全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局風(fēng)云變幻,供應(yīng)鏈安全成為各國競相布局的戰(zhàn)略高地。對中國而言,實現(xiàn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控,尤其是突破上游關(guān)鍵材料的瓶頸,是從根本上擺脫“卡脖子”困境的必由之路。可喜的是,在政策引導(dǎo)、資本投入與科研攻堅的多輪驅(qū)動下,我國在半導(dǎo)體新材料的研發(fā)與替代上已取得了一系列突破性進展。本期智東西內(nèi)參將聚焦半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游的“基石”——材料領(lǐng)域,系統(tǒng)梳理當(dāng)前十大關(guān)鍵新材料的國產(chǎn)化替代現(xiàn)狀。
1. 大尺寸硅片:從追趕到并跑
硅片是芯片制造的基底材料,其中12英寸(300mm)大硅片是先進制程的主流。過去,該市場長期被信越化學(xué)、SUMCO等海外巨頭壟斷。如今,滬硅產(chǎn)業(yè)、中環(huán)股份等國內(nèi)企業(yè)已實現(xiàn)12英寸硅片的規(guī)模化量產(chǎn),并持續(xù)向更先進的邏輯與存儲芯片應(yīng)用邁進,產(chǎn)能與技術(shù)水平穩(wěn)步提升,初步滿足了國內(nèi)fab廠的部分需求。
2. 第三代半導(dǎo)體材料(SiC/GaN):換道超車的機遇
以碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料,在新能源汽車、5G通信、快充等領(lǐng)域展現(xiàn)巨大潛力。我國在此領(lǐng)域布局較早,天科合達、山東天岳在SiC襯底,三安集成、英諾賽科在GaN-on-Si外延及器件制造方面已形成一定產(chǎn)業(yè)規(guī)模,部分產(chǎn)品性能達到國際先進水平,成為我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)局部領(lǐng)先的重要突破口。
3. 光刻膠:攻堅高端壁壘
光刻膠是光刻工藝的核心耗材,技術(shù)壁壘極高,尤其是KrF、ArF等高端光刻膠。南大光電、上海新陽、晶瑞電材等國內(nèi)廠商已在KrF光刻膠上取得客戶驗證并實現(xiàn)小批量供貨;在更先進的ArF光刻膠領(lǐng)域,研發(fā)與驗證正在緊鑼密鼓地進行。雖然與日本JSR、TOK等巨頭仍有差距,但國產(chǎn)化進程已駛?cè)肟燔嚨馈?/p>
4. 電子特氣:國產(chǎn)替代成果顯著
電子特種氣體廣泛應(yīng)用于薄膜沉積、刻蝕、摻雜等工藝。經(jīng)過多年發(fā)展,華特氣體、金宏氣體、南大光電等公司已成功突破多種高純電子特氣的提純與混配技術(shù),部分產(chǎn)品純度達到6N(99.9999%)級以上,成功進入中芯國際、長江存儲等主流產(chǎn)線,替代率持續(xù)提高。
5. CMP拋光材料:從墊到液的全面突破
化學(xué)機械拋光(CMP)是實現(xiàn)晶圓全局平坦化的關(guān)鍵步驟。安集科技在拋光液領(lǐng)域已實現(xiàn)技術(shù)領(lǐng)先,其部分產(chǎn)品在邏輯和存儲芯片制程中成功替代國外供應(yīng)商;鼎龍股份則在CMP拋光墊上打破國外壟斷,并獲得國內(nèi)大產(chǎn)線的批量采購,實現(xiàn)了該環(huán)節(jié)材料的自主供應(yīng)。
6. 靶材:已實現(xiàn)廣泛覆蓋
高純?yōu)R射靶材用于形成芯片內(nèi)部的金屬導(dǎo)線。江豐電子、有研新材等企業(yè)已成為該領(lǐng)域的全球重要參與者,產(chǎn)品覆蓋鋁、鈦、銅、鉭等多種金屬及化合物靶材,技術(shù)達到國際先進水平,客戶遍及國內(nèi)外主要半導(dǎo)體制造商,是我國半導(dǎo)體材料中替代較為成熟的環(huán)節(jié)之一。
7. 濕電子化學(xué)品:高純之路穩(wěn)步前行
超凈高純試劑(如硫酸、氫氟酸、雙氧水等)用于清洗、蝕刻等濕法工藝。多氟多、晶瑞電材、江化微等公司不斷提升產(chǎn)品等級,部分關(guān)鍵產(chǎn)品已達SEMI G4/G5等級,能夠滿足先進制程的部分需求,國內(nèi)市場占有率穩(wěn)步提升。
8. 石英制品:從材料到部件的延伸
高純石英材料及制品(如石英舟、石英法蘭)是晶圓制造過程中重要的承載與耗材。菲利華、石英股份等公司在高純石英砂合成、石英制品加工方面具備深厚技術(shù)積累,產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)線,支撐了熱加工、擴散等環(huán)節(jié)的穩(wěn)定運行。
9. 光掩模版:本土化配套加速
光掩模版是光刻工藝的“底片”,技術(shù)密集。清溢光電、路維光電等國內(nèi)掩模版企業(yè)已具備180nm及以上工藝節(jié)點的掩模版量產(chǎn)能力,并正在向更高階的130nm、90nm節(jié)點推進,為設(shè)計公司和fab廠提供了重要的本土化配套選擇。
10. 封裝材料:先進封裝驅(qū)動創(chuàng)新
隨著Chiplet、3D封裝等先進封裝技術(shù)興起,封裝材料成為新的焦點。在封裝基板、塑封料、底部填充膠、導(dǎo)熱界面材料等方面,興森科技、華海誠科、德邦科技等國內(nèi)企業(yè)正加緊研發(fā),部分產(chǎn)品已適配先進封裝需求,致力于構(gòu)建完整的國產(chǎn)封裝材料體系。
與展望
中國半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷一場從“全面進口”到“多點突破”的深刻變革。在十大關(guān)鍵材料領(lǐng)域,國產(chǎn)化替代已全面鋪開,并在電子特氣、靶材、拋光材料等部分環(huán)節(jié)取得了市場主導(dǎo)或技術(shù)并跑的亮眼成績。我們也必須清醒認識到,在光刻膠、大硅片(最先進規(guī)格)、部分高端封裝材料等最尖端的“最后一公里”,與國際頂尖水平仍有差距,需要持續(xù)的研發(fā)投入、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與人才培養(yǎng)。
半導(dǎo)體材料的突破非一日之功,它是一座需要耐心、專注和長期主義去攀登的高峰。從材料開始,中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在夯實基礎(chǔ),逐步構(gòu)建起自主可控的供應(yīng)鏈護城河。前路雖仍有挑戰(zhàn),但方向已然清晰,步伐正在加快。真正的“不再被卡脖子”,正從這些基礎(chǔ)材料的點滴突破中,照進現(xiàn)實。
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更新時間:2026-04-27 10:21:05