半导体市场的发展趋势

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2020-12-28   环球过滤分离技术网  filtrasolution1


 根据 SIA（美国半导体协会）统计数据，2017 年全球半导体市场
规模为 4122 亿美元，增长贡献主要来自于中国。2017 年中国半导体
市场规模为 5,120.2 亿元，增速达 18.1%，领跑其他市场。从全球区
域性看，半导体产能正持续向亚太地区转移，尤其加速转向中国大陆
地区。
    集成电路产业重心逐渐向中国倾斜。2009 年前集成电路市场基
本被美国、日本的企业所占据，近些年来全球集成电路大厂陆续在中
国大陆投资设立工厂，包括台积电南京厂、联电厦门厂、英特尔大连
厂、三星电子西安厂、力晶合肥厂等，覆盖了先进逻辑工艺、NAND
Flash、DRAM 及 LCD 驱动集成电路等产品领域。2010 年起中国集
成电路产值增速均高于全球水平，产业重心正逐渐向中国转移。
    据 CSIA（中国半导体协会）数据，2016 年我国集成电路自给率
为 36%，进口依赖度较高。我国政府先后出台多项支持集成电路产业
发展的政策文件，意在做大做强中国集成电路产业。《国家集成电路
产业发展推进纲要》提出目标，到 2020 年我国集成电路行业销售收
入年均增速不低于 20%。《中国制造 2025》将集成电路的发展上升为
国家战略，并制订了集成电路自给率的目标：2020 年大陆集成电路
市场内需自给率达 40%，2025 年提高至 70%。《软件和集成电路》预
计我国 2017 年集成电路产值将达到 5,217.2 亿元，同比增长 20.3%。
此外，2014 年国家成立了集成电路产业投资基金，重点投资集成电
路芯片制造业，兼顾芯片设计、封装测试、设备和材料等产业。相信
在国家政策的大力扶持下，通过产业基金的注入，我国集成电路产业
有望迅猛发展。
半导体光刻胶的发展趋势
    光刻胶的质量和性能是影响集成电路性能、成品率及可靠性的关
键因素。光刻工艺的成本约为整个芯片制造工艺的 35%，并且耗费
时间约占整个芯片工艺的 40%-50%。光刻胶材料约占 IC 制造材料总
成本的 4%，市场巨大。因此光刻胶是半导体集成电路制造的核心材
料。
   SEMI（国际半导体行业协会）数据显示，2016 年全球半导体用光
刻胶及配套材料市场分别达到 14.5 亿美元和 19.1 亿美元，分别较
2015 年同比增长 9.0%和 8.0%。预计 2017 和 2018 年全球光刻胶市场
将分别达到 15.3 亿美元和 15.7 亿美元，如图 2.1 所示。随着 12 寸先
进技术节点生产线的兴建和多次曝光工艺的大量应用，193nm 及其它
先进光刻胶的需求量将快速增加。
                   全球半导体光刻胶市场现状及预测
                                                 单位：亿美元
                             光刻胶    光刻胶配套试剂
                                                                 19.9     20.4
                                                        19.1
                                       17.1
                     15.1                                      15.3     15.7
              14.1 13.5     14.3 13.7                 14.5
      13                                      13.3
   11.6    12.18          12.1
    2010    2011    2012     2013     2014    2015    2016     2017E    2018F
  图 2.1 全球半导体光刻胶市场预测数据（注：数据来源中国半导体行业协会支撑分会）
    具体到不同技术节点方面，2016 年，半导体光刻胶细分市场
仍以 ArF/ArF 浸没式为主，占市场总量的 46%。2014 年-2020 年各
细分市场的数据（预测）如下图 2.2。
                     图 2.2 不同技术节点半导体光刻胶的市场占比
    193nm（ArF）光刻胶在高阶半导体制造（≤10 nm logic）支
撑光刻胶的出货量仍将处于持续快速增长状态。具体数据如下图

                  
     中国市场方面，根据中国半导体材料协会支撑分会的数据，2016
年我国半导体制造用光刻胶市场规模为 19.55 亿元，其配套材料市场
规模为 20.24 亿元。预计 2017 和 2018 年光刻胶市场规模将分别达到
19.76 亿元和 23.15 亿元，其配套材料市场规模将分别达到 22.64 亿元
和 29.36 亿元。在 28nm 生产线产能尚未得到释放之前，ArF 光刻胶
仍是市场主流。
 同业竞争分析
    光刻胶行业的成长伴随着半导体产业的发展。因此供应光刻胶
的生产企业，大部分都是在半导体产业发展早期就开始参与市场的
有机感光材料企业。而这些企业又主要集中在美国、日本、欧洲，
以及韩国等。主要生产企业有：日本 JSR、日本 TOK、信越化学、
住友化学、富士胶片，美国的Shipley公司、陶氏化学，欧洲的AZ公
司等；韩国的锦湖石化、东进世麦肯等，其中市场份额位居前列的
公司为日本JSR、 TOK、住友化学、信越、陶氏化学公司。在ArF、
ArF浸没式、G/I 线和KrF光刻胶市场方面，JSR、信越、TOK和日
本住友化学占据主要市场份额，如图2.4所示。
                图2.4 全球主要半导体光刻胶供应商市场份额
    在全球半导体光刻胶产业结构中，日本占据重要的地位。日本
国内拥有完善而丰富的半导体行业产业链。由于光刻胶作为半导体
集成电路技术中的一种关键材料，日本有很多公司积极从事光刻胶
的研发工作。在半导体光刻胶市场占有率排名前 10 位的生产企业
中有 7 家为日本公司。
    日本合成橡胶公司（JSR，Japan Synthetic Rubber Co. Ltd）成立
于1957 年，成立初期主要经营各种橡胶材料，如丁二烯，SBR，SB，
ABS 橡胶等。1979 年开始经营负性光刻胶，正式进军电子材料领
域。1982 年开始经营PFR 正性光刻胶。1994 年在上海设立办事处，
主要销售用于LCD 彩色滤光片的OPTMER CR彩色刻蚀胶。1999 年
JSR 公司美国分公司开始生产极紫外光刻胶。2006 年与IBM合作开
发出低于30nm 的ArF浸没式光刻技术。JSR 公司最初主营橡胶类产
品，公司得到发展后产品种类多样，涉及领域很多，但光刻胶仍占
一定比重，是JSR 公司的一类重要产品。日本合成橡胶公司光刻胶
技术面较宽，涉及光刻胶的种类有G、I线胶，KrF、ArF、ArF浸没
式、远紫外（EUV）、X 射线、纳米压印光刻胶，定向自组装(DSA)
光刻胶，彩色滤光片用光刻胶等。且在主要关注光刻胶用树脂、光
致产酸剂、单体等外，还有不少关于光刻胶配套试剂和添加剂类的
研究成果。
    东京应化工业株式会社（TOK，TOKYO OHKA KOGYO）成立于1940
年，经历75 年的漫长发展，现在已经成为一家主营基于光刻技术，
共有光刻技术、半导体制造、半导体封装和微机械制造、3D封装、
LCD制造和其他新事业部门的六大类化学品的跨国公司，成为全球光
刻胶供应商领导者，其光刻胶相关产品在全球市场份额中位居前列，
是业界公认光刻胶类产品实力最强的跨国公司之一。
    信越化学工业株式会社成立于1926，最初主要经营氮肥料，1939
年开始生产金属硅，经半个多世纪的发展 , 其自行研制的金属硅、
有机硅、聚氯乙烯、纤维素衍生物、高纯度稀土、稀土磁铁等原材
料已成功在美国、日本、荷兰、韩国、新加坡、中国（含台湾）等
国家和地区建立了全球范围的生产和销售网络，这些产品已广泛应
用于电子、电气、汽车制造、机械制造、化工、纺织、食品工业以
及建筑工程领域，并在所有产业方面提供了高附加价值的产品。1998
年信越化学开始生产准分子激光用光刻胶，同时也开发成功了与准
分子激光对应的光掩模用防尘盖及薄膜。由此，信越集团供应着半
导体装置的光刻制造工序中所必须的主要材料。
    日本住友化学工业株式会社创建于1913 年，为解决在爱媛县新
居滨的别子铜山炼铜时产生的废气所导致的烟害问题，利用问题根
源的亚硫酸气体生产肥料，这是住友化学的开端。之后住友化学相
继进入染料、医药、铝制品、石油化工等领域。2001年10月设立情
报电子化学部门，光刻胶经营归入该部门。目前住友化学已发展成
为包括石油化学、能源功能材料、情报电子化学、健康农业、医药
品五大部门的跨国集团，百年多发展的历史让住友化学在化学材料
领域拥有了雄厚的实力。
    美国的陶氏化学公司成立于1897年，是一家全球领先多元化的
化学公司。陶氏以其领先的特种化学、高新材料、农业科学和塑料
等业务，为全球180个国家和地区的客户提供种类繁多的产品及服务，
应用于建筑、水处理、能源、电子产品、涂料、农业、造纸、药品、
交通、食品及食品包装、家居用品和个人护理等高速发展的市场，
均是对人类生活发展非常重要的环节。陶氏在世界50 多个国家和地
区建有工厂，产品达5000多种。2015年，陶氏化学和杜邦美国宣布
合并新公司将成为全球仅次于巴斯夫的第二大化工企业。2008年陶
氏化学并购罗门哈斯，罗门哈斯旗下光刻胶事业也归入陶氏化学。
    我国从事半导体光刻胶研发和生产的企业主要有北京科华微电
子材料有限公司和苏州晶瑞化学股份有限公司，目前这些企业的主
要产品为248nm、G线、I线等光刻胶材料。
 机遇和挑战
   我国现有的光刻胶材料制造企业技术水平较低，尤其是高端光刻
胶材料及其配套材料的设计和生产能力不足，大多相关光刻胶制造企
业都是从 LCD 面板光刻胶制造企业向 G-line，I-line 材料制造发展而
来的，缺乏对高端光刻胶材料的研发，理解和相关生产经验，所以在
高端光刻胶的设计和生产水平较低，生产效率较低，无法满足高端光
刻胶市场的需求，中国的高端光刻胶材料的供应仍以进口为主，因此
本项目的机遇和挑战并存。
   机遇
   国内高增长的高端光刻胶材料需求；
   国家政府对本土高端光刻胶材料生产产业的大力支持；
   中国国内高端光刻胶材料还没有固定的供应商；
   每个光刻胶材料供应商都不能提供完整的解决方案；
   客户需要一个公司与他们充分的沟通并帮助他们解决问题；
   中国高端光刻胶材料生产行业的落后也充分导致了客户需要
      与我们这些拥有核心技术的团队进行深层次、长期的合作，以
      增加客户自身在国内以及国际上的竞争力；
   目前，我国集成电路晶圆制造产业化技术已进入到 28nm 技术
      节点，研究技术已进入到 20-14nm 技术节点。项目研究的内容
      是高端集成电路制造用 193nm 干法光刻胶及配套材料，与产业
      发展现状、发展趋势吻合。
   挑战
   193nm 干法光刻胶材料从配方、合成到工艺是一个非常复杂的工
程，在国内原材料供应、技术储备相对不足的条件下，必须重视基础
研究工作，要为后续创新开发创造条件。与国外高端光刻胶材料生产
企业相比，中国国产高端光刻胶制造水平低，市场影响力相对较小，
市场推广及市场认可度不占优势，同时我们也不是第一家国内光刻胶
生产企业。
                     
      
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