80. 定義：規(guī)模大、行業(yè)多、技術(shù)高、成本低

半導(dǎo)體材料處于產(chǎn)業(yè)鏈上游，支撐制造和封裝測(cè)試，一代技術(shù)依賴(lài)于一代工藝，一代工藝依賴(lài)一代材料和設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，具有產(chǎn)業(yè)規(guī)模大、細(xì)分行業(yè)多、技術(shù)門(mén)檻高、成本占比低等特點(diǎn)

半導(dǎo)體材料是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中細(xì)分領(lǐng)域最多的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，細(xì)分子行業(yè)多達(dá)上百個(gè)，技術(shù)門(mén)檻一般要高于其他電子及制造領(lǐng)域相關(guān)材料，其具備純度要求高、工藝復(fù)雜等特征，由于細(xì)分材料子行業(yè)眾多，導(dǎo)致了單個(gè)細(xì)分材料往往在半導(dǎo)體生產(chǎn)成本中占比較低，導(dǎo)致了半導(dǎo)體材料國(guó)產(chǎn)替代的進(jìn)展要遠(yuǎn)低于面板以及消費(fèi)電子相關(guān)領(lǐng)域

81. 市場(chǎng)規(guī)模：全球 3600 億，中國(guó)大陸 600 億

2018 年全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng) 519 億美元，創(chuàng)歷史最高

2018年，中國(guó)臺(tái)灣消耗了 114 億美金的半導(dǎo)體材料，連續(xù) 9 年成為全球最大半導(dǎo)體材料消費(fèi)地區(qū)，韓國(guó)排名第二 87.2 億美金，中國(guó)大陸排名第三 84.4 億美金，Top3 合計(jì)超過(guò)一半

82. 分類(lèi)：制造材料、封裝材料

半導(dǎo)體材料可分為制造材料和封裝材料

2018 年制造材料和封裝材料的銷(xiāo)售額分別為 322 億美元和197 億美元

二十五、晶圓材料

83. 分類(lèi)：硅片、氣體、光掩膜、光刻膠四大

制造材料可以分為以下幾類(lèi)：晶圓材料（硅片），靶材，CMP 拋光材料、光刻膠、高純?cè)噭㈦娮犹胤N氣體、光掩膜等，硅片、光掩模、光刻膠、氣體四種材料占整體比例 2/3 以上

由于晶圓材料內(nèi)容較多，我們單列出來(lái)介紹

84. 晶圓材料：三代

半導(dǎo)體經(jīng)過(guò)近百年的發(fā)展后，形成了三代半導(dǎo)體晶圓材料

第一代半導(dǎo)體材料主要是指硅、鍺元素等單質(zhì)半導(dǎo)體材料

第二代半導(dǎo)體材料主要是指二元/三元化合物半導(dǎo)體材料，如砷化鎵(GaAs)、銻化銦（InSb）、GaAsAl、GaAsP 等

第三代半導(dǎo)體材料主要以碳化硅(SiC) 、氮化鎵(GaN)、氧化鋅(ZnO)、金剛石、氮化鋁（AlN）為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料

各種半導(dǎo)體材料形成互補(bǔ)關(guān)系，Si 適用于數(shù)字邏輯芯片、存儲(chǔ)芯片等，GaN、GaAs、InP 適用于高頻領(lǐng)域，SiC 適用于高壓領(lǐng)域

85. 第一代：元素半導(dǎo)體

第一代半導(dǎo)體是“元素半導(dǎo)體”

20 世紀(jì) 50 年代半導(dǎo)體材料以鍺為主，基爾比開(kāi)發(fā)出了基于鍺的集成電路，鍺可用于低壓、低頻、中功率晶體管及光探測(cè)電路中，缺點(diǎn)是耐輻射和耐高溫性能很差

20 世紀(jì) 60 年代硅取代鍺成為新的半導(dǎo)體材料，硅絕緣性好，提純簡(jiǎn)單，主要用于數(shù)據(jù)運(yùn)算領(lǐng)域，全球 90% 以上的半導(dǎo)體芯片和器件是用硅片作為基礎(chǔ)，硅片詳細(xì)介紹請(qǐng)見(jiàn)3. 半導(dǎo)體全面分析（三）：制造三大工藝，硅片五大巨頭！

86. 第二代：化合物半導(dǎo)體

化合物半導(dǎo)體是指兩種或兩種以上元素形成的半導(dǎo)體材料，按照元素?cái)?shù)量可以分為二元化合物、三元化合物、四元化合物等等，二元化合物半導(dǎo)體按照組成元素在化學(xué)元素周期表中的位置還可分為III-V 族、IV-IV 族、II-VI族等

化合物半導(dǎo)體的電子遷移率較硅半導(dǎo)體快許多，因此適用于高頻傳輸，在無(wú)線電通訊如手機(jī)、基地臺(tái)、無(wú)線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通訊、衛(wèi)星定位等皆有應(yīng)用

化合物半導(dǎo)體具有直接帶隙，這是和硅半導(dǎo)體所不同的，因此化合物半導(dǎo)體可適用發(fā)光領(lǐng)域，如發(fā)光二極管(LED)、激光二極管(LD)、光接收器(PIN)及太陽(yáng)能電池等產(chǎn)品，可用于制造超高速集成電路、微波器件、激光器、光電以及抗輻射、耐高溫等器件，對(duì)國(guó)防、航天和高技術(shù)研究具有重要意義

化合物半導(dǎo)體的制備與硅半導(dǎo)體的制備工藝類(lèi)似，其主要不同體現(xiàn)在晶圓的制造上，硅半導(dǎo)體采用直拉法生長(zhǎng)成單晶硅棒對(duì)單晶硅棒進(jìn)行切割制成晶圓，而化合物半導(dǎo)體則是在GaAs、InP、GaP、藍(lán)寶石、SiC等化合物基板上采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉淀（MOCVD）等方法形成厚度一般為0.05毫米至0.2毫米的薄膜（外延層）對(duì)其繼續(xù)加工便可實(shí)現(xiàn)特定的器件功能

第二代半導(dǎo)體材料以砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP）為代表，用于制作高速、高頻、大功率及發(fā)光電子器件，主要用于通信領(lǐng)域

GaAs砷化鎵

GaAs 主要用于高功率領(lǐng)域，應(yīng)用于手機(jī)電話(huà)、無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)、光纖通訊、衛(wèi)星通訊、衛(wèi)星定位等領(lǐng)域

砷化鎵全球市場(chǎng)規(guī)模100 億美元，但逐步被 GaN 替代

砷化鎵產(chǎn)業(yè)鏈包括設(shè)計(jì)、襯底、外延、制造、封測(cè)、器件等

GaAs 襯底：日本住友電工、德國(guó)弗萊貝格Freiberg、美國(guó) AXT等

GaAs 外延：英國(guó) IQE、臺(tái)灣全新光電VPEC、日本住友化學(xué)、美國(guó)英特磊IntelliEPI等

代工：臺(tái)灣穩(wěn)懋半導(dǎo)體 2017 年市占率 72.7%，全球第一大

器件：2018 年全球 88.7 億美元，前四大廠商占比達(dá)到73.4%，分別為Skyworks（32.3%）、Qorvo（26%）、Broadcom（9.1%）、穩(wěn)懋半導(dǎo)體（6%），詳細(xì)介紹請(qǐng)持續(xù)關(guān)注本公眾號(hào)“史晨星”（shichenxing1）

中國(guó)大慶佳昌、中科晶電、云南鑫耀、廊坊國(guó)瑞、天津晶明、新鄉(xiāng)神州、揚(yáng)州中顯、中科嫁英、海威華芯、有研新材等

InP磷化銦

InP 襯底是數(shù)據(jù)通信收發(fā)器不可或缺的材料，2018 年拋光片和外延片市場(chǎng)7700 萬(wàn)美元，主流尺寸2-6英寸

80% 的襯底市場(chǎng)份額由日本住友電工和美國(guó)AXT兩家公司占有，國(guó)內(nèi)包括中國(guó)電科13所、鼎泰芯源、北京世紀(jì)金光、云南鍺業(yè)、廣東天鼎思科、廣東先導(dǎo)、深圳泛美、南京金美鎵業(yè)等

86. 第三代：寬禁帶半導(dǎo)體

第三代半導(dǎo)體材料又被稱(chēng)為寬禁帶高溫半導(dǎo)體材料，主要包括碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、氧化鋅（ZnO）、金剛石、氮化鋁（AlN）等，優(yōu)點(diǎn)是禁帶寬度大（>2.2ev）、擊穿電場(chǎng)高、熱導(dǎo)率高、抗輻射能力強(qiáng)、發(fā)光效率高、頻率高，不會(huì)產(chǎn)生砷化鎵（GaAs）、鎵離子、銦離子等污染物，常用于高溫、高頻、抗輻射及大功率器件

GaN氮化鎵

GaN 氮化鎵是1928 年由Jonason 等人合成的一種Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體材料，高熔點(diǎn) 1700℃，高電離度 0.5，寬帶隙Eg=3.4 eV、導(dǎo)熱率高、化學(xué)性能穩(wěn)定（幾乎不被任何酸腐蝕）等特點(diǎn)，晶體一般是六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用于光電子、高溫大功率器件和高頻微波器件

一片2英寸的氮化鎵晶片可以生產(chǎn)出1萬(wàn)盞亮度為節(jié)能燈10倍、發(fā)光效率為節(jié)能燈3-4倍、壽命為節(jié)能燈10倍的高亮度LED照明燈，可以制造出5,000個(gè)平均售價(jià)在100美元以上的藍(lán)光激光器

氮化鎵器件GaN 器件的功率密度是砷化鎵（GaAs）器件的十倍，工作電壓高五倍，電流高兩倍，可以在1~110GHz 范圍的高頻波段應(yīng)用，這覆蓋了移動(dòng)通信、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、點(diǎn)到點(diǎn)和點(diǎn)到多點(diǎn)微波通信、雷達(dá)應(yīng)用等波段

2018 年全球氮化鎵功率器件市場(chǎng)規(guī)模約4 億美元，2023 年將達(dá)到 13 億美元

制備：外延生長(zhǎng)－器件隔離－歐姆接觸（制作源極、漏極）－氮化物鈍化－柵極制作－場(chǎng)板制作－襯底減?。r底通孔等環(huán)節(jié)

GaN 產(chǎn)業(yè)鏈：設(shè)計(jì)、襯底、外延片、制造、封裝、器件等

外延分為GaN－on－Si、GaN－on－SiC、GaN－on－sapphire、GaN－on－GaN 四種

GaN－on－Si：目前行業(yè)生產(chǎn)良率較低，但是在降低成本方面有著巨大的潛力，主要用于制造電力電子器件，技術(shù)趨勢(shì)是優(yōu)化大尺寸外延技術(shù)

GaN－on－SiC：結(jié)合了 SiC 優(yōu)異的導(dǎo)熱性和的GaN 高功率密度和低損耗的能力，是 RF 的合適材料，主要用于制造微波射頻器件

GaN－on－sapphire：主要應(yīng)用在LED 市場(chǎng)，藍(lán)寶石襯底 GaN LED 芯片市場(chǎng)占有率達(dá)到 90％以上

GaN－on－GaN：同質(zhì)襯底主要應(yīng)用市場(chǎng)是藍(lán)／綠光激光器，應(yīng)用于激光顯示、激光存儲(chǔ)、激光照明等領(lǐng)域

制造：美國(guó)環(huán)宇通訊半導(dǎo)體（GCS）、穩(wěn)懋半導(dǎo)體、日本富士通、Cree、臺(tái)灣嘉晶電子、臺(tái)積電、歐洲聯(lián)合微波半導(dǎo)體公司（UMS），中國(guó)三安集成、海威華芯等

IDM 獨(dú)立設(shè)計(jì)生產(chǎn)供應(yīng)商：住友電工和 Cree 是行業(yè)的龍頭企業(yè)，市場(chǎng)占有率均超過(guò) 30％，其次為 Qorvo 和MACOM，中國(guó)蘇州能訊、英諾賽科、江蘇能華等，詳細(xì)介紹請(qǐng)持續(xù)關(guān)注本公眾號(hào)“史晨星”（shichenxing1）

SiC 碳化硅

SiC 碳化硅是第三代半導(dǎo)體材料代表之一，是C元素和Si元素形成的化合物，具有熱導(dǎo)率高（比硅高 3 倍）、與GaN 晶格失配小（4% ）等優(yōu)勢(shì)

四大優(yōu)勢(shì)：高壓、高頻、高溫、壽命

2017 年全球市場(chǎng)規(guī)模 4 億美元，2023 預(yù)計(jì) 16.44 億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率 26.6%

主要領(lǐng)域有智能電網(wǎng)、軌道交通、電動(dòng)汽車(chē)、新能源并網(wǎng)、通訊電源等，4H-SiC 適用于微電子領(lǐng)域，通常用于高頻、高溫、大功率器件，6H-SiC 適用于光電子領(lǐng)域

碳化硅升華熔點(diǎn)2700度，且沒(méi)有液態(tài)，只有固態(tài)和氣態(tài)，主要為L(zhǎng)ely 改良法，有三種技術(shù)路線，物理氣相運(yùn)輸法（PVT）、溶液轉(zhuǎn)移法（LPE）、高溫化學(xué)氣相沉積法（HT-CVD），但效率極其緩慢，最快也僅每小時(shí)0.1-0.2mm的生長(zhǎng)速度，因此長(zhǎng)幾天幾夜也就幾厘米

PVT 類(lèi)似鍋蓋上的水蒸氣凝結(jié)過(guò)程，加熱碳化硅粉體，然后利用溫度梯度差，在頂部凝結(jié)生長(zhǎng)晶體

產(chǎn)業(yè)鏈：設(shè)計(jì)、襯底、外延片、制造、封裝、器件等

襯底：美國(guó)科銳Cree、II-VI、Dow Dcorning，日本羅姆 Rohm、Stell 等，中國(guó)山東天岳、天科合達(dá)、河北同光、北京世紀(jì)金光、中科節(jié)能、中電科裝備等

外延：美國(guó)科銳Cree、日本羅姆Rohm、中國(guó)廈門(mén)瀚天天成、東莞天域等

器件：美國(guó)科銳Cree、日本羅姆Rohm、三菱、德國(guó)英飛凌、ST意法半導(dǎo)體等，中國(guó)泰科天潤(rùn)、瀚薪、揚(yáng)杰、科能芯等，詳細(xì)介紹請(qǐng)持續(xù)關(guān)注本公眾號(hào)“史晨星”（shichenxing1）

二十六 、 制造材料

87. 分類(lèi)：氣體、光掩膜、光刻膠三大

除晶圓材料外，制造材料可以分為以下幾類(lèi)：靶材，CMP 拋光材料、光刻膠、高純?cè)噭?、電子特種氣體、光掩膜等，硅片、氣體、光掩模和光刻膠四種材料占整體比例 67% 以上

下面一一介紹

88. 光刻膠：美日壟斷

光刻膠由感光樹(shù)脂、增感劑、溶劑三種主要成份組成、對(duì)光敏感的混合液體。利用光化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)曝光、顯影、刻蝕等工藝將所需要的微細(xì)圖形從掩模版轉(zhuǎn)移到待加工基片上的圖形轉(zhuǎn)移介質(zhì)

應(yīng)用分類(lèi)：PCB 印制電路板光刻膠、LCD液晶顯示器光刻膠、半導(dǎo)體光刻膠三大類(lèi)

全球市場(chǎng)規(guī)模40 億美元，中國(guó) 50 億元

在光刻工藝中，光刻膠被均勻涂布在襯底上，經(jīng)過(guò)曝光(改變光刻膠溶解度)、顯影(利用顯影液溶解改性后光刻膠的可溶部分)與刻蝕等工藝，將掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到襯底上，形成與掩膜版完全對(duì)應(yīng)的幾何圖形，技術(shù)分類(lèi)：正性、負(fù)性

技術(shù)路線：紫外寬譜300-450nm→G線436nm→i線365nm→KrF248nm→ArF193nm→EUV13.5nm

全球日本JSR合成橡膠、東京應(yīng)化、住友化學(xué)、富士電子Fujifilm、信越化學(xué)、美國(guó)羅門(mén)哈斯、韓國(guó)東進(jìn)等

中國(guó)北京科華、蘇州瑞紅、濰坊星泰克、南大光電、容大感光、上海新陽(yáng)等

89. 掩膜版 Photomask：臺(tái)積電、三星、英特爾壟斷

掩膜版在集成電路行業(yè)中的作用就像照相行業(yè)中的膠卷底片，主要負(fù)責(zé)圖形“底片”的轉(zhuǎn)移，即用光刻機(jī)在原材料上刻出相應(yīng)的圖形，整個(gè)光刻過(guò)程主要通過(guò)透光與非透光的方式進(jìn)行圖像復(fù)制

全球市場(chǎng)規(guī)模 35 億美元，中國(guó) 60 億元

掩膜版是布滿(mǎn)IC電路圖像的鉻金屬薄膜石英玻璃片，石英玻璃作為襯底，在其上面鍍上一層金屬鉻和感光膠，成為一種感光材料，把已設(shè)計(jì)好的電路圖形通過(guò)電子激光設(shè)備曝光在感光膠上，被曝光的區(qū)域會(huì)被顯影出來(lái)，在金屬鉻上形成電路圖形，成為類(lèi)似曝光后的底片的光掩模版，然后應(yīng)用于對(duì)集成電路進(jìn)行投影定位，通過(guò)集成電路光刻機(jī)對(duì)所投影的電路進(jìn)行光刻

英特爾、三星、臺(tái)積電三家全球最先進(jìn)的芯片制造廠，其所用的掩膜版大部分由自己的專(zhuān)業(yè)工廠生產(chǎn)，非先進(jìn)制程掩膜版外包趨勢(shì)明顯，全球美國(guó)福尼克斯 Photronic、日本 DNP 、日本凸版印刷 Toppan、臺(tái)灣光罩、SK-Electronics等

中國(guó)分為 3 類(lèi)

第一類(lèi)是科研院所，包括中科院微電子中心，中國(guó)電科13所、24所、47所、55所等

第二類(lèi)是獨(dú)立的掩膜版制造廠商，主要有無(wú)錫迪思微電子、無(wú)錫中微，路維光電、深圳清溢光電等

第三類(lèi)是芯片廠配套的掩膜廠，以中芯國(guó)際掩膜廠為代表

90. 電子特氣：110 余種氣體

在集成電路制造中使用 110 余種氣體，約占全部生產(chǎn)材料的三分之一，氣體的純度、潔凈度直接影響到電子元器件的質(zhì)量、集成度、特定技術(shù)指標(biāo)和成品率，并從根本上制約著電路和器件的精確性和準(zhǔn)確性

全球市場(chǎng)規(guī)模 45 億美元，中國(guó) 20 億美元

提純：低溫精餾、膜分離、吸附分離三大技術(shù)，達(dá)到 4N 99.99%~5N以上

檢測(cè)：ppm 級(jí)→ppt 級(jí)，離線分析→在線分析(on-line)→原位分析(insitu)

儲(chǔ)運(yùn)：負(fù)壓氣瓶技術(shù)

全球美國(guó)空氣化工、普萊克斯、德國(guó)林德集團(tuán)、法國(guó)液化空氣、日本大陽(yáng)日酸株式會(huì)社等

中國(guó)廣東華特、蘇州金宏、中船重工718所、江蘇南大光電、天津綠菱、江蘇雅克等

91. 化學(xué)品 Chemicals：超凈高純?cè)噭?/strong>、功能性材料

濕電子化學(xué)品指為微電子、光電子濕法工藝（主要包括濕法刻蝕、清洗、顯影、互聯(lián)等）制程中使用的各種電子化工材料，主要用于清洗顆粒、有機(jī)殘留物、金屬離子、自然氧化層等污染物，通過(guò)蝕刻液與特定薄膜材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而除去光刻膠未覆蓋區(qū)域的薄膜等

按用途可分為通用化學(xué)品（超凈高純?cè)噭?/strong>）和功能性化學(xué)品（以光刻膠配套試劑為代表）

全球濕電子化學(xué)品市場(chǎng)規(guī)模 50 億美元，中國(guó) 80 億元

濕電子化學(xué)品雜質(zhì)含量標(biāo)準(zhǔn) SEMI 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分為五個(gè)等級(jí)，集成電路用超高純?cè)噭┘性?G3、G4、G5 水平

濕電子化學(xué)品關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)包括混配、分離、純化、分析檢驗(yàn)、環(huán)境處理與監(jiān)測(cè)等

全球德國(guó)巴斯夫，美國(guó)Ashland亞什蘭化學(xué)、Arch化學(xué)，日本關(guān)東化學(xué)、三菱化學(xué)、京都化工、住友化學(xué)，臺(tái)灣聯(lián)仕、鑫林，韓國(guó)東友精細(xì)化工等

中國(guó)江陰江化微、蘇州晶瑞、江陰潤(rùn)瑪、浙江巨化、上海新陽(yáng)等

92. CMP 拋光材料：拋光液、拋光墊、修整盤(pán)

CMP 化學(xué)機(jī)械拋光(Chemical Mechanical Polishing) 是在一定壓力及拋光液下，被拋光工件相對(duì)于拋光墊做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，借助于納米粒子的研磨作用與氧化劑的腐蝕作用之間的有機(jī)結(jié)合，在被研磨的工件表面形成光潔表面，應(yīng)用在單晶硅片拋光及介質(zhì)層拋光中，材料包括拋光液、拋光墊和修整盤(pán)等

全球 20 億美元，中國(guó) 28 億元

拋光液主要是為拋光對(duì)象提供研磨及腐蝕溶解，一般由超細(xì)固體粒子研磨劑(如納米級(jí) SiO 2  、Al 2 O 3 粒子等)、表面活性劑、穩(wěn)定劑、氧化劑等組成，技術(shù)壁壘在于調(diào)整拋光液組成以改善拋光效果

全球美國(guó)卡博特Cabot、普萊克斯、杜邦、Rodel、Eka、德國(guó)世泰科、日本 Fujimi、Hinomoto、韓國(guó) ACE、臺(tái)灣漢民等，中國(guó)安集微電子、上海新安納電子、北京國(guó)瑞升科技等

拋光墊傳輸拋光液，傳導(dǎo)壓力和打磨發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料表面，材料通常為聚氨酯或聚酯中加入飽和的聚氨酯，技術(shù)壁壘在于溝槽設(shè)計(jì)及提高壽命改良

全球陶氏化學(xué)、嘉柏微電子、3M、卡博特、日本東麗、臺(tái)灣三方化學(xué)等，中國(guó)成都時(shí)代立夫、湖北鼎龍、寧波江豐電子、蘇州觀勝半導(dǎo)體、深圳嵩洋微電子等

CMP 修整盤(pán)將金剛石顆粒鑲嵌在金屬胎體上，在拋光過(guò)程中對(duì)拋光墊進(jìn)行修正，以保證拋光工藝的穩(wěn)定性和重復(fù)性，全球美國(guó)3M、韓國(guó)Saesol、中國(guó)臺(tái)灣中砂等

93. 靶材：金屬、合金、化合物

靶材是濺射工藝中原材料，濺射利用離子源產(chǎn)生的離子轟擊固體表面，使固體表面的原子離開(kāi)固體并沉積在基底表面，被轟擊的固體稱(chēng)為濺射靶材

按照成分不同可分為金屬靶極(純金屬鋁、鈦、銅、鉭等)、合金靶極(鎳鉻合金、鎳鈷合金等)和陶瓷化合物靶極(氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等)

靶材制備工藝主要包含熔煉鑄造法、粉末燒結(jié)法兩大技術(shù)路徑

市場(chǎng)規(guī)模全球 130 億美元，中國(guó) 280 億元

全球日本日礦金屬、東曹、住友化學(xué)、愛(ài)發(fā)科、美國(guó)霍尼韋爾、普萊克斯等

中國(guó)寧波江豐、北京有研、福建阿石創(chuàng)、河南隆華節(jié)能等

二十六、封裝材料

94. 分類(lèi)：基板、框架、焊線、樹(shù)脂、陶瓷等

封裝材料是指在晶圓上形成有引出管腳和鈍化保護(hù)殼的獨(dú)立芯片過(guò)程中用到的各類(lèi)材料和工具，主要包含基板、引線框架、鍵合絲、陶瓷封裝材料、封裝樹(shù)脂、粘晶材料等

市場(chǎng)規(guī)模全球 200 億美元，基板占比最大

95. 基板：無(wú)機(jī)、有機(jī)、復(fù)合

封裝基板作為芯片封裝核心材料，一方面能夠保護(hù)、固定、支撐芯片，增強(qiáng)芯片導(dǎo)熱散熱性能，保證芯片不受物理?yè)p壞，另一方面封裝基板的上層與芯片相連，下層和印刷電路板相連，以實(shí)現(xiàn)電氣和物理連接、功率分配、信號(hào)分配，以及溝通芯片內(nèi)部與外部電路等功能

隨著封裝技術(shù)向多引腳、窄間距、小型化的趨勢(shì)發(fā)展，封裝基板逐漸取代傳統(tǒng)引線框架成為主流封裝材料

全球市場(chǎng)規(guī)模 100 億美元，中國(guó) 100 億元

材料分類(lèi)：無(wú)機(jī)基板、有機(jī)基板、復(fù)合基板三大類(lèi)

無(wú)機(jī)基板由各種無(wú)機(jī)陶瓷制成，耐熱性好、布線較易且尺寸穩(wěn)定，但成本高、材料毒性，逐漸被有機(jī)基板和復(fù)合基板取代，主要應(yīng)用于對(duì)可靠性要求較高的領(lǐng)域，如軍工產(chǎn)業(yè)

有機(jī)基板由有機(jī)樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等有機(jī)材料制成，介電常數(shù)較低且易加工，適用于導(dǎo)熱性要求不高的高頻信號(hào)傳輸，可分為剛性和柔性兩種，剛性應(yīng)用于基帶芯片、應(yīng)用處理器芯片、功率放人器芯片、數(shù)字模塊芯片等領(lǐng)域，柔性應(yīng)用于晶體管液晶顯示器芯片等領(lǐng)域

復(fù)合基板則是根據(jù)不同需求的特性來(lái)復(fù)合不同有機(jī)、無(wú)機(jī)材料

與 PCB 工藝類(lèi)似但技術(shù)難度更高，封裝基板工藝分為減成法、加成法、半加成法等三大類(lèi)

加成法以化學(xué)鍍銅的方法在膠板上鍍出銅線路圖形，形成以化學(xué)鍍銅層為線路的印制板，主要用于制造廉價(jià)的雙面板

半加成法采用覆銅板制作印制線路板，讓通孔中形成銅連接層，將雙層或多層板之間的線路連接起來(lái)

減成法在覆銅板上印制圖形后，將圖形部分保護(hù)起來(lái)，再將印有抗蝕膜的多余銅層腐蝕掉，以減掉銅層的方法形成印制線路

全球中國(guó)臺(tái)灣、韓國(guó)、日本三地占據(jù) 90% 份額，全球前十大封裝基板廠商占據(jù) 80%

中國(guó)大陸深南電路、珠海越亞、興森科技、丹邦科技等

96. 封裝材料：引線框架、鍵合絲、陶瓷封裝、芯片粘結(jié)材料等

引線框架是一種借助于鍵合絲實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部電路引出端與外部電路（PCB）的電氣連接，形成電氣回路的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，類(lèi)型有 TO、DIP、SIP、SOP、SSOP、QFP、QFN、SOD、SOT 等，主要用模具沖壓法和蝕刻法進(jìn)行生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)康強(qiáng)電子等

鍵合絲是用來(lái)焊接連接芯片與支架，承擔(dān)著芯片與外界之間關(guān)鍵的電連接功能，根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域以及需求的不同，可以選擇金、銀、銅、鋁各種不同的金屬?gòu)?fù)合絲，全球市場(chǎng)規(guī)模 35 億美元，中國(guó) 45 億元，全球日本賀利氏、田中貴金屬、新日鐵等，中國(guó)康強(qiáng)電子等

陶瓷封裝材料用于承載電子元器件的機(jī)械支撐、環(huán)境密封和散熱等功能，耐濕性好，良好的線膨脹率和熱導(dǎo)率，在電熱機(jī)械等方面性能極其穩(wěn)定，但是加工成本高，具有較高的脆性，技術(shù)路線 BeO→Al2O3→AIN，全球市場(chǎng)規(guī)模 25 億美元，中國(guó) 35 億元，全球日本京瓷、住友化學(xué)、NTK 公司等，中國(guó)三環(huán)集團(tuán)等

芯片粘結(jié)材料是采用粘結(jié)技術(shù)實(shí)現(xiàn)管芯與底座或封裝基板連接的材料，在物理

化學(xué)性能上要滿(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)電導(dǎo)熱、低固化溫度和可操

作性強(qiáng)的要求，包括銀漿粘接技術(shù)、低熔點(diǎn)玻璃粘接技術(shù)、導(dǎo)電膠粘接技術(shù)、環(huán)氧樹(shù)脂粘接技術(shù)、共晶焊技術(shù)，環(huán)氧樹(shù)脂是應(yīng)用比較廣泛的粘結(jié)材料，全球市場(chǎng)規(guī)模 8 億美元，中國(guó) 25 億元，飛凱材料、聯(lián)瑞新材、宏昌電子等

二十七、產(chǎn)業(yè)化

97. 全球：美日歐主導(dǎo)，龍頭各不相同

從行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局看，全球半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)依然由日、美、臺(tái)、韓、德等國(guó)家占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體材料的銷(xiāo)售規(guī)模占全球比重不到 5%

半導(dǎo)體材料行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域眾多，技術(shù)上存在較大差異，因此各個(gè)子行業(yè)龍頭各不相同

美國(guó)科銳 Cree：化合物材料龍頭

美國(guó)科銳 Cree 成立于1987年，1993年上市，2018 年以 3.5 億歐元收購(gòu)英飛凌 RF 部門(mén)，全球 GaN on SiC龍頭，全球最大的 GaN 射頻器件供應(yīng)商，2018 年?duì)I收 14.9 億美元

日本 JSR 合成橡膠：光刻膠龍頭

1957年成立，1977 年進(jìn)入半導(dǎo)體光刻膠業(yè)務(wù)，2017 年與比利時(shí) IMEC 微電子研究所成立 EUV RMQC 光刻膠制備和認(rèn)證中心

美國(guó)空氣化工 Air Products：電子特氣龍頭

美國(guó)空氣化工核心業(yè)務(wù)是工業(yè)氣體以及相關(guān)設(shè)備，1987 年進(jìn)入中國(guó)在深圳蛇口設(shè)立氣體工廠，是西方氣體公司在中國(guó)成立的第一家合資企業(yè)

德國(guó)巴斯夫 BASF：化學(xué)品龍頭

1865 年成立，是全球最大的化工公司，也是全球主要的半導(dǎo)體材料制造商之一，半導(dǎo)體材料產(chǎn)品主要包括拋光材料、超凈高純?cè)噭?、電鍍液?/p>

美國(guó)卡博特 Cabot：拋光材料龍頭

卡博特微電子 Cabot Microelectronics 是全球第一大拋光液和第二大拋光墊供應(yīng)商，2004 年與中國(guó)藍(lán)星(集團(tuán))公司成立了氣相金屬氧化物合資企業(yè)

日本日礦金屬：靶材龍頭

日本揖斐電：封裝基板龍頭

日本揖斐電（IBIDEN）創(chuàng)立于 1912 年，電子板塊主要從事印刷電路板（PCB）、封裝襯底、PCB 設(shè)計(jì)，在 IC 封裝基板方面，CavityBGA、FCPGA 封裝基板占全球 40%的份額

98. 中國(guó)大陸：三大梯隊(duì)

根據(jù)我國(guó)半導(dǎo)體材料細(xì)分產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，分為三大梯隊(duì)：

第一梯隊(duì)：靶材、封裝基板、CMP 拋光材料、濕電子化學(xué)品，引線框等部分封裝材料，部分產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到全球一流水平，本土產(chǎn)線已實(shí)現(xiàn)中大批量供貨

第二梯隊(duì)：電子氣體、硅片、化合物半導(dǎo)體、掩模版，個(gè)別產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到全球一流水平，本土產(chǎn)線已小批量供貨或具備較大戰(zhàn)略意義

第三梯隊(duì)：光刻膠，技術(shù)和全球一流水平存在較大差距，目前基本未實(shí)現(xiàn)批量供貨

晶圓材料：群雄混戰(zhàn)，龍頭未顯

北京科華：光刻膠龍頭

北京科華成立于 2004 年 8 月，I 線365nm光刻膠產(chǎn)能 500 噸/年、KrF 248nm 光刻膠產(chǎn)能10 噸/年，ArF 193nm 干法光刻膠中試產(chǎn)品完成測(cè)試，EUV 13.5nm 光刻膠完成關(guān)鍵材料設(shè)計(jì)、制備和合成工藝研究、配方組成和制備，與國(guó)際先進(jìn)水平只差一代

華特股份：電子特氣龍頭

1999 年成立于廣東省佛山市南海區(qū)里水鎮(zhèn)，主營(yíng)工業(yè)氣體生產(chǎn)，以氟碳類(lèi)氣體見(jiàn)長(zhǎng)，2017 年 Ar/F/Ne、Kr/Ne、Ar/Ne 和 Kr/F/Ne 等 4 種混合氣通過(guò)全球最大的光刻機(jī) ASML 產(chǎn)品認(rèn)證，中國(guó)第一，全球前四，2019年登陸科創(chuàng)板

江華微：化學(xué)品龍頭

目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)規(guī)模最大、品種最齊全、配套性最強(qiáng)的超高純濕電子化學(xué)品專(zhuān)業(yè)集成服務(wù)提供商，建有年產(chǎn) 8 萬(wàn)噸的超高純濕電子化學(xué)品生產(chǎn)基地，硝酸、氫氟酸、氨水等細(xì)分產(chǎn)品達(dá)到 G4、G5 行業(yè)水平

安集微電子：CMP 拋光材料龍頭

安集微電子2006年成立于上海，2019年科創(chuàng)板上市，主要產(chǎn)品為化學(xué)機(jī)械拋光液、清洗液、光阻去除液、拋光墊等，拋光液覆蓋 130nm~28nm，進(jìn)入 16-10nm 產(chǎn)品研發(fā)階段

江豐電子：靶材龍頭

江豐電子主營(yíng)高純?yōu)R射靶材的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售，主要有四種：鋁、鈦、鉭、鎢鈦靶，應(yīng)用于半導(dǎo)體、平面顯示以及太陽(yáng)能等，在14/16  納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)批量供貨，完成國(guó)家 02 重大專(zhuān)項(xiàng)(300mm 硅片工藝用Al、Ti、Ta 靶材制造技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化)項(xiàng)目驗(yàn)收

深南電路：基板龍頭

PCB 、封裝基板、電子裝聯(lián)三大業(yè)務(wù)，硅麥克風(fēng)微機(jī)電系統(tǒng)封裝基板全球市場(chǎng)占有率超過(guò) 30%，公司已授權(quán)專(zhuān)利 223 項(xiàng)，人才數(shù)量達(dá)1194 人

最后一張圖總結(jié)