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芯片制造材料的國(guó)產(chǎn)替代到底有多重要?

新材料在線 ? 來(lái)源:新材料在線 ? 2020-06-28 11:35 ? 次閱讀
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近期疫情在海外持續(xù)蔓延,許多業(yè)界人士對(duì)日本的芯片材料供應(yīng)憂心忡忡。萬(wàn)一斷供了怎么辦?這不是杞人憂天,4月22日,全球最大石英元件龍頭精工愛(ài)普生就宣布,日本境內(nèi)所有工廠將停工12天,配合防疫工作。 另外,索尼、瑞薩村田、夏普、松下、佳能、東芝等芯片產(chǎn)業(yè)鏈上的大廠也紛紛出現(xiàn)短暫停產(chǎn)的狀況。我們知道,日本在芯片材料上具有強(qiáng)大的地位,比如光刻膠,全球前5大公司就占了85%的市場(chǎng)份額,其中前4大公司都是在日本。 日本芯片材料的供應(yīng)安全問(wèn)題,就像一把達(dá)摩克里斯之劍懸在中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的頭上。結(jié)果就是,A股市場(chǎng)對(duì)半導(dǎo)體材料的國(guó)產(chǎn)替代預(yù)期非常強(qiáng)烈。而需要替代的,不僅僅是光刻膠,是方方面面。

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當(dāng)晶圓準(zhǔn)備好之后,接下來(lái)就是開(kāi)始制作芯片。而制作芯片流程的第一步是光刻,也就是把電路圖印到晶圓上,怎么??? 首先需要準(zhǔn)備掩膜版,也就是光罩。根據(jù)事先設(shè)計(jì)好的電路圖做成光罩,光刻機(jī)的光源通過(guò)光罩之后,就把電路圖印在晶圓上,而光罩就類似底片。

2018年,全球半導(dǎo)體制造材料市場(chǎng)規(guī)模為322億美元,其中光罩的市場(chǎng)規(guī)模大約45億美元,占制造材料的14%,規(guī)模僅次于硅片。 所以我們有必要來(lái)了解一下這款重量級(jí)的產(chǎn)品。目前,全球前五大生產(chǎn)光罩的公司分別是凸版印刷株式會(huì)社(TOPAN)、大日本印刷、HOYA、SK電子和Photronic,其中前四家是日本公司,最后一家是美國(guó)公司。重點(diǎn)在于:又是日本! 凸版印刷株式會(huì)社在1900年靠電鑄凸版印刷起家?,F(xiàn)在凸版印刷公司既有傳統(tǒng)印刷業(yè)務(wù),也有光罩業(yè)務(wù),而且光罩業(yè)務(wù)還是全世界最強(qiáng)的。 在2005年,凸版印刷以6.5億美元收購(gòu)杜邦光掩模公司(DuPont Photomasks),杜邦光掩模是全球三大光罩公司之一,并購(gòu)?fù)瓿芍?,凸版印刷成為全球光罩龍頭企業(yè)。之后,凸版印刷不斷通過(guò)并購(gòu)來(lái)鞏固公司在光罩領(lǐng)域的龍頭地位。 除了光罩,凸版印刷還在加速布局OLED市場(chǎng),例如2010年并購(gòu)卡西歐旗下顯示器業(yè)務(wù),2012年收購(gòu)夏普液晶面板子公司部分股權(quán)。發(fā)展到今天,凸版印刷全球光罩市場(chǎng)占了近30%的份額。 在A股市場(chǎng),清溢光電(688138)是國(guó)產(chǎn)光罩的龍頭。清溢光電成立于1997年,成立后的第二年,清溢光電就研發(fā)出了國(guó)內(nèi)第一張大面積高精度鉻版光罩。2005年,清溢光電推出國(guó)內(nèi)第一張Reticle掩膜版,這就是一款用于集成電路的光罩。 清溢光電的光罩用在兩個(gè)方面,一個(gè)是芯片,另外一個(gè)是平板顯示器。其中,清溢光電的平板顯示掩膜版全球排第六。2019年,清溢光電營(yíng)業(yè)收入為4.8億元,凈利潤(rùn)為7028萬(wàn)。 很明顯,清溢光電規(guī)模還小,還有很大成長(zhǎng)空間。但是清溢光電卻得到了很多大客戶的認(rèn)可。例如清溢光電的客戶包括長(zhǎng)電科技、中芯國(guó)際、士蘭微和英特爾等,這些都是實(shí)力非常強(qiáng)的芯片公司。

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芯片制造的過(guò)程中,并非是激光經(jīng)過(guò)光罩就直接在硅片上刻出電路圖,而是需要進(jìn)行特殊的加工處理。就像你拿光照到石頭上一樣,關(guān)掉光源照樣什么也沒(méi)有。要想完成光刻,必須有光刻膠,必須事先在硅片上涂上光刻膠。 那什么是光刻膠?光刻原理具體是怎樣的?光刻膠又稱光致抗蝕劑,是指通過(guò)紫外光、電子束、離子束等照射或輻射,其溶解度發(fā)生變化的耐蝕刻薄膜材料。 在光刻的時(shí)候,原理是這樣的: 首先在硅片上涂上光刻膠,光刻機(jī)的激光透過(guò)光罩照在涂有光刻膠的硅片上,于是光刻膠的溶解度就會(huì)發(fā)生變化。也就是說(shuō),被光照到的地方和沒(méi)被光照到的地方,溶解度不同。 接著,再用化學(xué)品將多余的部分溶解清洗掉,于是就形成了與光罩完全對(duì)應(yīng)的電路圖,后面通過(guò)蝕刻將所需要的圖形加工到硅片上,于是硅片上的電路圖就出來(lái)了。 從性質(zhì)上來(lái)講,光刻膠分為正光刻膠和負(fù)光刻膠,被光照到使溶解度增加的是正光刻膠, 溶解度減小的是負(fù)型光刻膠。不管是正是負(fù),總之就是要讓被照到的和不被照到的地方形成溶解度不同的區(qū)域,然后把不想要的那部分區(qū)域溶解去掉即可。

通常,光刻膠是由成膜樹(shù)脂、感光化合物和溶劑三種主要成分組成具有光化學(xué)敏感性的混合液體。光刻膠的種類很多,包括g線光刻膠、i線光刻膠、h線光刻膠、KrF光刻膠、ArF光刻膠和輻射線光刻膠等。 聽(tīng)沒(méi)聽(tīng)懂,沒(méi)關(guān)系??傊?,你要知道的是不同種類的芯片,不同制程的芯片,使用的光刻膠不一樣,制作的難度也不一樣。 1954年,柯達(dá)公司合成了一種感光聚合物叫做聚乙烯醇肉桂酸酯,這是一種負(fù)光刻膠,也是人類最早的負(fù)光刻膠。到2018年,全球光刻膠市場(chǎng)規(guī)模16億美元,規(guī)模不大,但種類不少。 而且沒(méi)有光刻膠,芯片這事還真就干不成。另外,光刻膠市場(chǎng)同樣是一個(gè)高度壟斷的市場(chǎng),全球前5大公司市場(chǎng)份額超過(guò)85%。而前4大光刻膠企業(yè)都是日本公司,分別是合成橡膠、信越化學(xué)、東京應(yīng)化和住友化學(xué)。其中,合成橡膠JSR是日本最大的合成橡膠生產(chǎn)公司,也是全球最大的光刻膠生產(chǎn)企業(yè)。

由于光刻膠市場(chǎng)規(guī)模不大,所以你很少會(huì)找到一家專門做光刻膠的上市公司。往往都是某家化學(xué)公司在做化工產(chǎn)品的時(shí)候,順便把光刻膠給做了。 在2017年,我國(guó)光刻膠市場(chǎng)規(guī)模5.6億元,但卻撐起了上萬(wàn)億的芯片市場(chǎng)。另外,國(guó)內(nèi)光刻膠主要集中在印制電路板領(lǐng)域,在高端芯片市場(chǎng),自給率不到10%。其中12寸硅片所用的ArF光刻膠,國(guó)內(nèi)尚未有公司能夠量產(chǎn),基本全靠進(jìn)口。 其實(shí)早在上世紀(jì)70年代,我國(guó)就有研究光刻膠。目前,國(guó)內(nèi)光刻膠主要廠商是北京科華和蘇州瑞紅。其中,北京科華已經(jīng)完成i線和g線光刻膠生產(chǎn),這兩款光刻膠國(guó)內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)10%的自給率。 北京科華的創(chuàng)始人是陳昕。陳昕1985年到美國(guó)讀高分子專業(yè)研究生,畢業(yè)后去一家美國(guó)光刻膠公司上班。2004年,陳昕在國(guó)內(nèi)創(chuàng)辦北京科華微電子材料有限公司,專做光刻膠。經(jīng)過(guò)多年的努力,北京科華已經(jīng)成為中國(guó)第一家具有國(guó)際水準(zhǔn)的光刻膠企業(yè)。 在2015年,南大光電(300346)出資4272萬(wàn)受讓北京科華14.24%的股份,之后向北京科華增資8000萬(wàn),增資后合計(jì)持有北京科華31.39%的股份。后來(lái),北京科華不斷增資,截止目前南大光電持有北京科華9.18%的股份。另外,A股的高盟新材(300200)也持有北京科華3.67%的股份。 南大光電除了投資北京科華,公司自身也在發(fā)展光刻膠業(yè)務(wù)。2018年,南大光電新設(shè)了光刻膠事業(yè)部,還成立了子公司寧波南大光電材料有限公司,全力推進(jìn)ArF光刻膠項(xiàng)目。同樣是在2018年,南大光電ArF光刻膠立項(xiàng),獲得中央財(cái)政撥款1.33億元,而ArF光刻膠是用于12寸硅片的光刻膠,技術(shù)水準(zhǔn)非常高。目前,南大光電投資的北京科華KrF光刻膠已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)小規(guī)模供貨。 除了北京科華,中國(guó)另外一家領(lǐng)先的光刻膠企業(yè)是蘇州瑞紅,而蘇州瑞紅是晶瑞股份(300655)旗下的一家子公司。蘇州瑞紅目前實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體光刻膠中i線光刻膠的量產(chǎn)。2018年,蘇州瑞紅已經(jīng)獲得中芯國(guó)際和揚(yáng)杰科技的光刻膠訂單。而在2018年,晶瑞股份光刻膠業(yè)務(wù)收入不到9000萬(wàn),規(guī)模還小,還有很大增長(zhǎng)空間。 目前,晶瑞股份主營(yíng)業(yè)務(wù)是超凈高純?cè)噭┖凸饪棠z等材料。在2018年,南海成長(zhǎng)將金瑞股份755萬(wàn)股轉(zhuǎn)讓給上海聚源聚芯,上海聚源聚芯目前持有晶瑞股份4.99%的股份,是晶瑞股份的第四大股東。上海聚源聚芯成立于2016年,其中大基金出資占比45.09%,所以金瑞股份的股權(quán)轉(zhuǎn)讓實(shí)際上引入了大基金這個(gè)重量級(jí)的股東。 目前,晶瑞股份用于4-5英寸分立器件的光刻膠市占率高達(dá)60%,所以在光刻膠市場(chǎng)也算是細(xì)分龍頭了。上海新陽(yáng)(300236)主要業(yè)務(wù)是做電子化學(xué)品,但是現(xiàn)在還拓展到硅片、設(shè)備和光刻膠領(lǐng)域。 2018年,上海新陽(yáng)與鄧海博士團(tuán)隊(duì)共同設(shè)立上海芯刻微材料技術(shù)有限責(zé)任公司,主要進(jìn)行ArF光刻膠項(xiàng)目,目前上海新陽(yáng)持有上海芯刻100%股權(quán)。另外,有的公司雖然不生產(chǎn)光刻膠,但是生產(chǎn)光刻膠化學(xué)品,強(qiáng)力新材就是這樣的公司。 強(qiáng)力新材(300429)是國(guó)內(nèi)光刻膠專用化學(xué)品龍頭,公司成立于1997年。強(qiáng)力新材的產(chǎn)品主要有印制電路板、液晶顯示器和半導(dǎo)體光刻膠專用光引發(fā)劑。什么是光引發(fā)劑?光引發(fā)劑又稱光敏劑或光固化劑,這種材料在被光照射后會(huì)吸收一定波長(zhǎng)的能量,引發(fā)單體聚合交聯(lián)固化的化合物。 總之,就是被光照射后會(huì)固化,還記得前面我們說(shuō)的光刻膠特性嗎,被光照到和不被照到的地方溶解度不一樣,就是這個(gè)原理。目前,強(qiáng)力新材的干膜光刻膠用光引發(fā)劑市場(chǎng)份額達(dá)到70%,全球第一。 對(duì)于強(qiáng)力新材KrF光刻膠引發(fā)劑光酸及其中間體,其中光酸打破了國(guó)際壟斷,目前市場(chǎng)份額已經(jīng)排名全球第三。在2018年,強(qiáng)力新材的營(yíng)業(yè)收入為7.4億元。從2013年到2018年,強(qiáng)力新材營(yíng)收增長(zhǎng)率都維持在兩位數(shù)以上,年均增速為26%。所以說(shuō)強(qiáng)力新材雖然目前營(yíng)業(yè)收入規(guī)模不大,但是成長(zhǎng)速度卻很快。 至于說(shuō),為什么強(qiáng)力新材營(yíng)業(yè)收入規(guī)模不大,怎么在某些細(xì)分領(lǐng)域就坐上了行業(yè)龍頭的位置?因?yàn)楣饪棠z的市場(chǎng)規(guī)模本來(lái)就不是非常大。

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有了光刻膠,在對(duì)硅片進(jìn)行光刻和刻蝕的過(guò)程中,還需要不斷的對(duì)晶圓進(jìn)行清洗,這其中就需要用到濕電子化學(xué)品。濕電子化學(xué)品也叫超凈高純化學(xué)試劑,芯片在制造過(guò)程中如果遇到污染,很容易造成芯片內(nèi)電路損壞,所以需要用濕電子化學(xué)品清洗。 其實(shí),濕電子化學(xué)品主要就是高純硫酸和雙氧水,硫酸和雙氧水在芯片濕電子化學(xué)品中的用量占比達(dá)到60%。例如每加工1萬(wàn)片6寸晶圓大概會(huì)消耗5.6噸雙氧水,而1萬(wàn)片8寸晶圓需要消耗8.67噸,1萬(wàn)片12寸晶圓的雙氧水需求量高達(dá)80噸。 在2018年,國(guó)內(nèi)雙氧水產(chǎn)能1373萬(wàn)噸,其中半導(dǎo)體領(lǐng)域雙氧水需求10萬(wàn)多噸。雙氧水和硫酸,都很常見(jiàn),問(wèn)題的關(guān)鍵在于“高純”兩個(gè)字。 濕電子化學(xué)品分為五個(gè)等級(jí),G1到G5,其中G5是最高級(jí)。而芯片級(jí)要求在G4和G5等級(jí),但是國(guó)內(nèi)能夠達(dá)到芯片級(jí)的企業(yè)并不多。2018年,全球半導(dǎo)體化學(xué)品市場(chǎng)規(guī)模為19.3億美元,中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模大概為4.4億美元。 全球濕電子化學(xué)品同樣屬于寡頭壟斷市場(chǎng),主要企業(yè)包括德國(guó)巴斯夫、美國(guó)霍尼韋爾、日本關(guān)東化學(xué)、日本三菱化學(xué)和韓國(guó)東進(jìn)等。目前我國(guó)80%左右的濕電子化學(xué)品依賴進(jìn)口,但好在自身還有一定的生產(chǎn)能力。其中A股濕電子化學(xué)品企業(yè)主要有江化微和晶瑞股份。

晶瑞股份(300655)除了生產(chǎn)濕電子化學(xué)品還生產(chǎn)光刻膠,關(guān)于光刻膠在前面我們已經(jīng)談過(guò)了,現(xiàn)在主要來(lái)看濕電子化學(xué)品。在濕電子化學(xué)品方面,晶瑞股份的產(chǎn)品主要包括氫氟酸、硝酸、雙氧水、鹽酸、硫酸、氨水和異丙醇等。 其中,晶瑞股份的氨水和雙氧水達(dá)到了G5等級(jí),而高純雙氧水是芯片制造用量最大的濕電子化學(xué)品之一。早在2001年,晶瑞股份就進(jìn)入了高端雙氧水業(yè)務(wù),并且打破了國(guó)際壟斷。2008年,晶瑞股份高端雙氧水突破G3等級(jí),2013年突破G4等級(jí),2016年達(dá)到G5等級(jí)。 目前晶瑞股份G5級(jí)雙氧水正在中芯國(guó)際上測(cè)試,并實(shí)現(xiàn)向華虹、方正半導(dǎo)體供貨。在硫酸方面,2018年晶瑞股份收購(gòu)江蘇陽(yáng)恒80%的股權(quán),獲得每年30萬(wàn)噸硫酸的產(chǎn)能。并且江蘇陽(yáng)恒2018年決定投資建設(shè)年產(chǎn)9萬(wàn)噸的電子級(jí)硫酸項(xiàng)目。在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域,我們想對(duì)晶瑞股份的評(píng)論是:有前途。因?yàn)榫鸸煞莨饪棠z和濕電子化學(xué)品都做得不錯(cuò)。 在2019年,晶瑞股份的營(yíng)業(yè)收入為7.56億元,總資產(chǎn)為13億元,同樣規(guī)模還很小,但是前途很大。 江化微(603078)也是一家生產(chǎn)濕電子化學(xué)品的公司。目前江化微的產(chǎn)品普遍達(dá)到G2和G3級(jí),部分產(chǎn)品達(dá)到G4等級(jí)。除了晶瑞股份和江化微,A股市場(chǎng)中的多氟多、巨化股份、嘉化能源、濱化股份、 三美股份、澄星股份、光華科技和興發(fā)集團(tuán)都有涉及濕電子化學(xué)品業(yè)務(wù)。 總之,對(duì)于濕電子化學(xué)品,市場(chǎng)規(guī)模不大,但涉及的公司不少。感興趣的朋友可以慢慢挖,在此我們也不能全都說(shuō)到。不過(guò),我們認(rèn)為重點(diǎn)關(guān)注龍頭公司就夠了。

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電路刻到了硅片上,要想讓芯片運(yùn)作起來(lái),需要有一個(gè)前提,那就是刻在硅片上的晶體管要有開(kāi)關(guān)特性。電路要想有開(kāi)關(guān)特性,就需要離子注入,而離子注入就需要電子氣體,又叫電子特氣。 2018年,電子氣體的規(guī)模為45.1億美元,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模約46億元,電子氣體規(guī)模是僅次于硅片的半導(dǎo)體材料。用在芯片上的電子氣體首先的特點(diǎn)是高純,大部分電子氣體的純度達(dá)99.99%以上。而且大部分電子氣體具有高壓、易燃、高腐蝕和劇毒的特點(diǎn)。 電子氣體也是一個(gè)高度壟斷的市場(chǎng),主要公司包括美國(guó)空氣化工、普萊克斯、德國(guó)林德集團(tuán)、法國(guó)液化空氣和日本大陽(yáng)日酸株式會(huì)社,這幾家公司占了90%以上的市場(chǎng)份額。

在A股市場(chǎng),華特氣體(688268)是中國(guó)電子氣體的先行者。2017年,華特氣體公司的Ar/F/Ne、Kr/Ne、Ar/Ne和Kr/F/Ne等4種混合氣體通過(guò)了阿斯麥公司的產(chǎn)品認(rèn)證。也是我國(guó)唯一通過(guò)阿斯麥公司認(rèn)證的氣體公司。 我們知道,阿斯麥?zhǔn)侨蜃畲蟮墓饪虣C(jī)生產(chǎn)企業(yè),其最貴的極紫外光刻機(jī),一臺(tái)價(jià)格上億美元,有錢還不一定買得到。華特氣體能夠通過(guò)阿斯麥的認(rèn)證,實(shí)力自然是有的。 我們?cè)賮?lái)看看華特氣體的其他客戶,大概就能理解公司的實(shí)力了。華特氣體的客戶包括中芯國(guó)際、長(zhǎng)江存儲(chǔ)、臺(tái)積電和士蘭微等公司,國(guó)際上還有英特爾、德州儀器和SK海力士等大公司,這些都是國(guó)際芯片界的頂級(jí)玩家。 2018年,華特氣體的電子氣體收入為4億元,占公司業(yè)務(wù)收入的48%。其中最大的兩個(gè)客戶是中芯國(guó)際和臺(tái)積電。除了華特氣體,昊華科技(600378)在電子氣體生產(chǎn)方面也較有實(shí)力。因?yàn)樵?018年,昊華科技收購(gòu)母公司中國(guó)昊華旗下11家科研院所,轉(zhuǎn)型為先進(jìn)材料和特種化學(xué)品提供商。 其中,昊華科技旗下的黎明院和光明院是國(guó)內(nèi)知名電子氣體生產(chǎn)企業(yè),而光明院是我國(guó)唯一以特種氣體為主要研究和開(kāi)發(fā)方向的研究院所。三氟化氮是良好的蝕刻劑和清洗劑,目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)三氟化氮的企業(yè)主要是中船重工旗下的718所和黎明院。 2018年,中國(guó)大陸三氟化氮市場(chǎng)用量7405噸,而黎明院產(chǎn)量為3000噸。也就是說(shuō)黎明院的三氟化氮產(chǎn)能占中國(guó)大陸用量的41%,并且占到全球用量的10%。另外,718所三氟化氮年產(chǎn)能高達(dá)6000噸,后續(xù)還有望增加到1.5萬(wàn)噸,至于說(shuō)為什么718所和黎明院的三氟化氮產(chǎn)量會(huì)超過(guò)大陸市場(chǎng)的需求量?當(dāng)然了,大陸用不完,還可以出口嘛! 四氟化碳是一種廣泛用于蝕刻的電子氣體,我國(guó)芯片公司用的四氟化碳50%需要從日本進(jìn)口,國(guó)內(nèi)能夠生產(chǎn)四氟化碳的公司主要包括雅克科技和華特氣體。而昊華科技旗下的黎明院準(zhǔn)備投資建設(shè)年產(chǎn)1000噸的四氟化碳項(xiàng)目,項(xiàng)目投產(chǎn)后將成國(guó)內(nèi)第二大四氟化碳生產(chǎn)公司。 高純氨可以生成高質(zhì)量的氮化硅薄膜,2010年林德公司在廈門投產(chǎn)我國(guó)首座電子級(jí)高純氨生產(chǎn)工廠,氨純度達(dá)到7N。而金宏氣體(831450)是國(guó)內(nèi)超純氨龍頭,公司在新三板上市。 2011年,金宏氣體實(shí)現(xiàn)7N電子級(jí)超純氨的生產(chǎn),目前超純氨年產(chǎn)能8500噸,在國(guó)內(nèi)超純氨市場(chǎng)占有率超過(guò)50%。另外,昊華科技旗下的光明院也是國(guó)內(nèi)最早進(jìn)行超純氨研發(fā)的單位之一,現(xiàn)在準(zhǔn)備建年產(chǎn)1000噸的超純氨生產(chǎn)線。還有,718所和黎明院是重要的電子級(jí)六氟化鎢生產(chǎn)企業(yè),其中黎明院六氟化鎢年產(chǎn)能600噸。

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當(dāng)把電路圖刻到了晶圓上,做了各種清洗,注入了離子,有了開(kāi)關(guān)特性,但是還要把芯片上的電子元件連接起來(lái)才行,就像你把所有的元件都擺放好了,然后你要用導(dǎo)線把他們相互連接起來(lái),這就需要用到濺射。

濺射主要是制備薄膜材料,是物理氣相沉積(PVD)技術(shù)的一種。濺射的大概意思是說(shuō)用離子轟擊靶材,然后靶材上的原子被轟出來(lái),最后掉在單晶硅的基板上,然后形成特定功能的金屬層,從而形成導(dǎo)電層或者阻擋層等,這就是金屬化。 當(dāng)在芯片表面形成金屬層后,再用光刻或者刻蝕,將不要的部分去掉,于是芯片表面就留下了金屬細(xì)線,這就能讓芯片上各種元器件連接起來(lái)了。 高純?yōu)R射靶材主要是指純度為99.9%到99.9999%的金屬或非金屬靶材。高純?yōu)R射靶材包括鋁靶、鈦靶、鉭靶和鎢鈦靶等。其中,8寸晶圓生產(chǎn)中主要用到鋁靶和鈦靶,12寸晶圓主要用到鉭靶和銅靶。

2018年,全球半導(dǎo)體用靶材市場(chǎng)規(guī)模約為14億美元,其中晶圓制造用靶材市場(chǎng)規(guī)模為8.4億美元,封裝測(cè)試用靶材市場(chǎng)規(guī)模為5.3億美元。濺射靶材同樣屬于寡頭壟斷市場(chǎng),主要企業(yè)包括日本日礦金屬、美國(guó)霍尼韋爾、日本東曹、美國(guó)普萊克斯和日本住友化學(xué)等。

日礦金屬是全球最大的靶材公司,市場(chǎng)份額全球占比30%,霍尼韋爾和東曹全球市占率同為20%,位列行業(yè)第二。這就意味著,在靶材市場(chǎng),全球前三的公司就占了70%的市場(chǎng)份額,也是高度壟斷。

6

國(guó)內(nèi)生產(chǎn)濺射靶材的公司主要包括江豐電子、有研新材、阿石創(chuàng)、四豐電子和晶聯(lián)光電。但是阿石創(chuàng)、四豐電子和晶聯(lián)光電主要生產(chǎn)的是面板靶材。生產(chǎn)半導(dǎo)體靶材的主要公司是江豐電子和有研新材,這就是我們今天重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。 江豐電子在芯片靶材市場(chǎng)是唯一能與日本和美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的中國(guó)企業(yè)。2015年,江豐電子在半導(dǎo)體靶材市場(chǎng)占有率6.9%,而2017年提升到11.3%,雖然和國(guó)際巨頭還有距離,但是差距也不小了。 江豐電子(300666)的創(chuàng)始人是姚力軍。姚力軍在日本國(guó)立廣島大學(xué)獲得博士學(xué)位后,在1997年進(jìn)入Royka Matthey Corporation 擔(dān)任產(chǎn)品研究員。2000年到2003年,姚力軍在霍尼韋爾公司工作,并且在2003年調(diào)任霍尼韋爾電子材料事業(yè)部中國(guó)區(qū)總經(jīng)理,而霍尼韋爾就是全球排名第二的靶材公司。 2005年,姚力軍決定回國(guó)創(chuàng)業(yè),他帶著40個(gè)集裝箱加1個(gè)散貨船的設(shè)備回國(guó),還帶了多名專家和多項(xiàng)核心技術(shù)回國(guó),成立江豐電子,主要做靶材。江豐電子的靶材包括鋁靶、鈦靶、鉭靶和鎢鈦靶等。 目前,江豐電子的超高純金屬濺射靶材在7納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量供貨。2009年,江豐電子正式向中芯國(guó)際和臺(tái)積電兩大晶圓代工廠巨頭供貨。目前江豐電子的靶材進(jìn)入全球280多個(gè)芯片制造廠,公司生產(chǎn)的靶材純度已經(jīng)很高,其中銅純度≥99.9999%,鋁、鈦純度≥99.999%,鉭純度≥99.99%。 2017年,江豐電子鉭靶營(yíng)收1.46億元,占公司營(yíng)收比例約為26.55%,這是江豐電子收入最大的板塊。其次是鋁靶和鉭靶,這兩種靶材的營(yíng)收規(guī)模差不多,大約為1.42億元,占公司營(yíng)收的25.82%。而鈦靶的營(yíng)收大約為1億元。2018年,江豐電子的營(yíng)業(yè)收入為6.5億元,總資產(chǎn)14億,目前規(guī)模還比較小,還有很大成長(zhǎng)潛力。 另外一家芯片靶材公司是有研新材(600206)。1999年,由北京有色金屬研究總院旗下的半導(dǎo)體材料國(guó)家工程研究中心、紅外材料研究所及北京金鑫半導(dǎo)體改組設(shè)立有研硅股。 有研硅股一開(kāi)始主要從事單晶硅業(yè)務(wù)。2014年,有研硅股注入有研億金、有研稀土和有研光電等公司,于是公司業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型成為稀土、高純金屬靶材和光電材料業(yè)務(wù),這一年公司也改名為有研新材。 有研新材旗下子公司有研億金的高純金屬靶材實(shí)力國(guó)內(nèi)領(lǐng)先,目前有研億金已經(jīng)開(kāi)發(fā)了30多種金屬靶材。有研億金成立于2000年,2005年公司研制出4-6寸AI/Ti/Pt靶材。在2006年,有研億金推出6N超高純銅濺射靶材產(chǎn)品,打破國(guó)外壟斷。到2011年,有研億金成為中芯國(guó)際的供應(yīng)商。 有研億金除了經(jīng)營(yíng)靶材業(yè)務(wù),歷史上還有醫(yī)療業(yè)務(wù),不過(guò)在2016年有研億金將醫(yī)療器械業(yè)務(wù)分離出去,專心做好靶材。2018年,有研億金利潤(rùn)為3932萬(wàn),占到有研新材凈利潤(rùn)的50%,可見(jiàn)靶材已經(jīng)成為有研新材主要的業(yè)務(wù)。 有研億金高純金屬材料產(chǎn)量2016年為49.86噸,而到2018年,公司高純金屬材料產(chǎn)量就高達(dá)117.8噸,處于快速成長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。2019年,有研新材營(yíng)業(yè)收入高達(dá)105億元,利潤(rùn)先不說(shuō),規(guī)模至少上來(lái)了。 看完半導(dǎo)體材料市場(chǎng)的分析,是不是覺(jué)得:哎!造芯片,太不容易了。但正是因?yàn)椴蝗菀?,行業(yè)壁壘才高。而只有行業(yè)壁壘高,投資的確定性機(jī)會(huì)才大。半導(dǎo)體材料總體而言是市場(chǎng)規(guī)模小,種類多,但卻是制造芯片的關(guān)鍵。 由于半導(dǎo)體材料涉及公司非常多,我們也難以一一分析到。但我們認(rèn)為,一方面可以關(guān)注細(xì)分領(lǐng)域的龍頭。另外一方面,在各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域努力多翻石頭,一定能夠發(fā)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)標(biāo)的。 雖然半導(dǎo)體材料目前實(shí)力最強(qiáng)的依然是日本,但日本的下游衰敗和中國(guó)對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈安全的關(guān)注,使得自主可控將是一個(gè)可見(jiàn)的大趨勢(shì)。這次百年一遇的疫情,或許將成為中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)鏈整體崛起的一次黃金機(jī)會(huì)。

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原文標(biāo)題:芯片制造材料的國(guó)產(chǎn)替代到底有多重要?

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