半导体蚀刻液技术及市场发展情况

（来源：老司机驾新车）

半导体蚀刻液技术及市场发展情况

一、刻蚀液概述

刻蚀液是半导体制造中实现图形转移的关键功能性电子化学品，主要通过腐蚀晶圆表面的金属、非金属或金属氧化物材料，将光刻胶定义的图案转移至金属化线路。其技术路径分为干法刻蚀与湿法刻蚀，湿法刻蚀因成本优势（仅为干法刻蚀的1/5-1/10），在7nm/5nm等先进制程中逐步通过验证，并在28nm以下制程实现部分替代。

产品属性与行业特点：刻蚀液属于混合配方型功能类电子化学品，由两种及以上原材料按特定比例混配而成，核心竞争力在于配方研发而非生产工艺。其行业呈现“定制化强、迭代快”特征，需技术团队深度理解客户端工艺需求，甚至领先于客户技术认知，以避免低价竞争。

应用领域与盈利差异：主要应用于集成电路（IC）、显示面板及太阳能电池等领域。其中，IC领域技术门槛最高（需G3级以上纯度控制）、盈利能力最强；显示面板领域用量大但单价低，国产化率已较高。

国内厂商初步布局：国内主流厂商通过差异化策略竞争，如江化微以产品线丰富（光刻胶配套试剂、超高纯试剂、刻蚀液）实现一站式采购；格林达聚焦显影液产业链整合以控制成本；湖北新福依托电子级磷酸原料优势切入铝刻蚀液市场。

二、刻蚀液市场竞争格局及政策环境

（一）全球竞争格局：分层主导与国产突破

全球刻蚀液市场呈现“高端垄断、中低端分散”格局：

第一梯队：欧美企业（如陶氏、巴斯夫）主导半导体前道高端市场，凭借数十年技术积累和稳定性优势占据主要份额，客户更换意愿低。

第二梯队：日韩及中国台湾企业（如关东化学、住友化学）聚焦中高端制程，通过成本控制和供应链配合占据部分份额。

第三梯队：中国大陆企业（如江化微、飞凯材料）以显示面板、中低端半导体及先进封装为突破口，依托成（更多实时纪要加微信：aileesir）本优势和国产化政策逐步提升份额。

国内市场中，集成电路刻蚀液占比约50%，虽用量绝对值不及显示面板，但单价为后者的3-5倍，是产值核心来源。

（二）政策环境与产业支持

国家通过多维度政策推动刻蚀液等电子化学品国产化：

财政与税收支持：对半导体材料企业提供研发补贴、税收优惠，降低技术迭代成本。

技术研发协同：鼓励高校（如985/211院校）设立集成电路学院，企业与高校共建联合创新实验室，推动基础研究与应用端结合。

产业链安全导向：贸易摩擦背景下，国内晶圆厂自发推动供应链国产化，将“second source”和成本控制作为替换供应商的核心动力。

三、刻蚀液技术原理与生产工艺

（一）技术原理：配方研发为核心

刻蚀液的核心在于配方设计，需根据应用场景（如金属、合金或氧化物刻蚀）调节原材料比例，以实现精准腐蚀效果。例如，铝刻蚀液中电子级磷酸占比超80%，其腐蚀过程涉及金属氧化、中间体生成及聚合物溶解等多步反应。技术难点包括：

金属/合金刻蚀适配：需应对钽、钨、钛等稀有金属及合金的腐蚀需求，单一金属刻蚀技术已无法满足复合场景。

稳定性控制：通过精密浓度管理延长药液寿命，减少因成分波动导致的良率损失。

（二）生产工艺：混配与纯化结合

生产流程包括原材料提纯（如硝酸精馏、氨水吸收）、配方混配及精密过滤，重点在于：

原材料控制：金属离子杂质需达到G3级以上，颗粒通过多级过滤去除。

生产环境：全程在无尘室进行，包装材料与环境需避免二次污染。

工艺特点：生产环节相对简单，成本优势体现在原材料自主供应（如中巨芯依托氟化工产业链）或配方优化。

四、刻蚀液应用场景与先进封装需求

（一）主流应用场景

集成电路制造：12英寸晶圆（28nm以下制程）为核心需求端，单位用量及单价均为8英寸/6英寸晶圆的数倍，中芯国际、华虹等内资晶圆厂为主要客户。

显示面板：国产化率高但盈利空间有限，主要用于ITO膜层刻蚀。

先进封装：2.5D/3D封装及系统级封装（SiP）因成本优势（低于前道晶圆制程）成为需求增长点，长电科技、华天科技等企业推动线路重布线（RDL）、通孔连接等工艺对刻蚀液的需求，尤其对合金刻蚀液需求显著。

（二）先进封装驱动需求升级

3D NAND、AI芯片等场景推动先进封装技术迭代，刻蚀液需求呈现“种类多、定制化高”特点：

工艺适配：3D NAND的百层级堆叠需反复刻蚀外层线路，钛钨、镍合金等特殊材料刻蚀需求增加。

成本优化：先进封装通过垂直堆叠减少水平布线，降低单位面积刻蚀液消耗，但单次刻蚀复杂度提升推高单价。

五、刻蚀液市场发展趋势与技术升级

（一）市场趋势：高端化与成本压力并存

需求结构分化：集成电路刻蚀液（尤其是12英寸晶圆用）为增长核心，先进封装需求增速快于传统封装。

成本压力加剧：半导体行业进入“微利时代”，刻蚀液企业需通过配方优化（如延长药液寿命）、供应链整合（如中巨芯从萤石矿到氢氟酸的全产业链）降低成本。

（二）技术升级方向

配方优化与添加剂开发：开发金属保护剂以应对合金刻蚀，通过精密浓度管理系统提升稳定性。

工艺适配迭代：针对3D封装TSV通孔外围线路、RDL重布线等场景，开发低表面张力、高渗透型刻蚀液。

纯度与功能平衡：在保证腐蚀效果的前提下，优化金属离子杂质控制，满足G3级以上集成电路应用需求。

六、国内主流刻蚀液厂商现状与发展策略

国内厂商通过差异化路径抢占市场，核心玩家及策略如下：

江化微：产品线覆盖光刻胶配套试剂、超高纯试剂及刻蚀液，以“一站式采购”服务绑定客户端，川渝基地布局贴近晶圆厂集群。

格林达：聚焦显影液（TMAH）产业链，通过上下游整合控制成本，延伸至刻蚀液等功能化学品。

飞凯材料：以先进封装为核心市场，提供钛钨刻蚀液、氧化物刻蚀液等定制化产品，并购环氧塑封企业完善产业链。

上海新阳：切入晶圆级刻蚀液市场，产品在中芯国际等前道晶圆厂通过验证，依赖技术研发构建壁垒。

中巨芯：依托氟化工全产业链（萤石矿-氟化氢-氢氟酸），成本优势显著，聚焦含氟刻蚀液细分领域。

国内厂商验证周期约6-18个月（代工型混配液6个月，全新配方18个月），需通过“单品验证-现场辅导-固定配方代工”模式突破前道晶圆厂供应链。

核心结论：刻蚀液作为半导体制造关键材料，在先进制程与封装需求驱动下，行业将持续增长。国内厂商需以技术研发（合金刻蚀、配方优化）和产业链整合为核心，把握国产化替代机遇，重点关注具备晶圆级产品验证能力及先进封装布局的企业。

Q1: 在半导体晶圆前道制程中，哪些企业的蚀刻液表现较好？若拆分中国蚀刻液市场市值或产值，晶圆制程的占比是否较大？具体比例如何？

A1: 在中国，能做到晶圆级刻蚀液的企业不多，安集、飞凯和新阳的刻蚀液混合物在晶圆上应用相对较多。从市场拆分来看，晶圆制程的蚀刻液占比最大，集成电路市场中蚀刻液占比约50%，因其单价高，虽用量（公斤或升数）可能不占绝对优势，但单价可达下一道制程的3-5倍，故市值或产值占比显著。

Q2: 3D及3D NAND环节中，哪些工艺会用到蚀刻液？具体蚀刻工艺有何特点？

A2: 3D及3D NAND环节中，布线（RDL）部分的外层线路会用到蚀刻液，而TSV通孔因纵横比小、液体表（更多实时纪要加微信：aileesir）面张力限制渗透，通常采用干法刻蚀。该环节蚀刻液的特点是种类多（涉及钛钨金、镍等合金）、定制化程度高，单价较高，定价权主要在蚀刻液厂商手中。

Q3: 目前哪些厂商能为长兴、长存等存储芯片前道制程供应蚀刻液？

A3: 目前能为长兴、长存等存储芯片前道制程供应蚀刻液的厂商可能包括新阳和安集，飞凯的供应可能较少，主要原因是存储芯片前道制程客户粘性较强，通常不会轻易更换混配类刻蚀液供应商。

Q4: 逻辑芯片与存储芯片对蚀刻液的需求量是否存在差异？

A4: 逻辑芯片与存储芯片对蚀刻液的需求量差异主要取决于mask层数和晶圆尺寸。每一层金属均需蚀刻，若晶圆尺寸大且金属层数多，蚀刻液用量则大。例如3D NAND通常有一两百层，需在12英寸晶圆上反复蚀刻，因此其蚀刻液用量较大；部分蚀刻液因多次进出污染而被排掉，并非完全消耗。

Q5: 长江晶圆厂替换蚀刻液供应商的动力是什么？若替换为代工型混配液供应商，验证周期多久？通常有几个供应商？

A5: 长江晶圆厂替换供应商的动力早期为国产化及政府支持，目前更多是保障供应链安全（如贸易摩擦下的OA风险）、寻求second source及cost down。若替换为代工型混配液供应商，验证周期约6个月（省去小批量和中批量测试，仅需大批量测试）；非代工（更多实时纪要加微信：aileesir）型通常需18个月（3次测试，每次5-6个月）。一般需≥2个供应商以确保供应链稳定，这些供应商需通过品质或技术部门验收，具备随时供货能力。