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          國產化半導體材料的趨勢、挑戰(zhàn)與機遇

          來源:半導體行業(yè)觀察 2070 2019-03-11

            ??分享嘉賓:江蘇奧首光電材料有限公司CEO 侯軍


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            各位朋友大家下午好,很榮幸大家坐在這里分享一下。半導體材料目前在國內的一些情況,今天上午我們聽了很多關于半導體產業(yè)發(fā)展,包括各個制造企業(yè)目前一些情況。其實,就像我們一個家庭現在有了很好的房子、建了很好的廚房,但沒有食材很難享受爛漫晚餐,材料要成芯片,相當于材料是芯片的原材料。今天想從幾個方面,一個是目前半導體材料的一個發(fā)展情況,同時分享一下我們公司在國產化的工作。


            這部分上午講的比較多及電子信息產業(yè)發(fā)展,芯片是整個核心,未來我們5G也好,還是智能制造,還是無人駕駛、物聯網都離不開芯片。中國目前已經成為世界上最大的一個電子信息市場,數據都很詳盡,整個2017年增長連續(xù)增長20%多,整個在今年增長也是在接近20%,所以說從這樣一個趨勢來看及中國未來還是世界上最大的單一半導體市場。




            但是,中國的市場很大,但芯片自給率不到10%,我們芯片的進口率超過了石油。我們看看半導體材料的情況,從硅晶圓等等,這是芯片最大眾的材料,而目前來看主要還是在國外,包括比如說硅晶圓主要是日本,占了世界上70%這樣一個市場份額。所以實際上我們國內建了很多超硅、核晶都在開展這方面的工作。靶材也是,所有這些材料我們目前來看,日本、美國和德國這是為主的國家企業(yè)都占材料領域90%,我們中國在這些材料領域不到10%。當然這就給我們應該來講創(chuàng)造了很大的空間,未來我們可以在中國的土地上要做的工作是有很多的。




            對于整個在半導體晶圓制造過程,相應的咱們看一看一個份額,就是每個環(huán)節(jié)。我們看大硅片是最主要,再就是掩膜板、電子氣體、CMP材料等等,可以看到在臺灣需求最大,我們中國接下來所有這些晶圓廠投廠、封裝廠的擴大,相繼在未來中國材料需求應該是會很大。這是這幾年一個統(tǒng)計,這個數據來自于半導體協會的數據,可以看到每一年中國在材料的需求增長都非常快,今年前三季度生產基本上達到20%,有的甚至到30%、40%。在封裝材料也是一樣,尤其像這些材料。




            在國產化情況是什么樣子,我們現在整個大類的材料,這是一個聯盟統(tǒng)計的一個數據,關于我們的材料無潺潺化率,光刻膠也就4.8%,研磨材料目前是8.3%,對于電子氣體國內做的最好,國產化率達到25%;工業(yè)化學品高度化學試劑目前在國內有突破;還有一類在半導體領域里面可能會被大家極力忽視叫:特種功能精細化學品,目前國內這個國產化率0.5%,所以從這些材料咱們可以看的到,我們國家和世界上像日本、德國、美國這些企業(yè)差距是巨大的。差距很大,同樣說明機會也會很大,這就給我們國內想要從事這個領域的企業(yè)也好,包括各個政府都要去發(fā)展這個產業(yè)是很好的時機。這么多產業(yè)建設,五年以后、三年以后投產,這些材料不能國產化供應,那這些利潤還是被國外拿走,目前這塊應該還是很大的機遇,但這塊確實難度很大,跟我們產業(yè)結構,早期中國這些材料都在做,主要做粗放式的材料,對于這一類型都是精細化類型的這些材料,這確實是我們國家最大的盈利。我們有統(tǒng)計嗎?中國目前在精細化學品材料,整個大的國家,整個40%左右占有率。像美國、日本、韓國、德國這些國家,這些精細化學品率達到70%、80%,這個是我們國家未來大的發(fā)展方向巨大的空間,這個空間很大,但是不局限于半導體,還有其他行業(yè)領域。






            這是簡單點跟大家分享材料現狀,我們公司成立的時候一直做國產化這方面工作,這幾年也做了一些嘗試,下面向大家做一個簡單的匯報。我們主要是立足于做特種功能精細化學品,面對一個是半導體材料,還有一塊是航空航天的材料,另外就是液晶面板、顯示面板材料,實際上這塊應該來講90%都是在從國外進口,我們現在做的就是整個有相應的從原料、配方、核心的工藝制備做一塊整體工作,我們定位叫芯航工,芯片就是芯片、航就是航空,工就是高端裝備特種化學品,我們分析國外杜邦、三菱等等,基本上現在咱們可以看到在中國所有這些企業(yè)用到的材料,應該都是他們提供的。所以這里面確實是有巨大的空間和機會值得去挖掘。


            我們主要是和咱們國內有唯一一個精細化重點實驗室,我們有產學研研發(fā)平臺,所以這也是始的我們能夠快速發(fā)展的方面,要做這個領域里面可能給我們帶來啟示還是要借助外力,這個借好力確實很重要,對于國內目前在好的一些科研機構,他們在理論方面,在基礎研發(fā)方面,確實有很強的基礎,但是怎么樣把這樣一些基礎性成果和市場應用端去聯合起來,而真正形成商品,這個可能是需要我們能夠掌握切入點,主要通過前期的工作,目前還是做的不錯的,所以我想可能未來想要在這個領域做,還是要和國內結合。做材料這個里面的設備是非常關鍵的,而這個設備投入確實是很大,有的設備一臺幾百萬、上千萬設備,一個企業(yè)剛剛開始做的真的很難買,除非很大,投個300億做材料,這個感覺目前做特種化學品材料不現實,所以還是要借助外力、搭好平臺,國內一些具有領先研發(fā)平臺去做,這個會縮短研發(fā)周期。


            下面分享幾個案例,我們在國產化材料幾個案例。在半導體材料主要是從硅片制造、到晶圓、到封裝整個產業(yè)鏈里面提供相應的材料,比如硅片切割液、研磨液、清洗液,晶圓制造里面刻蝕業(yè),清洗形成了40多種。簡單說一下,我們在研磨這一段,這是在硅片切完以后做研磨,這個市場也很大,但是難度也很高,我們當初研發(fā)項目有三個博士,帶著五個研究生,五個碩士研發(fā)三年,我們通過扎實去做還是把這塊攻破了,主要要解決里面很多關鍵的核心技術問題確實非常難。


            另外,大家在晶圓制造完了以后做切割這塊,就是在這塊環(huán)節(jié),一個是大家知道鉆石切,這里面保護晶膜用到特殊的保護液,現在有的地方要加,不加一點點對芯片影響特別大,所以在目前基本會用到。目前基本上這些產品如果熟悉這個環(huán)節(jié),國外基本上這個行業(yè)被國外壟斷,我們現在在替代國外產品。我們當時在做的時候,通過自己設計和制備高功能的活性劑,在切的時候可以快速滲透切片刀和芯片里面,這塊幾個關鍵,一個就是對液的懸浮,還有潤濕能力有影響。這是切完以后用它和不用它的區(qū)別?,F在12寸芯片基本在機關切,機關切要涂保護液,這塊現在賣的很貴,基本上只有日本企業(yè)提供,有的賣到400美金,對我們國內做芯片,做這塊成本很大的一個方面,我們現在完全可以去替代的。


            這里簡單說一下我們在國產化做的工作,我們也不僅僅局限于這方面。最后跟大家一起探討的就是,怎么樣做好特種功能精細化學品,因為首先要知道特種功能精細化學品和我們大家以前經常聽到濕化學品或者電子化學品不太一樣的,我們經??赡芤郧罢f的濕化學品還是一些酸,溶劑等等這樣一些,而真正在很多的半導體制成各個環(huán)節(jié),還有特種化學品,這個大部分都是匱乏性產品,應用品種比較多,各個環(huán)節(jié)比較多,但是量不多但又非常關鍵。我們人有三高,這類產品四高,技術含量非常高,確實很難做,尤其是核心材料,基本上很多核心材料都是在國外在生產,所以實際上要攻克這一刻除了能夠做,把這些材料買回來能夠做成自己的產品以外,還應該具備做核心材料的能力,如何制備核心原材料也是考驗做這個關鍵的環(huán)節(jié),否則的話還是會被他們卡脖子,這是我們要在做的時候針對性考慮。


            第二個當然性能要求非常高,因為每一點可能影響,有的時候就是一個顆粒影響導致芯片的報廢。因為要求高,所以另外一點給大家?guī)淼睦麧檿芨?。假如說有的產品能賣到400美金一升,這個里面有很的空間。但是如果沒有人替代,所以他賣多少錢你都得買,這就是國內芯片制造大家面臨非常大的問題。我們也希望行業(yè)內能夠有更多的企業(yè)、更多的同仁能夠共同去發(fā)展這樣一個行業(yè)。整個目前是戳在40多個億,這是細分的市場,95%都是在被日本等國家壟斷,所以應該來講還是有很大的空間和機會。


            再加上現在大家都知道中美貿易,所以這個時候也是很好的時候,我們感受很深。早期的時候跟客戶到芯片去說我們國產化替代材料,基本上芯片廠不會理我們,我們現在很好沒有必要去換,而且換一下對他們影響又會很大,所以不太信任你,很多芯片廠實際上對國內材料廠商不太信任的。所以,現在隨著中興事件、中美貿易以后,明顯感覺要好了很多,給我們創(chuàng)造比較好的空間,很多企業(yè)主動找到我們,說我們能不能合作把這個材料國產化。所以,我想隨著我們國家整個產業(yè)的發(fā)展,還有包括外來的環(huán)境應該給我們提供更多的機會。


            怎么做?未來這些產品的趨勢會怎么樣?我們的看法是第一段5納米,如果到14納米對材料的要求又完全不一樣,這可能第一方面更高的純度,第二個就是對工藝定制化,而不是一個產品就能夠滿足所有芯片制成的工藝,所以需要在定制化、特制化或者說給客戶共同去開發(fā),大家合作性去開發(fā)適合他的產品,這就要求對企業(yè)自主研發(fā)領域提出更高;第三個一些原有的材料可能會被替代,所以就要不斷的去開發(fā)第二代、第三代新的材料去應用到可能在接下來的5納米、7納米這些工藝段的產品。這個是對于我們來講應該也是非常大的挑戰(zhàn)。


            最后跟大家分享就是怎么樣去做好材料,大家都看到這個市場都很大也很好,利潤也很高,很多人都想去做,但實際上芯片也是一樣、材料也是一樣,真的很難。一個產品導入兩年、三年,甚至五年的時間才能導入,這個對企業(yè)是不是要有足夠的耐心,要有足夠的戰(zhàn)略定力。你把定位定了要做這個材料,是不是真的有足夠能夠一直堅持下去??赡茏隽巳赀€看不到希望,你的營收怎么保障,所以可能對做這一類型企業(yè)來講我們要去考慮,首先要考慮怎么能養(yǎng)活自己,我在半導體有沒有相應的支撐去養(yǎng)活這個企業(yè),有沒有足夠的現金流支撐做研發(fā),然后去投入,往這個半導體材料去做。這個可能是我們要去更多的做好儲備,我們也見到很多,剛開始想要做這個,然后就開始投,投到最后發(fā)現不對,做了幾年還是不行這個時候開始動搖,所以這個需要足夠的戰(zhàn)略定力。


            第二個要有耐力,因為這個過程就像爬山一點,一開始爬爬怕到山頂,走到中間的時候很有可能大家都知道大汗淋漓,所以耐力非常重要,而且這是長跑性的,要堅持。如果我們有足夠時間的堅持,那么是有可能做成的。當然還有可能政府的支持,因為一個產業(yè)鏈的建成,不僅僅是靠企業(yè),其實像我們做這種功能化學品大家都知道,今年環(huán)保抓的非常嚴,其實這一類型的功能化學品,大家都知道他是沒有污染的。但是對于政府而言,現在一聽說你是化學品,這個一下子就大了,你這個化學品肯定不能支持,所以這個里面實際上就有很大問題,如果這幾年大家都在發(fā)展半導體產業(yè),芯片廠在建設,再過幾年材料產業(yè)由于政策性的限制而不去發(fā)展的,這會對我們未來中國十年的發(fā)展都會造成傷害,因為材料錯過這個時機的話,實際上后面再去補上來很難的,這個里面也有時機的把握,比如說我們現在大家都在半導體產業(yè),這個產業(yè)也是大家正在建設,伴隨著建設材料都應該建設,而不是材料都建好都穩(wěn)定再去建材料廠,這個時候驅動力已經不強了。這個里面確實需要政府的支持,當然像我們做企業(yè)也很難影響各個地方政府,我們有時候到政府去經常大家提到一塊我真的感頭疼,政府也知道,知道你的東西是沒有環(huán)保要求的也可以,但就是國家政策不允許,國家的一刀切導致現在很多,我們身邊有很多要去做材料都面臨這個問題,所以這個真的需要政府大家共同努力。


            最后更多需要客戶支持,因為所有產品能不能用只有客戶才有發(fā)言權,客戶不去實驗、不去驗證,永遠沒有機會。所以可能要做好中國整個半導體產業(yè),做好中國芯需要我們材料、裝備、行業(yè)、客戶、芯片制造企業(yè)所有整個產業(yè)鏈大家共同的努力才能發(fā)展好。所以希望我們以后大家能夠共同的合作,共同的去發(fā)展我們中國的半導體產業(yè),謝謝大家!

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