芯片之基，国之砝码：一文看懂中国半导体材料黄金十年

从光刻胶到硅片，从电子特气到CMP抛光垫，半导体材料被誉为“芯片产业的粮食”。在5G+AIOT、自主晶圆厂扩产、政策与大基金的三重共振下，中国半导体材料正站在1→10的临界点，有望接力设备，开启20年长景气周期。

 

• 一张图先建立坐标系
  把芯片制造想象成盖一座纳米级摩天大楼：
  硅片 = 地基
  • 光刻胶 = 建筑蓝图（一次性模板）
  • 电子特气 / 湿化学品 = 水泥、钢筋、添加剂
  • 靶材 + CMP = 打磨抛光工具   
• 任何环节掉链子，整座大楼都可能坍塌。
  因此，半导体材料被誉为“芯片产业的粮食+工具”。

 

• 半导体材料“家族全家福”

（按制造流程排布，括号内为 2024 年全球市场规模及国产化率）

 

1. 硅片≈ 166 亿美元（2024E）

• 尺寸结构：12 英寸占 75 % 价值份额，8 英寸占 20 %
• 供应格局：信越 + SUMCO + 环球晶圆 + Siltronic + SK Siltron ≈ 82 %
• 国产进度：

     – 12 英寸国产化率 ~10 %，月产能 60 万片（沪硅产业 30 万、立昂微 20 万、中环 10 万） 

     – 8 英寸国产化率 55 %，主要厂商沪硅、中环、金瑞泓

 

2. 光刻胶（含配套试剂） ≈ 28–30 亿美元（2024E）

• 技术节点：g/i → KrF → ArF → EUV
• 垄断程度：东京应化 + JSR + 信越 + 杜邦 + 富士胶片 93 %（ArF/EUV 领域）
• 国产进度：

     – PCB/LED 光刻胶：>80 % 国产（容大感光、飞凯材料） 

     – KrF：彤程新材、晶瑞电材通过中芯国际 28 nm 验证，国产化率 ≈ 10 % 

     – ArF/EUV：南大光电、上海新阳在 02 专项攻关，仍 0→1

 

3. 电子特气 ≈ 42 亿美元（2024E）

• 需求：AI 算力芯片拉动 9N 以上超高纯气体需求
• 寡头：Air Liquide、Linde、Air Products、大阳日酸 >70 %
• 国产进度：

     – 国产化率 ~15 %，华特气体（ASML 准分子激光气出口）、雅克科技（收购韩国 UPC）、金宏气体、昊华科技四家布局全品类

 

4. 湿电子化学品 ≈ 21 亿美元（2024E）

• 等级：G5 线宽≤7 nm，G4 对应 14 nm
• 国产进度：

     – G3 及以上国产化率约 10 % 

     – 龙头：江化微（G4 硫酸双氧水已量产）、格林达、晶瑞电材

 

5. 靶材 ≈ 13 亿美元（2024E）

• 应用：铜/钽/钛/铝，纯度 6N，晶粒 <50 nm
• 寡头：日矿 30 %、霍尼韦尔 20 %、东曹 20 %
• 国产进度：

     – 国产化率 30–35 %，江丰电子 7 nm 钽靶已批量供货台积电、中芯国际

 

6. CMP 抛光材料 ≈ 20 亿美元（2024E）

• 抛光液：卡博特 35 %、日立化成 15 %、Fujimi 10 %
• 抛光垫：陶氏 79 % 垄断
• 国产进度：

     – 抛光液：安集科技 14 nm 节点全球市占 7 % 

     – 抛光垫：鼎龙股份率先通过中芯国际 28 nm 认证，国产化率 20 %

 

7. 掩模版 ≈ 39 亿美元（2024E）

• 寡头：Photronics、DNP、Toppan 三家 70 %
• 国产进度：

     – 晶圆厂自产为主，第三方供应不足 20 % 

     – 清溢光电、菲利华（G8.5 石英基板）国产突破，12 英寸节点仍待验证

 

8. 封装材料 ≈ 252 亿美元（2023 基期）

• 结构：封装基板 45 %、引线框架 20 %、键合丝 10 %、陶瓷/塑封料 25 %
• 国产龙头：深南电路、兴森科技（ABF 载板）、通富微电、华天科技已进入全球前十封装厂供应链

 

“硅片依旧最大，光刻胶最卡脖子；靶材/CMP 已局部突围，特气与湿化学品正在放量，封装材料随先进封装一起起飞。”

 

技术纵深：为什么那么难？

维度	国际水平	国产现状	差距本质
纯度	12N硅、9N气体	硅片11N、气体7-8N	杂质控制极限
缺陷	300 mm硅片缺陷<0.1个/cm²	0.3-0.5个/cm²	单晶生长热场模拟
一致性	批次间CD bias<1 nm	2-3 nm	配方+设备耦合
认证周期	晶圆厂验证18-36个月	相同	时间壁垒无法缩短

一句话总结：材料没有“弯道超车”，只有“极限工艺+极限管理”的马拉松。

 

产业格局地图

全球：

• 日本：信越、SUMCO、JSR、富士胶片、日矿金属
• 美国：Dow、Cabot、Air Products、霍尼韦尔
• 欧洲：Merck、Linde、Siltronic
• 韩国：SK Siltron、LG Chem

中国：

• 长三角：硅产业（上海）、安集科技（上海）、江丰电子（宁波）
• 京津冀：中环股份（天津）、有研新材（北京）
• 珠三角：深南电路（封装基板）、华特气体（佛山）
• 中西部：雅克科技（四川）、神工股份（锦州）

 

国产化三阶段模型

阶段	特征	代表产品
0→1	实验室→产线验证	ArF光刻胶、18英寸硅片
1→10	小批量→大批量	300 mm硅片、CMP抛光液
10→100	成本优势+全球输出	靶材、PCB光刻胶

当前整体处于“1→10”关键拐点。

 

政策 & 资本推力

• 国家大基金一期：已投硅产业（20亿）、雅克科技（5亿）、安集科技（未披露）
• 大基金二期：2023年起明显倾斜材料、零部件，预算超500亿元
• 科创板第五套标准：允许无收入材料公司上市，解决“长研发、慢回报”痛点
• 地方集群：上海临港“东方芯港”、合肥“材料谷”、无锡“化合物半导体产业园”

 

风险提示

• 晶圆厂资本开支周期性：2024-2025可能短暂回落
• 美日荷出口管制升级：光刻胶、EDA、沉积设备联动风险
• 技术迭代：EUV光刻胶路线若改为DSA（定向自组装），现有布局或被颠覆
• 二级市场高波动：科创板流动性折价/溢价双向放大

 

结语：为什么必须赢？

2019年日韩贸易摩擦，日本仅断供3种光刻胶+高纯氟化氢，就让三星/海力士产线停摆。
历史证明：没有材料安全，就没有产业安全。
今天，中国半导体材料正站在“极限技术+极限资本+极限市场”的三岔口。
错过这一仗，我们将继续被“卡脖子”；打赢这一仗，中国半导体才真正有了“根”。