半導體晶圓制造材料和晶圓制造產(chǎn)能密不可分，近年隨著(zhù)出貨片數成長(cháng)，半導體制造材料營(yíng)收也由2013年230億美元成長(cháng)到2016年的242億美元，年復合成長(cháng)率約1.8%。從細項中可看出硅晶圓銷(xiāo)售占比由2013年35%降到2016年的30%。

與先進(jìn)制程相關(guān)的光阻和光阻配套試劑(用來(lái)提升曝光質(zhì)量或降低多重曝光需求的復雜度)，以及較先進(jìn)Wafer后段所需的CMP制程相關(guān)材料銷(xiāo)售占比則提升，可見(jiàn)這幾年材料需求的增長(cháng)和先進(jìn)制程的關(guān)聯(lián)性相當高。

圖：2013年與2016年晶圓廠(chǎng)制造材料分占比

此外，從2016年晶圓制造材料分類(lèi)占比可看出，硅晶圓占比最大為30%，隨著(zhù)下游智能終端機對芯片性能的要求不斷提高，對硅晶圓質(zhì)量的要求也同樣提升，再加上摩爾定律和成本因素驅使，硅晶圓穩定向大尺寸方向發(fā)展。目前全球主流硅晶圓尺寸主要集中在300mm和200mm，出貨占比分別達70%和20%。

從硅晶圓面積需求的主要成長(cháng)來(lái)自300mm來(lái)看，也證實(shí)在晶圓制造中，較先進(jìn)的制程還是主要的需求成長(cháng)來(lái)源；此外，硅晶圓在2013～2016年出貨面積年復合成長(cháng)率達5.8%，高于硅晶圓產(chǎn)業(yè)同時(shí)期的營(yíng)收成長(cháng)率，可見(jiàn)硅晶圓平均價(jià)格顯著(zhù)下滑。

由于硅晶圓是晶圓制造的主要材料，在此輪半導體產(chǎn)業(yè)復甦中，特別是在中國芯片制造廠(chǎng)積極擴張產(chǎn)能下，預計短期內硅晶圓產(chǎn)業(yè)將同步受益。

根據2016年全球主要硅晶圓廠(chǎng)商營(yíng)收資料，前六大廠(chǎng)商全球市占率超過(guò)90%，其中前兩大日本廠(chǎng)商Shin-Etsu和SUMCO合計全球市占率超過(guò)50%，臺灣環(huán)球晶圓由于并購新加坡廠(chǎng)商SunEdison Semiconductor，目前排名全球第三，2016年銷(xiāo)售占比達17%。

中國半導體材料分類(lèi)占比市場(chǎng)狀況與全球狀況類(lèi)似，硅晶圓和封裝基板分別是晶圓制造和封裝材料占比最大的兩類(lèi)材料。從增長(cháng)趨勢圖可看到2016～2017年中國半導體材料市場(chǎng)快速增長(cháng)，無(wú)論是晶圓制造材料還是封裝材料，增長(cháng)幅度都超過(guò)10%。

圖：2012~2017年中國晶圓制造材料市場(chǎng)變化

中國晶圓制造材料中，關(guān)鍵材料主要仍仰賴(lài)進(jìn)口，但隨著(zhù)政府政策大力支持和大基金對產(chǎn)業(yè)鏈持續投入，已出現如上海新升半導體、安集微電子、上海新陽(yáng)與江豐電子等頗具實(shí)力的廠(chǎng)商。

這些廠(chǎng)商在政策支援下，積極投入研發(fā)創(chuàng )新，各自開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品已初見(jiàn)成效，現已成為中國半導體材料產(chǎn)業(yè)中堅力量。根據中國新建晶圓廠(chǎng)和封測廠(chǎng)的建設進(jìn)程，多數建設中的產(chǎn)線(xiàn)將在2018年陸續導入量產(chǎn)，屆時(shí)對應的上游半導體材料產(chǎn)業(yè)將出現新一輪爆炸性成長(cháng)。

1、中國半導體制造材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

在中國國家政策支持下，大基金和地方資本長(cháng)期持續投入，中國集成電路產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，官方目標是以「制造」帶動(dòng)上下游全產(chǎn)業(yè)鏈共同進(jìn)步，在此過(guò)程中，需要不斷完善和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節，掌握核心環(huán)節重點(diǎn)突破，逐步擺脫核心領(lǐng)域長(cháng)期依賴(lài)進(jìn)口的窘境。

半導體材料產(chǎn)業(yè)具有產(chǎn)品驗證周期長(cháng)和龍頭壟斷等特點(diǎn)，想要順利打入國際一線(xiàn)客戶(hù)廠(chǎng)商將非常困難，一般芯片生產(chǎn)商在成功認證材料商后，很少會(huì )更換供應商，例如全球前六大硅晶圓廠(chǎng)商幾乎供應全球90%以上的硅晶圓，中國集成電路硅晶圓基本上全部依賴(lài)進(jìn)口。

中國半導體材料廠(chǎng)商要想盡快打入市場(chǎng)，不僅要加強研發(fā)和拿出高質(zhì)量產(chǎn)品，還要在政府的支持和協(xié)調下，優(yōu)先從當地芯片制造廠(chǎng)商著(zhù)手，完成在當地主流芯片生產(chǎn)廠(chǎng)商的成功認證，從而進(jìn)一步實(shí)現以中國國產(chǎn)替代進(jìn)口。

對內資源重整是中國半導體材料產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展重要趨勢，綜觀(guān)中國半導體材料廠(chǎng)商，對應下游產(chǎn)品普遍傾向中低階，且分布繁雜分散，即便在中低階材料供應上，內部也容易出現惡性競爭；而不僅在核心材料如光阻、硅晶圓片與光罩等材料上，落后于世界先進(jìn)水平，在常用試劑材料上，也僅有少數廠(chǎng)商能達到下游一線(xiàn)廠(chǎng)商的穩定標準。

目前中國半導體產(chǎn)業(yè)擁有良好的發(fā)展機會(huì )，政策和資金的大力支持吸引大批廠(chǎng)商集中參與，很多廠(chǎng)商紛紛表明進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級的決心，如許多中小型的太陽(yáng)能電池板廠(chǎng)商紛紛表示要進(jìn)軍電子級硅晶圓片產(chǎn)業(yè)，但電子級硅晶圓材料比電池用硅晶圓純度高出好幾個(gè)數量級，兩者并不在同一個(gè)技術(shù)水平，況且太陽(yáng)能電池板廠(chǎng)商下游與半導體產(chǎn)業(yè)鏈相差甚遠，所有的使用者關(guān)系需重新建立，也不利于后期產(chǎn)品的認證和銷(xiāo)售。

這些問(wèn)題都需要半導體材料產(chǎn)業(yè)集中優(yōu)勢資源，針對各類(lèi)別半導體材料，以一部分大廠(chǎng)為首，進(jìn)行資源再整合。

2、中國半導體材料產(chǎn)業(yè)面臨嚴峻挑戰

現階段政府政策積極引導，大基金和地方資本支撐，為中國半導體材料產(chǎn)業(yè)解決前期資金問(wèn)題，但錢(qián)不一定能買(mǎi)來(lái)技術(shù)、人才與市場(chǎng)，因此后期中國半導體材料產(chǎn)業(yè)將面對更多來(lái)自技術(shù)、人才與客戶(hù)認證等方面的嚴峻挑戰。

技術(shù)挑戰

目前中國半導體材料技術(shù)方面，挑戰主要集中在大硅晶圓、光阻與光罩材料等領(lǐng)域。

在硅晶圓方面，中國主要生產(chǎn)的是6吋硅晶圓，8吋自給率不到20%，12吋硅晶圓以上海新昇半導體為首，正處于客戶(hù)驗證階段，技術(shù)水平和產(chǎn)品穩定性仍面臨嚴格考驗；

光阻中國產(chǎn)廠(chǎng)商北京科華(合資)和蘇州瑞紅的產(chǎn)品多應用于LED、面板及部分8吋Fab等中低階領(lǐng)域；

全球光罩基材基本由日本廠(chǎng)商壟斷，Photronic、大日本印刷株式會(huì )社與凸版印刷3家的全球市占率達80%以上。

事實(shí)上，材料產(chǎn)業(yè)相關(guān)基礎專(zhuān)利技術(shù)早已被國際大廠(chǎng)壟斷，而基礎專(zhuān)利又是材料產(chǎn)業(yè)必備要素，同時(shí)國外廠(chǎng)商又不愿將專(zhuān)利出售給中國，因此在基礎專(zhuān)利瓶頸的突破上進(jìn)度緩慢。

人才挑戰

突破技術(shù)的關(guān)鍵在于人才。近期關(guān)于中國集成電路產(chǎn)業(yè)人才短缺和人才挖角有諸多討論，根據統計，截止2020年中國集成電路產(chǎn)業(yè)中高階人才缺口將突破10萬(wàn)人，中國半導體材料產(chǎn)業(yè)多年來(lái)發(fā)展緩慢，與其人才儲備嚴重不足息息相關(guān)。目前政府已為半導體材料產(chǎn)業(yè)清除政策和資金障礙，下一步將著(zhù)重解決人才引進(jìn)和人才培養方面的問(wèn)題。

認證挑戰

與半導體材料認證緊密相連的就是產(chǎn)品良率，良率好壞決定代工廠(chǎng)直接競爭力，因此各中下游代工制造廠(chǎng)商對上游材料的認證非常嚴格，某些關(guān)鍵材料的認證周期可長(cháng)達2年甚至更久。一旦認證成功，制造廠(chǎng)商和上游材料廠(chǎng)商將緊緊綁定在一起，只要上游材料商保證供應材料的持續穩定性，中端制造商將不會(huì )冒險考慮更換供應商，如今中國半導體材料產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，如何成功嵌入客戶(hù)供應鏈將是未來(lái)面對的一大難題，在此期間，如果政府出面對合作廠(chǎng)商進(jìn)行協(xié)調，將有助于加速半導體材料產(chǎn)業(yè)取得當地廠(chǎng)商的認證。

3、小結

中國當地半導體材料產(chǎn)品多偏向應用于LED、面板等中低階應用，用于集成電路生產(chǎn)的材料依然以進(jìn)口為主，中國生產(chǎn)替代空間非常龐大。未來(lái)隨著(zhù)多條中國新建晶圓制造產(chǎn)線(xiàn)陸續投產(chǎn)，預計2018年將為中國當地半導體材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)新契機。

未來(lái)中國半導體材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢將從兩方面同步進(jìn)行：

集中優(yōu)勢資源，針對各類(lèi)別半導體材料，以一部分大廠(chǎng)為首，進(jìn)行資源再整合；

建立完善的半導體材料體系，加快核心材料的研發(fā)，實(shí)現中國國產(chǎn)替代。

中國半導體材料產(chǎn)業(yè)雖然克服了政策和資金的障礙，但仍面對來(lái)自技術(shù)、人才與客戶(hù)認證等方面的嚴峻挑戰。

未來(lái)產(chǎn)業(yè)將著(zhù)重解決以下問(wèn)題：基礎專(zhuān)利瓶頸突破進(jìn)展緩慢、半導體材料人才儲備和培養嚴重不足、聯(lián)合政府協(xié)調作用，以及率先突破當地認證關(guān)卡。

目前中國半導體材料產(chǎn)業(yè)雖然比較薄弱，關(guān)鍵材料仍以進(jìn)口為主，但隨著(zhù)政府政策大力支持和大基金對產(chǎn)業(yè)鏈持續投入，已出現頗具實(shí)力的廠(chǎng)商，在積極投入研發(fā)創(chuàng )新下，各自開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品已初見(jiàn)成效，現已成為中國半導體材料產(chǎn)業(yè)的中堅力量。

因為制程精細度要求(技術(shù)規格)和影響(制造材料的影響會(huì )直接反映在芯片表現上，有些中低階應用的封測材料和芯片的直接表現影響較小)，半導體制造材料面對的是比封測材料更高的進(jìn)入障礙(由于制程復雜度的差異，相較于封測材料，材料進(jìn)入晶圓制造產(chǎn)線(xiàn)評估的難度較高，且接受度略低)，這也使得同樣是進(jìn)口替代。

目前中國推廣的項目主要集中在裸晶(Starting Materials)、光阻(從LED放量)與靶材(后段金屬制程)等產(chǎn)值大，且較易獨立評估技術(shù)指標的產(chǎn)品。由此可知，中國半導體晶圓制造相關(guān)材料產(chǎn)業(yè)需要獲得更多支援，才能提高產(chǎn)業(yè)的競爭力。