大陸半導(dǎo)體奮起直追 材料及設(shè)備行業(yè)期待更多突破

　　(2)半導(dǎo)體光掩膜版國內(nèi)處于發(fā)展前期

　　光掩模板可根據(jù)應(yīng)用分為平板顯示、觸摸屏和 IC 掩模板( photomask)。在平板顯示、觸摸屏、半導(dǎo)體制備過程中，版圖是設(shè)計與工藝制造之間的接口，觸摸屏、顯示屏及集成電路制造商要將版圖的圖形轉(zhuǎn)移到玻璃基板或晶元上，必須經(jīng)過制版過程，即產(chǎn)生一套分層的版圖光刻掩膜版，從而為后續(xù)的圖形轉(zhuǎn)化(光刻和刻蝕)做準備。　

　　光掩膜版的主要用途

　　光掩膜版的產(chǎn)業(yè)鏈

　　根據(jù) SEMI， 目前全球半導(dǎo)體光刻掩膜版市場規(guī)模近 34 億美元，即 210 億人民幣。未來光刻掩膜版市場增長速度將在 5%左右。

　　由于掩膜版是設(shè)計和制造的重要銜接，晶圓制造廠商都有自己的專業(yè)工廠來生產(chǎn)自身需要的掩膜版，因此先進的掩膜版技術(shù)也是掌握在具有先進晶圓制造制程的晶圓廠手中。但近年來掩膜版外包的趨勢非常的明顯，特別是對于一些 60nm 及 90nm 以上制程的低端產(chǎn)品。 外包的掩膜版市場份額從2003 年時的 30%上升至 2014 年的 53%。

　　掩膜版外包趨勢明顯

　　半導(dǎo)體光掩模市場集中度高， 寡頭壟斷嚴重， Photronics、大日本印刷株式會社 DNP 和日本凸版印刷株式會社 Toppan 三家占據(jù) 80%以上的市場份額。

　　半導(dǎo)體光掩膜市場高度集中

　　Photronics 作為全球領(lǐng)先的掩膜版廠商，主要生產(chǎn) 60nm 及以上制程的光罩。由于掩膜版行業(yè)所需要的核心設(shè)備光刻機目前仍然是進口為主，并且高度壟斷，單價一般超過 1000萬元，高端設(shè)備甚至超過 1 億元，并且交貨周期較長，導(dǎo)致了我國掩膜版生產(chǎn)廠商對于充產(chǎn)能較為謹慎，限制了行業(yè)的發(fā)展。

　　掩膜版由海外壟斷，并且由于上游基板材料成本占比 90%，生產(chǎn)廠家都不斷向上游延伸，部分已經(jīng)具備了研磨、拋光、鍍鉻、涂膠等全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)能力。

　　目前國內(nèi)除了晶圓代工廠以外， 掩膜版廠商主要分為兩類：第一類是科研院所， 包括中科院微電子中心，中國大陸電子科技集團第 13 所、 24 所、 47 所、 55 所等;第二類是專業(yè)的掩膜版制造廠商，主要有路維光電(新三板上市)、深圳清溢光電(中小板掛牌)等。

　　掩膜版中主要企業(yè)生產(chǎn)鏈情況

　　(3)光刻膠海外壟斷

　　光刻膠又稱光致抗蝕劑， 將掩膜板上的圖形轉(zhuǎn)移到晶圓表面頂層的光刻膠中，并在后續(xù)工序中，保護下面的材料(刻蝕或離子注入) 。 光刻膠由感光樹脂、光引發(fā)劑、添加劑、溶劑等組成， 其中，感光樹脂是光刻膠作用的關(guān)鍵組分。

　　光刻膠按應(yīng)用可分為三個部分： PCB 光刻膠， LCD 光刻膠和半導(dǎo)體光刻膠，其中用于集成電路制造的半導(dǎo)體光刻膠約占光刻膠市場的 1/4。

　　全球半導(dǎo)體光刻膠約占光刻膠市場的 1/4

　　中國大陸半導(dǎo)體光刻膠僅占光刻膠市場的 2%

　　波長越短，光刻分辨率越高， 為了滿足不斷縮小的集成電路線寬， 光刻膠的波長也由紫外 g 線(436nm)、 i 線( 365nm) 逐漸向深紫外 KrF( 248nm ) ArF(193nm)方向發(fā)展。 2010 年后，還陸續(xù)出現(xiàn)了更為高端的超紫外光刻膠、電子束光刻膠、極紫外光刻膠等。

　　全球光刻膠市場規(guī)模

　　全球半導(dǎo)體光刻膠的核心技術(shù)基本掌握在美國和日本手中。

　　國內(nèi)集成電路光刻膠主要以紫外光刻膠為主，超大規(guī)模集成電路用深紫外 248nm KrF 和 193nmArF 需求量也在增加，但自給率很低。

　　紫外正性光刻膠( g/i 線)產(chǎn)業(yè)分布

　　由于海外半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展更成熟， 半導(dǎo)體光刻膠市場也基本被外國壟斷， 美國、日本、歐洲、韓國等。 JSR、信越化學(xué)、 TOK、陶氏化學(xué)屬于行業(yè)巨頭。

　　深紫外光刻膠( 248nm+193nm )產(chǎn)業(yè)分布

　　國內(nèi)從事光刻膠和配套化學(xué)產(chǎn)品研究、開發(fā)、生產(chǎn)的廠商非常少。與海外的差距主要原因：一方面，高端光刻膠樹脂合成及光敏劑合成技術(shù)與海外相比有一定差距;另一方面，高端光刻膠的研究需要價格較高的曝光機和檢測設(shè)備，小企業(yè)無法承受。此外，由于光刻膠所應(yīng)用的電子行業(yè)與軍工關(guān)系密切，導(dǎo)致國外對高端技術(shù)封鎖。

　　目前國內(nèi)在光刻膠領(lǐng)域較為領(lǐng)先的企業(yè)僅北京科華(南大光電參股子公司)和蘇州瑞紅

　　光刻膠行業(yè)國產(chǎn)化進程

　　(4)CMP 拋光海外壟斷 國內(nèi)實現(xiàn)突破

　　CMP 拋光即化學(xué)機械拋光， 主要應(yīng)用于藍寶石拋光和集成電路中的硅晶片拋光。 CMP 是目前幾乎唯一的可以提供硅片全局平面化的技術(shù)。

　　拋光的主要耗材包括拋光墊、拋光液、金剛石盤、拋光頭、清洗刷、化學(xué)清洗劑。

　　拋光磨料的種類、物理化學(xué)性質(zhì)、粒徑大小、顆粒分散度及穩(wěn)定性等均與拋光效果緊密相關(guān)。此外，拋光墊的屬性(如材料、平整度等)也極大地影響了化學(xué)機械拋光的效果。

　　CMP 拋光材料及拋光墊的主要用

　　根據(jù) Semi 數(shù)據(jù)， 2015 年全球 CMP 拋光耗材的市場空間近 30 億美金，其中 80%以上為拋光墊和拋光液兩種耗材。

　　國際主流拋光墊廠家有陶氏、卡博特、日本東麗、3M 等，其中陶氏在拋光墊市場占有率高達 90%。國內(nèi)僅鼎龍股份經(jīng)過長期的研發(fā)，即將于今年年中實現(xiàn)投產(chǎn)。

　　CMP 拋光墊的競爭格局

　　而全球拋光液市場集中在卡博特、杜邦、 Fujimi 等廠商中。 安集微電子(上海)有限公司是我國從事集成電路用 CMP 拋光液業(yè)務(wù)的主要企業(yè)，公司生產(chǎn)的銅/銅阻擋層拋光液已成功進入國內(nèi)外 12 英寸客戶芯片生產(chǎn)線使用，主要產(chǎn)品已經(jīng)進入領(lǐng)先的技術(shù)節(jié)點，包括 45nm、 40nm 及以下技術(shù)節(jié)點，產(chǎn)品性能達到國際領(lǐng)先水平，并具有成本優(yōu)勢，打破了國外廠商在高端集成電路制造拋光材料領(lǐng)域的壟斷。上海新安納在拋光液用磨料和存儲器拋光液等產(chǎn)品開發(fā)方面取得較好進展。