半導體器件是一種重要的電子元器件，廣泛應用于通信、計算機、信息家電、汽車電子與工業自動化等行業，是電子信息產業的基礎，也被認為是衡量某個國家或地區的技術水平的重要標識。全球半導體產品主要包括集成電路、光電器件、分立器件和傳感器。手機作為消費類電子產品，其屏幕、處理器、攝像頭等眾多器件使用半導體產品。手機的發展依賴于半導體技術的發展。同時，隨著移動互聯網的快速發展與智能手機的出現，手機在承擔傳統意義上的通訊功能外，還滿足了人們的娛樂、消費、商務、辦公等需求，成為人們生活中不可或缺的一部分。市場對智能手機的需求快速增長，推動了半導體產業的發展，促進了半導體技術的變革。

一、全球半導體材料產業概況

　　半導體材料作為制作半導體產品的基礎，是指電阻率在10-3～107Ω·㎝，介于金屬和絕緣體之間的材料。半導體材料在半導體產業的發展過程中，形成了3代半導體材料。第1代半導體材料包括硅（Si）、鍺（Ge）；第2代半導體材料包括磷化銦（InP）、磷化鎵（GaP）、砷化銦（InAs）、砷化鎵（GaAs）、砷化鋁(AlAs)及其合金等；第3代半導體材料包括寬禁帶的氮化鎵（GaN）、硒化鋅（SeZn）、碳化硅（SiC）和金剛石等。

　　半導體產業包括集成電路、光伏和半導體LED，而一般按照半導體制作的流程則分為半導體設計、半導體制造和半導體封測3個子產業群。半導體材料和設備廠商與半導體產業密不可分，因此在設計完整半導體產業鏈的過程中，將半導體材料和設備產業作為整個產業鏈的最上游，整個產業鏈被稱為全球泛半導體產業鏈。國際半導體產業協會（SEMI）的報告顯示，2017年全球半導體材料銷售額為469億美元，比2016年增長9.6%，而全球半導體收入比上年增長21.6%。在全球市場內，我國臺灣由于是半導體產業龐大的代工廠和先進的封裝基地，連續8年成為半導體材料的最大消費者。我國大陸是半導體材料的第2大消費市場，韓國和日本緊隨其后。

　　由于半導體材料的生產技術復雜，并且存在政府干預的因素，具有較高的技術壁壘。雖然我國是半導體消費大國，但不是輸出國，尤其是大部分高端產品依賴于進口。全球占據主導地位的半導體材料生產企業多集聚在美國、日本、韓國、歐洲等國家和地區，尤其是日本和美國，是全球半導體材料的重要輸出地。例如在硅晶圓市場上，日本企業占據全球超過一半的市場份額。

二、國外主要的半導體材料生產企業

1.日本信越化學工業株式會社

　　硅材料是半導體產業最基礎、占比最重的材料，全球一半以上的半導體硅材料產能集中在日本，信越化學作為日本“國產技術”的代表，在全球市場占有最大的市場份額。

　　日本信越化學株式會社（以下簡稱“信越化學”）成立于1926年，最初公司名稱為信越氮肥料株式會社，于1940年改為現名。信越化學秉承“通過材料和技術為人類生活、產業和社會作貢獻”的理念，開展全球性業務活動。公司成立初期主要生產碳化物、石灰氮，后逐步拓展事業，開始生產金屬硅、有機硅、聚氯乙烯、苛性鈉、氯和稀土磁鐵等。同時，信越化學收購了荷蘭的聚氯乙烯事業和瑞士的某化學廠商的纖維素事業，逐步在美國、馬來西亞、中國和歐洲設立分部。

（1）主要產品

　　信越化學的主要事業部有聚氯乙烯樹脂（PVC）事業部、有機硅事業部、電子材料事業部、精密材料事業部、半導體部門、有機合成事業部、新功能材料事業部、新產品事業部、國際業務部，主要產品如表1所示。

表1　 日本信越化學主要產品

　　信越化學生產的諸多材料雖不能直接被人們所看到，但卻被廣泛用于與人們生活密切相關的各個領域。PVC作為住宅和基礎設施建設不可或缺的基本材料，在世界范圍內得到廣泛的利用。半導體元件被廣泛用于個人電腦以及平板電腦、手機、汽車、家電產品等領域，其電路板由硅片構成。信越化學生產的硅片質量是全球最好的。有機硅被廣泛用于汽車、電子設備、化妝品、建筑、食品等領域，信越化學生產的有機硅產品超過5 000種。稀土磁鐵用于混合動力汽車和電動汽車的電機以及風力發電用發電機，為節能作出了巨大貢獻。此外，纖維素產品除用于藥片的涂層和粘合劑外，還用作建筑材料。

　　信越化學作為集成電路（IC）板硅片的全球主導企業，最早研制成功了最尖端的300mm硅片及實現了絕緣襯底上硅（SOI）片的產品化，并穩定為市場供應著優質的產品。信越化學始終走在大口徑化及高平直度硅片研發生產的最前端。同時，一貫化生產發光二極管中的GaP、GaAs、磷化鋁鎵銦（AIGaInP）系化合物半導體單晶與切片。目前，信越化學已獲世界最高評價的單晶化技術、高度加工技術及質量管理技術，能夠穩定持續生產具有11個9（99．999999999%）的純度與均勻的結晶構造的單晶硅，并將單晶硅切成薄片并加以研磨成硅片，其表面的平坦度僅為1μm以下。

（2）研究開發

　　信越化學十分重視研究開發，將研究開發能力定位為開拓未來的重要“資產”，開發了“營業―開發―制造”三位一體的研究開發體制，如圖1 所示。信越化學以這種三位一體的獨創性研究開發體制來密切配合客戶需求，并進行各項開發研究。通過營業活動，將爭得的市場需求傳達給開發部門，以此來設定研究主題。開發部門按照所設定的主題進行原料的開發，同時，在與制造部門密切配合的基礎上，利用工廠設備，進行以量產化為目標的實踐性開發研究。為追求效率，信越化學將所有研究開發部門設置于廠地內，并與各事業、制造部門緊密結合。目前，信越化學有8個研發部門，分別為聚氯乙烯·高分子材料研究所、有機硅電子材料技術研究所、精密功能材料研究所、合成技術研究所、新功能材料技術研究所、磁性材料研究所、半導體磯部研究所和半導體白河研究所。

圖1 日本信越化學的研究開發體制

2.美國陶氏集團

　　光刻膠是由感光樹脂、增感劑和溶劑3種主要成份組成的對光敏感的混合液體。光刻膠專用化學品包括光引發劑、光增感劑、光致產酸劑、光刻膠樹脂、單體和其他助劑，為光刻膠的制造提供配套的專用化學品，處于光刻膠和集成電路制造產業鏈的最前端。由于光刻膠化學結構特殊、純度要求高、生產工藝復雜、品質要求苛刻，屬于資本密集型和技術密集型半導體材料產品，全球市場主要被日美企業占領。美國陶氏集團（以下簡稱“陶氏”）在光刻膠全球市場上占據第2大市場份額。

（1）企業概況

　　陶氏成立于1897年，創立初期生產單一產品，并逐步從無機產品轉向有機產品，面向全球開拓事業。2009年，陶氏收購了羅門哈斯，成為陶氏新材料部門的關鍵組成部分。2015年，陶氏和杜邦2家公司合并，合并公司命名為陶氏杜邦，然后公司將拆分為3個獨立的上市公司，分別專注于農業、材料科學和特色產品研究。

　　120多年來，陶氏一直致力于通過其多元化、市場驅動的特種化學品、先進材料、農業科技和塑料業務組合創造價值。陶氏以“展現對卓越、創新和可持續績效的不懈追求”作為自身的使命與愿景，致力于推動科學和創新，以應對世界上最緊迫的挑戰——提高當代和后代的生活質量，同時為公司、客戶和股東創造長期可持續的價值。陶氏的多元文化讓企業相信每個員工的價值，以及尊重他們不同的經歷、背景和觀點。且從這些差異中汲取靈感，推動創新，努力建立一種包含創新、責任和多樣性的文化，幫助每位員工成長和發展。

（2）產品與業務

　　陶氏的產品與業務涉及農業科學、汽車系統、建筑事業、消費品解決方案、電子材料、能源及水處理、工業制造、基礎設施解決方案和包裝。其中電子材料業務與半導體密切相關。

　　陶氏電子材料部是電子工業領域的一個全球性的材料和技術供應商，業務主要集中在半導體、互聯技術、表面處理、光伏技術、顯示、LED和光學產品領域。2015年，陶氏與杜邦合并后，陶氏電子材料事業部與杜邦電子與通訊事業部完成產品組合和專業技術的整合，成立了新的Electronics&Imaging事業部。當前，全球超過95%的智慧型設備零件使用了陶氏的創新產品。無論是在顯示器產業，還是在更快速與更強大的芯片領域，陶氏的創新技術已成為電子產業的關鍵合作伙伴。

表2　陶氏電子材料部主要產品

（3）運營與監管

　　陶氏在世界范圍內建立研發和技術中心，包括臺灣、韓國、香港、日本、美國等。陶氏通過分布在世界各地的技術中心，研發科學家團隊和應用專家團隊能夠與客戶密切合作，為新一代的電子技術提供解決方案、產品和技術服務。

　　陶氏質量管理體系由公司管理層開發和認可，在整個全球運營中實施了基于美國化學理事會責任關懷倡議的產品管理計劃，要求每位員工將健康、安全和環境保護作為日常工作的一部分。陶氏產品管理指南涵蓋產品生命周期的所有階段，并受到密切監控，以確保持續改進。其產品管理標準有5個：確保提供足夠的EH＆S信息，以評估每種產品的預期用途的安全性；基于風險的優先級層建立產品管理計劃和業務風險審查要求；確保產品管理涉及產品/流程設計和改進流程以及外部制造評估；確保為供應商和分銷商建立產品管理期望；確保為客戶提供適當的產品管理信息，并實施與基于風險的優先級等級相一致的評估和產品管理計劃。企業基于制定的標準進行產品管理，確保客戶獲得陶氏為其提供的產品和服務的質量、可靠性和完整性，滿足客戶的需求和要求。

3.韓國LG化學

　　韓國LG化學是韓國LG集團的子公司，掌握掩膜版核心技術，在全球光刻掩膜版市場上占有重要份額。LG化學成立于1947年，初始為樂喜化學工業公司，以化妝品制造事業為主，于1995年企業名稱更改為現名LG電子。經過幾十年的擴張和發展，成為韓國最具代表性的化學企業。公司以“以創新的材料和解決方案攜手顧客共同成長的全球領先企業”為愿景，為顧客提供產品和服務。

（1）主要產品

　　目前，LG化學以石油化學產業的基礎材料為中心，提高電池、信息電子材料、材料事業的市場占有率，具體產品如表3所示。2017年，公司合并了LG生命科學，向生命科學領域擴大事業，構筑面向未來的事業資產組合。LG電子的中長期發展規劃中，將“能源/水/生物”領域作為新成長動力并集中進行培養，實現企業的可持續發展。

表3 　韓國LG化學主要產品

（2）研究開發

　　LG化學在世界各主要地區建立了生產、銷售和研發的全球化網絡。為成為研發實力強大的世界級材料企業，LG化學通過強化核心基礎技術的競爭力、對新一代尖端材料及技術投資和支持，積極培養新的成長動力。根據LG電子的官方數據顯示，2015年企業投入近6 000億韓元用于研究開發，研究開發人員接近3 500名。LG電子設有專門的技術研究院，包括中央研究所（基礎技術研究中心、未來技術研究中心）、日本研究所、果川研究開發中心。此外，在各個業務下單獨設立研究中心，在基礎材料業務下設有基礎材料研究所、技術中心和華南技術中心（中國）；電池業務擁有電池研究所、移動電池開發中心、汽車電池開發中心、儲能電池開發中心、LGCPI和歐洲技術中心；信息電子材料業務設有信息電子材料研究所；材料業務設有材料研究所；生命科學業務設有新藥研究中心、生物研究中心、疫苗研究中心、醫藥開發中心和藥品研究中心。截至2014年10月，LG電子約保有知識產權2.5萬項。

三、結語

　　半導體材料是半導體產業的基石。在半導體材料領域，高端產品技術壁壘高，核心技術主要掌握在美國、日本、歐洲、韓國和中國臺灣等國家和地區的企業手中。半導體材料行業的產業規模大、細分行業多，晶圓制造材料、封裝材料、特殊氣體等分領域下細分多個材料行業，整個半導體材料行業多達上百種材料。

　　縱觀國外全球領先的半導體材料生產企業發現，他們并非在每個或多數材料領域領先，而是在單個或幾個細分領域實現技術突破，掌握這些材料生產的核心技術，從而在這些細分材料領域占據了主導地位。諸如日本信越化學在硅及硅基材料市場占據領先的市場份額。

　　研究領先企業的發展歷程可以發現，部分企業在創立初期并非從事半導體材料行業，而是在企業的發展過程中，緊跟市場需求開拓新業務。但這種開拓業務行為并不是完全脫離企業原有性質，而是在企業原有業務的相關領域，以企業現有的技術基礎或通過并購形式進行。另外，眾多領先企業的半導體材料業務只是其事業發展的一部分。企業通過合作或并購的方式形成一個完整的產業布局，確立自己的生態系統，構建多領域、多層次、全方位的事業布局，使其牢牢占據市場份額，并具有極強的抗風險能力。

　　此外，全球領先的半導體材料生產企業十分重視研發，且擁有自身獨特的生產和監督機制。由于半導體材料具有純度要求高、工藝復雜的等特點，技術門檻高，企業要實現技術突破、領先市場，加大對研發的投入力度是關鍵。領先企業都設有專業的技術研發中心，并且針對不同的業務領域，在每個事業部下都設有單獨的或多個研發中心。同時，研發中心一般設立在離客戶近的地區，利于及時收集市場反饋，滿足客戶的需求。