半导体器件是一种重要的电子元器件，广泛应用于通信、计算机、信息家电、汽车电子与工业自动化等行业，是电子信息产业的基础，也被认为是衡量某个国家或地区的技术水平的重要标识。全球半导体产品主要包括集成电路、光电器件、分立器件和传感器。手机作为消费类电子产品，其屏幕、处理器、摄像头等众多器件使用半导体产品。手机的发展依赖于半导体技术的发展。同时，随着移动互联网的快速发展与智能手机的出现，手机在承担传统意义上的通讯功能外，还满足了人们的娱乐、消费、商务、办公等需求，成为人们生活中不可或缺的一部分。市场对智能手机的需求快速增长，推动了半导体产业的发展，促进了半导体技术的变革。

一、全球半导体材料产业概况

　　半导体材料作为制作半导体产品的基础，是指电阻率在10-3～107Ω·㎝，介于金属和绝缘体之间的材料。半导体材料在半导体产业的发展过程中，形成了3代半导体材料。第1代半导体材料包括硅（Si）、锗（Ge）；第2代半导体材料包括磷化铟（InP）、磷化镓（GaP）、砷化铟（InAs）、砷化镓（GaAs）、砷化铝(AlAs)及其合金等；第3代半导体材料包括宽禁带的氮化镓（GaN）、硒化锌（SeZn）、碳化硅（SiC）和金刚石等。

　　半导体产业包括集成电路、光伏和半导体LED，而一般按照半导体制作的流程则分为半导体设计、半导体制造和半导体封测3个子产业群。半导体材料和设备厂商与半导体产业密不可分，因此在设计完整半导体产业链的过程中，将半导体材料和设备产业作为整个产业链的最上游，整个产业链被称为全球泛半导体产业链。国际半导体产业协会（SEMI）的报告显示，2017年全球半导体材料销售额为469亿美元，比2016年增长9.6%，而全球半导体收入比上年增长21.6%。在全球市场内，我国台湾由于是半导体产业庞大的代工厂和先进的封装基地，连续8年成为半导体材料的最大消费者。我国大陆是半导体材料的第2大消费市场，韩国和日本紧随其后。

　　由于半导体材料的生产技术复杂，并且存在政府干预的因素，具有较高的技术壁垒。虽然我国是半导体消费大国，但不是输出国，尤其是大部分高端产品依赖于进口。全球占据主导地位的半导体材料生产企业多集聚在美国、日本、韩国、欧洲等国家和地区，尤其是日本和美国，是全球半导体材料的重要输出地。例如在硅晶圆市场上，日本企业占据全球超过一半的市场份额。

二、国外主要的半导体材料生产企业

1.日本信越化学工业株式会社

　　硅材料是半导体产业最基础、占比最重的材料，全球一半以上的半导体硅材料产能集中在日本，信越化学作为日本“国产技术”的代表，在全球市场占有最大的市场份额。

　　日本信越化学株式会社（以下简称“信越化学”）成立于1926年，最初公司名称为信越氮肥料株式会社，于1940年改为现名。信越化学秉承“通过材料和技术为人类生活、产业和社会作贡献”的理念，开展全球性业务活动。公司成立初期主要生产碳化物、石灰氮，后逐步拓展事业，开始生产金属硅、有机硅、聚氯乙烯、苛性钠、氯和稀土磁铁等。同时，信越化学收购了荷兰的聚氯乙烯事业和瑞士的某化学厂商的纤维素事业，逐步在美国、马来西亚、中国和欧洲设立分部。

（1）主要产品

　　信越化学的主要事业部有聚氯乙烯树脂（PVC）事业部、有机硅事业部、电子材料事业部、精密材料事业部、半导体部门、有机合成事业部、新功能材料事业部、新产品事业部、国际业务部，主要产品如表1所示。

表1　 日本信越化学主要产品

　　信越化学生产的诸多材料虽不能直接被人们所看到，但却被广泛用于与人们生活密切相关的各个领域。PVC作为住宅和基础设施建设不可或缺的基本材料，在世界范围内得到广泛的利用。半导体元件被广泛用于个人电脑以及平板电脑、手机、汽车、家电产品等领域，其电路板由硅片构成。信越化学生产的硅片质量是全球最好的。有机硅被广泛用于汽车、电子设备、化妆品、建筑、食品等领域，信越化学生产的有机硅产品超过5 000种。稀土磁铁用于混合动力汽车和电动汽车的电机以及风力发电用发电机，为节能作出了巨大贡献。此外，纤维素产品除用于药片的涂层和粘合剂外，还用作建筑材料。

　　信越化学作为集成电路（IC）板硅片的全球主导企业，最早研制成功了最尖端的300mm硅片及实现了绝缘衬底上硅（SOI）片的产品化，并稳定为市场供应着优质的产品。信越化学始终走在大口径化及高平直度硅片研发生产的最前端。同时，一贯化生产发光二极管中的GaP、GaAs、磷化铝镓铟（AIGaInP）系化合物半导体单晶与切片。目前，信越化学已获世界最高评价的单晶化技术、高度加工技术及质量管理技术，能够稳定持续生产具有11个9（99．999999999%）的纯度与均匀的结晶构造的单晶硅，并将单晶硅切成薄片并加以研磨成硅片，其表面的平坦度仅为1μm以下。

（2）研究开发

　　信越化学十分重视研究开发，将研究开发能力定位为开拓未来的重要“资产”，开发了“营业―开发―制造”三位一体的研究开发体制，如图1 所示。信越化学以这种三位一体的独创性研究开发体制来密切配合客户需求，并进行各项开发研究。通过营业活动，将争得的市场需求传达给开发部门，以此来设定研究主题。开发部门按照所设定的主题进行原料的开发，同时，在与制造部门密切配合的基础上，利用工厂设备，进行以量产化为目标的实践性开发研究。为追求效率，信越化学将所有研究开发部门设置于厂地内，并与各事业、制造部门紧密结合。目前，信越化学有8个研发部门，分别为聚氯乙烯·高分子材料研究所、有机硅电子材料技术研究所、精密功能材料研究所、合成技术研究所、新功能材料技术研究所、磁性材料研究所、半导体矶部研究所和半导体白河研究所。

图1 日本信越化学的研究开发体制

2.美国陶氏集团

　　光刻胶是由感光树脂、增感剂和溶剂3种主要成份组成的对光敏感的混合液体。光刻胶专用化学品包括光引发剂、光增感剂、光致产酸剂、光刻胶树脂、单体和其他助剂，为光刻胶的制造提供配套的专用化学品，处于光刻胶和集成电路制造产业链的最前端。由于光刻胶化学结构特殊、纯度要求高、生产工艺复杂、品质要求苛刻，属于资本密集型和技术密集型半导体材料产品，全球市场主要被日美企业占领。美国陶氏集团（以下简称“陶氏”）在光刻胶全球市场上占据第2大市场份额。

（1）企业概况

　　陶氏成立于1897年，创立初期生产单一产品，并逐步从无机产品转向有机产品，面向全球开拓事业。2009年，陶氏收购了罗门哈斯，成为陶氏新材料部门的关键组成部分。2015年，陶氏和杜邦2家公司合并，合并公司命名为陶氏杜邦，然后公司将拆分为3个独立的上市公司，分别专注于农业、材料科学和特色产品研究。

　　120多年来，陶氏一直致力于通过其多元化、市场驱动的特种化学品、先进材料、农业科技和塑料业务组合创造价值。陶氏以“展现对卓越、创新和可持续绩效的不懈追求”作为自身的使命与愿景，致力于推动科学和创新，以应对世界上最紧迫的挑战——提高当代和后代的生活质量，同时为公司、客户和股东创造长期可持续的价值。陶氏的多元文化让企业相信每个员工的价值，以及尊重他们不同的经历、背景和观点。且从这些差异中汲取灵感，推动创新，努力建立一种包含创新、责任和多样性的文化，帮助每位员工成长和发展。

（2）产品与业务

　　陶氏的产品与业务涉及农业科学、汽车系统、建筑事业、消费品解决方案、电子材料、能源及水处理、工业制造、基础设施解决方案和包装。其中电子材料业务与半导体密切相关。

　　陶氏电子材料部是电子工业领域的一个全球性的材料和技术供应商，业务主要集中在半导体、互联技术、表面处理、光伏技术、显示、LED和光学产品领域。2015年，陶氏与杜邦合并后，陶氏电子材料事业部与杜邦电子与通讯事业部完成产品组合和专业技术的整合，成立了新的Electronics&Imaging事业部。当前，全球超过95%的智慧型设备零件使用了陶氏的创新产品。无论是在显示器产业，还是在更快速与更强大的芯片领域，陶氏的创新技术已成为电子产业的关键合作伙伴。

表2　陶氏电子材料部主要产品

（3）运营与监管

　　陶氏在世界范围内建立研发和技术中心，包括台湾、韩国、香港、日本、美国等。陶氏通过分布在世界各地的技术中心，研发科学家团队和应用专家团队能够与客户密切合作，为新一代的电子技术提供解决方案、产品和技术服务。

　　陶氏质量管理体系由公司管理层开发和认可，在整个全球运营中实施了基于美国化学理事会责任关怀倡议的产品管理计划，要求每位员工将健康、安全和环境保护作为日常工作的一部分。陶氏产品管理指南涵盖产品生命周期的所有阶段，并受到密切监控，以确保持续改进。其产品管理标准有5个：确保提供足够的EH＆S信息，以评估每种产品的预期用途的安全性；基于风险的优先级层建立产品管理计划和业务风险审查要求；确保产品管理涉及产品/流程设计和改进流程以及外部制造评估；确保为供应商和分销商建立产品管理期望；确保为客户提供适当的产品管理信息，并实施与基于风险的优先级等级相一致的评估和产品管理计划。企业基于制定的标准进行产品管理，确保客户获得陶氏为其提供的产品和服务的质量、可靠性和完整性，满足客户的需求和要求。

3.韩国LG化学

　　韩国LG化学是韩国LG集团的子公司，掌握掩膜版核心技术，在全球光刻掩膜版市场上占有重要份额。LG化学成立于1947年，初始为乐喜化学工业公司，以化妆品制造事业为主，于1995年企业名称更改为现名LG电子。经过几十年的扩张和发展，成为韩国最具代表性的化学企业。公司以“以创新的材料和解决方案携手顾客共同成长的全球领先企业”为愿景，为顾客提供产品和服务。

（1）主要产品

　　目前，LG化学以石油化学产业的基础材料为中心，提高电池、信息电子材料、材料事业的市场占有率，具体产品如表3所示。2017年，公司合并了LG生命科学，向生命科学领域扩大事业，构筑面向未来的事业资产组合。LG电子的中长期发展规划中，将“能源/水/生物”领域作为新成长动力并集中进行培养，实现企业的可持续发展。

表3 　韩国LG化学主要产品

（2）研究开发

　　LG化学在世界各主要地区建立了生产、销售和研发的全球化网络。为成为研发实力强大的世界级材料企业，LG化学通过强化核心基础技术的竞争力、对新一代尖端材料及技术投资和支持，积极培养新的成长动力。根据LG电子的官方数据显示，2015年企业投入近6 000亿韩元用于研究开发，研究开发人员接近3 500名。LG电子设有专门的技术研究院，包括中央研究所（基础技术研究中心、未来技术研究中心）、日本研究所、果川研究开发中心。此外，在各个业务下单独设立研究中心，在基础材料业务下设有基础材料研究所、技术中心和华南技术中心（中国）；电池业务拥有电池研究所、移动电池开发中心、汽车电池开发中心、储能电池开发中心、LGCPI和欧洲技术中心；信息电子材料业务设有信息电子材料研究所；材料业务设有材料研究所；生命科学业务设有新药研究中心、生物研究中心、疫苗研究中心、医药开发中心和药品研究中心。截至2014年10月，LG电子约保有知识产权2.5万项。

三、结语

　　半导体材料是半导体产业的基石。在半导体材料领域，高端产品技术壁垒高，核心技术主要掌握在美国、日本、欧洲、韩国和中国台湾等国家和地区的企业手中。半导体材料行业的产业规模大、细分行业多，晶圆制造材料、封装材料、特殊气体等分领域下细分多个材料行业，整个半导体材料行业多达上百种材料。

　　纵观国外全球领先的半导体材料生产企业发现，他们并非在每个或多数材料领域领先，而是在单个或几个细分领域实现技术突破，掌握这些材料生产的核心技术，从而在这些细分材料领域占据了主导地位。诸如日本信越化学在硅及硅基材料市场占据领先的市场份额。

　　研究领先企业的发展历程可以发现，部分企业在创立初期并非从事半导体材料行业，而是在企业的发展过程中，紧跟市场需求开拓新业务。但这种开拓业务行为并不是完全脱离企业原有性质，而是在企业原有业务的相关领域，以企业现有的技术基础或通过并购形式进行。另外，众多领先企业的半导体材料业务只是其事业发展的一部分。企业通过合作或并购的方式形成一个完整的产业布局，确立自己的生态系统，构建多领域、多层次、全方位的事业布局，使其牢牢占据市场份额，并具有极强的抗风险能力。

　　此外，全球领先的半导体材料生产企业十分重视研发，且拥有自身独特的生产和监督机制。由于半导体材料具有纯度要求高、工艺复杂的等特点，技术门槛高，企业要实现技术突破、领先市场，加大对研发的投入力度是关键。领先企业都设有专业的技术研发中心，并且针对不同的业务领域，在每个事业部下都设有单独的或多个研发中心。同时，研发中心一般设立在离客户近的地区，利于及时收集市场反馈，满足客户的需求。