半导体材料作为芯片制造的“基石”,涵盖光刻胶、电子特气、高纯硅片、CMP耗材等关键品类,直接影响芯片的性能、良率与成本。过去数十年,全球半导体材料供应链高度集中——日本垄断全球52%的光刻胶市场、35%的电子特气供应,韩国在高纯硅片领域占据40%份额,中国台湾则在CMP耗材领域领先。这种集中化格局在全球产业链稳定期高效运转,但近年来受地缘政治冲突、自然灾害(如日本福岛核污染水排放影响电子特气生产)、半导体出口管制升级等因素冲击,供应链中断风险陡增。2022年以来,多起材料断供事件导致芯片工厂临时停产,叠加各国对半导体产业自主可控的需求提升,推动全球半导体材料供应链从“单一依赖”转向“多元化布局”,本土供应能力建设成为各国/地区的核心战略。
当前,半导体材料供应链多元化进程中,技术突破与本土产能建设同步推进。在光刻胶领域,日本JSR、信越化学仍主导先进制程(7nm及以下)产品,但韩国东进化学已实现28nm光刻胶量产,中国苏州瑞红、上海新阳的193nm光刻胶进入客户验证阶段,打破日本在成熟制程的垄断;电子特气方面,美国空气产品公司、德国林德集团的市场份额被本土企业分流,中国华特气体的高纯氨气通过台积电认证,韩国OCI的氟化物气体供应三星工厂,区域化供应体系逐步成型。高纯硅片领域,传统巨头信越化学、SUMCO加速在美、欧建厂,中国沪硅产业12英寸硅片良率提升至90%以上,2024年产能同比增长50%;CMP耗材领域,美国Cabot微电在东南亚新建产线,中国安集科技的抛光液在中芯国际成熟制程实现规模化应用,本土替代率突破25%。这些技术与产能进展,为供应链多元化提供了实质支撑。
从各国/地区的实践来看,半导体材料供应链多元化的核心经验集中在两点。其一,“政策引导与资金扶持双管齐下”。美国通过《芯片与科学法案》为本土材料企业提供最高25%的税收抵免,欧盟设立“芯片基金”资助光刻胶、电子特气研发,中国出台《重点新材料首批次应用示范指导目录》,帮助本土材料突破“验证壁垒”。其二,“产业链协同加速技术落地”。头部芯片制造企业主动开放验证渠道,如台积电建立“材料国产化验证平台”,帮助本土供应商快速进入供应链;材料企业与设备商深度合作,例如中国安集科技联合中微公司,针对国产蚀刻设备优化抛光液配方,实现“设备-材料”协同适配。此外,“分领域突破”策略也至关重要——优先在成熟制程材料(如28nm光刻胶、8英寸硅片)实现本土替代,再逐步向先进制程渗透,降低研发风险与成本。
短期来看,2025-2027年将是半导体材料供应链多元化的关键落地期,各国本土产能将集中释放,预计全球成熟制程材料本土供应率将从当前30%提升至50%以上,有效缓解断供风险。中长期而言,材料技术将向“更高纯度、更低损耗”突破,如光刻胶需适配EUV光刻机的极紫外光源,电子特气纯度需提升至99.9%,这将推动本土企业加大研发投入,缩小与国际巨头的技术差距。不过,行业也面临挑战:先进制程材料研发周期长达5-8年,本土企业需克服技术积累不足、专利壁垒等问题;过度多元化可能导致产能过剩,推高全球材料生产成本。未来,全球半导体材料产业或将形成“区域化供应+全球化协作”的新格局——各国巩固本土成熟制程供应能力,同时在先进制程材料领域保持跨国合作,通过技术共享与资源互补,实现供应链韧性与产业效率的平衡。
