韩国半导体“脱日”新目标：2030年50%的芯片材料供应本地化_技术

据路透社报道，韩国政府近日表示，其目标是到2030年，实现半导体制造产业链中50%的原材料、部件和设备可以在本土采购，目前这一比例只有30%。

这是韩国尹锡悦政府芯片产业强化战略的一部分。拥有全球最大存储芯片制造商三星和SK海力士的韩国，正寻求加强供应链的资源保障和稳定性，以打造成为该领域的“超级大国”。

韩国工业部称，将扩大对芯片产业的税收激励和支持措施。韩国芯片产业计划到2026年总计投资340万亿韩元。

其中，韩国政府和私营部门将投资3000亿韩元用于小企业创新和芯片设计公司的兼并和收购，这项投资将于明年开始。韩国还将在2024年-2030年花费9500亿韩元用于开发电力和车用芯片的可行性研究，到2029年前花费1.25万亿韩元开发人工智能芯片。

此外，韩国政府将研究在作为扩大芯片生产中心的地区——包括平泽和龙仁，为电力和水供应等生产基础设施提供更多资金。韩国政府还将考虑扩大对大公司的基础设施投资予以税收减免。

根据该计划，韩国政府和私营部门将共同努力，在10年内培训至少15万芯片行业人才，以增强劳动力储备。

2019年6月底，日本突然宣布对韩国暂停3种半导体核心原材料的供应，此举对于经济处于衰退边缘的韩国来说，无疑是一记重大的打击。

虽然如今日本在半导体行业的市场份额已经被美韩两国瓜分得所剩无几，但是在韩国进口的半导体材料中，32%来自日本。日本宣布停止供应的3种核心原材料——氟聚酰亚胺、光致抗蚀剂和高纯度氟化氢，韩国对其依赖程度分别达到93.7%、91.9%和43.9%。

即便日本之后恢复了对韩国部分半导体原材料出口，但是这一事件却让韩国半导体行业深刻意识到，对国外的依赖太严重了。随随便便的一次断供，就能扼住韩国半导体行业、甚至是整个韩国经济的咽喉。韩国工业部长宋允模也表示，尽管日本已经放松了对光刻胶的出口限制，但这并不是根本的解决方案。

与日本相比，韩国半导体技术的基础本就非常薄弱，而在三星致力于争夺半导体市场之际，日本却默默将两国的技术差距进一步扩大，这才有了日本轻易扼住韩国半导体"咽喉"的局面。对日本来说，这是本国半导体受到了韩国全面威胁后必要的战争，对韩国来讲，这是背靠大树“摸着日本过河”后必然的战争，这样的战争今后也有重燃的危险。

根据韩国产业通商资源部20日数据，今年上半年韩国进口材料·关键零部件·技术装备为1300.67亿美元，其中从日本进口200.72亿美元，占比15.4%，创下开始相关统计的2012年以来最低水平。

与10年前同期的24.2%相比，韩国对日依存度下降8.8个百分点。日本2019年7月限制对韩出口高纯度氟化氢、氟聚酰亚胺、光致抗蚀剂3种关键半导体材料，一个月后将韩国踢出日本的贸易优待白名单。此后韩国在材料·零件·装备方面的对日依存度不断下降。在从2019年上半年的16.9%小幅提高到2020年下半年的17.4%后，去年上半年大跌至15.9%，同年下半年再降至15.8%。

世界前两大芯片制造集群位于韩国的首尔以南和中国台湾西海岸。每一个都是数十年来通过政府、工业界和学术界之间谨慎、持续的合作建立起来的。这种高瞻远瞩、多方利益相关者的产业政策解释了各自集群的产业主导地位。

韩国还面临着强有力的竞争者，中国凭借大力投放的资源和摆脱外国依赖的决心，想要发展其半导体产业。中国半导体产业的崛起可能会影响韩国的技术领先地位。

“就中国而言，他们在半导体领域进行了大量投资，并且在许多方面已经领先于韩国，”电子工程教授 Cho 说。有分析指出，中国的半导体产业在全社会的一致努力下，将快速发展，巨大的国内市场也为其提供了机会。

此外，美国、欧盟和日本也渴望通过在该领域投入数百亿美元来重新获得自己的芯片制造基地。

面对人口减少和地缘政治不确定性，韩国经济要继续增长和繁荣，全力培育其芯片产业势在必行。

2021年5月，韩国宣布了一项高达4500亿美元的芯片投资计划，被称为“K-Semiconductor Belt 战略”，旨在将国家芯片产业提升到一个新的水平。当然，行业参与者已经宣布了大部分资本支出。

时任总统文在寅当时表示，韩国“将巩固其作为世界顶级存储半导体生产国的地位，并在逻辑半导体领域也处于全球领先地位，从而实现成为韩国综合半导体强国的目标。”

这种巨额支出将不得不继续下去。韩国未来的三个战略产业（逻辑半导体、现代汽车和生物制药）中，半导体产业将吸收该国的大部分投资资本和人才。

韩国发展半导体产业遇到的最大的障碍可能是韩国的监管机构。地方和国家层面的官僚作风、日益严格的环境监管、当地居民的抵制和房地产机会主义都让在韩国开展业务变得困难。

例如，三星宣布在平泽新建芯片制造厂后，该公司花了近五年时间才开始建设。

与行业内的竞争国家相比，宣布和建设之间的时间差距可能只有几个月。

很难说韩国能在芯片行业的顶峰地位保持多久。但随着国家经济的繁荣和声望，它将以前所未有的方式竞争。

半导体材料(semiconductor material)是一类具有半导体性能(导电能力介于导体与绝缘体之间，电阻率约在1mΩ·cm～1GΩ·cm范围内)、可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。

一、半导体材料主要种类

半导体材料可按化学组成来分，再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体。

1、元素半导体：在元素周期表的ⅢA族至ⅦA族分布着11种具有半导性半导体材料的元素，下表的黑框中即这11种元素半导体,其中C表示金刚石。C、P、Se具有绝缘体与半导体两种形态B、Si、Ge、Te具有半导性Sn、As、Sb具有半导体与金属两种形态。P的熔点与沸点太低,Ⅰ的蒸汽压太高、容易分解，所以它们的实用价值不大。As、Sb、Sn的稳定态是金属，半导体是不稳定的形态。B、C、Te也因制备工艺上的困难和性能方面的局限性而尚未被利用。因此这11种元素半导体中只有Ge、Si、Se 3种元素已得到利用。Ge、Si仍是所有半导体材料中应用最广的两种材料。

（半导体材料）

2、无机化合物半导体：分二元系、三元系、四元系等。二元系包括：①Ⅳ-Ⅳ族:SiC和Ge-Si合金都具有闪锌矿的结构。②Ⅲ-Ⅴ族:由周期表中Ⅲ族元素Al、Ga、In和V族元素P、As、Sb组成，典型的代表为GaAs。它们都具有闪锌矿结构,它们在应用方面仅次于Ge、Si,有很大的发展前途。③Ⅱ-Ⅵ族:Ⅱ族元素Zn、Cd、Hg和Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物，是一些重要的光电材料。ZnS、CdTe、HgTe具有闪锌矿结构。④Ⅰ-Ⅶ族：Ⅰ族元素Cu、Ag、Au和 Ⅶ族元素Cl、Br、I形成的化合物，其中CuBr、CuI具有闪锌矿结构。⑤Ⅴ-Ⅵ族：Ⅴ族元素As、Sb、Bi和Ⅵ族元素 S、Se、Te形成的化合物具有的形式,如Bi2Te3、Bi2Se3、Bi2S3、As2Te3等是重要的温差电材料。⑥第四周期中的B族和过渡族元素Cu、 Zn、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni的氧化物,为主要的热敏电阻材料。⑦某些稀土族元素 Sc、Y、Sm、Eu、Yb、Tm与Ⅴ族元素N、As或Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物。除这些二元系化合物外还有它们与元素或它们之间的固溶体半导体，例如Si-AlP、Ge-GaAs、InAs-InSb、AlSb-GaSb、InAs-InP、GaAs-GaP等。研究这些固溶体可以在改善单一材料的某些性能或开辟新的应用范围方面起很大作用。

（半导体材料元素结构图）

半导体材料

三元系包括：族:这是由一个Ⅱ族和一个Ⅳ族原子去替代Ⅲ-Ⅴ族中两个Ⅲ族原子所构成的。例如ZnSiP2、ZnGeP2、ZnGeAs2、CdGeAs2、CdSnSe2等。族：这是由一个Ⅰ族和一个Ⅲ族原子去替代Ⅱ-Ⅵ族中两个Ⅱ族原子所构成的, 如 CuGaSe2、AgInTe2、 AgTlTe2、CuInSe2、CuAlS2等。：这是由一个Ⅰ族和一个Ⅴ族原子去替代族中两个Ⅲ族原子所组成,如Cu3AsSe4、Ag3AsTe4、Cu3SbS4、Ag3SbSe4等。此外，还有它的结构基本为闪锌矿的四元系(例如Cu2FeSnS4)和更复杂的无机化合物。

3、有机化合物半导体：已知的有机半导体有几十种，熟知的有萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，它们作为半导体尚未得到应用。

4、非晶态与液态半导体：这类半导体与晶态半导体的最大区别是不具有严格周期性排列的晶体结构。

二、半导体材料实际运用

制备不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求，包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。

半导体材料所有的半导体材料都需要对原料进行提纯，要求的纯度在6个“9”以上，最高达11个“9”以上。提纯的方法分两大类，一类是不改变材料的化学组成进行提纯，称为物理提纯另一类是把元素先变成化合物进行提纯，再将提纯后的化合物还原成元素，称为化学提纯。物理提纯的方法有真空蒸发、区域精制、拉晶提纯等，使用最多的是区域精制。化学提纯的主要方法有电解、络合、萃取、精馏等，使用最多的是精馏。由于每一种方法都有一定的局限性，因此常使用几种提纯方法相结合的工艺流程以获得合格的材料。

（半导体材料）

绝大多数半导体器件是在单晶片或以单晶片为衬底的外延片上作出的。成批量的半导体单晶都是用熔体生长法制成的。直拉法应用最广，80%的硅单晶、大部分锗单晶和锑化铟单晶是用此法生产的，其中硅单晶的最大直径已达300毫米。在熔体中通入磁场的直拉法称为磁控拉晶法，用此法已生产出高均匀性硅单晶。在坩埚熔体表面加入液体覆盖剂称液封直拉法，用此法拉制砷化镓、磷化镓、磷化铟等分解压较大的单晶。悬浮区熔法的熔体不与容器接触，用此法生长高纯硅单晶。水平区熔法用以生产锗单晶。水平定向结晶法主要用于制备砷化镓单晶，而垂直定向结晶法用于制备碲化镉、砷化镓。用各种方法生产的体单晶再经过晶体定向、滚磨、作参考面、切片、磨片、倒角、抛光、腐蚀、清洗、检测、封装等全部或部分工序以提供相应的晶片。

在单晶衬底上生长单晶薄膜称为外延。外延的方法有气相、液相、固相、分子束外延等。工业生产使用的主要是化学气相外延，其次是液相外延。金属有机化合物气相外延和分子束外延则用于制备量子阱及超晶格等微结构。非晶、微晶、多晶薄膜多在玻璃、陶瓷、金属等衬底上用不同类型的化学气相沉积、磁控溅射等方法制成。

三、半导体材料发展现状

相对于半导体设备市场，半导体材料市场长期处于配角的位置，但随着芯片出货量增长，材料市场将保持持续增长，并开始摆脱浮华的设备市场所带来的阴影。按销售收入计算，

半导体材料日本保持最大半导体材料市场的地位。然而台湾、ROW、韩国也开始崛起成为重要的市场，材料市场的崛起体现了器件制造业在这些地区的发展。晶圆制造材料市场和封装材料市场双双获得增长，未来增长将趋于缓和，但增长势头仍将保持。

（半导体材料）

美国半导体产业协会(SIA)预测，2008年半导体市场收入将接近2670亿美元，连续第五年实现增长。无独有偶，半导体材料市场也在相同时间内连续改写销售收入和出货量的记录。晶圆制造材料和封装材料均获得了增长，预计今年这两部分市场收入分别为268亿美元和199亿美元。

日本继续保持在半导体材料市场中的领先地位，消耗量占总市场的22%。2004年台湾地区超过了北美地区成为第二大半导体材料市场。北美地区落后于ROW(RestofWorld)和韩国排名第五。ROW包括新加坡、马来西亚、泰国等东南亚国家和地区。许多新的晶圆厂在这些地区投资建设，而且每个地区都具有比北美更坚实的封装基础。

芯片制造材料占半导体材料市场的60%，其中大部分来自硅晶圆。硅晶圆和光掩膜总和占晶圆制造材料的62%。2007年所有晶圆制造材料，除了湿化学试剂、光掩模和溅射靶，都获得了强劲增长，使晶圆制造材料市场总体增长16%。2008年晶圆制造材料市场增长相对平缓，增幅为7%。预计2009年和2010年，增幅分别为9%和6%。

半导体材料市场发生的最重大的变化之一是封装材料市场的崛起。1998年封装材料市场占半导体材料市场的33%，而2008年该份额预计可增至43%。这种变化是由于球栅阵列、芯片级封装和倒装芯片封装中越来越多地使用碾压基底和先进聚合材料。随着产品便携性和功能性对封装提出了更高的要求，预计这些材料将在未来几年内获得更为强劲的增长。此外，金价大幅上涨使引线键合部分在2007年获得36%的增长。

与晶圆制造材料相似，半导体封装材料在未来三年增速也将放缓，2009年和2010年增幅均为5%，分别达到209亿美元和220亿美元。除去金价因素，且碾压衬底不计入统计，实际增长率为2%至3%。

四、半导体材料战略地位

20世纪中叶，单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功，导致了电子工业革命20世纪70年代初石英光导纤维材料和GaAs激光器的发明，促进了光纤通信技术迅速发展并逐步形成了高新技术产业，使人类进入了信息时代。超晶格概念的提出及其半导体超晶格、量子阱材料的研制成功，彻底改变了光电器件的设计思想，使半导体器件的设计与制造从“杂质工程”发展到“能带工程”。纳米科学技术的发展和应用，将使人类能从原子、分子或纳米尺度水平上控制、 *** 纵和制造功能强大的新型器件与电路，深刻地影响着世界的政治、经济格局和军事对抗的形式，彻底改变人们的生活方式

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一、 AIoT黄金时代已至，开启半导体“千亿级”大赛道

AIoT智能物联网进入发展“加速段”：智能化技术配套已成熟，未来十年快速成长。2021年受到疫情影响带动防疫+居家双重需求，助推大量AIoT场景落地。国内AIoT龙头连接设备量环比快速上升，大量AIoT应用场景快速落地；是AIoT应用成熟需求快速融合的阶段，叠加疫情催化智能类产品放量，为快速发展元年；预计未来十年应用持续普及，为黄金十年。

AIoT驱动半导体市场规模，有望达到2500亿人民币。传感器与芯片生产商在AIoT产业链中，价值量占比约为10%；按照2021年全球AIoT市场规模3740亿美元计算，预计半导体价值量达到374亿美元，约为2500亿元。半导体是促进智能家居、智能建筑、智能健康、智能医疗、智能工控、智能城市等各领域落地与兴起，叠加应用落地与需求提升，使其中半导体板块重点受益。

二、汽车半导体价值和量有望同步升级，功率半导体产能短缺成为新常态

汽车电子所展现的颠覆性趋势不可小觑，随着AIOT和新能源汽车的加速渗透，汽车半导体的价值和量有望同步升级。按照国家规划的发展愿景，2025年新能源汽车销量有望突破500万辆，保有量将在2000万辆。预计2030年，汽车电子在整车中的成本占比会从2000年的18%增加到45%，为涉足汽车领域的电子及半导体企业提供了莫大的机遇。

功率半导体产能短缺成为新常态，将迎来史上空前景气周期。汽车是功率半导体最大需求领域，占比近1/3。预计2025年新能源汽车相关功率半导体价格超124亿元。产能方面，主要功率半导体厂商境内有29条功率半导体产线，9条在建及拟建产线。估算从晶圆厂开建到达产需要3年左右的时间，由此可见扩建的大部分产能对缓解目前供需紧张的情况将在2023年后才能逐步显现。

三、半导体景气度持续上行，下半年预计产能持续紧张+旺季更旺

超30家半导体企业2021Q2调涨产品价格。2020年Q3以来，半导体行业热度居高不下，公司纷纷上调产品价格。普遍因市场需求高速增长及上游原材料价格上涨等。集体涨价表明半导体需求正达到前所未有的高度。

中芯华虹扩产趋势明确，晶圆代工成为博弈焦点，未来5年有望持续扩产。大陆半导体制造板块未来趋势主线：需求端受益于“万物互联+国产替代”，技术端受益于成熟制程工艺不断进步和先进制程工艺良率不断上升。晶圆代工作为板块中资产最重的环节，向上拉动设备材料的研发进展，向下影响设计公司的产品能力，在贸易冲突下备受关注。全球数字化进程持续进行，晶圆代工产能重要性凸显，逐渐成为战略性资产。

四、国产半导体设备材料受益制造产能扩张+国产替代加速有预期上修空间

本土半导体制造有望加速融资扩产，带动设备材料预期上修。当前时间节点，短期来看半导体设备材料公司由于在手订单充裕，二/三季度业绩可期；长期来看，受益制造产能扩张及国产替代加速，半导体设备材料板块成长趋势明确。后摩尔时代，随着本土半导体制造板块融资扩产加速，设备材料板块有预期上修空间。设备和材料板块在半导体各细分赛道中涨幅居前。我们持续看好半导体设备材料板块预期上修的机会。

韩国半导体“脱日”新目标：2030年50%的芯片材料供应本地化

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