8月7日晚间，中国科学院上海微系统与信息技术研究所狄增峰研究员团队在面向低功耗二维集成电路的单晶金属氧化物栅介质晶圆研制方面取得突破性进展，相关成果以

　　这一进展不仅对智能手机的电池续航具备极其重大意义，还为人工智能、物联网等领域的低功耗芯片发展提供了强有力的支持。此外，这项技术的应用前景广泛，随着5G、边缘计算和智能家居等新兴技术的发展，对低功耗、高性能芯片的需求持续不断的增加，助力下一代智能设备的普及。

　　从整个半导体行业来看，半导体制造材料贯穿前道生产全流程，材料品质直接影响产品良率、质量，工艺和技术的突破也需要材料的配合，加上现阶段的外部形势，材料的自主可控更关系了整个行业的长期可持续发展。本文笔者将详细分析半导体制造材料的定义、未来市场发展的潜力、细致划分领域等，进一步挖掘行业增长逻辑与市场机会。

　　半导体产业链大体上分为设计、制造和应用三个环节。半导体材料处于制造环节的上游，是推动行业发展的基石，和半导体设备一起构成制造的核心环节。在半导体的整个生产流程中，材料贯穿了整一个流程，大致上可以分为制造材料和封装材料。根据2023年SEMI公布的数据分析来看，制造材料价值量更大，占半导体材料整体市场的62.2%。预计随先进制程、工艺步骤的增长，制造材料的市场规模将进一步扩大。

　　制造材料的特点之一是细分种类非常之多，学科体系各异，需逐个突破。从制造材料分类来看，最重要的包含硅材料、工艺化学品、光掩模、光刻胶、CMP抛光材料、电子气体、溅射靶材等。半导体材料的用途如下：

　　根据SEMI公布数据，2023年全球半导体材料市场下滑至667亿美元。其中晶圆制造材料和封装材料市场分别为415亿美元和252亿美元，分别同比下滑7.0%和10.1%。半导体材料市场景气度与制造端稼动率紧密关联，2023年受需求疲软和芯片库存过剩影响，晶圆厂和封测厂产能利用率有所下降。

　　分区域来看，中国大陆是2023年全球第二大半导体材料市场，市场规模达130.85亿美元，同比增长0.9%。在全球半导体材料市场销售金额均下滑的情况下，中国大陆是唯一成长的市场。

　　从市场占有率来看，硅材料、工艺化学品、光掩模是制造材料的前三大品类，市场份额为33%、14%、12.9%。

　　硅片是半导体器件的主要载体，在半导体材料中占比最高。硅基半导体材料是目前产量最大、应用最广的半导体材料。在半导体制造产业链中，硅片是基础材料，位于制造产业链的上游，集成电路结构是以硅片为基础搭建而成的，硅片是芯片制造的核心原材料。硅片依据尺寸、制造工艺有不同的分类。

　　2023年中国晶圆产能稳步增长。2023年中国晶圆产能合计达658.72万片/月，同比增长13.8%。其中12英寸产能占比达56.9%，8英寸和6英寸及以下晶圆产能占比分别为24.4%和18.6%。

　　近年来随着国内公司制作制造能力提升，已初步实现6英寸及以下硅片的国产替代，8英寸硅片国产替代正在进行中，12英寸硅片从打破国内空白局面到逐步提升国产化率。

　　从全球市场来看，2021年，全球Top5半导体硅片企业（信越化学、SUMCO、环球晶圆、Siltronic、SKSiltron）市场占有率合计高达94%。

　　国内市场方面，2022年中国半导体硅片销售额达到138亿元，根据国内半导体硅片有突出贡献的公司沪硅产业、立昂微、有研硅和众合科技的半导体硅片业务营收规模来看，上述企业的国内市场占有率分别为22.72%、12.65%、3.58%与2.64%。

　　光刻胶是半导体制造光刻工艺的关键材料。光刻胶为利用光化学反应进行微细加工图形转移的媒体，由成膜剂、光敏剂、溶剂和添加剂等主要成分组成的对光敏感的感光材料，被大范围的应用于光电信息产业的微细图形线路的加工制作，是微细加工技术的关键性材料。

　　全球光刻胶市场与国内光刻胶市场稳定扩增。光刻胶细分市场中，KrF、ArF市场占比最高，国内KrF、ArF光刻胶目前处于起步阶段，具有广阔的市场替代空间，光刻胶核心市场主要被国外厂商占据。

　　电子特种气体（简称“电子特气”）是指用于半导体、平板显示及其它电子科技类产品生产的特种气体。晶圆制造最重要的包含清洗、沉积/CVD、光刻、刻蚀、离子注入、成膜等工艺，从单个芯片生成到最后器件的封装，几乎每一个环节不能离开电子气体，因此电子特气被称为半导体材料的“粮食”和“源”。

　　2023年中国电子特种气体行业市场规模约为264亿元。全球市场规模：预计到2026年，全球电子特种气体市场规模将突破70.3亿美元，市场主要由欧美、日本等国家或地区的企业占据。

　　掩膜版是微电子制作的完整过程中的图形转移母版，是半导体行业生产制作的完整过程中重要的关键材料。掩膜版的作用是将设计者的电路图形通过曝光的方式转移到晶圆上，以此来实现批量化生产。作为光刻复制图形的基准和蓝本，掩膜版是连接工业设计和工艺制造的关键，掩膜版的精度和质量水平会直接影响最终芯片产品的优品率。以晶圆制造为例，其制作的完整过程需要经过多次曝光工艺，利用掩膜版的曝光掩蔽作用，在半导体晶圆表明产生栅极、源漏极、掺杂窗口、电极接触孔等。半导体掩膜版以成熟制程为主，未来先进制程占比不断上升。

　　全球半导体掩膜版市场保持快速地发展的态势，2023年全球半导体掩膜版市场规模达到53亿美元。SEMI预计未来全球半导体掩膜版市场将保持稳健增长的态势，2024年市场规模将超过55亿美元。

　　掩膜版行业的主要厂商有美国的福尼克斯及其韩国子公司PKL，韩国的LG-IT，日本的SKE、HOYA、Toppan、DNP，中国的台湾光罩、清溢光电、路维光电。

　　CMP是一种非物理性腐蚀和机械研磨相结合的平坦化半导体表面工艺，是集成电路晶圆制造中实现晶圆全局均匀平坦化的关键工艺。在晶圆制造的各个阶段，晶圆表面都要进行平坦化处理以保持完全平坦。因此随着超大规模集成电路制造的线宽不断细小化而产生对平坦化的更加高的要求需求，CMP在先进工艺制程中具有无法替代且逐渐重要的作用。CMP抛光垫和抛光液是化学机械抛光环节的核心耗材抛光液在材料成本中占比最高。根据SEMI数据，全球CMP材料成本占比中，抛光液用量最大，其中抛光液占比49%，抛光垫占比33%，合计占比82%，钻石碟占比9%，清洗液占比5%。

　　全球CMP抛光液2016年市场规模为11亿美元，2021年为18.9亿美元，2016-2021年CAGR值为11.4%。预计2026年将达到25.3亿美元。TOP5厂商为CabotMicroelectronics、Versum、日立、富士美、陶氏，合计占市场80%以上市场占有率。然而抛光液市场格局有分散化趋势，国产替代机会更大。美国的CabotMicroelectronics是全球抛光液市场龙头，2000年市占率高达80%，不过到2017年CabotMicroelectronics全球市占率降低至36%。抛光液市场分散程度相比来说较高，多元化发展的新趋势明显，国产厂商实现替代机会较大。

　　受外部制裁影响，中国大陆先进制程扩产受到限制。根据TrendForce数据，以2021年为例，成熟制程在全球晶圆的出货量中占比达到86%，以销售额统计占比为76%，占据市场主导地位，在各个行业中应用广泛。

　　国内目前在大力推动芯片国产化，成熟制程工艺节点、材料要求较先进制程更低，预计国产厂商有望抓住本轮国产化率提升的窗口期，进入头部厂商的供应链体系，实现迅速增加。根据TrendForce在2023年12月的预测，2023-2027年中国大陆的成熟制程产能占比将由31%增长至39%。

　　从不完全统计数据分析来看，部分项目扩产产能合计超过40万片/月，国内作为全球供应商的主要扩产地区，加上外部制裁因素刺激下推动的供应链国产化意识，国内厂商在确定保证产品可靠性的前提下，将得到大量机会。

　　随着芯片制造工艺一直在改进以及芯片制程的提升，工艺步骤数大幅度的增加，相关制造材料的用量也将提升。以刻蚀工艺为例，在28nm制程工艺中，刻蚀步骤仅40步，但到10nm制程工艺时，刻蚀设备工艺步骤已提升一倍多至115步，5nm需要160步，提升幅度显著。

　　综上，工艺步骤数的提升也将逐步提升制造材料的需求量，未来将进一步推高半导体制造材料的市场规模。

　　笔者认为，半导体制造材料为增量市场，部分细致划分领域国产化率仍有较大的提升空间，双因素叠加下，国内企业的市场机会与业绩增长可期。

　　半导体制造材料种类非常之多、技术壁垒高，学科差异大，单一厂商难以具备多个产品线的能力。作者觉得应着重关注用在工艺关键节点、用量呈增长趋势、技术壁垒高、国产化率低的材料厂商，挖掘相关的投资机会。返回搜狐，查看更加多