芯片7大关键核心材料

芯片制造发展水平较高的国家（地区）主要集中在美国、日本、欧洲、韩国和中国台湾。美国芯片产业规模约占全球的48%，主导着全球的芯片产业，前十大供应商中英特尔、高通、美光和德州仪器均为美国企业。日本的芯片制造设备以及原材料特别是硅片、光刻胶等占全球 50% 以上份额。欧洲地区的产业规模全球占比约为 10%，其优势在于功率器件以及芯片工艺垄断设备的制造，比如荷兰的光刻机厂商阿斯麦尔 （ASML）掌握了最先进的 EUV 光刻工艺设备制造技术，成为了世界光刻机的垄断企业。韩国的优势产品主要是三星、LG 的 DRAM 芯片。中国台湾的产业发展主要在于创造性发展了晶圆代工模式，以台积电、台联电为代表的企业掌握了先进的芯片制造技术。

芯片七种关键核心材料：芯片制造材料，主要包括硅片、电子特气、光掩模、抛光材料、光刻胶、湿电子化 学品与溅射靶材等。

1.硅片：日本信越化学（Shin-Etsu）占比 27%、日本胜高（SUMCO）占比 26%、中国台湾环球晶圆占 比 17%、德国世创（Siltronic）占比 13%、韩国 SK 占比 9%。硅片经历了 4 英寸、6 英寸、8 英寸和 12 英寸等节点，现市场主流硅片为 8/12 英寸晶圆，高端芯片的应用带动着12 英寸大硅片大量需求。硅片制造技术的重点指标包括硅片纯度、氧含量、表面颗粒、晶体缺陷、表面 / 体金属含量、翘曲度、平整度、外延层电阻率均匀性、外延层厚度均匀性等参数。

2.电子特气：在晶圆制造的成本中仅次于硅片的第二大原材料。德国林德集团（Linde）先后与美国普莱克斯集团（PRAXAIR）、法国液化空气（ALAL）和美国空气化工（AirProducts）完成并购，四大巨头合并后市场份额占比 76.7%，与日本大阳日酸株式会社一起控制着全球 90% 以上的市场份额，形成了寡头垄断的 局面。电子 特气可以分为大宗气体和特殊气体，大宗气体是指集中供应且用量较大的纯净气体，如 N2、 H2、O2、Ar、He 等。它们有些作为反应气体参与到化学反应中（如 H2、O2），有些在热处理 或清洗过程中作为保护气体（如 N2、Ar）。特殊气体主要是指芯片制造过程中的化学反应气体，如高纯 SiH4、PH3、AsH3 等。

3.光掩模：全球光掩模生产商主要集中在日本，包括信越化学、东曹石英以及尼康等。英特尔、三星、台积电等先进的芯片制造厂所用的光掩模版大部分由自己的专业工厂生产。光掩模主要由基板和遮光膜构成，基板原材料为玻璃，按材质分为石英基板和苏打基板，石英基板为光掩模市场主流原材料，镀遮光层材料为铬或钼硅二元材料。

4.光刻胶：市场上使用较为广泛的 KrF 和 ArF 光刻胶基本被日本和美国企业所垄断。全球的光刻胶市场主要由日、美、韩三国企业把控，大陆企业份额不足 10%。东京应化、合成橡胶、住友化学、富士胶片市场份额分别占比 27%、13%、 12%、8%，陶氏化学 17%，韩国东进 11%。全球的 EUV 和 ArF 光刻胶供应商主要是日本合成橡胶、信越化学、美国陶氏化学等。日本占据高端市场 93% 的份额。光刻工艺中常用曝光光源分别是紫外全谱（300-450nm）、G 线（436nm）、I 线 （365nm）、深紫外（DUV，包括KrF- 248nm 和 ArF-193nm）和极紫外（EUV-13.4nm），对应于各波长 的光刻胶也有所不同。目前主要的光刻胶有 G 线光刻胶、I 线光刻胶、KrF 光刻胶和 ArF 光 刻胶四种。

5.抛光材料：化学机械抛光 （CMP），目前抛光垫市场被美系厂商垄断，陶氏化学占有绝对主导地位，20英寸和 30 英寸抛光 垫在全球市场占有率高达 85% 以上，美国 Cabot 市场份额为 5%。抛光液市场主要被美、日厂商主导，行业龙头美国 Cabot 市场占有率达 36%，日本 Fujimi 占比 11%，美国 Versum 占比 10%。抛光液产品针对钨、电介质（硅、氧化物等）、金属（铜、铜阻层、铝等）等应 用对象均有明确的定位。抛光液 / 垫技术壁垒较高，高品质的抛光液需要综合控制磨料硬度、粒径、形状、各成 分质量浓度等要素，而抛光垫则更加看重低缺陷率和长使用寿命。

6.湿电子化学品：2018年欧美传统湿电子化学品企业市场份额占比 33%，日本企业占比 27%，剩余市场由韩国、中国大陆及台湾地区的企业所占据，代表企业有德国巴斯夫公司、 美国亚什兰集团、德国默克公司、美国霍尼韦尔公司等。又称超净高纯试剂，主要以硫酸、盐酸、氢氟酸、氨水、氢氧化钠、氢氧 化钾、丙酮、乙醇、异丙醇等为原料，经过预处理、过滤、提纯等工艺得到高纯度产品。在 半导体领域主要应用于电子元器件微加工的清洗、光刻、显影、蚀刻、掺杂等工艺环节，其 纯度和洁净度对芯片成品率、电性能及可靠性有十分重要的影响。

7.溅射靶材：超高纯铜、超高纯铝等核心技术多掌握在美国霍尼韦尔、日矿、东曹等美、日企业手中，占据了 80% 以上超高纯靶材领域的市场份额。溅射靶材主要用于制作晶圆导电层、阻挡层以及金属栅极，通常要 求靶材纯度在 5N（99.999%）以上，主要使用铜靶、铝靶、钛靶、钽靶等；在芯片封装环节， 溅射靶材主要用于贴片焊线的镀膜，多使用铜靶、铝靶、钛靶等靶材。

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1.中国新材料产业发展报告（2020）：芯片关键核心材料