国产晶圆市占率是不足6%,半导体材料如何国产化替代?

此文承接上篇《有人觉得中国半导体机台已经造出来了,但去代工厂看一眼,没有几台是国产的》,重点讨论半导体的材料。

半导体材料如何国产化替代这个问题笔者本来是想第一个写的,但是考虑到了其受限于机台,因此还是讲机台的优先级拔高。

半导体材料众多又纷杂,此处仅以晶圆作为例子

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图片来自《2020-2026年中国半导体材料行业市场现状调研及投资机会预测报告》。图中可知国产晶圆至少在市面上的市占率是不足6%的。

在笔者看来,中国半导体 材料有两大难:技术壁垒以及标准。

前者比较容易理解,半导体材料对于诸如纯度等标准有着近乎变态的要求。比如制作芯片的原料晶圆,对于纯度的要求会达到99.999999999%,也就是俗称“11个9”。做个类比,好比是装满16个标准奥林匹克游泳池那么多的纯水里只能有一粒沙的杂质。在这个领域,日本企业有着相当强的技术和市占率。作为对标,沪硅产业下面的上海新昇已经官宣其12英寸晶圆通过了诸如中芯国际和华虹集团的认证。不过通过认证和拿到市场份额直接依然有极大的差距

顺嘴一提,上海新昇是中芯国际的缔造者张汝京先生创办的。体会下什么叫前瞻性,什么叫真正的情怀。

第二点其实某种程度上来说更难,因为要符合机台的标准。

这可能比较难理解。举个例子吧:如果你是生产打印机墨粉的企业,那么就算你生产出来了,不会直接有打印机的使用者来采用。因为在类比“打印机使用者”的芯片代工厂那里,类比"打印机"的各种半导体生产机台非常娇贵又难以获得,因此谁都不敢随便更换机台所用的各种材料。如同不合规格的打印机墨粉会把喷头堵住,不合规格的半导体材料会导致机台无法工作甚至报废。

除非,材料生产商有同样型号的机台,并且在这机台上证明了他家的材料可以过关的。

这就使得这个领域的准入门槛无形中拔高了好多。做晶圆的要拥有代工厂同款光刻机,做腐蚀液的要拥有代工厂同款刻蚀机,做靶材的要拥有代工厂同款离子注入机。本来市面上机台的产量就不高,这样一来更是捉襟见肘。

笔者能想到的使得半导体材料国产的做法有两种。其一,机台生产商自己做对应的材料。国内知名的中微半导体就是这么做的。不过这种方式仅限于已经有现成机台产品,且研发有余力的较大较成熟的企业。

其二,让半导体材料生产企业和对应的国产机台厂商深度绑定,类似于派驻工程师常年入住,测试都在机台厂商这里完成。到时候机台和材料捆绑出售。这样一来,一些中小材料厂商也能参与到整个进程中来,加快实行半导体产业的国产化替代。

当然,有钱的诸如上海新昇能自购阿斯麦尔光刻机来自己测试,那就不在建议范围之内了。

另外,在发展过程中,是有可能做到别的领域的玩家通过技术迁移实现量产半导体材料的。举个例子,曾经以胶卷闻名的日本富士在胶卷没落后将其技术转移到了制造光刻胶上,也成了业界小有名气的半导体原材料商。

笔者相信拥有全产业链的中国能够做好半导体材料这一块,当然前提依然是别好高骛远。实现零的突破的情况下,即使是做出来用于八寸厂的材料也不丢脸,而“厉害了,做出先进xx纳米”这种虚假宣传才丢脸。

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