这种材料是两种化合物的复合体：钽 - 钯 - 硒化合物（Ta2Pd3Se8）和钽- 铂 - 硒化合物（Ta2Pt3Se8）。早在30多年前，人类就能够合成TaPdSe和TaPtSe晶体，而这两种新材料的组成部分则通是过微机电分离技术获取自对应的化合物晶体。 俄罗斯莫斯科国立科技大学（National University of Science and Technology）由数学和物理学博士帕维尔·索罗金（Pavel Sorokin）领导的研究团队完成了新材料的理论工作，而美国新奥尔良杜兰大学的Jiang Wei领导的研究团队完成了实验部分。帕维尔·索罗金就职于国立科技大学，是纳米尺度架构理论材料科学和无机纳米材料实验室的负责人。近日，他就此材料对人类生活可能带来的长远影响接受了俄罗斯国立新闻集团记者的采访。记者：索罗金先生，您领导下完成的该材料理论工作有什么重要意义？这种新材料所代表的未来半导体材料相较于现有同类材料到底有何不同？ 索罗金：我们和美国同行一起致力于制造更紧凑，速度更快的电子器件。理论上来说，有了我们的新材料后，将有可能把电路缩小到纳米尺度，同时，这样的电路运行速度将更快，而能耗则更低。更重要的是，这种材料的应用范围将越来越广。而电子器件的速度和其他参数都直接取决于导电材料的质量。我们之前成功地制造出了纳米尺度的导线，因此我们尝试将这种导线用于制造革命性的新型电子系统。如果纳米电子器件得以普及，那么我们身边的所有电子系统能可以变得更智能，体积更小。而光中继器件、光敏二极管、传感器和其他电子设备的响应速度可以更快，而耗电则将更低。 记者：新发明的“纳米工程材料”会给电子工业带来怎样的巨大改变？ 索罗金：微电子和光电子工业是受益**的部门。新材料可以提供独特的光电、机械、化学和生物特性。 新材料**的特点在于：它是一种尺度非常小的一维纳米结构材料，材料的直径达到了让我们为之骄傲的及小尺寸。此外，我们获得材料的加工方法也与传统方法迥然不同。一般来说，目前获得纳米线的方法就是把石墨烯和二硫属元素材料切割成带状。以上两点就是我们研发出的新材料的巨大优势。由于（材料化合物的）晶体是由互联的、宽度相同纳米带组成的，于是我们就是总是可以抽取出同样宽度的纳米带，此外，我们还实现了实现了流水线化连续抽取。 记者：说到这里我不禁要问，您认为是什么动机促使科学家去探索未知的？新的发现是突然产生的，还是通过漫长艰苦的试错才产生的？ 索罗金：新材料的研发工作可以追溯到2010年我在德克萨斯州莱斯大学做博士后期间的工作。我所在团队的负责人鲍里斯·雅克比松（Boris Jacobson）教授是位很早就定居美国的俄罗斯移民，也是该领域出类拔萃的专家。他教导我以不同的视角看待问题，从被普遍认为已经研究透了的领域发掘出新的东西。 雅克比松教授和我博士导师列昂尼德·切诺扎东斯基（Leonid Chernozatonsky）的教导使我受益良多。在莱斯大学我遇到了蒋伟，他是一个天赋和干劲都属上佳的博士后。3年后我回到莫斯科，在Jiang Wei的提议下，我们开始进行合作研究。合作成果发表在了《Nature Physics》上，这是个不错的开局。 Jiang Wei接下来的建议是共同研究一种理论上可能存在的晶体。我们计算了它的结构，发现它很可能是一种“接近1维”的半导体。 尽管20世纪80年代就被发现，但钽-钯（铂）-硒化合物太过复杂，因此之前从未被系统研究过。该化合物晶体由弱链接的条带组成，其结构类似于过渡金属二硫族化合物中的条带结构。科学家们研究二硫化钼或二硫化钨等过渡金属的二硫化合物中的条带结构（可以看作是2维的）已经很长时间，因为该化合物可以提高半导体的特性。在传统硅材料的潜力日益被挖尽的时代，这类化合物提供了很有潜力的解决方案。这类化合物的结构有点像三明治：一层硫族元素——硒或者硫——下来是一层过渡金属原子——钨或钼，然后又是一层硫族元素，如此这般。人类早已制造出二维层状结构的过渡金属二硫化物半导体。但是，我们认为，我们可以进一步造出一维结构来。如果能实现，那么就可以制造出尽可能小的半导体原件。然而再实验中，我们的确遇到了不少麻烦。从三明治结构中分离纳米带状结构被证明是几乎不可能完成的任务，难度太大，勉强取出的纳米带状结构，性能也不怎么样。记者：2004年，科学界**认为，石墨烯是21世纪的半导体材料。你如何想到了现在这条全新的致胜思路呢？ 索罗金：我们突然意识到，我们根本就不该切割三明治结构，因为这种三明治结构本身就是我们寻找的目标！ Jiang Wei完成了实验。实验非常简单：他用胶带从晶体上粘了一个薄层下来，然后就获得了所需的纳米结构。胶带法也是用来获得石墨烯的实验室方法。它尽管简单，却非常有效，可以获得高质量的纳米尺度材料。在胶带的帮助下，Jiang Wei制造出了厚度只有1纳米的纳米条带。此外，我们的美国同行还用这种材料制造了1个三极管。同时，莫斯科的团队研究了纳米条带，以及多纳米条带组成的纳米长索的结构和电特性。我们还有很多工作要做。目前，我们获得了多种互联的纳米条带。未来，我们希望能在除了钽-钯（铂）-硒化合物之外的新材料中，发现新的纳米结构。考虑到钽-钯（铂）-硒化合物的众多有着众多的表亲，这一点几乎肯定能够做到。

据中国半导体工业协会（CSIA）的数据，2013年中国半导体销售额2408亿元，同比增长11.6%，其中设计808.8亿元，增长30.1%；制造600.8亿元，增长19.9%；封装1098.8亿元，增长6.1%，而进口半导体芯片为2313亿美元。根据安邦半导体产业顾问莫大康提供的数据，在2013年中国半导体前10大制造商中，外商占4家，包括如SK、Hynix、Intel、TSMC及和舰，不包括在成都的德州仪器。总销售额为454.1亿元，其中4家外资为187.5亿元，占比贡献为41.2%。在2013年中国前10大封装制造商中，外商占7家（未计及西安的美光），总销售额为442.9亿元，其中外资为257.9亿元，占比贡献为58.2%。半导体业如此巨大的市场，半导体工艺设备为半导体大规模制造提供制造基础，摩尔定律，给电子业描绘的前景，必将是未来半导体器件的集成化、微型化程度更高，功能更强大。新材料在线小编为您解读半导体生产过程中的主要设备概况。1、单晶炉设备名称：单晶炉。设备功能：熔融半导体材料，拉单晶，为后续半导体器件制造，提供单晶体的半导体晶坯。主要企业（品牌）：国际：德国PVA TePla AG公司、日本Ferrotec公司、美国QUANTUM DESIGN公司、德国Gero公司、美国KAYEX公司。国内：北京京运通、七星华创、北京京仪世纪、河北晶龙阳光、西安理工晶科、常州华盛天龙、上海汉虹、西安华德、中国电子科技集团第四十八所、上海申和热磁、上虞晶盛、晋江耐特克、宁夏晶阳、常州江南、合肥科晶材料技术有限公司、沈阳科仪公司。2、气相外延炉设备名称：气相外延炉。设备功能：为气相外延生长提供特定的工艺环境，实现在单晶上，生长与单晶晶相具有对应关系的薄层晶体，为单晶沉底实现功能化做基础准备。气相外延即化学气相沉积的一种特殊工艺，其生长薄层的晶体结构是单晶衬底的延续，而且与衬底的晶向保持对应的关系。主要企业（品牌）：国际：美国CVD Equipment公司、美国GT公司、法国Soitec公司、法国AS公司、美国ProtoFlex公司、美国科特·莱思科（Kurt J.Lesker）公司、美国Applied Materials公司。国内：中国电子科技集团第四十八所、青岛赛瑞达、合肥科晶材料技术有限公司、北京金盛微纳、济南力冠电子科技有限公司。3、分子束外延系统（MBE，Molecular Beam Epitaxy System）设备名称：分子束外延系统。设备功能：分子束外延系统，提供在沉底表面按特定生长薄膜的工艺设备；分子束外延工艺，是一种制备单晶薄膜的技术，它是在适当的衬底与合适的条件下，沿衬底材料晶轴方向逐层生长薄膜。主要企业（品牌）：国际：法国Riber公司、美国Veeco公司、芬兰DCA Instruments公司、美国SVTAssociates公司、美国NBM公司、德国Omicron公司、德国MBE-Komponenten公司、英国Oxford Applied Research（OAR）公司。国内：沈阳中科仪器、北京汇德信科技有限公司、绍兴匡泰仪器设备有限公司、沈阳科友真空技术有限公司。4、氧化炉（VDF）设备名称：氧化炉。设备功能：为半导体材料进行氧化处理，提供要求的氧化氛围，实现半导体预期设计的氧化处理过程，是半导体加工过程的不可缺少的一个环节。主要企业（品牌）：国际：英国Thermco公司、德国Centrothermthermal solutions GmbH Co.KG公司。国内：北京七星华创、青岛福润德、中国电子科技集团第四十八所、青岛旭光仪表设备有限公司、中国电子科技集团第四十五所。5、低压化学气相淀积系统（LPCVD，Low Pressure Chemical Vapor Deposition System）设备名称：低压化学气相淀积系统设备功能：把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入LPCVD设备的反应室，在衬底表面发生化学反应生成薄膜。主要企业（品牌）：国际：日本日立国际电气公司、国内：上海驰舰半导体科技有限公司、中国电子科技集团第四十八所、中国电子科技集团第四十五所、北京仪器厂、上海机械厂。6、等离子体增强化学气相淀积系统（PECVD，Plasma Enhanced CVD）设备名称：等离子体增强化学气相淀积系统设备功能：在沉积室利用辉光放电，使其电离后在衬底上进行化学反应，沉积半导体薄膜材料。主要企业（品牌）：国际：美国Proto Flex公司、日本Tokki公司、日本岛津公司、美国泛林半导体（Lam Research）公司、荷兰ASM国际公司。国内：中国电子科技集团第四十五所、北京仪器厂、上海机械厂。7、磁控溅射台（MagnetronSputter Apparatus）设备名称：磁控溅射台。设备功能：通过二极溅射中一个平行于靶表面的封闭磁场，和靶表面上形成的正交电磁场，把二次电子束缚在靶表面特定区域，实现高离子密度和高能量的电离，把靶原子或分子高速率溅射沉积在基片上形成薄膜。主要企业（品牌）：国际：美国PVD公司、美国Vaportech公司、美国AMAT公司、荷兰Hauzer公司、英国Teer公司、瑞士Platit公司、瑞士Balzers公司、德国Cemecon公司。国内：北京仪器厂、沈阳中科仪器、成都南光实业股份有限公司、中国电子科技集团第四十八所、科睿设备有限公司、上海机械厂。8、化学机械抛光机（CMP，Chemical Mechanical Planarization）设备名称：化学机械抛光机设备功能：通过机械研磨和化学液体溶解“腐蚀”的综合作用，对被研磨体（半导体）进行研磨抛光。主要企业（品牌）：国际：美国Applied Materials公司、美国诺发系统公司、美国Rtec公司、。国内：兰州兰新高科技产业股份有限公司、爱立特微电子。9、光刻机（Stepper，Scanner）设备名称：光刻机。设备功能：在半导体基材上（硅片）表面匀胶，将掩模版上的图形转移光刻胶上，把器件或电路结构临时“复制”到硅片上。主要企业（品牌）：国际：荷兰阿斯麦（ASML）公司、美国泛林半导体公司、日本尼康公司、日本Canon公司、美国ABM公司、德国德国SUSS公司、美国MYCRO公司。国内：中国电子科技集团第四十八所、中国电子科技集团第四十五所、上海机械厂、成都南光实业股份有限公司。10、反应离子刻蚀系统（RIE，Reactive Ion Etch System）设备名称：反应离子刻蚀系统。设备功能：。平板电极间施加高频电压，产生数百微米厚的离子层，放入式样，离子高速撞击式样，实现化学反应刻蚀和物理撞击，实现半导体的加工成型。主要企业（品牌）：国际：日本Evatech公司、美国NANOMASTER公司、***REC公司、韩国JuSung公司、韩国TES公司。国内：北京仪器厂、北京七星华创电子有限公司、成都南光实业股份有限公司、中国电子科技集团第四十八所。11、ICP等离子体刻蚀系统（ICP, Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching System）设备名称：ICP等离子体刻蚀系统。设备功能：一种或多种气体原子或分子混合于反应腔室中，在外部能量作用下（如射频、微波等）形成等离子体，一方面等离子体中的活性基团与待刻蚀表面材料发生化学反应，生成可挥发产物；另一方面等离子体中的离子在偏压的作用下被引导和加速，实现对待刻蚀表面进行定向的腐蚀和加速腐蚀。主要企业（品牌）：国际：英国牛津仪器公司、美国Torr公司、美国Gatan公司、英国Quorum公司、美国利曼公司、美国Pelco公司。国内：北京仪器厂、北京七星华创电子有限公司、中国电子科技集团第四十八所、戈德尔等离子科技（香港）控股有限公司、中国科学院微电子研究所、北方微电子、北京东方中科集成科技股份有限公司、北京创世威纳科技。12、离子注入机（IBI，Ion Beam Implanting）设备名称：离子注入机。设备功能：对半导体表面附近区域进行掺杂。主要企业（品牌）：国际：美国维利安半导体设备公司、美国CHA公司、美国AMAT公司、Varian半导体制造设备公司（被AMAT收购）。国内：北京仪器厂、中国电子科技集团第四十八所、成都南光实业股份有限公司、沈阳方基轻工机械有限公司、上海硅拓微电子有限公司。13、探针测试台（VPT，Wafer prober Test）设备名称：探针测试台。设备功能：通过探针与半导体器件的pad接触，进行电学测试，检测半导体的性能指标是否符合设计性能要求。主要企业（品牌）：国际：德国Ingun公司、美国QA公司、美国MicroXact公司、韩国Ecopia公司、韩国Leeno公司。国内：中国电子科技集团第四十五所、北京七星华创电子有限公司、瑞柯仪器、华荣集团、深圳市森美协尔科技。14、晶片减薄机（Back-sideGrinding）设备名称：晶片减薄机。设备功能：通过抛磨，把晶片厚度减薄。主要企业（品牌）：国际：日本DISCO公司、德国G&N公司、日本OKAMOTO公司、***Camtek公司。国内：兰州兰新高科技产业股份有限公司、深圳方达研磨设备制造有限公司、深圳市金实力精密研磨机器制造有限公司、炜安达研磨设备有限公司、深圳市华年风科技有限公司。15、晶圆划片机（DS，Die Sawwing）设备名称：晶圆划片机。设备功能：把晶圆，切割成小片的Die。主要企业（品牌）：国际：德国OEG公司、日本DISCO公司。国内：中国电子科技集团第四十五所、北京科创源光电技术有限公司、沈阳仪器仪表工艺研究所、西北机器有限公司（原国营西北机械厂709厂）、汇盛电子电子机械设备公司、兰州兰新高科技产业股份有限公司、大族激光、深圳市红宝石激光设备有限公司、武汉三工、珠海莱联光电、珠海粤茂科技。16、引线键合机（Wire Bonder）设备名称：引线键合机。设备功能：把半导体芯片上的Pad与管脚上的Pad，用导电金属线（金丝）链接起来。主要企业（品牌）：国际：美国奥泰公司、德国TPT公司、奥地利奥地利FK公司、马来西亚友尼森（UNISEM）公司。国内：中国电子科技集团第四十五所、北京创世杰科技发展有限公司、宇芯（成都）集成电路封装测试有限公司（马来西亚友尼森投资）、深圳市开玖自动化设备有限公司。1、单晶炉：德国PVA TePla AG公司、日本Ferrotec公司、美国QUANTUM DESIGN公司 ……2、气相外延炉：美国CVD Equipment公司、美国GT公司、法国Soitec公司……3、分子束外延系统：法国Riber公司、美国Veeco公司、芬兰DCA Instruments公司……4、氧化炉：英国Thermco公司、德国Centrotherm thermalsolutions GmbH Co.KG公司……5、低压化学气相淀积系统：日本日立国际电气公司……6、等离子体增强化学气相淀积系统：美国Proto Flex公司、日本Tokki公司、日本岛津公司……7、磁控溅射台：美国PVD公司、美国Vaportech公司、美国AMAT公司……8、化学机械抛光机：美国Applied Materials公司、美国诺发系统公司、美国Rtec公司……9、光刻机：荷兰阿斯麦（ASML）公司、美国泛林半导体公司、日本尼康公司……10、反应离子刻蚀系统：日本Evatech公司、美国NANOMASTER公司、***REC公司……11、ICP等离子体刻蚀系统：英国牛津仪器公司、美国Torr公司、美国Gatan公司……12、离子注入机：美国维利安半导体设备公司、美国CHA公司、美国AMAT公司……13、探针测试台：德国Ingun公司、美国QA公司、美国MicroXact公司……14、晶片减薄机：日本DISCO公司、德国G&N公司、日本OKAMOTO公司……15、晶圆划片机：德国OEG公司、日本DISCO公司……

半导体产业是中国正在全力发展的一个产业，这个关系到国民经济命脉的产业受到了****的关注，但从目前状况看来，中国半导体产业在上中下游和国际＊＊水平还有很大的差距，这次我们来了解一下2016年中国半导体市场及上下游产业链分布，帮助中国半导体人有的放矢的投入研发。设备和材料是半导体产业的上游核心环节。集成电路占半导体总市场的八成，是半导体的主要构成部分。美国半导体产业协会（SIA）**发布的数据显示，2015 年全球半导体市场规模为3,352 亿美元，比2014 年略减0.2%。半导体可以分为四类产品，分别是集成电路、光电子器件、分立器件和传感器。其中规模**的是集成电路，达到2,753 亿美元，占半导体市场的81%。由于半导体产品中大部分是集成电路，因此二者常常被混为一谈，在此特别说明二者的异同，以免混淆。1、设备和材料在半导体产业链中位于上游，是半导体制造所需的工具和原料    经过50 多年的发展，如今的半导体产业已经高度专业化。我们以集成电路（IC）产业为例来说明产业的分工。集成电路产业经过了几十年不断的发展与演变，在1970 年代以前，由系统厂商（System）和IDM 厂商主导，之后演变为IC 设计、晶圆代工和封装测试为主导的垂直分工模式。随着IC 产业规模的壮大，产业竞争加剧，分工模式进一步细化，从封装测试环节中分出测试，从IC 设计环节分出了专门提供IP 的厂商（如ARM）。    半导体设备和材料处于IC 产业的上游，为IC 产品的生产提供必要的工具和原料。当前IC 产业的商业模式可以简单描述为，IC 设计公司根据下游客户（系统厂商）的需求设计芯片，然后交给晶圆代工厂进行制造，之后再由封装测试厂进行封装测试，**将性能良好的IC 产品出售给系统厂商。IC 设计、晶圆制造、封装测试是IC 产业的核心环节，除此之外，IC 设计公司需要从IP/EDA 公司购买相应的IP 和EDA 工具，而IC 制造和封装测试公司需要从设备和材料供应商购买相应的半导体设备和材料化学品。因此，在核心环节之外，集成电路产业链中还需要IP/EDA、半导体设备、材料化学品等上游供应商。    2、半导体生产工艺复杂，对半导体设备和材料的要求极高    集成电路产业按照摩尔定律持续发展，制程节点不断缩小，今年将量产10 纳米。摩尔定律是由英特尔（Intel）创始人之一戈登〃摩尔（Gordon Moore）于1965 年提出来的。其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24 个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。几十年来，集成电路产业沿着摩尔定律发展，1971年集成电路的制程节点是10 微米（百分之一毫米），今年台积电将开始量产10 纳米（十万分之一毫米），技术节点缩小到千分之一，意味着晶体管面积缩小百万分之一。    82 平方毫米的集成电路产品中有超过十亿颗晶体管，制造工艺极其复杂。英特尔在2015 年CES 展会上发布的第五代酷睿处理器系列，采用14nm 3D 三栅极晶体管技术打造，U 系列核心面积相比采用22nm 3D 三栅极集体管技术的第四代酷睿U 系列处理器缩小了37%，但所集成的晶体管数量提升了35%，达到13 亿个！这使得第五代酷睿处理器与同级别第四代酷睿处理器相比，显卡性能**提升22%，视频处理器能力**提升50%，电池续航时间*多延长1.5 小时。第五代处理器芯片的面积仅82 平方毫米，在如此小的面积上要集成13 亿个晶体管，其制造难度可想而知。    半导体制造技术十分精细，制造工艺的极其复杂，对设备和材料的要求非常苛刻。根据产品的不同，集成电路生产需经过几十步甚至上千步的工艺，其中任何一步的错误都可能是**导致器件失效的原因，因此对设备和材料的要求非常高，且对每一步的良率要求极高，通常要达到3 个9 以上的良率。在20nm 技术节点，集成电路产品的晶圆加工工艺步骤约1000 步，在7nm 时将超过1500 步。假设每一步的加工合格率为99.0%（2个9），那么经过1000 步加工之后，其合格率为零！当每一步的加工合格率为99.99%（4 个9）时，经过1000 不加工，其合格率才能达到90%。因此，集成电路制造过程中对设备和材料的稳定性要求极高。 3、半导体设备和材料规模合计超800 亿美元，呈寡头垄断局面    半导体设备行业门槛极高，处于寡头垄断局面，国内产业相对薄弱。从全球范围看，美国、日本、荷兰是世界半导体装备制造的三大强国，全球知名的半导体设备制造商主要集中在上述国家。根据SEMI 的统计，2014 年全球半导体设备市场规模为375 亿美元，前十大半导体设备厂商的销售额为351 亿美元，市场占有率高达93.6%，行业处于寡头垄断局面。前十大半导体设备生产商中，有美国企业4 家，日本企业5 家，荷兰企业1 家。其中美国的应用材料公司（AMAT）以79.4 亿美元的销售额位居****，全球设备市场市占率21.2%；荷兰阿斯麦（ASML）公司以75.5 亿美元的销售额位居全球第二，全球设备市场市占率20.1%；日本的东京电子（TEL）销售额为55.4 亿美元，位列第三，全球设备市场市占率14.8%。美国公司在等离子体刻蚀设备、离子注入机、薄膜沉积设备、掩模版制造设备、检测设备、测试设备、表面处理设备产品中具有竞争优势；日本公司在光刻机、刻蚀设备、单晶圆沉积设备、晶圆清洗设备、涂胶机/显影机、退火设备、检测设备、测试设备、氧化设备等产品中具有竞争优势，荷兰公司则在高端光刻机、外延反应器、垂直扩散炉等领域处于＊＊地位。2014 年全球十大半导体设备商排名及相关收入中国电子专用设备工业协会统计显示，2014 年我国半导体设备行业35 家主要制造商共完成40.53 亿元销售收入，同比增长34.5%；实现利润8.48 亿元，同比增长13.8%；出**货值4.41 亿元，同比增长50.5%；预计2015 年销售收入将达到50 亿元左右，同比增长25%。这35 家设备厂商的销售额中并非全部来自半导体设备，有一部分是太阳能设备，实际半导体设备的销售规模更小。假设2014 年国内半导体设备的销售额为40.53 亿元，仅占全球半导体设备市场份额的1.7%，处于可以忽略的地位，半导体设备的落后程度可见一斑。    半导体材料市场同样处于寡头垄断局面，国内产业规模非常小。2014 年全球晶圆制造和半导体封装材料市场分别为239.7 亿美元和203.7 亿美元，二者合计443.4 亿美元。大陆地区是全球主要的半导体材料市场，2014 年大陆地区半导体制造材料市场整体规模为535 亿元（约86 亿美元），占全球半导体材料市场的19.4%。根据产业现状及发展趋势预测，大陆地区半导体制造材料2015、2016 年市场整体规模有望持续增长，分别达到590 亿元、647 亿元。与半导体设备市场不同的是，半导体材料市场更细分，单一产品的市场空间很小，所以，少有纯粹的半导体材料公司。半导体材料往往只是某些大型材料厂商的一个块业务。尽管如此，由于半导体工艺的对材料的严格要求，就单一半导体化学品而言，仅有少数几家供应商可以提供产品。以半导体硅片市场为例，2013 年前四大硅片供应商分别占据全球市场份额的36%、29%、12%和8%，合计占据85%的市场份额。在半导体光刻胶市场，也是类似的情况。    4、设备和材料是推动半导体产业进步的关键因素    集成电路产业能够延续摩尔定律的不断发展，离不开三方面的进步：1）半导体器件结构和原理的进步；2）半导体设备制造能力的提升和半导体制造工艺的改进；3）材料性能的改善和新材料的应用。    1) 摩尔定律接近极限，超越摩尔引起重视简言之，摩尔定律就是技术进步带来生产效率提升和生产成本的下降。过去半个世纪，集成电路产业基本上是按照摩尔定律不断发展。业界普遍认为集成电路产业发展到5nm技术节点时，将达到摩尔定律的物理极限，摩尔定律有可能将失效。今年半导体产业将进入10nm 制程，已经趋于接近摩尔定律的物理极限，延续摩尔定律的先导技术研究成为全球半导体行业的热点，后摩尔定律时代的技术也成为研究的热点。    全球集成电路技术的发展呈现出以下趋势：一是延续摩尔定律（MoreMoore），芯片特征尺寸沿着不断缩小的方向继续发展。基于投资规模和技术研发成本的考虑，放弃超小型化制造技术的芯片厂商日益增多，转向Fablite 或Fabless，高阶制程将掌握在少数几家企业手中，芯片制造呈现聚拢趋势；二是超越摩尔定律（MorethanMoore），开发新的半导体材料，运用电子电路技术和电路设计等的概念，在物理结构和器件设计方面产生新的突破，如三维封装、3D 晶体管结构等。    2) 半导体产业进步离不开半导体设备的不断创新    按照摩尔定律，每18-24 个月集成电路的制造技术就要进步一代，那么设备厂商就必须每18-24 个月推出更先进的制造设备，以满足制造工艺的需求。以光刻机为例，光刻机历经50 多年的发展，其分辨率从*初大于10 微米发展到如今的10 纳米及以下，分辨率至少提升了3 个数量级。    光刻机的分辨率主要取决于曝光光源的波长和镜头光学系统的数值孔径NA。为了实现技术的进步，光刻机经历了以下几个方面的进步：1）曝光光源的波长经历了514nm、436nm（g-Line）、405nm（H-Line）、365nm（i-Line）、248nm（KrF）、193nm（ArF）、157nm（F2）、13.5nm（EUV，即将大规模使用）等几个阶段的进步；2）曝光方式经历了接触式（Contact）、接近式（Proximity）、投影式（Projection）三种方式，其中投影式又可分为步进式（Stepper）、扫描式（Scanner）、扫描步进（Scanning Stepper）三种形式；3）干式投影发展到浸没式投影；4）加工硅片的直径：经历了75mm、100mm、150mm、200mm、300mm，以及未来的450mm；5）产出效率：由*初的一小时不足50 片Wafer 到现在超过200 片。    技术的进步，也带动光刻机产品单价的持续上涨。根据SEMATECH 的研究，1970 年代，光刻机的单价在几十万美元，并且约每4.4 年价格翻一倍。目前，先进光刻机的单价一般都超过1000 万美元，而**进的EUV 光刻机单价超过5000 万美元。EUV 是实现10nm 以下工艺制程的*经济手段，不过当前技术还不够成熟，且只有只有ASML一家供应商具备开发EUV 光刻机的能力。2012 年半导体三巨头英特尔、台积电、三星分别投资阿斯麦33.67 亿欧元、11.14 亿欧元、7.79 亿欧元，用于帮助ASML 开发EUV技术，并获得ASML 的部分股权。三巨头投资ASML 的主要原因是推动EUV 技术快速实现量产，以及EUV 设备的优先购买权。  3) 半导体行业使用的材料种类越来越多    随着半导体器件结构的变化和半导体制程复杂程度的提高，在半导体产业采用的化学元素越来越多。在1985 年，化学元素周期表中只有11 种元素用于半导体行业。而到了2015 年，半导体行业使用的化学元素种类达到49 种。除了材料种类的增多，半导体材料也随着半导体制程的进步而不断发展。   硅（Si）是目前*重要的半导体材料，全球95%以上的半导体芯片和器件是用硅片作为基底功能材料而生产出来的。在可预见的未来，还没有其它材料（如石墨烯等）可以替代硅的地位。在1960 年时期就有了0.75 英寸(约20mm)左右的单晶硅片。在1965 年左右Gordon Moore 提出摩尔定律时，还是以分立器件（Discrete）为主的晶体管（Transistor），然后开始使用少量的1.25 英寸小硅片，进而集成电路用的1.5 英寸硅片更是需求大增。之后，经过2 英寸，3 英寸， 1975 年4 英寸登场开始在全球普及，接下来5 英寸，6 英寸，8 英寸，然后从2001 年开始进入12 英寸。预计在2020 年左右，18 英寸（450mm）的硅片将开始投入使用。    此外，还出现了新的硅材料——SOI（Silicon-On-Insulator，绝缘衬底上的硅），SOI技术是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层。    SOI 材料具有以下突出优点：1、低功耗；2、低开启电压；3、高速；4、提高集成度；5、与现有集成电路完全兼容且减少工艺程序；6、耐高温；7、抗辐照等。基于SOI 结构上的器件在本质上可以减小结电容和漏电流，提高开关速度，降低功耗，实现高速、低功耗运行。作为下一代硅基集成电路技术，SOI 广泛应用于微电子的大多数领域，同时还在光电子、MEMS 等其它领域得到应用。

从三个维度看实现上游材料的突破是中国半导体产业腾飞的基石从国家层面来看，建立完善的材料体系是走向半导体强国的必经之路，《纲要》中也对上游材料提出了具体发展目标；从产业层面来看，材料是产业发展的基础和先导，2014 年全球半导体材料市场规模达443 亿美元，占整个半导体市场比重接近14%，而我国上游配套材料国产化率低、规模小，与产业的发展严重不匹配；从公司层面来看，需求端国内制造和封装厂商规模占全球比重不断提升，需求在增长，供给端国内材料企业产品集中于低端应用环节的局面正在得到改善，全产业逐步向高端应用迈进。未来国内IC产业发展路径清晰，将实现从市场到核心的突破。国产替代材料之从无到有：大硅片核心材料国产化刻不容缓从无到有以核心材料大硅片国产化为代表，2013 年国内半导体硅片市场规模为132.4 亿元，占国内半导体制造材料总规模比重达42.5%。而这一领域主要由日本厂商垄断，我国6 英寸硅片国产化率为50%，8 英寸硅片国产化率为10%，12 英寸硅片完全依赖于进口。目前国内主要供应商包括有研新材，上海新傲，浙江金瑞泓，洛阳单晶硅等，实际生产仍以中小尺寸为主。今年上海新阳与兴森科技参与投资的大硅片项目现正式启动，将实现12 英寸硅片国产化。国产替代材料之从小到大：国内厂商不断向高端领域延伸从小到大以掩膜版、光刻胶、CMP 材料等国内已有一定基础，部分实现国产化的材料为例，或是受益于外包比例增加的行业趋势、或是随着国内企业研发和产业投入增加，越来越多的优秀人才加入等，各种材料领域中均涌现出优秀企业在高端工艺应用中取得突破，正在逐步实现国产替代。A股半导体材料相关公司整理我们梳理了A 股上市公司中设计半导体材料领域的相关企业，包括大硅片领域的上海新阳、兴森科技、有研新材，光刻胶相关领域的南大光电（拟收购光刻胶厂商北京科华）、飞凯材料（与中芯聚源等共同投资聚源恒泰集成电路产业基金）、强力新材，CMP 领域的鼎龙股份。—— 报告正文 ——投资逻辑在国家意志强力推进下，再加上千亿大基金密集投资助力，国内半导体行业迎来了加速发展期。在整个半导体行业设计、制造、封装领域均得到大基金青睐后，我们注意到8月18日京东方发布公告，与大基金共同投资集成电路基金。这一次大基金或已开始将眼光投向面板材料领域。除此以外，南大光电拟收购国内光刻胶龙头厂商北京科华、飞凯材料携手中芯聚源成立集成电路产业基金、强力新材拟进行产业链并购整合、大硅片项目开始实施。仔细梳理下来我们发现，半导体上游材料领域正在发生变化。从国家层面来看，建立完善的材料体系是走向半导体强国的必经之路，《纲要》中也对上游材料提出了具体发展目标；从产业层面来看，材料是产业发展的基础和先导，2014年全球半导体材料市场规模达443亿美元，占整个半导体市场比重接近14%，而我国上游配套材料国产化率低、规模小，与产业的发展严重不匹配；从公司层面来看，需求端国内制造和封装占全球比重不断提升，涌现出一批优质厂商，供给端国内材料企业产品集中于低端应用环节的局面正在得到改善，全产业逐步向高端应用迈进。未来国内IC产业发展路径清晰，将实现从市场到核心的突破。在半导体上游材料中，我们认为实现国产替代的途径有两种：从无到有和从小到大。一方面，从无到有以核心材料大硅片国产化为代表，2013年国内半导体硅片市场规模为132.4亿元，这一领域主要由日本厂商垄断，尤其12英寸硅片完全依赖于进口。国内主要供应商包括有研新材，上海新傲，浙江金瑞泓，洛阳单晶硅等，实际生产仍以中小尺寸为主。上海新阳与兴森科技参与投资的大硅片项目现已正式启动，将实现12英寸硅片国产化。另一方面，从小到大以掩膜版、光刻胶、CMP材料等国内已有一定基础，部分实现国产化的材料为例，或是受益于外包比例增加的行业趋势、或是随着国内企业研发和产业投入增加，越来越多的优秀人才加入等，各种材料领域中均涌现出优秀企业在高端工艺应用中取得突破，逐步实现国产替代。在国家意志落地，国内IC行业加速发展的大背景下，我们看好半导体上游材料行业未来的发展，同时也将持续关注这一领域中相关的投资机会。实现上游材料的突破是中国半导体产业腾飞的基石国家层面：建立完善的材料体系是走向半导体强国的必经之路，政策支持为上游材料的发展注入一剂强心针一条完整的半导体产业链包括设计、制造、封装、设备、材料、以及相关的中介机构等，只有各环节相互支撑彼此促进，才能促进全行业良性发展。材料作为生态体系中的重要一环，实现其供应链的本土化，形成完善的材料体系产生的产业协同效应好处更多。一方面自主配套的材料系统有利于下游制造和封装环节成本的控制、服务的快速及时响应、技术的安全可控；另一方面由于很多关键性材料的研发需要下游厂商的配合，而且下游市场的壮大也带动材料的需求上升，下游的不断发展也能反作用利好上游材料。纵观全球半导体产业几大成熟基地，欧美、日、韩、台湾，均形成了完备的产业链结构。我国集成电路产业发展要取得成功，从现在开始就应当立足于全产业链的规划、完善与提高。2014年6月公布的《国家集成电路产业发展推进纲要》将发展集成电路产业上升为国家战略，并对上游材料与设备提出了具体发展目标。同时，设立千亿国家集成电路产业投资基金，助力我国集成电路产业实现跨越式发展。材料是产业发展的基础和先导，因此，我们认为在国家层面推进材料的发展和建设是大概率事件。产业层面：我国半导体材料环节较为薄弱，难以满足产业发展的需要半导体材料位于整个产业链的的上游，是完成制造和封装环节的基础。根据国际半导体设备与材料协会公布的数据，2014年全球半导体材料市场规模达443亿美元，占整个半导体市场比重接近14%。我国半导体行业近年来发展势头正劲，而上游配套材料国产化率低，规模小，与产业的发展严重不匹配。根据CSIA统计，2014年中国集成电路产业销售额为3015.4亿元，同比增长20.2%。其中，设计业增速*快，销售额为1047.4亿元，同比增长29.5%；制造业受到西安三星投产影响，2014年增长率达到了18.5%，销售额达712.1亿元；封装测试业销售额1255.9亿元，同比增长14.3%。但是在这些辉煌数字的背后却是上游材料销售额刚突破百亿元人民币，占全球半导体材料市场3.6%，难以满足产业发展的需求。公司层面：供给端和需求端共同助力半导体材料国产化半导体产能转移，大陆制造和封装占全球比重不断提升带动上游材料需求近年来，我国凭借其巨大的消费市场、劳动力红利、以及政策优惠，吸引了相Intel、三星、海力士、台积电等国际半导体巨头在大陆投资设厂，同时也诞生了中芯国际、长电科技等一批本土优质半导体厂商。制造：国内现有12英寸生产线7条，8英寸生产线15条，6英寸生产线至少20条。其中中芯国际拥有8英寸月产能12.6万片，12英寸月产能4.8万片。根据**公布的财报，中芯国际2015年二季度销售额达到5.47亿美元，同比增长6.9%，毛利1.76亿美元，毛利率达32.3%。国内第二大晶圆代工厂华虹半导体2015年二季度销售额也达到1.72亿美元，毛利率增至33.0%。封装：中国大陆IC封测产业主要厂商呈现外商独资、中外合资和内资三足鼎立的格局。随着先进封装的布局导入和国际并购步伐的加快，国内封装产业已形成一定的竞争力，长电科技、华天科技、通富微电均进入全球封装企业排名前20位，其中长电科技2014年位列全球第六，通过并购全球第四大封装厂星科金朋，强强联手有望进入全球封装前三。大陆逐渐成为全球半导体制造及封装基地的同时，也带动了上游半导体材料需求量的提升。基础材料厂商内生突破加速国产化进程半导体制造的过程就是“点石成金“的过程，主要是对硅晶圆的一系列处理，简单来说就是通过外延生长、光刻、刻蚀、掺杂和抛光，在硅片上形成所需要的电路，将硅片变成芯片。当前国内的半导体材料厂商多集中在低端产品领域，随着国内企业研发和产业投入增加，越来越多的优秀人才加入，销售额也在稳步增长。国内材料企业产品集中于低端应用环节的局面正在得到改善，全产业逐步向高端应用迈进。从总体发展状况来看，产业销售收入已经过100亿元。从细分材料市场来看，各领域中均涌现出优秀企业在高端工艺应用中取得突破，国产替代趋势确立。国内IC产业未来发展路径清晰，实现从市场到核心的突破在本土智能手机需求带动下，大陆IC产业近年来飞速成长，已经涌现出华为海思、展讯通信等一系列有影响力的半导体企业。我们认为大陆IC产业未来的发展路径可以从过去中国电视产业链的发展得到启示：起初电视制造的发展带来市场，随后到实现“屏+芯”的突破，近期又完成上游核心原材料的突破。我们认为同样由市场到核心突破的产业链发展经验将在IC领域得到复制。国产替代材料之从无到有：大硅片核心材料国产化刻不容缓集成度推动下硅片向大尺寸发展硅单晶圆片是*常用的半导体材料，是芯片生产过程中必不可少的、成本占比**的材料。我们制造一个芯片，需要先将普通的硅制造成硅单晶圆片，然后再通过一系列工艺步骤将硅单晶圆片制造成芯片。从市场规模上来看，2013年全球半导体硅片市场规模为79.32亿美元，占半导体制造材料总规模比重达35%；2013年国内半导体硅片市场规模为132.4亿元，占国内半导体制造材料总规模比重达42.5%。无论是全球还是国内市场，硅片都是半导体制造上游材料中比重**的一块。硅单晶圆片越大，同一圆片上生产的集成电路就越多，这样既可降低成本，又能提高成品率，但材料技术和生产技术要求会更高。在摩尔定律的推动下，集成电路的集成度不断增加，即一个硅片上所集成的元器件的数目增多。而集成度提高的三个主要技术因素是：器件尺寸缩小、芯片面积增加及芯片集成效率提高。一方面，硅片边缘部分由于不平整和存在大量缺陷，因此在硅片上制造器件时，实际可利用的是大圆片中间的部分，当单个器件芯片面积增大的时候，硅片上成品率下降，所以要增大硅片面积。另一方面，晶圆越大，同一圆片上可生产同规格的IC就越多，可有效降低IC成本，利润空间也就越大。目前以8英寸和12英寸的硅片生产为主。其中8英寸硅片主要应用于特色技术或差异化技术，产品包括各种电源芯片、摄影/指纹识别等传感器、智能硬件中的MCU与无线通信芯片、智能卡等，涵盖消费类电子、通信、计算、工业、汽车等领域。而12英寸硅片主要用于制造CPU、逻辑IC、存储器等高性能芯片，多用于PC、平板、手机等领域。随着时间的推移，未来大尺寸硅片的占比还会不断的提升，预计到2016年，12英寸硅片的比重将达到61%，8英寸硅片占24%，合计占到半导体硅片市场85%以上。整合持续进行，供需状况改善硅片行业的垄断度极高，近年来大公司不断通过相互间的整合实现市场占有率的进一步提升。目前前四厂商占比超过8成，主要由日本厂商垄断，前两位的信越半导体（Shin-Etsu Chemical）和sumco占比约为60%。近几年全球半导体硅片市场产能过剩较为严重，只有信越和sumco依靠规模优势能够盈利。未来随着半导体市场的不断增加，对上游硅片材料的需求将会相应增加，而从目前各大硅片厂商的计划来看，均暂无扩产打算，这样一来产能过剩的问题将会得到有效的缓解。大硅片实现从“0”到“1”的突破，国产替代进行时国内现有12英寸生产线7条，8英寸生产线15条，6英寸生产线至少20条，12英寸硅片月需求量在30万片左右，8英寸和6英寸各约60万片/月。而上游硅片材料主要供应商包括有研新材，上海新傲，浙江金瑞泓，洛阳单晶硅等，实际生产仍以中小尺寸为主。目前8英寸国产化率约10%，6英寸国产化率约50%，12英寸硅片则完全依赖于进口。有研新材：主要产品为硅单晶抛光片,包括4-5英寸太阳能硅片、6-8英寸的半导体硅片。其中,中小尺寸产品主要供给国内,大尺寸单晶硅片主要销往日韩。公司目前完成了5、6英寸生产线升级至6、8英寸,未来将继续加大8英寸和12英寸硅片材料领域研发。浙江金瑞泓：主营产品为技术含量高、附加值高的各尺寸硅片，其中8英寸抛光片和外延片在2009年开始批量生产并销售，率先实现我国8英寸硅片正片供应零的突破。产品约40%销往到美国、欧洲、***、日本、韩国和中国台湾等国家与地区的知名晶圆厂商，包括ONsemi、Fairchild、IR、TI、NEC等国际知名公司，同时也是中芯国际、华虹NEC、上海先进、苏州和舰、杭州士兰等国内相关企业的重要供应商。洛阳单晶硅：1995年，洛单集团与美国MEMC公司合资成立的麦斯克电子材料有限公司，是国内硅片制造业第一家中外合资企业。2014年10月开始搬迁扩产，该项目建成并达产后，可年产5英寸电路级硅抛光片112万片，6英寸电路级硅抛光片360万片，并具有研发及生产８英寸硅抛光片的能力，可实现5万片/月8英寸硅抛光片的生产能力。2014年5月，上海新阳定向增发超3亿元与兴森科技、上海新傲科技股份有限公司和上海皓芯投资管理有限公司（张汝京博士技术团队公司）签订《大硅片项目合作投资协议》，建设我国首条12英寸（300nm）硅片生产线，拟建300毫米半导体硅片产能15万片/月。该项目已在临港正式启动，实现12英寸硅片国产化。国产替代材料之从小到大：国内厂商不断向高端领域延伸掩膜版：外包份额逐渐扩大，国内厂商迎来新机遇集成电路设计与工艺制造之间的接口是版图，即对应于晶圆片上的电路元器件结构的几何图形组合。制造商要将版图的图形转移到晶圆片上，就需要经过一个重要的中间环节——制作光刻掩膜版。掩膜版是在IC制作过程中，利用光刻蚀技术把设计好的电路图形复制于晶圆上。我们把电脑上设计出来的电路图用光照到金属/玻璃薄膜上，制造出掩膜。我们再把刚制作好的掩膜盖在硅片上，当光通过掩膜照射，电路图就"印制"在硅晶片上。如果我们按照电路图使应该导电的地方连通，应该绝缘的地方断开，这样我们就在硅片上形成了所需要的电路。根据国际半导体设备与材料协会(SEMI)公布的数据，2014年全球半导体掩膜版销售额为32亿美元，其中台湾是**的掩膜版市场，连续五年****。掩膜版质量的优劣直接影响光刻的质量。在芯片制造过程中需要经过十几甚至几十次的光刻，每次光刻都需要一块光刻掩膜版，每块光刻掩膜版的质量都会影响光刻的质量。一般来说，通过一系列光学系统将掩膜版上的图形按照4：1的比例投影在晶圆上的光刻胶涂层上，如果晶圆的*小线宽要达到28nm，掩膜版上的*小线宽只要达到112nm即可。然而随着线宽的不断缩小，光衍射导致的投影图形对比度和失真问题也相应出现，这对掩膜版制造厂商的技术提出了更多的要求。全球主要的晶圆制造厂商，如Intel、Globalfoundries、IBM、TSMC、UMC、Samsung等都有自己的专业工厂来生产自身需要的掩膜版，**进的制程所需的掩膜版技术也就自然而然掌握在这些国际巨头手中。不过近些年，掩膜版外包的趋势非常的明显，特别是对于一些60nm及90nm以上制程的低端产品，外包的现象非常明显。专业的掩膜版制造厂的市场比重逐步提升，从2003年时的30%上升至2014年的53%。目前全球专业的掩膜版厂商包括美国的Photronics，台湾的台湾光罩，日本的Toppan，Hoya，SK-Electronics等。Photronics作为全球＊＊的掩膜版厂商，主要生产60nm及以上制程的光罩，2014年营收达到4.56亿美元，净利润3202万美元；而像台湾光罩则主要生产和供应相对低端的0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、0.11微米和90纳米制程的光罩，2014年营收达到4411万美元，净利润191万美元。目前国内的掩膜版厂商主要分为3类：第一类是科研院所，主要有中科院微电子中心，中国电子科技集团第13所、24所、47所、55所等；第二类是专业的掩膜版制造厂商，主要有无锡华润微电子有限公司掩膜工厂、上海凸版光掩膜有限公司、Photronics（上海）。第三类是晶圆代工厂，例如中芯国际，中芯国际的制版能力也处于国际较先进的水平。光刻胶：中国厂商蓄势待发，向高端领域拓展光刻胶，也被称为光致抗蚀剂。作为半导体上游化工材料之一的光刻胶，其在IC材料总成本中的占比约为4%，是IC制作过程中不可缺少的一员“猛将”。主要作用是协助将光刻掩膜版上的图形转移到晶圆上。光刻胶分为负胶和正胶两种。正胶在经过曝光后，受到光照的部分将会变得容易溶解，只留下未受到光照的部分形成图形；负胶在经过曝光后，受到光照的部分变得不易溶解，留下光照部分形成图形。负胶是*早被应用在光刻工艺上的光刻胶类型，它拥有工艺成本低、产量高等优点。但是负胶在吸收显影液后会膨胀，这会导致其分辨率不如正胶。因此负胶经常会被用于分立器件和中小规模集成电路等分辨率不太高的电路的制作中。大规模集成电路、超大规模集成电路以及对感光灵敏度要求更高的集成电路的制作，通常会选用正胶来完成图形的转移。近几年，半导体制造制程的不断提升也加速了光刻胶的发展。为了满足不断缩小的集成电路线宽，光刻胶的波长也由紫外g线(436nm)逐渐向深紫外ArF(193nm)方向发展。2010年后，还陆续出现了更为高端的超紫外光刻胶、电子束光刻胶、极紫外光刻胶等。半导体光刻胶的市场巨大，国产替代需求强烈根据智妍数据中心的调查数据，2014年光刻胶的全球市场规模高达70.2亿美元，其中PCB光刻胶、LCD光刻胶、半导体光刻胶的全球市场规模，分别为17.2亿美元、18.7亿美元、16.9亿美元。另外，据博思数据研究中心的预测，2015年中国光刻胶市场的总需求高达4390吨，为2007年的5.7倍。但是面对国内巨大的需求市场，中国的光刻胶行业依旧需要长期依赖于海外进口。光刻胶行业的成长伴随着半导体产业的发展。因此供应光刻胶的生产企业，大部分都是在半导体产业发展早期就开始参与市场的化学材料企业。目前半导体光刻胶的供应厂商主要集中在美国、日本、欧洲以及韩国等地。主要企业有日本的TOK、日本JSR、富士胶片、信越化学、住友化学，美国的Shipley、陶氏化学，瑞士的Clariant和德国的AZEM，韩国的锦湖石化、东进世麦肯等。国内光刻胶厂商逐步向高端领域拓展，加快国产替代步伐中国的光刻胶供应厂商多集中于PCB光刻胶、LCD光刻胶等低端领域，能够生产半导体光刻胶的厂商目前仅有北京科华微电子和苏州瑞红。另外苏州华飞微电子材料有限公司、常州华钛化学有限公司和无锡化工研究设计院也在涉足该产业领域。其中北京科华微电子自2010年起，在国家02重大事项的大力支持下，北京科华开始了248nm光刻胶的研究开发。并在2012年成功建成了248nm光刻胶生产线，这对于中国半导体光刻胶的发展来说，是具有里程碑意义的一次大飞跃。并且在2014年12月，北京科华微电子还获得了国内****进的芯片制造企业中芯国际的商业订单。2015年7月9日，南大光电发布公告，拟使用不超过人民币1.5亿元的超募资金以向北京科华增资及受让其原有股东部分股权的方式参股北京科华。CMP 材料：半导体制造的**一道关卡CMP，即化学机械抛光，是半导体制造过程中用来对正在加工中的硅片或其它衬底材料进行平坦化处理。CMP通过对化学作用和机械作用相结合，避免了由单纯机械抛光造成的表面损伤和由单纯化学抛光易造成的抛光速度慢、表面平整度和抛光一致性差等缺点。CMP过程中的所用到的主要材料是抛光液和抛光垫，而且这两种材料是耗材，需要频繁更换。在整个CMP材料市场中，抛光液和抛光垫所占份额合计超过80%。抛光液：CMP抛光液是平坦化工艺中研磨材料和化学添加剂的混合物，抛光液的诸多性质都会影响杂质去除速度：CMP 抛光液的化学成分、浓度、粘度、pH 值、流速、流动途径等；磨粒的种类、大小、形状及浓度等。抛光垫：抛光垫的主要作用有：①能贮存抛光液，并把它运送到工件的整个加工区域，使抛光均匀；②从工件抛光表面除去抛光过程产生的残留物（如抛光碎屑、抛光碎片等）；③传递材料去除所需的机械载荷；④维持抛光过程所需的机械和化学环境。除抛光垫的力学性能以外，其表面组织特征，如微孔形状、孔隙率、沟槽形状等，可通过影响抛光液流动和分布，来决定抛光效率和平坦性指标。抛光垫是CMP体系中的关键材料，门槛较高。主要供应商为陶氏化学，此外还有卡博特、日本东丽、台湾三方化学、3M等，其中陶氏化学占抛光垫市场份额高达90%。抛光液主要是复配技术，较抛光垫技术门槛相对低一些，抛光液行业毛利率为30%至40%左右水平，主要厂商包括美国卡博特、日本Fujimi等。国内的CMP材料市场规模从09年到13年年复合增长率超过27%，增速高于全球市场的增长，在全球市场中所占份额也不断增加。随着国内半导体产业链的不断完善，半导体材料市场的需求也会不断加大，国内企业也在积极布局这一领域。· 安集微电子：位于上海的中美合资企业，产品包括CMP抛光液、清洗液等，目前在国内8英寸、12英寸芯片领域约有50%市场份额。· 晶岭电子材料：位于天津的中美合资企业，产品包括蓝宝石水晶抛光液，主要生产6英寸芯片抛光液，且可定制4英寸抛光液。· 力合材料：位于深圳的私营企业，由清华力合投资等投资建设，与清华深研院保持密切联系，产品包括蓝宝石抛光液，硅晶片抛光液、计算机硬盘基片抛光液等。· 鼎龙股份：鼎龙股份是一家供应化学品新材料的上市公司。目前公司CMP抛光液和抛光垫项目正在有序推进。A 股半导体材料相关公司整理我们梳理了A股上市公司中设计半导体材料领域的相关企业，包括大硅片领域的上海新阳、兴森科技、有研新材，光刻胶相关领域的南大光电（拟收购光刻胶厂商北京科华）、飞凯材料（与中芯聚源等共同投资聚源恒泰集成电路产业基金）、强力新材，CMP领域的鼎龙股份。

计算设备体积随着半导体工业发展呈指数式缩小　　在“患病多年”后，摩尔定律于51岁“寿终正寝”。　　《自然》杂志刊文称，将于下月发布的下一份半导体技术路线图将采用完全不同的方法。早在2014年，国际半导体技术路线图组织已经决定，下一份路线图将不再依照摩尔定律。　　1965年，英特尔联合创始人戈登-摩尔(Gordon Moore)观察到，集成电路中的元件集成度每12个月就能翻番。此外，确保每晶体管****的单位芯片晶体管数量每12个月增长一倍。1965年，单位芯片50个晶体管可以带来**的每晶体管成本。摩尔预计，到1970年，单位芯片可集成1000个元件，而每晶体管成本则将下降90%。　　在对数据进行提炼和简化之后，这一现象就被称作“摩尔定律”：单位芯片晶体管数量每12个月增长一倍。摩尔的观察并非基于任何科学或工程原理。这仅仅反映了行业发展趋势。然而，在随后的发展中，半导体行业并没有将摩尔定律当作描述性、预测性的观察，而是视为规定性、确定性的守则。整个行业必须实现摩尔定律预测的目标。　　然而，实现这一目标无法依靠侥幸。芯片开发是一个复杂过程，需要用到来自多家公司的机械、软件和原材料。为了确保所有厂商根据摩尔定律制定同样的时间表，整个行业遵循了共同的技术发展路线图。由英特尔、AMD、台积电、GlobalFoundries和IBM等厂商组成的行业组织半导体协会从1992年开始发布这样的路线图。1998年，半导体行业协会与全球其他地区的类似组织合作，成立了“国际半导体技术路线图”组织。*近的一份路线图于2013年发布。　　摩尔定律提出的预测早在很久之前就已出现过问题。1975年，摩尔本人更新了摩尔定律，将半导体行业的发展周期从12个月增加至24个月。在随后30年中，通过缩小芯片上元件的尺寸，芯片发展一直遵循着摩尔定律。　　摩尔定律的终结50年来芯片晶体管和工作频率的指数式增长(注：纵坐标为对数坐标)　　然而到00年代，很明显单纯依靠缩小尺寸的做法正走到尾声。不过，通过其他一些技术，芯片的发展仍然符合摩尔定律的预测。在90纳米时代，应变硅技术问世。在45纳米时代，一种能提高晶体管电容的新材料推出。在22纳米时代，三栅极晶体管使芯片性能变得更强大。　　不过，这些新技术也已走到末路。用于芯片制造的光刻技术正面临压力。目前，14纳米芯片在制造时使用的是193纳米波长光。光的波长较长导致制造工艺更复杂，成本更高。波长13.5纳米的远紫外光被认为是未来的希望，但适用于芯片制造的远紫外光技术目前仍需要攻克工程难题。　　即使远紫外光技术得到应用，目前也不清楚，芯片集成度能有多大的提高。如果缩小至2纳米，那么单个晶体管将只有10个原子大小，而如此小的晶体管可靠性很可能存在问题。即使这些问题得到解决，功耗也将继续造成困扰。随着晶体管的连接越来越紧密，芯片功耗将越来越大。　　应变硅和三栅极晶体管等新技术历经了10多年的研究才得到商用。远紫外光技术被探讨的时间更长。而成本因素也需要考虑。相应于摩尔定律，我们还有一个洛克定律。根据后一定律，芯片制造工厂的成本每4年就会翻番。新技术的发展可能将带来更高的芯片集成度，但制造这种芯片的工厂将有着高昂的造价。　　近期，我们已经看到这些因素给芯片公司造成了现实问题。英特尔原计划于2016年在Cannonlake处理器中改用10纳米工艺，这小于当前Skylake芯片采用的14纳米工艺。去年7月，英特尔调整了计划。根据新计划，英特尔将推出另一代处理器Kaby Lake，并沿用此前的14纳米工艺。Cannonlake和10纳米工艺仍在计划之中，但被推迟至2017年下半年发布。　　与此同时，新增的晶体管变得越来越难用。80至90年代，新增晶体管带来的价值显而易见。奔腾处理器的速度远高于486处理器，而奔腾2代又远好于奔腾1代。只要处理器升级，计算机性能就会有明显的提升。然而在进入00年代之后，这样的性能提升逐渐变得困难。受发热因素影响，时钟频率无法继续提高，而单个处理器核心的性能只能实现增量式增长。因此，我们看到处理器正集成更多核心。从理论上来说，这提升了处理器的整体性能，但这种性能提升很难被软件所利用。　　半导体行业的新路线图　　这一系列困难表明，由摩尔定律驱动的半导体行业发展路线图即将终结。但摩尔定律日薄西山并不意味着半导体行业进步的终结。　　爱荷华州大学的计算机科学家丹尼尔-里德(Daniel Reed)打了个比方：“想一想飞机行业发生了什么，一架波音787并不比上世纪50年代的707快多少，但是它们仍然是非常不同的两种飞机。”比如全电子控制和碳纤维机身。“创新**会继续下去，但会更细致和复杂。”　　2014年，国际半导体技术路线图组织决定，下一份路线图将不再依照摩尔定律。《自然》杂志刊文称，将于下月发布的下一份路线图将采用完全不同的方法。　　新的路线图不再专注于芯片内部技术，而新方法被称作“比摩尔更多”。例如，智能手机和物联网的发展意味着，多样化的传感器和低功耗处理器的重要性将大幅提升。用于这些设备的高集成度芯片不仅需要逻辑处理和缓存模块，还需要内存和电源管理模块，用于GPS、移动网络和WiFi网络的模拟器件，甚至陀螺仪和加速计等MEMS器件。　　以往，这些不同类型的器件需要用到不同的制造工艺，以满足不同需求。而新路线图将提出，如何将这些器件集成在一起。整合不同制造工艺、处理不同原材料需要新的处理和支持技术。如果芯片厂商希望为这些新市场开发芯片，那么解决这些问题比提高芯片集成度更重要。　　此外，新的路线图还将关注新技术，而不仅是当前的硅CMOS工艺。英特尔已宣布，在达到7纳米工艺之后，将不再使用硅材料。锑化铟和铟镓砷化合物都有着不错的前景。与硅相比，这些材料能带来更快的开关速度，而功耗也较低。碳材料，无论是碳纳米管还是石墨烯，也在继续被业内研究。　　在许多备选材料中，二维材料“石墨烯”被看好。这种自旋电子材料通过翻转电子自旋来计算，而不是通过移动电子。这种“毫伏特”量级(操作电压比“伏特”量级的晶体管要低得多)的电子开关比硅材料开关的速度更快，而且发热量更小。不幸的是这种电子材料还未走出实验室。石墨烯的扫描探针显微镜图像　　尽管优先级下降，但缩小尺寸提高集成度的做法并未被彻底抛弃。在三栅极晶体管的基础上，到2020年左右，“栅极全包围”晶体管和纳米线将成为现实。而到20年代中期，我们可能将看到一体化3D芯片的出现，即在一整块硅片上制作多层器件。　　斯坦福大学的电气工程师Subhasish Mitra和他的同事已经开发出用碳纳米管将3D存储单元层连接起来的办法，这些碳纳米管承载着层间的电流。 该研究小组认为，这样的体系结构可以将能耗降低到小于标准芯片的千分之一。IBM的3D存储芯片微观结构　　此外，另一种提高计算性能的方法是使用像“量子计算”这样的技术，该技术有望加速某些特定问题的计算速度，还有一种“神经计算”技术旨在是模拟大脑的神经元处理单元。 但是，这些替代性的技术可能需要很久才能走出实验室。 而许多研究者认为，量子计算机将为小众应用提供优势，而不是用来取代处理日常任务的数字计算。去年底，谷歌量子人工智能实验室已证明：他们的D-Wave量子计算机处理某些特定问题，比普通计算机快一亿倍。D-Wave量子计算机　　通过新材料、不同的量子效应，甚至超导等不可思议的新技术，半导体行业或许能继续像以往一样提高芯片集成度。如果集成度能获得明显提升，那么市场对速度更快的处理器的需求可能将再次爆发。　　但目前看来，摩尔定律被打破将成为一种新常态。摩尔定律对半导体行业的指导意义正逐渐消失。