CMP拋光材料的案例
中國半導體CMP拋光材料行業研究報告
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國產半導體材料的“芯”時代
來源：中信證券，作者王喆 袁健聰
芯片產業為皇冠明珠，半導體材料乃立足根本。2014年，國務院公布《國家集成電路產業發展推進綱要》，將發展集成電路產業上升為國家戰略，對上游材料提出發展目標，到2020年半導體材料進入國際采購體系。2017年我國集成電路市場規模14250.5億元，同比增長18.9%，在芯片設計、制造、封裝測試的銷售額達5411.3億元，5年年均復合增速20.2%。全球范圍內，中國半導體材料的銷售額占比逐年提升，2017年大陸地區銷售額76.2億美元，占全球市場16.2%。
國外企業占據絕對主導，半導體材料國產化率低。在前道晶圓制造材料和后道封裝材料上，國外企業均占據主導地位，15年，我國集成電路晶圓制造材料市場規模為317億元，封裝材料市場規模為274億元，國產化率整體小于20%。根據SEMI預測，至2018年，我國集成電路晶圓制造材料市場規模大約可達465億元，近5年年均復合增速在13%以上。
持續研發突破技術封鎖，材料格局悄然變化。硅片領域，我國6英寸以下硅片已實現自給，8英寸滿足10%需求，12英寸幾乎依賴進口，但目前上海新升開始12英寸硅片量產發貨。CMP材料領域，國產拋光墊市占率幾乎為0，17年鼎龍股份拋光墊產品打破國外壟斷，預計實現量產后國產化率有望快速提升。拋光液領域僅安集微電子具備生產8-12英寸芯片拋光液的能力。光刻膠領域，用于6英寸以下硅片的自給率約20%，而用于8-12英寸的基本依靠進口，蘇州瑞紅i線光刻膠實現量產，科華KrF光刻膠小規模供貨，ArF光刻膠進入研發階段。濕電子化學品領域，用于6英寸以下硅片的自給率80%，用于8英寸以上硅片制造的自給率為10%，整體國產化率為25%。光掩膜版、電子特種氣體、靶材的國產化率分別為20%、25%、10%。
展開 2026年越南國際半導體、光電及智能電子科技展覽會
展出范圍
半導體材料：硅片及硅基材料、硅晶圓、硅晶片、單晶硅、硅片、鍺硅材料、S01材料、太陽能電池用硅材料及化合物半導體材料、石英制品、石墨制品、防靜電材料、光刻膠及其配套試劑、晶圓膠帶、光掩膜版、電子氣體、特種化學氣體、CMP拋光材料、封裝基板、引線框架、鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、封測材料等。
晶圓制造及封裝：晶圓制造、SiP 封裝、硅晶圓及IC封裝載板、印制電路板、封裝基板和設備及組裝和測試等、封裝設計、測試、設備與應用制造與封測、EDA、MCU、印制電路板、封裝基板半導體材料與設備等。
集成電路制造技術：晶圓制造/代工、模擬集成電路、數/模混合集成電路；相關微處理器、存儲器、FPGA、分立器件、光電器件、功率器件、傳感器件等技術器件；集成電路終端產品。
半導體設備制造：封裝設備、擴散設備、焊接設備、清洗設備、測試設備、制冷設備、氧化設備、貼片機、單晶爐、氧化爐、研磨機、光刻機、刻蝕機、拋光機、離子注入設備、CVD/PVD設備、涂膠/顯影機、回流焊、波峰焊、探針臺、潔凈室設備等。
已布局越南市場的部分企業
國際巨頭：蘋果、三星、英特爾、諾基亞、高通、安靠、LG、佳能、松下、康寧、德州儀器、恩智浦等
中國大陸：立訊精密、TCL華星、新思、勝宏、建滔、龍旗、歌爾、環旭電子、舜宇、深超、賽伍等
臺灣地區：富士康、鴻海、友達光電、和碩科技、擎亞、英業達、四維精密等
日本企業：日東電工、住友電木、富士通、民幸、丸和、Fujikura、ORIX金融集團等
韓國企業：韓國IC、韓亞微米、BOS?、Hana Micron、SK海力士、Hayward Quartz?
展開 半導體材料全球格局
CMP拋光是目前唯一可以提供硅片全局平面化的技術。拋光機、拋光液和拋光墊是CMP工藝的三大關鍵要素，由于工藝制程和技術節點不同，每片晶圓在生產過程中都會經歷幾道甚至幾十道CMP拋光工藝，7nm以下邏輯芯片中CMP拋光步驟達到三十步，使用拋光液種類近三十種。
拋光液和拋光墊是易耗品。CMP的工作原理為將硅片放置在拋光墊上，在拋光液（
含有納米級SiO2、Al2O3等粒子
）的存在下，不斷旋轉，通過粒子的機械研磨和材料的化學反應同時進行，對材料表面進行平整。拋光墊通常由多孔性材料組成，表面有特殊溝槽，從而提高拋光的均勻性，通常拋光墊使用壽命為45至75小時。拋光墊和拋光液是CMP技術中兩種關鍵材料，根據安集科技招股書數據，兩者成本合計占拋光材料總成本的82%。
2016-2018全球CMP拋光材料規模（億美元）
全球拋光材料市場持續高速增長，2001-2018年，全球拋光材料市場規模復合增速達10.13%。根據卡博特官網公開披露數據，2018年全球拋光材料市場達20.1億美元，其中拋光墊市場為12.7億美元，拋光液市場為7.4億美元。預計2022年全球拋光材料市場將達26.1億美元。
其中，拋光墊是一種具有一定彈性且疏松多孔的材料，一般由含有填充材料的聚氨酯構成。拋光墊根據溝槽結構形式不同分為四個類別，每種結構的應用領域各有不同。
拋光墊上游原料為聚氨酯等基礎化工原料，不同拋光墊生產企業根據擁有的專利不同而選擇不同的拋光材料。
展開 
富士電子材料宣布在臺灣擴產CMP研磨液
CINNO Research產業資訊，日本富士膠片株式會社（FUJIFILM）近日官網披露消息稱，為進一步推動本公司電子材料事業部發展，由旗下子公司臺灣本土法人FUJIFILM Electronic Materials Taiwan Co., Ltd.（總部：臺灣省新竹市，總經理：Alex Chang，以下簡稱為：“FETW”）在臺灣新竹市購得新土地并建新工廠，用于生產CMP拋光液以及光刻周邊相關材料。新工廠計劃在2026年春季開始稼動。
此外，富士膠片還將通過引進新設備以擴充臺灣第三工廠（位于臺灣省臺南市）的產能。目前，該工廠內在建中的新廠房計劃于2024年春季開始稼動，用于生產CMP拋光液。此次，富士膠片計劃投資150億日元（約人民幣7.68億元）用于建設新工廠和對現有工廠設備擴充。
基于5G/6G通信技術的高速化和大容量化發展、無人駕駛的普及、元宇宙的加速發展等背景之下，半導體性能將愈來愈高，預計其市場每年將以10%的速度增長。
富士膠片產品陣容豐富，涵蓋半導體工藝前后制程，如光刻膠（Photoresist）、光刻（Photo Lithography）相關材料、CMP拋光液、CMP后清洗材料、薄膜形成材料、聚酰亞胺（Polymide）等。
展開 參加 2024年越南國際半導體材料及集成電路展覽會 打開東盟熱門市場
等
展出范圍
半導體材料：硅片及硅基材料、硅晶圓、硅晶片、單晶硅、硅片、鍺硅材料、S01材料、太陽能電池用硅材料及化合物半導體材料、石英制品、石墨制品、防靜電材料、光刻膠及其配套試劑、晶圓膠帶、光掩膜版、電子氣體、特種化學氣體、CMP拋光材料、封裝基板、引線框架、鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、封測材料等。
晶圓制造及封裝：晶圓制造、SiP 封裝、硅晶圓及IC封裝載板、印制電路板、封裝基板和設備及組裝和測試等、封裝設計、測試、設備與應用制造與封測、EDA、MCU、印制電路板、封裝基板半導體材料與設備等。
集成電路制造技術：晶圓制造/代工、模擬集成電路、數/模混合集成電路；相關微處理器、存儲器、FPGA、分立器件、光電器件、功率器件、傳感器件等技術器件；集成電路終端產品。
半導體設備制造：封裝設備、擴散設備、焊接設備、清洗設備、測試設備、制冷設備、氧化設備、貼片機、單晶爐、氧化爐、研磨機、光刻機、刻蝕機、拋光機、離子注入設備、CVD/PVD設備、涂膠/顯影機、回流焊、波峰焊、探針臺、潔凈室設備等。
中國地區代理：廣州勵智穎展覽服務有限公司
聯 系 人：許志龍：137-6332-0311（同威信）
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展開 臺積電的半導體之刃還能揮舞多久？
2、供應鏈
臺積電要制造芯片，就需要有半導體材料和半導體制造設備。而這一些都是臺積電的供應鏈，他們的發展和供貨也會制約著臺積電的“半導體之刃”。
① 半導體材料
芯片制造中最重要的材料就是高純度的單晶硅。要達到芯片制造使用，純度最低要求都是6個9。而現在市面上主流的7nm芯片，用到的單晶硅已經需要去到11個9得級別。而這些技術基本掌握在德國、日本和中國臺灣手中。
除了單晶硅材料，芯片制造還需要濺射靶材、光刻膠、CMP拋光材料、光罩等等高尖端材料。這些先進材料大部分都掌控在美國、日本手里。臺積電也得找它們購買。所以，臺積電也受制于人。
② 制造設備
芯片制造設備主要涉及蝕刻機、光刻機。但最為高尖端的就是光刻機。要生產5nm及以下芯片，必須要用到EUV極紫外光刻機，而這款被稱為“半導體工業皇冠上的明珠”卻基本壟斷在荷蘭ASML公司手里。臺積電雖然和ASML關系很好，但始終也還是有求于它。而ASML制造EUV光刻機又需要用到多國的高尖端配件。
★小結
從供應鏈來看，臺積電的半導體材料和制造設備也是受限于別人。如果它們掐住臺積電，臺積電也無法揮舞“半導體之刃”。就好比國內的中芯國際，因為這些限制，很多工藝都無法實現。但臺積電目前和這些上游供應鏈都保持了良好的關系，暫未打破平衡。預計只要臺積電依然保持工藝領先，又不出現重大問題，也是可以繼續保持10年左右。
展開 為什么說光刻膠對中國半導體至關重要？
關鍵半導體材料自主研發，前途光明但道路曲折。
全行業“缺芯”，缺的到底是什么？
高盛報告指出，全球有多達169個行業不同程度地受到芯片短缺的影響。
“缺芯”已然成為老生常談。在全球疫情嚴峻導致產能利用率不足、中美貿易摩擦加劇，疊加自然災害導致芯片交期延長等因素影響下，芯片短缺的困境并未得到紓解，反有蔓延至各大電子制造業的趨勢。
產能不足的問題也從晶圓制造傳導至上游原材料和設備、下游封裝測試，乃至整個半導體制造產業鏈。
而產能不足的背后，實際反映了先進及成熟半導體制程產能集中在少數企業的問題。
據IC Insights數據，全球前十大晶圓廠產能集中度由2009年的54％提升至2020年的70％，前二十五大晶圓廠產能集中度由2009年的78％提升到了2020年的89％。
除了晶圓制造環節，半導體原材料和設備的國產化進程同樣決定了產業鏈的自主可控程度，只有不斷減少產業配套的對外依賴度，我國半導體產業鏈的安全性才能獲得切實保障。
2014年6月，國務院發布的《國家集成電路產業發展推進推進綱要》指出，集成電路產業一直是我國的“卡脖子”問題之一，其中核心耗材半導體光刻膠等產品領域存在明顯“受制于人”的問題。
據公開資料顯示，中國在包括光刻膠、CMP拋光材料、濺射靶材等在內的半導體制造材料上，對外依存度達80％以上，在封裝基板、電鍍液、超純試劑等材料領域則僅實現一小部分國產替代。
光刻膠是集成電路最核心的材料之一，其質量和性能與電子器件良品率、器件性能以及器件可靠性直接相關。
由此，光刻膠行業具有極高的技術、資金和客戶壁壘，長期呈現寡頭壟斷的局面。
展開 臺積電的半導體之刃還能揮舞多久？
2、供應鏈
臺積電要制造芯片，就需要有半導體材料和半導體制造設備。而這一些都是臺積電的供應鏈，他們的發展和供貨也會制約著臺積電的“半導體之刃”。
① 半導體材料
芯片制造中最重要的材料就是高純度的單晶硅。要達到芯片制造使用，純度最低要求都是6個9。而現在市面上主流的7nm芯片，用到的單晶硅已經需要去到11個9得級別。而這些技術基本掌握在德國、日本和中國臺灣手中。
除了單晶硅材料，芯片制造還需要濺射靶材、光刻膠、CMP拋光材料、光罩等等高尖端材料。這些先進材料大部分都掌控在美國、日本手里。臺積電也得找它們購買。所以，臺積電也受制于人。
② 制造設備
芯片制造設備主要涉及蝕刻機、光刻機。但最為高尖端的就是光刻機。要生產5nm及以下芯片，必須要用到EUV極紫外光刻機，而這款被稱為“半導體工業皇冠上的明珠”卻基本壟斷在荷蘭ASML公司手里。臺積電雖然和ASML關系很好，但始終也還是有求于它。而ASML制造EUV光刻機又需要用到多國的高尖端配件。
★小結
從供應鏈來看，臺積電的半導體材料和制造設備也是受限于別人。如果它們掐住臺積電，臺積電也無法揮舞“半導體之刃”。就好比國內的中芯國際，因為這些限制，很多工藝都無法實現。但臺積電目前和這些上游供應鏈都保持了良好的關系，暫未打破平衡。預計只要臺積電依然保持工藝領先，又不出現重大問題，也是可以繼續保持10年左右。
展開 2026 武漢半導體技術博覽會（OVC）︱聚焦半導體晶圓制造裝備、零部件、材料、先進封裝、IC設計、第三代半導體等重點領域
※ 展示范圍
IC 設計、芯片：
IC及相關電子產品設計、人工智能芯片、電源管理芯片、物聯網芯片、5G通信芯片及方案、汽車電子芯片、安全控制芯片、數模混合通訊射頻芯片、存儲芯片、LED照明及顯示驅動類芯片等;
晶圓制造及封裝：
晶圓制造、SiP先進封裝、OSATs、EMS、OEMs、IDM、硅晶圓及IC封裝載板、印制電路板、封裝基板和設備及組裝和測試等、封裝設計、測試、設備與應用制造與封測、EDA、MCU、印制電路板、封裝基板半導體材料與設備等；
第三代半導體：
第三代半導體碳化硅SiC、氮化鎵GaN、晶圓、襯底、封裝、測試、光電子器件、(發光二極管LED、激光器LD、探測器紫外)、電力電子器件 (二極管、MOSFET、JFET、BJT、IGBT、GTO、ETO、SBD、HEMT等)、微波射頻器件(HEMT、MMIC)等；
半導體設備：
減薄機、單晶爐、研磨機、熱處理設備、光刻機、刻蝕機、離子注入設備、CVD/PVD設備固晶機、等離子清洗設備、切割機、裝片機、鍵合機、焊線機、回流焊,波峰焊、測試機、分選機、耦合機、載帶成型機、檢測設備、恒溫恒濕試驗箱、傳感器、封裝模具、測試治具、精密滑臺、步進電機、閥門、探針臺、潔凈室設備、水處理等;
半導體材料：
硅晶圓、硅晶片、光刻膠、晶圓膠帶、光掩膜版、電子氣體、CMP拋光材料、光阻材料、濕電子化學品、濺射靶材、封測材料、切片、磨片、拋光片、薄膜等.
※ 主辦方將舉辦豐富多彩的同期論壇活動
展會同期舉辦各種主題的技術論壇，以配合各個展區展示產品。
展開 橡膠、塑料零部件材料表面怎樣研磨拋光去除合模線、飛邊、毛刺？
粗磨后橡膠表面要磨出亮度，需要用到高比重，不帶切削力的研磨材料來拋光才能達到效果，而且需要慢工出細活，所以采用滾桶式的研磨光飾機器。
橡膠暴露在水和空氣中會很容易再次老化。因此拋光后我們需要馬上烘干水份。
6. 最后總結
在這個案例中，我們展示了一個用球形棕剛玉拋磨塊和高密度的高頻瓷研磨石進行橡膠O型圈表面去合模線、飛邊、毛刺的工藝過程。
這個工藝也同樣適用硅膠, ABS、氟膠,丁晴膠,鐵氟龍等材料生產的注塑件、3D打印件、紀念品、工藝禮品等產品的去合模線、飛邊、毛刺研磨拋光。
更多產品研磨拋光工藝解決方案， 請搜： 星科研工場
展開 
砥礪前行的國內光刻膠
光刻膠等半導體材料供應商將有望受益于擴產浪潮。
全球8英寸晶圓廠月產能（千片）：
全球晶圓廠持續擴產：
需求端|中國半導體材料市場突飛
猛進，光刻膠增長強勁
全球半導體材料市場規模：半導體材料分為前道晶圓制造材料和后道封裝材料兩類，以前者為主，主要包括硅片、光刻膠、掩膜版、濺射靶材、電子特氣、濕電子化學品、CMP拋光材料等。
根據SEMI的數據，2020年，全球半導體材料市場規模增長至553.1億美元，其中晶圓制造材料為349億美元；中國大陸市場規模快速增長至97.6億美元，首次成為全球第二大市場，增速12%，增幅躍居全球第一。
光刻膠增長強勁：在晶圓制造材料細分市場中，增長最為強勁的是光刻膠和光刻膠配套材料、濕化學品以及CMP拋光材料。據統計，光刻膠和光刻膠配套試劑分別占晶圓制造材料市場的6%和8%。
全球半導體材料市場規模（億美元）：
2020年晶圓制造材料市場結構：
行業趨勢|光刻膠市場結構
變化，EUV增速最快
全球半導體光刻膠市場呈結構性增長，據TECHCET數據顯示，2020年和2021年，用于KrF和ArF i的光刻膠市場較高，而EUV的應用范圍正在從邏輯芯片擴展到DRAM，預計2021年EUV光刻膠市場超過2000萬美元，到2025年將超過2億美元，年復合增速超過50%。然而目前，EUV光刻膠的市場幾乎被日本的TOK、信越化學和JSR三分天下。
展開 金剛石超硬合成材料制品去除毛刺氧化皮自動拋光工藝方法
金剛石超硬材料零件拋光后效果
5. 附加說明
此金剛石超硬材料零部件屬于小型精密產品，因此粗磨拋光機器采用 高能離心式研磨拋光機，研磨力度大，切削效率高。金剛石屬于超硬材料，硬度高，因此粗磨采用切削力比重切削的棕剛玉還要高的碳化硅磨料，可以達到快速去毛刺除氧化層的作用。
精磨采用輕切削力的精密研磨拋光磨料，磨料砂粒度小，可以進一步降低表面粗糙度。
6. 最后總結
在這個案例中，我們展示了一個激光切割金剛石超硬材料零部件產品外表面的自動化去毛刺及鋸齒形波浪紋路、除氧化皮研磨拋光的工藝過程。
如果您有等離子、水刀、線切割等精密五金配件、加工件或以下產品去毛刺研磨拋光方面的問題需要專業技術支持，可以參考上述案例：
金剛石如何打磨
金剛石怎樣拋光
金剛石去毛刺的方法
金剛石是什么切割打磨的
金剛石制品去毛刺拋光工藝方法
金剛石材料去毛刺拋光工藝方法
金剛石零部件去毛刺拋光工藝方法
金剛石鏡面研磨拋光
激光切割去毛刺機
激光切割毛刺怎么去除
激光機切割有毛刺怎么解決
激光切割出現鋸齒波浪
激光打孔毛刺怎么處理
高硬度材料用什么方法去毛刺
超硬材料拋光方法
展開 高分子材料零件快速自動化去毛刺、飛邊、合模線研磨拋光工藝
粗磨后橡膠表面要磨出亮度，需要用到高比重，不帶切削力的研磨材料來拋光才能達到效果，而且需要慢工出細活，所以采用滾桶式的研磨光飾機器。
橡膠暴露在水和空氣中會很容易再次老化。因此拋光后我們需要馬上烘干水份。
6. 最后總結
在這個案例中，我們展示了一個用球形棕剛玉拋磨塊和高密度的高頻瓷研磨石進行橡膠O型圈表面去合模線、飛邊、毛刺的工藝過程。
這個工藝也同樣適用硅膠, ABS、氟膠,丁晴膠,鐵氟龍等材料生產的注塑件、3D打印件、紀念品、工藝禮品等產品的去合模線、飛邊、毛刺研磨拋光。
更多產品研磨拋光工藝解決方案， 請搜： 星科研工場
展開 報告(可下載) | 半導體行業新材料研究
導讀
本期分享的專題為“半導體行業新材料”，具體內容如下：
1.半導體晶圓制造產能向中國轉移，國內半導體制造材料迎來發展機遇
2.硅片：材料市場占比最高，大硅片發展空間大
3.光掩膜及光刻膠：光刻技術關鍵材料，國產替代待進一步突破
4.濺射靶材：發展較快，國內產品達領先制程要求，國產化率高于 30%
5.電子特氣、CMP 拋光材料、濕化學品：20%左右國產化率，國產替代將持續推進
6.石英材料：貫穿半導體制造全程，下游半導體、光通訊、光伏產業發展將推動行業快速上行
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