半導(dǎo)體材料位于產(chǎn)業(yè)鏈上游，對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到支撐作用。半導(dǎo)體材料，指集成電路生產(chǎn)制造過(guò)程中使用的各類(lèi)特殊材料的總稱(chēng)。從生產(chǎn)流程角度看，半導(dǎo)體制造生產(chǎn)過(guò)程分為設(shè)計(jì)、制造和封測(cè)三大流程，上游的設(shè)備、材料構(gòu)成半導(dǎo)體制造工藝的核心基礎(chǔ)。作為產(chǎn)業(yè)鏈的上游環(huán)節(jié)，半導(dǎo)體材料具有產(chǎn)業(yè)規(guī)模大、細(xì)分行業(yè)多、技術(shù)門(mén)檻高等特點(diǎn)，對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到重要支撐作用。

半導(dǎo)體材料：細(xì)分種類(lèi)眾多，按大類(lèi)可分為晶圓制造材料和封裝材料。半導(dǎo)體材料行業(yè)是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中細(xì)分領(lǐng)域最多的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，子品類(lèi)多達(dá)上百種。按大類(lèi)劃分，半導(dǎo)體材料可分為晶圓制造材料和封裝材料。其中，晶圓制造材料通常指的是在半導(dǎo)體芯片的生產(chǎn)過(guò)程中使用的材料，包括半導(dǎo)體硅片、光掩模、光刻膠、靶材、CMP拋光材料（拋光液和拋光墊）等，封裝材料則是在芯片制造完成后，用于保護(hù)和連接芯片的材料，包括引線框架、封裝基板、陶瓷材料、鍵合絲、切割材料、芯片粘貼材料等。

一、半導(dǎo)體硅片：半導(dǎo)體生產(chǎn)的基石，產(chǎn)品向大尺寸方向發(fā)展

硅基半導(dǎo)體材料是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的半導(dǎo)體材料，是半導(dǎo)體生產(chǎn)的基石。常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料包括硅（Si）、鍺（Ge）等元素半導(dǎo)體，以及砷化鎵（GaAs）、氮化鎵（GaN）等化合物半導(dǎo)體。相較于鍺（Ge），硅材料的熔點(diǎn)更高（鍺的熔點(diǎn)937℃，硅的熔點(diǎn)為1,415℃），可以廣泛應(yīng)用于高溫加工工藝中，而硅的禁帶寬度也大于鍺，因此更適合制作高壓器件；相較于砷化鎵，硅安全無(wú)毒、對(duì)環(huán)境無(wú)害，制造與使用過(guò)程中更加安全；此外，鍺、砷化鎵均沒(méi)有天然的氧化物，在晶圓制造時(shí)還需要在表面沉積多層絕緣體，這會(huì)導(dǎo)致下游晶圓制造的生產(chǎn)步驟增加從而使生產(chǎn)成本提高；而硅在地殼中占比約27%，是除了氧元素之外第二豐富的元素，硅元素以二氧化硅和硅酸鹽的形式大量存在于沙子、巖石、礦物中，儲(chǔ)量豐富并且易于取得。綜合以上原因，硅目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的半導(dǎo)體材料，90%以上的半導(dǎo)體產(chǎn)品是用硅基材料制作的。

半導(dǎo)體硅片對(duì)純度要求極高。一般來(lái)說(shuō)，將95%～99%純度的硅稱(chēng)為工業(yè)硅，而光伏硅片要求較低，一般為99.9999%到99.999999%之間（小數(shù)點(diǎn)后4—6個(gè)9）。沙子、礦石中的二氧化硅經(jīng)過(guò)純化，可制成純度98%以上的硅；高純度硅經(jīng)過(guò)進(jìn)一步提純，變?yōu)榧兌冗_(dá)99.9999999%至99.999999999%（9—11 個(gè)9）的超純多晶硅，才可用于半導(dǎo)體晶圓的生產(chǎn)與制造過(guò)程中。在半導(dǎo)體生產(chǎn)過(guò)程中，即使摻雜極少量的雜質(zhì)，也可能對(duì)芯片的性能與壽命造成較大影響，因此半導(dǎo)體硅片對(duì)硅片純度要求極高，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，半導(dǎo)體硅片需要盡可能地減少晶體缺陷，保持極高的平整度與表面潔凈度，以保證集成電路或半導(dǎo)體器件的可靠性。 半導(dǎo)體硅片生產(chǎn)流程復(fù)雜，包含多個(gè)環(huán)節(jié)。半導(dǎo)體硅片生產(chǎn)流程復(fù)雜，生產(chǎn)環(huán)節(jié)包含晶體生長(zhǎng)、硅片成型、外延生長(zhǎng)等工藝。制備半導(dǎo)體級(jí)的單晶硅片是芯片制造加工的第一大環(huán)節(jié)，包含晶體生長(zhǎng)、整型、切片、磨邊和倒角、蝕刻、拋光、清洗、檢查和包裝等環(huán)節(jié)。從晶體生長(zhǎng)到最終的檢查和包裝，每個(gè)環(huán)節(jié)都至關(guān)重要，直接影響著硅片的質(zhì)量和適用性。在這些步驟中，需要用到多種精密設(shè)備和技術(shù)，如單晶爐、切片機(jī)、磨片機(jī)、CMP設(shè)備等，涉及的技術(shù)領(lǐng)域極為廣泛。

當(dāng)前8英寸、12英寸硅片占據(jù)市場(chǎng)主流。按尺寸分類(lèi)，半導(dǎo)體硅片可分為6英寸及以下硅片（150mm以下）、8英寸（200mm）和12英寸（300mm）。其中，6英寸硅片主要用于微米至亞微米級(jí)別的半導(dǎo)體制程，線寬在0.35μm至1.2μm之間，應(yīng)用領(lǐng)域包括低端功率半導(dǎo)體器件，如二極管、晶閘管、MOSFET、IGBT，以及一些分立器件與光學(xué)光電子器件的制造；8英寸硅片多用于90nm以上的成熟制程技術(shù)，線寬范圍在0.25μm至90nm之間，具體產(chǎn)品包括功率器件（如MOSFET、IGBT）、模擬IC、電源管理芯片、指紋識(shí)別芯片、顯示驅(qū)動(dòng)芯片等；12英寸硅片則主要用于90nm以下制程技術(shù)，主要用于高端邏輯芯片（如CPU、GPU）、（如DRAM、）、射頻芯片、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域。由于大尺寸硅片的單位面積更多，生產(chǎn)成本更低，因此目前8英寸和12英寸硅片占據(jù)主流地位，占市場(chǎng)份額的90%以上。

硅片向大尺寸方向發(fā)展是行業(yè)演進(jìn)趨勢(shì)。半導(dǎo)體的生產(chǎn)成本與效率，與硅片尺寸直接相關(guān)。硅片尺寸越大，在單片硅片上制造的芯片數(shù)量就越多，單位芯片的成本隨之降低。同時(shí)，在圓形的硅片上制造矩形的芯片會(huì)使硅片邊緣處的一些區(qū)域無(wú)法被利用，必然會(huì)浪費(fèi)部分硅片。硅片的尺寸越大，相對(duì)而言硅片邊緣的損失會(huì)越小，有利于進(jìn)一步降低芯片的成本。例如，在同樣的工藝條件下，300mm半導(dǎo)體硅片的可使用面積超過(guò)200mm硅片的兩倍以上，可使用率（衡量單位晶圓可生產(chǎn)的芯片數(shù)量的指標(biāo)）是200mm硅片的2.5倍左右，能夠顯著提高生產(chǎn)效率并節(jié)約成本。隨著電子設(shè)備對(duì)集成電路性能要求提高，疊加晶圓生產(chǎn)技術(shù)不斷突破，使用300mm及以上直徑硅片已成為行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。據(jù)SEMI和前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，在摩爾定律影響下，半導(dǎo)體硅片不斷向大尺寸方向發(fā)展，其中8英寸和12英寸合計(jì)出貨面積占比超過(guò)90%，12英寸出貨面積占比超過(guò)60%。

我國(guó)半導(dǎo)體硅片起步較晚，但追趕迅速。我國(guó)半導(dǎo)體硅片起步較晚，但國(guó)內(nèi)主要硅片廠商正大力擴(kuò)建產(chǎn)能，以滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)已在大尺寸硅片生產(chǎn)商取得突破，部分已實(shí)現(xiàn)8英寸和12英寸硅片的量產(chǎn)和試產(chǎn)。如滬硅產(chǎn)業(yè)的12英寸半導(dǎo)體硅片產(chǎn)能項(xiàng)目不斷擴(kuò)充，全資子公司上海新昇一期360萬(wàn)片/年的12英寸半導(dǎo)體硅片產(chǎn)線已建成，且正在實(shí)施新增360萬(wàn)片/年產(chǎn)能擴(kuò)建項(xiàng)目，全部建成后總產(chǎn)能將達(dá)720萬(wàn)片/年；據(jù)公司2024年半年報(bào)披露，公司上海項(xiàng)目已經(jīng)完成50萬(wàn)片/月產(chǎn)能，11月調(diào)研表示，會(huì)按原計(jì)劃在今年年底實(shí)現(xiàn)60萬(wàn)片/月的產(chǎn)能建設(shè)目標(biāo)，同時(shí)，公司在太原建設(shè)的項(xiàng)目也會(huì)逐步有新的產(chǎn)能釋放；根據(jù)立昂微11月的調(diào)研紀(jì)要顯示公司12英寸硅片（拋光+襯底）目前產(chǎn)能利用率接近60%，8英寸硅片接近滿產(chǎn)，公司12英寸硅片目前的出貨產(chǎn)品中，拋光片約占三分之二，外延片約占三分之一。2024年前三季度，公司12英寸硅片仍為負(fù)毛利率，預(yù)計(jì)出貨量（正片）達(dá)到產(chǎn)能的三分之二以上將實(shí)現(xiàn)扭虧為盈；各業(yè)務(wù)產(chǎn)能方面，公司6英寸拋光片（含襯底片）產(chǎn)能60萬(wàn)片/月、8英寸拋光片（含襯底片）產(chǎn)能27萬(wàn)片/月（預(yù)計(jì)2024年12月達(dá)到57萬(wàn)片/月，較前期預(yù)測(cè)推后系設(shè)備調(diào)試等正常原因所致）、6-8英寸（兼容）外延片產(chǎn)能70 萬(wàn)片/月（預(yù)計(jì)2025年3月底前達(dá)到90萬(wàn)片/月，較前期預(yù)測(cè)推后系設(shè)備交期延長(zhǎng)等正常原因所致）；衢州基地12英寸拋光片（含襯底片）產(chǎn)能15萬(wàn)片/月、12英寸外延片產(chǎn)能10萬(wàn)片/月；嘉興基地12英寸拋光片產(chǎn)能8萬(wàn)片/月，2024年年底有望達(dá)到15萬(wàn)片/月。