半导体材料的下游应用覆盖逻辑芯片、存储芯片、功率器件等各类晶圆厂,不同晶圆厂类型对材料的需求结构存在明显差异。逻辑芯片晶圆厂对光刻胶、特种气体等工艺材料消耗量大,存储芯片晶圆厂对硅片和CMP材料需求突出,而功率器件晶圆厂则更依赖硅片和特种气体。 随着新晶圆厂逐步投产,材料需求结构将随之动态调整。

半导体材料的主要下游应用场景

半导体材料贯穿晶圆制造的各个环节,从扩散、光刻、刻蚀到薄膜生长、抛光等,每一道工艺都需要特定的材料。根据官方资料,硅片是规模最大的细分品类,占半导体材料市场约32.9%;特种气体因在几乎所有工艺中都有应用,市场规模紧随其后,占比约14.1%;其他重要材料还包括光掩模(12.6%)、光刻胶(6.1%)、CMP材料(抛光液和抛光垫合计7.2%)等。

不同晶圆厂对材料需求的差异

晶圆厂类型核心需求材料需求特点
逻辑芯片晶圆厂光刻胶、特种气体、掩膜版工艺节点先进,对光刻胶和特种气体种类要求多、用量大
存储芯片晶圆厂硅片、CMP材料、特种气体硅片用量大,多层堆叠结构对CMP抛光液和抛光垫需求突出
功率器件晶圆厂硅片、特种气体对硅片纯度要求高,特种气体用于掺杂和薄膜生长

逻辑芯片制造工序最为复杂,光刻步骤多,因此对光刻胶及其配套试剂、特种气体、掩膜版的需求显著高于其他类型。存储芯片(如DRAM、NAND)因采用多层堆叠结构,CMP抛光步骤频繁,对抛光液和抛光垫的消耗量较大;同时存储芯片对硅片的需求量也很大。功率器件(如IGBT、MOSFET)制造相对传统,但对硅片质量要求高,同时在扩散、离子注入等环节需要大量特种气体。

常见问题

新晶圆厂投产后,材料需求结构会如何变化?

新晶圆厂投产后,材料需求结构将随之变化。以12英寸硅片为例,随着新晶圆厂逐步投产,硅片消耗量上升,供给紧张加剧。材料环节的业绩爆发一般落后于设备两到三个季度,因为晶圆厂需要先完成设备安装调试,再开始跑硅片和其他材料。

半导体材料国产替代进展如何?

国产替代正在加速。以光刻胶为例,晶圆厂对国产光刻胶的验证时间已从2-3年缩短到6个月左右,晶圆厂甚至会派出技术人员与光刻胶企业合作改进。国产光刻胶中K胶和A胶的国产化率此前仅1%,成长空间较大。

半导体材料行业最核心的竞争力是什么?

最核心的竞争力是技术。半导体材料行业的壁垒主要体现在资金、认证和技术三方面,而当前市场并不缺资金,认证周期也在缩短,因此技术突破成为关键。谁先突破技术壁垒并成功量产,谁就掌握了主动权。

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