半导体材料位于产业链上游，对产业发展起到支撑作用。半导体材料，指集成电路生产制造过程中使用的各类特殊材料的总称。从生产流程角度看，半导体制造生产过程分为设计、制造和封测三大流程，上游的设备、材料构成半导体制造工艺的核心基础。作为产业链的上游环节，半导体材料具有产业规模大、细分行业多、技术门槛高等特点，对产业发展起到重要支撑作用。

半导体材料：细分种类众多，按大类可分为晶圆制造材料和封装材料。半导体材料行业是半导体产业链中细分领域最多的产业链环节，子品类多达上百种。按大类划分，半导体材料可分为晶圆制造材料和封装材料。其中，晶圆制造材料通常指的是在半导体芯片的生产过程中使用的材料，包括半导体硅片、光掩模、光刻胶、靶材、CMP抛光材料（抛光液和抛光垫）等，封装材料则是在芯片制造完成后，用于保护和连接芯片的材料，包括引线框架、封装基板、陶瓷材料、键合丝、切割材料、芯片粘贴材料等。

一、半导体硅片：半导体生产的基石，产品向大尺寸方向发展

硅基半导体材料是目前产量最大、应用最广的半导体材料，是半导体生产的基石。常见的半导体材料包括硅（Si）、锗（Ge）等元素半导体，以及砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）等化合物半导体。相较于锗（Ge），硅材料的熔点更高（锗的熔点937℃，硅的熔点为1,415℃），可以广泛应用于高温加工工艺中，而硅的禁带宽度也大于锗，因此更适合制作高压器件；相较于砷化镓，硅安全无毒、对环境无害，制造与使用过程中更加安全；此外，锗、砷化镓均没有天然的氧化物，在晶圆制造时还需要在表面沉积多层绝缘体，这会导致下游晶圆制造的生产步骤增加从而使生产成本提高；而硅在地壳中占比约27%，是除了氧元素之外第二丰富的元素，硅元素以二氧化硅和硅酸盐的形式大量存在于沙子、岩石、矿物中，储量丰富并且易于取得。综合以上原因，硅目前产量最大、应用最广的半导体材料，90%以上的半导体产品是用硅基材料制作的。

半导体硅片对纯度要求极高。一般来说，将95%～99%纯度的硅称为工业硅，而光伏硅片要求较低，一般为99.9999%到99.999999%之间（小数点后4—6个9）。沙子、矿石中的二氧化硅经过纯化，可制成纯度98%以上的硅；高纯度硅经过进一步提纯，变为纯度达99.9999999%至99.999999999%（9—11 个9）的超纯多晶硅，才可用于半导体晶圆的生产与制造过程中。在半导体生产过程中，即使掺杂极少量的杂质，也可能对芯片的性能与寿命造成较大影响，因此半导体硅片对硅片纯度要求极高，在生产环节中，半导体硅片需要尽可能地减少晶体缺陷，保持极高的平整度与表面洁净度，以保证集成电路或半导体器件的可靠性。 半导体硅片生产流程复杂，包含多个环节。半导体硅片生产流程复杂，生产环节包含晶体生长、硅片成型、外延生长等工艺。制备半导体级的单晶硅片是芯片制造加工的第一大环节，包含晶体生长、整型、切片、磨边和倒角、蚀刻、抛光、清洗、检查和包装等环节。从晶体生长到最终的检查和包装，每个环节都至关重要，直接影响着硅片的质量和适用性。在这些步骤中，需要用到多种精密设备和技术，如单晶炉、切片机、磨片机、CMP设备等，涉及的技术领域极为广泛。

当前8英寸、12英寸硅片占据市场主流。按尺寸分类，半导体硅片可分为6英寸及以下硅片（150mm以下）、8英寸（200mm）和12英寸（300mm）。其中，6英寸硅片主要用于微米至亚微米级别的半导体制程，线宽在0.35μm至1.2μm之间，应用领域包括低端功率半导体器件，如二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT，以及一些分立器件与光学光电子器件的制造；8英寸硅片多用于90nm以上的成熟制程技术，线宽范围在0.25μm至90nm之间，具体产品包括功率器件（如MOSFET、IGBT）、模拟IC、电源管理芯片、指纹识别芯片、显示驱动芯片等；12英寸硅片则主要用于90nm以下制程技术，主要用于高端逻辑芯片（如CPU、GPU）、（如DRAM、）、射频芯片、自动驾驶等领域。由于大尺寸硅片的单位面积更多，生产成本更低，因此目前8英寸和12英寸硅片占据主流地位，占市场份额的90%以上。

硅片向大尺寸方向发展是行业演进趋势。半导体的生产成本与效率，与硅片尺寸直接相关。硅片尺寸越大，在单片硅片上制造的芯片数量就越多，单位芯片的成本随之降低。同时，在圆形的硅片上制造矩形的芯片会使硅片边缘处的一些区域无法被利用，必然会浪费部分硅片。硅片的尺寸越大，相对而言硅片边缘的损失会越小，有利于进一步降低芯片的成本。例如，在同样的工艺条件下，300mm半导体硅片的可使用面积超过200mm硅片的两倍以上，可使用率（衡量单位晶圆可生产的芯片数量的指标）是200mm硅片的2.5倍左右，能够显著提高生产效率并节约成本。随着电子设备对集成电路性能要求提高，叠加晶圆生产技术不断突破，使用300mm及以上直径硅片已成为行业发展趋势。据SEMI和前瞻产业研究院数据，在摩尔定律影响下，半导体硅片不断向大尺寸方向发展，其中8英寸和12英寸合计出货面积占比超过90%，12英寸出货面积占比超过60%。

我国半导体硅片起步较晚，但追赶迅速。我国半导体硅片起步较晚，但国内主要硅片厂商正大力扩建产能，以满足日益增长的市场需求。近年来，国内已在大尺寸硅片生产商取得突破，部分已实现8英寸和12英寸硅片的量产和试产。如沪硅产业的12英寸半导体硅片产能项目不断扩充，全资子公司上海新昇一期360万片/年的12英寸半导体硅片产线已建成，且正在实施新增360万片/年产能扩建项目，全部建成后总产能将达720万片/年；据公司2024年半年报披露，公司上海项目已经完成50万片/月产能，11月调研表示，会按原计划在今年年底实现60万片/月的产能建设目标，同时，公司在太原建设的项目也会逐步有新的产能释放；根据立昂微11月的调研纪要显示公司12英寸硅片（抛光+衬底）目前产能利用率接近60%，8英寸硅片接近满产，公司12英寸硅片目前的出货产品中，抛光片约占三分之二，外延片约占三分之一。2024年前三季度，公司12英寸硅片仍为负毛利率，预计出货量（正片）达到产能的三分之二以上将实现扭亏为盈；各业务产能方面，公司6英寸抛光片（含衬底片）产能60万片/月、8英寸抛光片（含衬底片）产能27万片/月（预计2024年12月达到57万片/月，较前期预测推后系设备调试等正常原因所致）、6-8英寸（兼容）外延片产能70 万片/月（预计2025年3月底前达到90万片/月，较前期预测推后系设备交期延长等正常原因所致）；衢州基地12英寸抛光片（含衬底片）产能15万片/月、12英寸外延片产能10万片/月；嘉兴基地12英寸抛光片产能8万片/月，2024年年底有望达到15万片/月。