中国半导体材料国产化趋势

摘录至新浪科技2021年1月7日,文| Kakuya Nishikawa 宋旭军 叶楠

材料企业面前的两大趋势

半导体产业是该战略里的核心产业。根据《中国制造2025》的规划,2020年半导体核心基础零部件、关键基础材料应实现40%的自主保障,2025年要达到70%。然而,截至2019年,实际国产化比例仅为15.7%,预测2024年才能达到 20%。

  半导体材料大致可分为前端晶圆制造材料和后端封装材料,其中,晶圆材料主要有硅片、光掩膜、光刻胶、抛光液等。封装材料主要有层压基板、引线框架、焊线、热接口材料等。

  晶圆是制造半导体的关键材料。随着半导体生产技术的不断提高,晶圆整体向大尺寸发展,晶圆尺寸从早期的2英寸、4英寸,发展为现在的6英寸、8英寸和12英寸。

  8英寸与12英寸是目前晶圆主要的尺寸。2020年之前,中国境内主要以8英寸晶圆厂为主,随着大基金的持续投入和地方政府的配套资金支持,多个12寸晶圆厂项目落地中国大陆。

  SEMI的数据显示,2017年-2020年间全球投产的半导体晶圆厂为62座,其中有26座设于中国大陆,占全球总数的42%。

  好消息是,中国晶圆厂的激增将促使全球晶圆生产向中国转移,根据IC Insight统计,2018年中国大陆晶圆产能243万片/月(等效于8寸晶圆),占全球晶圆产能12.5%。预计到2022年,中国大陆晶圆厂产能将达410万片/月,占全球产能17.15%。

  但晶圆的国产化比例仅有5%-10% 左右,特别是供尖端领域使用的12英寸晶圆,才刚刚初步形成商业化供给。

  科尔尼认为,中国不仅有必要建立自己的大型晶圆厂,保证相应的产量、质量和成本水平,还应加快整合中国境内8 英寸与12英寸的晶圆厂,建成有竞争力的大型晶圆厂商。

  2016年,晶圆行业排名第六的中国台湾环球晶圆(GlobalWafers)收购了全球第四大半导体晶圆供应商SunEdison Semiconductor(SEMI),一跃成为行业第三。

  当时,晶圆行业50%的市场份额是由信越化学和SUMCO这两家日本企业所占据。通过合并,台湾环球晶圆打破了寡头垄断的局面。

  封装材料包括电子特气、CMP抛光材料、光刻胶等,在中国似乎都有供应商,但还未对全球巨头构成威胁,其中一个原因可能是材料比设备和器材更难进行逆向工程,很难后来者居上。

  在这种情况下,科尔尼认为必须抓住当前封装材料领域的两个重要趋势。

  第一大趋势是,人们将越来越看重材料与关键工艺(光刻、刻蚀、镀膜沉积)之间的契合度,材料设计若考虑到了前后工艺影响,将更有价值。这意味着,通过收购和整合国内外相关企业,获取丰富的产品线将变得非常重要。特别是蚀刻和沉积这两种工艺是同时进行的,如果能同时提供这两种材料,提出相应的建议,对提升材料公司的竞争力很有帮助。

  美国材料厂商Entegris(英特格)对Versum的整合意图就是典型案例。Entegris擅长生产镀膜沉积用气体,为了业务互补,它曾经计划收购在蚀刻用气体有优势的Versum,并一度与其达成初步的整合协议,但后来默克公司开出更好的条件“抢走”了Versum,如果Entegris和Versum能够整合,就会造就一家具有强大跨工艺能力的材料企业。

  第二大趋势是,材料企业正在摆脱“按照客户提出的规格书开发材料”的主流工作方式,主动参与到从生产工艺开发及规格书确定的过程中,根据需要与设备商进行合作。例如,材料厂家Versum与Lam Research(全球第三大半导体设备公司)合作,解决了3D闪存研发中的一个较大的技术难题。

 中国的材料厂家也需要与北方华创等设备厂家多开展协作。由于材料研究人员往往对设备缺乏基本了解,因此,最好能在公司内部建立相应的制度和知识库,以掌握最基本的知识,才好与外界进行合作。 (原载2021年1月4日《财经》杂志;作者Kakuya Nishikawa与宋旭军为科尔尼全球合伙人,叶楠为科尔尼合伙人,编辑:周源)