2018年將為中國本土半導體材料產業發展帶來新契機

半導體晶圓製造材料和晶圓製造產能密不可分，近年隨著出貨片數成長，半導體製造材料營收也由2013年230億美元成長到2016年的242億美元，年複合成長率約1.8%。

從細項中可看出矽晶圓銷售占比由2013年35%降到2016年的30%。

與先進位程相關的光阻和光阻配套試劑(用來提升曝光質量或降低多重曝光需求的複雜度)，以及較先進Wafer後段所需的CMP製程相關材料銷售占比則提升，可見這幾年材料需求的增長和先進位程的關聯性相當高。

圖：2013年與2016年晶圓廠製造材料分占比

source：拓墣產業研究院整理

此外，從2016年晶圓製造材料分類占比可看出，矽晶圓占比最大為30%，隨著下游智能終端機對晶片性能的要求不斷提高，對矽晶圓質量的要求也同樣提升，再加上摩爾定律和成本因素驅使，矽晶圓穩定向大尺寸方向發展。

目前全球主流矽晶圓尺寸主要集中在300mm和200mm，出貨占比分別達70%和20%。

從矽晶圓面積需求的主要成長來自300mm來看，也證實在晶圓製造中，較先進的製程還是主要的需求成長來源；此外，矽晶圓在2013～2016年出貨面積年複合成長率達5.8%，高於矽晶圓產業同時期的營收成長率，可見矽晶圓平均價格顯著下滑。

由於矽晶圓是晶圓製造的主要材料，在此輪半導體產業復甦中，特別是在中國晶片製造廠積極擴張產能下，預計短期內矽晶圓產業將同步受益。

根據2016年全球主要矽晶圓廠商營收資料，前六大廠商全球市占率超過90%，其中前兩大日本廠商Shin-Etsu和SUMCO合計全球市占率超過50%，台灣環球晶圓由於併購新加坡廠商SunEdison Semiconductor，目前排名全球第三，2016年銷售占比達17%。

中國半導體材料分類占比市場狀況與全球狀況類似，矽晶圓和封裝基板分別是晶圓製造和封裝材料占比最大的兩類材料。

從增長趨勢圖可看到2016～2017年中國半導體材料市場快速增長，無論是晶圓製造材料還是封裝材料，增長幅度都超過10%。

圖：2012~2017年中國晶圓製造材料市場變化

source：拓墣產業研究院整理

中國晶圓製造材料中，關鍵材料主要仍仰賴進口，但隨著政府政策大力支持和大基金對產業鏈持續投入，已出現如上海新升半導體、安集微電子、上海新陽與江豐電子等頗具實力的廠商。

這些廠商在政策支援下，積極投入研發創新，各自開發的產品已初見成效，現已成為中國半導體材料產業中堅力量。

根據中國新建晶圓廠和封測廠的建設進程，多數建設中的產線將在2018年陸續導入量產，屆時對應的上游半導體材料產業將出現新一輪爆炸性成長。

中國半導體材料產業面臨嚴峻挑戰

現階段政府政策積極引導，大基金和地方資本支撐，為中國半導體材料產業解決前期資金問題，但錢不一定能買來技術、人才與市場，因此後期中國半導體材料產業將面對更多來自技術、人才與客戶認證等方面的嚴峻挑戰。

技術挑戰

目前中國半導體材料技術方面，挑戰主要集中在大矽晶圓、光阻與光罩材料等領域。

在矽晶圓方面，中國主要生產的是6吋矽晶圓，8吋自給率不到20%，12吋矽晶圓以上海新升半導體為首，正處於客戶驗證階段，技術水平和產品穩定性仍面臨嚴格考驗；

光阻中國產廠商北京科華(合資)和蘇州瑞紅的產品多應用於LED、面板及部分8吋Fab等中低階領域；

全球光罩基材基本由日本廠商壟斷，Photronic、大日本印刷株式會社與凸版印刷3家的全球市占率達80%以上。

事實上，材料產業相關基礎專利技術早已被國際大廠壟斷，而基礎專利又是材料產業必備要素，同時國外廠商又不願將專利出售給中國，因此在基礎專利瓶頸的突破上進度緩慢。

人才挑戰

突破技術的關鍵在於人才。

近期關於中國集成電路產業人才短缺和人才挖角有諸多討論，根據統計，截止2020年中國集成電路產業中高階人才缺口將突破10萬人，中國半導體材料產業多年來發展緩慢，與其人才儲備嚴重不足息息相關。

目前政府已為半導體材料產業清除政策和資金障礙，下一步將著重解決人才引進和人才培養方面的問題。

認證挑戰

與半導體材料認證緊密相連的就是產品良率，良率好壞決定代工廠直接競爭力，因此各中下游代工製造廠商對上游材料的認證非常嚴格，某些關鍵材料的認證周期可長達2年甚至更久。

一旦認證成功，製造廠商和上游材料廠商將緊緊綁定在一起，只要上游材料商保證供應材料的持續穩定性，中端製造商將不會冒險考慮更換供應商，如今中國半導體材料產業快速發展，如何成功嵌入客戶供應鏈將是未來面對的一大難題，在此期間，如果政府出面對合作廠商進行協調，將有助於加速半導體材料產業取得當地廠商的認證。

小結

中國當地半導體材料產品多偏向應用於LED、面板等中低階應用，用於集成電路生產的材料依然以進口為主，中國生產替代空間非常龐大。

未來隨著多條中國新建晶圓製造產線陸續投產，預計2018年將為中國當地半導體材料產業發展帶來新契機。

未來中國半導體材料產業發展趨勢將從兩方面同步進行：

集中優勢資源，針對各類別半導體材料，以一部分大廠為首，進行資源再整合；

建立完善的半導體材料體系，加快核心材料的研發，實現中國國產替代。

中國半導體材料產業雖然克服了政策和資金的障礙，但仍面對來自技術、人才與客戶認證等方面的嚴峻挑戰。

未來產業將著重解決以下問題：基礎專利瓶頸突破進展緩慢、半導體材料人才儲備和培養嚴重不足、聯合政府協調作用，以及率先突破當地認證關卡。

目前中國半導體材料產業雖然比較薄弱，關鍵材料仍以進口為主，但隨著政府政策大力支持和大基金對產業鏈持續投入，已出現頗具實力的廠商，在積極投入研發創新下，各自開發的產品已初見成效，現已成為中國半導體材料產業的中堅力量。

因為製程精細度要求(技術規格)和影響(製造材料的影響會直接反映在晶片表現上，有些中低階應用的封測材料和晶片的直接表現影響較小)，半導體製造材料面對的是比封測材料更高的進入障礙(由於製程複雜度的差異，相較於封測材料，材料進入晶圓製造產線評估的難度較高，且接受度略低)，這也使得同樣是進口替代。

目前中國推廣的項目主要集中在裸晶(Starting Materials)、光阻(從LED放量)與靶材(後段金屬製程)等產值大，且較易獨立評估技術指標的產品。

由此可知，中國半導體晶圓製造相關材料產業需要獲得更多支援，才能提高產業的競爭力。

（來源拓墣產業研究院）