近日中国台湾成为中美关系紧张的核心关注点，而中国台湾供应全球63%的芯片，由此芯片供应危机有可能加剧加深；同时，根据美国CNBC信息显示，来自IDC（International Data Corporation）分析师称，全球芯片短缺尚未结束，且制造减速还将严重加剧短缺持续。
The global chip shortage will continue, and consumers will have to pay for it, an analyst from the International Data Corporation said.Sasirin Pamai | Istock | Getty Images
此前，俄乌地缘政治形势持续为半导体产业链关键节点施压，芯片供给并不会显著、极速增加，因大量半导体材料、特殊气体等等都是芯片生产制造的必须组成部分，无论设备构成还是工序中的耗材，都不可或缺。
IDC亚太研究中心分析专家Vinay Gupta介绍，俄乌都在全球半导体产业占据重要环节和份额，且都是氪气（krypton）重要供应商、是芯片制造的必备特殊气体之一。
▲电子特气在晶圆制造中的应用资料来源：CNBC、CNKI，IDC，2022年8月
01“国产替代正当时”的半导体材料行业近况
半导体材料、包括特气，是产业重要支撑和发展的基石，长期供应格局基本被欧美日韩垄断。中国作为最大的半导体市场、产业链重要参与者。
▲半导体材料贯穿制造全流程
一方面美国不断加大制约力度、“卡脖子”愈演愈烈；另一方面国际巨头竞争格局导致半导体材料份额抢占难度高，尽管中国大陆半导体及集成电路产业今非昔比，但材料企业仍需形成由点到面的层层突围，小编通过对于产业的观察和描摹，挖掘材料和芯片制造环节所取得傲人成绩背后的真实驱动力。
SEMI统计数据显示，2021年全球半导体材料市场规模达643亿美元，同比增长16%；中国半导体产业起步较晚，本土半导体材料厂商全球市占率仅13%。据SIA数据，2021年全球半导体市场规模同比增长26%，达5559亿美元、创新高；从区域看，中国仍为最大半导体市场，销售额为1925亿美元，同比增长27.1%，占全球比重34.6%，连续多年蝉联第一。
另外，受益于汽车电子、云计算、5G、IoT等下游需求高景气以及国家政策支持，我国本土半导体材料生产厂商已经进入快速发展阶段，在多个细分领域培养出一批重点本土半导体材料供应商，包括第一梯队沪硅产业、上海新昇、有研新材、江化微等企业，并对晶圆代工企业，如中芯国际、华虹以及合肥晶合集成等都有着持续研究和互动。
小编注意到，半导体材料供应商能够在国际巨头技术、市场垄断的先发优势下，于众多企业竞争中脱颖而出，既依托政策支持、企业本身研发技术和生产实力，也离不开厂房产线等基础建设，通过调研和业内访谈，我们发现在半导体EPC工程总包领域、产线建设和厂务工程方向多点布局的中电二公司，正积极布局中国半导体材料厂房全生命周期建设。
02半导体及集成电路材料产业的工程“幕后英雄”
半导体材料广泛应用于晶圆制造与封装环节，涵盖晶圆（硅片）、光罩（光掩模版）、光刻胶及辅材、化学试剂、电子气体、靶材、CMP材料、封装基板及引线框架等；硅片为半导体材料领域规模最大品类，市场份额占32.9%，其次为气体，占比约14.1%，光掩模占比为12.6%。
▲半导体材料占比资料来源：团队分析整理，2022年8月。
▲光刻原理示意图
在众多半导体材料中，硅片与光掩膜版是两种非常重要而且特殊的材料，硅片是制作半导体的基础材料，通过对硅片（又称硅晶圆）进行光刻、离子注入等手段，可制成集成电路和各种半导体器件，而光掩膜版（或光罩，英文对应Mask）则是光刻机的关键配套材料，是限制最小线宽的瓶颈之一。
▲光刻流程
关于上述两种材料的国内产业化及工程要求，中电二公司电子行业设计专家陆晶表示，“半导体材料成本占比相对较低，却对良率影响很大，目前，硅片与光掩模版的国际厂商已占据先发地位，但国内半导体材料厂商仍有角力空间及破局机会，进行技术突破的同时，产业化相关的厂务、生产线建设也不容忽视。某种程度上，甚至是决定半导体材料厂胜败关键。半导体材料行业工程建设在厂房及产线设计、施工速度、施工质量方面有着极高的要求，促使工程服务行业不断升级，工程总承包（EPC）也是产业化最终模式。”
据了解，近年国内半导体材料产业化过程中，尤其是在半导体硅片及光掩模版行业中，有多个EPC总包工程不断突破着工程行业的天花板，如在硅片厂商中沪硅、西安奕斯伟、浙江金瑞泓、浙江中晶等企业的产业化项目，在光掩模版厂商中则有上海传芯半导体掩模、广州市光掩模等企业的产业化项目。
“半导体材料产业化中采用工程总承包（EPC）模式可有效提高劳动生产率，从设计、采购、施工等各个环节减少原材料和能源的浪费，降低建筑工程成本，实现规模经济效益。基于核心优势和能力边界的持续拓展，中电二公司已服务项目超过6000+个，国内前10名半导体企业服务占比90%，并在业内创新提出 L-EPC（精益EPC建造）模式，提倡营销实施一体化、设计施工一体化以及土建机电一体化，此模式也已经得到了很多半导体业主的认可。”中电二公司设计专家陆晶介绍道。
▲中电二公司在半导体材料厂房部分业绩
03国内半导体材料工程EPC总包的未来
随着集成电路工艺制程技术持续演进，产能扩张趋向于全球化，对半导体材料和光刻掩模版的生产制造提出了更高技术和效率要求，因此，具备智能工厂建设服务能力与系统统筹运作能力的工程EPC企业将更具有竞争力。
“十四五”期间，半导体工程EPC企业将坚持立足于国内国际双循环新发展格局，面对欧美日韩的竞争和积极应对宏观政经形式，以国内市场为主体，全力服务国家区域协同发展战略，强化区域营销与地方发展精准对接，在服务区域经济社会发展中做大做强做优国内市场。
