抛光垫原材料与制作专利曾被海外主导，半导体材料的技术壁垒究竟在哪？

半导体材料的技术壁垒，核心不在应用端，而在原材料配方与制作工艺。以 CMP 工艺中的抛光垫为例，其难点是聚氨酯孔洞结构的规整程度，相关生产专利长期掌握在海外巨头手中。从专利布局看，截至2018年8月，中国内地抛光垫领域专利数排名前两位的是中芯国际（20件）与鼎龙化学（7件），但中芯国际的专利更多集中在应用领域，鼎龙化学则填补了国内在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——这正是跨越该壁垒的关键节点。

技术壁垒究竟卡在哪一环

CMP（化学机械抛光）是半导体制造中的重要环节，其原理分为化学与机械两部分：抛光液中的氧化剂和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，在磨粒和抛光垫的作用下摩擦去除钝化层，达到抛光目的，同时不损伤晶圆表面。

在 CMP 抛光材料成本中，抛光液占比49%，抛光垫占比33%，是两大核心材料。抛光垫是一种具有一定弹性、疏松多孔的材料，直接与晶圆接触。按材质主要分为聚氨酯（硬垫）、无纺布与带绒毛结构的无纺布（后两者统称软垫）。

真正的壁垒落在制造环节：聚氨酯的孔洞结构规整程度，是制约国内抛光垫发展的核心难题。孔洞结构的规整程度决定最终抛光效率，是衡量抛光垫质量的核心指标之一。而这部分生产专利一直掌握在海外巨头手中，他们通过合作避免重复开发和同质竞争，形成了较强的利益关系网。因此，突破技术壁垒、生产出具备微细而均匀孔洞结构的抛光垫，是国产化的关键。

专利数据说明了什么

截至2018年8月，中国内地抛光垫领域五大专利权人拥有专利数如下：

数据来源：CNKI（《集成电路制造业用高分子聚合物抛光垫专利分析》，刘国瑞），广发证券发展研究中心

这组数据揭示了一个关键分野：专利数量领先并不等于掌握上游壁垒。中芯国际作为晶圆厂，专利更多集中在应用领域；而鼎龙化学填补的是国内在抛光垫原材料和制作方面的专利空白。这也印证了半导体材料的壁垒分布——应用端并非最难突破之处，原材料与制作工艺才是。

从原材料自产看破壁路径

鼎龙股份最初做打印耗材，在材料领域有较强的技术积累，进入半导体材料领域是在2012年左右。抛光垫所需材料与其高分子合成技术有相通之处，公司借此契机拓展半导体材料。

2021年，鼎龙实现核心原材料的自产化，这是跨越壁垒的关键节点。在此基础上，其硬垫产品覆盖28nm以上的全部制程，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。在存储芯片领域，公司部分抛光垫产品的效率表现受到关注，可有效降低用户成本。

据公司透露，潜江工厂软垫产线投产后，将达成全系列和全制程的抛光垫生产能力，并计划全力拓展海外市场。

常见问题

抛光垫的技术壁垒主要在原材料还是应用端？

主要在原材料和制作工艺。截至2018年8月，中芯国际以20件专利居国内抛光垫领域首位，但其专利更多集中在应用领域；鼎龙化学以7件专利填补了国内在抛光垫原材料和制作方面的专利空白。这说明应用端并非最难突破的环节，上游材料与制造工艺才是壁垒所在。

核心原材料自产化为什么是关键节点？

抛光垫的核心难题是聚氨酯孔洞结构的规整程度，而相关生产专利长期掌握在海外巨头手中。鼎龙股份于2021年实现核心原材料的自产化，意味着国内企业开始掌握从材料到制作的完整能力，而非仅停留在应用层面的专利布局，这是跨越技术壁垒的关键一步。

目前国产抛光垫的覆盖能力如何？

鼎龙股份的硬垫产品已覆盖28nm以上的全部制程，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。据公司透露，潜江工厂软垫产线投产后，将达成全系列和全制程的抛光垫生产能力。