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b体育半导体材料零部件被国外近乎垄断 中国任重道远

发布日期:2024-02-19 12:39 浏览次数:

  b体育半导体材料零部件被国外近乎垄断 中国任重道远半导体材料是半导体行业的物质基础,材料质量的好坏决定了最终集成电路芯片质量的优劣,并影响到下游应用端的性能;半导体设备则由成千上万的零部件组成,零部件的性能、质量和精度直接决定着设备的可靠性和 稳定性。

  在集成电路芯片制造过程中,每一个步骤都需要用到相应的材料,如光刻过程需要用的光刻胶、掩膜版,硅片清洗过程需要用的各种湿化学品,化学机械平坦化过程需要用的抛光液和抛光垫等,这些都属于半导体材料。

  由于半导体制造工艺起源于国外,所需要的材料、零部件产品性能要求高、专业应用性强,因此,长期以来全球半导体材料及关键设备零部件市场基本上被外资企业垄断。根据 VLSI 数据,近10年里,前十大供应商的市场份额总和稳定在50%左右。就单一半导体材料、零部件而言,全球往往仅有少数几家供应商可以提供产品,这也导致细分品类市场的集中度可达80%-90%b体育官网入口网址,垄断效应明显。

  以美、日跨国企业集团为代表的材料、零部件生产商较早涉足该领域,经过几十年的技术积淀,凭借其雄厚的技术力量、精细的生产控制和过硬的产品质量居于全球材料、零部件市场的主导地位,占据绝大部分市场份额。这些企业在掌握相关产品的核心技术以后,实施极其严格的保密措施,限制技术扩散,同时不断进行横向扩张和垂直整合,将业务触角积极扩展到产品相关的各个应用领域,牢牢把握着全球半导体材料、零部件市场的主动权,并引领着全球半导体材料、零部件行业的技术进步。

  目前我国半导体材料、零部件产业尚处于起步期,市场规模快速增长,但我国本土材料、零部件企业的技术能力、工艺水平、产品精度和可靠性远远无法满 足国内晶圆制造和设备厂商的需求,整体国产化率还处于较低的水准。

  据国内主流代工厂数据,目前全年日常运营过程中领用的零部件(括维保更换和失效更换的零部件)达到 2000 种以上,但国产占有率仅为8%左右。美国和日本占有率分别为 59.7%和 26.7%。实际上,高端零部件市场主要被美国、日本、 欧洲供应商占有;中低端零部件市场主要被韩国、中国地区供应商占据。

  尽管半导体材料、零部件市场总体规模在全球半导体近5000亿美元的市场规模中占比不大(半导体材料和零部件占比均为 5%左右),但材料、零部件的价值通常是自身价格的几十倍,具有很强的产业辐射能力和影响力。半导体产业的核心在于制造,根据半导体行业内“一代设备,一代工艺,一代产品”的经验,半 导体材料和设备是半导体晶圆制造商获取制程技术的关键。

  随着我国众多半导体 领域企业被美国列入“实体清单”,实施材料、设备及零部件禁售b体育官网入口网址,我国晶圆制造企业不仅由于缺乏尖端材料设备,在长期的先进制程的开发上受阻,短期内更是 由于材料无法获得,设备缺乏零部件维护,面临生产连续性无法保障的威胁。半导体材料、零部件是我国在半导体制造能力上向高端化跃升的关键基础要素,也是“卡脖子“问题最为突出的领域之一,具有十分重要的战略地位。

  在全球宏观 经济日益复杂,美国不断打压遏制我国高技术产业战略崛起的背景下,我国 半导体产业亟需发展一批技术过硬的上游材料、精密零部件生产企业。

  近年来随着国内半导体产业新建产能及扩产速度加快,叠加新冠疫情造成物流运输服务受阻导致国外材料供应、零部件交期不断延迟,为我国一些具有高成长潜力的国内半导体材料零部件企业带来国产替代的机会。然而,我国半导体材料零部件产业作为进行技术追赶的后发产业,除了要弥补在基础工艺研究投入和专业人才培养上的差距外,由于半导体材料零部件行业本身的特点,与国外领先企业竞争时还在以下两个方面面临挑战。

  半导体材料、零部件市场碎片化特征明显,领先企业产品生态完备。相比半导体设备市场,半导体材料、零部件市场更细分,碎片化特征明显,单一产品的市场空间有限,同时技术门槛又高,因此单一品类的半导体材料、零部件难以支撑企业的生存。经过多年的发展,国际领军的半导体材料零部件企业形成了跨行业、多产品线的发展模式,半导体材料零部件往往只是这些大型材料零部件厂商的其中一块业务。 例如 MKS 仪器公司,在气体压力计/ 反应器、射频/直流电源、真空产品、机械手臂等产品线均占据主要市场份额,除了半导体行业的应用,还广泛地应用于工业制造、生命与健康科学等领域。目前国内的材料零部件企业多是在单一品类上取得突破,在长期中难以与国外成熟企业完备的产品生态形成竞争。

  半导体材料、零部件产品验证程序严格,领先企业与客户深度绑定。集成电路材料零部件进入晶圆制造厂最大的难点之一便是需要通过严格复杂的验证程序。巨大的研发投入、长时间的认证及其伴随而来的不确定性,是众多社会资本对半导体材料零部件领域企业望而却步的主要原因。 另一方面,国外头部集成电路材料零部件制造商的技术优势很大程度建立在其与下游晶圆制造客户的紧密关系之上。客户不仅为其产品提供大量的实际生产数据用以控制质量, 优化产品b体育官网入口网址,还提供研发方向的指导,大大降低了其进行研发的试错成本。生产出来的产品得不到上机认证的机会,得不到上机认证机会造成产品研发与实际的大规模生产脱节,质量无法提高,技术无法进步,从而产品上机认证变得更加不可能,这样的恶性循环严重限制了我国集成电路材料零部件相关技术的发展。

  企业进行并购整合,打造半导体材料零部件供应平台型企业。不断进行并购和整合是国际领军半导体零部件企业用来壮大规模的主要手段,例如国际领先的工业设备公司 Atlas(阿特拉斯科普柯,瑞典)为持续做大其半导体用线年收购Edwards后,又于 2016 年收购了另一家真空技术领域的领导者德国 leybold(莱宝),并于 2017 年单独设立线月Atlas又再次收购了Brooks(布鲁克斯)的低温业务,此次收购包括低温泵运营公司、以及Brooks在爱发科低温真空(Ulvac Cryogenics)有限公司 50%的股份,进一步增强了其半导体领域真空业务的全球竞争力。 在我国半导体材料零部件企业发展的过程中,积极的并购整合可以迅速扩充产品线,构建完备的产品生态,突破单一品类产品碎片化市场的成长限制。另外,通过并购海外优质标的,还可以让企业迅速获得市场,快速缩短国内外技术差距。

  半导体基础供应链上下游联动,打造产品验证公共服务平台。为彻底扭转材料零部件产品与制造业脱节的局面, 可通过政府引导,鼓励国内晶圆厂和设备厂切实发挥大生产线组织协调的作用,协同本土材料零部件厂商通过揭榜挂帅、、定向攻关等多种方式加强产业链的合作,实现主机与基础材料、零部件的协调发展。支持由国家或地方政府主导投资的半导体制造或设备类工程项目,优先给予国产半导体零部件产品验证机会,并给予一定风险补贴。同时,可由国家或地方政府主导投资集成电路中试线,以公共服务平台的形式为半导体材料零部件企业提供实验验证服务。

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