半导体材料分为晶圆制造材料和封装材料
半导体材料是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要材料，是半导体制造工艺的核心基础。按照工艺的不同，半导体材料可 分为晶圆制造材料和封装材料。 以2021年为例，根据SEMI，对前道制造材料成本以及后道封装材料成本进行拆分，其中成本占比最大的为硅片/其他衬底成本(20.72%)；其余材 料成本占比从大至小排序分别为封装基板(14.88%)、湿电子化学品(8.79%)、光刻胶及配套材料(8.29%)、掩膜版(8.10%)、键合丝(5.58%)、引线 框架(5.58%)、封装树脂(4.84%)、CMP 材料(4.46%)、陶瓷封装(4.09%)、电子特气(2.51%)、靶材(1.82%)、芯片粘结材料(1.49%)。
晶圆制造材料为半导体材料市场中占比较大的领域
根据Technavio的研究，从市场细分来看，2023年晶圆制造材料（Fab materials）是最大的半导体材料细分市场，占据了61.6%的市场份额，封 装材料（Packaging materials）则占据了 38.4%的市场份额。
晶圆厂产能扩张带动半导体材料市场规模增长
根据SEMI，2023年全球半导体材料市场销售额从2022年的727亿美元同比下降8.2%，至667亿美元，主要因为2023年半导体行业处于去库存过程 中，晶圆厂利用率下降，从而材料消耗下降。2023年，晶圆制造材料销售额下降7%至415亿美元，封装材料销售额下降10.1%至252亿美元。根 据SEMI 数据，中国大陆半导体材料市场规模快速增长，从2019年为593亿元增长至2023年的979亿元，估算2024年规模为1011亿元。
硅片：制作半导体的重要材料
单晶硅锭经过切片、研磨、蚀刻、抛光、外延（如有）、键合（如有）、清洗等一系列工艺步骤，最终制成半导体硅片。在半导体硅片上可布设 晶体管及多层互联线，从而形成具有特定功能的集成电路或半导体器件。在生产过程中，半导体硅片需尽可能减少晶体缺陷，保持极高的平整度 和表面洁净度，以确保集成电路或半导体器件的可靠性。
半导体硅片通常按尺寸和工艺进行分类。尺寸（以直径计算）主要包括50mm（2英寸）、75mm（3英寸）、100mm（4英寸）、150mm（6英 寸）、200mm（8英寸）和300mm（12英寸）等规格。在摩尔定律的推动下，半导体硅片正不断向大尺寸方向发展。为提高生产效率并降低成 本，大尺寸化成为半导体硅片制造技术的重要趋势。硅片尺寸越大，单片硅片上可制造的芯片数量越多，单位芯片成本随之降低。此外，由于在 圆形硅片上制造矩形芯片会导致边缘区域无法利用，硅片尺寸越大，边缘损失相对越小，进一步降低了芯片成本。例如，在相同工艺条件下， 300mm半导体硅片的可使用面积是200mm硅片的两倍以上，可使用率（衡量单位晶圆可生产芯片数量的指标）约为200mm硅片的2.5倍。
12寸为硅片主流趋势，8英寸硅片仍具备应用优势
硅片尺寸向12英寸演进已成为主流趋势，但8英寸硅片仍具备显著的应用优势。根据摩尔定律，半导体硅片尺寸越大，单片硅片上可制造的芯片 数量越多，从而有效降低单位芯片成本。12英寸硅片主要应用于逻辑芯片（如CPU、GPU）、存储芯片、FPGA和ASIC等高端领域，而8英寸硅片 则广泛应用于功率器件、电源管理器、MEMS等领域。
电子特气贯穿晶圆制造的多个流程
电子特种气体在集成电路领域应用广泛，种类繁多，覆盖半导体制程多个环节。尽管其在整体成本中占比仅为5~6%，但因其重要性，成为衡量半 导体技术的核心产品。特种气体按化学成分可分为硅系、砷系、磷系等七类；按用途则分为掺杂气体、外延气体、离子注入气体等七类。例如， 硅烷（SiH4）既属于硅系气体，又用于外延和化学气相沉积（CVD）。这些气体在集成电路中的精确应用，如掺杂、外延、离子注入等，确保了 半导体器件的高性能和高可靠性。
全球主要电子特气市场被欧美、日本企业占据，呈现寡头垄断格局
全球电子特气市场呈现出显著的寡头垄断格局，主要由欧美和日本企业主导。2022年，全球市场规模达到50.01亿美元，预计到2025年将增长至 60.23亿美元。在全球和中国市场中，空气化工、林德、液化空气和太阳日酸等企业占据主导地位，形成了高度集中的市场份额分布。2021年， 全球排名前十的电子特气市场规模合计达25.37亿美元，其中三氟化氮市场规模是占比最高的电气特气。 国内特种气体企业通过技术引进与自主创新，已在市场中占据一定份额，但在产品多样性、纯度标准及全球竞争力方面，仍与国际领先企业存在 显著差距。
掩膜版：微电子制造的图形转移母板
掩膜版是微电子制造过程中的图形转移母版，是平板显示、半导体、触控、电路板等行业生产制造过程中重要的关键材料。掩膜版的作用是将 设计者的电路图形通过曝光的方式转移到下游行业的基板或晶圆上，从而实现批量化生产。作为光刻复制图形的基准和蓝本，掩膜版是连接工 业设计和工艺制造的关键，掩膜版的精度和质量水平会直接影响最终下游制品的优品率。
半导体掩膜版：半导体材料中占比较大的市场
SEMI数据显示，2018-2022年，全球半导体掩膜版市场规模由40.41亿美元增长至49亿美元，复合年均增长率达4.9%，估算2023年半导体掩膜 版市场规模将继续增长至50.98亿美元。根据中商产业研究院，2022年我国半导体掩膜版市场规模约达112.74亿元，同比增长9.0%，2023年约 为128.83亿元，估算2024年我国半导体掩膜版市场规模为134.26亿元。
半导体掩膜版行业需求稳定性较高，独立第三方厂商市场份额增大
半导体掩膜版行业具有显著的资本投入大、技术壁垒高、高度依赖专有技术的特点。晶圆制造厂商自行配套掩膜工厂，主要是出于制作能力的 考量，但随着制程工艺逐渐成熟及第三方掩膜版厂商的制作水平的不断提升，自建掩膜版工厂的诸多弊端逐渐体现，如设备、人工投入巨大， 生产环节过于复杂，成本过于昂贵等。第三方半导体掩膜版厂商能充分发挥技术专业化、规模化优势，具有显著的规模经济效应。在技术水平、 产品性能指标符合要求前提下，独立第三方掩膜版厂商对晶圆制造厂商的吸引力不断增加。由于掩膜版承载着芯片设计方案和图形信息，涉及 到芯片设计公司的重要知识产权，第三方半导体掩膜版厂商作为芯片设计与芯片制造的中间桥梁，能够更好地发挥信息隔离功能，芯片设计公 司更倾向于将芯片设计版图交给第三方掩膜厂进行掩膜生产以保证自身的信息安全。随着技术水平不断提高，第三方独立掩膜版厂商竞争优势 将不断体现，市场份额将持续增加。
光刻胶是光刻工艺中的核心耗材，其性能决定着光刻质量
光刻胶又称光致抗蚀剂，是一种对光敏感的混合液体，是光刻工艺中的核心耗材，其性能决定着光刻质量。光刻胶的应用领域主要为半导体产业、 面板产业和PCB产业。其中，半导体光刻胶主要应用于晶圆制造；面板光刻胶主要应用于制备彩色滤光片、微细图形加工等；PCB光刻胶应用于 微细图形加工。
光刻胶是对光敏感的混合液体，主要是由树脂、光引发剂（包括光增感剂、光致产酸剂）、溶剂、单体等组成，经曝光、显影等光刻工序将所需 要的微细图形从光罩(掩膜版)转移到待加工基片上。从成本结构来看，光刻胶树脂成本占比接近50%，其次添加剂（单体）成本占比约为35%， 光引发剂及其他助剂成本占比15%。
半导体光刻胶在光刻胶中技术指标要求最高，可分为g线/i线/KrF/ArF/ArFi和EUV光刻胶。光刻胶作为精密制造的核心材料，随着微电子制程对线 宽的要求极为严格，光刻胶主要技术参数为分辨率、对比度、敏感度等。
湿化学电子品技术门槛高、资金投入大、产品更新换代快
湿电子化学品，又称超净高纯试剂或工艺化学品，是指主体成分纯度大于99.99%，杂质离子和微粒数符合严格要求的化学试剂。主要以硫酸、 盐酸、氢氟酸、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、丙酮、乙醇、异丙醇等为原料，经过预处理、过滤、提纯等工艺生产得到的高纯度产品。
按照组成成分和应用工艺不同，湿电子化学品分为通用湿电子化学品和功能湿电子化学品两大类。通用湿电子化学品一般为单组份、单功能、被 大量使用的超净高纯试剂，常用于湿法工艺中的清洗、显影等工序，主要包括酸类、碱类、有机溶剂类、及其他类产品。功能湿电子化学品指通 过复配手段达到特殊功能、满足制造中特殊工艺需求的复配类化学品，即在单一的超净高纯试剂（或多种超净高纯试剂配合）基础上，加入水、 有机溶剂、螯合剂、表面活性剂等中的一种或多种化合物，然后混合而成的化学品。湿电子化学品可分为通用化学品和功能性化学品两类。2021 年通用化学品市场规模占比为88.2%，功能性化学品市场规模占比为11.8%。
抛光液与抛光垫为CMP工艺核心耗材
化学机械平坦化，（Chemical mechanical polishing，简称CMP），也称化学机械抛光，化学机械研磨，是一种高度精确的抛光工艺。通过纳米 级粒子的物理研磨作用与抛光液的化学腐蚀作用的有机结合，以获得优异的平面度。其过程可描述为：抛光过程部分是机械的，部分是化学的。 由于摩擦和腐蚀之间的协同作用，CMP 被认为是一种摩擦化学过程。该过程的机械元件施加向下的压力，而发生的化学反应提高了材料去除率。 该过程是根据被处理材料的类型量身定制的。当目的是去除表面材料时，它被称为化学机械抛光。当目的是使表面变平时，它被称为化学机械平 面化。
前道加工和后道封装中均需要多次使用CMP技术
化学机械抛光（CMP）已成为制造集成电路的核心技术。CMP系统能够在单个裸片或最大直径为300毫米的晶圆上实现纳米级材料去除，适用于 当前设备制造工艺中使用的各种晶圆/基板材料。在IC制造过程中，无论是氧化扩散、化学气相沉积、溅镀还是保护层沉积，CMP技术均需多次使 用。 与IC制造技术节点相对应，各种工艺制程的能力由CMP设备及其耗材决定。CMP工艺中的主要设备是CMP抛光机，主要耗材包括抛光液、抛光垫、 清洗剂和调节器等。其中，抛光液和抛光垫占据CMP耗材细分市场的80%以上，是CMP工艺的核心消耗品。
超高纯溅射靶材主要用于晶圆制造环节，其为通过磁控溅射、多弧离子镀或其他类型的镀膜系，在适当工艺条件下溅射在基板上形成各种功能薄 膜的溅射源。半导体领域靶材具有多品种、高门槛、定制化的特点，其对于溅射靶材的技术要求高，对金属材料纯度、内部微观结构等均有严苛 的标准。近年来半导体芯片的集成度越来越高，半导体芯片尺寸不断缩小，对超高纯溅射靶材提出了新的技术挑战。
半导体芯片行业用的金属溅射靶材，主要种类包括：铜、钽、铝、钛、钴和钨等高纯溅射靶材，以及镍铂、钨钛等合金类的溅射靶材。金属靶材 一般要求超高纯度，杂质占比不能超过0.01%。
超高纯铝及其合金、超高纯钛、超高纯钽以及超高纯铜及铜锰、铜铝合金是目前半导体芯片制造中广泛使用的薄膜材料。在超大规模集成电路芯 片领域，这些材料对纯度和性能要求极高。其中，超高纯铝及其合金主要用于配线薄膜，纯度要求达到99.9995%（5N5）以上；超高纯钛及其靶 材、环件则应用于130-5nm工艺中，作为阻挡层薄膜材料，以实现更高的集成度；超高纯钽及其靶材、环件是90-3nm先进制程中必需的阻挡层 薄膜材料，用于最尖端的芯片制造。此外，超高纯铜及铜锰、铜铝合金作为导电层薄膜材料，在90-3nm技术节点的先端芯片中广泛应用，其纯度 要求达到99.9999%（6N）以上。相比之下，平板显示器和太阳能电池领域对这些材料的纯度要求略低，铝靶和铜靶的纯度分别要求达到 99.999%（5N）和99.995%（4N5）以上。
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