端封測環節，其中濕電子化學品主要用于清洗、光刻和蝕刻工藝。

　　在晶圓加工中，硫酸、雙氧水、氨水、顯影液、氫氟酸是主要的濕電子化學品，分別占32.8%、28.1%、8.3%、6%和5.9%。

電子特氣

　　電子特氣屬于工業氣體的重要分支，是電子工業生產中不可或缺的基礎和支撐性材料之一，其使用穿透半導體制造的整個過程。

　　電子特氣市場進入壁壘較高，行業具有高度集中的特點，海內外市場皆被國際巨頭瓜分。

CMP拋光材料

　　CMP拋光材料包括拋光液（占整個拋光材料比例約50%）、拋光墊和鉆石碟。

　　對于邏輯芯片，制程的縮小意味著光刻次數和刻蝕次數增加，也帶動CMP工藝步驟數增加。7nm制程需要30次CMP工藝步驟，較14nm制程大幅提升。

　　對于存儲芯片，隨著2DNAND向3DNAND轉變，CMP的工藝步驟幾乎翻倍，帶動了鎢拋光液及其他拋光液需求的持續快速增長。

靶材

　　靶材是沉積薄膜的重要原料，主要應用于面板顯示、半導體、磁記錄薄膜、太陽能領域，其中應用于半導體的靶材純度要求最高。

　　半導體用金屬靶材主要包括超高純鋁靶、鈦靶、鉭靶等。