在过去12年中，中国集成电路材料领域完成了从无到有的突破。据集成电路材料创新联盟统计，目前我国已被批量应用的本土集成电路材料超过了150种，部分材料在14nm节点上已经达到了客户要求，且单场采购比例超过50%的材料品种达到110种以上。

 

近日，2020年中国半导体材料创新发展大会（以下简称“大会”）在合肥隆重召开，各级政府领导与产业界人士共同探讨了本土半导体材料环节的发展之路。

 

 

正如国家02重大专项总师叶甜春所言，在中国集成电路产业的高速发展过程中，材料环节其实并没有拖后腿。但相比于全球半导体材料市场的大蛋糕而言，中国的整个半导体产业链仍需要进行多维度的思考，共同缩小材料领域与海外的差距。有了上游的“实料”，才会有整个集成电路产业的“真财”。

 

政策倾斜

 

由于是产业链的薄弱环节，半导体材料领域的发展加速显然最先需要政策的扶持。

 

在大会上，科技部原副部长曹健林理事长在致辞中指出，材料产业极其重要，集成电路产业主要特点是一代产品、一代工艺、一代装备，其基石是一代材料，我国在向科技强国迈进的过程中，代表科技强国水平的先进制造材料也应走入前列，实现全球化融合发展。他还强调，处于产业链起始端的先进材料产业，特别需要政府的大力支持，希望合肥能成为国内首个先进材料得到应用推广的产业基地。

 

工业和信息化部电子信息司副司长杨旭东也指出，半导体是国家战略产业，材料处在产业链上游，占据战略核心地位。今年8月，国务院印发文件促进集成电路产业发展，国内企业只要符合条件，都将可以受到优惠政策支持。希望企业家们抓住广阔市场空间和发展机遇，实现半导体材料产业更高质量的发展。

 

合肥市副市长王文松则具体表示，在全球局势和新冠疫情的双重影响下，材料产业发展更需要鼓励和支持。合肥市将进一步配套产业、人才等政策，为企业提供高效高质服务，与材料产业携手同行，共同发展。

 

产业联动

 

除了政策的扶持，上下游联动同样是半导体材料领域发展的重要动力。下游能够拓宽产品应用领域，紧抓日益增长的市场需求，其技术进步能促使上游材料领域大力创新，其产能的爬坡则将直接为上游的本土材料供应商带来巨大的增长空间。

 

长电科技CEO郑力在大会上谈到了先进封装技术如何助力半导体材料领域创新。他表示，新兴的应用，包括AI、大数据等对芯片性能提出了越来越高的要求，例如高频的传输、低功耗、良好的散热能力、更高的性能等，这对整个集成电路的产品提出了一个越来越复杂的要求，同时也推动集成电路封装向高密度和高精度的方向发展，而这也需要工艺和材料的高度配合。

 

郑力指出，后道制造的设计工艺和材料创新一脉相承，例如散热材料的创新能够优化导热系数和弹性系数，基板的创新则能够降低Dk/Df以适应高频芯片。

 

郑力强调，集成电路成品制造封测环节在产业链上能够承前启后，而芯片电路、封装工艺、材料和系统的协同设计联合研发则日趋重要。对于国内材料厂家而言，未来的路虽然很长但非常有意义。长电科技将助力材料厂家DFX创新和深度研发协作，带领本土材料厂商共同发展。

 

合肥晶合总经理蔡辉嘉则从产能方面，谈到了产业联动对上游材料环节的带动作用。

 

蔡辉嘉透露，目前合肥晶合的月产能已经达到25K片，预计今年11月将达到30K片。到2021年，公司年产能有望增长到50~60K片。

 

合肥晶合产能的快速提升为国产材料带来了发展机遇，蔡辉嘉指出，从2015年建厂开始，晶合就已经开始注意材料的国产化。目前，在化学品和气体方面，晶合已经能做到60~70%的国产化。随着产能爬坡，晶合未来还会继续推动其他材料的国产化，例如氢氟酸、硫酸和硅片等。

 

长江存储光刻光刻技术部经理冯耀斌在演讲中也指出，公司与材料供应商已经达成了流畅的友好合作。过去几年，在与各大本土材料供应商合作研发的过程当中，长江存储不停的优化流程，共同讨论设计方案，前期在厂商端进行一些一线的测试，并相互讨论出一个合理、高效的验证方案，然后在公司厂内依次进行小批量测试和拓展的工艺验证。

 

在以上整个过程中，长江存储与本土材料供应商一起去优化项目材料，最后达到双方的共同目标，并形成战略合作。这完美体现了下游本土大厂对上游材料环节的带动作用，可以说，产业联动将在中国半导体材料领域的发展中起到最高效的推动作用。

 

持续创新

 

抛开外部因素，企业自身的投入与创新也是推动整个半导体材料环节进步的关键。以光刻胶为例，北京科华微电子材料有限公司董事长陈昕谈到了国内半导体材料发展现状。

 

陈昕指出，2019年全球不同地区半导体光刻胶销售额比例中，中国大陆以15%的占比排在第三，且与排在前二的韩国（23%）和中国台湾（22%）的差距仍在不断缩小。预计到2025年，中国大陆光刻胶的总体需求将超过6亿美元，其中ArF达到2.98亿美元，KrF达到1.99亿美元，I-Line达到7745万美元，G-Line达到2193万美元，紫外负胶达到6367万美元。

 

市场快速增长，但本土光刻胶与国内IC产线需求仍然存在不小差距。陈昕表示，本土企业要完成ArF光刻胶的产业化至少还需要5年，KrF光刻胶虽然已经实现产业化,但要满足国内集成电路工艺需求仍需要3年，I-Line光刻胶已经完成了国内工艺技术要求的产品开发，但仍将面对进一步的市场开发。

 

陈昕指出，由于光刻胶的生产需要多学科的融会贯通，包括光化学、有机合成、高分子合成、精制提纯、微量分析、性能评价等技术。尤其是工程化技术的落后，已经成为了我国光刻胶产业化的技术瓶颈。因此，发展光刻胶还需要长期的技术积累，不断创新。

 

技术创新离不开人才，陈昕表示，我国光刻胶人才梯度构建尚未完成，大专院校有的放矢的培养人才、科研院所的基础研究进一步培养科技于工程化人才，这样企业才有更多的人才选项。

 

另外，光刻胶的发展还需要更大的资本支持。陈昕指出，高端光刻胶前期研发需要大量的资金投入，且回报周期相当之长。国外原本业务独立的光刻胶公司都纷纷被转卖并购，而一些多业务的大公司则在光刻胶业务上得到了很好的发展。由于国内企业起步较晚，相对规模较小，因此需要更大的资本支持。

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