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半导体

日本半导体材料的“卫冕”之路

近日,业界传出三星电子高层前往日本的消息。据悉,三星高层一行人前往日本,目的是加强同日本半导体供应商的联系,在全球不确定性增加的情况下,确保半导体材料及生产设备的稳定供应。

三星电子高层希望与日本半导体材料供应商加强联系的举动不难理解。提起日本半导体,可能很多人脑海中想到的关键词是“落寞的王者”。但事实上,全球超过50%的半导体材料均来自日本公司,日本在半导体材料领域仍位居前列。以韩国为例,目前日本半导体材料产品占据其进口总额的80%以上。

把握全球市场的“命脉”

日本半导体产业已经不像30余年前那样辉煌,但骄傲的雄狮依旧有着锐利的“獠牙”。在产业链下游的芯片制造环节,硅片、电子气体、光掩膜、光刻胶配套化学品、抛光材料、光刻胶、湿法化学品、溅射靶材等多种关键半导体材料的生产都要高度依赖日本企业。日本企业在许多关键半导体材料的生产方面处于全球领先。

3月16日在日本东北地区发生的地震,“震动”全球半导体产业链的情景仍令不少人历历在目。在这一地带分布有胜高、信越化学、东芝等多家日本半导体企业的生产基地,这次地震影响了这些企业的生产,让硅片、光刻胶和电子气体等产业链上游环节产品的生产受到影响。更让人记忆犹新的是,2019年7月,日本修改了对韩国关键半导体材料的出口管理条例。该条例宣布,自7月4日起,开始限制向韩国出口“氟聚酰亚胺”“光刻胶”和“高纯度氟化氢”这三种半导体材料。在出口管理条例公告发出的一个月后,日本于8月再次通过新版《出口贸易管理令》,将韩国从出口“白名单国家”名单上剔除,为韩国半导体产业带来一定不利影响。 

再来看一组数据。在DRAM关键原材料领域,日本企业占据全球70%以上的市场份额;就硅片市场而言,日本企业信越和胜高几乎垄断大尺寸硅片市场,在该领域占据全球份额的60%左右;在光刻胶领域,日本厂商同样“当仁不让”,在全球前五大光刻胶龙头企业中独占四席,占据了光刻胶70%的市场份额。在光刻胶的细分领域—Arf光刻胶中,日本企业甚至可以占据93%左右的市场份额,呈现高度寡头垄断格局。ABF也是由日本味之素一家独大,市场占有率超99%+。

在一些略显冷门的半导体材料领域,日本企业同样有着很强的实力。以半导体封装环节中使用的光阻剂为例,日本JSR Micro及东京应化工业(ToK)是全球前两大供应商;在IC封装载板、ABF基板层介电材料、制造封装基板核心层材料、环氧树脂固态封装材料、导线架、焊线材、底部填充剂等方面,不少历史悠久的日本厂商仍是独占鳌头。

创道投资咨询总经理步日欣向《中国电子报》记者表示,硅片、光刻胶、电子特气等半导体材料的核心基础是基础化工,大部分电子级材料对纯度的要求比较高。再加上相关领域的品类繁多,细分领域的市场规模受限,所以不太可能形成多寡头局面,日本在全球半导体材料市场的领先优势明显。

为了进一步提升自身在在半导体材料领域的市占率,日本厂商做出了不少努力,近两年相继增强产能。赛迪顾问集成电路中心高级咨询顾问池宪念向记者介绍,硅片厂商胜高增产最先进的直径300毫米硅片;富士胶片提高最尖端的EUV光刻胶产能;住友电木投资25亿日元建设新生产线。

在市场中领先的“秘诀”

生产超纯过氧化氢的三菱瓦斯化学、生产光掩模的大日本印刷、早在2021年9月就已经具备最先进制程用光刻胶生产能力的住友化学、不断在中国台湾地区和欧洲增强半导体封装材料产能的住友电木、在探针板可切削陶瓷市场占比份额约90%的Ferrotec……

这些日本企业的市值可能比不上一些芯片制造领域的龙头厂商,但是如果没有这些企业来生产半导体材料,半导体行业下游的芯片生产环节将变得极其困难。这可能也是三星电子高层选择亲自拜访日本半导体材料供应商,以寻求材料供应稳定的重要原因之一。

日本为什么能够在半导体材料方面一直处于领先?这其实与日本对细分领域的专注研发密不可分。针对这点,张彬磊对记者表示,日本企业更擅长专研某一类细分市场或者产品,而不是像全球大多数企业一样,不断扩展产品线类型。

在单体领域“赫赫有名”的大阪有机化学,或许是日本企业专注细分领域的代表性案例之一。根据记者了解,单体是半导体材料光刻胶中包含的液体,是合成聚合物所用低分子的原料,在芯片生产过程中起到关键性的辅助作用,能够让光照部分的光刻胶凝固。

在大阪有机化学的发展初期,日本半导体材料市场的竞争非常激烈。由生产合成纤维材料起家的大阪有机化学,很清楚自己很难在与巨头企业的直接竞争中占据优势,所以为了避免“以卵击石”,大阪有机化学选择了市场较小、利润较低,但是所需技术较为高端的单体领域。因为单体在整个半导体材料领域过于细分,所以大型企业基本不会涉足该领域。在这一背景下,大阪有机化学得以在“夹缝”中生存,并逐步成长为细分领域的“大树”。如今,大阪有机化学在单体领域垄断了全球70%的市场,全球的电子产品基本都在使用大阪有机化学的单体产品。

除了专注于细分领域,日本企业在半导体材料领域取得领先的另一个原因是起步早。由于起步早、技术积累雄厚,日本企业在半导体材料行业有较为深厚的技术基础。池宪念就向记者提到,得益于此,日本企业在硅片、光刻胶、化合物半导体、陶瓷封装基材等半导体材料领域的技术领先优势较为明显。

凸版印刷作为半导体光掩模市场中的佼佼者,正是拥有先发优势的代表性日本企业之一。上世纪30年代,日本工业受到大萧条余波影响出现严重衰退,日本印刷业自然也无法独善其身。在这一决定公司未来发展方向的危机时刻,凸版印刷时任社长决定带领公司建设全球领先的现代化工厂。

自1961年起,凸版印刷开始发力光掩膜业务。在不断探索之下,凸版印刷在2005年以6.5亿美元收购了杜邦光掩膜公司。在此之后,凸版印刷又发动了多起收购,不断进行技术整合。一路走来,凸版印刷在光掩膜技术储备方面大幅度提升,成为当前全球最大的独立第三方光掩膜生产商,大约占有全球32%的第三方市场份额,在日本、欧美和亚洲(除日本外)等地均设有生产基地。

短期内市场地位难以撼动

如今的亮眼成绩并不意味着日本企业可以永远在半导体材料行业中高枕无忧。

事实上,日本半导体材料企业也面临着全球范围内的市场竞争。张彬磊向记者表示,日本企业在半导体材料方面的竞争对手可以大致分为两类。一类是以美国企业为代表的“老牌”企业。这类企业实力雄厚、技术扎实,不但拥有稳定的市场占有率,还持续不断地进行研发投入。另一类代表性企业则是来自韩国和中国台湾地区的新兴材料企业。

谈及这些新兴材料企业,张彬磊表示,近年来,受到复杂国际形势影响,全球贸易的稳定性和安全性受到一定挑战。在这种情况下,新兴市场的企业们开始纷纷关注上游材料供应链的安全稳定。新兴市场具备市场广阔、人才较多等特点,能够促进半导体材料行业的发展,进而完成多数关键材料的研发和生产。不过在短期内,新兴市场的企业只能解决“从无到有”的问题,在材料的性能方面仍会与日本企业存在一定差距,而这种差距的缩小离不开时间的沉淀。

虽然在短期内,日本企业在全球半导体材料市场的地位仍然难以撼动,但是为了进一步巩固自身在半导体材料行业的优势,并提振整个半导体产业,日本政府此前颁布了不少振兴半导体产业的相关政策,意在拉拢全世界的优秀半导体企业在日本建厂,并将技术和人才留在日本。

这无疑会给日本半导体材料行业的发展带来积极影响。池宪念对记者表示,相关政策的颁布会给企业的发展带来实质性利好。另外,政策对人才的培养和引进给予大力支持,能够促进相关技术研发的升级迭代。

责任编辑:张依依


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