全球半導體產業格局風云變幻,供應鏈安全成為各國競相布局的戰略高地。對中國而言,實現半導體產業鏈的自主可控,尤其是突破上游關鍵材料的瓶頸,是從根本上擺脫“卡脖子”困境的必由之路。可喜的是,在政策引導、資本投入與科研攻堅的多輪驅動下,我國在半導體新材料的研發與替代上已取得了一系列突破性進展。本期智東西內參將聚焦半導體產業鏈上游的“基石”——材料領域,系統梳理當前十大關鍵新材料的國產化替代現狀。
1. 大尺寸硅片:從追趕到并跑
硅片是芯片制造的基底材料,其中12英寸(300mm)大硅片是先進制程的主流。過去,該市場長期被信越化學、SUMCO等海外巨頭壟斷。如今,滬硅產業、中環股份等國內企業已實現12英寸硅片的規模化量產,并持續向更先進的邏輯與存儲芯片應用邁進,產能與技術水平穩步提升,初步滿足了國內fab廠的部分需求。
2. 第三代半導體材料(SiC/GaN):換道超車的機遇
以碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)為代表的寬禁帶半導體材料,在新能源汽車、5G通信、快充等領域展現巨大潛力。我國在此領域布局較早,天科合達、山東天岳在SiC襯底,三安集成、英諾賽科在GaN-on-Si外延及器件制造方面已形成一定產業規模,部分產品性能達到國際先進水平,成為我國半導體產業實現局部領先的重要突破口。
3. 光刻膠:攻堅高端壁壘
光刻膠是光刻工藝的核心耗材,技術壁壘極高,尤其是KrF、ArF等高端光刻膠。南大光電、上海新陽、晶瑞電材等國內廠商已在KrF光刻膠上取得客戶驗證并實現小批量供貨;在更先進的ArF光刻膠領域,研發與驗證正在緊鑼密鼓地進行。雖然與日本JSR、TOK等巨頭仍有差距,但國產化進程已駛入快車道。
4. 電子特氣:國產替代成果顯著
電子特種氣體廣泛應用于薄膜沉積、刻蝕、摻雜等工藝。經過多年發展,華特氣體、金宏氣體、南大光電等公司已成功突破多種高純電子特氣的提純與混配技術,部分產品純度達到6N(99.9999%)級以上,成功進入中芯國際、長江存儲等主流產線,替代率持續提高。
5. CMP拋光材料:從墊到液的全面突破
化學機械拋光(CMP)是實現晶圓全局平坦化的關鍵步驟。安集科技在拋光液領域已實現技術領先,其部分產品在邏輯和存儲芯片制程中成功替代國外供應商;鼎龍股份則在CMP拋光墊上打破國外壟斷,并獲得國內大產線的批量采購,實現了該環節材料的自主供應。
6. 靶材:已實現廣泛覆蓋
高純濺射靶材用于形成芯片內部的金屬導線。江豐電子、有研新材等企業已成為該領域的全球重要參與者,產品覆蓋鋁、鈦、銅、鉭等多種金屬及化合物靶材,技術達到國際先進水平,客戶遍及國內外主要半導體制造商,是我國半導體材料中替代較為成熟的環節之一。
7. 濕電子化學品:高純之路穩步前行
超凈高純試劑(如硫酸、氫氟酸、雙氧水等)用于清洗、蝕刻等濕法工藝。多氟多、晶瑞電材、江化微等公司不斷提升產品等級,部分關鍵產品已達SEMI G4/G5等級,能夠滿足先進制程的部分需求,國內市場占有率穩步提升。
8. 石英制品:從材料到部件的延伸
高純石英材料及制品(如石英舟、石英法蘭)是晶圓制造過程中重要的承載與耗材。菲利華、石英股份等公司在高純石英砂合成、石英制品加工方面具備深厚技術積累,產品已廣泛應用于國內半導體產線,支撐了熱加工、擴散等環節的穩定運行。
9. 光掩模版:本土化配套加速
光掩模版是光刻工藝的“底片”,技術密集。清溢光電、路維光電等國內掩模版企業已具備180nm及以上工藝節點的掩模版量產能力,并正在向更高階的130nm、90nm節點推進,為設計公司和fab廠提供了重要的本土化配套選擇。
10. 封裝材料:先進封裝驅動創新
隨著Chiplet、3D封裝等先進封裝技術興起,封裝材料成為新的焦點。在封裝基板、塑封料、底部填充膠、導熱界面材料等方面,興森科技、華海誠科、德邦科技等國內企業正加緊研發,部分產品已適配先進封裝需求,致力于構建完整的國產封裝材料體系。
與展望
中國半導體材料產業正經歷一場從“全面進口”到“多點突破”的深刻變革。在十大關鍵材料領域,國產化替代已全面鋪開,并在電子特氣、靶材、拋光材料等部分環節取得了市場主導或技術并跑的亮眼成績。我們也必須清醒認識到,在光刻膠、大硅片(最先進規格)、部分高端封裝材料等最尖端的“最后一公里”,與國際頂尖水平仍有差距,需要持續的研發投入、產業鏈協同與人才培養。
半導體材料的突破非一日之功,它是一座需要耐心、專注和長期主義去攀登的高峰。從材料開始,中國半導體產業正在夯實基礎,逐步構建起自主可控的供應鏈護城河。前路雖仍有挑戰,但方向已然清晰,步伐正在加快。真正的“不再被卡脖子”,正從這些基礎材料的點滴突破中,照進現實。
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更新時間:2026-01-07 01:38:24