我国电子材料产业发展研究

  电子材料主要为电子信息产业生产配套,具有品类多、质量高、用量精等特点。据统计,电子材料产品品类有2万余种,主要应用于集成电路、分立器件、LED、传感器、LCD、OLED、印刷电路板、太阳能电池等领域。电子材料的质量好坏,直接影响电子信息产品的质量,而且对电子信息产业有重大影响,电子材料是世界各国为发展电子信息产业而优先开发的关键材料之一。

 

  《中国制造2025》、“互联网+”等国家战略的推进实施,制造业智能化发展趋势,集成电路等作为智能制造的基础,将迎来广阔的市场机遇。电子材料作为电子信息产业重要的生产配套,其资金投入量大、产品更新换代快、生产环境要求苛刻,一直是我国电子信息产业发展的薄弱环节。国内电子材料产品仅占30%国内市场份额,且多在中低端市场领域,高端市场由欧美、日本、韩国及台湾地区的厂商所垄断,部分产品进口依存度高达90%以上。我国需要迫切改变电子材料产业对外依存度高的现状,尽快提高其国产化率水平。

 

  一、发展现状

 

  据估计,目前全球电子材料产业市场容量600亿美元,年均增长率保持在8%以上,是新材料产业中发展最快领域之一。2015年,我国电子材料产业规模将达到1700亿元,未来将保持10%年均增速。随着我国电子信息产业快速发展,与之相关的电子材料产业也迎来高速发展,成为新材料领域中发展速度最快、最具活力的行业之一。

 

  1.行业格局高度垄断

 

  电子材料产业呈现明显的寡头垄断格局。在一些领域或者产品中,全球市场尤其是高端基本被杜邦公司、陶氏化学、默克集团(Merck)、三菱化学、信越化学工业株式会社(以下简称“信越化学”)、东京应化工业株式会社(以下简称“东京应化”)、住友化学株式会社(以下简称“住友化学”)等国际巨头垄断,国内企业仅在基板材料、高纯试剂、封装材料等领域的中低端市场有一席之地,全球竞争格局基本呈现寡头垄断的局面。

 

  2.技术品种复杂

 

  电子材具有品种多、生产工艺复杂、个性化强等特点,产品的配方、加工技术以及工艺条件决定了产品性能和质量。电子材料在电子信息产品的生产加工过程中发挥着重要的作用,其工艺水平的高低和产品质量好坏直接决定了元器件的性能。为了保证产品质量的稳定性,电子材料的研发和生产不仅需要较为精密的试验和检测设备,还依赖于技术人员的专业背景和积累,产品配方和工艺等非专利性技术构成电子材料制造企业的核心竞争力,而核心配方和技术往往仅为极少数人掌握。

 

  3.本土化生产大势所趋

 

  随着下游电子信息产业向中国转移,激烈的制造竞争要求更加苛刻的成本,使用性价比高的国产电子材料产品是电子制造企业的出路之一。另外,电子材料对于产品纯度、洁净度有很高的要求,且多属于危险品,长途运输不利于产品品质及安全,下游企业倾向就近采购,因此电子材料生产本土化是大势所趋。

 

  二、细分领域发展情况

 

  1.光刻胶:国内核心环节缺失

 

  光刻胶(又称光致抗蚀剂)涂覆在半导体、导体和绝缘体上,在光照下进行光化学反应,经曝光和显影后留下的部分对底层起保护作用,然后采用蚀刻剂进行蚀刻,将所需要的微细图形从掩模版转移到衬底上,是微细加工技术中关键性化工材料,主要用于集成电路、平板显示、LED、PCB及精密传感器等微细加工领域。

 

  目前国内光刻胶生产企业普遍规模较小、产品质量不高,与国外企业差距较大。其中在半导体光刻胶领域国内主要为g/i线以上的光刻胶,高端产品仍需大量进口;由于平板显示及PCB制造环节毛利率较低,下游制造企业希望降低成本,因此积极采用国内材料,国内企业市场份额略高。我国从事光刻胶的企业主要有台湾永光化学工业股份有限公司、北京科华微电子材料有限公司(以下简称“北京科华”)和苏州瑞红电子化学品有限公司(以下简称“苏州瑞红”)等。北京科华产品主要用于集成电路、分立器件、LCD、LED等领域,苏州瑞红产品主要用于分立器件、LCD、LED等

 

  2.超净高纯试剂:进口替代趋势明显

 

  超净高纯试剂是半导体、LCD、太阳能电池、PCB等制作过程中不可缺少的、关键性基础化工材料,其中集成电路用超净高纯试剂用量最大,要求等级较高。按用途分类,超净高纯试剂分为湿法清洗剂、光刻胶配套试剂、湿法蚀刻剂和掺杂、芯片铜互连电镀、剥离液和缓冲液等,主要产品包括硫酸、过氧化氢、异丙醇、氢氟酸、氢氧化铵、盐酸、硝酸和磷酸等。

 

  国内超净高纯试剂企业伴随下游制造业快速发展,主要有上海新阳半导体材料股份有限公司(以下简称“上海新阳”)、苏州瑞红、江阴江化微电子材料股份有限公司(以下简称“江化微”)、江阴市润玛电子材料有限公司(以下简称“润玛电子”)、多氟多化工股份有限公司(以下简称“多氟多”)、贵州威顿晶磷电子材料有限公司(以下简称“贵州威顿晶磷”)、杭州格林达化学有限公司(以下简称“杭州格林达”)、湖北兴福电子材料有限公司(以下简称“湖北兴福”)、浙江凯圣氟化学有限公司等。其中,湖北兴福磷酸、浙江凯圣氟化学有限公司(以下简称“浙江凯圣”)氢氟酸等也都在 8~12 英寸工艺认证中取得较好效果,即将投入量产应用;上海新阳开发的电镀硫酸铜及添加剂在 8 英寸~12 英寸铜制程中获得应用。

 

  在电镀液领域,目前全球芯片铜互连电镀液及添加剂主流供应商为美国乐思化学(Enthone),占据全球80%以上的市场份额,国内芯片铜互连材料需求长期依赖进口。目前国内从事电镀液研发和生产的企业主要有上海新阳,其电镀液等达到8英寸和12英寸集成电路工艺要求,并开始小批量供货。在光刻胶剥离液、清洗液等领域,技术和市场为美国杜邦(Dupont)化学等少数公司控制,国内高端芯片制造企业产品需求以进口为主。

 

  3.电子特种气体:中高端特气被国外垄断

 

  电子特种气体主要用在集成电路、平板显示、太阳能电池、光纤维4大领域,其中集成电路领域用量最大。全球电子特种气体主要生产商有美国气体化工(APCI)、美国普莱克斯(Praxair)、日本昭和电工(Showa Denko)、英国BOC、法液空(Air Liquide)公司、日本酸素、日本岩谷气体等。随着我国电子工业对特种气体的不断需求,全球主要的跨国气体公司都纷纷在中国设生产基地,国内高纯气体市场几乎被外资企业垄断。

 

  目前,国内主要研发和生产企业有中船重工第718研究所、江苏南大光电材料股份有限公司、佛山市华特气体有限公司、中昊光明化工研究设计院、中昊光明化工研究设计院有限公司、大连科利德化工科技开发有限公司、苏州金宏气体股份有限公司等企业。近年来,国内电子特种气体企业取得了一定的突破,如三氟化氮(NF3)、六氟化钨(WF6)、六氟乙烷(C2F6)等气体已应用于国内8英寸、12英寸集成电路生产线,6N高纯氨已大量用于LED行业,但技术水平与高端集成电路工艺要求还有较大差距,企业生产规模较小,产品纯度不高,各批量产品纯度不稳定。

 

  4.硅晶圆材料:硅片开发迫在眉睫

 

  硅片是生产半导体集成电路晶圆的主要原材料,目前12寸硅片的出货量占比超过半数,是目前国际市场主流的硅片尺寸。集成电路级的单晶硅片市场格局为寡头垄断,主要由日本厂商垄断,前2位的信越半导体和sumco占比约为60%,前4厂商占比超过9成。未来随着物联网和智能终端的爆发性增长,全球硅片仍将维持稳定增长。

 

  目前国内8英寸和12英寸集成电路用各类硅片仍全部依赖进口,国内大部分半导体硅材料产品以5英寸-6英寸硅片为主,与大尺寸硅片市场需求快速增长的要求形成巨大反差,有研新材、上海新傲科技、浙江金瑞泓科技等公司分别从事8寸硅材料产品晶圆生产和外延,上海新阳投资18亿元建产能15万片/月300mm半导体硅片,预计2017年达产,届时将突破我国高端硅片空白。

 

  5.抛光材料:中高端市场空间巨大

 

  化学机械研磨(CMP)是将抛光片工件(Wafer)压向抛光垫,在抛光垫和工件中间存在抛光液流动的条件下,利用抛光垫和抛光件的相对运动,在磨粒的机械磨削及氧化剂的化学腐蚀作用下,完成对工件表面处理,并获得光洁的表面。抛光液由磨粒三氧化二铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、三氧化二铈(Ce2O3) 、表面活性剂、稳定剂、氧化剂和分散剂等组成。随着器件尺寸不断减小,对 CMP 技术在抛光缺陷,抛光工艺可控性、一致性等方面有更高的要求。

 

  目前全球CMP抛光材料主要供应商是美国Rodel 、卡博特公司、杜邦化学、富士美、韩国 ACE等。国内安集微电子的铜/铜阻挡层抛光液产品12 英寸45nm及以下技术节点,产品性能达到国际领先水平;上海新安纳电子科技有限公司开发在抛光液用磨料和存储器抛光液等产品,深圳市力合材料有限公司开发蓝宝石抛光液产品。

 

  6.镀膜靶材:国内发展迎头赶上

 

  镀膜靶材是通过磁控溅射、多弧离子镀或其他类型的镀膜系统,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。集成电路、平板显示是用靶材主要应用领域,其溅射产品主要包括电极互连线膜、电容器电极膜、接触薄膜、光盘掩膜、阻挡层薄膜、电阻薄膜等。国际上高端溅射靶材的主要生产商有JX/Nikko、Praxair/MRC、Honeywell Electronic Materials、Tosoh SMD等。平板显示用高纯金属靶材市场主要被奥地利攀时股份有限公司(Plansee)、德国世泰科(H.C. Starck)和日本日立金属株式会社(Hitach metal)、住友化学集团(Sumitomo)所垄断,其中奥地利攀时和德国世泰科是全球最大的钼靶供应商。ITO高端靶材被日本矿业有限公司、日本三井金属矿业有限公司、日本东曹化工有限公司、韩国三星等少数公司所垄断。日本矿业和三井矿业几乎占据高端TFT-LCD市场用ITO靶材的全部份额和大部分的触摸屏面板市场,每家年供应量达到600t以上。

 

  我国是世界上薄膜溅射靶材的最大需求地区,国内靶材材料发展速度较快。目前,国内能够生产半导体用溅射靶材的企业主要有宁波江丰电子材料有限公司(以下简称“江丰电子”)和有研亿金新材料有限公司,江丰电子部分产品性能指标接近国际同行水平,产品批量进入全球集成电路制造主流企业。国内能够生产大尺寸平板显示和光伏用金属靶的企业主要有苏晶电子、金钼股份和厦门钨业等,苏州苏晶电子有限公司的高世代大尺寸平板显示面板用钼靶、铝靶和钛靶已批量供应京东方和我国台湾企业。

 

  国内企业氧化铟锡(ITO)靶材技术自主研发进展缓慢,受技术限制主要供应低端市场;而高端TFT-LCD、触摸屏用ITO靶材几乎全部从日本和韩国进口。近年来国内企业加快了ITO靶材的技术研发和引进,在建有多个高端ITO靶材国产化项目。

 

  7.封装材料:受制于原材料,国内产品多布局中低端

 

  封装材料是半导体结构材料,对半导体芯片支撑、保护、散热、绝缘和与外电路、光路互连等作用,常见的封装材料主要包括塑封料、包封料、底填料、聚合物光敏树脂、陶瓷封装材料、金属封装材料等。目前我国半导体封装产业(含境内外资)占全球比重超过50%,使我国半导体封装材料的发展比半导体工艺制造化学品进程要快。

 

  全球封装材料主要的供应商生产商是日本住友电木株式会社、日立化成株式会社、德国汉高公司、美国道康宁公司等,国内企业如江苏中鹏新材料股份有限公司、烟台德邦科技有限公司、无锡创达新材料股份有限公司,主要占据低端塑封料、包封料、硅胶等中低端市场领域。由于国内原材料的纯度及工艺仍处于低端,迫使国内企业大量购买国外的原料,如高端树脂、固化剂、促进剂以及高纯填料等,从而阻碍国内企业的快速发展。

 

  8.平板显示电子材料:产业链协同效应明显

 

  2015年,大陆有8条8.5代线落成,在全球8.5代线总产能中占比将提升至39%,成为全球LCD最大产业集群。由于LCD成本结构中材料占比高达70%,且材料附加值高,因此目前全球LCD产业的竞争变成上游材料的竞争。近年来,我国LCD产业的快速发展极大地带动基板玻璃、液晶材料、偏光片、彩色滤光片、光学薄膜等上游原材料发展。其中主要化学品为偏光片、液晶材料、滤光片和玻璃基板等,还包括光刻胶、超纯气体和高纯试剂等。

 

  在玻璃基板领域,全球基板玻璃主要有4家厂商,美国康宁公司约占该市场的50%份额,日本旭硝子株式会社和电气硝子株式会社分别占据25%和21%的市场份额,安翰视特占4%的市场份额。在掩膜版领域,深圳市清溢光电股份有限公司 8.5 代TFT掩模版成功下线,打破了国外企业在大尺寸 TFT 掩模版领域的垄断。

 

  在液晶领域,混晶材料产品附加值高,目前主要被德国Merck、 日本Chisso和DIC这3大液晶材料公司垄断;单晶材料和中间体附加值相对较低,我国占据了相当的市场份额。液晶材料的合成难度不大,但生产器件用高纯产品的难度较大。混晶生产存在技术难度,国内涉足的企业较少,诚志永华显示材料有限公司和北京清华亚王液晶材料有限公司可以生产TN、STN、TFT型产品,约占低端产品70%市场份额;单体国内主要企业有西安瑞联新材料股份有限公司和烟台万润精细化工股份有限公司,此外上海康鹏化学有限公司可生产部分含氟液晶中间体。在取向剂领域,目前国内的液晶取向剂几乎全部进口,主要被Nissan、JSR等日本企业垄断,其主要成分为聚酰亚胺材料。胶黏剂、导电胶:用于液晶边框的包封的胶黏剂以及连接液晶屏与电路板之间的导电胶也全部进口。这些产品用量少,附加值极高,长期被国外垄断。

 

  9.柔性显示电子材料:国内处于起步阶段

 

  OLED(Organic Light Emitting Display)是一种在电场驱动下,通过载流子注入和复合导致有机材料发光的显示器件,具有全固态、主动发光(无需背光源)、超薄、低功耗、易于实现柔性显示等诸多优点(见图11)。根据有机发光材料的不同,OLED器件可以分为2大类:小分子电致发光器件和高分子电致发光器件。根据发光特性分为被动式有机电激发光二极管(PMOLED)及主动式有机电激发光二极管(AMOLED),其中AMOLED由于更薄更轻、高清晰、高亮度等优点而成为OLED未来的方向。目前全球OLED面板持续保持高速增长,三星、LG等龙头企业积极开发AMOLED手机及平板电视推动产业发展,国内目前也建设投产6条AMOLED,大部分仍处于试验阶段,未有量产。然而目前AMOLED成本比LCD高,导致产品价格高企,真正推广仍有一定的难度。

 

  OLED材料主要包括发光材料及基板材料。由于OLED尚处于技术成熟期,全球没有统一标准,发光材料主要掌握在美国UDC公司、日本出光兴产(Idemitsu)、陶氏化学、LG 化学、Merck、韩国Duksan等企业手中,目前主要以小分子发光材料为主,高分子材料是未来的发展趋势。我国企业主要提供发光材料的中间体,其中北京鼎材科技有限公司生产OLED发光材料,目前其重要提供低端的PMOLED发光材料。基板材料是OLED材料的亮点,目前基板材料仍以玻璃基板为主,但由于OLED具有挠性、透明等多重优点,随着其应用的增多,聚合物、金属、纸质以及生物基板将会层出不穷。

 

  三、存在问题

 

  1.产业对外依存度高

 

  电子信息产业是现代产业发展的支柱,我国是全球电子信息产品制造大国和消费大国。随着我国电子信息产业高速发展,电子材料产业在关键环节,取得了重大突破有了长足进步,但也存在巨大的隐忧。光刻胶、超净高纯试剂、电子特种气体、硅晶圆材料等高端领域一直被美日韩所垄断,产业链发展不完整,很多产品对外依存度较高。这已经严重制约了我国电子材料产业的快速发展,也极大地影响了国内集成电路、平板显示等电子生产企业的议价能力,国产化配套不足。我国只有将电子材料产业链上的关键核心环节补上,才能摆脱受制于人的局面,确保自主可控发展。

 

  2.产品层次较低

 

  我国电子材料产业虽面临较为广阔的市场容量,但仍停留在低附加值产品的制造阶段,产品层次较低,其整体实力与国际巨头相比仍存在较大差距。国际巨头把持着核心技术,国内电子材料企业多奋战于中低端市场,微效益、复制化、单一化等产品及效益特征明显。而高端市场,国内企业数量少,发展层次较低。我国电子材料产业必须加快技术与产品创新升级,以实现整体竞争力的提升。

 

  3.企业规模偏小

 

  我国电子材料产业企业规模总体偏小,与下游协同发展联结不紧密,对行业有支撑和引导龙头企业作用不够。而美、日、韩等国电子材料的企业凭借雄厚的技术和资金实力,不断开发新产品,形成技术、产品、专利的壁垒,这对整体起步较晚的我国电子材料产业的发展形成钳制,我国电子材料企业要取得突破发展,需要在研发和市场开拓方面付出巨大努力。

 

  4.高层次人才缺乏

 

  电子材料横跨多领域,由化学、物理学、材料科学、电气工程学等多个学科交叉形成,产品之间的专业跨度很大,具有很高的理论和技术要求,具有很高的技术门槛,属于典型的技术密集型产业。我国电子材料产业高层次人才匮乏,研发人员和工程技术人员跨学科的知识结构和研究能力不足,缺少对上下游行业的技术发展状况的了解,人才缺口比较大。

 

  5.融资压力较大

 

  从产品应用上来看,电子材料品行业又与下游行业紧密结合在一起,形成下游行业的一部分,随着下游应用提高不断的要求产品进行更新换代,企业也需要不断的研发投入,这对我国电子材料企业提出了很高的融资要求。电子材料产业具有高风险、高回报特性、高投入,电子材料企业的普遍融资压力较大。

 

  四、发展建议

 

  1.出台专项政策

 

  电子材料是电子工业发展的关键核心环节,为确保自主可控发展,摆脱受制于人的局面,需要行业管理部门研究产业发展的关键和薄弱环节,制定产业链线发展路线图,出台专项政策措施,为电子材料产业发展创造良好的外部环境。

 

  2.扶持龙头企业

 

  通过强强联合、兼并重组,加快培育一批具有一定规模、比较优势突出、掌握核心技术的电子材料企业,发挥龙头企业的支撑和引领作用。鼓励建立以电子产品生产为主体、上下游紧密结合的产业链战略联盟,发挥产业链协同发展机制,提高国内电子材料企业对电子产品生产大企业、大项目的配套能力。

 

  3.国际化发展

 

  支持国内电子材料企业,参加国际技术联盟,申请国外专利,开拓国际市场,并购境外新材料企业和技术研发机构,加快国际化发展。鼓励电子材料企业充分利用国际智力资源,开展人才交流与国际培训,引进境外人才队伍、先进技术和管理经验,参与国际分工合作。

 

  4.加强人才培养

 

  加大专业技术人才、经营管理人才和技能人才的培养力度,完善从研发、设计、转化、生产到管理的人才培养体系。鼓励企业与学校合作,培养急需的科研人员、技术技能人才与经营人才,完善电子材料产业人才库,构建人才水平评价和信息发布制度。加强与国际领先电子材料研究机构交流,加大合作力度,引进领军人才和紧缺人才。

 

  5.拓宽融资渠道


  建设“政产学研金”支撑推动体系,制定和完善有利于电子材料产业的风险投资扶持政策,鼓励和支持民间资本投资电子材料领域,设立电子材料产业基金,支持创新型和成长型电子材料企业;鼓励金融机构创新符合产业发展特点的信贷产品和服务,加大信贷支持力度,鼓励具备条件的电子材料企业上市融资、发行债券。


  文/张镇 宋涛 王本力


  来源:工业和信息化部赛迪智库原材料工业研究所

您可能还会对下面的文章感兴趣:

13年专业诚信服务,我们只专注于国有资产交易的精品投行之路; 只为了让项目信息获取再快捷一点,摘牌受让更顺畅一点,让您更省心一点; 给我们一个服务的机会,一定会给您带来意外的惊喜,这并不会花费您太多的时间; 立即致电 010-52401598/18511591105/18511591553 或者通过以下方式联系。

访问官网联系我们

合作流程

电话/网站留言--初步调研--初步意向匹配--签署保密承诺函--项目跟踪/对接--签署摘牌委托--辅导施行摘牌。

常见问题

项目信息真实可靠,主要源于产交所挂牌国资项目。我们可提供商机查证、摘牌辅导、决策支持等服务。

服务承诺

客户方确定初步意向后,我司委派专业团队提供交易资源对接、合规性指导、协助排除交易疑难等交易支持。