半导体幕后推手:探秘中国抛光液行业的崛起之路
半导体幕后推手:探秘中国抛光液行业的崛起之路
在半导体制造的精密世界里,抛光液如同一位幕后英雄,默默发挥着关键作用。它就像是一把神奇的“打磨钥匙”,能够让芯片表面变得平滑如镜,为半导体的高性能表现奠定基础。而在国内,抛光液市场正经历着一场精彩纷呈的变革之旅。
要探讨国内抛光液行业的突破之道,首先得了解这个行业的现状。过去,国内的抛光液市场长期被国外巨头所垄断,国内企业在技术研发、产品质量、市场份额等方面都处于相对劣势的地位。在过去较长一段时间里,全球抛光液市场确实长期被美国和日本企业所垄断。美国 Cabot 公司曾占据较高的市场占有率。
从技术层面来看,国外企业在抛光液的配方研发、生产工艺等方面积累了丰富的经验和专利。他们拥有先进的研发设备和专业的研发团队,能够不断推出性能更优、适应性更强的产品。相比之下,国内企业在技术研发上的投入相对不足,技术创新能力较弱,导致产品在性能和稳定性方面与国外产品存在一定差距。
在市场方面,由于国外品牌在行业内的长期深耕,已经建立了良好的品牌形象和客户信任度。国内企业在市场推广和客户开拓方面面临着巨大的压力,很难在短时间内打破国外品牌的垄断格局。
此外,国内抛光液行业还面临着原材料供应不稳定、高端人才短缺等问题。原材料的质量和供应稳定性直接影响着抛光液的产品质量和生产效率,而高端人才的短缺则制约了企业的技术创新和管理水平的提升。
抛光液研发难点
一款抛光液的性能参数主要有:去除速率(MRR)、腐蚀电流密度、选择性、抛光片平整度、粗糙度(Ra)、缺陷。因此抛光液研发的最终目标是:根据应用对象不同,通过对抛光液的不同组份进行调控,平衡好化学作用和机械作用的关系,找到两者之间理想的结合点,以获得稳定性好、去除速率理想、表面质量好、平坦化性能强的抛光液。
应用广,试错多
抛光液种类很多,因此要根据工艺和材料要求的不同,对研磨颗粒、氧化剂、络合剂、表面活性剂以及pH调节剂等组份种类的选择、含量调控以及工艺优化进行不断的试错,才能研发出一款合适的抛光液。
精度高,难度大
CMP技术随着芯片制程技术不断进步,如果晶圆制造过程中无法做到纳米级全局平坦化,既无法重复进行光刻、刻蚀、薄膜和掺杂等关键工艺,也无法将制程节点缩小至纳米级的先进领域。随着超大规模集成电路制造的线宽不断细小化,制造工艺不断向先进制程节点发展,平坦化的精度要求也不断提高,CMP步骤也会不断增加,从而大幅刺激了集成电路制造商对CMP设备及材料的采购和升级需求。
产品专一
抛光液厂商与下游客户联合开发成为成功的先决条件。即使是同一技术节点,不同客户的集成技术不同,对抛光液的需求也不同。因此,厂商在研发一款抛光液时需与客户深度“绑定”,这也促使抛光液产品更加“专一”。一般龙头厂商产品布局更为齐全,可为晶圆厂提供全套耗材解决方案,后进入者产品需求无法做到龙头一样的覆盖面,致使替换难度较高。
全球抛光液供应商为卡博特(Cabot)、日立(Hitachi)、FUJIMI、慧瞻材料(Versum)等,全球合计近65%的市场份额,较为分散。
中国CMP抛光液行业目前主要依赖于国外进口,美国日本等全球CMP抛光液龙头企业均在中国市场有所布局。安集科技作为中国CMP抛光液的龙头企业,在中国大陆市场占据了较大的市场份额,同时多样化布局产品线满足了企业的需求,实现了中国CMP抛光液国产替代的发展。
未来光电子信息产业的高速发展必定离不开超精密抛光技术,化学机械抛光液是超精密抛光技术的核心之一。国内半导体和集成电路产业的蓬勃发展也将加快抛光液研发的进程,同时化学机械抛光液中的组分将更侧重于安全、稳定、高效、环保的方向。
国内抛光液市场的竞争格局
中国CMP抛光液行业目前主要依赖于国外进口,美国、日本等全球CMP抛光液龙头企业均在中国市场有所布局。国外龙头企业产品技术先进、产品线更为成熟,处于中国市场的第一梯队。
中国本土企业中,安集科技是CMP抛光液的龙头企业,在中国大陆市场占据了较大的市场份额,实现了CMP抛光液国产替代,在中国市场也属于第一梯队。例如,根据安集科技公报披露的数据,2020年公司CMP抛光液业务在中国大陆实现收入3.35亿元,2021年实现收入5.55亿元,分别占据了当年中国市场20.9%和30.8%的市场份额。根据TECHCET公开的全球半导体抛光液市场规模测算,2023年度安集科技化学机械抛光液全球市场占有率约8%,目前在国内市场处于主流供应商地位。
鼎龙股份、上海新阳等上市企业在半导体行业有所布局,但CMP抛光液起步较晚,且在企业中的占比较小,因此被列为第二梯队。另外,上海新安纳、天津晶岭、北京国瑞升等非上市企业,规模相对较小,也被列为第二梯队。
以深圳中机新材料有限公司为例,它是一家专注于高硬脆材料和高性能研磨抛光材料的技术研发、生产及工艺创新的高新技术企业。该公司成功研发出团聚金刚石研磨液,具有粒度均匀、研抛效果稳定、切削速率快、加工表面一致性好等优点,广受业界好评。近年来,公司不断扩大其市场影响力,积极参与国内外各类专业展览和研讨会,并与众多知名企业建立合作关系,推动了国内研磨抛光材料行业的发展。
总体而言,中国CMP抛光液行业企业数量较少,随着国内企业技术的不断发展和突破,市场竞争格局有望发生进一步变化。同时,国内企业也在不断加大研发投入,提升产品技术水平和市场竞争力,以实现更多的进口替代。
国内抛光液行业该如何突破
加强技术创新是关键。国内企业需要加大在研发方面的投入,引进先进的研发设备和技术,培养和吸引高素质的研发人才。同时,要加强与高校、科研机构的合作,开展产学研联合攻关,加快技术创新的步伐。例如,某国内企业与一所知名高校的材料学院合作,共同研发出了一种新型的抛光液配方,大大提高了产品的抛光效率和稳定性。
提升产品质量是核心。企业要建立严格的质量管理体系,从原材料采购、生产过程控制到成品检测,都要进行严格的把关。只有确保产品质量的稳定性和可靠性,才能赢得客户的信任和市场份额。比如,一家国内抛光液企业通过引入先进的生产设备和质量检测仪器,对每一批产品都进行严格的检测和分析,使得产品质量得到了显著提升,逐渐在市场上树立了良好的口碑。
拓展市场渠道也是重要的突破方向。企业要积极参加国内外的行业展会、技术研讨会等活动,加强品牌宣传和推广,提高企业的知名度和影响力。同时,要加强与下游客户的沟通与合作,了解客户的需求和反馈,为客户提供个性化的解决方案和优质的服务。某国内抛光液企业通过参加国际半导体展会,与多家国际知名半导体企业建立了合作关系,成功打开了国际市场。
加强行业整合与合作也有助于实现突破。国内的抛光液企业可以通过兼并重组、战略合作等方式,实现资源共享、优势互补,提高行业的整体竞争力。例如,两家国内抛光液企业通过合并,整合了双方的技术、人才和市场资源,迅速提升了企业的规模和实力,在市场竞争中占据了更有利的地位。
此外,政府的支持和政策引导也不可或缺。政府可以出台相关的产业政策,加大对抛光液行业的扶持力度,如提供研发资金支持、税收优惠、人才培养等。同时,要加强知识产权保护,营造良好的创新环境,鼓励企业进行技术创新和产品研发。
随着 5G、人工智能、大数据等新兴技术的快速发展,半导体产业的市场需求持续增长,为国内抛光液行业提供了广阔的发展空间。国内企业要抓住这一机遇,加快技术创新和产品升级,提升市场竞争力,实现从“跟跑”到“并跑”甚至“领跑”的转变。