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　　半導體器件是一種重要的電子元器件，廣泛應用于通信、計算機、信息家電、汽車電子與工業(yè)自動化等行業(yè)，是電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎，也被認為是衡量某個國家或地區(qū)的技術水平的重要標識。全球半導體產(chǎn)品主要包括集成電路、光電器件、分立器件和傳感器。手機作為消費類電子產(chǎn)品，其屏幕、處理器、攝像頭等眾多器件使用半導體產(chǎn)品。手機的發(fā)展依賴于半導體技術的發(fā)展。同時，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展與智能手機的出現(xiàn)，手機在承擔傳統(tǒng)意義上的通訊功能外，還滿足了人們的娛樂、消費、商務、辦公等需求，成為人們生活中不可或缺的一部分。市場對智能手機的需求快速增長，推動了半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進了半導體技術的變革。

一、全球半導體材料產(chǎn)業(yè)概況

　　半導體材料作為制作半導體產(chǎn)品的基礎，是指電阻率在10-3～107Ω·㎝，介于金屬和絕緣體之間的材料。半導體材料在半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，形成了3代半導體材料。第1代半導體材料包括硅（Si）、鍺（Ge）；第2代半導體材料包括磷化銦（InP）、磷化鎵（GaP）、砷化銦（InAs）、砷化鎵（GaAs）、砷化鋁(AlAs)及其合金等；第3代半導體材料包括寬禁帶的氮化鎵（GaN）、硒化鋅（SeZn）、碳化硅（SiC）和金剛石等。

　　半導體產(chǎn)業(yè)包括集成電路、光伏和半導體LED，而一般按照半導體制作的流程則分為半導體設計、半導體制造和半導體封測3個子產(chǎn)業(yè)群。半導體材料和設備廠商與半導體產(chǎn)業(yè)密不可分，因此在設計完整半導體產(chǎn)業(yè)鏈的過程中，將半導體材料和設備產(chǎn)業(yè)作為整個產(chǎn)業(yè)鏈的最上游，整個產(chǎn)業(yè)鏈被稱為全球泛半導體產(chǎn)業(yè)鏈。國際半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SEMI）的報告顯示，2017年全球半導體材料銷售額為469億美元，比2016年增長9.6%，而全球半導體收入比上年增長21.6%。在全球市場內(nèi)，我國臺灣由于是半導體產(chǎn)業(yè)龐大的代工廠和先進的封裝基地，連續(xù)8年成為半導體材料的最大消費者。我國大陸是半導體材料的第2大消費市場，韓國和日本緊隨其后。

　　由于半導體材料的生產(chǎn)技術復雜，并且存在政府干預的因素，具有較高的技術壁壘。雖然我國是半導體消費大國，但不是輸出國，尤其是大部分高端產(chǎn)品依賴于進口。全球占據(jù)主導地位的半導體材料生產(chǎn)企業(yè)多集聚在美國、日本、韓國、歐洲等國家和地區(qū)，尤其是日本和美國，是全球半導體材料的重要輸出地。例如在硅晶圓市場上，日本企業(yè)占據(jù)全球超過一半的市場份額。

二、國外主要的半導體材料生產(chǎn)企業(yè)

1.日本信越化學工業(yè)株式會社

　　硅材料是半導體產(chǎn)業(yè)最基礎、占比最重的材料，全球一半以上的半導體硅材料產(chǎn)能集中在日本，信越化學作為日本“國產(chǎn)技術”的代表，在全球市場占有最大的市場份額。

　　日本信越化學株式會社（以下簡稱“信越化學”）成立于1926年，最初公司名稱為信越氮肥料株式會社，于1940年改為現(xiàn)名。信越化學秉承“通過材料和技術為人類生活、產(chǎn)業(yè)和社會作貢獻”的理念，開展全球性業(yè)務活動。公司成立初期主要生產(chǎn)碳化物、石灰氮，后逐步拓展事業(yè)，開始生產(chǎn)金屬硅、有機硅、聚氯乙烯、苛性鈉、氯和稀土磁鐵等。同時，信越化學收購了荷蘭的聚氯乙烯事業(yè)和瑞士的某化學廠商的纖維素事業(yè)，逐步在美國、馬來西亞、中國和歐洲設立分部。

（1）主要產(chǎn)品

　　信越化學的主要事業(yè)部有聚氯乙烯樹脂（PVC）事業(yè)部、有機硅事業(yè)部、電子材料事業(yè)部、精密材料事業(yè)部、半導體部門、有機合成事業(yè)部、新功能材料事業(yè)部、新產(chǎn)品事業(yè)部、國際業(yè)務部，主要產(chǎn)品如表1所示。

表1　 日本信越化學主要產(chǎn)品

　　信越化學生產(chǎn)的諸多材料雖不能直接被人們所看到，但卻被廣泛用于與人們生活密切相關的各個領域。PVC作為住宅和基礎設施建設不可或缺的基本材料，在世界范圍內(nèi)得到廣泛的利用。半導體元件被廣泛用于個人電腦以及平板電腦、手機、汽車、家電產(chǎn)品等領域，其電路板由硅片構成。信越化學生產(chǎn)的硅片質(zhì)量是全球最好的。有機硅被廣泛用于汽車、電子設備、化妝品、建筑、食品等領域，信越化學生產(chǎn)的有機硅產(chǎn)品超過5 000種。稀土磁鐵用于混合動力汽車和電動汽車的電機以及風力發(fā)電用發(fā)電機，為節(jié)能作出了巨大貢獻。此外，纖維素產(chǎn)品除用于藥片的涂層和粘合劑外，還用作建筑材料。

　　信越化學作為集成電路（IC）板硅片的全球主導企業(yè)，最早研制成功了最尖端的300mm硅片及實現(xiàn)了絕緣襯底上硅（SOI）片的產(chǎn)品化，并穩(wěn)定為市場供應著優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。信越化學始終走在大口徑化及高平直度硅片研發(fā)生產(chǎn)的最前端。同時，一貫化生產(chǎn)發(fā)光二極管中的GaP、GaAs、磷化鋁鎵銦（AIGaInP）系化合物半導體單晶與切片。目前，信越化學已獲世界最高評價的單晶化技術、高度加工技術及質(zhì)量管理技術，能夠穩(wěn)定持續(xù)生產(chǎn)具有11個9（99．999999999%）的純度與均勻的結晶構造的單晶硅，并將單晶硅切成薄片并加以研磨成硅片，其表面的平坦度僅為1μm以下。

（2）研究開發(fā)

　　信越化學十分重視研究開發(fā)，將研究開發(fā)能力定位為開拓未來的重要“資產(chǎn)”，開發(fā)了“營業(yè)―開發(fā)―制造”三位一體的研究開發(fā)體制，如圖1 所示。信越化學以這種三位一體的獨創(chuàng)性研究開發(fā)體制來密切配合客戶需求，并進行各項開發(fā)研究。通過營業(yè)活動，將爭得的市場需求傳達給開發(fā)部門，以此來設定研究主題。開發(fā)部門按照所設定的主題進行原料的開發(fā)，同時，在與制造部門密切配合的基礎上，利用工廠設備，進行以量產(chǎn)化為目標的實踐性開發(fā)研究。為追求效率，信越化學將所有研究開發(fā)部門設置于廠地內(nèi)，并與各事業(yè)、制造部門緊密結合。目前，信越化學有8個研發(fā)部門，分別為聚氯乙烯·高分子材料研究所、有機硅電子材料技術研究所、精密功能材料研究所、合成技術研究所、新功能材料技術研究所、磁性材料研究所、半導體磯部研究所和半導體白河研究所。

圖1 日本信越化學的研究開發(fā)體制

2.美國陶氏集團

　　光刻膠是由感光樹脂、增感劑和溶劑3種主要成份組成的對光敏感的混合液體。光刻膠專用化學品包括光引發(fā)劑、光增感劑、光致產(chǎn)酸劑、光刻膠樹脂、單體和其他助劑，為光刻膠的制造提供配套的專用化學品，處于光刻膠和集成電路制造產(chǎn)業(yè)鏈的最前端。由于光刻膠化學結構特殊、純度要求高、生產(chǎn)工藝復雜、品質(zhì)要求苛刻，屬于資本密集型和技術密集型半導體材料產(chǎn)品，全球市場主要被日美企業(yè)占領。美國陶氏集團（以下簡稱“陶氏”）在光刻膠全球市場上占據(jù)第2大市場份額。

（1）企業(yè)概況

　　陶氏成立于1897年，創(chuàng)立初期生產(chǎn)單一產(chǎn)品，并逐步從無機產(chǎn)品轉(zhuǎn)向有機產(chǎn)品，面向全球開拓事業(yè)。2009年，陶氏收購了羅門哈斯，成為陶氏新材料部門的關鍵組成部分。2015年，陶氏和杜邦2家公司合并，合并公司命名為陶氏杜邦，然后公司將拆分為3個獨立的上市公司，分別專注于農(nóng)業(yè)、材料科學和特色產(chǎn)品研究。

　　120多年來，陶氏一直致力于通過其多元化、市場驅(qū)動的特種化學品、先進材料、農(nóng)業(yè)科技和塑料業(yè)務組合創(chuàng)造價值。陶氏以“展現(xiàn)對卓越、創(chuàng)新和可持續(xù)績效的不懈追求”作為自身的使命與愿景，致力于推動科學和創(chuàng)新，以應對世界上最緊迫的挑戰(zhàn)——提高當代和后代的生活質(zhì)量，同時為公司、客戶和股東創(chuàng)造長期可持續(xù)的價值。陶氏的多元文化讓企業(yè)相信每個員工的價值，以及尊重他們不同的經(jīng)歷、背景和觀點。且從這些差異中汲取靈感，推動創(chuàng)新，努力建立一種包含創(chuàng)新、責任和多樣性的文化，幫助每位員工成長和發(fā)展。

（2）產(chǎn)品與業(yè)務

　　陶氏的產(chǎn)品與業(yè)務涉及農(nóng)業(yè)科學、汽車系統(tǒng)、建筑事業(yè)、消費品解決方案、電子材料、能源及水處理、工業(yè)制造、基礎設施解決方案和包裝。其中電子材料業(yè)務與半導體密切相關。

　　陶氏電子材料部是電子工業(yè)領域的一個全球性的材料和技術供應商，業(yè)務主要集中在半導體、互聯(lián)技術、表面處理、光伏技術、顯示、LED和光學產(chǎn)品領域。2015年，陶氏與杜邦合并后，陶氏電子材料事業(yè)部與杜邦電子與通訊事業(yè)部完成產(chǎn)品組合和專業(yè)技術的整合，成立了新的Electronics&Imaging事業(yè)部。當前，全球超過95%的智慧型設備零件使用了陶氏的創(chuàng)新產(chǎn)品。無論是在顯示器產(chǎn)業(yè)，還是在更快速與更強大的芯片領域，陶氏的創(chuàng)新技術已成為電子產(chǎn)業(yè)的關鍵合作伙伴。

表2　陶氏電子材料部主要產(chǎn)品

（3）運營與監(jiān)管

　　陶氏在世界范圍內(nèi)建立研發(fā)和技術中心，包括臺灣、韓國、香港、日本、美國等。陶氏通過分布在世界各地的技術中心，研發(fā)科學家團隊和應用專家團隊能夠與客戶密切合作，為新一代的電子技術提供解決方案、產(chǎn)品和技術服務。

　　陶氏質(zhì)量管理體系由公司管理層開發(fā)和認可，在整個全球運營中實施了基于美國化學理事會責任關懷倡議的產(chǎn)品管理計劃，要求每位員工將健康、安全和環(huán)境保護作為日常工作的一部分。陶氏產(chǎn)品管理指南涵蓋產(chǎn)品生命周期的所有階段，并受到密切監(jiān)控，以確保持續(xù)改進。其產(chǎn)品管理標準有5個：確保提供足夠的EH＆S信息，以評估每種產(chǎn)品的預期用途的安全性；基于風險的優(yōu)先級層建立產(chǎn)品管理計劃和業(yè)務風險審查要求；確保產(chǎn)品管理涉及產(chǎn)品/流程設計和改進流程以及外部制造評估；確保為供應商和分銷商建立產(chǎn)品管理期望；確保為客戶提供適當?shù)漠a(chǎn)品管理信息，并實施與基于風險的優(yōu)先級等級相一致的評估和產(chǎn)品管理計劃。企業(yè)基于制定的標準進行產(chǎn)品管理，確?？蛻臬@得陶氏為其提供的產(chǎn)品和服務的質(zhì)量、可靠性和完整性，滿足客戶的需求和要求。

3.韓國LG化學

　　韓國LG化學是韓國LG集團的子公司，掌握掩膜版核心技術，在全球光刻掩膜版市場上占有重要份額。LG化學成立于1947年，初始為樂喜化學工業(yè)公司，以化妝品制造事業(yè)為主，于1995年企業(yè)名稱更改為現(xiàn)名LG電子。經(jīng)過幾十年的擴張和發(fā)展，成為韓國最具代表性的化學企業(yè)。公司以“以創(chuàng)新的材料和解決方案攜手顧客共同成長的全球領先企業(yè)”為愿景，為顧客提供產(chǎn)品和服務。

（1）主要產(chǎn)品

　　目前，LG化學以石油化學產(chǎn)業(yè)的基礎材料為中心，提高電池、信息電子材料、材料事業(yè)的市場占有率，具體產(chǎn)品如表3所示。2017年，公司合并了LG生命科學，向生命科學領域擴大事業(yè)，構筑面向未來的事業(yè)資產(chǎn)組合。LG電子的中長期發(fā)展規(guī)劃中，將“能源/水/生物”領域作為新成長動力并集中進行培養(yǎng)，實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

表3 　韓國LG化學主要產(chǎn)品

（2）研究開發(fā)

　　LG化學在世界各主要地區(qū)建立了生產(chǎn)、銷售和研發(fā)的全球化網(wǎng)絡。為成為研發(fā)實力強大的世界級材料企業(yè)，LG化學通過強化核心基礎技術的競爭力、對新一代尖端材料及技術投資和支持，積極培養(yǎng)新的成長動力。根據(jù)LG電子的官方數(shù)據(jù)顯示，2015年企業(yè)投入近6 000億韓元用于研究開發(fā)，研究開發(fā)人員接近3 500名。LG電子設有專門的技術研究院，包括中央研究所（基礎技術研究中心、未來技術研究中心）、日本研究所、果川研究開發(fā)中心。此外，在各個業(yè)務下單獨設立研究中心，在基礎材料業(yè)務下設有基礎材料研究所、技術中心和華南技術中心（中國）；電池業(yè)務擁有電池研究所、移動電池開發(fā)中心、汽車電池開發(fā)中心、儲能電池開發(fā)中心、LGCPI和歐洲技術中心；信息電子材料業(yè)務設有信息電子材料研究所；材料業(yè)務設有材料研究所；生命科學業(yè)務設有新藥研究中心、生物研究中心、疫苗研究中心、醫(yī)藥開發(fā)中心和藥品研究中心。截至2014年10月，LG電子約保有知識產(chǎn)權2.5萬項。

三、結語

　　半導體材料是半導體產(chǎn)業(yè)的基石。在半導體材料領域，高端產(chǎn)品技術壁壘高，核心技術主要掌握在美國、日本、歐洲、韓國和中國臺灣等國家和地區(qū)的企業(yè)手中。半導體材料行業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模大、細分行業(yè)多，晶圓制造材料、封裝材料、特殊氣體等分領域下細分多個材料行業(yè)，整個半導體材料行業(yè)多達上百種材料。

　　縱觀國外全球領先的半導體材料生產(chǎn)企業(yè)發(fā)現(xiàn)，他們并非在每個或多數(shù)材料領域領先，而是在單個或幾個細分領域?qū)崿F(xiàn)技術突破，掌握這些材料生產(chǎn)的核心技術，從而在這些細分材料領域占據(jù)了主導地位。諸如日本信越化學在硅及硅基材料市場占據(jù)領先的市場份額。

　　研究領先企業(yè)的發(fā)展歷程可以發(fā)現(xiàn)，部分企業(yè)在創(chuàng)立初期并非從事半導體材料行業(yè)，而是在企業(yè)的發(fā)展過程中，緊跟市場需求開拓新業(yè)務。但這種開拓業(yè)務行為并不是完全脫離企業(yè)原有性質(zhì)，而是在企業(yè)原有業(yè)務的相關領域，以企業(yè)現(xiàn)有的技術基礎或通過并購形式進行。另外，眾多領先企業(yè)的半導體材料業(yè)務只是其事業(yè)發(fā)展的一部分。企業(yè)通過合作或并購的方式形成一個完整的產(chǎn)業(yè)布局，確立自己的生態(tài)系統(tǒng)，構建多領域、多層次、全方位的事業(yè)布局，使其牢牢占據(jù)市場份額，并具有極強的抗風險能力。

　　此外，全球領先的半導體材料生產(chǎn)企業(yè)十分重視研發(fā)，且擁有自身獨特的生產(chǎn)和監(jiān)督機制。由于半導體材料具有純度要求高、工藝復雜的等特點，技術門檻高，企業(yè)要實現(xiàn)技術突破、領先市場，加大對研發(fā)的投入力度是關鍵。領先企業(yè)都設有專業(yè)的技術研發(fā)中心，并且針對不同的業(yè)務領域，在每個事業(yè)部下都設有單獨的或多個研發(fā)中心。同時，研發(fā)中心一般設立在離客戶近的地區(qū)，利于及時收集市場反饋，滿足客戶的需求。