半导体材料的国产替代，机遇与挑战并存！
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从国内半导体产业的发展现状来看，半导体材料是整个产业链最大的短板，与世界先进水平的差距大于芯片设计、制造、封测等环节，半导体材料发展进程甚至落后于设备。半导体材料的国产化迫在眉睫！
半导体材料国产化的机遇
1 国产替代空间大
不管是晶圆制造还是芯片封装领域，主要的材料供应商还是以国外大企业为主，国内企业的市场占有率非常低，国产替代的空间很大。
晶圆制造材料方面，日本在大尺寸硅片(8 寸和 12 寸)与光刻胶领域几乎处于垄断地位，电子气体也被欧美日等大企业联合垄断。
芯片封装材料方面，基板和引线框架主要由日本、韩国、中国台湾的企业占据主导，键合线虽然大部分在国内生产，但是外资品牌厂商仍然占据大部分的市场份额。
根据公开数据，目前很多关键的半导体材料国产化率还不到 10%，在一些技术壁垒非常高的领域甚至不足 5%。反过来看，这也意味着半导体材料的国产化空间非常大，很多关键领域都有 90%以上的空白可以填补。
2 国内半导体材料迎来政策红利期
受贸易战影响，芯片的国产化替代已经成为必然趋势。作为产业上游的半导体材料，也属于“卡脖子”的关键技术，需要尽快实现国产替代。
国家半导体产业大基金一期就已经投资了国内硅片龙头沪硅产业，二期更是把半导体材料作为重点投资领域。
大基金二期继续加大了对沪硅产业的投资，此外还新增了电子气体供应商派瑞特种气体、光刻胶供应商宁波南大广电、电子级磷酸供应商兴福电子以及封装基板供应商深南电路的投资。大基金二期覆盖硅片、电子气体、光刻胶、高纯试剂以及基板等关键环节，表明国家在不断提高对半导体材料领域的重视程度[1]。
3 全球半导体材料短缺给国内企业带来千载难逢的国产替代时机
芯片短缺蔓延至上游材料端，国内芯片制造与封装企业在材料短缺的时候也更有意愿导入国内供应商的产品。
全球半导体材料供应出现短缺后，国内芯片制造与封装企业从国外供应商处拿到的产能会受到影响，通常材料供应量会受到限制并且交付周期会变长。
这就给国内半导体材料企业带来了机会。如果这些企业能够趁此抓住机遇，迅速填补这个空缺，成为国内芯片制造与封装企业的稳定供应商，就可以实现这一部分的国产替代。
例如沪硅产业就抓住全球硅片供应短缺的时机，成功打入中芯国际、武汉新芯等国内主要芯片制造厂商，实现了国产替代。深南电路也抓住了全球基板供应短缺的机遇，成功打入全球三大封测厂日月光、安靠科技以及长电科技的供应体系。
从这两个成功的案例可以看出，半导体材料国产化的时机已经成熟，国内半导体材料企业迎来了非常好的机遇。
半导体材料国产化的挑战
1 很多高端半导体材料需要从零开始
国内半导体材料技术基础相对薄弱，在很多细分领域还处于空白状态，需要实现从零到一的突破，其难度不亚于芯片的国产替代。
以晶圆制造为例，28nm 以下先进制成工艺所需要的材料国内目前还处于空白，65nm 以下硅片、光刻胶、湿电子化学品以及电子特气都还处于空白，90nm 以下硅片、光刻胶还尚未完成国产替代。
这些都属于高端半导体材料，技术难度相对较大。对于国内企业来说，想要填补这些空白领域，还有很长的路要走。
2 美日欧等国在很多关键材料的核心技术上对国内实施技术封锁
2020 年 2 月，《瓦森纳协议》中的美国及日本等 42 个国家决定，将出口管制范围扩大到可转为军用的半导体制造材料以及网络软件，防止半导体材料相关技术外流到中国[2]。
据日本媒体报导，美日两国政府最近正在研究成立规范尖端技术出口管制的新框架，同时也考虑欧洲国家合作。具体的规范对象目前还在研究，但可能包括半导体制造、量子技术、人工智能等相关技术。其目的也是限制中国在包括半导体材料的高端技术领域的发展。
面对美日等国的重重围堵，国内半导体材料企业需要不断提升自身创新能力，加快技术积累与产品迭代速度，披荆斩棘、突出重围，需要在关键技术上能取得重大突破！
3 半导体材料相关人才紧缺
半导体材料领域人才储备不够，相关毕业生很多都去了薪水更高的芯片设计企业。
最近两年杰哥都参与了公司的应届生校招工作。杰哥从事的是芯片设计公司里的生产测试相关的岗位，很多材料专业的应届生都过来面试。
出于好奇杰哥有专门问过几位面试者，为什么不去投身半导体材料企业相关的岗位？这样专业更对口。得到的答案很实在——设计公司给的薪水更高。
杰哥在之前的文章中讲过，目前半导体人才仍然处于供不应求的状态，新增的人才大部分都去了芯片设计公司。半导体材料企业面临的人才短缺问题更加严重，有必要引起整个行业的重视并加大资金投入。
芯片的国产替代不是单纯地依靠设计公司就可以搞定，需要整个半导体产业链的支持。从上游半导体材料供应到中游芯片制造与封装测试，然后到下游市场应用，每个环节都要最大限度的实现国产化。其难度可想而知，要不怎么说半导体是制造业的皇冠呢！
只有实现了整个产业链关键环节与关键技术的国产替代，我们才能完全打破国外的技术封锁，真正实现中国芯！
路漫漫其修远兮。吾将上下而求索！
全文完。
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参考文献：
[1]大基金二期 2021 年的投资版图：https://moore.live/news/283750/detail/?state=&code=001rl5ll2s0aK84wEOll2nWVyt0rl5lk；[2]美日等 42 国加强半导体基板技术出口管制，防止外流到中国：https://m.guancha.cn/industry-science/2020_02_26_538451.shtml?s=fwckhfbt?s=fwckhffhxw；
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