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中国半导体对日本半导体患有严重的依赖症。

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出品 | 科技智谷
11月2日,《日本经济新闻》爆料,美国于今年10月出台了对华芯片出口管制措施,针对上述措施,美国敦促日本等盟国跟进,出台类似的措施。报道援引日本政府相关人士的话声称,日本政府考虑跟从美方的意向,正在探讨日本能够采用哪些美方已出台的对华出口管制措施,并关注欧盟和韩国对此事的态度。
对于限制对华半导体出口一事,日本经济产业大臣在11月1日的记者会上宣称:“正在与美国进行沟通,并听取日本国内企业的意见。”此举引起日本业界人事担忧:“如果中国生产高端半导体受到阻碍,对日本生产的制造半导体的设备的需求就会减少。”
据SEMI推测,日企在全球半导体材料市场上所占的份额达到约52%,特别是在材料方面,日本的优势更为明显,包括硅晶圆、光刻胶、键合引线、模压树脂及引线框架等都占有优势,特别是在上游材料中,是绝对的优势。在半导体的材料领域,几乎被日本企业垄断,信越、SUMCO(三菱住友株式会社)、住友电木、日立化学、京瓷化学等,垄断全球52%的半导体材料市场,几乎是卡住了全球半导体企业的脖子。
01
日本垄断全球半导体上游
日本企业在高端制造业是长期的领导者,尤其是在材料、关键部件及设备领域,日本企业有着无可替代的影响力乃至是垄断优势。此前日本政府推出第二波禁韩令,857种之多的材料受到管制,韩国从日本进口的几乎所有材料都要申请,日本在全球半导体产业影响力一览无余。目前,日本在半导体产业中,半导体材料与显示材料是日本企业的主要垄断环节。
先来看半导体材料。半导体材料是指电导率介于金属与绝缘体之间的材料,是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要材料。半导体材料是半导体产业链中细分领域 最多的产业链环节,而半导体材料市场又可以分为晶圆材料和封装材料市场。其中晶圆材料主要有硅片、光掩膜、光刻胶、光刻胶辅助设备、湿制程、溅射靶、抛光液和其他材料。封装材料主要有层压基板、引线框架、焊线、模压化合物、底部填充料、液体密封剂、粘晶材料、锡球、晶圆级封装介质和热接口材料。
日本在半导体材料领域有绝对优势,日本厂商在全球市场占有的综合份额达到 52%,生产半导体必备的19种材料都离不开日本企业的生产。如在硅晶圆、合成半导体晶圆、光罩、光刻胶、靶材料、保护涂膜、引线架、陶瓷板、塑料板、TAB(捲带式自动接合)、COF(薄膜复晶)、焊线、封装材料等14种重要材料方面,日本厂商均占有 50%以上份额;在陶瓷基板、树脂基板、金线键合、以及半导体封装等材料方面, 日本厂商的市场占有率甚至超过 80%, 占据垄断地位。
再来看看显示材料。显示面板大致可分为发射型显示和非发射型显示。发射型显示包括有机发光二极管显示(OLED)、等离子显示(PDP)等。其中OLED中根据矩阵不同,可分为主动矩阵(AMOLED)和被动矩阵(PMOLED)。非发射型显示主要为液晶显示(LCD),而LCD 中最主要的技术为薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)。
目前日本企业在显示产业部分关键材料也是处于垄断地位。譬如用于制造手机AMOLED屏幕的关键生产组件精细金属掩膜版(FMM)材料,即便是全球最大的显示面板生产厂商三星进行了多年的攻关,但目前全球FMM材料绝大多数仍由日立金属提供;再比如在设备制造环节中,全球超8成真空蒸镀机也都出自日本的Canon Tokki,而曝光机也离不开佳能与尼康。
02
国产半导体材料突围战
半导体行业按生产流程来看,可分为IC设计、IC制造、IC封测三大环节,除了IC设计环节外,IC制造与IC封装行业都离不开半导体材料,而半导体材料恰恰是日本企业的优势所在,也是本次限制出口的对象,那么我国企业在半导体材料上哪些有突破,哪些还被卡脖子呢?
半导体硅片是生产集成电路、分立器件、传感器等半导体产品的关键材料,是半导体产业链基础性的一环。硅片可划分为正片和控挡片/测试片,其中正片指的是用于正式生产的、最终形成晶圆成品的硅片,具体又包括抛光片和在抛光片基础上进一步处理形成的外延片、 退火片等,各自具有不同的特性和应用;而控挡片/测试片则指的是用于测试、暖机、工艺调整、监测稳定性等用途的硅片。目前,国产厂商在6英寸及以下硅片已实现较好的技术覆盖和国产化率, 在8英寸硅片上国产硅片替代化也尚可,但在12英寸硅片真正实现正片规模量产的更是只有沪硅产业等个别厂商。
光刻胶上是利用光化学反应来实现图案转移精细加工的介质,是光刻工艺中的关键材料,被誉为“半导体材料皇冠上的明珠”。根据其光敏特性具体又可以分为正性光刻胶和负性光刻胶:显影时未曝光部分溶解于显影液,形成的图形与掩膜版相反,称为负性光刻胶;显影时曝光部分溶解于显影液,形成的图形与掩膜版相同,称为正性光刻胶。
目前全球半导体光刻胶市场整体上由龙头厂商牢牢掌握,东京应化、JSR、信越化学、住友化学、杜邦和富士胶片等前六大厂商份额合计达到80%以上,其中除了美国杜邦外均为日本公司。整体上来说,国内光刻胶供应目前也主要依赖于海外厂商,尤其是高端光刻胶领域,如EUV光刻胶国内都仍处于早期论证和研发阶段;ArF光刻胶在客户端真正实现规模量产的也近乎没有,仅部分厂商产品在客户端取得认证突破;KrF光刻胶也仅有北京科华等极少数公司在客户端实现量产销售。
而在掩模版(又称光罩、光掩膜等,是下游行业产品制造过程中的图形“底片”转移用的高精密工具,是承载图形设计和工艺技术等知识产权信息的载体)上,国内半导体掩模版行业发展较为落后,除了中芯国际等代工厂会自制掩模版外,尚无商业掩模版公司可在IC领域掩模版实现较好的突破,仅部分公司在面板领域实现较好的技术和客户突破,而半导体领域极度依赖海外进口。
总的来说,我国在半导体行业材料领域正处于快速国产替代化时期,但在一些核心材料上依旧依赖进口,特别是对日本材料更为依赖,如日本最终跟从美国跟进限制对华出口限制,那么对我国半导体行业的影响是巨大的。

END
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