半導體材料(semiconductor material)是一類具有半導體性能(導電能力介于導體與絕緣體之間,電阻率約在1mΩ·cm~1GΩ·cm范圍內)、可用來制作半導體器件和集成電路的電子材料。 ????
????半導體材料主要應用于晶圓制造與芯片封裝環(huán)節(jié)。由于半導體制造與封測技術的復雜性,從晶圓裸片到芯片成品,中間需要經過氧化、濺鍍、光刻、刻蝕、離子注入、以及封裝等上百道特殊的工藝步驟,半導體技術的不斷進步也帶動了上游專用材料與設備產業(yè)的快速發(fā)展。就半導體材料而言,主要應用領域集中在晶圓制造與芯片封裝環(huán)節(jié)(如圖):
?
半導體材料是半導體產業(yè)鏈中細分領域最多的產業(yè)鏈環(huán)節(jié),其中晶圓制造材料包括硅片、光刻膠、光刻膠配套試劑、濕電子化學品、電子氣體、 CMP 拋光材料、以及靶材等,芯片封裝材料包括封裝基板、引線框架、樹脂、鍵合絲、錫球、以及電鍍液等,同時類似濕電子化學品中又包含了酸、堿等各類試劑,細分子行業(yè)多達上百個。
硅片
硅片的生產過程非常復雜,從硅石到硅片需要經過提純、熔鑄、拉棒、切割、拋光、清洗等多道工序。一般而言,硅片要經過硅石的三步提純制備出純度為 99.9999999%的半導體級硅,再通過熔鑄、拉棒等工藝流程生產成適當直徑的硅錠,最后被切割、拋光、清洗并通過質檢環(huán)節(jié)后,可完成的用于下游生產的薄硅片的制備。
????硅片和硅基材料是集成電路晶圓制造中占比最大的基礎材料, 占半導體制造材料比重約為 36%。
????而從全球來看,硅材料具有高壟斷性,全球一半以上的半導體硅材料產能集中在日本,尤其是隨著尺寸越大、壟斷情況就越嚴重。2016年,全球前五大半導體硅片廠份額達 92%,其中 Shin-Etsu(信越化工)、Sumco、 Global Wafers(環(huán)球晶圓)、 Siltronic、與 LG Siltron 分別占比為 27%、 26%、 17%、 13%、 9%。
????而我國自主生產的硅片以 6 英寸為主,產品主要的應用領域仍然是光伏和低端分立器件制造,而 8 英寸和 12 英寸的大尺寸集成電路級硅片依然嚴重依賴進口,但后者在近年也取得了重大突破。
在硅片清洗領域,濕法清洗設備尤其重要。這里小編要給大家介紹一家在90年代就開始生產濕法設備的廠商——華林科納。華林科納目前已形成濕槽式清洗、單片刻蝕、干燥甩干系列、供液系統(tǒng)、電(化學)鍍五大系列產品。擁有全自動背金腐蝕機、最終清洗機、實驗室高精度配液機、馬蘭戈尼干燥機、高純化學品恒溫器、磁懸浮藥液循環(huán)系統(tǒng)等各種核心裝備。
相關概念股:華林科納、上海新陽、中環(huán)股份和晶盛電機。
?
靶材
高純?yōu)R射靶材主要是指純度為 99.9%-99.9999%(3N-6N 之間)的金屬或非金屬靶材,應用于電子元器件制造的物理氣象沉積(PVD)工藝,是制備晶圓、面板、太陽能電池等表面電子薄膜的關鍵材料。濺射是制備薄膜材料的主要技術之一,它利用離子源產生的離子,在真空中經過加速聚集而形成高速的離子束流,轟擊固體表面,離子和固體表面原子發(fā)生動能交換,使固體表面的原子離開固體并沉積在基底表面,被轟擊的固體是用濺射法沉積薄膜的原材料,稱為濺射靶材。
在晶圓制作環(huán)節(jié),半導體用濺射靶材主要用于晶圓導電層及阻擋層和金屬柵極的制作,主要用到鋁、鈦、銅、鉭等金屬,芯片封裝用金屬靶材和晶圓制作類似,主要有銅、鋁、鈦等。
國內高純?yōu)R射靶材產業(yè)總體表現(xiàn)出數(shù)量偏少,企業(yè)規(guī)模偏小和技術水平偏低的特征。近年來國家制定了一系列產業(yè)政策包括 863 計劃、02 專項等來加速濺射靶材供應的本土化進程,推動國產靶材在多個應用領域實現(xiàn)從0 到 1 的跨越。
相關概念股:江豐電子、 有研新材、阿石創(chuàng)、 隆華節(jié)能。
?
封裝基板
封裝基板是芯片封裝體的重要組成材料,主要起承載保護芯片與連接上層芯片和下層電路板作用。完整的芯片由裸芯片(晶圓片)與封裝體(封裝基板及固封材料、引線等)組合而成。 ????????封裝基板作為芯片封裝的核心材料,一方面能夠保護、固定、支撐芯片,增強芯片導熱散熱性能,保證芯片不受物理損壞,另一方面封裝基板的上層與芯片相連,下層和印刷電路板相連,以實現(xiàn)電氣和物理連接、功率分配、信號分配,以及溝通芯片內部與外部電路等功能。
封裝基板已經成為封裝材料細分領域銷售占比最大的原材料,占封裝材料比重超過 50%,全球市場規(guī)模接近百億美金。
相關概念股:深南電路、興森科技、丹邦科技。
?
濕電子化學品
濕電子化學品(Wet Chemicals)指為微電子、光電子濕法工藝(主要包括濕法刻蝕、濕法清洗)制程中使用的各種電子化工材料。濕電子化學品按用途可分為通用化學品(又稱超凈高純試劑)和功能性化學品(以光刻膠配套試劑為代表)。
相關概念股:江化微、晶瑞股份。
?
電子氣體
電子氣體是指用于半導體及相關電子產品生產的特種氣體,應用范圍十分廣泛。按其本身化學成分可分為:硅系、砷系、磷系、硼系、金屬氫化物、鹵化物和金屬烴化物七類。
電子特種氣體從生產到分離提純以及運輸供應階段都存在較高的技術壁壘,市場準入條件高,全球市場主要被幾家跨國巨頭壟斷。包括美國空氣化工、普萊克斯、德國林德集團、法國液化空氣、日本大陽日酸株式會社等公司占據(jù)了全球電子特氣 90%以上的市場份額。
?在政策支持和技術進步推動下,我國特種氣體行業(yè)在 2006 年后進入快速發(fā)展階段, 2010 年后國內特種氣體企業(yè)不斷沖擊國外巨頭技術壟斷的格局。近年來,隨著國家對半導體產業(yè)的支持力度不斷加大,02 專項科研等項目推動著中國本土的電子特種氣體產品水平在不斷提升。伴隨國內科研院所和特氣企業(yè)不斷的投入和研發(fā),中國終于結束國產電子氣體無法大規(guī)模批量穩(wěn)定使用的歷史,電子特氣逐漸實現(xiàn)國產化,稀有氣體產量和質量都有較大提升,氫能源開發(fā)也緊跟日本的步伐,以硅烷、高純氨、氫氟酸、氯氣、砷烷等為代表的國產電子特氣,逐漸開始滲透國內市場,相應的廠商也不斷涌現(xiàn)。
相關概念股:雅克科技、南大光電、巨化股份、凱美特氣。
免責聲明:文章來源于網絡,如有侵權請聯(lián)系作者刪除。
?