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时间:2018-08-05 05:29

  半导体这个产业,下游到上游,技术难度和壁垒都非常高,可以说没有容易做的东西。从芯片设计(英特尔,高通),到芯片制造(台积电,三星,英特尔),到芯片设备(应用材料,lam research,东京电子,ASML),到半导体材料,全部都很困难。

  根据SEMI(国际半导体产业协会)的统计,2017年全球半导体设备销售额为570亿美元,而全球半导体材料市场销售额为469亿美元,增长了9.6%。也就是设备+材料=1039亿美元,这比华为一年的销售额要多一点。整个半导体2017年总的销售额,如果按照Gartner的数据,是4197亿美元,也就是设备+材料占了整个市场的24.76%,也就是差不多25%的水平。

  当然了晶圆制造所需的材料是核心,大体可以分成以下:硅片,靶材,CMP抛光材料(主要是抛光垫和抛光液),光刻胶,湿电子化学品(主要是高纯试剂和光刻胶配套试剂),电子特种气体,光罩(光掩膜),以及其他。

  这个市场,以2017年为例,全球的集成电路硅片的占有率,日本信越化学份额28%,日本SUMCO 份额25%,台湾环球晶圆份额17%,德国Siltronic份额15%,韩国LG 9%。这五家合计占了全球的94%的份额。

  目前8英寸和12英寸硅片是市场的主流,尤其是12寸硅片是绝对的主力硅片,在制作大硅片过程中,由于对倒角、精密磨削等加工工艺要求很高,因此对良率是非常大的挑战。也因为此,我国在2017年之前,只能在4-6英寸的硅片产量上满足国产需要,2016年国产8英寸(200mm)硅片只能满足大约10%的需求量,而在主流的12英寸(300mm)大硅片领域还是空白。

  大硅片方面我国的排头兵是张汝京先生创办的新升半导体,该公司承担国家02专项300mm大硅片开发,工厂总投资约68亿元,一期总投资约23亿元,计划实现15万片/月的产能,全部投资完成后实现60万片/月的产能。经过两年多研发,新升半导体在2016年10月31日生长出来首根300mm硅棒,总投料量300Kg,晶棒总长度1.9m。到2017年五月底,新升已完成月产1万片的工艺研发配置。

  上海新升半导体的第二大股东上海新阳在2017年5月的业绩说明会披露,上海新升2017年二季度开始小批量试生产,实现了挡片、陪片、测试片等产品的销售,硅片正片的认证工作一切顺利,但是尚未通过认证。挡片,陪片可以理解成质量较差的硅片,价格要便宜点,用来调试机台监控良率,并不是直接用于晶圆制造。只有正片是实际用来制造晶圆。上海新阳同时预计新升公司到2018年底产能可达到每月10万片,没能达到每月15万片的预期。

  今年下半年上海新阳开始下一阶段每月20万硅片产能的建设,预计将在2019年完成。2017年上海新阳实现营收4.72亿元,同比增长14.11%;实现净利润7240.95万元,同比增长33.11%。2018年1-6月,上海新阳预计生产大硅片的子公司上海新升半导体科技有限公司2018年1-6月首次扭亏为盈

  中环半导体其实主要是一家生产太阳能硅棒和硅片的企业,由于太阳能组件和集成电路都是半导体,也都是硅基材料,所以中环股份进入半导体领域也是顺理成章的事情,中环股份2017年实现半导体硅片销售额5.836亿元,但全部是8英寸及以下的硅片。

  中环股份还在进一步扩产,其于2017年10月13日和无锡市签署《战略合作协议》,共同在宜兴市建设集成电路用大硅片生产与制造项目。项目总投资约30亿美元,其中一期投资约15亿美元,预计2018年四季度设备进场调试并实现小规模试产。全部项目投资完成后,预计2022 年将实现8英寸抛光片产能75万片/月,12英寸抛光片产能60万片/月的生产规模,将赶超世界级硅片生产商。

  根据中环于2018年3月发布的公告,该公司8英寸抛光片的产能已经达到10万片/月,预计到2018年10月实现30万片/月的产能,成为8英寸硅片最大的国内供应商。目前中环股份的8英寸(200mm)硅片大规模上量,也在让8英寸硅片国产化率迅速提高。同时12英寸抛光片预计2018年底试验线万片/月的产能。另外中环还在研发半导体硅片的上游单晶硅棒,根据其2018年3月发布的公告,中环已经实现8 英寸直拉单晶硅棒量产,并在2018 年一季度,实现12 英寸直拉单晶硅棒样品试制。

  加入大硅片研发生产的还有京东方,2017年12月9日,西安高新区与北京奕斯伟科技有限公司、北京芯动能投资管理有限公司签署合作意向书,宣布总投资逾100亿元的硅产业基地项目落户西安高新区。该项目主攻40至28纳米集成电路制造用300毫米硅片。芯动能即为京东方的参股公司。由京东方科技集团股份有限公司、国家集成电路产业投资基金股份有限公司、北京亦庄国际产业投资管理有限公司和专业团队共同于2015年发起成立

  业界普遍预计,到2020年我国对12英寸大硅片的需求是100万片/月,从目前新升半导体+中环股份+京东方+其他公司的产能都已经超过100万片/月。同时国内各大公司都已经相继掌握了半导体硅片制造技术,正在不断上量,因此合理的估计,半导体产业使用的8英寸和12英寸大硅片在3-5年之内基本实现国产化是可以预期的,这意味着半导体材料产业价值最高的硅片,中国将会逐渐抢占全球份额。

  硅片这个东西,根据纯度的不同,有不同的用途,我国之前已经在光伏组件用的硅片领域实现了技术突破,目前已经占据了全球垄断地位,全球70%的硅片是中国企业生产。但是光伏用的硅片对纯度的要求并不高,只有五到六个九,也就是99.999%左右,而集成电路适用的硅片,则要求纯度达到99.9999999%,也就是九个九以上,而最先进的工艺制程更是需要99.999999999%,也就是11个9,这样就需要高纯度的电子级硅料。

  2015年12月,一家叫做鑫华半导体的公司由国家集成电路产业投资基金和保利协鑫公司共同投资成立,保利协鑫是全球最大的光伏多晶硅料生产企业,没有之一,如前面提到,光伏用的硅料纯度只需要5个9,但是半导体硅料需要9-11个9的超高纯度。

  鑫华半导体承接了国家02专项集成电路用高纯硅料项目,经过两年多研发,历经300多次生产试验,实现电子级高纯硅料重大突破,值得一提的是,产线%的生产设备实现了国产化。鑫华半导体生产出的高纯度硅料经过在多个厂家处进行验证,完全达到国际一流电子级多晶硅各项指标。鑫华半导体已经在2017年11月实现了电子级多晶硅料出货,彻底结束我国不能量产电子级多晶硅料的历史。

  目前鑫华半导体首条产能为5000吨的产线在不断提升产量,该条线满产后,按照国内集成电路产业发展估算,可保证国内企业3-5年内电子级多晶硅不会缺货,产品质量满足40nm及以下极大规模集成电路用12英寸单晶制造需求,未来两三年内,还计划再上一条5000吨生产线月,江苏鑫华半导体一批集成电路用高纯度硅料首次出口韩国,同时也向国内部分晶圆加工厂批量供货。这也是我国多晶硅制造企业首次向国际市场出口集成电路用高纯度硅料。

  抛光材料的龙头是鼎龙股份,该公司的官网自我宣传是全球著名的化学品新材料供应商,不过理论上说,他们确实也是。大家都知道我国国产电子品牌在笔记本电脑,家用电器,智能手机,平板电脑等领域都突飞猛进,但是在我们日常看到的打印机领域却是可以说一败涂地,打印机基本上被日本和美国品牌占据。

  但从毛利率我们可以看出来,搞芯片的利润率远比打印机高,尽管打印机耗材技术难度也很高,所以发现了半导体赚钱才是王道的鼎龙公司,2013年开始投入研发抛光垫。半导体使用的CMP抛光材料,在整个半导体材料产业中占比大约是7%左右,其中抛光垫又占到CMP材料价值的大约30%-60%(不同机构的估计值偏差很大),但是总的来说,抛光垫是CMP抛光材料价值的核心,能够占到半导体材料产业总价值的2%-4%

  抛光垫这个市场,是美国人垄断的,美国陶氏化学是这个领域的霸主,根据2016年的数据,大约占据70%的全球份额,另外Cabot、Thomas West、富士纺、日本JSR等美国和日本公司占据了主要份额。

  2016年8月,一期项目开始产品试生产,同时开始送样和验证工作,2017年12月20日,公司第一款抛光垫产品通过了客户验证,并进入该客户供应商体系。这意味着中国自主研发的半导体抛光垫材料首次进入商业市场。

  2018年1月17日,鼎龙股份以5632万元现金获得时代立夫69.28%股。时代立夫是国内02专项课题的承担公司,该公司的抛光垫产品已拿到上海华力、中芯国际,武汉新芯等大型半导体企业订单,通过收购时代立夫,鼎龙股份可建立起销售渠道,大大缩短准入认证的时间。时代立夫是家小公司,2017年1-11月营业收入仅为383.36万元,净利润-342.98万元。

  除了抛光垫之外,2018年鼎龙股份还在投入柔性AMOLED显示基板材料的产业化,主要是柔性OLED基板用聚酰亚胺(也就是PI膜,号称是全世界性能最好的薄膜类绝缘材料),PI膜目前也被美国杜邦,日本宇部兴产,种渊化学等企业垄断柔性显示基板材料研发及产业化项目,以柔性显示基板材料年产1000吨、项目总投资2亿元,建设总工期30个月。

  除了核心的抛光垫之外,另外一个高价值的CMP抛光材料是抛光液,该领域中低端我国都可以生产,而且规模还不小,但是主要是用于金属的抛光,半导体用的抛光液方面,目前主要的供应商包括日本Fujimi、日本Hinomoto Kenmazai,美国卡博特、杜邦、Rodel、Eka,韩国ACE等公司,占据全球90%以上的市场份额。抛光液的龙头是上海安集微电子公司,是国内主要的抛光液的生产厂家,在中国半导体行业协会的排名中,该公司名列2017年中国十大半导体材料厂家第五位。2017年《中国财经报道》曾经对安集微电子以董事长王淑敏博士为首的团队进行了报道。

  抛光液又叫研磨液,英文名CMP slurry,2007年以前,研磨液全部依靠进口,价格最高的研磨液,一桶200L就需要7000美元,远远的超过石油的价格。安集微电子的研磨液2007年上线之后,市场价格出现大幅下降,至少下降百分之十几,有的客户甚至成本下降百分之五六十。

  当然我们也明显看出来了,ArF和KrF光刻胶更加高端,更加适用于高端的制程,尤其是现在的主流高端制程都是用ArF光刻胶。注意,光刻胶的曝光波长436nm,365nm,248nm和193nm跟集成电路制造工艺的40nm,28nm,22nm,16nm之类不是一回事。

  在光刻胶领域,2020年我国将会实现主流的193nm ArF光刻胶的全面突破量产,但是这个市场真的不大,根据北京科华董事长陈昕的估计,2015年全球半导体光刻胶的市场也就是差不多14亿美元,即使目前有所增长,也差不多就是十五六亿美元的水平,应该没到20亿美元。

  加快实现核动力航母、新型核潜艇、安静型潜艇、水下无人智能对抗体系、水下立体攻防体系和海战场综合电子信息系统等攻关突破,为海军2025年实现走向深蓝远海的战略转型提供高质量武器装备。

  3.旧iPhone必须是在中国销售购买的,包括国行、港行以及在台湾、澳门销售的行货苹果iPhone,日行、美行等都被排除在外

  中船重工旗下的718所是国家02专项半导体用气体项目的牵头单位,已经成功研制出四氟化硅、六氟乙烷、八氟丙烷、八氟环丁烷、氯化氢、氟化氢,三氟化氮、六氟化钨等9种高纯气体及10种混合气体,并成功进行了产业化。

  中船重工718所目前在加快三氟化氮、六氟化钨等主要气体产能建设,加大国际国内两个市场开拓力度,加快拓展半导体行业大宗气体现场制气业务,力争在2020年前将三氟化氮、六氟化钨等4种气体产能及市场占有率实现世界第一

  7. 主营业务: 水利、电力、建筑、市政工程设计、工程勘察和工程总承包;工程技术咨询和培训,承担本行业国(境)外工程的勘测、咨询、设计项目及其工程项目所需设备、材料的出口等 。

  国内龙头湿电子化学品公司,江化微电子主要生产半导体高纯试剂和光刻胶配套试剂,可适用于平板显示、半导体及LED、光伏,太阳能以及锂电池、光磁等电子元器件微细加工的清洗、光刻、显影、蚀刻、去膜、掺杂等制造工艺过程。

  “该手机是2011年出产的,其实是通过私人渠道而来的‘套机’。”该店家解释,这种“套机”虽然不是最新生产的,但手机是新的。

  高纯试剂国内还有另外一家龙头,就是苏州晶瑞股份,目前晶瑞股份在高纯试剂方面主要是高纯双氧水和电子级硫酸,晶瑞股份的双氧水多款G4产品实现量产发货,双氧水在技术上已达到国际最高纯度G5水平,打破了国际垄断,目前在国内龙头企业华虹、长江存储、中芯国际还在上线评估、验厂审核,技术确认等。

  在电子级硫酸方面,晶瑞化学依托下属子公司年产30万吨的优质工业硫酸原材料优势,从日本三菱化学株式会社引进的电子级硫酸先进制造技术,2018年3月决定投资建设年产9万吨/年的电子级硫酸项目。该项目建设地址位于江苏省南通市,预计2019年7月正式投产,产品技术将覆盖集成电路制造10纳米等制程技术工艺节点。日本三菱化学的高纯硫酸技术是世界领先企业。

  目前国内高端半导体用硫酸主要依赖进口,随着我国8-12寸晶圆厂的的快速建设,未来市场需求20-30万吨,高等级硫酸预计数年内会首现紧缺。通过该项目建设,高纯硫酸产品将成为继晶瑞股份高纯双氧水之后又一个达到世界先进水平的产品,9万吨高等级硫酸产线明年投产,预计能满足国内至少30%的需求。

  光罩的实物是布满IC 电路图像的铬金属薄膜石英玻璃片,表面镀有金属铬金属和感光胶,上面有设计好的电路图形,光刻机透过光罩对晶圆投影进行光刻。由于光罩和光刻机共同决定了工艺的先进程度,因此在业界,光罩一般都是由集成电路制造厂家设计制造,用来和购买的光刻机配合。

  英特尔、三星、台积电三家全球顶尖晶圆制造厂,其所用的光罩大部分由自己的专业工厂生产,外购较少。除此之外,公开市场的光罩主要被三家公司所垄断:美国Photronics、日本DNP 和日本凸版印刷Toppan,合计份额超过80%。

  2018年1月,路维光电国内首条G11光掩膜版项目维光电高世代光掩膜生产基地项目在成都高新区启动。该项目总投资10亿元,建成后将成为我国最大的掩膜版制造基地。该项目预计2018年四季度投产。

  溅射靶材是制造半导体芯片必需关键材料,其原理是采用物理气相沉积技术(PVD),用高压加速气态离子轰击靶材,使靶材的原子被溅射出,以薄膜的形式沉积到硅片上,最终形成半导体芯片中复杂的金属线结构。

  该市场也是日本美国企业占据主流,JX 日矿金属,霍尼韦尔,东曹,普莱克斯占据了 80%以上的市场份额。我国哈工大博士姚力军,赴日本留学,毕业后进入美国霍尼韦尔公司工作,做到了霍尼韦尔电子材料部门日本生产基地总执行官,2004年出任霍尼韦尔公司电子材料事业部大中华区总裁。

  其中铝靶、钛靶、钽靶及环件等产品已经成为台积电主要供应商,和去年同期相比增长明显;铝靶、钛靶及钽环件、铜阳极材料等产品已经成为中芯国际主要供应商。公司已经被格罗方德列入主要供应商名录,并开始大量采购靶材产品。

  2018年6月11日,江丰电子在互动平台上介绍,公司的原材料主要为高纯度的铝、钛、钽、铜、钨等,其中铝、钛、铜主要从日本进口。公司从日本进口的原材料占采购总额的比例较高,其余原材料一般为国内采购。

  在江丰电子的三个主要靶材,钽靶,铝靶,钛靶中,钽靶及其环件是制造技术难度最高、品质保证要求最严的靶材产品,但是为何江丰电子在2018年6月的投资者回复中,关于主要从日本进口的高纯金属材料中却没有提到钽?因为国内是可以生产的,例如我们可以从国内的东方钽业公司2017年9月回复投资者提问:明确回复该公司为江丰电子提供高纯钽靶坯。

  同时江丰电子也在进军CMP抛光材料领域, CMP工艺中会用到大量消耗性材料如保持环(Retainer Ring)、活化盘(Disc)、抛光垫(Pad)等,世界上能够掌握以上材料核心技术的公司为数不多,

  由于其客户与集成电路用靶材产品的客户基本相同,江丰引进了掌握以上技术及市场的核心人才全面开发此类产品,其中保持环(Retainer Ring)、抛光垫(Pad)已经在客户端取得了量产订单。

  类似的还有隆化节能,该公司2015年初全资收购洛阳高新四丰电子材料有限公司,开始涉足靶材行业。四丰电子已成为专精高纯钼靶材领域的行业龙头企业,但是钼靶材主要用于显示面板而非半导体,四丰主要是给三星、LG、京东方等公司供货。