半导体硅材和动力硅材区别

半导体材料：国产替代，材料先行

半导体材料和设备是半导体产业链的基石，是推动集成电路技术创新的引擎。晶圆厂必须购买设备和材料并获取相应的制程工艺才能正常运作。另一方面，三者相互制约，材料的改进常常需要设备和工艺的同步更新，才能有效避免木桶效应。

在半导体产业链中，半导体材料位于制造环节上游，和半导体设备一起构成了制造环节的核心上游供应链。

不同于其他行业材料，半导体材料是电子级材料，对精度纯度等都有更为严格的要求，因此，芯片能否成功流片，对工艺制备过程中半导体材料的选取及合理使用尤为关键。今天呢，飞鲸投研就来分析一下半导体材料行业。

一、半导体材料市场概况

半导体材料市场规模大，近两年市场空间增长迅速。

2015-2019年全球半导体材料行业市场规模呈波动变化趋势，2019年受半导体产业整体大环境影响，全球半导体材料行业市场规模约521.4亿美元，同比下降1.12%。

但是2020与2021年受到全球半导体产品的强烈需求的影响，半导体材料市场规模快速上升。2021年达到643亿美元，同比增长15.86%，超过了在2020年创下的555亿美元市场高点。分产品来看，晶圆制造材料占比较封装材料更高，2018-2020年占比均超过60%。

中国大陆是全球第二大半导体材料市场。2021年占比达到18.6%，市场规模约为119.3亿美元，同比增长21.9%。

我国的半导体材料仍然集中在后端封装材料上，前端晶圆制造材料核心优势仍然不足。

2019年我国半导体封装材料占比约66.82%，晶圆制造材料占比约33.18%。我国芯片制造主要存在三大短板： 核心原材料不能自给自足、芯片制造工艺尚弱、关键制造装备依赖进口。随着中国晶圆制造产能的提升，晶圆制造材料占比有望不断提升。

二、半导体材料

1.分类

半导体材料是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要材料。按照工艺的不同，可分为晶圆制造材料和封装材料。

晶圆制造材料：主要包括硅片、特种气体、掩膜版、光刻胶、光刻胶配套材料、（通用）湿电子化学品、靶材、CMP抛光材料等。

封装材料：主要有封装基板、引线框架、键合丝、包封材料、陶瓷基板、芯片粘接材料等。

2.用途

晶圆制造材料中，硅片为晶圆制造基底材料；光刻胶用于图形转移；电子特气用于氧化、还原、除杂；抛光材料用于实现平坦化。

封装材料中，封装基板与引线框架起到保护芯片、支撑芯片、连接芯片与PCB的作用，封装基板还具有散热功能；键合丝则用于连接芯片和引线框架。

3.各成本占比

半导体硅片又称硅晶圆片，在半导体材料中市场占比达到35%，是半导体第一大材料。

通过对硅片进行光刻、离子注入等手段，可以制成集成电路和各种半导体器件。半导体硅片是半导体材料中成本占比最高，在产业链中最关键的半导体材料。

三、材料细分领域公司

从全球角度看，硅片的市场规模已超过100亿美元，光罩、特气的规模则约为40亿美元。这些细分行业中，海外龙头均占据着主要地位，国产公司的市场份额则相对较少。

国内企业虽然处于相对落后位置，但国内半导体产业链生态圈已经开始壮大发展。在当前国产替代需求下，国内产业链重塑，为国内半导体打造更加安全、可靠、先进的发展环境，相关的各个子行业涌现出多个具有竞争力的企业。

1.沪硅产业

沪硅产业主要从事半导体硅片的研发、生产和销售，是中国大陆规模最大的半导体硅片制造企业之一，是中国大陆率先实现300mm半导体硅片规模化销售的企业。

沪硅产业自设立以来，坚持面向国家半导体行业的重大战略需求，坚持全球化布局，坚持紧跟国际前沿技术，突破了多项半导体硅片制造领域的关键核心技术，打破了我国300mm半导体硅片国产化率几乎为0%的局面。

2.立昂微

重组延伸半导体硅片，增强市场竞争力。公司前身为立立电子，2011年更名为浙江金瑞泓科，后于2015年与杭州立昂微签订增资认购协议，换股立昂微电股份。

立昂微电主营业务为半导体分立器件芯片的设计、开发、制造和销售；浙江金瑞泓主营业务为半导体硅研磨片、硅抛光片、硅外延片的制造和销售。资产重组后，公司通过向半导体硅片产业链上游延伸，扩展了自身的业务领域，增强了自身市场竞争力。

3.TCL中环

TCL中环新能源科技股份有限公司长期专注于半导体和新能源光伏两大产业，主营业务围绕硅材料研发与制造展开。

公司主要产品包括半导体材料，光伏硅片，光伏电池、组件，光伏电站。产品广泛应用于光伏发电、集成电路、消费类电子、电网传输、风能发电、轨道交通、新能源汽车、航空、航天、工业控制等领域。

四、总结

国产替代已经成为中国半导体行业的主要诉求，下游厂商有更强的意愿为半导体材料厂商提供市场，以实现“获取市场→改善产品→进一步获取市场”的良性循环。

芯片行业是一个产业，而不是某一个企业，这里面所涉及的上下游企业比较多，有半导体材料，芯片设备，芯片设计、芯片制造、芯片产品封测等多个环节。这里面任何一个环节对技术的要求都非常高，而且很复杂，单凭一个企业不可能完成芯片所有程序的制造。

所以具体10年之后，哪些芯片企业有机会成为我国芯片行业的龙头，不应该从某个企业独立去分析，而是要从多个环节中当中的优秀企业去分析。我们就按照芯片制造的上下游从上到下来分析一下哪些企业有这样的潜力。

1、芯片设计代表企业：华为海思和紫光集团。

处理器代表企业：华为海思。

中国芯片设计跟世界其他国家仍然有较大的差距，目前唯一能拿得出手的就是华为海思，华为海思在一些关键芯片设计上已经处于世界先进水平。比如手机cpu，华为海思的麒麟系列已经达到了世界前5的水平，其中麒麟 980 处理器与苹果的 A12 处理器均采用了台积电的 7nm 工艺，是目前世界上少数采用 7nm 工艺的厂商之一。此外华为在ISP芯片、人工智能芯片等方面也具有一定的优势。  

存储器代表企业：紫光集团。

紫光集团是清华大学旗下的高科技企业，是国内的存储芯片设计龙头，目前紫光集团是中国最大的综合性集成电路企业，全球第三大手机芯片企业；在企业级IT服务细分领域排名中国第一、世界第二；  

2、半导体材料：浙江金瑞泓和南京国盛电子。

浙江金瑞泓，它是国内半导体硅材料行业的龙头，目前是我国大陆唯一具有硅单晶锭、硅研磨片、硅抛光片、硅仆延片、芯片制造的完整产业链的半导体企业。

南京国盛电子，这是中国电子科技集团第五十五研究所下属单位，主要从事高性能半导体硅外延片的研发、设计、制造和加工，多年来市场占有率一直稳居第一，是国内领先的硅外延材料供应商。

3、芯片制造设备：上海微电子和中微电子。

芯片制造是一个复杂的过程，而且需要很多高精尖的设备，目我国制作芯片的高端设备基本上都依赖于进口，不过目前我国也有一些企业技术已经取得一些突破，来10年将会有很大的进步空间，我们来列举两个典型的例子。

光刻机设备生产商代表：上海微电子

上海微电子是在国家科技部和上海市政府共同推动下，由国内多家企业集团和投资公司共同投资组建的高科技企业，目前是我国光刻机的领先企业，能够生产90纳米工艺的光刻机。  

除了上海微电子之外，未来我国还有可能诞生一家更加厉害的光刻机企业，因为目前中科院光电所已经研究出了光刻深度达到22nm级的技术，在经过曝光技术升级后可以应用制造10nm级芯片，关键是使用这一技术的光刻设备成本仅为国外同类设备的1/3，如果基于这个技术的光刻设备能够实现量产，那无疑会打破目前ASML在高端光刻机垄断的局面，不过目前这一技术什么时候能够用在芯片以及智能芯片制造上，仍然是一个未知数。

蚀刻机设备代表企业：中微半导体。

说到光刻机大家都熟悉，但说到蚀刻机可能很多朋友并不熟悉，但光刻机和蚀刻机都是生产芯片非常重要的设备，刻蚀机不同于光刻机。光刻机是激光将掩膜版上的电路临时复制到硅晶圆片上，而刻蚀机是按光刻机在硅片上刻好的电路结构在硅片上进行微观雕刻。  

目前我国在芯片制造设备上呈现两个极端，光刻机跟国际先进水平有很大的差距，但蚀刻机却已经达到世界先进水平，而蚀刻机的主要代表企业是中微电子。目前中微半导体能够提供7纳米蚀刻机，这个水平目前也是处于世界先进水平，中微半导体也是台积电5大蚀刻机供应商之一。更关键的是中微半导体自主研发的5纳米等离子体蚀刻机已通过台积电验证，而且性能表现优异，这也是目前全球集成电路芯片上的最小线宽，预计2020年它将用于台积电世界上第一条5纳米工艺生产线。

4、晶圆代工（芯片制造）：中芯国际和华虹集团。

最近几年中国在芯片制造方面的进步是非常明显的，目前中芯国际、华虹集团在中低端芯片制造市场具有一定竞争力的，其中中芯国际在高端芯片制造上也具有一定的能力。  

目前，中芯国际最为先进并已投入量产的工艺是28nm工艺，2019年中芯国际有望投产14nm工艺生产线，而且未来随着中芯国际从荷兰进口7纳米的光刻机，也有可能上线7纳米工艺生产线。

5、封装测试代表企业：长电科技

芯片并不是制造出来马上就能使用，还需要经过封装测试才能成为最终的成品。目前我国的芯片封装测试技术水平和世界一流水平已经不存在代差，体量已经进入世界前三位，且发展速度显著高于其他竞争对手。在芯片封测这个环节上，目前最具有代表性的企业是长电科技，长电科技成立于1972年，目前长电科技已成为全球知名的集成电路封装测试企业。

以上是目前芯片行业当中我国最具有代表性的企业，也是未来10年之内我国在芯片行业里最具潜力的企业。但是芯片行业的发展不是固定不变的，未来随着技术的不断进步，很有可能会出现一些更加先进的企业出来。不管怎么样，我们希望我国的芯片发展越来越好，能够诞生越来越多的优秀芯片企业，这样才能突破一些国家的封锁，真正做到独立自主。  

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