半导体材料是半导体产业链的重要 支撑产业,按应用环节划分为晶圆制造材料和封装材料。整个半导体产业链主要包括IC的设计、晶圆制造以及封装测试等环节,半导体材料主要应用在集成电路的制造和封装测试等领域。集成电路的制造和封测对材料和装备需求巨大。从材料角度看,涉及到大硅片光刻胶、掩膜版、特种气体等原材料;从装备角度看,涉及到光刻机、刻蚀机、PVD、CVD等各种核心设备。而本文主要围绕晶圆制造材料角度展开。

半导体材料市场概览
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集成电路生产需要用到包括硅基材、CMP抛光材料、高纯试剂(用于显影、清洗、剥离、刻蚀)、特种气体、光刻胶、掩膜版、封装材料等多种电子化学品材料。根据Prismark数据,全球集成电路制造成本中,电子化学品占集成电路制造成本的比重约为20%。

集成电路晶圆制造流程: 6个独立的生产区构成完整晶圆制造流程
(1)扩散:进行高温工艺和薄膜淀积的区域,将硅片彻底清洗并进行自然氧化;
(2)光刻:对硅片进行预处理、涂胶、曝光、显影,随后清洗硅片再次烘干;
(3)蚀刻:用高纯试剂(氢氟酸、盐酸等)进行刻蚀,保留设计好的图案;
(4)离子注入:注入离子(磷、硼),高温扩散,形成集成器件;
(5)薄膜生长:进行各个步骤当中介质层和金属层的淀积;
(6)抛光:抛光材料打磨,并再次清洗插入电极等后续处理,进行WAT测试。

全球半导体材料市场跟随半导体市场呈周期波动。根据SEMI数据显示,2009-2011年,受半导体市场规模持续扩张影响,全球半导体材料迎来快速增长,市场规模由346.4亿美元提升至478.8亿美元。2012-2017年,半导体材料市场进入震荡调整阶段,市场规模维持在420-470亿美元。2018年市场再次迎来爆发,同比2017年提升50亿市场规模。2019年,半导体材料市场维持稳定,全球销售额约为521.1亿美元,其中晶圆制造材料约为328亿美元,封装材料约为192亿美元。