半導體材料項目可行性研究報告-"十四五"走在增強內循環的路上
1.半導體材料：技術壁壘高，高端依賴進口
半導體材料是指電導率介於金屬與絕緣體之間的材料，半導體材料的電導率在歐/釐米之間，一般情況下電導率隨溫度的升高而增大。半導體材料是製作電晶體、集成電路、電力電子器件、光電子器件的重要材料。
半導體材料市場可以分為晶圓材料和封裝材料市場。其中，晶圓材料主要有矽片、光掩膜、光刻膠、光刻膠輔助設備、濺射靶、拋光液、其他材料。封裝材料主要有層壓基板、引線框架、焊線、模壓化合物、底部填充料、液體密封劑、粘晶材料、錫球、晶圓級封裝介質、熱接口材料。
半導體材料市場規模佔比
以我國國內最大晶圓製造企業中芯國際為例：中芯國際生產經營的主要原材料包括矽片、化學品、光阻、氣體、靶材、研磨材料等。
中芯國際主要原材料採購情況
註：矽片、靶材數量及單價按照約當 8 英寸統計。
半導體材料自給率低
在半導體材料領域，由於高端產品技術壁壘高，國內企業長期研發投入和積累不足，我國半導體材料在國際分工中多處於中低端領域，高端產品市場主要被歐美日韓臺等少數國際大公司壟斷，比如：矽片全球市場前六大公司的市場份額達 90%以上，光刻膠全球市場前五大公司的市場份額達 80%以上，高純試劑全球市場前六大公司的市場份額達80%以上，CMP 材料全球市場前七大公司市場份額達 90%。
國內大部分產品自給率較低，基本不足30%，並且大部分是技術壁壘較低的封裝材料，在晶圓製造材料方面國產化比例更低，主要依賴於進口。另外，國內半導體材料企業集中於6英寸以下生產線，目前有少數廠商開始打入國內8英寸、12英寸生產線。
不同種類半導體材料的國產化程度
大矽片：矽片也稱矽晶圓，是最主要的半導體材料，主要包括拋光片、退火片、外延片、節隔離片和絕緣體上矽片，其中拋光片是用量最大的產品，其他的矽片產品也都是在拋光片的基礎上二次加工產生的。拋光片：直接從單晶矽柱上切割出厚度約 1mm 的原矽片，然後對其進行拋光鏡面加工。退火片：把拋光片置於充滿氬氣或氧氣的高溫環境退火得到，可大幅減少拋光片表面的氧氣含量，保持晶體完整性。外延片：在拋光片表面採用應用氣相生長技術在拋光片表面外延生出單晶結構層，能夠在低電阻襯底上形成一個高電阻層。節隔離片：在拋光片的基礎上，通過光刻法、離子注入、熱擴散技術等技術嵌入中間層，然後再通過氣相生長技術在矽片外面形成平滑的外延層。絕緣體上矽片：三明治結構，最下層是拋光片，中間層是掩埋氧化層，頂層是活性層也是拋光片。絕緣體上矽片可以使半導體器件設計者將器件和周圍部分完全隔離。
半導體矽片分類
矽晶圓片的市場銷售額佔整個半導體材料市場總銷售額的 32%~40%。矽片直徑主要有 3 英寸、4 英寸、6 英寸、8 英寸、12 英寸（300mm），目前已發展到 18 英寸（450mm）等規格。直徑越大，在一個矽片上經一次工藝循環可製作的集成電路晶片數就越多，每個晶片的成本也就越低。在同樣的工藝條件下，300mm 半導體矽片的可使用面積超過200mm 矽片的兩倍以上，可使用率（衡量單位晶圓可生產的晶片數量的指標）是 200mm矽片的 2.5 倍左右。因此，更大直徑矽片是矽片製備技術的發展方向。但矽片尺寸越大，對微電子工藝設備、材料和技術的要求也就越高。
矽片尺寸分類
200mm矽片與300mm矽片可使用面積
目前，國內矽片生產廠商技術較為薄弱，市場份額較小，多數企業以生產 8 英寸及以下矽片為主。滬矽產業是目前國內最大的矽片供應商，也是國內率先實現 12 英寸半導體矽片規模化銷售的企業，其 2018 年全球市佔比為 2.18%。其他企業有中環股份、裡昂股份、有研新材等。
目前，矽片主流產品是 12 英寸，根據 SUMCO 的預測，300mm 總需求將會從 2018年的 600 萬片/月增加到 2021 年的 720 萬片/月，複合增速約為 6%。從 2013-2018 年，全球矽片出貨量（應用於半導體生產）穩步增長，2018 年全球矽片出貨量為 12733 百萬平方英尺，同比增長 7.82%。2019 年，全球矽片出貨量為 11810 百萬平方英尺，同比下降 7.25%，市場需求有所下降。
2007-2019年全球矽片出貨量（應用於半導體生產）（單位：百萬平方英尺）
超淨高純試劑：又稱溼化學品，是指主體成分純度大於 99.99%，雜質離子和微粒數符合嚴格要求的化學試劑。主要以上遊硫酸、鹽酸、氫氟酸、氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀、丙酮、乙醇、異丙醇等為原料，經過預處理、過濾、提純等工藝生產的得到純度高產品。在半導體領域主要用於晶片的清洗和腐蝕，同時在矽晶圓的清洗中也起到重要
作用。其純度和潔淨度對集成電路成品率、電性能及可靠性有十分重要的影響。
SEMI(國際半導體設備和材料協會)專門制定、規範超淨高純試劑的國際統一標準-SEMI 標準。按照 SEMI 等級的分類，G1 等級屬於低檔產品，G2 等級屬於中低檔產品，G3 等級屬於中高檔產品，G4 和 G5 等級則屬於高檔產品。隨著集成電路製作要求的提高，對工藝中所需的溼電子化學品純度的要求也不斷提高。對於半導體材料領域，12寸製程中溼電子化學品技術等級需求一般在 G3 級以上。
應用於半導體的超淨高純試劑，全球主要企業有德國巴斯夫，美國亞什蘭化學、Arch化學，日本關東化學、三菱化學、京都化工、住友化學、和光純藥工業，臺灣鑫林科技，韓國東友精細化工等，上述公司佔全球市場份額的 85%以上。
目前，國內生產超淨高純試劑的企業中產品達到國際標準且具有一定生產量的企業有 30 多家，國內超淨高純試劑產品技術等級主要集中在 G2 級以下，國內江化微、晶瑞股份等企業部分產品已達到 G3、G4 級別，晶瑞股份超純雙氧水已達 G5 級別，部分產品已經實現進口替代。我國內資企業產超淨高純試劑在 6 英寸及 6 英寸以下晶圓市場上的國產化率已提高到 80%，而 8 英寸及 8 英寸以上晶圓加工的市場上，其國產化率由2012 年約 8%左右緩慢增長到 2014 年的 10%左右。
電子氣體：電子氣體在電子產品製程工藝中廣泛應用於薄膜、蝕刻、摻雜等工藝，被稱為半導體、平面顯示等材料的"糧食"和"源"。電子特種氣體又可劃分為摻雜氣、外延氣、離子注入用氣、LED 用氣、蝕刻用氣、化學汽相沉澱用氣、載運和稀釋氣體等幾大類，種類繁多，在半導體工業中應用的有 110 餘種電子氣體，常用的有 20-30 種電子特種氣體行業集中度高，主要企業有美國空氣化工、美國普萊克斯、德國林德集團、法國液化空氣和日本大陽日酸株式會社，五大氣體公司佔有全球 90%以上的市場份額，上述企業也佔據了我國電子特種氣體的主要市場份額。國產電子氣體已開始佔據一定的市場份額，經過多年發展，國內已有部分企業在部分產品方面攻克技術難關。四川科美特生產的四氟化碳進入臺積電 12 寸臺南 28nm 晶圓加工生產線，目前公司已經被上市公司雅克科技收購；金宏氣體自主研發 7N 電子級超純氨打破國外壟斷，主要上市公司有雅克科技、華特氣體、南大光電、巨化股份。
靶材：半導體行業生產領域，靶材是濺射工藝中必不可少的重要原材料。濺射工藝是製備電子薄膜材料的主要技術之一，它利用離子源產生的離子轟擊固體表面，使固體表面的原子離開固體並沉積在基底表面，被轟擊的固體稱為濺射靶材。
靶極按照成分不同可分為金屬靶極（純金屬鋁、鈦、銅、鉭等）、合金靶極（鎳鉻合金、鎳鈷合金等）和陶瓷化合物靶極（氧化物、矽化物、碳化物、硫化物等）。半導體晶圓製造中 200nm（8 寸）及以下晶圓製造通常以鋁製程為主，使用的靶材以鋁、鈦元素為主。300nm（12 寸）晶圓製造，多使用先進的銅互連技術，主要使用銅、鉭靶材。
半導體晶片對濺射靶材的金屬材料純度、內部微觀結構等方面都設定了極其苛刻的標準，長期以來一直被美、日的跨國公司所壟斷，我國的超高純金屬材料及濺射靶材嚴重依賴進口。目前，江豐電子產品進入臺積電、中芯國際和日本三菱等國際一流晶圓加工企業供應鏈，在 7 納米技術節點實現批量供貨，成功打破了美、日跨國公司的壟斷格局，填補了我國電子材料行業的空白。
光刻膠：指通過紫外光、準分子雷射、電子束、離子束、X 射線等光源的照射或輻射,其溶解度發生變化的耐蝕刻薄膜材料。其溶解度發生變化的耐蝕刻薄膜材料。根據在顯影過程中曝光區域的去除或保留，分為正像光刻膠和負像光刻膠。隨著解析度越來越高，光刻膠曝光波長不斷縮短，由紫外寬譜向 G 線(436nm)→I 線(365nm)→KrF(248nm)→ArF(193nm)→F2(157nm)→極紫外光 EUV 的方向轉移。
光刻膠由低端到高端整體可分為 PCB 光刻膠、面板光刻膠和半導體光刻膠三個大類。全球光刻膠供應商主要集中在日本、美國、德國手中，其中日本市場份額較大，據統計日本全球市場份額達到 90%。
我國光刻膠生產基本上被外資把控，並且集中在低端市場。據中國產業信息數據，2015 年我國光刻膠產量為 9.75 萬噸，其中中低端產品 PCB 光刻膠產值佔比為 94.4%，而LCD 和半導體用光刻膠產值佔比分別僅為2.7%和1.6%，半導體光刻膠嚴重依賴進口。另外，2015 年我國光刻膠前五大公司分別臺灣長興化學、日立化成、日本旭化成、美國杜邦及臺灣長春化工，均是外資或合資企業，上述五大企業市場份額達到 89.7%，內資企業市場份額不足 10%。光刻膠主要上市公司有晶瑞股份、飛凱材料。
2、政策支持力度不斷加強，半導體產業加速向國內轉移
半導體材料主要應用於集成電路，我國集成電路應用領域主要為計算機、網絡通信、消費電子、汽車電子、工業控制等，前三者合計佔比達 83%。2015 年，隨著《國家集成電路產業發展推進綱要》等一系列政策落地實施，國家集成電路產業投資基金開始運作，中國集成電路產業保持了高速增長。根據中國半導體行業協會統計，2015 年我國集成電路產業銷售額達到 3609.8 億，同比增長 19.7%；2016 年我國集成電路產業銷售額達到4335.5 億元，同比增長 20.1%；2017 年我國集成電路產業銷售額達到 5411.3 億元，同比增長 24.8%；2018 年我國集成電路產業銷售額達到 6532 億元，同比增長 20.7%；2019年我國集成電路產業銷售額達到 7562.3 億元，同比增長 15.8%；2020 年 1-6 月我國集成電路產業銷售額為 3539 億元，同比增長 16.1%。
2010-2020年6月我國集成電路產業銷售額維持20%的增速
2014 年 6 月，國家發布《國家集成電路產業發展推進綱要》；2014 年 9 月，為了貫徹《國家集成電路產業發展推進綱要》，正式國家集成電路產業投資基金。2019 年 10月 22 日，國家集成電路產業投資基金二期正式註冊成立，註冊資本 2041.5 億元人民幣。大基金二期得到包括財政部、國開金融、中國菸草、三大運營商及集成電路產業投資公司等多方資金的支持。股東出資方面，國家財政部出資 225 億元，佔比 11.02%，中國菸草認繳 150 億元，三大運營商合計 125 億元。
相對一期規模 1387 億元明顯增長，預計未來半導體產業鏈將逐步收到二期投資支持，半導體材料也將明顯受益。
2015 年-2030 年《國家集成電路產業發展推進綱要》發展目標
2020 年 8 月 4 日，國務院印發了《新時期促進集成電路產業和軟體產業高質量發展的若干政策》。對於集成電路生產企業，新增"製程小於 28nm 集成電路企業，經營期在15 年以上，第一年至第十年免徵企業所得稅； 對於集成電路設計、整備材料、封裝、測試和軟體企業，第一至二年免徵企業所得稅，第三年至第五年按照 25%的法定稅率減半徵收企業所得稅。 對於重點集成電路設計企業和軟體企業，由"兩免三減半，接續年度 10%稅率"改為"五年免稅，接續年度 10%稅率"。
集成電路企業所得稅減免政策
另外，由於各地方政府對半導體產業支持力度加大，英特爾、聯電、力晶、三星、海力士、中芯國際等大廠紛紛加碼晶圓廠建設。半導體製造每一個環節都離不開半導體材料，對半導體材料的需求將隨著增加，上遊半導體材料將確定性受益。
半導體材料項目可行性研究報告編制大綱
第一章總論
1.1半導體材料項目背景
1.2可行性研究結論
1.3主要技術經濟指標表
第二章項目背景與投資的必要性
2.1半導體材料項目提出的背景
2.2投資的必要性
第三章市場分析
3.1項目產品所屬行業分析
3.2產品的競爭力分析
3.3營銷策略
3.4市場分析結論
第四章建設條件與廠址選擇
4.1建設場址地理位置
4.2場址建設條件
4.3主要原輔材料供應
第五章工程技術方案
5.1項目組成
5.2生產技術方案
5.3設備方案
5.4工程方案
第六章總圖運輸與公用輔助工程
6.1總圖運輸
6.2場內外運輸
6.3公用輔助工程
第七章節能
7.1用能標準和節能規範
7.2能耗狀況和能耗指標分析
7.3節能措施
7.4節水措施
7.5節約土地
第八章環境保護
8.1環境保護執行標準
8.2環境和生態現狀
8.3主要汙染源及汙染物
8.4環境保護措施
8.5環境監測與環保機構
8.6公眾參與
8.7環境影響評價
第九章勞動安全衛生及消防
9.1勞動安全衛生
9.2消防安全
第十章組織機構與人力資源配置
10.1組織機構
10.2人力資源配置
10.3項目管理
第十一章項目管理及實施進度
11.1項目建設管理
11.2項目監理
11.3項目建設工期及進度安排
第十二章投資估算與資金籌措
12.1投資估算
12.2資金籌措
12.3投資使用計劃
12.4投資估算表
第十三章工程招標方案
13.1總則
13.2項目採用的招標程序
13.3招標內容
13.4招標基本情況表
關聯報告：
半導體材料項目申請報告
半導體材料項目建議書
半導體材料項目商業計劃書
半導體材料項目資金申請報告
半導體材料項目節能評估報告
半導體材料行業市場研究報告
半導體材料項目PPP可行性研究報告
半導體材料項目PPP物有所值評價報告
半導體材料項目PPP財政承受能力論證報告
半導體材料項目資金籌措和融資平衡方案
第十四章財務評價
14.1財務評價依據及範圍
14.2基礎數據及參數選取
14.3財務效益與費用估算
14.4財務分析
14.5不確定性分析
14.6財務評價結論
第十五章項目風險分析
15.1風險因素的識別
15.2風險評估
15.3風險對策研究
第十六章結論與建議
16.1結論
16.2建議
附表：