近期日本與韓國之間的半導體爭端愈演愈烈。日本對韓出口管制，韓國廠商大佬又紛紛趕往日本緊急磋商，三星電子又轉向比利時采購半導體材料…… 身為吃瓜群眾，這瓜都快吃不完了，吃不完瓜，咱們就來探探怎么吃這個瓜。深度分析一下，半導體產業中的哪一環，讓日本直接掐住韓國的喉嚨。

    在7月9日于日內瓦召開的世界貿易組織（WTO）貨物貿易理事會會議上，韓國要求日本撤回針對韓國實施的加強半導體材料出口管控措施。此前，日本經濟產業省宣布，將對出口韓國的半導體材料加強審查與管控，并將韓國排除在貿易“白色清單”之外。兩國都是全球半導體產業價值鏈的深度參與者，這一摩擦不僅會沖擊全球半導體產業，也使得原本就因勞工、“慰安婦” 等問題異常緊張的韓日關系雪上加霜。

    半導體材料在其中是何種角色？日本半導體材料又有多猛？

    日本的機遇與快速追趕

    半導體材料是一種存在在導體與非導體之間的一種特殊物質，它的電阻率相對較低。經過對半導體材料的加工可以制作出發光二極管、晶體管、集成電路以及電子管等，對通訊、計算機、網絡等眾多行業的發展起著決定性作用。

    上世紀40—50年代晶體管和集成電路先后在美國誕生。二戰后美蘇冷戰，美國為應付蘇聯威脅的戰略需要，對日本半導體產業提供慷慨援助。而美國對日本 “技術慷慨” 的另一原因是當時美國根本沒將日本當成競爭對手，日本半導體產業也得以迅速發展。

    在那個時期，日本工程師被允許頻繁參加國際會議和訪問美國公司，甚至能相對自由地接觸到美國半導體生產現場，而中國的半導體事業卻一直受到美國管控出口產品的阻礙。與此同時，美蘇冷戰格局使日本得以趁美國忙于對蘇軍備競賽而疏于發展民生技術之際，成功地從美國持續引入先進技術，并憑借開發眾多民生產品奪得了對美半導體競爭優勢。

    二戰后，日本開始接觸到美國有機硅產業，東芝、信越化學和島津三個公司分別開始進行有機硅工業化技術的開發工作。1952 年，信越化學公司采取粉末觸體攪伴式直接法完成了單體模型試驗，有機硅產品開始投入市場，日本有機硅產業開始發展了。

    日本信越化學是全球最大的硅圓片制造企業，能夠制造出99.999999999％的純度與均勻的結晶構造的單晶硅，技術在全世界處于領先水平。它的發展歷程能一定程度上反映出日本半導體材料的發展過程：

    1953 年信越化學便獲得了專利權持有者—美國通用電氣公司（GE）的 “專門技術” 使用權， 同時又拿到了日本通產省的硅橡膠工業化補助金， 在1957 年和 DC 公司簽定了相關產品的專利使用權協議， 1960 年開始正式生產高純度硅、醋酸乙烯單體、聚乙烯醇，有機硅系列業務開始進入正軌。

    借助于政府的工業化補助金，公司大力開展研發工作，獨自開發了諸如新型結構的聚氨醋用勻泡劑、加成型液體硅橡膠等新硅橡膠產品，提升了公司市場份額。

    1960 年 3 月信越化學公司的有機硅產品銷售額首次突破一億日元大關。此后，信越化學公司的有機硅單體產量，僅次于美國的 GE、 DC 和 UC 三大公司，躍居世界第四位。依靠信越化學的高速發展，1960-1970 年日本有機硅產量增長接近 6 倍，在這一階段日本有機硅也完成了從弱到強的階段。

    日本有機硅產量 1960-1970（來源：CNKI）

    1967年美國DC、GE 公司在有機硅單體合成及水解方面的專利在日本相繼失效，美國公司又于1967、 1971年分別與東麗和東芝公司合辦了東麗有機硅公司和東芝有機硅公司，該兩家公司與信越化學形成了三足鼎立的局勢。信越化學作為 “國產技術” 的代表，采取了多項措施穩固了國產有機硅的地位，使信越化學在與美國企業的競爭中逐漸取得優勢。 

    這一階段日本的有機硅產業同樣處于持續的高速發展階段， 1970-1986 年日本有機硅產量從約 6000 噸增長至超 60000 噸，產量增長超過 10 倍。日本有機硅完成了對美國的反超，同時，1979年日本有機硅產品輸入36億日元，輸出37億日元，日本也完成了從有機硅輸入國到輸出國的轉變。

    日本硅片產量增長圖（來源：CNKI）   

    信越公司共設有七家研發中心：有機硅電子材料研究中心、先進功能材料研究中心、磁性材料研究中心、新型功能材料研究中心、半導體材料研究中心、特種化工材料研究中心和 PVC 研究中心。

    在日本政府在行業發展前期給予的多種優惠政策及補貼外，通產省 1989 年再次制定了投資160億日元的“硅類高分子材料研究開發基本計劃”，計劃分三期，目的為確定有機硅單體及聚合物的合成及加工技術，這一計劃再次為以信越化學為首的有機硅生產企業提供了資金和技術的大力支持。在這些資金和技術的支持下，信越化學在不斷的研發下，一步步地發展壯大成了世界最大的半導體材料制造商。

    后期日本為制造大規模乃至超大規模集成電路，需要包括芯片制造工藝及設備、原材料等在內的成百上千種技術，需要眾多不同專業的技術圍繞制造 IC 這個核心相互銜接和融合，構成高效的半導體全產業鏈。日本依靠長期推進工業化的雄厚技術積累，不僅迅速發展起屬于自己的IC生產基地，而且迅速扶持培育出“尼康”“佳能”等制造光刻機等IC生產設備的企業，從而形成了獨立自主、相互銜接的包括“材料—晶圓—設備—制造—封裝測試—應用” 等環節的全產業鏈。

    現狀

    90年代信越化學的有機硅業務在國際競爭中已建立了絕對優勢地位，開始進行國際化擴張，分別在臺灣、美國、新加坡、荷蘭建立了分公司與工廠。并不斷探索新的業務線，1998年開始光刻膠的企業化、2007年開發RoHS限制對應光隔離器并共同開發了凸版印刷和最尖端光刻掩膜版、 2008年開發世界最大級別的永久磁鐵式磁電路。2015年 6月宣布將與中國最大的光纖生產企業合資成立公司，投資 125 億日元（約合人民幣 6.25 億元）在湖北省建設光纖材料“光纖預制棒”的生產廠。

    而現在一股主流的聲音似乎都在唱衰日本半導體產業，一份IC Insights 發布的半導體產業統計報告中顯示，日本的半導體市場影響力和份額自1990年以來，發生了明顯的變化。到2017年，其IC市場份額（不包括 Foundry）只有7%，與90年代的輝煌相比，日本的半導體行業看似進入了蕭條期。

    日本在全球半導體市場份額逐年走低（來源：IC Insights）

    Gartner也發布了一份 2017 年全球半導體市場初步統計報告，數據顯示，在排名前 10 的企業中，只有一家東芝（Toshiba）來自日本，且排名第8。

    2017 全球前十大半導體企業（來源：Gartner）

    似乎從表面上看，日本半導體行業似乎日薄西山，其實不然，只是從“臺前”到“幕后”。半導體行業產業鏈極其復雜，包括上游的材料、設備、EDA 軟件，中游的設計、制造，以及下游的封測等。半導體是個技術密集型產業，得核心技術者得天下，而越往上游，核心技術越密集、越高端，特別是在半導體材料和設備領域，日本企業在全球保持絕對優勢。

    全球半導體材料生產份額（來源：公開資料）

    同時據 SEMI 推測，日本企業在全球半導體材料市場上所占的份額達到約52%，而北美和歐洲分別占15%左右。日本的半導體材料行業在全球占有絕對優勢，在硅晶圓、光刻膠、鍵合引線、模壓樹脂及引線框架等重要材料方面占有很高份額，如果沒有日本材料企業，全球的半導體制造都要受挫。

    日本半導體材料全球份額占比（來源：產業信息網）

    放眼國際，半導體材料幾乎被日本企業壟斷，信越、SUMCO（三菱住友株式會社）、住友電木、日立化學、京瓷化學等。作為 IC 電路板硅片的主導企業，信越始終奔馳在大口徑化及高平直度的最尖端。最早研制成功了最尖端的 300mm 硅片。

    全球半導體材料壟斷（來源：中國半導體論壇）

    縱觀全球市場，光刻膠專用化學品生產壁壘高，國產化需求強烈?；瘜W結構特殊、保密性強、用量少、純度要求高、生產工藝復雜、品質要求苛刻，生產、檢測、評價設備投資大，技術需要長期積累。至今光刻膠專用化學品仍主要被被日本合成橡膠（JSR）、東京應化（TOK）、住友化學、美國陶氏等化工寡頭壟斷。

    全球光刻膠市場格局（來源：新材料在線）

    在半導體設備和材料領域，日本經過多年的投入、研發、技術、人才的積累，使其至今在這一產業上有著很強的話語權。

    代替？

    再說回日韓矛盾，日本在事件中限制出口了三個韓國難以找到替代產品的材料：用于將電路圖案轉移到半導體晶片上的光刻膠；在芯片制造過程中用作蝕刻氣體的氟化氫；用于智能手機顯示屏的含氟聚酰亞胺。

    韓國的一家芯片制造商的發言人表示：“這些材料，我們無法迅速地在其他地方找到，也買不到。即使我們在日本以外找到替代品，我們也必須對其進行測試，以確保質量足夠好，能夠生產出高產量的芯片。而且，這三種材料中的兩種是不能儲備的，氟化氫是劇毒氣體，而光刻膠則會變質。氟化氫還可以從中國進口，但是光刻膠和含氟聚酰亞胺是真的很難找到替代產品?！?/p>

    據日本媒體報道，日本生產的含氟聚酰亞胺約占世界總產量的90%，而且，它還占據著全球大約90%的光刻膠產量。韓國工業數據顯示，今年前五個月，韓國從日本進口了 1.44 億美元的光刻膠、氟化氫和含氟聚酰亞胺。

    日本對韓國限制供應的三種材料中，除氟化聚酰亞胺主要是用于液晶顯示器的制作工序以外，氟化氫禁售是對韓國的半導體產業最為致命的一擊。而氟化氫是目前日本對韓國限制的材料中，中國國產化程度最高的材料之一。高工工業研究所的調研報告顯示，2018年中國氟化氫生產線有103條，年產能達192.1萬噸，實際產量158.8萬噸。我國擁有有十家左右生產電子級氟化氫的企業，包括濱化股份、巨化股份、多氟多、三美股份、新宙邦、天賜材料等，其中濱化股份產品屬于UPSS級；巨化股份產品能達到UPSS級；多氟多產品品質達到了行業最高級別UP-SSS級。

    韓國LG顯示首席技術官Kang In-byeong表示，由于日本的半導體和顯示材料出口限制，該公司目前正在測試中國的氟化氫。除了LG顯示之外，三星電子和SK海力士也正在尋求從中國購買更多材料。

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