半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是國家的命脈產(chǎn)業(yè)，然而其核心材料、器件、設(shè)備幾乎全部依賴進口。據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示，全球半導(dǎo)體材料的市場需求超400億美元，中國地區(qū)的需求占到了全球需求的50%以上，超200億美元。目前有32%的半導(dǎo)體關(guān)鍵材料在我國仍為空白，70%左右依賴進口。
以下是半導(dǎo)體材料進口替代的市場空間數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顯示，半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化率普遍偏低，進口替代空間巨大。
表1 半導(dǎo)體材料進口替代市場數(shù)據(jù)
Source：公開資料整理
半導(dǎo)體產(chǎn)品的加工工序多，在制造過程中需要大量的半導(dǎo)體材料和設(shè)備。以下以最為復(fù)雜的晶圓制造（前道）和傳統(tǒng)封裝（后道）工藝為例，說明制造過程所需要的材料和設(shè)備。
圖1 半導(dǎo)體產(chǎn)品制作流程
Source：來源于網(wǎng)絡(luò)公開資料，新材料在線?制圖
按照產(chǎn)業(yè)鏈的邏輯，半導(dǎo)體材料主要分為襯底材料（單晶硅、氮化硅等）、工藝材料(包括光刻膠、掩膜版、工藝化學(xué)品、電子氣體、拋光材料、靶材)以及封裝材料三大板塊。其中襯底材料、工藝材料和封裝材料比例約為1：2：2。新材料在線?選取了8大高度依賴進口的半導(dǎo)體材料進行了解析。
硅片也稱硅晶圓，是制造半導(dǎo)體芯片最重要的基本材料，其最主要的原料為單晶硅。硅片直徑越大，其所能刻制的集成電路則越多，芯片的成本也隨之降低。大尺寸硅片對技術(shù)的要求很高，良品率極低，企業(yè)進入壁壘極高，全球大硅片市場形成寡頭壟斷的競爭格局。目前中國大陸自主生產(chǎn)的硅片以6英寸（150mm）為主，產(chǎn)品主要應(yīng)用領(lǐng)域仍然是光伏和低端分立器件制造，8英寸（200mm）和12英寸（300mm）的大尺寸集成電路級硅片依然嚴重依賴進口。
▉ 全球大硅片產(chǎn)業(yè)競爭格局 ▉
集成電路用硅片是制造技術(shù)門檻極高的尖端高科技產(chǎn)品，全球只有大約10家企業(yè)能夠制造，市場基本被日韓廠商壟斷。
表2 全球知名大硅片制造企業(yè)競爭格局及主營產(chǎn)品
表3 2018年中國大尺寸硅片在建產(chǎn)能
光刻膠是微電子技術(shù)中微細圖形加工的關(guān)鍵材料之一，其成本約占整個芯片制造工藝的30%，耗費時間約占整個芯片制造工藝的40%-60%，是半導(dǎo)體制造中最核心的工藝。
目前國內(nèi)光刻膠自給率僅10%，主要集中于技術(shù)含量相對較低的PCB領(lǐng)域。6英寸硅片的g/i線光刻膠的自給率約為20%，8英寸硅片的KrF光刻膠的自給率不足5%，12寸硅片的ArF光刻膠目前尚無國內(nèi)企業(yè)可以大規(guī)模生產(chǎn)。
▉ 全球光刻膠產(chǎn)業(yè)競爭格局 ▉
Source：產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)、國海證券研究院
利用離子源產(chǎn)生的離子轟擊固體表面，使固體表面的原子離開固體并沉積在基底表面，被轟擊的固體稱為濺射靶材, 是集成電路制造過程中的關(guān)鍵材料，根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，分為半導(dǎo)體靶材、面板靶材、光伏靶材等。高純?yōu)R射靶材制造環(huán)節(jié)技術(shù)門檻高、設(shè)備投資大，在濺射靶材產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的企業(yè)數(shù)量呈現(xiàn)金字塔型分布，半導(dǎo)體濺射靶材行業(yè)集中度很高，前五大廠商占比超過80%。具有規(guī)?；a(chǎn)能力的企業(yè)數(shù)量相對較少，主要分布在美國、日本等國家和地區(qū)。
▉ 全球靶材產(chǎn)業(yè)企業(yè)競爭格局 ▉
碳化硅功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈主要包含單晶材料、外延材料、器件、模塊和應(yīng)用這幾個環(huán)節(jié)。碳化硅單晶是碳化硅功率半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，質(zhì)量、大尺寸的碳化硅單晶材料是碳化硅技術(shù)發(fā)展首要解決的問題，持續(xù)增大晶圓尺寸、降低缺陷密度（微管、位錯、層錯等）是其重點發(fā)展方向。
碳化硅單晶材料主要有導(dǎo)通型襯底和半絕緣襯底兩種, 是第三代半導(dǎo)體材料技術(shù)成熟度最高的材料，目前基本被國外企業(yè)壟斷。
高導(dǎo)通型襯底材料是制造碳化硅功率半導(dǎo)體器件的基材。半絕緣襯底具備高電阻的同時可以承受更高的頻率，因此在5G通訊和新一代智能互聯(lián)，傳感感應(yīng)器件上具備廣闊的應(yīng)用空間。
▉ 全球氮化硅單晶產(chǎn)業(yè)競爭格局 ▉
國內(nèi)主要碳化硅單晶襯底材料企業(yè)和研發(fā)機構(gòu)已經(jīng)具備了成熟的4英寸零微管碳化硅單晶產(chǎn)品，并已經(jīng)研發(fā)出了6英寸單晶樣品，但是在晶體材料質(zhì)量和產(chǎn)業(yè)化能力方面距離國際先進水平存在一定差距。
精細金屬掩膜版（Fine Metal Mask，簡稱FMM）是OLED蒸鍍工藝中的消耗性核心零部件，主要材料是金屬或金屬+樹脂。其主要作用是在在OLED生產(chǎn)過程中沉積RGB有機物質(zhì)并形成像素，在需要的地方準確和精細地沉積有機物質(zhì)，提高分辨率和良率。
如果需要制造高精度FMM，就需要更高級的INVAR合金（Super INVAR alloy）。現(xiàn)在市面上唯一能提供滿足FMM使用要求的Super INVAR alloy合金廠商是Hitachi Metals。目前國內(nèi)FMM材料處于初始研發(fā)階段，并不具備量產(chǎn)條件。
濕電子化學(xué)品指為微電子、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，是集成電路工藝制程中的關(guān)鍵性基礎(chǔ)化工材料。不同線寬的集成電路制程工藝中必須使用不同規(guī)格的超凈高純試劑進行蝕刻和清洗，其關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)包括混配技術(shù)、分離技術(shù)、純化技術(shù)以及與其生產(chǎn)相配套的分析檢驗技術(shù)、環(huán)境處理與監(jiān)測技術(shù)等、包裝技術(shù)等。在半導(dǎo)體濕化學(xué)品供應(yīng)商方面，市場份額主要掌握在歐美、日本、韓國等國家的企業(yè)手中，高端產(chǎn)品市場依賴進口。
▉ 全球濕電子化學(xué)品產(chǎn)業(yè)競爭格局 ▉
在半導(dǎo)體濕化學(xué)品供應(yīng)商方面，市場份額主要掌握在歐美、日本、韓國等國家的企業(yè)手中，包括德國巴斯夫，美國亞什蘭化學(xué)、Arch 化學(xué)，日本關(guān)東化學(xué)、三菱化學(xué)、京都化工、住友化學(xué)、和光純藥工業(yè)，臺灣鑫林科技，韓國東友精細化工等，上述公司占全球市場份額的85%以上。
表11 全球濕電子化學(xué)品主要生產(chǎn)企業(yè)
▉ 國內(nèi)濕電子化學(xué)品知名企業(yè) ▉
濕電子化學(xué)品領(lǐng)域與國外尚有較大差距，高端市場主要集中在美、日、歐等少數(shù)大廠商手中，比如在對電子化學(xué)品純度等級要求較高的半導(dǎo)體和平板顯示領(lǐng)域，我國內(nèi)資企業(yè)市場占有率僅達到 25%左右。
表12 國內(nèi)濕電子化學(xué)品知名企業(yè)
電子氣體是指用于半導(dǎo)體及相關(guān)電子產(chǎn)品生產(chǎn)的特種氣體，被廣泛應(yīng)用于國防軍事、航空航天、新型太陽能電池、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域，是電子工業(yè)體系的核心關(guān)鍵原材料之一，市場準入條件高。其行業(yè)技術(shù)壁壘在于從生產(chǎn)到分離提純以及運輸供應(yīng)階段，一直受到歐美發(fā)達國家的技術(shù)封鎖。電子特種氣體行業(yè)集中度高，美電子特種氣體行業(yè)集中度高，美國氣體化工、美國普萊克斯、法國液化空氣、日本大陽日酸株式會社和德國林德集團五家公司壟斷全球特種氣體91%的市場份額。國內(nèi)企業(yè)主要集中在中低端市場。
▉ 全球電子特種氣體產(chǎn)業(yè)競爭格局 ▉
▉ 國內(nèi)電子特種氣體知名企業(yè) ▉
表14 國內(nèi)電子特種氣體知名企業(yè)
化學(xué)機械拋光（CMP）是集成電路制造過程中實現(xiàn)晶圓全局均勻平坦化的關(guān)鍵工藝，是通過化學(xué)作用和機械研磨的組合技術(shù)來實現(xiàn)晶圓表面微米/納米級不同材料的去除，從而達到晶圓表面的高度（納米級）平坦化效應(yīng)。拋光材料是 CMP 工藝過程中必不可少的耗材，具有技術(shù)壁壘高，客戶認證時間長的特點，一直以來處于寡頭壟斷的格局。根據(jù)功能的不同，拋光材料可劃分為拋光墊、拋光液、調(diào)節(jié)器、以及清潔劑等，主要以拋光液和拋光墊為主。全球芯片拋光液市場主要被在美國、日本、韓國企業(yè)所壟斷。全球 CMP 拋光墊幾乎全部被陶氏所壟斷，占據(jù)80%的市場。
▉ 全球CMP材料產(chǎn)業(yè)競爭格局 ▉
全球芯片拋光液市場主要被美國、日本、韓國等企業(yè)壟斷，占全球高端市場份額90%以上。CMP拋光墊方面，陶氏杜邦占79%的市場份額。
拋光液方面，目前中國在不銹鋼、鋁、鎢等中低端領(lǐng)域拋光液基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。安集微電子率先在高品質(zhì)拋光液技術(shù)方面打破國外壟斷，進入晶圓拋光液領(lǐng)域。拋光墊方面，中國企業(yè)在高端拋光墊市場幾乎屬于空白，近年來鼎龍股份逐步取得突破。
