國內半導體產業的領頭人物們
發布時間:2018-12-29
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       近幾年國內的半導體產業發展勢頭很足,深圳市福斯特半導體有限公司成立至今已經七個年頭了,而在它名下的公司已經遍布國內幾個省,關于半導體產業的建設投資也已經出資幾個億,有自己的晶圓封裝廠房。一直積極的在為中國的半導體事業做著巨大貢獻!目前福斯特(FIRST)主要產品系列有:快速时时彩是官方彩吗(AC-DC/DC-DC)、MOSFETs系列(高中低壓MOS以及COOL MOS)、整流二極管、快恢復整流器、超快恢復、肖特基二極管,穩壓二極管、瞬態電壓抑制,橋式整流器、ESD?;?、開關三極管、晶體管,可控硅等,其產品先后通過UL、ISO/TS16949、ISO9001、ISO14001及SGS等相關認證。

  近兩年,中國大陸地區的半導體廠(包括IDM和Foundry)項目不斷涌現,據不完全統計,截至2020年,國內將新增20座晶圓廠。此外,各種尺寸的LCD和OLED顯示面板項目也是欲罷不能,特別是京東方、維信諾、華星光電和天馬微電子這幾家顯示面板的龍頭企業,在全國各地不斷上馬新世代的面板項目。
  
  以上這些催生出產業對各種半導體制造設備和材料的巨大需求,作為半導體制造行業的“糧食”——半導體材料——會有良好的發展前景。
  
  據統計,2017年全球半導體材料市場規模為470億美金,同比增長了10%,其中,芯片制造材料規模占比接近60%,達到278億美金,封裝材料市場規模為192億美金。
  
  2017年中國半導體材料市場規模約為76億美金。雖然國內半導體材料市場在全球占比不斷提升,已經從2007年的7.5%提升至2017年的16%,但依然被日本、歐洲和美國的相關大企業把持著,而中國的企業實力相對薄弱,材料自給率不超過20%。
  
  另外,國產半導體材料90%以上的收入來自于后道晶圓封裝市場,在前道晶圓制造領域,國產材料還難以進入主流供應鏈。以芯片制造材料為例,占比最大的硅片供給中,日本、中國臺灣、韓國以及德國等地的5大廠商占據了主要份額,而國內已經量產的12英寸大硅片仍在認證階段。因此,我們的總體水平還有待提升。
  
  與此同時,我國半導體制造業的快速發展,給本土的半導體材料企業提供了難得的發展機遇。預計在國內集成電路產業快速發展的推動下,未來5年國內,我國半導體材料市場的復合年增長率將達到15%,到2023年,國內半導體材料市場規模將增至153億美金。
  
  在這樣良好的發展契機下,國內一批規劃較早、研發實力較強的企業不斷開疆擴土,再加上越來越多產業資本的加注,助其實力穩步提升,一點一點地蠶食著外企的市場份額。
  
  半導體材料的種類很多,如晶圓(以8英寸和12英寸為主)、光刻膠、掩模版、電子級高純多晶硅、電子特種氣體、濕電子化學品、濺射靶材,以及CMP拋光液和拋光墊等。當然不止這些,其它的就不一一列舉了。
  
  在我國的半導體材料行業中,每一個細分領域都有多家優秀的企業在摸爬滾打,其中不乏1~2家佼佼者,引領著本土產業的發展,具體都有哪些呢?下面就來看一下。

  在我國本土的晶圓,特別是12英寸大硅片生產企業當中,上海新昇是初創公司,同時也是行業明星。
  
  2014年,上海新陽與興森科技、新傲科技等合資創立了上海新昇半導體,是國家02專項300mm大硅片項目的承擔主體,第一大股東國家大基金旗下的上海硅產業投資有限公司持股62.82%,上海新陽為第二大股東,持股27.56%。
  
  上海新昇項目總投資68億元,一期總投資23億元。新昇半導體一期投入后,預計最終將形成60萬片/月的12英寸硅片產能,年產值達到60億元。項目第一期的正常建設周期為3年,原計劃2017年底實現15萬片/月的產能,但由于關鍵設備采購困難等問題,進展不及預期。目前產能為6萬片/月。
  
  其12英寸大硅片的主要客戶為中芯國際、華力微電子等。此外,該公司大硅片在武漢新芯的認證工作也在進行當中。
  
  按照上海新昇的年度計劃,硅片產能在2018年底前達到10萬片/月,按照第一期投資計劃,明年的產能可以達到15萬片/月。上海新陽在今年7月表示,上海新昇當前產能為6萬片/月。
  
  上海新昇300mm大硅片的測試片、擋片和陪片在2017年實現銷售,正片方面,2018年第一季度末已通過了華力微電子的驗證并實現了銷售。不過,上海新陽表示上海新昇的正片銷售給華力微電子的數量不多,正在增量過程中。

  光刻技術隨著IC集成度的提升而不斷發展。為了滿足集成電路對集成度的更高要求,半導體用光刻膠通過不斷縮短曝光波長以提高極限分辨率,光刻膠的波長由紫外寬譜逐步至g 線(436nm)、i 線(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)、F2(157nm)水平。
  
  晶瑞股份的子公司瑞紅化學是國內半導體光刻膠龍頭,主要產品包括G 線、 I線光刻膠、LCD觸摸屏用光刻膠等。
  
  其產品包含紫外負型光刻膠和寬譜正膠及部分g線,i線正膠等高端產品。瑞紅擁有達到國際先進水平的光刻膠生產線,實行符合現代微電子化學品要求的凈化管理,配備了一流的光刻膠檢測評價裝置,并承擔了國家重大科技項目02專項“i線光刻膠產品開發及產業化”項目,在國內率先實現了IC制造商大量使用的核心光刻膠,即i線光刻膠的量產,產品采用步進重復投影曝光技術,可實現高分辨率。

  光掩膜版,是微納加工技術常用的光刻工藝所使用的圖形母版,由不透明的遮光薄膜在透明基板上形成掩膜圖形結構,再通過曝光過程將圖形信息轉移到產品基片上,它是限制工藝最小線寬的瓶頸器件。光掩膜版和光刻機共同決定了工藝的先進程度。同光刻膠的供需情況類似,由于掩膜版工藝具有技術密集和資金密集的特點,存在一定的技術壁壘。
  
  多數情況下,光掩膜版由集成電路制造廠家設計制造,以便和光刻機配合使用,如臺積電、英特爾、三星等的光掩模版由自己的專業工廠生產。
  
  我國大陸地區的光掩膜版行業僅能夠滿足大陸中低檔產品市場的需求,高檔光掩膜版則依賴進口。目前,中芯國際自己設計光掩膜版,并且具備28nm的制造能力,但是仍和先進制程廠家存在差距。
  
  另外,路維光電具備光掩膜版生產能力,但產品主要用于顯示面板。2018年1月,路維光電大陸首條G11光掩膜版項目在成都高新區啟動。該項目總投資10億元,建成后將成為我國大陸地區最大的掩膜版制造基地。該項目于2018年四季度投產。

  2015年12月,徐州鑫華半導體由國家集成電路產業投資基金聯手保利協鑫共同投資建設,打造國內首條5000噸集成電路專用電子級多晶硅生產線。該項目是工業和信息化部強基工程中標項目,也是科技部02專項子項目。
  
  2017年11月,鑫華半導體正式發布電子級多晶硅產品,實現量產出貨。
  
  目前,鑫華半導體第一條生產線的產能為5000噸,產品可保證國內企業三至五年內電子級多晶硅不會缺貨。同時,還將規劃再上一條5000噸生產線,以更好地滿足市場需求。
  
  據悉,除了已向國內部分晶圓加工廠批量供貨外,經過一系列嚴格的驗證、檢測,今年5月初,鑫華半導體的集成電路用高純度硅料實現了向韓國小批量出口。

  電子特種氣體是在集成電路制造領域應用的、有特殊要求的純氣、高純氣或由高純單質氣體配制的二元或多元混合氣。高純氣體也是整個半導體行業的關鍵原材料之一,大規模集成電路和超大規模集成電路的國產化亟待高純電子氣體的配套支持。電子特種氣體是僅次于硅片和硅基材料的第二大市場需求半導體材料。
  
  中國船舶重工集團公司第七一八研究所作為國家“02專項”氣體項目的牽頭單位,成功研制出四氟化硅、六氟乙烷、八氟丙烷、八氟環丁烷、氯化氫、氟化氫等9種高純氣體及10種混合氣體,并成功量產。
  
  三氟化氮、六氟化鎢打破了國外壟斷,產能分別達到9000噸/年、1300噸/年,三氟化氮的國內市場覆蓋率達到95%以上,國際市場覆蓋率達到30%。六氟化鎢的國內市場覆蓋率達到100%,國際市場覆蓋率達到40%。這兩類產品的生產規模均位居國內第一,世界前三,基本進入了國內所有的半導體、液晶面板及太陽能行業的廠家及全球知名的半導體廠。

  濕電子化學品指為微電子、光電子濕法工藝(主要包括濕法刻蝕、濕法清洗)制程中使用的各種電子化工材料。濕電子化學品按用途可分為通用化學品(又稱超凈高純試劑)和功能性化學品(以光刻膠配套試劑為代表)。其中超凈高純試劑一般要求化學試劑中控制顆粒的粒徑在 0.5µm 以下,雜質含量低于ppm級,是化學試劑中對顆??刂?、雜質含量要求最高的試劑。功能濕電子化學品是指通過復配手段達到特殊功能、滿足制造中特殊工藝需求的配方類或復配類化學品。
  
  目前,國內濕電子化學品的主要廠商有江化微、晶瑞股份等。江化微主要從事超凈高純試劑、光刻膠配套試劑等專用濕電子化學品的研發和生產。
  
  該公司生產的超凈高純試劑包括酸堿類試劑、蝕刻類試劑和溶劑,大部分產品可達UL級和SL級,其中UL級等同于美國SEME C7標準,控制0.5、0.3μm顆粒,控制三十多個金屬元素,單項金屬元素控制在10PPb以下;SL級等同于美國SEME C8標準,控制0.3μm顆粒,控制三十多個金屬元素,單項金屬元素控制在1PPb以下。

  濺射靶材應用于電子元器件制造的物理氣象沉積(PVD)工藝,是制備晶圓、面板、太陽能電池等表面電子薄膜的關鍵材料。濺射是制備薄膜材料的主要技術之一,它利用離子源產生的離子,在真空中經過加速聚集而形成高速的離子束流,轟擊固體表面,離子和固體表面原子發生動能交換,使固體表面的原子離開固體并沉積在基底表面,被轟擊的固體是用濺射法沉積薄膜的原材料,稱為濺射靶材。
  
  目前,我國靶材龍頭企業江豐電子、隆華節能、有研新材、阿石創已經分別進入國內外主流半導體、平板顯示、光伏、光學器件企業供應鏈體系,且已經在部分企業本土產線實現中大批量供貨。
  
  江豐電子是我國高純濺射靶材龍頭企業,該公司產品包括鋁靶、鈦靶、鉭靶、鎢鈦靶等高純濺射靶材,應用于半導體、平板顯示、太陽能等領域。
  
  超高純金屬及濺射靶材是生產超大規模集成電路的關鍵材料之一,長期以來被日美企業壟斷。目前,江豐電子的產品已應用于世界著名半導體廠商的先進制造工藝,在16nm節點實現批量供貨,同時還滿足了國內廠商28nm節點的量產需求。
  
  該公司的大客戶包括臺積電、聯電、格芯、意法半導體、中芯國際、華虹等。

  CMP技術所采用的材料包括拋光液和拋光墊。CMP拋光液是一種不含任何硫、磷、氯添加劑的水溶性拋光劑,主要運用于集成電路和超大規模集成電路生產。CMP拋光液對晶硅襯底進行機械拋光,以消除前加工表面損傷沾污、控制誘生二次缺陷和雜質,實現硅片全局平面化。
  
  2008年前,我國90%的拋光液需要進口,高端拋光液如8英寸、12 英寸晶圓用拋光液更是 100%的依賴進口。目前,國內在拋光液行業已有幾十家生產企業,打破了國外完全壟斷的格局,但主要生產中低端產品,用于金屬的拋光,中國目前不銹鋼、鋁、鎢等中低端的拋光液基本實現國產化。多數企業仍處在4英寸、6英寸拋光液生產階段。而擁有自主知識產權、具備生產8英寸、12英寸晶圓拋光液能力的國內企業僅有上海安集微電子一家。
  
  安集微電子主要生產高端研磨液、高精度拋光液、去光阻液等高純度集成電路專用電子材料。目前,該公司還是國內唯一一家在電子化學品細分領域打破了國外半導體巨頭企業如IBM、應用材料、杜邦在中國的壟斷,成為英特爾、三星、臺積電、中芯國際等公認的中國集成電路拋光液唯一供應商。

  作為CMP拋光過程中最重要的材料消耗品之一,CMP拋光墊按磨料、材質和表面結構的差異,可以分為三大類、八小類。
  
  中國大陸國產高端拋光墊市占率幾乎為0,本土企業仍處于嘗試突破階段。長期以來,大陸企業沒有能夠生產集成電路拋光墊的,由于海外企業對我國實施技術封鎖,專利壁壘是實現國產替代的難點所在。經歷多年的自主研發,我國大陸拋光墊終于由鼎龍股份取得突破。
  
  鼎龍股份2014年建立了專項實驗室,2015年3月,鼎龍股份斥資1億元建設CMP拋光墊產業化項目一期工程。2016年5月,該公司再度募集資金投入集成電路拋光工藝材料的產業化二期,兩項目達產后,產能為50萬片。
  
  2017年,鼎龍股份第一款拋光墊產品通過了客戶驗證,并進入供應商體系,使中國在拋光墊材料領域打破了國外壟斷,占有了一席之地。
  
  2018年1月,鼎龍股份收購了時代立夫69.28%股權。時代立夫承接了“國家02專項計劃”課題任務,CMP拋光墊下游客戶包括中芯國際、上?;?、中航微電子等國內主要半導體制造廠商。

  以上企業都是相應半導體材料領域的領跑者,當然,優秀的企業不止這些,就不在此一一列舉了。相信在本土企業的共同努力下,必能將我國的半導體材料產業帶上一個新臺階,逐步實現對國外產品的替代。

      中國的市場還有很大的進步空間,國內半導體產業大亨的崛起不是偶然的,這些優秀的企業也經歷了嚴峻的考驗,度過重重難關。深圳市福斯特半導體有限公司的研發總部在美國,而它卻在短短幾年時間成立了多家公司,多處設立有工廠。我們相信在董事長黃曉波先生的帶領下,福斯特的產品將遍布全球各國,成為真正的行業領軍者,為中國半導體行業做出巨大貢獻!