学术会议在北京举行，在高峰论坛上，关于中国半导体材料发展状况的调研纪要和心得

　　全球晶圆产能紧缺，未来四年晶圆产能扩张将延续，至2024年每月晶圆产能将增长35%；根据SEMI最新数据，2020年全球半导体材料市场将达到529.4亿美元，同比2019年的528.8亿美元略有增长。从2020年前7月的半导体材料市场规模来看，中国大陆市场为98.4亿美元，同比增长45.2%，位居第一；韩国市场94.9亿美元，同增长54.1%，居全球第二；中国台湾市场86.3亿美元，同比增长10.6%，全球第三。根据SEMI预测数据，2021年全球半导体材料市场将可达到563.6亿美元，同比增长6%；其中，中国大陆市场2020年有望进一步突破100亿美元大关，达104.2亿美元，居全球第二。中国台湾市场可达125.6亿美元，依旧位居第一；韩国市场将退居第三。

　　摩尔定律下芯片通过缩小尺寸提升性能慢慢的开始减速并遇到瓶颈，未来半导体技术升级将向两条路径发展，第一、半导体新材料；第二、芯片三维结构；在材料方面，未来将用跟多新材料尝试导入，细致划分领域材料具备利基属性市场，适合国内规模较小的公司进行自主创新研发，国内半导体材料企业将迎来巨大想象空间；（1）半导体材料种类，迎来快速增加的时代：根据ITRS数据，1980年芯片制造只有用到14种元素，到了1990新增4种元素，但是到了2000年芯片制造元素新增了45种元素，基本整个周期元素表的元素基本都在测试；在这个背景下，国内半导体材料迎来发展机遇；（2）国内半导体材料企业十年磨一剑，逐步崭露头角：过去十年来在国内企业的坚持努力下，加上国家02专项的支持，国内企业在半导体材料领域实现技术突破，解决了部分卡脖子问题，国内材料领头羊包括：安集科技的CMP抛光液、沪硅产业和中环股份的大硅片、鼎龙股份的CMP抛光垫、南大光电的MO源和光刻胶、江丰电子和有研新材的靶材、上海新阳电镀铜等；近年来国内半导体材料企业迎来快速地发展；（3）国内晶圆制造逐步成熟，工艺协同有望打开国产材料自主技术创新的机会：国内中芯国际、长江存储已经在逻辑、存储芯片具备国际级的制造能力，有利于制定出国内半导体发展路线图，国内晶圆制造商在开发新工艺时，有望加大国产材料的支持力度，牵头芯片设计商、芯片制造商，组织国内一两家材料企业和设备企业联合攻关，开发国内自主可控的芯片制造解决方案，实现技术自主创新。

　　尽管2020年受到疫情的影响，导致增长趋势可能有所减缓；但是，总体而言，中国大陆晶圆厂投建落地和产能扩张的增长趋势不变，带动国内半导体产业链（设计、设备/材料、制造、封装），迎来长远发展的机遇。

　　2008年，ITRS就感知到从物理的角度来说，持续把尺寸变小来增加芯片性能的难度将明显提高，所以未来剩下两条路，一个是新材料，另一个是向三维结构发展；所以国际上也按照这一个路径在做；从半导体材料的角度来说，1980年只有14种元素用在芯片制造，到了1990新增4种元素，但是到了2000年新增了45种；几乎整个周期元素表的元素基本都在测试；在这个背景下，半导体材料产生了很大的想象空间和机会。

　　南大光电今年已经二十周年，1986年当时我们85岁的创始人孙祥祯先生写了信给国家，获得国家格外的重视，然后被批准了863设计项目；做了十五年从零开始把产品做起来，做出来以后就成立了南大光电；我们创始人直到现在85岁了，一样天天上班，三十多年来我们公司就围绕这四件事情在做；（1）光刻胶；（2）电子特气；（3）MO源；（4）塑封料；所以这是公司的文化、初心和追求；

　　在光刻胶方面，我们从2017年开始接到国家02专项通知开始做光刻胶的历程；2017年立项汇报；2018年拿到产业化项目立项并开工；2019年底进入第一条生产线月开始验证，光刻机搬入；2020年9月光刻机成功翻新；现在有了产品、设备机器，再加上危化品生产许可证；我们拿到了在国内做光刻胶的所有门槛，将有序推进90/55/40/28nm等国内高端光刻胶的进口替代；

　　芯片制造是一个极其复杂的过程，是人类自然科学长期发展的智慧结晶；芯片行业是一个典型的资金密集、技术密集、人才密集的行业，主要可大致分为设计、制造、封装三大部分，这其中，半导体设备、半导体材料是必不可少芯片制造的关键；在半导体材料行业，近些年欧美国家市场规模变化不大，日本市场规模年年在下降，中国台湾、韩国市场规模小幅提升，唯有中国大陆市场规模保持迅速增加，2019年中国大陆半导体材料市场规模高达76亿美元，超越韩国位居全球第二；

　　2019年全球超高纯靶材市场约为8.6亿美元，中国大陆市场规模约为1.5亿美元；从全球竞争格局来看，目前超高纯靶材市场日本的JX金属几乎占据了半壁江山，江丰电子经过努力逐渐在全球市场中取得一定的成绩，江丰电子未来的目标就是拿下全球第一的位置，为中国半导体材料制造业增添光彩。

　　江丰电子目前提供超高纯溅射靶材的全系列新产品，目前全球300多个Fab都在使用江丰电子的产品；目前江丰电子的产品技术节点已经应用到了逻辑的5nm和Nand flash的128层，赶上了世界半导体制造的先进节点；半导体材料行业不是光靠投资就能够发展的，还需要专注和研究；半导体行业是很需要合作的，需要国内外、上下游共同合作；我们应该保证自身的原材料的安全，同时也要保证供应链的安全；现在我们通过不停地改进革新来形成自己的核心竞争力；希望我们也可以从抢人才到培养人才、引进人才，来提升我们在全球的竞争力

　　集成电路制造方面能分为前道和厚道工序，这中间还包括光刻、沉积、刻蚀、清洗都是缺一不可的工艺，其中，刻蚀后清洗的技术，这道工艺是集成电路必不可少的工艺之一，刻蚀后清洗液（光刻胶去除剂）是图形化工艺的核心配套材料；

　　安集科技在45/40nm及以上成熟制程、以及28/14nm及以下先进制程，已经有对应的刻蚀后清洗解决方案，包括清洗时的多项参数指标，例如：去除氮化钛、去除刻蚀残留物、零关键尺寸损失等方面，我们均做到行业的同等甚至更高水平；我们做刻蚀后清洗液从2005年到现在，已超越十五年，能够说是十五年磨一剑，目前不管8英寸、12英寸我们都已经在量产阶段，而且2020年28nm也已经通过验证；

　　最后简单总结下，目前中国集成电路发展还需要继续努力，修炼内功把它做好，做一个完整的产业链解决方案，安集科技在刻蚀后清洗液十五年磨一剑，在铝制程、铜制程28/14nm我们都能提供完整解决方案，希望能有更多伙伴和我们大家一起合作，推动国内集成电路发展。

　　电镀铜在半导体互联中得到了广泛的应用；包括：大马士革镀铜在芯片制造中主要是起到信号传输的作用，在封装中主要用在先进封装中的凸点电镀，在PCB中主要用在HDI盲孔的填充；通过电镀铜添加剂在沟槽不一样的区域的分布不同以此来实现从上到下的超级填充，避免在沟槽和孔洞产生缺陷；通常电镀铜添加剂最重要的包含加速剂、抑制剂、整平剂等，决定了沟槽的性能和膜层的质量，进而影响最终产品的可靠性；

　　随着芯片制程技术节点越小，沟槽越来越小，深宽比逐渐提高，在填孔时候很容易形成孔洞，这需要更强的填充能力和更低的杂质含量；镀层的结晶越细密，缺陷越少，晶界中杂质越少；镀液极化越大晶核速度越快，添加剂吸附残留效率越低，膜层中杂质越少要一直筛选添加剂，来实现更高效的填充和更低的杂质含量；

　　上海新有完整的铜添加剂理论与实践经验，在镀铜领域深耕多年，开发出了一系列服务于电子电镀行业的工艺；杂质是影响膜层性能的重要的因素，随着互联线路越来越细小，对可靠性的要求慢慢的升高，也要求杂质越来越低，我们大家可以通过添加剂来实现镀层功能和低杂质的平衡；

　　以上信息、图片出自北京微电子国际探讨会暨ICWORLD学术会议论坛（2020年11月18日至11月19日）

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