半导体工艺复杂，技术壁垒极高。芯片生产大体可分为硅片制造、芯片制造和封装测试 三个流程。其中硅片制造包括提纯、拉单晶、磨外圆、切片、倒角、磨削、CMP、外延 生长等工艺，芯片制造包括清洗、沉积、氧化、光刻、刻蚀、掺杂、CMP、金属化等工 艺，封装测试包括减薄、切割、贴片、引线键合、模塑、电镀、切筋成型、终测等工艺。 整体而言，硅片制造和芯片制造两个环节技术壁垒极高。
材料之于半导体的重要性
半导体原材料是集成电路产业的基石，处于整个行业的上游环节，对半导体产业发展起着重要支撑作用。半导体材料主要应用于晶圆制造与芯片封装环节，具有产业规模大、细分领域多、技术门槛高、更新速度快等特点。
产业规模大：根据SEMI的统计，2021年全球晶圆制造材料的市场规模为404亿美元，占半导体材料整体市场的63%；封装材料的市场为239亿美元，占整体的37%。
细分领域多：从晶圆裸片到芯片成品，中间需要经过氧化、溅镀、光刻、刻蚀、离子注入、以及封装等上百道特殊的工艺步骤，集成电路生产的各个环节均要用到半导体原材料。其中晶圆制造环节所用到的材料包括硅片、光刻胶、光刻胶配套试剂、湿电子化学品、电子气体、CMP抛光材料、以及靶材等，从市场份额来看，在所有这些晶圆制造材料中，硅片市占最大，约33%，其次是电子气体和光刻机及配套试剂；芯片封装材料包括封装基板、引线框架、树脂、键合丝、锡球、以及电镀液等，同时类似湿电子化学品中又包含了酸、碱等各类试剂，细分子行业多达上百个，从市场份额来看，半导体封装材料中，封装基板占比最大（约40%），其次是引线框架和键合线。
技术门槛高：半导体材料的技术门槛一般要高于其他电子及制造领域相关材料，其具备纯度要求高、工艺复杂等特征，在研发过程中需要下游对应产线进行批量测试。同时由于芯片制造过程的不同、下游厂商对材料使用需求的不同等因素，导致对应材料的参数也有所差异。
更新速度快：归根结底，半导体材料也是伴随着工艺节点的进步而发展起来的一大领域，随着工艺越来越先进，对半导体材料的等级要求也越来越高，包括洁净度、纯度等。如果半导体材料等级达不到要求，则会影响最终芯片的性能、稳定性和良率。
数据的爆炸式增长、5G、人工智能、物联网和扩展现实都需要体积更小、功效更高的芯片。为了应对半导体行业的复杂性和对改进性能的持续需求，在半导体的众多产业链中，材料变得比以往任何时候都更重要。材料的质量和水平直接决定了芯片的性能好坏。
国际半导体产业协会（SEMI）的数据显示，2021年全球半导体材料市场的规模，达到了643亿美元，较2020年的555亿美元增加88亿美元，同比增长15.9%，再创新高。
国际半导体产业协会的数据还显示，在去年的半导体材料市场，晶圆制造材料市场的规模为404亿美元，同比增长15.5%；封装材料市场的规模为239亿美元，同比增长16.5%。
去年全球半导体材料市场的规模大幅扩大，主要是得益于芯片需求的增加和厂商扩大规模。国际半导体产业协会的总裁兼CEO Ajit Manocha就表示，在芯片需求强劲和行业扩大产能的推动下，2021年全球半导体材料市场罕见的大幅增长。
Ajit Manocha还透露，向数字化转型加快，对电子产品的需求也大幅增加，所有半导体材料领域，在去年都出现了两位数或高个位数的增长。
中国为全球最大半导体市场，国产化提升大势所趋
复盘半导体行业发展历史，共经历三次转移。第一次转移：1973 年爆发石油危机，欧美 经济停滞，日本趁机大力发展半导体行业，实施超大规模集成电路计划。1986 年，日本 半导体产品已经超越美国，成为全球第一大半导体生产大国；第二次转移：20 世纪 90 年度，日本经济泡沫破灭，韩国通过技术引进实现 DRAM 量产。与此同时，半导体厂 商从 IDM 模式向设计+制造+封装模式转变，催生代工厂商大量兴起，以台积电为首的 中国台湾厂商抓住了半导体行业垂直分工转型机遇；第三次转移：2010 年后，伴随国内手机厂商崛起、贸易摩擦背景下国家将集成电路的发展上升至国家战略，半导体产业链 逐渐向国内转移。
中国为全球最大半导体市场，占比约 1/3。随着中国经济的快速发展，在手机、PC、可 穿戴设备等消费电子，以及新能源、物联网、大数据等新兴领域的快速推动下，中国半 导体市场快速增长。据 WSTS 数据显示，2021 年全球半导体销售达到 5559 亿美元，而 中国仍然为全球最大的半导体市场，2021 年销售额为 1925 亿美元，占比 34.6%。
国产化率极低，提升自主能力日益紧迫。近年来，随着产业分工更加精细化，半导体产 业以市场为导向的发展态势愈发明显。从生产环节来看，制造基地逐步靠近需求市场， 以减少运输成本；从产品研发来看，厂商可以及时响应用户需求，加快技术研发和产品 迭代。我国作为全球最大的半导体消费市场，半导体封测经过多年发展在国际市场已经 具备较强市场竞争力，而在集成电路设计和制造环节与全球领先厂商仍有较大差距，特 别是半导体设备和材料。SIA 数据显示，2020 年国内厂商在封测、设计、晶圆制造、材 料、设备的全球市占率分别为 38%、16%、16%、13%、2%，半导体材料与设备的国产 替代重要性日益凸显。
竞争格局高度集中，国内厂商加速追赶
CMP 抛光液市场，美国 Carbot 是国际龙头，安集科技为国内龙头。目前全球抛光液市 场主要由美日厂商垄断，美国 Cabot、美国 Versum、日本日立、日本 Fujimi 和美国陶氏杜邦五家美日厂商占据全球抛光液近八成的市场份额，安集科技仅占约 3%。国内市场 中，美国 Cabot 占约 64%，安集科技市占率为 22%。
安集科技为国产 CMP 抛光液龙头，国内市场占有率超两成。公司 2015-2016 年先后承 担两个“02 专项”项目，专注于持续优化 14nm 技术节点以上产品的稳定性，测试优化 14nm 及以下产品的技术节点，开发用于 128 层以上 3D NAND 和 19/17nm 以下技术节点 DRAM 用铜及铜阻挡层抛光液。目前公司 CMP 抛光液 13-14nm 技术节点上实现规模化 量产，下游客户包括中芯国际、长江存储、台积电、华虹半导体等主流晶圆厂商。
全球抛光垫市场“一家独大”，国产替代稳步前进。当前全球抛光垫市场主要由美国的 陶氏杜邦垄断，市占率高达 79%，其他公司如美国 Cabot、日本 Fujimi、日本 Hitachi 等 市占率在 5%以内。内资企业中，鼎龙股份、江丰电子和万华化学具备相应的生产力。 其中，鼎龙股份为国内抛光垫龙头企业，生产的抛光垫意在对标美国陶氏杜邦集团。随 着国内晶圆厂扩张，需求提升，为确保供应链的稳定，内资企业迎来发展潮。
