天津市半导体材料产业发展方向及对策研究

韩秀栋，王熙大，王亚会，李竞强

(1.天津市高技术研究发展中心 天津 300051；2.天津绍闻迪康科技咨询有限公司 天津 300042)

0 引 言

“十三五”以来，我国各级政府部门出台了多个科技领域相关政策，以及由国家指导性政策衍生的多个具体实施规划及举措，旨在促进我国新材料产业及技术的发展，为我国新材料产业的发展方向提出了战略性建议。结合天津市产业现状，发展天津市新材料产业需秉承如下2条发展思路：一是针对已初步形成产业链的领域进行“强链补链”，抓住“技术上由弱到强、产业上由点及面”的重点，促进企业联动发展；二是针对已具备产业基础的“卡脖子”技术点、重大工程用新材料、前沿材料等重点扶持，打造具有“高精尖”技术水平的优势产品，形成有特色、有亮点的代表性产业。

1 天津市半导体材料产业发展现状

天津市半导体材料产业发展经历多年的技术积累和成果堆叠，已形成初具规模化、系统化、多元化的产业版图，但面临的“瓶颈”挑战也不容忽视。尤其在产业链上游材料支撑方面，天津市现有企业在所属细分领域虽已形成自有的生产体系和主流产品定位，但许多高端产品仍严重依赖进口，需要长期的技术攻关。中游制造方面，天津市半导体器件领域涉及集成电路、射频器件等多种产品，拥有中芯国际、中环半导体等多家知名企业，而且正通过创新探索，不断缩小与国际领先水平的差距。因此，天津市的半导体产业发展虽在技术上不能都达到领先水平，但具备一定的产业基础，发展方向明确。

2 天津市半导体材料产业发展条件

2.1 天津市半导体材料产业发展劣势

天津市半导体产业链虽已初具规模，但产业发展整体技术水平较上海、江苏、浙江等产业密集地区仍存在很大差距。究其原因：一是半导体产业集中程度低，个别技术环节缺少相应企业技术支撑，产业链上仍存在缺失点；二是某些重要环节仅有一两家相关企业，规模或技术水平缺乏竞争力导致产业链存在薄弱点；三是现有各企业所在领域的高端技术多处于国际垄断的局面，技术提升面临的壁垒高、难度大，取得研发成果突破需投入大且周期长；四是本土上下游企业之间缺乏相互了解，缺少沟通合作，导致企业在寻找合作伙伴时往往“舍近求远”，以致错失本土企业联动发展的好机会。

2.2 天津市半导体材料产业政策助力

为促进半导体产业发展，市科技局发布了《天津市科技创新“十三五”规划》、市工信局发布了《天津市工业经济发展“十三五”规划》、市政府办公厅印发了《天津市新材料产业发展三年行动计划(2018—2020年)》，都着重提到发展半导体相关技术，并加大对产业内共性关键技术的扶持力度，助力天津半导体产业发展。

2.3 天津市半导体材料产业发展势头正盛

得益于优质政策的引导和扶持，多家企业得到良好发展，其中不乏国内乃至国际知名的行业领军企业。这些领军企业的存在对于天津市半导体产业的发展有着良好的示范效应，领军企业的生产规模扩大可以为上游供应商提供更多的订单支持，同时取得的先进技术也可以为下游客户提供性能更优异的产品。因此，支持领军企业的发展能够带动上下游共同发展，产生联动效应，对于整个产业链有着举足轻重的意义。

3 天津市半导体材料产业发展建议

半导体材料产业链包含的环节非常多，结合天津市半导体材料产业基础和现状，发展半导体材料产业一方面需要发展现有的薄弱技术点，另一方面需重点弥补产业链上缺失的环节。各环节的发展方向可以从国内与国际的差距中寻求答案。

3.1 研发高端材料，消除进口依赖

3.1.1 大尺寸硅晶圆

硅晶圆是半导体制造业中占比最大的材料之一，从全球来看，硅晶圆产业具有极高的垄断性，而且硅晶圆尺寸越大、纯度越高，垄断程度就越严重。仅日本信越、胜高两大巨头就瓜分全球一半的市场份额。8英寸(203.2mm)和 12英寸(304.8mm)硅晶圆是市场的主流，但目前国内 12英寸(304.8mm)硅晶圆几乎全部依赖进口。 昇虽已有上海新 、天津中环等国内企业在大尺寸硅晶圆领域实现零突破，但面临巨大的市场需求，国内自给能力明显不足。

3.1.2 高纯特种气体

特种气体是整个半导体行业的关键原材料之一，可谓半导体制程的“血液”和“粮食”。随着半导体集成电路技术的发展，对特气纯度和质量的要求也越来越高。国际高纯特气市场几乎被国外企业垄断，国内从事特气研发生产的代表性企业有江苏南大光电、佛山华特、中船重工、天津绿菱等，近年来已取得一定突破，但产品种类还不够丰富，技术水平相对高端集成电路工艺要求仍存在差距，产品纯度和质量尚不能与国际巨头比肩。我国高纯特种气体市场需求量巨大，目前虽已摆脱完全依赖进口的状态，但国内企业与国际巨头分庭抗礼仍需时日。

3.1.3 封装材料

封装是芯片生产完成后必不可少的关键环节，对微电子产品的质量和竞争力影响极大。目前，我国在环氧树脂、有机硅树脂及固态荧光胶膜等封装材料细分领域仍不能摆脱受制于人的现状，与日、美、韩的技术水平依然存在差距。随着康美特、德邦先进硅、德高化成等国内企业在不同细分领域重点研发寻求突破，国产替代及先进材料近年来不断涌现，同时芯片产品类型的日益丰富和封装方式的逐步革新，对封装材料和封装技术也不断提出新的考验。

3.1.4 抛光液

化学机械抛光(CMP)是集成电路制造过程中实现晶圆全局均匀平坦化的关键工艺。抛光机、抛光液和抛光垫是CMP工艺的3大关键要素。我国高端半导体制造企业所需的抛光液和抛光垫严重依赖进口，产业长远发展受到极大限制。国外主要的 CMP抛光液生产企业包括美国普莱克斯、杜邦、日本福吉米等，由于抛光液的生产技术门槛很高，国内企业目前仅实现中低端产品国产化，高端芯片领域的产品技术和质量与国外厂家差距仍然较大。

3.2 开发拳头产品，打造品牌企业

射频器件是无线通讯必不可少的基础构成，滤波芯片是其重要部件之一，也是射频前端市场中最大的业务板块。就滤波器市场而言，日、美等巨头霸占高达 90%的市场份额，国内知名手机厂商华为、OPPO等均采用进口滤波器。国内企业因缺少技术优势，在国际市场上暂无一席之地。5G时代即将带动国内滤波器需求量暴增，滤波器亟待实现国产替代，因此面向 5G通讯的微机电系统(MEMS)及无线通信FBAR滤波芯片的研发及生产意义重大。

3.3 弥补缺失环节，形成串联产业链

半导体镀膜所用的溅射靶材制造标准要求极其严苛，技术壁垒也极高。目前全球溅射靶材行业的先进技术和市场份额主要掌握在美、日少数公司手中，我国超高纯溅射靶材受制于人现状持续已久。近几年随着国产靶材龙头企业江丰电子的崛起逐渐有所改善，打破了国际垄断格局。天津市半导体产业在溅射靶材方面缺乏产业基础，建议鼓励现有企业针对半导体用超高纯溅射靶材进行技术突破，并借助优质的招商政策引进具有相关技术的高新企业，扶持项目落地，完善缺失的产业链环节。

综合来看，天津市半导体材料产业的发展已占据政府持续关注和大力扶持的“天时”，同时拥有产业链基础和龙头示范企业的“地利”。在此“天时地利”兼备的前提下，建议进一步加强企业间的交流合作和人才的引进培育，打造“人和”，形成相互衔接、融合互动的产业联盟，推介筑巢引凤、引智育才的海河英才政策，以创新驱动发展，为“五个现代化天津”建设添劲助力。