半导体的上游原材料有哪些

梳理半导体上游材料公司芯片的上游材料，其实在介绍国家基金二期的文章里也简单提到过。今天我们再做一次物质面的全面梳理。半导体材料包括光刻胶、靶材、特殊气体等。，这个应该很多朋友都知道。目前这些半导体材料只有15%左右是国产的。在国外封锁相关产业链的情况下，国内替代仍然是重点。从机构披露的报告来看，半导体上游材料的报告数量在增加，未来国产化趋势仍将持续。这些材料可分为三类:基础材料、制造材料和包装材料。基本材料基本上，材料可以分为硅片和化合物半导体。硅片是集成电路制造过程中最重要的原材料。相关上市公司:上海新阳、晶盛机电、中环股份。化合物主要指砷化镓(gaas)、氮化镓(gan)和碳化硅(sic)等。最近热炒的氮化镓也在其中，所以并不新鲜。上市公司:三安光电、文泰科技、海特高新、士兰威、福满电子、耐威科技、海陆重工、云南锗业、赣兆光电等。制造材料。制造材料可分为六大类:电子专用气体、溅射靶材、光刻胶、抛光材料、掩膜、湿式电子化学品。电子特种气体特种气体是特种气体的一个重要分支，是集成电路(ic)、显示面板(LCD、有机发光二极管)、光伏能源、光纤电缆等电子工业生产中不可或缺的原料。它广泛应用于薄膜、光刻、刻蚀、掺杂、气相沉积、扩散等工艺中，其质量对电子元器件的性能有重要影响。相关上市公司:华特燃气、雅克科技、南大光电、杭氧股份。溅射靶在高科技芯片产业中，溅射靶材是VLSI制造的必备原材料。它利用离子源产生的离子在高真空中加速聚集形成高速离子束，轰击固体表面。离子与固体表面上的原子交换动能，使得固体表面上的原子离开固体并沉积在基底表面上。被轰击的固体是溅射沉积薄膜的原料，称为溅射靶。靶材是溅射工艺的核心材料。目前a股市场从事溅射靶材的上市公司只有四家:阿诗创、友研新材、江峰电子、龙华科技。光刻胶光刻胶是电子领域微图形加工的关键材料，在半导体、LCD、PCB等行业的生产中发挥着重要作用。光刻胶是通过光化学反应将所需精细图形从掩膜版转移到加工基板上的图形转移介质，是光电信息产业中精细图形电路加工的关键材料。上市公司:南大光电、李强新材料、景瑞、荣达光敏、金龙机电、飞凯材料、江华微等光泽剂一般指cmp化学机械抛光工艺中使用的材料，一般可分为抛光垫、抛光液、调节剂和清洁剂，其中前两者最为关键。抛光垫的材料一般为聚氨酯或含饱和聚氨酯的聚酯，抛光液一般由超细固体颗粒磨料(如纳米二氧化硅、氧化铝颗粒)、表面活性剂、稳定剂、氧化剂等组成。上市公司:鼎龙(抛光垫)、安吉科技(抛光液)。掩模板又称光掩模、光掩膜、光刻掩膜，是半导体芯片光刻工艺中设计图案的载体。上市公司:菲利帕和应时。湿电子化学品又称超净高纯试剂，是指半导体制造过程中使用的各种高纯化学试剂。上市公司主要包括:多氟多、景瑞、江华微。包装材料封装材料可细分为六大类:芯片键合材料、键合线、陶瓷封装材料、引线框架、封装基板和切割材料。芯片键合材料是一种利用键合技术将芯片与基底或封装基板连接起来的材料。上市公司:飞凯材料、宏昌电子陶瓷封装材料是一种电子封装材料，用于承担电子元器件的机械支撑、环境密封和散热等功能。相关上市公司:三环集团封装基板是封装材料中最昂贵的部分，主要起到承载保护芯片，连接上层芯片和下层电路板的作用。相关公司:兴森科技、深南电路键合线，半导体用键合线，用于焊接连接芯片与支架，承担芯片与外界的关键电连接功能。相关上市公司主要有:康强电子引线框架作为半导体的芯片载体，是通过键合线实现芯片内部电路端子与外部电路(pcb)之间的电连接，形成电气回路的关键结构部件。相关上市公司:康强电子材料切割，目前主流的切割方式分为两类，一类是用划线系统切割，一类是用激光切割。相关上市公司主要有:戴乐新材料2018年，全球半导体材料销售额为519亿美元，占比矩阵材料(23.4%)、制造材料(38.7%)和封装材料(28%)。

近日，半导体领域迎来重磅消息，南大光电的ArF光刻胶取得突破，国产光刻胶终于来了！

南大光电光刻胶突破

早在5月30日，南大光电就已经发布公告称，公司自主研发的ArF光刻胶产品通过客户认证，具备55nm工艺要求。

7月2日，有报道称，南大光电的ArF光刻胶产品目前已经拿到了小批量订单。

这都在表明，国产光刻胶终于不再受制于人，而是实现国产化了。

芯片在制造过程中，除了硅这种主要材料之外，一些辅助材料也至关重要，其中有一种名为光刻胶的材料，在芯片制造过程中必不可少，然而，这个材料却长期被日本垄断，中国也在这方面一直被卡脖子。

而最近传出的一个消息，对我国半导体的发展非常不利，日本对中国供应的光刻胶出现了“断供”的现象。美国召开G7峰会后，日本宣布光刻胶断供中国，日本信越化学等光刻胶企业开始限制供应ArF光刻胶产品。

断供光刻胶，对半导体行业的人而言并不陌生，2019年日韩贸易冲突白热化，日本就断供了光刻胶，导致当时全球最大的芯片厂商三星陷入了困境之中。

虽然韩国积极向日本低头求和并开展自救，但芯片生产依然受到巨大影响，间接推动了2020年的芯片短缺。

巧妇难为无米之炊，没有了光刻胶，对于中国的晶圆厂而言是巨大的打击，芯片生产将被迫停止！

好在，光刻胶的国产化进程并不慢，日企断供短短半年时间，南大光电就已经将国产光刻胶投入市场中了。

南大光电，成立于2000年12月，是以南京大学国家863计划研究成果作为技术支持的中国高纯金属有机化合物MO源的产业化基地。

1986年，863计划启动，在高济宇院士的支持和指导下，学者孙祥祯牵头进行MO源的技术攻关。MO源是一种禁运物资，更是生产化合物半导体的源头材料，对我国国防安全、高 科技 民族工业有重要意义。

历经重重困难，孙祥祯带领的课题组终于研制出了纯度大于5.5N的多个品种的MO源，全面向国内近20家研究单位供货，缓解了我国对MO源的急求。

这项工艺不仅促进了国防工业的发展，更为国内化合物半导体材料的发展奠定了原始的基础。

孙祥祯退休后，带领年轻人创立了南大光电，注册资本3770万元，生产拥有自主知识产权的高纯金属有机化合物，是国内唯一实现MO源产业化的企业，公司的技术主要来源便是南京大学863计划中的项目。

公司主要产品有三甲基镓，三甲基铟，三甲基铝，二茂镁等十几种MO源，在产品的合成、纯化、分析、封装、储运及安全 *** 作等方面已达到国际先进水平，产品远销日本、韩国、欧洲市场，并占有大陆70%的市场份额。

作为国内唯一将半导体光学原材料实现量产的企业，南大光电对于光刻胶可以说十分熟悉，也是最有可能突破光刻胶技术的企业。

中国半导体在崛起

光刻胶到底是做什么用的呢？

芯片生产过程中，需要用光学材料将数以万计的电路刻在小小的7nm的芯片上，而这种辅助的光学材料，就是光刻胶。

在光刻胶领域，材料主要分为四种，分别为g线、i线、KrF、ArF光刻胶，半导体工艺越高，光刻机的精度越高，照射的光线频率越高，波长越短。

光刻胶的分辨率会随着光线频率的改变而不断变化，基本的演进路线是：g线（436nm） i线（365nm） KrF（248nm） ArF（193nm） F2（157nm） EUV（

其中，ArF光刻胶的制造难度是最高的，这也是14nm/7nm芯片制造过程中不可或缺的原材料。

芯片的工艺也分等级，平板电脑、 汽车 芯片等工艺水平并不高，这各等级的芯片中国已经实现了从光刻机到芯片的完全自主化生产。真正困难的在于7nm的芯片，也就是华为遭到断供的手机芯片。

这种工艺的手机芯片，不仅需要荷兰ASML先进的EVU光刻机来生产，更需要高端的光刻胶作为辅助材料，以及大量的芯片原材料，才能成功生产出华为手机所需要的芯片。

光刻机被美国和荷兰的公司垄断，现在EVU光刻机对中国处于断供状态，中芯国际花了12亿购买的EVU光刻机至今仍未到货；

芯片原材料，虽然国内已有部分原材料实现自主生产，但是硅片、光掩模、电子特气、抛光材料、溅射靶材、光刻胶以及湿电子化学品这其中原材料完全依赖进口。

在全球光刻胶市场，日本东京应化，JSR，住友化学，信越化学等企业，掌握了全球半导体光刻胶市场的90%左右份额，几乎是垄断的状态。

方正证券的报告显示，中国大陆企业在全球光刻胶领域占有率不到13%，在半导体光刻胶领域更是不足5%，完全被日本卡了脖子！

但是，进入2021年以后，中国半导体行业国产化的趋势越来越强！

首先是光刻机领域，上海微电子已经实现28nm光刻机的量产，预计2022年可以交付，这款光刻机的性能与荷兰ASML的DVU光刻机相似，可以生产14nm制程工艺的芯片。

另外，美国虽然断供了最先进的EVU光刻机，但是制程工艺相对较低的DVU光刻机却没有断供，而荷兰ASML也明确表态过，EVU光刻机也可以用于7nm工艺芯片，英特尔的10nm工艺、台积电第一个7nm芯片，都是用DVU光刻机实现。

这意味着，2022年，现有的光刻机技术或许能够提前量产华为所需的7nm芯片，打破美国封锁。

而生产7nm工艺芯片所需要的ArF光刻胶，在7月2日就已经有国外企业向南大光电订购了，这意味着半导体光刻胶原材料也实现了自主化。

另外，南大光电，容大感光、上海新阳等国内企业，也在持续研发高端光刻胶，争取在现有技术上进一步突破，追上日本的光刻胶技术。

剩下的6种完全依赖进口的原材料，国内的企业肯定也已经发现了商机，正在朝着国产化转变；最关键的两项技术突破后，中国实现手机芯片国产化的日子也就不远了。

空谈误国、实干兴邦，中国的半导体行业，正在默默地奋力追赶，一如这次南大光电突然给市场来个惊喜一样，未来还将会看到更多的一鸣惊人的突破。

中国半导体，正在以惊人的速度崛起！

作者 | 金莱

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