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全球半导体材料“卡点”在这里!

2022-06-21 11:29      点击次数:

供应不确定性增加的情况下,三星电子高层此举不难理解。毕竟,全球超过50%的材料来自日本公司,日本半导体材料占据了韩国半导体材料进口总额的80%以上。提起日本电子产业,可能很多人会联想到落寞的贵族,但在半导体材料领域,日本仍然是骄傲的王者。 日本半

  供应不确定性增加的情况下,三星电子高层此举不难理解。毕竟,全球超过50%的材料来自日本公司,日本半导体材料占据了韩国半导体材料进口总额的80%以上。提起日本电子产业,可能很多人会联想到“落寞的贵族”,但在半导体材料领域,日本仍然是“骄傲的王者”。

  日本半导体产业已经不像30多年前那样辉煌,但年老的雄狮依旧有着锐利的“獠牙”。在产业链上游的芯片制造环节,硅片、电子气体、光掩膜、光刻胶配套化学品、抛光材料、、湿法化学品、溅射靶材等多种关键半导体材料的生产都要高度依赖日本企业。日本企业在许多关键半导体材料方面全球领先。

  3月16日在日本东北地区发生的地震,也“震动”了全球半导体产业链。在这一地带分布有胜高、信越化学、东芝等多家日本半导体企业的生产基地,这次地震影响了这些企业的生产,让硅片、和电子气体等产业链上游环节产品的生产受到影响。

  更让人记忆犹新的是,2019年7月,日本修改了对韩国关键半导体材料的出口管理条例。该条例宣布,自7月4日起,开始限制向韩国出口“氟聚酰亚胺”“光刻胶”和“高纯度氟化氢”这三种半导体材料。在修改公告发出一个月后,日本再次通过新版《出口贸易管理令》,将韩国从出口“白名单国家”上剔除,为韩国半导体产业带来一定不利影响。

  从数据上看,在DRAM关键原材料领域,日本企业占据全球70%以上的市场份额。就硅片市场而言,日本企业信越和胜高几乎垄断大尺寸硅片市场,在该领域占据全球份额的60%左右。在光刻胶领域,日本厂商同样“当仁不让”,在全球前五大光刻胶龙头企业中独占四席,占据了光刻胶70%的市场份额。在光刻胶的细分领域—Arf光刻胶中,日本企业甚至可以占据93%左右的市场份额,呈现高度寡头垄断格局。ABF也是由日本味之素一家独大,市场占有率超99%+。

  在一些略显冷门的半导体材料领域,日本企业同样有着很强的实力。以半导体封装环节中使用的光阻剂为例,日本JSR Micro及东京应化工业(ToK)是全球前两大供应商。在IC封装载板、ABF基板层介电材料、制造封装基板核心层材料、环氧树脂固态封装材料、导线架、焊线材、底部填充剂等方面,不少历史悠久的日本厂商仍是独占鳌头。

  创道投资咨询总经理步日欣向《中国电子报》记者表示,硅片、光刻胶、电子特气等半导体材料的核心基础是基础化工,大部分电子级材料对纯度的要求比较高。再加上相关领域的品类繁多,细分领域的市场规模受限,所以不太可能形成多寡头局面,日本在全球半导体材料市场的领先优势明显。

  为了进一步提升自身在半导体材料领域的市占率,日本厂商做出了不少努力,近两年相继增强产能。赛迪顾问集成电路中心高级咨询顾问池宪念向记者介绍,硅片厂商胜高增产最先进的直径300毫米硅片;富士胶片提高最尖端的EUV光刻胶产能;住友电木投资25亿日元建设新生产线。

  生产超纯过氧化氢的三菱瓦斯化学、生产光掩模的大日本印刷、早在2021年9月就已经具备最先进制程用光刻胶生产能力的住友化学、不断在中国台湾地区和欧洲增强半导体封装材料产能的住友电木、在探针板可切削陶瓷市场占比份额约90%的Ferrotec……

  这些日本企业的市值可能比不上芯片制造领域的龙头厂商,但是如果没有这些企业生产半导体材料,半导体行业下游的芯片生产环节将变得极其困难。这可能也是三星电子高层亲自拜访日本半导体材料供应商,以寻求材料供应稳定的重要原因之一。

  日本为什么能够在半导体材料方面一直处于领先?这其实与日本对细分领域的专注研发密不可分。针对这点,张彬磊对记者表示,日本企业更擅长钻研某一类细分市场或者产品,而不是像全球大多数企业一样,不断扩展产品线类型。

  在单体领域“赫赫有名”的大阪有机化学,或许是日本企业专注细分领域的代表性案例之一。根据记者了解,单体是半导体材料光刻胶中包含的液体,是合成聚合物所用低分子的原料,在芯片生产过程中起到关键性的辅助作用,能够让光照部分的光刻胶凝固。

  在大阪有机化学的发展初期,日本半导体材料市场的竞争非常激烈。由生产合成纤维材料起家的大阪有机化学,很清楚自己很难在与巨头企业的直接竞争中占据优势,所以为了避免“以卵击石”,大阪有机化学选择了市场较小、利润较低,但是所需技术较为高端的单体领域。因为单体在整个半导体材料领域过于细分,所以大型企业基本不会涉足该领域。在这一背景下,大阪有机化学在“夹缝”中生存,并逐步成长为细分领域的“大树”。如今,大阪有机化学在单体领域垄断了全球70%的市场,全球的电子产品基本都在使用大阪有机化学的单体产品。

  除了专注于细分领域,日本企业在半导体材料领域取得领先的另一个原因是起步早。由于起步早、技术积累雄厚,日本企业在半导体材料行业有较为深厚的技术基础。池宪念就向记者提到,得益于此,日本企业在硅片、光刻胶、化合物半导体、陶瓷封装基材等半导体材料领域的技术领先优势较为明显。

  凸版印刷作为半导体光掩模市场中的佼佼者,正是拥有先发优势的代表性日本企业之一。上世纪30年代,日本工业受到大萧条余波影响出现严重衰退,日本印刷业自然也无法独善其身。在这一决定公司未来发展方向的危机时刻,凸版印刷时任社长决定带领公司建设全球领先的现代化工厂。

  自1961年起,凸版印刷开始发力光掩膜业务。在不断探索之下,凸版印刷在2005年以6.5亿美元收购了杜邦光掩膜公司。在此之后,凸版印刷又发动了多起收购,不断进行技术整合。一路走来,凸版印刷在光掩膜技术储备方面大幅度提升,成为当前全球最大的独立第三方光掩膜生产商,大约占有全球32%的第三方市场份额,在日本、欧美和亚洲其他地方等地均设有生产基地。

  事实上,日本半导体材料企业也面临着全球范围内的市场竞争。张彬磊向记者表示,日本企业在半导体材料方面的竞争对手可以大致分为两类。一类是以美国企业为代表的“老牌”企业。这类企业实力雄厚、技术扎实,不但拥有稳定的市场占有率,还持续不断地进行研发投入。另一类代表性企业则是来自韩国和中国台湾地区的新兴材料企业。

  谈及这些新兴材料企业,张彬磊表示,近年来,受到复杂国际形势影响,全球贸易的稳定性和安全性受到一定挑战。在这种情况下,新兴市场的企业开始关注上游材料供应链的安全稳定。新兴市场具备市场广阔、人才较多等特点,能够促进半导体材料行业的发展,进而完成多数关键材料的研发和生产。不过在短期内,新兴市场的企业只能解决“从无到有”的问题,在材料的性能方面仍会与日本企业存在一定差距,而这种差距的缩小离不开时间的沉淀。

  虽然在短期内,日本企业在全球半导体材料市场的地位难以撼动,但是为了进一步巩固自身在半导体材料行业的优势,并提振整个半导体产业,日本政府颁布了不少振兴半导体产业的相关政策,意在拉拢全世界的优秀半导体企业在日本建厂,并将技术和人才留在日本。

  2019年起,日本政府为推进“后5G”技术,批准了2000亿日元(约合112亿人民币)资金,通过其在1980年建立的NEDO项目,来补贴日本企业在5G领域的研发。日本此举的目标之一是,通过建设试生产线等措施,开发基于尖端的逻辑半导体制造工艺。

  2021年底,日本在2021年度补充预算案中列出7740亿日元(约合68亿美元)投资半导体产业,主要用来完善国内半导体生产基地、鼓励研究开发,以促进半导体生产。

  2022年3月1日,日本正式实施对新建先进半导体工厂提供补贴的“半导体援助法”,只要企业满足“持续生产10年以上”和“供需紧绷时能增产应对”等条件,就可获得最高50%的设备投资金额补助。

  这无疑会给日本半导体材料行业的发展带来积极影响。池宪念对记者表示,相关政策的颁布会给企业的发展带来实质性利好。另外,政策对人才的培养和引进给予大力支持,能够促进相关技术研发的升级迭代。

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