湿电子化学品:PCB生产中的必备原材料
湿电子化学品,又称超净高纯试剂,是主体成分纯度大于 99.99%、杂质离子和微粒数符合严格要求的化学试剂。它是微电子、光电子湿法工艺制程(主要包括湿法清洗、显影、蚀刻、电镀等环节)中使用的各种液体化工材料的总称,广泛应用于集成电路、显示面板、太阳能光伏等领域电子产品的制造过程中。
01 产品分类
按照组成成分和应用工艺不同,湿电子化学品分为通用湿电子化学品和功能湿电子化学品两大类。
通用湿电子化学品:一般为单组份、单功能、被大量使用的超净高纯试剂,常用于湿法工艺中的清洗、显影等工序,主要包括酸类、碱类、有机溶剂类及其他类产品。
功能湿电子化学品:指通过复配手段达到特殊功能、满足制造中特殊工艺需求的复配类化学品,即在单一的超净高纯试剂(或多种超净高纯试剂配合)基础上,加入水、有机溶剂、螯合剂、表面活性剂等中的一种或多种化合物,然后混合而成的化学品。

02 生产工艺
通用湿电子化学品纯化工艺
通用湿电子化学品主要通过纯化工艺制得,即针对不同类型的单成分湿电子化学品(如氨水、双氧水、硝酸、氢氧化钠等),通过多级水洗、高效连续精馏、低压精馏与吸收、离子交换、膜处理等多种复杂工艺,对产品进行分离提纯。
功能湿电子化学品拼配工艺
功能性湿电子化学品通过拼配工艺制得,即将所需原料按配方要求在拼配设备内混合均匀后,通过超细过滤器过滤,最后在净化间超净包装至特殊材料的容器中可得到最终的拼配产品。
03 应用领域
湿电子化学品主要用于集成电路、显示面板、光伏电池等行业,不同应用领域对试剂的成分、配比和纯度的要求截然不同,因此技术难度参差不齐。大致来说,集成电路领域的湿电子化学品技术要求最高,其次为显示面板,再次为光伏电池。
参考SEMI分类标准,湿电子化学品根据质量被分为多档次产品。G1档为最低档湿电子化学产品,G5档为最高端产品。从G1到G5,其适用的IC线宽越来越精细。在上述的三个领域中,半导体工艺对超净高纯试剂的纯度和洁净度要求最高,平板显示对超净高纯试剂的用量需求最大,光伏太阳能电池应用领域对技术的要求最低,因此国产替代率最高。

04 上下游产业链
湿电子化学品制造环节处于产业链中游,上游主要依托基础化工原料,下游为半导体芯片、新型显示面板和太阳能电池片等元器件,及其消费电子、车载电子、网络通信、航空航天等领域终端产品。
湿化学品的原材料种类较多,包括氢氟酸、硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钾、氢氧化钠、各种有机溶剂等基础化工产品以及各类添加剂。湿化学品生产企业的成本构成呈现出“料重工轻”的结构特点,直接材料成本占营业成本的比重普遍在70%-90%,因此原材料价格波动会对湿化学品的生产成本有较大影响。
据中国电子材料行业协会数据,我国湿电子化学品需求量中,通用性湿电子化学品用量占比高达88%,其中又以过氧化氢、氢氟酸、硫酸、硝酸等用量较多,而显影液、蚀刻液、剥离液等功能湿电子化学品则通常仅用于特定工序,因此用量相对较少,但由于复配类化学品除纯化工艺外,还涉及到不同成分的配比问题,其研发和生产的难度及单价通常会相对更高。
湿电子化学品行业处于电子信息产业链上游的关键位置,对电子信息产业的发展起着重要作用。湿电子化学品企业的核心工艺环节是纯化工艺(通用型)和混配工艺(混配型),纯化工艺主要是通过采用杂质离子深度反应,超重力反应/耦合分离等工艺,实现了杂质离子深度分离;利用纳滤膜分离技术,实现微纳颗粒的高效分离去除;混配工艺,按需设计配方后将多种纯化后产品与添加剂进行精密混配,涉及到配方的壁垒。

05 国内主要生产企业
国内从事湿电子化学品研究生产的企业有 40 多家,生产超净高纯试剂的企业中能够达到国际标准并且有一定生产量的企业逾 30 余家,而其中仅少数企业掌握部分 SEMI G3 级以上标准产品的生产技术。

06 行业竞争格局
目前,湿电子化学品行业市占率集中于欧美和日本企业,呈现以下梯队情况:
第一梯队:由欧美传统老牌企业(包括它们在其他地区开设的工厂所创的销售额)所占领,其市场份额以销售额计约为 31%,主要生产企业有德国巴斯夫(BASF)、EMerck、美国杜邦、霍尼韦尔、慧瞻、应特格等。
第二梯队:约有28% 的市场份额由日本的十家左右生产企业所拥有,主要包括关东化学公司、三菱化学、京都化工、日本合成橡胶、住友化学、和光纯药工业(Wako)、stella chemifa 公司等。
第三梯队:中国台湾、韩国、中国大陆本土企业(即内资/ 合资企业)所占领,约占全球市场总量的 40%。
第四梯队:余下1% 的市场份额由其它国家、地区(主要指亚洲其它国家、地区的企业)所有。
【本文转自公众号碳和新材,转载仅供学习交流。】
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