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半导体材料

半导体材料作为半导体产业链上游的重要环节，在芯片的生产制造过程中起到关键性作用。

根据芯片制造过程划分，半导体材料主要分为基体材料、制造材料和封装材料。其中，基体材料

主要用来制造硅晶圆或化合物半导体；制造材料主要是将硅晶圆或化合物半导体加工成芯片所需

的各类材料；封装材料则是将制得的芯片封装切割过程中所用到的材料。

基体材料

根据芯片材质不同，基体材料主要分为硅晶圆和化合物半导体，其中硅晶圆的使用范围最广，

是集成电路制造过程中最为重要的原材料。

1、硅晶圆

硅晶圆片全部采用单晶硅片，对硅料的纯度要求较高，一般要求硅片纯度在99.9999999%以

上，因此其制造壁垒较高。一般而言，硅片尺寸越大，硅片切割的边缘损失就越小，每片晶圆能

切割的芯片数量就越多，半导体生产效率越高，相应成本越低。

2、化合物半导体

主要是指神化钱氮化钱碳化硅(等第二、三代半导体。在化合物半导体中，

(GaAs)(GaN)＞SiC)

碎化钱(GaAs)具备高功率密度、低能耗、抗高温、高发光效率、抗辐射、击穿电压高等特性，广

泛应用于射频、功率器件、微电子、光电子及国防军工等领域。氮化钱(GaN)能够承载更高的能

量密度，且可靠性更高，其在手机、卫星、航天等通信领域，以及光电子、微电子、高温大功率

器件和高频微波器件等非通信领域具有广泛应用；碳化硅(具有高禁带宽度、高饱和电子漂

SiC)

移速度、高热导率等特性,主要作为高功率半导体材料，通常应用于汽车及工业电力电子等领域，

在大功率转换领域应用较为广泛。

制造材料

1、光刻胶

光刻胶是光刻工艺的核心材料，其主要是通过紫外光、准分子激光、电子束、离子束、射

X

线等光源的照射或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀刻材料。按照下游应用场景不同，光刻胶可分

为半导体光刻胶、1CD光刻胶和PCB光刻胶。从组成成分来看，光刻胶主要成分包括光刻胶树

脂、感光剂、溶剂和添加剂等。

在光刻工艺中，光刻胶被涂抹在衬底上，光照或辐射通过掩膜板照射到衬底后，光刻胶在显

影溶液中的溶解度便发生变化，经溶液溶解可溶部分后，光刻胶层形成与掩膜版完全相同的图形，

再通过刻蚀在衬底上完成图形转移。根据下游应用的不同，衬底可以为印刷电路板、面板和集成

电路板。光刻工艺是半导体制造中的核心工艺。

2、溅射靶材

靶材是制备电子薄膜材料的溅射工艺必不可少的原材料。溅射工艺主要利用离子源产生的离

子，在真空中加速聚集成高速度流的离子束流，轰击固体表面，使固体表面的原子离开固体并沉

积在基底表面，被轰击的固体称为溅射靶材。

溅射靶材主要应用于半导体、平板显示和太阳能电池等领域。半导体对靶材的金属纯度和内

部微观结构要求最高，通常要求达到99.9995%(5N5)以上，平板显示器、太阳能电池的金属纯度

要求相对较低，分别要求达到99.999%(5N)、99.995%(4N5)以上。

3、抛光材料

化学机械抛光(CMP)其工作原理是在一定压力及抛光液的存在下，被抛光的晶圆片与抛光垫

做相对运动，借助纳米磨料的机械研磨作用与各类化学试剂的化学作用之间有机结合，使被抛光

的晶圆表面达到高度平坦化、低表面粗糙度和低缺陷的要求。

抛光垫和抛光液是最主要的抛光材料，其中，抛光液是一种不含任何硫、磷、氯添加剂的水

溶性抛光剂，主要起到抛光、润滑、冷却的作用，而抛光垫主要作用是存储、传输抛光液，对硅

片提供一定压力并对其表面进行机械摩擦，是决定表面质量的重要辅料。

4、电子特气

电子特种气体（简称“电子特气〃）是仅次于硅片的第二大半导体原材料，下游应用广泛。

电子特气是指用特殊工艺生产并在特定领域中应用的，在纯度、品种、性能等方面有特殊要求的

纯气、高纯气或由高纯单质气体配置的二元或多元混合气（具体产品如下图所示）。电子特气是

电子工业中的关键性化工材料，下游应用涵盖半导体、显示面板、光纤光缆、光伏、新能源汽车