半导体材料抛光垫按材质分为硬垫与软垫，硬垫与软垫在芯片制造产业链中分别卡在哪些环节？

抛光垫按材质可分为聚氨酯硬垫与无纺布软垫两类，二者在 CMP（化学机械抛光）产业链中形成互补分工：硬垫承担高去除率的粗抛与主体平坦化环节，软垫则用于精抛和表面保护，负责降低划伤与提升片内均匀性。在全球价值量口径下，软垫与硬垫的比例约为 1:8，国内因软垫多用于先进制程，使用比例更低，约为 1:10。抛光垫本身是 CMP 两大核心材料之一，在 CMP 抛光材料成本中占比约 33%，仅次于占比约 49% 的抛光液。

硬垫与软垫分别卡在哪些环节

CMP 的原理分为化学与机械两部分：抛光液中的氧化剂、络合剂与晶圆表面材料发生化学反应，生成易去除的钝化层；抛光垫则与晶圆做相对运动，在磨粒和抛光垫的共同作用下摩擦去除钝化层，同时避免损伤晶圆表面。抛光垫正是这一机械作用直接接触晶圆的部件。

硬垫以聚氨酯为材质，官方资料描述其抗撕裂强度高、耐磨性强、耐腐蚀性好、抛光效率高，但容易划伤芯片表面、均匀性相对差，典型产品为 IC1000™，典型应用覆盖铜 bulk、钨、STI/二氧化铈、氧化物等环节——这些正是需要较高材料去除率的粗抛与主体平坦化步骤。

软垫包括无纺布抛光垫与带绒毛结构的无纺布抛光垫。无纺布抛光垫渗水性能好、容纳抛光液能力强，但硬度较低、对材料去除率低，典型产品为 SUBA™，典型应用于硅片抛光；带绒毛结构的无纺布抛光垫以无纺布为基体，硬度小、压缩比大、弹性好，可获得表面粗糙度小、片内均匀性好的硅片，典型产品为 Politex™，典型应用于铜 barrier 等环节。可见软垫更多卡在精抛、阻挡层去除与表面质量要求高的工序。

在 CMP 产业链中的位置

CMP 是半导体制造中的重要环节，其优先程度可能仅次于光刻、刻蚀和薄膜沉积。围绕这一工艺，产业链上游是抛光液、抛光垫等材料，中游是晶圆制造厂的平坦化工艺，下游配套调节器、清洁等环节。抛光垫与抛光液直接参与抛光过程，是价值量最高的两类材料。

从竞争格局看，抛光液与抛光垫由美企主导，杜邦公司和卡博特微电子占据绝大多数市场份额，部分细分产品很难在日韩找到替代品，因此国内晶圆厂对 CMP 材料国产化的诉求较高。目前国内只有鼎龙股份实现了抛光垫产品的量产，其硬垫产品覆盖 28nm 以上全部制程，客户包括长江存储、武汉新芯、中芯国际、长鑫存储等国内主流晶圆厂，部分晶圆厂内达到一供地位。随着潜江工厂软垫产线投产，其将具备全系列和全制程抛光垫的生产能力。抛光垫国产化的核心难点在于聚氨酯孔洞结构的规整程度，孔洞结构的规整程度决定了最终的抛光效率，相关生产专利长期掌握在海外巨头手中。

常见问题

硬垫和软垫是同一条产线生产的吗？

不是同一类产品。硬垫以聚氨酯为材质，软垫则包括无纺布与带绒毛结构的无纺布两类，材质与结构不同，对应的典型产品与应用环节也不同。国内厂商在硬垫量产后，还需另行建设软垫产线才能覆盖全系列产品。

为什么国内软垫使用比例比全球更低？

全球范围内软垫与硬垫的价值量比例约为 1:8，而国内软硬比例约为 1:10。这主要是因为软垫主要应用在先进制程中，国内先进制程产线的规模相对有限，因此软垫的用量占比更低。

判断抛光垫质量的核心指标是什么？

核心指标之一是孔洞结构的规整程度。抛光垫是疏松多孔材料，其微孔结构的规整程度直接决定抛光效率，也是衡量抛光垫质量的关键维度。海外巨头长期通过专利和合作关系掌握这部分技术，突破微细而均匀的孔洞结构是国产化的关键。