把握新形勢(shì)，抓住新機(jī)遇——半導(dǎo)體材料國(guó)產(chǎn)化迫在眉睫
發(fā)布時(shí)間：2019-08-30
新材料，制造業(yè)的幕后英雄。工業(yè)制造，材料先行。新材料作為高新技術(shù)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，與信息技術(shù)、生物技術(shù)一并成為二十一世紀(jì)最重要和最具發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域，是實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的奠基石和各個(gè)領(lǐng)域孕育新技術(shù)、新產(chǎn)品、新裝備的“搖籃”。半導(dǎo)體材料作為新材料的重要組成部分，是世界各國(guó)為發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)而關(guān)注的重中之重，它支撐著電子信息產(chǎn)業(yè)自主安全地發(fā)展，對(duì)于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)及國(guó)防建設(shè)具有重要意義。近年來(lái)，在各方共同努力下，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)取得較大進(jìn)步，但整體發(fā)展仍顯滯后，特別是高端領(lǐng)域，與國(guó)外先進(jìn)差距明顯，在半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展新形勢(shì)、新機(jī)遇下，配套材料國(guó)產(chǎn)化迫在眉睫！
新材料發(fā)展滯后于制造業(yè)，“等米下鍋”現(xiàn)象突出
日前工信部王江平副部長(zhǎng)在出席第五屆中國(guó)國(guó)際新材料產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)時(shí)發(fā)表講話指出，“工業(yè)界必須把新材料產(chǎn)業(yè)放在更加突出的位置，不斷深化其戰(zhàn)略性、緊迫性的認(rèn)識(shí)，抓緊工作、快速突破。”
王江平強(qiáng)調(diào)，要加快實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，就必須夯實(shí)新材料產(chǎn)業(yè)這一重要基礎(chǔ)。沒(méi)有質(zhì)量過(guò)硬、性能高超的材料，再先進(jìn)的設(shè)計(jì)和構(gòu)想都難以實(shí)現(xiàn)。如，高溫合金與功能涂層材料是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵支撐，電子化學(xué)品是集成電路制造不可或缺的材料，碳纖維復(fù)合材料、高強(qiáng)輕型合金等是大飛機(jī)等高端裝備的基礎(chǔ)，新型電池材料決定著新能源汽車的續(xù)航能力和快充實(shí)效，高性能材料支撐著高速鐵路的質(zhì)量和安全，等等。
王江平表示，新材料從研究發(fā)現(xiàn)到成熟應(yīng)用是個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，周期少則幾年，多則十幾年。發(fā)達(dá)國(guó)家往往實(shí)行“研發(fā)一批、儲(chǔ)備一批、應(yīng)用一批”的材料先行戰(zhàn)略。但在我國(guó)，材料發(fā)展一直滯后于裝備制造，影響重大工藝的提升，重大裝備、重大工程往往最后才確定材料方案。由于很多新材料國(guó)內(nèi)尚未突破,重大裝備、重大工程“等米下鍋”的現(xiàn)象非常突出?！瓣P(guān)鍵材料不突破，先進(jìn)制造就是空中樓閣?！蓖踅綇?qiáng)調(diào)。
當(dāng)前我國(guó)處于制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，他指出，國(guó)家新材料專家咨詢委近期梳理了70余種關(guān)鍵短板新材料，結(jié)果表明我國(guó)在新材料發(fā)展方面存在不少的短板和空白。當(dāng)前，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體仍處于爬坡上坎的階段，與建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的要求相比，關(guān)鍵材料“卡脖子”問(wèn)題還廣泛存在，這與世界第一原材料工業(yè)大國(guó)的地位不匹配，不能很好支撐我國(guó)門類齊全的工作體系。
鑒于此，針對(duì)下一步發(fā)展思路，王江平強(qiáng)調(diào)，要加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，在政策上協(xié)同，在資金投入上加大力度。一是加強(qiáng)政策統(tǒng)籌，可以建立區(qū)域內(nèi)相關(guān)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機(jī)制，緊緊圍繞新材料的重點(diǎn)產(chǎn)品、企業(yè)等開展工作，特別要把集成電路材料作為當(dāng)前發(fā)展重點(diǎn)。二是加大推廣應(yīng)用，繼續(xù)擴(kuò)大保險(xiǎn)試點(diǎn)，開展相關(guān)重大政策研究，出臺(tái)促進(jìn)新材料盡早應(yīng)用的相關(guān)政策。三是推進(jìn)重點(diǎn)產(chǎn)品建設(shè)，繼續(xù)推動(dòng)生產(chǎn)應(yīng)用平臺(tái)，向新能源、汽車材料、集成電子材料等擴(kuò)展。
實(shí)際上，為貫徹實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，加快推進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，2016年國(guó)務(wù)院就專門成立了國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)小組，旨在審議推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總體部署、重要規(guī)劃，統(tǒng)籌研究重大政策、重大工程和重要工作安排，協(xié)調(diào)解決重點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題，指導(dǎo)督促各地區(qū)、各部門扎實(shí)開展工作。領(lǐng)導(dǎo)小組自成立以來(lái)，多次對(duì)新材料領(lǐng)域關(guān)鍵材料進(jìn)行了重點(diǎn)支持，半導(dǎo)體材料作為核心材料之一，被列為優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)。
半導(dǎo)體市場(chǎng)再創(chuàng)新高，產(chǎn)業(yè)向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移
在技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)的大背景下，中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)近年來(lái)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展，2017年中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模為16708.6億元，同比增長(zhǎng)17.9%，再創(chuàng)新高。
在《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》和大基金的“政策+資金”雙重驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)保持良好發(fā)展態(tài)勢(shì)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模繼續(xù)擴(kuò)大，發(fā)展質(zhì)量持續(xù)改善，競(jìng)爭(zhēng)能力不斷提升。自2014年9月，大基金成立至2018年3月，大基金累計(jì)有效決策投資67個(gè)項(xiàng)目，累計(jì)項(xiàng)目承諾投資額1188億元，實(shí)際出資818億元，分別占一期募資總額的86%和61%。投資項(xiàng)目覆蓋了集成電路設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試、裝備、材料、生態(tài)建設(shè)等各環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)鏈上的完整布局。
目前，國(guó)內(nèi)IC設(shè)計(jì)業(yè)產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)速度繼續(xù)高于全球發(fā)展，保持全球Fabless業(yè)第二。2017年，我國(guó)IC設(shè)計(jì)業(yè)增長(zhǎng)率為26.1%，相比全球11.3%的增長(zhǎng)率，高出14.8個(gè)百分點(diǎn)。同期，占全球設(shè)計(jì)業(yè)比重為31.7%，相比2016年的26.2%，提升5.5個(gè)百分點(diǎn)。
本土晶圓制造產(chǎn)能放量在即，半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移趨勢(shì)明確。一方面，國(guó)內(nèi)晶圓制造廠中芯國(guó)際、上海華虹、長(zhǎng)江存儲(chǔ)等內(nèi)資企業(yè)在未來(lái)2年內(nèi)將有多條產(chǎn)線投產(chǎn)，另一方面，海力士、三星電子等外資企業(yè)也在中國(guó)投放新的產(chǎn)線。2017-2020年是晶圓廠投資的高峰期。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這四年內(nèi)，將有20條12英寸晶圓產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。全部投產(chǎn)后，中國(guó)的12英寸晶圓產(chǎn)能將領(lǐng)先臺(tái)灣與韓國(guó)。
封測(cè)產(chǎn)業(yè)方面，中國(guó)臺(tái)灣、美國(guó)、中國(guó)大陸三足鼎立之勢(shì)基本成型。臺(tái)灣仍是全球芯片封測(cè)代工實(shí)力最強(qiáng)的區(qū)域，占據(jù)一半以上市場(chǎng)份額。而美國(guó)由于擁有眾多的IDM 龍頭企業(yè)，在全球封測(cè)產(chǎn)業(yè)中也占據(jù)重要地位。同時(shí)，隨著近年大陸封測(cè)企業(yè)的崛起，大陸也已成為封測(cè)產(chǎn)業(yè)重要的參與者。
分立器件產(chǎn)業(yè)來(lái)看，目前，全球半導(dǎo)體分立器件主要以美日歐企業(yè)為主，高端市場(chǎng)幾乎被這三大主力國(guó)壟斷。在高端半導(dǎo)體分立器件領(lǐng)域，由于國(guó)內(nèi)廠商尚未形成規(guī)模效應(yīng)與集群效應(yīng)，所以其生產(chǎn)仍以“代工”模式為主。
盡管如此，近年來(lái)隨著智能手機(jī)、軌道交通、新能源、混合動(dòng)力汽車、LED照明、便攜醫(yī)療電子等新型應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展，以及國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策對(duì)新興領(lǐng)域的大力扶持和對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)改造，為我國(guó)分立器件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了前所未有的發(fā)展動(dòng)力。中國(guó)半導(dǎo)體分立器件的全球話語(yǔ)權(quán)正在穩(wěn)步提升，目前已是全球最大的分立器件市場(chǎng)。
光電器件產(chǎn)業(yè)來(lái)看，我國(guó)半導(dǎo)體光電器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭良好，產(chǎn)業(yè)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)。在“國(guó)家半導(dǎo)體照明工程”的推動(dòng)下，目前已形成了上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚(yáng)州和石家莊七個(gè)半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)基地。長(zhǎng)三角、珠三角、閩三角以及北方地區(qū)則成為中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的聚集地。
半導(dǎo)體材料部分領(lǐng)域取得突破，但整體差距仍明顯
半導(dǎo)體材料作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要支撐，其發(fā)展程度直接影響著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的整體水平。半導(dǎo)體加工制造所需材料主要包括晶圓制造材料與封裝材料兩大類。晶圓制造材料包括硅片、光刻膠、光掩模、電子特氣、濕化學(xué)品、濺射靶材、CMP拋光材料等，2017年國(guó)內(nèi)晶圓制造材料總體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到24.78億美元；封裝材料包括引線框架、基板、陶瓷封裝材料、鍵合絲、封裝樹脂、芯片貼裝材料等，2017年國(guó)內(nèi)封裝材料市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到50.86億美元。
就國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體材料發(fā)展現(xiàn)狀，綜合各細(xì)分領(lǐng)域來(lái)看，部分產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)自產(chǎn)自銷，但高端領(lǐng)域，與國(guó)外先進(jìn)差距仍十分明顯。其中，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體材料在靶材、封裝基板、研磨液等細(xì)分領(lǐng)域產(chǎn)品已經(jīng)取得較大突破，部分產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到全球一流水平，本土產(chǎn)線已基本實(shí)現(xiàn)中大批量供貨。例如，國(guó)產(chǎn)材料包括江豐電子的靶材以及安集微電子的研磨液在中芯國(guó)際均已實(shí)現(xiàn)中大批量供貨。
硅片：2017年國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)規(guī)模6.91億美元，而目前國(guó)內(nèi)集成電路用12英寸硅片仍全部依賴進(jìn)口，8英寸硅片80%以上依賴進(jìn)口，全球五大供應(yīng)商壟斷了全球90%以上的市場(chǎng)份額。
光掩膜：我國(guó)的光掩膜版年產(chǎn)能達(dá)到1.7萬(wàn)平方米，但我國(guó)自主生產(chǎn)的主要應(yīng)用于平板顯示行業(yè)、觸控行業(yè)和電路板行業(yè)，僅能夠滿足國(guó)內(nèi)中低檔市場(chǎng)的需求，用于集成電路制造的高端光掩膜版則由國(guó)外公司壟斷。
光刻膠：光刻膠一直以來(lái)被美日企業(yè)高度壟斷，我國(guó)完全靠進(jìn)口，在8英寸及以上晶圓用光刻膠方面，國(guó)產(chǎn)化率不足1%，還有許多需要攻克的關(guān)鍵技術(shù)。
電子特氣：電子特氣是半導(dǎo)體工藝流程中不可缺少的基礎(chǔ)性支撐材料。半導(dǎo)體用電子特氣要求純度高，其雜質(zhì)含量一般在10-5~10-9數(shù)量級(jí)，且其多為易燃、易爆、劇毒化學(xué)品，生產(chǎn)難度大。2017年國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體用電子特氣市場(chǎng)規(guī)模4.30億美元。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，目前我國(guó)半導(dǎo)體用電子特氣已經(jīng)取得了比較好的成績(jī)，中船重工718所、廣東華特、黎明化工院等一些電子特氣品種均在12英寸晶圓產(chǎn)線應(yīng)用上取得突破，并且實(shí)現(xiàn)了批量供應(yīng)。
工藝化學(xué)品：工藝化學(xué)品又名濕電子化學(xué)品，目前國(guó)內(nèi)8英寸和12英寸晶圓生產(chǎn)線消耗的濕電子化學(xué)品超過(guò)18萬(wàn)噸，但該細(xì)分領(lǐng)域要求濕電子化學(xué)品達(dá)到SEMI標(biāo)準(zhǔn)C8以上和C12水平，而國(guó)內(nèi)只有少數(shù)品種如湖北興福電子級(jí)磷酸、上海新陽(yáng)的電鍍液、蘇州晶瑞雙氧水等開始進(jìn)入8英寸、12英寸產(chǎn)線應(yīng)用，還有大部分產(chǎn)品來(lái)自于進(jìn)口。
靶材：高純?yōu)R射靶材主要是指純度為 99.9%-99.9999%的金屬或非金屬靶材，應(yīng)用于電子元器件制造的物理氣象沉積(PVD)工藝，是制備晶圓、表面電子薄膜的關(guān)鍵材料。2017年國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體用濺射靶材市場(chǎng)規(guī)模1.06億美元。近年來(lái)國(guó)家制定了一系列產(chǎn)業(yè)政策包括 863 計(jì)劃、02 專項(xiàng)等來(lái)加速濺射靶材供應(yīng)的本土化進(jìn)程，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)靶材在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從0到 1 的跨越。目前國(guó)內(nèi)12英寸晶圓用濺射靶材的國(guó)產(chǎn)化率約為18%，而8英寸晶圓用靶材的國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到55%。以江豐電子為例，公司的半導(dǎo)體靶材產(chǎn)品已應(yīng)用于以臺(tái)積電為代表的世界著名半導(dǎo)體廠商的最先進(jìn)制造工藝，在 14/16 納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)批量供貨，同時(shí)還滿足了國(guó)內(nèi)廠商 28 納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)的量產(chǎn)需求，產(chǎn)品成功打入全球 280 多個(gè)半導(dǎo)體芯片制造工廠，成為眾多世界著名芯片公司的供應(yīng)商。
CMP拋光材料：CMP拋光材料主要有拋光液與拋光墊。拋光液方面，安集微電子在Cu制程上有一定優(yōu)勢(shì)，但在更高端的STI制程沒(méi)有掌握核心原材料研磨粒子的制備技術(shù)。拋光墊方面，湖北鼎龍產(chǎn)品進(jìn)入8英寸制程，但在12英寸制程以及STI等高端制程上需要進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。
把握新形勢(shì)，抓住新機(jī)遇
當(dāng)前，中國(guó)已成為全球最大的半導(dǎo)體消費(fèi)市場(chǎng)。物聯(lián)網(wǎng)、5G通訊、人工智能等下一輪終端需求，為中國(guó)大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了新的機(jī)遇。而作為半導(dǎo)體行業(yè)重要支撐的材料領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)化情況整體仍處于較低水平。為縮小同國(guó)際先進(jìn)差距，改善國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)總體表現(xiàn)出數(shù)量偏少、企業(yè)規(guī)模偏小、技術(shù)水平偏低、以及產(chǎn)業(yè)布局分散的現(xiàn)狀，提高國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體材料在全球話語(yǔ)權(quán)，國(guó)產(chǎn)化推進(jìn)工作迫在眉睫！
近年來(lái)國(guó)家制定了一系列產(chǎn)業(yè)政策包括國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（“863計(jì)劃”）、國(guó)家科技重大專項(xiàng)“極大規(guī)模集成電路制造設(shè)備及成套工藝”專項(xiàng)（“02專項(xiàng)”）、工業(yè)強(qiáng)基工程、工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)資金（部門預(yù)算）等來(lái)加速半導(dǎo)體材料供應(yīng)的本土化進(jìn)程，2016~2018年累計(jì)支持項(xiàng)目超過(guò)15個(gè)，特別是在2018年工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)資金（部門預(yù)算）——國(guó)家新材料生產(chǎn)應(yīng)用示范平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目中，將集成電路材料生產(chǎn)應(yīng)用示范平臺(tái)列為三大建設(shè)平臺(tái)之一。
與此同時(shí)，國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金正在進(jìn)行第二期募集，業(yè)內(nèi)人士則預(yù)計(jì)，此次集成電路發(fā)展基金目標(biāo)是募集1500億元~2000億元，預(yù)計(jì)將有包括中央財(cái)政、一些國(guó)有企業(yè)和一些地方政府出資。國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金總裁丁文武多次在公開場(chǎng)合表示，將圍繞國(guó)家戰(zhàn)略和新興行業(yè)進(jìn)行投資規(guī)劃，并盡量對(duì)裝備材料業(yè)給予支持，推動(dòng)其加快發(fā)展。
資本的集中，政策的支持，廣闊的市場(chǎng)空間，會(huì)將國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)推到一個(gè)此前從未有過(guò)的水平高度，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體材料行業(yè)應(yīng)把握新形勢(shì)，抓住新機(jī)遇！