半導(dǎo)體材料的主要用途

砷化鎵制備主要制備結(jié)晶片，氮化鎵主要是制造氮化鎵結(jié)晶薄膜，量不大，價(jià)高，技巧和技術(shù)取勝。

相關(guān)報(bào)告：智研咨詢(xún)發(fā)布的《2017-2022年中國(guó)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)及投資戰(zhàn)略研究報(bào)告》

集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主線(xiàn)從上游到下游可分為設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試、終端產(chǎn)品。其中，材料是制造環(huán)節(jié)必不可少的環(huán)節(jié)，是制造環(huán)節(jié)的上游產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的上游。集成電路產(chǎn)業(yè)離不開(kāi)材料的支撐，集成電路制造過(guò)程中需要的主要關(guān)鍵原材料有幾十種。材料的質(zhì)量和供應(yīng)直接影響著集成電路的質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力，因此材料業(yè)是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中上游最重要的一環(huán)。目前，集成電路制造主要材料包括硅材、掩膜、電子氣體、工藝化學(xué)品、光刻膠、拋光材料、靶材、封裝材料等。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)架構(gòu)圖

集成電路材料是產(chǎn)業(yè)鏈不可或缺的重要環(huán)節(jié)，是集成電路產(chǎn)業(yè)的支撐業(yè)。發(fā)展好集成電路材料業(yè)才能促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈整體健康良好地發(fā)展。完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系支撐，對(duì)于制造業(yè)安全可靠發(fā)展和持續(xù)進(jìn)步至關(guān)重要。韓國(guó)三星集團(tuán)的崛起就是一個(gè)很好的例子，事實(shí)上在三星集團(tuán)繁榮的背后，有全球第五大硅片供應(yīng)商LG-Siltron,亞太地區(qū)光刻膠及相關(guān)化學(xué)品主要供應(yīng)商韓國(guó)東進(jìn)集團(tuán)。我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)想要實(shí)現(xiàn)快速追趕，就應(yīng)該立足于提升整體產(chǎn)業(yè)鏈。完善的半導(dǎo)體材料業(yè)作為產(chǎn)業(yè)鏈上游的重要一環(huán)，已經(jīng)成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然要求。

一、半導(dǎo)體材料市場(chǎng)現(xiàn)狀分析

從歷史數(shù)據(jù)可以看到，半導(dǎo)體材料市場(chǎng)與行業(yè)變化情況相關(guān)性強(qiáng)。半導(dǎo)體材料市場(chǎng)會(huì)根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)的變化而變化。目前，2015 年全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)產(chǎn)值已達(dá)到434 億美元，約占據(jù)半導(dǎo)體整體產(chǎn)業(yè)的13%，其規(guī)模巨大。

2000-2015年全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)銷(xiāo)售額

2000-2015年全球半導(dǎo)體行業(yè)與材料銷(xiāo)售額比較（單位:億美元)

北美半導(dǎo)體設(shè)備制造商接單出貨比（Book-to-Bill ratio）被運(yùn)用于描述半導(dǎo)體行業(yè)景氣度，大于1.0 意味著行業(yè)景氣度上升；小于1.0 意味著行業(yè)景氣度下降。BB值數(shù)據(jù)顯示行業(yè)已經(jīng)從2011-2012 的衰退后企穩(wěn)。尤其是今年以來(lái)，半導(dǎo)體指數(shù)維持在較高位數(shù)，2016 年6 月北美半導(dǎo)體設(shè)備制造商接獲全球訂單的3個(gè)月平均值達(dá)到17.1 億美元，較去年同期增長(zhǎng)12.9%。出貨方面，6 月金額為17.1 億美元，較5月增長(zhǎng)7%，較去年同期增長(zhǎng)10.2%。

北美半導(dǎo)體設(shè)備BB 值

近幾年，由于市場(chǎng)需求的不斷擴(kuò)大、投資環(huán)境的日益改善、優(yōu)惠政策的吸引及全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移等等原因，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)保持較高增長(zhǎng)率。整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)快速發(fā)展，這也要求材料業(yè)要跟上半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的步伐。可以說(shuō)，半導(dǎo)體整體市場(chǎng)發(fā)展為半導(dǎo)體支撐材料業(yè)帶來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇。

我國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)需求額占世界半導(dǎo)體的份額

國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（SEMI）發(fā)表最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)指出，2015 年全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)產(chǎn)值為434 億美元，其中臺(tái)灣為94.1 億美元，占比達(dá)到21.7%，連續(xù)6年蟬聯(lián)最大市場(chǎng)。其動(dòng)力源于大型晶圓制造廠和先進(jìn)封裝基地。韓國(guó)、北美與歐洲都有微幅成長(zhǎng)，中國(guó)大陸市場(chǎng)份額較上年則有8%的漲幅。顯現(xiàn)出中國(guó)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)的興起，未來(lái)中國(guó)基于廣大的市場(chǎng)消費(fèi)群體，預(yù)計(jì)仍將保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

2012-2015 年全球各地區(qū)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)占比變化

2015 年全球各地區(qū)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模（億美元）

中國(guó)大陸半導(dǎo)體材料市場(chǎng)近年來(lái)受產(chǎn)業(yè)鏈增長(zhǎng)拉動(dòng)，半導(dǎo)體材料銷(xiāo)售額保持較高增速，2006-2015 年保持平均14%的增長(zhǎng)率。2015年已經(jīng)達(dá)到61.2 億美元的規(guī)模，且市占率有持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。預(yù)計(jì)隨著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向大陸轉(zhuǎn)移，日本、臺(tái)灣等市占率將有所下降，而大陸半導(dǎo)體材料市場(chǎng)將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

2006-2015 年全球各地區(qū)半導(dǎo)體材料銷(xiāo)售額變化

二、中國(guó)半導(dǎo)體材料行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

1、半導(dǎo)體材料按照工藝的不同可以分為晶圓制造材料和封裝材料。2015 年，總體晶圓制造和封裝材料市場(chǎng)分別達(dá)到241 億美元和193 億美元。近年來(lái)，全球半導(dǎo)體材料的增長(zhǎng)主要得益于封裝材料的增長(zhǎng)。在2000 年時(shí)，封裝材料大約只占晶圓制造材料的二分之一。而后，封裝材料需求上升，保持較高的增長(zhǎng)速度，銷(xiāo)售額增長(zhǎng)幅度較大。近年來(lái)封裝材料與晶圓制造材料已相差無(wú)幾。封裝材料的銷(xiāo)售額顯著增長(zhǎng)對(duì)整體材料的銷(xiāo)售增長(zhǎng)有較強(qiáng)的貢獻(xiàn)。

2000-2015年全球半導(dǎo)體封裝材料、晶圓制造材料銷(xiāo)售額（億美元）

2、從2013 年全球半導(dǎo)體晶圓材料市場(chǎng)規(guī)模可以看出，硅片占最大比重，約35%。硅片作為晶圓的主要材料，下游終端產(chǎn)品需求擴(kuò)張對(duì)晶圓的拉動(dòng)必然也導(dǎo)致對(duì)硅片的同步拉動(dòng)。硅片在這一輪半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇中將直接受益。但同時(shí)，下游先進(jìn)產(chǎn)品對(duì)硅片也有更高的要求。高品質(zhì)大硅片更能夠降低成本，提升生產(chǎn)效率。數(shù)據(jù)顯示，300mm 大硅片比200mm硅片能夠在成本上節(jié)省約30%。因此，在保證品質(zhì)的情況下，硅片正沿著大面積的趨勢(shì)發(fā)展。

2013 年全球半導(dǎo)體晶圓制造材料細(xì)分領(lǐng)域占比（單位：百萬(wàn)美元）

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也是如此，2014 年國(guó)內(nèi)晶圓制造材料規(guī)模中，硅片市場(chǎng)大致達(dá)到105 億元，占比達(dá)到38%。其余相比之下稍大一些的如電子氣體、掩膜板則分別達(dá)到38億元與37 億元，占比約在14%左右，基本與全球半導(dǎo)體材料細(xì)分領(lǐng)域的分布大致類(lèi)似。

國(guó)內(nèi)2014 年半導(dǎo)體晶圓制造材料市場(chǎng)及廠商（億元）

　　硅材，結(jié)晶和純度是關(guān)鍵，量大，設(shè)備是關(guān)鍵。規(guī)模是致勝重點(diǎn)。

　　電子氣體，高純是關(guān)鍵，關(guān)鍵在設(shè)備。

　　掩膜板，使用光刻膠在硅板等材料上制光敏膜，制備的關(guān)鍵在于精密，均勻，致勝關(guān)鍵應(yīng)該在于設(shè)備，以及光刻膠的選擇。

 CMP材料，精密拋光材料，納米技術(shù)優(yōu)勢(shì)企業(yè)可以介入，致勝關(guān)鍵在于更好的粒徑控制，更多種類(lèi)的納米粉體和納米分散液品種，得到更好性能的拋光介質(zhì)。

　光刻膠配套試劑，品種較多，需要不斷優(yōu)化性能，適合中小型企業(yè)技術(shù)攻關(guān)。有人力優(yōu)勢(shì)和催化劑優(yōu)勢(shì)可以致勝。

　　光刻膠，光敏樹(shù)脂，品種較多，需要不斷優(yōu)化性能，適合中小型企業(yè)技術(shù)攻關(guān)。有人力優(yōu)勢(shì)和催化劑優(yōu)勢(shì)可以致勝。  

　　　工藝化學(xué)品，小品種化學(xué)品，種類(lèi)較多，單價(jià)高，致勝關(guān)鍵是合成的成本，合成工藝和催化劑效率是致勝關(guān)鍵。 品種多，適合中小型企業(yè)技術(shù)攻關(guān)。有人力優(yōu)勢(shì)和催化劑優(yōu)勢(shì)可以致勝。  

　　　靶材品種繁多，量不大，多為金屬，要求及高純度，反復(fù)提純，致勝關(guān)鍵是提純?cè)O(shè)備，提純工藝次之。適合資金充足，愿意投入精密設(shè)備的廠家介入。

3、半導(dǎo)體芯片制造技術(shù)遵循摩爾定律，不同尺寸硅片市場(chǎng)的消長(zhǎng)和發(fā)展輪換，硅片整體沿大尺寸趨勢(shì)發(fā)展。根據(jù)SEMI 的統(tǒng)計(jì)，全球半導(dǎo)體硅片在2003-2013 年保持年復(fù)合增長(zhǎng)率29%的增長(zhǎng)。300mm硅片從1990 年代末迅速切入市場(chǎng)，經(jīng)過(guò)幾年發(fā)展，迅速成為市場(chǎng)的主流，并且未來(lái)也將占據(jù)主流地位。根據(jù)SEMI發(fā)布的市場(chǎng)消息，2013 年全球硅片材料市場(chǎng)消耗約100 億平方英寸。其中300mm占約70%。與此同時(shí)，200mm 硅片出貨目前還占據(jù)大約20%市場(chǎng)份額。由于MEMS、功率模擬等產(chǎn)品預(yù)計(jì)將以超越摩爾定律的方式繼續(xù)發(fā)展，200mm硅片未來(lái)還將繼續(xù)保持一定的市場(chǎng)份額。目前業(yè)界的主流預(yù)測(cè)是，450mm 硅片有可能在2017 年左右開(kāi)始導(dǎo)入小批量生產(chǎn)，第一批客戶(hù)可能只有Intel 一家。之后幾年450mm 的硅片也將遵循規(guī)律，迎來(lái)一段時(shí)間的強(qiáng)勁增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)硅片需求依舊會(huì)保持持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

全球各尺寸半導(dǎo)體硅片出貨量統(tǒng)計(jì)

全球不同尺寸硅片市場(chǎng)（單位：百萬(wàn)平方英寸）

300mmFabs 將會(huì)在2021年左右達(dá)到高峰，之后市場(chǎng)將迎來(lái)450mmFabs 的補(bǔ)充，300mmFabs 將逐漸減少。總體供給預(yù)計(jì)將不會(huì)減少。

全球300mm和450mm Fab 預(yù)測(cè)

近十幾年，日本信越和SUMCO（由三菱硅材料和住友材料Sitix 分部合并而來(lái)）一直占據(jù)主要市場(chǎng)份額，雙方約各占30%。LG Siltron、Siltronic（德國(guó)化工企業(yè)Wacker 的子公司）和MEMC 緊隨其后。硅片市場(chǎng)前5位供應(yīng)商就占據(jù)91%左右的市場(chǎng)。目前，8寸的硅片生產(chǎn)廠商在國(guó)內(nèi)只有有研新材一家，且僅僅能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)不到10%。12 寸硅片目前全部采用進(jìn)口。