半导体材料国产替代的卡点,长期不在终端应用,而在原材料与制作工艺这一上游环节。以 CMP 工艺中的核心耗材抛光垫为例,截至2018年8月,国内抛光垫领域专利数排名第一的中芯国际拥有20件,但更多集中在应用领域;排名第二的鼎龙化学(即鼎龙股份)拥有7件,聚焦的正是抛光垫原材料和制作环节,填补了国内在该环节的专利空白。这一分布直观说明:应用端可以先行,但原材料与制造工艺的自主可控才是真正的门槛。

抛光垫为什么难在原材料和制作

抛光垫是一种具有一定弹性、疏松多孔的材料,在 CMP 过程中直接与晶圆接触,通过摩擦去除抛光层。主流材质包括聚氨酯、无纺布和带绒毛结构的无纺布,其中聚氨酯相对更硬,简称硬垫,后两种统称为软垫。

其制作难点在于聚氨酯的孔洞结构规整程度。从显微结构看,抛光垫呈微孔结构,而孔洞的规整程度直接决定抛光效率,是衡量抛光垫质量的核心指标之一。相关生产专利长期掌握在海外巨头手中,因此突破技术壁垒、做出孔洞微细而均匀的抛光垫,成为国产化的关键。

鼎龙股份的突破路径

鼎龙股份最初从事打印耗材,在材料领域积累了较强的技术基础。抛光垫所需材料与其高分子合成技术存在相通之处,公司借此契机切入半导体材料领域。

在专利布局上,鼎龙填补了国内抛光垫原材料和制作方面的空白,并在2021年实现了核心原材料的自产化。产品层面,其硬垫覆盖28nm及以上全部制程;在存储芯片领域,部分抛光垫产品的效率表现优于海外品牌,可有效降低用户成本,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,公司将具备全系列、全制程的抛光垫生产能力。

常见问题

半导体材料国产替代最卡的是哪一环?

从抛光垫的专利分布看,卡点集中在原材料与制作工艺,而非终端应用。截至2018年8月,国内相关专利多集中在应用领域,原材料和制作环节长期空白,这正是国产替代需要突破的核心环节。

鼎龙股份在抛光垫上实现了什么?

鼎龙股份填补了国内抛光垫原材料和制作方面的专利空白,并于2021年实现核心原材料的自产化。其硬垫产品覆盖28nm及以上全部制程,客户涵盖长江存储、武汉新芯、中芯国际、长鑫存储等国内主流晶圆厂。

为什么原材料自产化如此关键?

抛光垫的孔洞规整程度决定抛光效率,而相关生产专利长期由海外巨头掌握。实现核心原材料自产,意味着国内企业不再受制于上游供给,是国产替代从应用端走向制造端的关键一步。