电子化学品:这5大品类,才是核心赛道吗?
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刷视频、打游戏时,背后的那块芯片,到底是怎么造出来的?
本质上看,芯片制造,就好比是在硅片上建一座城市,只是这城市是纳米级的。既然是盖楼,那就需要水泥、水电、涂料等。造芯片也类似,需要成百上千种高纯化学品来当水电气、当洗涤剂。这些东西,都叫电子化学品。
成百上千种。如果非要挑出最重要的5大核心品类,到底该是哪些?
接下来,从用量、价格、获取难度三个维度来看电子化学品。
注意这里有一个前提,硅片是半导体基材,不算在狭义电子化学品里,所以不纳入。
综合上面三个维度,排出来前五名,应该就是电子特气、光刻胶、湿电子化学品、CMP抛光材料、超高纯溅射靶材。
“电子特气。”
只要芯片还在生产,就离不开电子特气的消耗。芯片制造有上千道工序,几乎每一步都需要各种高纯气体参与,刻蚀、沉积、清洗、光刻都需要用。品类多达几十种,有氮气、氩气这样的大宗气体,也有六氟化钨、三氟化氮这类特种气体。
从用量看,它是所有电子化学品里的绝对大户。一座先进晶圆厂,气体管道像蛛网一样密,年消耗量动辄数千吨。特别是这两年AI服务器带火了HBM、3D NAND堆叠芯片,工艺步骤翻倍增加,单片的耗气量跟着成倍上涨。比如做TSV通孔、超深层刻蚀,六氟化钨用量激增。
价格上两极分化严重。普通大宗气体不算贵,但到了先进制程用的超高纯稀有特气,比如光刻机用的准分子激光气体,或者高纯氦气、氖气,价格就往上走。
获取难度方面。通用气体国内已经有不错的基础,但一旦涉及到7nm以下先进制程所需的超高纯度特种气体,全球供应基本就要看少数海外厂商了。此外,这些气体还不能随便替换,切换供应商需要长达2-3年的产线验证,万一断供,产线就可能直接受影响。
所以综合来看,这一类就是消耗量高,高端品种价格昂贵,获取难度系数大,AI算力越爆发,它就可能越吃香也越紧张。
“光刻胶。”
光刻胶的名气可能是这五类里最大的,它的角色就像胶片相机的底片,没有它,可能再好的光刻机也印不出图案。
用量上,它不是按吨来算,而是按毫升、按克。每片晶圆涂覆的光刻胶体量并不大,但价值高。一片12英寸晶圆要经过数十次光刻,高端ArF、EUV光刻胶动不动就按克计价,比黄金都贵甚至。所以不论技术天花板还是单位价值,光刻胶在电子化学品里都值得一提。
而获取难度方面,目前,28nm成熟制程ArF光刻胶国内已经实现小规模量产供货,但14nm及以下先进制程ArF依旧高度依赖外面的;EUV光刻胶国内还完全没有量产。此外,不仅仅胶本身难获取,上游的树脂、光引发剂等全套原材料链条也面临类似处境。而且光刻胶对芯片良率影响极大,验证难度和周期,代工厂一旦认证定型,轻易不敢换,新玩家想挤进去难上加难。
所以光刻胶是典型的用量不是最大,但价值最高、短板突出的品类。
“湿电子化学品。”
如超纯酸、碱、清洗剂等。
做芯片,需要干净到什么程度呢?堪称洁癖吧?硅片在几百道工序流转中,几乎每一步前后都要清洗,用的就是湿电子化学品。包括电子级氢氟酸、双氧水、硫酸、氨水以及各种剥离液、蚀刻液。论物理消耗重量和体积,湿电子化学品是芯片产线当之无愧的第一名,一天都能用掉成吨的超纯水和超纯酸。
从单价看,普通的湿电子化学品并不算天价,但它们走的是海量复购路线,产线天天买,细水长流加起来就是巨额开支。到了G5这个最高纯度等级,价格会大幅拉升,因为杂质控制要达到万亿分之一级别,工艺难度陡增。
获取难度这一块,低端市场比如太阳能级、显示面板级,国内已经大规模替代。但在逻辑芯片5nm-14nm先进制程所需的G5等级上,海外老牌化工企业仍然占据主导。这东西杂质稍微超标一点点,芯片良率就会直线往下掉,代工厂对供应商切换极其保守。好在近几年国产头部企业逐步突破,正从边缘走向核心,但高端的差距依然在。
“CMP抛光材料。”
如抛光液、抛光垫,这是芯片的打磨抛光耗材。
建房需要每一层都平整,芯片堆叠更是如此,这就需要用到CMP抛光材料。CMP全称是化学机械抛光,一边用抛光液里的化学物质腐蚀,一边用抛光垫物理摩擦,把晶圆表面磨得像镜子一样平。
先进制程、HBM、3D堆叠芯片,金属层和介质层交替堆叠,抛光工序从几十道猛增到上百道。这就使得抛光液和抛光垫变成高频消耗品,产线持续复购,消耗量随着工艺复杂度飙升。
价格上,抛光液相对中等,但高端抛光垫技术壁垒极高,全球能做好的企业一只手数得过来,单价自然不便宜。目前,抛光液领域国内已有不小的突破,正在上量。但高端抛光垫仍有短板,它直接影响晶圆平整度和芯片最终良率,海外企业占绝大多数份额。可以说,CMP材料的获取难度主要体现在抛光垫上。
芯片堆叠越疯,抛光步骤越多,这一类耗材就越重要。
“超高纯溅射靶材。”
这是给芯片镀金属膜的原料。
芯片里有数不清的纳米级金属导线和薄膜,它们靠的是溅射工艺,用高能离子轰击靶材,把金属原子打下来,均匀镀到硅片上。靶材的纯度、晶粒大小直接决定了金属薄膜的质量。
在HBM和TSV硅通孔工艺的当下,钨、钴、钽、铜等高纯靶材需求明显提升。虽然每片晶圆消耗的靶材质量不算巨大,但贵在单价高,尤其先进制程的高纯钨靶、钽靶,金属原材料本就昂贵,加上超高纯度加工,溢价明显。
获取难度分两层看。成熟制程的本土替代做得还不错,很多中低端靶材已经批量供应。但到了先进节点,要求更大尺寸、更精细晶粒控制的超高纯靶材,与别人的先进水平仍有差距,且下游认证周期漫长,导致高端缺口依旧存在。
“写在最后。”
所以,如果只看物理消耗重量,大概就是湿电子化学品、电子特气、CMP材料、靶材、光刻胶。
如果只看获取难度,那可能就是光刻胶、电子特气、CMP抛光垫、靶材、高端湿化学品。
而我们这里聊的前五,是三个维度综合的结果,可能更贴近产业现实。
参考资料:
企业观察报.央企带头突围高端电子特种气体.2026年8月3日.
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