【股市闲聊】半导体新材料:国产芯片突围的底层密码!声明:以下数据仅供参考研究,不作任何的投资建议!
芯片产业的竞争,表面看是制程工艺的比拼,本质却是半导体材料的较量!一块芯片从晶圆制造到封装测试,要用到上百种关键材料,材料的纯度、性能直接决定芯片良率与综合性能!过去很长一段时间,高端半导体材料被海外企业垄断,随着国内芯片产业快速发展,半导体新材料赛道迎来爆发,各类创新材料不断攻关突破,成为国产芯片实现自主可控的重要突破口!
晶圆基底材料是芯片制造的起点,硅晶圆依旧是市场主流,但新型衬底材料正在快速抢占市场!碳化硅、氮化镓衬底,区别于传统硅片,属于宽禁带半导体,更加适合功率器件。新能源汽车、储能逆变器、高压充电桩,都离不开这类衬底制作的功率芯片!传统硅器件在高压工况下损耗大,而碳化硅衬底可以降低器件发热,提升能源利用效率!制约产业发展的痛点在于衬底良率,大尺寸、低缺陷的衬底制备难度极高,也是国内企业重点攻坚的方向!
光刻胶与配套光刻材料,是芯片微缩的 “画笔”!先进制程对光刻胶的分子结构、纯度提出近乎苛刻的要求。EUV 光刻胶、高分辨率负胶,是先进芯片制造的刚需!以往高端光刻胶高度依赖进口,如今国内科研机构与企业协同发力,中高端光刻胶逐步完成验证导入!与之配套的光致抗蚀剂单体、特种溶剂,也同步实现技术迭代,补齐光刻材料产业链短板,为芯片制造提供基础保障!
靶材与电子化学品,属于芯片制造的耗材基石!芯片内部密密麻麻的金属导线,依靠溅射靶材完成薄膜沉积。铜、钛、钌等金属靶材,用于芯片内部互联!随着芯片进入 3D 堆叠时代,传统铜互联逐渐遇到电阻上升的难题,钌靶材凭借低电阻的特性,成为先进制程的新选择!
电子特气则负责晶圆刻蚀、成膜,气体纯度需要达到九个九以上,一丝杂质就会造成整片晶圆报废!
新材料的研发并非一蹴而就,实验室成果距离大规模量产,中间隔着漫长的验证周期。半导体材料需要经过反复上机测试,适配不同厂商的设备工艺,才能进入供应链。国内很多新材料企业已经完成样品研发,正在加速推进产线验证!
展望未来,半导体新材料的发展,既要追赶现有成熟材料,也要布局下一代前沿材料。氧化镓、二维半导体材料等前沿方向,国内已经开展大量研究。半导体材料是芯片产业的地基,只有把材料这块短板补齐,国产芯片才能真正摆脱外部桎梏,在全球数字产业浪潮中站稳脚跟!