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全球电子化学品竞争态势分析

发布日期:2017-08-28 13:51 来源:本站 有172 人浏览

    全球电子化学品竞争态势分析

     罗亚敏
    (中国化工信息中心咨询事业部)

    来源:中国稀土行业协会
           电子工业在生产晶圆、集成电路芯片(IC chip)、半导体封装及印刷电路板(PCB)的过程中使用种类繁多的化学品。这些产品大致可分为两类:一是制程化学品,二是PCB及半导体封装化学品,前者用于从晶圆到集成电路芯片的过程中,后者用于从集成电路芯片到印刷电路板成品的过程中。综合来看,全球电子化学品在品种发展趋势上具备以下两个特点:一是IC小型化使得所有高纯化学品的需求都在增加,即使对PCB及封装用化学品的纯度也一样;二是对IC高性能的需求推动新的低介电常数材料、高介电常数材料、3D封装材料等的消费。  
            制程化学品市场
            2015年全球制程化学品的市场达到242亿美元,其中晶圆占据主要市场份额,达到48%;而气体产品占19%,助剂占8%,光刻胶占7%,抛光产品(药剂和垫)占7%,湿化学品占7%,薄膜金属占2%,其他产品占2%。亚洲是制程电子化学品全球最大的市场,2015年市场份额达全球的3/4,美国和西欧分别只占15%和10%。
            过去10年,全球制程电子化学品市场规模变化。未来4~5年,全球制程化学品市场年均复合增长率达到5%。电子行业的技术进步要求更为精细的化学品支撑,但同时对这些化学品价格上却施加了更大的下行压力。尤其是光刻胶、湿化学品、抛光产品等,将面临更大的压力。
     
              2015年全球制程电子化学品市场分布见图2。各类产品均呈现不同的市场竞争态势。前三大晶圆制造商(信越半导体、住友-三菱、世创电子材料)占据全球70%的市场份额,而另一个较大企业MEMC/Sunedison在2015年占15%,于2016年被保利协鑫收购。
     
             电子工业用气体中,50%的市场由大宗气体产品占据,特气占据剩下的一半市场,主要是硅烷和衍生物、掺杂气、蚀刻气、反应气和清洗气。全球电子气体市场由法液空、空气产品、林德、普莱克斯及大阳日酸公司所盘踞,但一些中小型公司也在高利润和细分市场占有一席之地,如含氟气体、蚀刻气和介电材料的前体等领域。
             光刻胶的市场存在分化,成熟的技术如i线、g线及248nm光刻胶的市场发展放缓或停滞,而193nm的产品继续快速增长。总体而言,未来数年全球年均增长率仍在5%左右。光刻胶供应侧的集中度较高,JSR和东京应化各占据了20%的市场,然后是陶氏化学、阿克苏诺贝尔、韩国东进世美肯(Dongjin Semichem)和Kumo。光刻胶助剂与光刻胶具有同样的增长速度,JSR、东京应化、陶氏化学和AZ也是该领域领先企业,而杜邦和空气产品在这个领域也颇具竞争力。
             抛光液和抛光垫市场增长速度稍慢于以上各类产品,年均4%左右。制程的特征线宽的降低(往往伴随晶圆半径的扩大)促使抛光产品市场发生变化,目前65nm及以下线宽的产品占据一半以上的市场。抛光步骤是芯片制造流程中成本最高的步骤,所以线宽的每次降低客户都会要求一定程度的降价,并且存在在越大晶圆上使用越稀抛光液的行内做法。卡博特占据抛光液领域40%的市场,然后是日立化学、陶氏化学、富士美和富士胶卷;而抛光垫的供应侧具有更高的集中度——陶氏化学占据了90%的市场份额。
              不同等级的湿法化学品具有不同的增长速度,纯净度高的产品一直快于纯净度较低的产品,这同样是被制程的特征线宽的更替所推动的。湿法化学品的供应集中度低于其他制程电子化学品,大型的企业有关东化学、住友/东友、ATMI、Avantor、三菱化学、巴斯夫、空气产品、霍尼韦尔、杜邦等。
    薄膜金属材料中,四种金属主导市场:钛、钽、铝和铜分别占29%、25%、20%和16%的市场,四大公司也主导供应侧:日本矿业金属、普莱克斯、霍尼韦尔和东曹。
             PCB及封装电子化学品市场 
              PCB是整个电子工业在物理形式上的脊梁,支撑和联系着装配在其上的各种电子元件,所有的电子产品都要用到PCB。2015年整个PCB工业产值在700多亿美元,其中中国大陆占46%,日本占13%,中国台湾和韩国各占12%,这四个区域生产了全球80%以上的PCB电路板。但在每一个区域,PCB供应侧又因为生产企业太多而呈现为分散状态。
     
              PCB的生产过程比芯片的生产更为标准化,其间用到为数众多的化学品。2015年PCB及封装化学品的市场达到169亿美元,PCB化学品约占60%,其中基底21%、光刻胶8%、蚀刻剂3%、电镀剂11%、导电浆料15%;而封装化学品约占四成,其中基底27%、封装胶11%、芯片贴装材料3%。过去10年,全球PCB及封装电子化学品市场规模变化趋势见图4。未来4~5年,PCB及半导体封装化学品市场总体的年均复合增长率会在4%左右,稍慢于制程用电子化学品总体速度。
               如果仅从技术特征出发,可将芯片生产视作一种微观过程,而将PCB生产视作一种宏观过程,那封装则是连接微观和宏观之间的一种桥梁。更小更精细的芯片微观结构,给封装技术带来新的发展动力。然而技术的进步和消费需求的增长,并未减轻封装工业削减生产、管理和环保成本方面的压力。
               中国大陆是制程电子化学品全球最大的市场,2015年市场份额达全球的29%,其次是日本、中国台湾和韩国,此四个地区占据全球市场的3/4,和制程化学品的消费地区分布表现出了类似的特征。
               PCB基底材料树脂主要供应商有大金、陶氏化学、杜邦、亨斯迈等,而基底主要制造商有阿尔隆、安美特、杜邦、伊索拉、帕克、日立、三菱、日东电工、松下、住友、东丽、罗杰斯、泰康利等,生产柔性基底的还有三菱、3M、东丽、杜邦帝人、SKC等。基底材料的发展方向,一是小型化和小孔化,二是特种树脂的使用,三则是环保要求的提高。
               光刻胶的主要企业是安美特、陶氏化学、杜邦、亨斯迈、巴斯夫、麦德美、旭化成、太阳油墨、东京应化、田村化研等。更薄、更精细以及水性化是光刻胶的主要发展方向,但对蚀刻剂而言,在线回收再用已经逐渐在下游厂商中普及起来。
               电镀剂和导电浆料主要由安美特、陶氏化学、麦德美/乐思、KMG、欧姆、杜邦、汉高、贺利氏、菲柔、洛德、伯乐、住友、太阳油墨等企业主导供应侧,下游不仅要求产品种类和性能要跟上更新步伐,对成本的控制要求更高。
               对半导体封装基底材料而言,小型化、轻薄化、高性能和绿色环保是主要的方向,封装胶则向着高密化、高频应用和高复杂化的方向发展。主导封装化学品的企业有杜邦、恩迪科特、京瓷、陶氏化学、富勒、洛德、汉高、亨斯迈、麦德美/乐思、3M等企业。
               迄今为止,全球半导体行业依然遵循摩尔定律,显现出较高的周期性,“产能增加-价格下跌-盈利下降-投资减少-价格上升”周而复始。此种周期性对于芯片商和上游的设备和化学品提供商的决策具有极大的影响。
               而以下5个因素将时常影响本行业中对晶圆、设备、化学品、服务等需求:企业的全球化将使各个工序的生产在全球不同地点完成;消费者特别中产阶层的消费者对高科技产品的需求保持旺盛的增长势头,由此拉动芯片制造和PCB及封装业而得发展;新技术使全球合作、思维共享及连接成为可能,互联网、物联网将带来大量的对数据传输和处理量及速度的需求,由此带动更小更快的硬件设备的消费;PCB及封装化学品商将继续处理好性价比悖论—用最先进的技术生产出最便宜的化学品;中国大陆和中国台湾、韩国、日本仍然构成电子制造业的中心,亚洲制造的市场地位不可动摇。

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