深圳电子展
2024年11月6-8日
深圳国际会展中心(宝安)

电子展|半导体硅片材料景气度向好,国产厂商前景可期

1.1 种类丰富多样,以晶圆制造材料和封装材料为主

半导体材料具有可调控的电子性质,常温下导电性能介于导体与绝缘体之间,是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要材料。

按照工艺进行分类,半导体材料可分为晶圆制造材料和封装材料。电子展了解到,晶圆制造材料主要包括硅片、特种气体、掩膜版、光刻胶、光刻胶配套材料、(通用)湿电子化学品、靶材、CMP抛光材料等,主要用于前道工艺,包括氧化、光刻、刻蚀、离子注入、退火、薄膜沉积、清洗、CMP 抛光等;封装材料主要包括封装基板、引线框架、 键合丝、包封材料、陶瓷基板、芯片粘接材料等,主要用于后道工艺,包括晶圆切割、贴片、引线键合、模塑等。

电子展了解到,整个半导体行业的产业链上游供应链主要由半导体材料和半导体设备构成。作为芯片制造上游的重要支柱,半导体材料决定了芯片性能的优劣,因此不同于其他非电子材料行业,半导体材料对精度纯度等都有更为严格的要求,因此,芯片能否成功流片,对工艺制备过程中半导体材料的选取及合理使用尤为关键。

1.2 市场规模稳步提升,中国为全球大市场

根据 SEMI 数据,2006-2023 年全球半导体材料市场规模呈现波动并整体向上的态势。2023年,受下游需求疲软、制造商调整库存的影响,晶圆厂利用率下降,材料消耗量随之下降,从 2022 年的历史高点 727 亿美元下降至 667 亿美元,同比下降 8.2%。分类型看,根据 SEMI数据,2023 年全球半导体材料市场各品类市场规模均出现下滑,其中晶圆制造材料收入为415 亿美元,同比下降 7%,占比 62.2%;封装材料市场规模收缩至 252 亿美元,同比下滑幅度达 10%,占比 37.8%。

2.1 半导体硅片:重要的半导体材料

半导体硅片,又称硅晶圆片,是指以多晶硅为原材料,利用单晶硅制备方法形成硅棒,再经过切割而成的薄片。硅片在半导体产业链中是芯片制造的重要核心材料,2022 年半导体硅片在全球半导体材料中占比达到 33%,是占比大的半导体材料。

半导体硅片在半导体产业链中位于行业上游,而半导体硅片的上游为原材料和生产设备,原材料包括多晶硅、石墨制品、切磨耗材、抛光耗材、包装材料等;生产设备包括单晶炉、切割机、光刻机等。中游半导体硅片可分别按尺寸、加工程度划分。下游为半导体器件,包括集成电路、分立器件、光电器件、传感器等。

 

根据掺杂程度不同,半导体硅片可分为轻掺硅片和重掺硅片。硅片掺杂元素的掺入量越大,其电阻率越低, 重掺硅片的电阻率小于 0.001Ω·m,轻掺硅片的在电阻率在 0.01-0.001Ω·m之间。电子展了解到,重掺硅片在技术上相对比较成熟,目前用于生产功率器件,比如 MOSFET、IGB T 等;轻掺硅片在技术上难度较高,主要用于集成电路领域,比如 CPU、GPU、CIS 图像传感器芯片以及 MCU、模拟芯片等。由于集成电路在全球半导体市场中占比超过 80%,全球对轻掺硅片需求更大。

按照工艺划分,一般可分为抛光片、外延片、SOI 片等,其中以抛光片和外延片为主。半导体硅片的生产流程较长,且所涉及的工艺种类繁多,整体制备流程较为复杂,各个环节包括拉晶、硅锭加工、成型、抛光、外延、清洗出货等。

受半导体终端需求疲软和宏观经济的影响,2023 年全球半导体硅片(不含 SOI 硅片)市场规模同比下降 10.9%至 123 亿美元, 但受新能源汽车、5G 移动通信、人工智能等终端市场的驱动,半导体行业仍然保持较高的市场需求,结合 Semi、Techinsights 等机构的预测,半导体硅片出货量及市场规模将于 2024 年恢复增长。2023 年中国大陆半导体硅片市场规模较2022 年略有下滑,但总体上呈上升趋势,2016 年至 2023 年期间,中国大陆半导体市场规模从 5 亿美元上升至 17 亿美元,年均复合增长率为 19.4%,远高于全球半导体硅片的年均复合增长率水平。

 

 

文章来源:智车行家