“台积电一台光刻机，一片硅晶圆，换来的是千亿市值。”

“一片EUV胶，光刻一次，换来的是万亿市场。”

在光刻胶、掩模版这些“隐形冠军”中，谁才是真正的赢家？

答案很明显，是半导体材料；

“硅晶圆、掩模版、光刻胶……每个领域都能单独拿出来，都是大生意。” 中芯国际CEO赵海军说。

中国半导体材料的崛起，在硅晶圆的“中国芯”中看到了希望。

虎森科技去年盈利2695万，是国产8吋硅片的龙头； 华大九天去年营收近80亿，为国产12吋硅片第一；作为硅晶圆唯一上市公司， 长阳科技去年营收近50亿。

也见证了中国半导体材料的挑战，在掩模版领域， 国产化率仅20%不到。

进口光刻胶更见证了“卡脖子”的痛： 国产光刻胶仍靠进口，ArF胶、EUV胶的国产化率不到10%。

可见，半导体材料既是机遇也是挑战。没有产线之前就要备好材料，没有材料的半导体，必然是“空中楼阁”。

在模拟、数字、射频等不同领域， 半导体材料的类型主要分为制造材料和封装材料。

其中， 半导体制造材料包括硅片、掩模版、光刻胶……这些“隐形冠军”在半导体的量产、良品率中扮演着重要的角色。

若将半导体比作庞然大物，那么不同的半导体材料就像是构成它的一个个小零件，缺一不可。

半导体材料的巨无霸 半导体硅片；通过光刻将电路图案转移到硅片上的掩模版；光刻中形成图案的光刻胶……材料体系就此打响！

中国半导体材料的图谱也就此展开。今天，会带大家一探究竟—— 七大类半导体制造材料的“全貌”，看谁才是“赢面”最大者。

[NO.1]半导体的核心材料，光刻胶、掩模版、硅片等都要用到

“硅片是半导体的核心，核心中又有其他材料。没有硅片，就不会有光刻胶、掩模版，整个产业链都不复存在。”

被称为“半导体之父”的高锟如是说。在他眼里， 硅片就是半导体的核心衬底材料，这也是美国、欧洲等发达国家对中国半导体的“卡脖子”重点。

半导体硅片主要分为晶圆(GaN、SiC等)、晶圆片、晶圆坯料。其中 ，硅片主要分为硅掺杂型、绝缘型和衬底型；硅的掺杂方式、掺杂浓度、掺杂深度可调， 可制成P型、N型，具有高度可调性。

晶圆的直径有3寸(6mm)、4寸(2.5mm)、6寸(1.5mm)、8寸(1mm)、12寸(1mm)、18寸(2.5mm)之分；最适合当前芯片产量的为 8-12寸。

（1）全球硅片市场格局，信越化学等五大厂家主导

在全球半导体材料中，硅片的体量最大，其市场份额占比超过60%。 高纯度、多晶硅主要用于晶圆坯料，单晶硅、硅晶圆则用于芯片制造。

全球硅片市场 以信越化学、SUMCO、GlobalWafers、Siltronic、Wafer Works为主。长阳、华力、虎森、米晶科技则是国内硅片的代表。

（2）国内硅片主要有这几类，国产化率不同

从国内半导体制造材料的角度看， 国产硅片主要有SiC、GaN、砷化镓等，而国产化率最高的正是 GaN。

目前SiC的国产化率约10%左右； 砷化镓的国产化率更低，主要依赖于进口。国内GaN材料以华润微、北方华创等为代表，国产化率达80%左右。

[NO.2]半导体的“墨水”，无需光刻胶，芯片设计就成了空中楼阁

光刻胶是半导体的必备材料，对芯片制造至关重要，是制造出芯片的基础，就像油画的“墨水”，没有光刻胶的芯片就成了空中楼阁。

光刻胶有 正胶、负胶，主要分为I线、KrF、ArF、EUV等不同类型，其中EUV胶最为复杂，技术最为成熟。国产光刻胶多为 低端产品、KrF胶以下。

（1）光刻胶的全球市场占比，国产胶被迫低端化

由于技术复杂，目前全球市场仅有东京电子、信越化学、住友化学、安达、巴斯夫等 五大巨头能够做到EUV胶的生产。

由于技术的限制，不少国产光刻胶企业选择了低端化的出路。 光刻胶国产化率低于35%的企业约有百余家，银光科技、上海华光半导体等均是这一类型。

（2）光刻胶国产化率很低，尤其是高端材料需求高度依赖进口

据统计，目前国产光刻胶的 国产化率不到10%，最高也仅有35%。 其中，ArF胶、EUV胶的国产化率不到10%；KrF胶的国产化率不足30%。

光刻胶的“无国界”属性使其对国产材料的国产化的需求十分迫切。狼来了的故事不再，只能加紧研发，国产光刻胶才有出路。

[NO.3]芯片制造中不可缺少的“放大镜”，掩模版

光刻胶作为“墨水”，而掩模版则是“放大镜”。掩模版如同纸张上的图案，其通过光刻技术将电路图案转移到硅片上，实现芯片制造。

掩模版的分辨率和解析度远超人眼， 能将微米以下的电路图案放大千倍，直接影响芯片的质量与良率。

（1）国内掩模版市场格局，国产掩模版的量产主要在G3以下

根据不同的制造工艺，掩模版可分为 G1-G8，其中G1-G4为低中端产品，G5-G8为高端产品。

从整体来看，国产掩模版的市场占比尚不足20%。 红芯科技、紫光国微、吉力科技、华大九天均在掩模版领域有布局。

（2）掩模版的“国产化”之路，美光、台积电均曾为国产掩模版“代言”

得益于美光的代言，国产掩模版的“国产化”之路迎来了一丝曙光。 美光表示其在广州的生产线均采用了国产的掩模版，得益于其高品质、优性能。

今年4月， 长阳科技也宣布为 台积电提供了12英寸掩模版，这是国产掩模版首次取得台积电订单。

[NO.4]湿电子化学品，离子污染物、化学污染物都要“滚蛋”

湿电子化学品主要用于晶圆清洗、蚀刻和CMP等工艺，主要有酸、碱、盐等溶液型产品。这是半导体的“清洁工”， 去除有机污染物、干扰离子污染物等。

湿电子化学品的国产化率在G3以下约80%；G3-G5约50%；G6-G8低于30%；EUV清洗液、CMP、DHF等高端产品更是全部依赖进口。

[NO.5]电子特气，生产芯片“呼吸”必须的“氧气”

电子特气主要包括高纯气体、特殊气体和半导体固体材料。在半导体生产工艺中，电子特气如同芯片的“氧气”， 是半导体的核心消耗品。

电子特气主要有 氢气、氮气、氩气等。由于气体体积小、易挥发，易被污染，电子特气包装材料、纯度等级等工艺要求极高。

(1)电子特气的全球市场占比，“韩系”产品占领半壁江山

电子特气全球市场主要 由四大巨头主导：中国台湾盐业、韩国山田、安达、美国高纯气体公司。

其中，韩国的山田、安达的电子特气占全球市场份额20%-30%左右。 而中国台湾盐业的电子特气产品也占据了国内50%以上的市场份额。

(2)电子特气市场格局化，国产电子特气企业打不破四大巨头垄断

在国内，电子特气市场同样被四大气体企业占据。 国内电子特气龙头为华海清科，次之为瑞利气体、南方气体。

华海清科成立于2004年，曾被 央视《焦点访谈》报道为“国之骄子”，是国内最早、也是目前唯一一家获得了国家发改委批准的电子特气气瓶灌装单位。

[NO.6]“精细化”代名词，半导体抛光材料必须有一席之地

抛光材料主要用于将晶圆表面打磨成平整光滑的平面， 是高集成度半导体中“影藏”的核心材料，也是对材料质量要求最高的部分。

抛光分为化学机械抛光(CMP)和物理抛光。其中， CMP较为复杂，主要有化学试剂、抛光垫等。国内CMP材料主要以 北京科华、华智微科、新微电子为代表。

(1)CMO主要竞争在“原料”上，进口抛光材料技术更强

由于抛光所需的 化学试剂、抛光垫、去离子水皆为化学制品，材料制备工艺复杂，这使得国产抛光材料在技术上略逊一筹。

根据CMO的材料来源不同， CMO又可分为外包型、代工型和自供型。外包型CMO多为中小型CMO，技术实力较弱；自供型CMO主要为晶圆代工大厂。

(2)国产抛光材料与进口有差距，质量、良品率都逊色一筹

国产CMOS的抛光材料主要集中在外包型CMO，其技术实力相对较弱，这使得国产CMOS在质控上很难做到面面俱到。

比如华虹半导体的晶圆质量 就受到了抛光材料质量的直接影响，良品率、产量均受限于此，很难和台积电、三星这类老牌代工大厂抗衡。

[NO.7]半导体的“战斗机”，靶材的国产化率也很低

靶材是半导体产业链中最上游的关键材料。 靶材粒子与氩气等反应后形成离子，轰击在硅片上，形成芯片中的电路。

由于靶材的特殊功能， 靶材的技术门槛高、成本高，这是靶材的国产化率也相对较低的原因。 靶材国产化率约10%。

从材料到封装，半导体的每个环节都在紧锣密鼓的进行着。 全球材料企业竞争加剧，国内材料企业的压力也在不断增加。

各个半导体材料都在暗暗较劲，比的是 技术实力、核心材料的产量和质量，谁才能在这场没有硝烟的战争中，成为最后的赢家呢？