高纯石英制品包括主要包括石英坩埚(耐高温
栏目:公司新闻 发布时间:2024-01-15
话不多说,我们继续进行半导体工艺材料的下集。4、湿电子化学品湿电子化学品(Wet Chemicals)又称超净高纯试剂或工艺化学品,指主体成分纯度大于99.99%,杂质离子和微粒数符合严格标准的化学试剂。湿电子化学品是化学试剂产品中对品质、纯度要求最高的细分领域,是纯度极高的特种化学试

话不多说,我们继续进行半导体工艺材料的下集。

4、湿电子化学品

湿电子化学品(Wet Chemicals)又称超净高纯试剂或工艺化学品,指主体成分纯度大于99.99%,杂质离子和微粒数符合严格标准的化学试剂。湿电子化学品是化学试剂产品中对品质、纯度要求最高的细分领域,是纯度极高的特种化学试剂。一般要求控制杂质颗粒粒径低于0.5µm,金属杂质含量低于ppm 级(10-6为ppm,10-9为ppb,10-12为ppt)。

湿电子化学品属于电子化学品领域的分支,是微电子、光电子湿法工艺制程中使用的各种液体化工材料,广泛用于芯片、显示面板、太阳能电池、LED等电子元器件微细加工的清洗、光刻、显影、蚀刻、掺杂等工艺环节。

湿电子化学品种类繁多,可以按组成成分与应用工艺的不同分为通用性湿电子化学品和功能性湿电子化学品,其中功能性湿电子化学品又可分为光刻胶配套试剂、刻蚀液、清洗液等。此外,湿电子化学品也可以按照下游应用领域的不同分为集成电路、显示面板及光伏电池用湿电子化学品,由于应用领域不同,客户对产品洁净度,纯度有不同要求,因此分领域产品的需求结构,产品价格上存较为明显差异。

(1)按成分与应用工艺划分

通用性湿电子化学品又称超净高纯溶剂,常用于湿法工艺制程中的清洗、光刻、腐蚀等工序,主要包括主体纯度大于99.99%,杂质含量低于ppm级别的酸类(氢氟酸、硫酸、磷酸、盐酸、硝酸等),碱类(氨水,氢氧化钠,氢氧化钾等),有机溶剂类(甲醇,乙醇,丙酮等)及其他类(双氧水等)产品,一般为单组份、单功能湿电子化学品。 功能性湿电子化学品则是为满足湿法工艺中特殊工艺需求,通过复配工艺制备的配方类(复配类)化学品,主要包括显影液、剥离液、清洗液、刻蚀液等。

(2)按下游应用行业领域划分

集成电路用湿电子化学品主要用于晶圆制造的清洗、显影、刻蚀、剥离环节。由于集成电路生产对产品纯度要求高,客户粘性强,因此产品价格高,盈利能力较好。液晶显示用湿电子主要用于平板显示制造工艺环节的薄膜制程清洗、光刻、显影、蚀刻等工艺环节。下游客户对液晶显示类湿电子化学品的纯度要求略低于集成电路类产品。太阳能电池用湿电子化学品主要用于晶硅太阳能电池片的制绒加工及清洗等工艺环节。一般而言,太阳能用湿电子化学品的技术标准要求最低,盈利能力较弱。

依照SEMI对湿电子化学品的五个等级分类标准。一般而言,集成电路用湿电子化学品技术规格要求最高,所需产品一般需满足G3或以上等级,且随着集成电路制程线宽不断缩窄,对湿电子化学品纯度也逐步提升至G4及G5等级。相比之下显示面板用湿电子化学品需满足G2-G3等级,光伏太阳能电池所需的湿电子化学品只需满足G1等级。

从产业链角度来看,湿电子化学品位于电子信息产业偏中上游的电子专用材料领域,是精细化工和电子信息行业交叉的领域,上游是基础化工产业,以硫酸、盐酸、氢氟酸、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、 丙酮、乙醇、异丙醇等为原料,经过预处理、过滤、纯化、混配等工艺生产得到的高纯度产品。下游为太阳能电池、显示面板、半导体等领域。

湿电子化学品对产品品质、纯度有着较高工艺要求,其主要工艺流程为原料接收、纯化、吸收、混配、包装等工艺,成品产品入桶包装或装车后,经检验合格后入库。之后根据客户订单发货并回收包装桶和槽车,再次循环使用。生产过程涉及的核心工艺包括分离纯化,分析检测,混配及包装运输技术等,需生产企业掌握产品制备、产品检验、包装物及瓶阀处理等核心技术,对生产过程中各类杂质含量进行有效控制,具备较高的技术门槛。此外,企业具有较高的认证壁垒(认证周期长,通常2~3年,客户粘性强)以及人才、资金壁垒(人才稀缺,资金投入大)。

湿电子化学品的发展历程已超50余年,它是从高纯化学试剂产品领域发展起来的。20世纪60年代末出现了用于集成电路制造的电子级专用化学试剂,业界将其称为湿电子化学品(又称超净高纯化学品);1975年,SEMI成立了SEMI化学试剂标准委员会,对其等级标准做了统一规范,该标准现已成为世界湿电子化学品制造业中通行的、最权威的标准。进入21世纪后SEMI根据实际情况对原有的分类体系进行了归并,分为SEMI G1至SEMI G5,国际上制备G4以下各种不同等级湿电子化学品的技术已趋于成熟。随着集成电路向着纳米级发展,G4以上级别的高纯试剂生产技术也日渐成熟。近年来,湿电子化学品成为了超大规模集成电路制造业不可或缺的重要辅助工艺材料,也成为电子化学品中需求量大幅增长、技术高速发展的一类产品。同时,随着显示面板、太阳能电池领域的发展,其用量也进一步扩大,呈现出较大的发展前景。

从市场规模来看,2021年全球湿电子化学品市场规模54.28亿美元,我国湿电子化学品市场规模达130.94亿元,2018-2021年均复合增速为14.21%,远超全球同期的2.21%。其中据中国电子材料行业

协会统计,2019年通用化学品和功能化学品约占中国湿电子化学品整体需求的88%和12%。按行业划分,2020年集成电路、显示面板及光伏电池用湿电子化学品分别占总体需求的22%、31%和42%。

从竞争格局来看,由于湿电子化学品的高壁垒,核心技术主要集中在日本、美国、欧洲等国家或地区。欧美和日韩企业凭借技术优势,分别占据了全球市场的32%和29%的市场份额。在中国大陆市场,2019年以德国巴斯夫、德国默克、美国霍尼韦尔、美国英特格等为代表的欧美企业占据了中国大陆市场的35%;同时,以住友化学、三菱化学、关东化学、Stella等为代表的日企占据中国大陆市场的28%。韩国、中国台湾、中国大陆企业分别占16%、10%、9%。国内企业集中度较低,既有以江化微和格林达为代表的专业湿电子化学品供应商,也有晶瑞电材和飞凯材料为代表的平台型企业。从国产化程度来看,2018年除技术规格要求较低的光伏电池领域湿电子化学品国产化率较高外(约99%),集成电路及显示面板领域国产化率仅23%/35%。

5、抛光材料

CMP(Chemical Mechanical Polishing)即化学机械抛光,是通过化学试剂的化学腐蚀和纳米磨粒的机械研磨技术结合,实现晶圆表面微米/纳米级材料的去除,从而达到晶圆表面高度(纳米级)平坦化的技术。CMP在集成电路制造全过程中被广泛应用,除集成电路设计环节外,硅片制造、晶圆加工、封装测试过程都需要使用,其中晶圆加工是其主要应用场景。目前CMP工艺在芯片制造中的典型应用包括浅沟槽隔离平坦化(STICMP)、晶硅平坦化(PolyCMP)、层间介质平坦化(ILDCMP)、金属间介平坦化(IMDCMP)、铜互连平坦化(CuCMP)等。

CMP技术综合了化学腐蚀和机械摩擦两种抛光技术,可以避免单纯的机械抛光造成的表面损伤和单纯的化学抛光造成的抛光速率较慢的问题。其工作原理是在一定压力及抛光液的存在下,被抛光晶圆对抛光垫做相对运动,含有氧化剂、络合剂的抛光液先与样品表面产生化学反应,生成一层较软的钝化层,再通过磨粒与抛光垫对钝化层进行机械去除。在CMP过程中,抛光液的化学作用与磨粒、抛光垫的机械作用交替进行,使被抛光晶圆表面达到高度平坦化、低表面粗糙度和低缺陷的要求。

从历史发展来看,CMP是实现器件平坦化技术中的一种。由于不同性能的器件对平坦化程度的要求不同,具体可分为表面平坦化(间隙填充)、区域平坦化和全部平坦化。随着工艺节点的演进,传统机械抛光法无法解决表面起伏带来的断线、短路、断路等问题,因此引入了硼磷硅玻璃回流法、旋涂玻璃反刻法、光刻胶反刻法等,实现了局部表面平坦化,但随着工艺节点逐渐发展到0.35μm~0.25μm时,CMP技术是唯一可实现全局平坦化的关键技术。而到了0.18~0.13μm技术节点阶段,随着半导体芯片制程工艺快速提升,CMP的作用和其不可替代性更加凸显。

具体地,CMP技术可以分为研发期、成熟期和拓展期三个发展阶段。

(1)研发期(1965~1990年):CMP技术诞生于1965年,当时主要被应用于制造镜片表面的研磨过程。随着多层金属化技术被引入到集成电路制造工艺中,硅片表面的不平整度加剧,严重影响了芯片成品的性能。为解决这一问题,到了80年代中期,IBM首次将CMP技术应用于集成电路制造,当时其研磨对象主要为钨与氧化物。

(2)成熟期(1990~2000年):1990年IBM将CMP技术工艺转让给MicroTechnology公司,并在1991年与Motorola 公司联合开发了运用CMP技术制造的64Mb DRAM。1996年日本主要的芯片制造厂在生产350nm的器件中使用了CMP工艺。此后STI CMP、PSP、W-CMP相继发展成熟,韩国和中国台湾等亚太厂商也开始发展CMP技术。此外,芯片制程从250nm进入130nm节点,铜正式取代铝成为主流导线材料,使CMP成为铜互连技术必不可少的工艺制程。

(3)拓展期(2000~至今):当技术节点发展到90-65nm时,用于减小RC延迟时间而引入的低K介质材料,逐步取代传统的SiO2,同时低压力CMP、电子化学机械抛光(ECMP)、无应力抛光技术等新技术成为新的研发方向。当技术节点发展到30-20nm时,铜逐渐不适用于20nm以下的互联技术,而钴互连技术、FinFET、TSV等技术成为了新的研发方向。

在CMP工艺系统中,分为抛光和清洗模块,由设备及材料共同组成。其中设备主要分为抛光部分和清洗部分,抛光部分由抛光头、研磨盘等组成,清洗部分由清洗刷、供液系统等组成,材料则根据功能的不同,主要分为抛光液,抛光垫,钻石盘,抛光后清洗液等。

抛光液(Slurry)是一种由去离子水、磨粒、PH值调节剂、氧化剂以及分散剂等添加剂组成的水溶性试剂,在化学机械抛光过程中,起到研磨晶圆、腐蚀晶圆表面的残留物的作用。抛光垫(Pad)是一种疏松多孔的材料, 具有一定弹性,一般是聚亚氨酯类,主要作用则是存储和运输抛光液、维持抛光环境,对硅片提供一定的压力并对其表面进行机械摩擦。钻石碟(Disk)又称研磨垫调节器(Pad Conditioner),主要用于扫过抛光垫表面提高表面粗糙度,除去用过的浆料,提升抛光效率和节约成本。清洗液主要用于去除残留在晶圆表面的微尘颗粒、有机物、无机物、金属离子、氧化物等杂质,满足集成电路制造对清洁度的极高要求,对晶圆生产的良率起到了重要作用。抛光液和抛光垫是CMP材料中的核心,接下来我们将对其进行详细介绍。

抛光液是一种颗粒分布匀散的胶体,磨料是其核心材料。抛光液种类繁多,可按应用的工艺环节、磨粒和PH值进行分类。根据应用工艺环节的不同,可分为硅抛光液、铜抛光液、阻挡层抛光液、钨抛光液、钴抛光液、介质层(TDL)抛光液、浅槽隔离(STI)抛光液和硅通孔(TSV)抛光液。其中,硅抛光液多用于硅片的初步加工和打磨,铜抛光液和阻挡层抛光液用于对铜及其阻挡层的抛光,钨抛光液用于通孔及接触孔工艺,在存储芯片制造中广泛应用,钴抛光液多用于10nm以下制程的芯片制造,硅通孔抛光液主要用于3D封装工艺。

根据配方中磨粒的不同,可分为二氧化硅、氧化铈、氧化铝磨粒等三大类,同时磨粒可以是单一磨粒或者混合磨粒。二氧化硅磨粒活性强、易于清洗且分散性及选择性好,多用于硅、SiO2层间介电层的抛光。缺点是硬度大,容易对硅片表面造成损伤,且抛光效率较低。氧化铝磨粒抛光效率高,但硬度强、选择性低且团聚严重,因此抛光液中常需加入各类稳定剂和分散剂,导致成本相对较高。氧化铈磨粒硬度低,抛光效率高,平坦度高,清洁无污染,但团聚严重,也需加入各类稳定剂和分散剂,且铈属于稀有金属,成本较高。

根据PH值的不同,可分为酸性抛光液和碱性抛光液。酸性抛光液具有抛光效率高、可溶性强等优点,多用于对铜、钨、铝、钛等金属材料进行抛光。其缺点是腐蚀性较大,对抛光设备要求高,所以常选择向抛光液中添加抗蚀剂(BTA)提高选择性,但BTA的添加容易降低抛光液的稳定性。不同于酸性抛光液,碱性抛光液具有腐蚀性小、选择性高等优点,多数用于抛光硅、氧化物及光阻材料等非金属材料。碱性抛光液的缺点也较为明显,因为不容易找到在弱碱性中氧化势高的氧化剂,所以抛光效率较低。

抛光垫是CMP工艺中除抛光液之外的另一重要耗材,具有类似海绵的机械特性和多孔特性,且表面有特殊的沟槽,可提高抛光均匀性。同样地,抛光垫的分类方式也并非一种,根据抛光垫是否含有磨料,抛光垫可分为有磨料抛光垫和无磨料抛光垫;根据材料硬度可分为软垫和赢点;根据材质的不同,也可分为聚氨酯抛光垫、无纺布抛光垫和复合型抛光垫;根据表面结构的不同,又可分为平面型抛光垫、网格型抛光垫和螺旋线形抛光垫。

从产业链角度来看,CMP产业链中核心设备材料为抛光液、抛光垫及CMP设备,其中抛光液上游为研磨颗粒、添加剂和纯水,抛光垫上游为聚胺脂、无纺布等,中游为晶圆制备,下游应用包括消费电子、汽车电子、医疗等领域。 由于CMP行业是多学科的交叉,因此产业链整体壁垒较高,对技术、工艺、专利等要求严格。

从市场规模来看,全球抛光液市场规模由2016年的11亿美元提升至2021年的14.3亿美元,2021年同比提升6.72%,CARG为5.39%,同期中国抛光液市场规模大幅增长,2016-2021年市场规模由12.3亿元提升至22亿元,CAGR达到12.28%,复合增速明显快于全球。全球抛光垫市场规模由2016年的6.5亿美元提升至2021年的11.3亿美元,2021年同比提升10.78%,CARG为11.69%,同期中国抛光垫市场规模也在持续增长,2016-2021年市场规模由8.1亿元提升至13.1亿元,复合增速与全球基本保持一致,CAGR为10.09%。

从竞争格局来看,CMP抛光材料具有较高的技术壁垒,我国由于起步较晚,大量专利掌握在国外巨头手中。美国和日本等龙头企业在进行更新升级的同时,会实行严格的专利保护封锁技术防止外泄,形成较高的技术壁垒,因此竞争格局呈现美日主导的状况。2019年,全球CMP抛光液市场格局中,卡博特( Cabot)占比为33%,日立( Hitachi) 占比13%,Fujimi占比10%,前四均为日美企业,CR4达89%。中国厂商安集科技全球占比2%,排名第5。抛光垫方面,根据Cabot Microelectronics数据,全球CMP抛光垫市场格局中,陶氏杜邦占比79%,占据市场绝对主导地位,卡博特(Cabot)与Thomas West分别占比5%及 4%。国内主要厂家为鼎龙股份。

6、靶材

靶材是PVD的核心材料,我们已经讲过PVD是制备电子薄膜材料的主要技术之一,根据沉积方式的不同,可分为溅射法和蒸镀法,在此之中被沉积的材料称为靶材。用于溅射法的靶材又称为溅射靶材,在溅射镀膜工艺中,靶材是在高速荷能粒子轰击的目标材料,可通过不同的离子光束和靶材相互作用得到不同的膜系(如超硬、耐磨、防腐的合金膜等),以实现导电和阻挡的功能。从结构上看,靶材主要由“靶坯”和“背板”两部分构成。其中靶坯是高速离子束流轰击的目标材料,属于溅射靶材的核心部分,涉及高纯金属、晶粒取向调控。背板起到主要起到固定溅射靶材的作用,涉及焊接工艺。由于高纯度金属强度较低,因此溅射靶材需要在专用的机台内完成溅射过程。机台内部为高电压、高真空环境,因此背板也需要具备良好的导电、导热性能。

靶材可以根据制造工艺、形状、化学成分和应用领域的差异进行分类。根据靶材制造工艺的不同,可分为粉末冶金法和熔融铸造法。粉末冶金法主要有热等静压法、热压法、冷压-烧结法三种方法,通过将各种原料粉混合再烧结成形的方式得到靶材,该方法优点是靶材成分较为均匀、机械性能好、生产效率高、节约原材料成本,缺点是含氧量量高、密度低。熔融铸造法主要有真空感应熔炼、真空电弧熔炼、真空电子束熔炼等方法,通过机械加工将熔炼后的铸锭制备成靶材,该制造方法的优点是靶材杂质含量低、密度高、可大型化,缺点是对两种合金密度相似度要求高、较难做到成分均匀化。

按形状可分为长靶、方靶、圆靶和管靶。其中常见的靶材多为方靶、圆靶,均为实心靶材。近年来,空心圆管型溅射靶材由于具有较高的回收利用率,也在国内外得到了一定推广。在镀膜作业中,圆环形的永磁体在靶材的表面产生的磁场为环形,会发生不均匀冲蚀现象,溅射的薄膜厚度均匀性不佳,靶材的使用效率大约只有20%~ 30%。

目前,为了提高靶材的利用率,国内外都在推广可围绕固定的条状磁铁组件旋转的空心圆管型溅射靶材,此种靶材由于靶面都可被均匀冲蚀,因而利用率可由通常的20%~30%提高到75%~80%

根据化学成分的不同,靶材可分为单质金属靶材、合金靶材和陶瓷化合物靶材三种。单质金属靶材包括纯金属铝、钛、铜等;合金靶材包括镍铬合金和镍钴合金等;陶瓷化合物靶材包括氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等。在半导体晶圆制造中,8英寸及以下晶圆通常以铝制程为主,多数使用的靶材为铝、钛靶材。12英寸晶圆制造,多使用先进的铜互连技术,以铜、钽靶材为主。

根据应用领域可以主要分为半导体芯片靶材、平板显示靶材、太阳能电池靶材、信息存储靶材、电子器件靶材等。各应用领域使用的靶材种类不同,对性能的要求也不尽相同,其中半导体芯片制造对靶材的纯度要求更高。在半导体芯片领域中,集成电路的制造主要使用超高纯度铝、铜、钛、钽、铊靶等,需要其具有纯度高、尺寸大、集成度高等性能;显示面板主要使用高纯度铝、铜、硅、钼、ITO 靶,具有尺寸大、均匀性好、纯度高等性能要求;太阳能电视领域中,制备光伏薄膜电池主要使用高纯度铝、铜、钼、铬、ITO 靶,该类靶材对技术要求高、应用范围大。

从产业链来看,靶材产业链主要包括金属提纯、靶材制造、溅射镀膜和终端应用四大环节。其中靶材制造和溅射镀膜环节是整个溅射靶材产业链中的关键环节。靶材上游原材料材质主要包括纯金属、合金以及陶瓷化合物三类。下游应用市场则较为广泛,但整体来看主要集中在半导体、平板显示、信息存储、太阳能电池四个领域,四大板块约合占比97%。

从市场规模来看,根据华经产业研究院数据,全球靶材市场2016年为113亿美元,2020年为196亿美元。中国靶材市场2016年为177亿元,2020年为337亿元。下游重点应用领域中,全球半导体靶材2021年为16.95亿美元,其中晶圆制造用靶材10.5亿美元,封装用靶材6.45亿美元;中国半导体/平板显示/太阳能电池靶材2020年分别为17/150/31.7亿元。

靶材的下游应用中,最重要的应用包括平板显示、记录媒体、太阳能电池、半导体等。根据新材料在线数据,全球靶材下游中,平板显示占比34%,记录媒体占比29%,太阳能电池占比21%,半导体占比10%。中国靶材下游中,平板显示占比49%,磁记录占比28%,半导体占比9%,太阳能电池占比8%。

从竞争格局来看,全球范围内高纯金属产业集中度较高,日本、美国等国家的高纯金属生产商依托其提纯技术在整个产业链中居于有利地位,靶材厂商从金属材料的高纯化制备到靶材制造生产具有完备的技术垂直整合能力,控制着全球高端电子制造用靶材的主要市场。根据新材料在线数据,全球靶材市场中,日本日矿金属占比30%,美国霍尼韦尔占比20%,日本东曹占比20%,美国普莱克斯占比10%,4大厂商合计占比80%。中国靶材市场中,外资厂商占比70%,中国厂商江丰电子占比3%、隆华科技占比3%、阿石创占比1%。

7、前驱体

前驱体是携带目标元素,呈气态、易挥发液态或固态,具备化学热稳定性,同时具备相应的反应活性或物理性能的一类物质,是薄膜沉积工艺的核心制造材料,其在半导体中的应用环节包括薄膜沉积、外延生长、刻蚀环节,其中薄膜沉积需求占比约84%,因此一般也说前驱体是薄膜沉积的核心材料。此外,前驱体也可用于薄膜封装技术(TFE)中,发挥水汽阻隔、延长有机发光物质寿命的作用,是OLED工艺中的核心技术之一。

在此需要说明一下,前驱体的”前“,顾名思义就是生产目标产物过程中的中间反应产物(如MO源是MOCVD工艺的关键支撑原材料,又被称为MOCVD的“前驱体”)。因此并不只是半导体领域有前驱体,如锂电池产业链中的三元前驱体就是是生产镍钴铝酸锂或镍钴锰酸锂三元正极材料的主要原材料,是衔接上游镍、钴、锰、铝等金属资源与下游锂电正极材料的关键中间产品。

本文我们主要聚焦半导体前驱体,尤其是薄膜沉积前驱体。半导体前驱体产品主要应用于半导体存储和逻辑芯片的CVD和ALD等沉积成膜技术中,这些技术属于90nm-14nm甚至7nm先进制程的集成电路制造工艺,被广泛应用于高端芯片制造,包括逻辑芯片、AI芯片、5G芯片、大容量存储器和云计算芯片等。

半导体前驱体材料根据形成薄膜的材料属性划分,可以分为硅前驱体和金属前驱体;根据集成电路晶圆制造工序划分,可分为高K前驱体和低K前驱体两类。K即介电常数,用于衡量一种材料存储电荷(正电荷或者负电子)的能力,高K前驱体用于高K金属栅极(HKMG)薄膜沉积工艺的高K介质层;低K前驱体用于集成电路后端布线工序BEOL中金属连线之间的绝缘介质。

从市场规模来看,在存储芯片制造环节,NAND进入20nm后,传统的提高制程来提升产品性能的方式难度大幅提升,各厂家通过增加芯片的堆叠层数获取更大的存储容量,堆叠层数的增加将带来前驱体材料用量的大幅提升;DRAM制程越先进,驱动氧化硅及氮化硅、High-K、金属前驱体单位用量大幅提升,共同促进前驱体市场增长。 根据GlobaI Info Research数据,预计2028年全球半导体前驱体市场规模将由2021年的19.4亿美元提升至36.6亿美元,中国市场规模将由5.9亿美元提升至11.6亿美元。

从竞争格局来看,前驱体行业准入门槛很高,国外企业深耕该领域已久,市场集中度较高,目前生产商基本为海外企业,如德国默克,法国液化空气,日本TriChemical,韩国Soul-Brain、DNF、HansolChemical等。国内企业方面,雅克科技通过收购韩国UPChemical进入前驱体业务领域,多款产品已在国际知名存储器制造公司中得到应用。南大光电与中巨芯也有相关业务布局。

8、其他工艺材料

上述材料的介绍基本上已经涵盖半导体工艺材料的绝大部分范围,通常介绍半导体工艺材料也会只介绍这么多。除此以外,我们想简单提一下石英,高纯石英制品包括主要包括石英坩埚(耐高温,可用来作为晶棒制作载具)及光掩膜版等,是光伏和半导体领域都属于必不可缺的耗材。

具体地,在半导体领域石英材料主要应用于单晶硅片制造和晶圆制造两个核心环节。从制造流程来看,石英堆场、石英清洗槽、石英舟等分别用于单晶硅片制造过程中的多晶硅还原硅片酸洗、超声波清洗,石英法兰、石英钟罩、石英基片(光掩膜版的主要基础材料)、石英环、石英扩散管等分别用于晶圆制造过程中的硅片氧化、光刻、蚀刻、扩散。

由于在晶圆制造过程中不断经历高温、酸洗等特殊环境,半导体石英材料的稳定性等指标会受到一定影响,从而在使用一段时间后会面临更换的需求,半导体石英材料因此具备耗材的属性。从市场规模来看,2022年全球半导体石英制品的市场空间约34.41亿美元。从产品结构来看,半导体石英器件、半导体石英基板、半导体石英玻璃(含堆场)是石英制品在半导体领域的主要产品,三类产品的全球市场规模大致按4/3/3的占比分布。

从竞争格局来看,半导体用石英制品行业集中度较高,主要由外资垄断。根据IBISWorld统计的数据,2013年全球石英市场份额中,美国迈图公司、德国贺利氏与日本东曹的市占率分别为38%、21%和8%,三家企业合计占比67%,估计国产半导体石英企业的份额只有10%左右。国内相关企业主要包括菲利华、石英股份等。

至此,我们已经完成半导体工艺材料的所有介绍,这是一个非常庞杂的行业,细分种类是半导体子行业中最为复杂的。我们下次将继续介绍半导体封装材料。



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