国内软硬垫价值量比约为1:10、低于全球1:8,核心原因在于软垫主要应用在先进制程,而国内先进制程产线较少,应用场景受限;硬垫则因覆盖成熟制程的主流抛光需求,在国内拥有更大的规模支撑和更充分的产线验证机会,因此半导体材料国产替代在硬垫上率先突破、进展更快。

硬垫:成熟制程撑起国产替代的规模与验证场景

CMP(化学机械抛光)是半导体制造中仅次于光刻、刻蚀和薄膜沉积的第四大制造工艺,抛光垫与抛光液是两大核心材料。抛光垫按材质可分为聚氨酯硬垫和无纺布类软垫,其中硬垫是应用最广泛的产品,覆盖铜、钨、STI、氧化物等主流抛光工艺段,而这些工艺段在国内以28nm及以上成熟制程为主力需求。

对国产材料厂商而言,硬垫的替代路径更顺畅:一方面,成熟制程产线对硬垫的需求量大,形成了足够的市场规模来支撑研发与产能投入;另一方面,国内主流晶圆厂在成熟制程上持续运行,为国产硬垫提供了大量上车验证的机会,产品可以在实际产线中不断迭代优化。验证机会多、迭代速度快,是硬垫国产替代能够率先跑通的关键。

软垫:先进制程依赖使其替代缺少高端产线支撑

软垫由于硬度低、弹性好,主要用于对表面粗糙度和均匀性要求更高的先进制程环节。全球范围内软垫与硬垫的价值量比例约为1:8,而国内因先进制程产线较少,软垫使用量相对更少,软硬比例约为1:10。应用场景的缺失直接导致软垫国产替代缺乏高端产线的验证支撑——没有足够多的先进制程产线去试用、反馈和打磨产品,国产软垫的技术成熟度和客户导入进度自然落后于硬垫。

国产厂商的布局现状

在抛光垫领域,国内目前实现量产的主要是鼎龙股份。其硬垫产品已覆盖28nm及以上全部制程,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,在部分晶圆厂内达到一供地位。随着软垫产线投产,该公司正朝全系列、全制程抛光垫生产能力推进,并计划将竞争重点延伸到海外市场。

常见问题

硬垫和软垫的本质区别是什么?

硬垫即聚氨酯抛光垫,硬度高、耐磨性强、抛光效率高,主要用于铜、钨、STI、氧化物等工艺段;软垫包括无纺布及带绒毛结构的无纺布抛光垫,硬度低、弹性好,可获得表面粗糙度更小、片内均匀性更好的抛光效果,主要用于先进制程中的铜barrier等环节。

为什么国内软垫用量比全球平均水平更少?

软垫主要应用在先进制程中,而国内先进制程产线相对有限,因此软垫使用量低于全球平均水平——全球软硬垫价值量比例约为1:8,国内约为1:10。

硬垫国产替代的技术难点在哪里?

硬垫的核心难点在于聚氨酯微孔结构的规整程度,孔洞是否微细而均匀直接决定抛光效率和产品质量。这一领域的生产专利长期掌握在海外巨头手中,突破技术壁垒、实现孔洞结构可控是国产化的关键。