日本疫情或影響全球半導體材料供應

半導體材料是現代集成電路產業的基礎,是集成電路製造的物質載體,具有重要的戰略意義。隨著中芯國際、長江存儲等國內晶圓廠製造產能的增加,對半導體材料的需求也會相應增長。

半導體材料位於半導體產業鏈的最上游

半導體行業具有技術難度高、投資規模大、產業鏈環節長、產品種類多、更新迭代快、下游應用廣泛的特點,產業鏈呈垂直化分工格局。半導體制造產業鏈包含設計、製造和封裝測試環節,半導體材料和設備屬於芯片製造、封測的支撐性行業,位於產業鏈最上游。

半導體產品的加工過程主要包括晶圓製造(前道)和封裝(後道)測試,隨著先進封裝技術的滲透,出現介於晶圓製造和封裝之間的加工環節,稱為中道。

由於半導體產品的加工工序多,所以在製造過程中需要大量的半導體設備和材料。我們主要以最為複雜的晶圓製造(前道)工藝為例,說明製造過程的所需要的材料。

晶圓生產線可以分成7個獨立的生產區域:擴散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜生長、拋光(CMP)、金屬化。每個獨立生產區域中所用到的半導體材料都不盡相同。

日本疫情或影響全球半導體材料供應

日本是全球半導體材料領域的王者

半導體材料主要應用於晶圓製造與芯片封裝環節。由於半導體制造與封測技術的複雜性,從晶圓裸片到芯片成品,中間需要經過氧化、濺鍍、光刻、刻蝕、離子注入、以及封裝等上百道特殊的工藝步驟,半導體技術的不斷進步也帶動了上游專用材料與設備產業的快速發展。

在半導體制造過程包含的19種核心材料中,日本市佔率超過50%份額的材料就佔到了14種,在全球半導體材料領域處於絕對領先地位。

日本疫情或影響全球半導體材料供應

去年日韓貿易戰中,日本限制含氟聚酰亞胺、光刻膠,以及高純度氟化氫這三種材料的對韓出口,引起了整個半導體領域的震動。

在2019年前5個月,日本生產的半導體材料佔全球產量的52%。同期,韓國從日本進口的光刻膠價值就達到 1.1 億美元。據相關數據顯示,韓國半導體和顯示器行業在氟聚酰亞胺、光刻膠及高純度氟化氫對日本依賴度分別為 91.9%、43.9%及 93.7%。

日本是全球半導體材料領域的王者,如果疫情導致了原材料供應受限,將對全球半導體領域造成重大影響。

不少材料產品不可替代

目前日本在工廠方面沒有疫情披露,但是日本在半導體上游地位超然,如果疫情導致了原材料斷供,無疑對全球、中國半導體事業都是重創。

半導體生產工藝主要分為設計、製造、封測三大環節,在後兩個環節中,就需要關鍵設備和材料,它們也是保障芯片順利生產的上游基石。

而日本的硬核能力就是在上游的原材料和硬件設備上,眾多技術門檻非常高,尤其是材料方面,不少日本企業的產品不可替代。

根據相關數據公佈的2018年全球半導體產值數據計算,半導體材料約為總產值的11%,設備約為12%。兩者相加為23%,佔半導體產業的四分之一左右。

雖然材料和設備的整體體量不算大,但高壁壘使得玩家極少,且高玩和普通玩家差距很大,日本就是高玩選手。在原材料領域中,日本企業,在全球半導體材料市場上佔據了半壁江山。

在光刻膠領域,日本JSR、東京應化工業、住友化學、美國陶氏、富士電子等企業壟斷;在靶材領域,日本的日礦金屬、霍尼韋爾、東曹、普萊克斯佔據了大部分市場。

此外,日本的知名半導體材料供應商還包括住友化學、昭和電工、 DAIKIN 工業、 Stella Chemifa、森田化工、日本凸版印刷株式會社等等。

日本疫情或影響全球半導體材料供應

設備供應商方面,全球五大設備巨頭之一的東京電子就是日本企業,在技術桂冠光刻機方面,日本尼康和佳能可以生產,雖然製程和市場份額比不上荷蘭的ASML。

在最強勁的材料和設備之外,日本的芯片供應商在細分領域亦有建樹。比如瑞薩電子是全球排名前三的車用半導體廠商,今年以67億美元完成了對芯片商IDT的收購。索尼雖面臨架構整合、工廠關閉等問題,但是僅CMOS傳感器芯片一項,就在影像拍攝領域制霸。

以上這些領域中,不論中國國內還是別國,都很少有完備的產業鏈來進行替代。電子行業方面,代工製造和封測的材料領域,日本企業佔據了絕對的優勢。日本企業在材料研發方面深耕多年,在技術上達到了爐火純青的地步,在硅晶圓材料、光罩、靶材等重要的細分子領域,日本企業所佔份額都多達50%以上。中國目前還沒有能夠在這個領域實現較大突破。

對比中國來看,韓國和日本的半導體產業鏈聚焦在中上游,智力密集度更高,相對來說人工密集度低一些,抗疫情能力強一些。但是依舊不能忽視疫情爆發帶來的風險,如果進一步加劇,產業鏈將受到衝擊。

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