半导体材料八类材料之一
半导体材料具有产业规模大、细分行业多、技术门槛高、研发投入大以及研发周期长等特点。
又因其具有极大的附加值和特有的产业生态支撑作用而往往成为国家之间博弈的筹码。
材料是半导体产业链中细分领域最多的环节，品类多达上百种。
从应用领域来看，主要集中在制造和封测环节，分为前道晶圆制造材料和后道封装材料两类。
前道晶圆制造材料：主要包括硅片、光掩模、光刻胶及辅助材料、湿电子化学品、抛光材料、电子特气、靶材及其他材料。
后道封装材料：包括键合线、封装基板、引线框架、陶瓷封装体、包封材料、芯片粘结材料等。
据SEMI数据，全球半导体材料价值量占比前六分别为：硅片（37%）、电子特气（13%）、光掩膜（13%）、CMP（7%）、光刻胶（5%）和溅射靶材（3%），其他种类材料合计占比约22%。
全球半导体材料市场的竞争态势呈现高度集中且多元发展的趋势，先进制程扩产带动半导体材料国产化率提升。
在引线框架、封装基板、陶瓷基板、键合丝等细分领域，我国已实现了较高程度的国产替代。在CMP抛光材料、光刻胶以及电子气体等“卡脖子”环节关键环节，国产化进程加速带来广阔市场空间。
01 硅片
半导体硅片由硅单晶锭切割而成的薄片，又称硅晶圆片，是半导体基底材料，其贯穿芯片制作的全过程。通过对硅片进行光刻和离子注入等手段，可以制成集成电路和各种半导体器件。
其成本占芯片总成本的30%-40%，是半导体材料中市场份额最大的品类，约占35%。
按加工程度，硅片可分为研磨片、抛光片和外延片。
当前全球市场主流的产品是200mm（8英寸）、300mm（12英寸）直径的半导体硅片，下游芯片制造行业的设备投资也与200mm和300mm规格相匹配。
随着半导体硅片向大尺寸方向不断发展，大尺寸硅片成为行业主流，产量明显增长。
半导体硅片市场格局
半导体硅片技术门槛较高、设备投资较大，具备高行业壁垒。
全球半导体硅片市场呈现高度集中的寡头垄断格局。国际市场方面，前六大厂商（信越半导体、SUMCO、环球晶圆、Siltronic世创、SK Siltronic、Soitec）占据约80%市场的份额。
中国大陆硅片供应商加速追赶，形成梯队竞争态势，主要厂商包括沪硅产业、中环股份、立昂微、中欣晶圆、众合科技、中晶科技、扬杰科技、有研半导体、上海合晶、金瑞泓和南京国盛等。
02
电子特气
电子特种气体被誉为电子工业的“血液”，纯度要求极高（通常需达到6N级以上），直接影响芯片的性能、良率和可靠性。
覆盖半导体制程多个环节，主要在光刻、刻蚀等多个环节发挥关键作用，且种类繁多。
按用途分为掺杂气体、外延气体、离子注入气体等七类，核心品种包括三氟化氮（NF₃）、硅烷（SiH₄）、磷烷（PH₃）和砷烷（AsH₃）等。
行业壁垒：高纯度电子特气的生产需要先进的提纯和检测技术；认证周期长，客户对气体供应商的认证周期长达2-3年，市场进入壁垒高。
竞争格局：全球电子特气市场呈现出显著的寡头垄断格局，主要由欧美和日本企业主导。空气化工、林德、液化空气和日本酸素（原大阳日酸）等企业占据主导地位，形成了高度集中的市场份额分布。
近年来，国内电子特气本土替代进程加快。以华特气体、金宏气体、雅克科技、中船特气、昊华科技、和远气体和南大光电为代表的企业在不同种类的细分气体领域皆有突破。例如，华特气体是国内唯一通过ASML（荷兰光K机巨头）和GIGAPHOTON（日本激光设备供应商）双重认证的企业，光刻气产品如KrF、ArF光刻胶配套气体直接进入14nm、7nm先进制程供应链，部分氟碳类产品已应用于5nm制程，打破国外垄断；南大光电实现9N级（99.9999999%）高纯磷烷（PH₃）、砷烷（AsH₃）量产，纯度达国际先进水平，替代日本昭和电工、德国默克等进口产品；中船特气含氟电子特气如三氟化氮、六氟化钨产能在全球前列；金宏气体超纯氨（NH₃）产能达10万吨/年，国内市占率超50%。
03
光掩膜版
光掩模是光刻工艺的“图形母版”，通过曝光将电路图案转移到晶圆表面，其精度直接影响芯片良率与性能。
掩膜版在半导体材料市场占比约12%，仅次于硅片35%、电子特气13%。在光刻耗材成本中占25%-30%，仅次于光刻胶。
光掩膜基板生产完成后，光掩模版制造商在玻璃基板基础上进行研磨、抛光、镀铬、涂胶等生产环节，需要较高的技术门槛，而后才能成为合格的电子元器件。
光掩模板市场格局
半导体掩膜版生产厂商分为晶圆厂自建配套工厂和独立第三方掩膜厂商两大类。
晶圆厂自建配套工厂：先进制程晶圆制造厂商所用的掩膜版大部分由自己的专业工厂内部生产，如英特尔、三星、台积电、中芯国际等公司的掩膜版均主要由自制掩膜版部门提供，目的是保障先进制程的掩膜版供应安全。
第三方半导体掩膜版：对于较为成熟的制程所用的掩膜版，芯片制造厂商为了降低成本，在满足技术要求下，更倾向于向独立第三方掩膜版厂商进行采购。
全球竞争格局整体为美日龙头企业主导，行业集中度较高。前三大半导体光掩模厂商分别为美国福克尼斯、大日本印刷和日本凸版印刷，合计占据半导体掩膜版80%以上的市场份额。
由于具有较高的进入门槛，各大厂对于光掩模的生产技术实行较为严格的封锁，半导体光掩模市场尤其是精密加工领域垄断严重。目前半导体掩膜版国产化率不足 10%，依然是卡脖子环节，国产替代空间广阔。
国内半导体掩膜版主要生产商还包括迪思微（原无锡华润微电子光罩厂，国内领先的独立第三方掩膜版厂商，产品覆盖0.13μm及以上制程）、中微掩膜（专注于高端掩膜版研发，已实现28nm制程的量产）、龙图光罩（提供多种制程的掩膜版解决方案，客户包括国内多家晶圆厂）、清溢光电、路维光电（以平板显示掩膜版为主，半导体领域拓展中）、中国台湾光罩等。此外，菲利华是国内首家具备生产G8代大尺寸光掩膜版基材能力的企业，已推出从G4到G8代的系列产品，也是国内唯一可以生产大规格光掩膜基板的企业。冠石科技宁波项目已实现55nm产品交付和40nm产线通线，计划2025年量产45nm、2028年量产28nm。
04
光刻胶
光刻胶又称光致抗蚀剂，是光刻工艺中的核心材料，是通过紫外光、电子束、离子束或X射线等照射后，溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料。
光刻胶对芯片制造良率影响较大，一般需与配套试剂配合使用。
光刻胶上游原料
生产光刻胶的原料包括光引发剂（光增感剂、光致产酸剂帮助其更好发挥作用）、树脂、溶剂和其他添加剂等。其中，光刻胶树脂是成膜的主体材料，成本占比接近50%；添加剂（单体）成本占比约为35%，光引发剂及其他助剂成本占比15%。
光刻胶用树脂：是构成光刻胶的主体骨架，决定机械性能和化学稳定性，成本占比近50%。
全球光刻胶用树脂主要由住友化学、美国陶氏等海外大厂垄断。此外高纯光刻胶树脂单体是中国光刻胶实现国产替代的核心壁垒之一。全球光刻胶用单体市场由三井化学、三菱化学等日本厂商所主导。