半导体是一种导电能力导体与绝缘体之间的介于做为物质,做为最尖端的科技在不同行业有着广泛应用,每年市场规模稳定增长,主要包含了四大领域:传感器(市场占比3.33%)、分立器件(5.86%)、光电子(10.05%)、集成电路(80.76%)。随着行业的不断发展,带动了上游材料行业发展,每年约有超过500亿美元的市场规模
半导体产业分为设计、制造、封测环节,其中制造环节占比55%,制造环节工艺复杂,包含了几十甚至上百道工序,简单概括:扩散、光刻、刻蚀、注入、薄膜、抛光。期间涉及多项材料,并且带来了超300亿美元的市场。
硅片
硅片是集成电路的重要材料,通过对硅片进行光刻、离子注入等手段,制成各种半导体器件,也是生产半导体元器件最大占比的成本支出。全球95%以上的半导体以硅片作为衬底材料,硅片的面积越大,上面可制作的芯片数量越多。目前市场上主流的硅片面积以8英寸与12英寸为主。12英寸主要应用于逻辑、存储芯片等高端产品,8英寸主要用于生产模拟芯片及功能分立器件。
超净高纯试剂
超净高纯试剂主要应用于单子元器件微细加工的清洗、光刻、显影、蚀刻、掺杂等工艺环节,下端主要应用于半导体、显示面板、光伏太阳能等领域,按照纯度可以分为G1、G2到G5五个水平,其中半导体行业对纯度要求最高,大多数以G3、G4为主,甚至是G5。
电子气体
电子气体贯穿了半导体各个工艺制程,决定了集成电路的性能、集成度、成品率。在晶圆制造成本占比中,达到了15%,是仅次于硅片的第二大原材料。下游应用比较广泛,可用于集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆、新能源汽车、航空航天等领域。其中集成电路的需求量占比42%。电子气体行业有较高的行业壁垒:1、技术壁垒;2、客户认证壁垒,一般客户与供应商建立合作后不会轻易更换;3、营销网络与服务壁垒;4、资质壁垒。
光掩膜版
光掩膜版是微电子制造中光刻工艺所使用的图形母版,其原材料主要为基板(合成石英),成本占比达到90%,主要依赖进口,由国外垄断。下游应用于集成电路、显示面板、触摸屏、电路板等。其中集成电路应用占比达到60%,显示面板领域占比达到23%。从产业链上来看,行业集中度较高,半导体领域,高端的芯片制造厂商大多自产自足,显示面板领域,我们仅能生产中低端的光掩膜版,高端的依旧依赖于进口。光掩膜版制造技术壁垒高,国内自给率低,制造主要集中在少数企业和部分科研所。
光刻胶
光刻胶是集成电路制造的关键材料,由树脂、溶剂、光引发剂、添加剂四部分组成,品种较多,依品种的不同使用的工艺水平也不一样。光刻胶属于高技术产品,有较高的分辨率、强粘附性、良好的导热性、耐碱性、抗蚀性。随着芯片集成度的提高,光刻胶也需要不断的革新。
靶材
靶材是溅射法沉积薄膜的原材料,主要运用于显示面板、半导体、光伏电池、记录媒体(比如光盘、机械硬盘)等领域,其中显示面板占比较大,达33.8%,记录媒体占比达到28.6%,光伏电池占18.5%,半导体规模占比11.4%。不同行业对靶材纯度要求不一样,其中半导体纯度要求最高。
CMP材料
CMP(化学机械抛光)是集成电路制造过程中实现晶圆全局均匀平坦化的关键工艺,主要包含了两种主要的材料:抛光液与抛光垫。抛光液按照磨粒的不同,分为二氧化硅浆料、氧化铈浆料和纳米金刚石浆料等大类。抛光垫是一种具有一定弹性疏松多孔的材料,一般由含有填充材料的聚氨酯组成。总体来讲,相比其他原材料,CMP材料是一个相对较小的市场,同样的,行业技术壁垒较高,客户认证时间长,全球市场主要被美日等企业垄断。