前言:
在全球半导体行业触底反弹、迈入新一轮增长周期的背景下,作为产业基石的半导体晶圆制造材料市场正迎来关键发展期。一方面,基于供应链安全的区域化产能扩张,美国、中国、欧洲、日本等地掀起建厂热潮,直接拉动了对硅片、电子气体等基础材料的巨量需求;另一方面,先进制程微缩、第三代半导体兴起及Chiplet等设计架构演进,从技术层面深刻重塑了对EUV光刻胶、高端衬底等特种材料的需求结构与价值空间。
1、全球半导体行业开始触底反弹,中国市场进入关键发展机遇期
在全球经济疲软、通货膨胀、消费需求减弱和地缘政治危机等多重不利因素的叠加影响下,2023年全球半导体市场面临严峻的挑战,市场规模同比出现下滑。根据美国半导体行业协会(SIA)统计数据,2023年全球半导体行业市场规模约为5269亿美元,同比下降约8.2%。2023年下半年,全球半导体市场展现出一定的回暖趋势,尤其是第四季度,全球半导体销售额达到1460亿美元,同比增长11.6%,环比增长8.4%,为市场带来了较为积极的信号。2024年,全球半导体行业开始触底反弹,根据数据,2024年全球半导体行业市场规模约为6276亿美元,同比增长19.1%,预计2025年仍将保持较高增速,将达到6874亿美元。
数据来源:观研天下整理
根据观研报告网发布的《中国半导体晶圆制造材料行业现状深度研究与投资前景分析报告(2026-2033年)》显示,近年来,地缘政治冲突加剧,我国半导体产业自主可控需求进一步强化。随着国家政策红利持续释放,叠加国产化进程提速、技术突破与创新亮点频现的三重驱动力,我国半导体产业进入关键发展机遇期。
2024年,我国半导体产业与全球半导体产业同步回暖。根据数据,2024年,中国集成电路产业销售额为1821.0亿美元,同比增长20.0%,呈快速增长态势。
数据来源:观研天下整理
2、半导体晶圆制造材料是半导体产业的基石
半导体晶圆制造材料是指在晶圆厂(Fab)的前道工艺中,用于制造晶体管、互连线等微观结构的各类高纯度、高性能材料,是半导体产业的基石,其质量直接决定芯片的性能、良率和可靠性。与后道封装材料不同,制造材料对纯度、精细度和工艺匹配度的要求达到电子级甚至原子级,技术壁垒极高。而半导体制造是一个涉及数百道工序的复杂过程,主要材料类别贯穿衬底、图形化、薄膜沉积、刻蚀、掺杂、清洗/抛光等核心环节。
半导体制造不同环节的关键材料
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工艺环节 |
核心材料 |
市场特点与趋势 |
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硅片/衬底 |
半导体硅片(抛光片、外延片等)、SOI硅片;化合物衬底(SiC、GaN) |
市场规模最大(约占1/3)。12英寸硅片是主流,日本信越、胜高垄断超50%份额。SiC衬底由Wolfspeed、Coherent(原II-VI)等主导,但中国厂商快速崛起。 |
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图形化 |
光刻胶、光刻胶配套试剂(显影液、去胶液)、掩模版 |
技术壁垒最高、增长最快。KrF/ArF光刻胶由日美企业主导;EUV光刻胶几乎被日本JSR、信越化学等垄断。掩模版需求随制程复杂化而价值提升。 |
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薄膜沉积 |
各种前驱体、靶材(溅射靶材) |
前驱体用于ALD/CVD,价值高,品类多。靶材用于金属互连层,铜、钽、钴靶材需求随新金属化方案变化。 |
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工艺制造 |
电子特气、湿电子化学品、CMP抛光材料 |
“工业血液”。电子特气(如NF3、WF6)纯度高、品类杂;湿电子化学品(酸、碱、溶剂)纯度达PPT级;CMP抛光液/垫是消耗品,美日企业占优。 |
资料来源:观研天下整理
3、晶圆产能扩张与区域化趋势、制程技术演进等因素驱动全球半导体晶圆制造材料行业发展
全球半导体制造材料市场正受到产能扩张与技术演进两大核心动力的强劲驱动。首先,基于供应链安全的战略考量,全球主要地区正加速晶圆制造的本土化布局,美国、欧洲、中国、日本等地涌现出大规模新建晶圆厂的热潮。这股产能扩张与区域化趋势直接拉动了对硅片、电子气体、湿电子化学品等基础材料的巨量需求。
近年来全球各关键地区的新建晶圆厂代表性项目
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地区 |
主要新建/扩建项目(示例) |
备注 |
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美国 |
台积电亚利桑那州晶圆厂(生产4/3nm)、英特尔俄亥俄州与亚利桑那州晶圆厂、三星德州泰勒市晶圆厂 |
聚焦先进逻辑制程,获得《芯片与科学法案》巨额补贴 |
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中国 |
中芯国际在北京、上海、深圳的12英寸晶圆厂,华虹半导体、合肥长鑫、武汉新芯等扩产项目 |
涵盖成熟制程与存储芯片,致力于提升自给率 |
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欧洲 |
英特尔德国马格德堡晶圆厂、台积电德国德累斯顿晶圆厂(合资)、意法半导体与格芯法国克罗尔晶圆厂 |
重点投资汽车与工业半导体,强化供应链韧性 |
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日本 |
台积电日本熊本晶圆厂(合资)、铠侠与西部数据四日市工厂扩建、瑞萨电子那珂工厂扩产 |
聚焦成熟制程、功率半导体及存储芯片,吸引国际投资合作 |
资料来源:观研天下整理
其次,制程技术的飞速演进从结构上深刻改变了对特定高端材料的需求。在逻辑芯片领域,先进制程(<7nm)的推进依赖于EUV光刻的普及,这大幅增加了对EUV光刻胶和复杂掩模版的需求;同时,FinFET、GAA等晶体管新结构要求更精密的沉积材料和CMP抛光液;而互连层数的增加则推高了特种气体和电镀液的用量。在存储芯片领域,3D NAND堆叠层数已超过200层,对高深宽比刻蚀气体和薄膜沉积材料的需求呈指数级增长。
此外,第三代半导体(如碳化硅和氮化镓)在电动车、快充及5G基站领域的应用爆发,正带动对SiC/GaN衬底材料及配套外延、工艺材料的强劲需求,开辟了材料的“第二赛道”。最后,芯片设计复杂度的提升,例如Chiplet与3D集成架构的兴起,不仅影响后道封装,也对前道制造中的异质材料集成和界面控制材料提出了全新要求。
4、全球半导体晶圆制造材料行业市场规模将回升,中国市场整体呈现恢复增长态势
基于此,2015-2024年,全球半导体晶圆制造材料行业市场规模整体呈现上升趋势。根据数据,2024年全球半导体晶圆制造材料市场规模为406亿美元,预计2025年全球晶圆制造材料市场规模将回升至479.9亿美元。
数据来源:观研天下整理
在中国市场,我国半导体晶圆制造材料行业在2023年经历终端需求缩减、市场规模下滑的态势后,2024年整体呈现恢复增长态势,市场规模约为717.5亿元,同比有所增长。
数据来源:观研天下整理(WYD)
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