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DRAM进入12纳米级之后:哪些材料中国已经突破,哪些还卡在国外?

2026-09-21 11:59
材料风向标
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长鑫G5量产,把国产DRAM进一步推入先进工艺竞争,也把一个更现实的问题摆到了材料行业面前:当先进DRAM越来越依赖光刻材料、高k介质、前驱体、CMP和电子特气,中国材料产业究竟走到了哪一步?

上一篇长鑫G5量产:DRAM进入12纳米级,下一场竞争为什么是材料?讨论的是为什么DRAM越往先进节点发展,材料越重要。这一篇继续回答哪些材料已经进入规模供应,哪些正在加速突破,哪些仍处于先进节点深水区?

判断这件事,不能只看“有没有国产产品”。因为“能做出来”“通过验证”“稳定量产”“进入先进节点”,代表的是完全不同的产业阶段。

一、先进DRAM材料国产化已经明显分层

如果把先进DRAM涉及的主要材料放在一起,可以看到以下三种阶段状态。

这张表传递的信息很清楚:国产半导体材料已经不是整体“卡脖子”,而是不同环节进入了不同阶段。真正需要区分的,不是“国产还是进口”,而是是否已经进入先进工艺。

二、CMP:已经进入规模竞争

CMP(化学机械抛光)是国产半导体材料中进展较快的方向之一。先进芯片制造需要反复进行沉积、刻蚀和平坦化,工艺越复杂,对抛光液、抛光垫和缺陷控制要求越高。安集科技已经形成钨、铜及铜阻挡层、介质材料、氧化铈等CMP产品布局,部分产品进入先进制程验证和量产。

国内CMP产业因此已经跨过早期“有没有”的阶段。下一步竞争重点变成能覆盖多少先进工艺层、缺陷能否继续下降、客户份额能否提高。这是一类已经进入规模替代和高端升级并行阶段的材料。

三、12英寸硅片:进入核心供应链,但高端份额仍需提升

全球12英寸硅片长期由信越化学、SUMCO、环球晶圆等厂商主导。但国内企业已经建立规模量产能力。西安奕材12英寸硅片月产能已经突破100万片,并进入国内头部存储客户供应体系,部分产品已用于先进DRAM和NAND。

这意味着,12英寸硅片已经真正跨过国产规模量产门槛,但全球产业格局并没有因此被改写,海外龙头在客户覆盖、产品规格、先进节点经验和长期一致性上仍有优势。因此,这一环节的核心问题已经从“能不能做”转向:“高端份额能提升到多少”。

四、电子特气:突破已经形成,短板在品种结构

电子特气同样已经不再是全面依赖进口。国内企业在NF、WF、部分氟碳类和氢化物等产品上已经建立产业基础,并进入国内外主流晶圆制造客户。

但电子特气的难点在于先进制程需要大量不同品种,而不是少数几个明星产品。进入先进DRAM以后,对纯度、金属杂质、颗粒和长期稳定性的要求还会进一步提高。因此,电子特气当前更准确的状态是部分品种已经形成稳定国产供应,但高端和特殊品种仍存在明显缺口。

五、光刻胶:KrF进入产业化,ArF正在跨越规模化门槛

高端光刻胶是国内半导体材料中变化最快的领域之一。过去几年,国内企业已经从G/I线、KrF逐步向ArF和ArFi延伸。彤程新材等企业已经形成较完整产品矩阵,多款ArF及ArFi产品进入客户产线。因此,“中国完全做不出ArF光刻胶”已经不符合当前产业现实。

但真正的差距也很清楚,先进DRAM采用多重图形化以后,评价光刻材料已经不只是分辨率,还包括线边粗糙度、缺陷密度、膜厚均匀性、套刻匹配和长期批次稳定性。

与此同时,光刻胶背后还有树脂、光酸产生剂(PAG)、抗反射层、顶部涂层等完整材料体系。所以光刻胶国产化下一阶段真正要解决的是从单一产品突破,走向完整光刻材料体系。

六、先进前驱体:正在进入真正的技术深水区

相比光刻胶,先进前驱体受到的关注更少,但对下一代DRAM的重要性越来越高。High-k、金属栅、电极、阻挡层等纳米级薄膜,越来越依赖ALD和CVD。而这些工艺的核心材料,就是前驱体。

国内在部分硅基前驱体上已经建立产业基础,金属和High-k前驱体也在加速导入。但越往先进节点发展,前驱体竞争越不只是“纯度”。还要同时满足挥发性、热稳定性、表面反应、成核行为、残留控制和沉积工艺窗口。

因此,先进前驱体本质上已经从普通精细化工,进入分子设计 + 薄膜沉积 + 器件工艺协同开发的新阶段。这也是目前国内仍需重点突破的方向之一。

七、先进硬掩膜:难点已经从材料走向工艺协同

随着DRAM电容越来越深,深孔刻蚀时间持续增加,硬掩膜需要承受更长时间的等离子体轰击。如果刻蚀选择比不够高,顶部图形可能在深孔尚未完成前就发生失真。因此,先进DRAM需要更高性能的硬掩膜体系。这里真正的壁垒不是单独合成一种材料,而是硬掩膜、刻蚀设备、气体体系和清洗工艺必须共同优化。

国内SOC、BARC等底层材料已经取得明显进展,但先进DRAM专用高选择比硬掩膜的大规模商业化披露仍然较少。这代表了先进半导体材料正在出现的一种新特征:材料性能本身只是起点,真正决定能否量产的是整个工艺窗口。

八、Low-k:技术储备已有,先进量产仍待验证

随着DRAM内部线路越来越密,相邻导线之间的寄生电容不断上升,这推动Low-k介质开始进入先进DRAM。但Low-k材料存在一个天然矛盾介电常数越低,机械强度、界面可靠性和耐等离子体损伤往往越难兼顾。

因此Low-k的产业化不是单纯追求更低k值,而是要在电性能、机械性能、界面和可靠性之间找到平衡。国内已经具备Low-k材料和相关沉积技术储备,但在先进DRAM中的规模量产公开案例仍相对有限。这也是当前从研发走向产业验证的重要环节。

九、真正的短板,正在从“单一材料”转向“材料体系”

把这些材料重新放在一起,可以更清楚地看到三个层级。

(1)已进入规模替代:CMP、部分12英寸硅片、高纯靶材、部分电子特气,竞争重点已经转向更先进节点和更高市场份额。

(2)正在从验证走向量产:KrF、ArF光刻胶以及部分硅基、金属前驱体,核心问题是批次稳定、持续供货和扩大先进工艺覆盖。

(3)仍处于先进节点深水区:High-k及复杂金属前驱体、先进硬掩膜、Low-k以及部分光刻材料核心原料,这些材料的共同特点是越来越难脱离设备和工艺独立开发。

先进DRAM正在把竞争从“能不能生产一种材料”推向“材料企业、设备企业和晶圆厂能不能一起建立稳定工艺”。

十、判断国产化,不能只看国产化率

进入先进DRAM阶段以后,判断一个材料赛道,需要至少看三个维度。

第一,材料有没有发生代际变化。如果只是国产替代成熟海外产品,竞争主要是供应安全和成本。但如果工艺升级本身要求换材料,例如传统栅极转向HKMG,普通介质转向Low-k,高深宽比需要新硬掩膜,更薄电容需要新的High-k和ALD前驱体,那么供应链就可能重新洗牌,技术代际变化,往往比单纯“国产化率低”更重要。第二,进入的是成熟节点还是先进节点。“进入晶圆厂”不等于“进入先进DRAM”。真正需要关注的是产品有没有持续向更先进工艺迁移。第三,能不能改善良率。先进半导体材料最终评价的,不是单一材料参数。而是缺陷能不能下降,良率能不能稳定,工艺窗口能不能扩大,这才是真正进入核心供应链的标志。十一、从国产替代,走向同步开发

2025年,全球半导体材料市场规模达到创纪录的732亿美元,其中晶圆制造材料达到458亿美元。先进制程、高性能计算和存储需求正在持续提高材料使用强度和技术门槛,中国大陆已经成为全球重要的半导体材料消费市场。

过去,国产半导体材料的主要任务是海外有什么,国内尽快做出来,这一阶段仍在继续。但先进DRAM向前推进以后,更高一级的竞争已经出现:当下一代工艺开始换材料时,国内企业能不能同步进入开发体系?前者解决的是供应安全,后者决定的是技术话语权。

结语:下一阶段,比“国产替代”更难

长鑫G5量产之后,国产DRAM正在继续向先进工艺推进。与之对应,中国半导体材料的状态也越来越清晰:CMP、硅片、靶材和部分电子特气已经形成较强国产供给基础;KrF、ArF和部分前驱体正在加快量产导入;High-k、复杂金属前驱体、先进硬掩膜、Low-k以及部分光刻核心原料,仍是下一阶段需要重点突破的区域。

所以,今天再讨论国产半导体材料,真正需要回答的问题已经不是“中国还能不能做出来?”,而是当下一代DRAM更换材料体系时,国产材料能不能同步进入新工艺,而不是等技术成熟以后再追赶?

把材料做出来,是从0到1;把材料稳定量产,是从1到100。而能够和晶圆厂、设备企业一起定义下一代工艺,才决定谁真正拥有先进半导体材料的话语权。DRAM进入12纳米级之后,中国半导体材料真正的竞争,也正在从国产替代走向同步开发

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       原文标题 : DRAM进入12纳米级之后:哪些材料中国已经突破,哪些还卡在国外?

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