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魏建东
摘 要:TMAH即四甲基氢氧化铵,作为湿电子化学品中的显影液,广泛应用于半导体及半导体显示领域,用于微细图形的加工。随着半导体及半导体显示行业的快速发展,TAMH的需求大幅提高,为了分析TMAH的投资可行性,本文通过查阅大量文献及实地走访调研,研究TMAH的国内及目标市场华南地区的生产供应及市场需求情况,为制定TMAH的投资方向和投资战略夯实基础。
关键词:TMAH;供需分析;半导体;半导体显示
中图分类号:TM63 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2020)02-0237-02
TMAH即四甲基氢氧化铵,无色透明溶液,分子式:(CH3)4NOH;分子量91.15,是一种具有优良腐蚀性能的各向异性腐蚀剂,选择性好,无毒且不污染环境,主要有工业级和电子级两大类,电子级TMAH在电子行业中广泛用作TFT-LCD、IC正胶显影剂,硅晶片蚀刻剂等,由于用于微细线路的制作[1],为了保证产品的良率及质量要求,电子级TMAH有更为严格的质量控制指标,其金属离子含量为ppb级别,颗粒>=0.5?m数不超过100个/ml,电子级TMAH的生产方法主要有氧化银沉淀法、离子交换树脂法、碱置换法、离子膜电解法和电渗析法[2],或者是多种单一方法的组合等。
1国内电子级TMAH的供需分析
1.1電子级TMAH国内产能
国内TMAH的生产企业主要有杭州格林达化学有限公司、沧州信联化工有限公司、无锡三开高纯化工有限公司、镇江润晶高纯化工有限公司。2018年,全国电子级TMAH产能为11.2万吨(格林达5万吨/年,沧州信联3万吨/年,无锡三开1万吨/年,镇江润晶2.2万吨/年),但较多产量应用于低端领域。
格林达为国内TMAH的龙头企业,在杭州建都生产基地,并为了与BOE产线相呼应,计划在合肥和鄂尔多斯新建相应生产及回收装置,其工艺采用了一条比国际上所用生产技术更先进,更绿色的生产路线,所产的湿化学品(TMAH)在全球的占有率为25%、中国大陆90%,韩国35%,客户主要有BOE、CSOT、天马、三星电子、LGD、AUO等国内外知名面板企业。
格林达生产工艺的技术特点:
(1)纯化技术(开发了过程控制提纯技术,即原料提纯,中间体提纯,电解过程提纯);
(2)选定了特殊电解阳极(远高于钌鈦电极的使用寿命);
(3)特种离子交换膜的选用;
(4)高精度的过程浓度在线检测控制技术;
(5)开发出适应电子元器件表面清洗、显影、蚀刻用的独特界面活性体系;
(6)开发出更为环境友好的碳酸盐电解法的生产工艺方法。
1.2全国电子级TMAH需求
由于电子级TMAH主要用于面板及半导体行业,因此可以通过国内面板及12寸晶圆的产量及增长趋势来推测电子级TMAH的需求量及发展趋势。
1.2.1全国面板行业对TMAH的需求
随着全球面板生产线加速向中国大陆转移,国内外面板企业正积极布局在中国大陆的生产线,加上重大产业规划和政策的扶持,中国显示面板的产能逐渐增加,目前,中国已超过韩国成为全球最大的面板生产基地[3]。表1为全国现有面板产能。
全国在建及计划建设的面板产线见表2。
未来在建及计划建设的12英寸晶圆产线见表4。
根据公司对CSOT T1、T2的实地调研,并通过计算得知,每生产1平方米面板需要消耗0.26kgTMAH,从而计算知2018年我国现有面板企业对电子级TMAH的需求量约为2.03万吨,若在建及规划建设的面板线投产后,预测2020年全国(大陆)面板行业TMAH的需求量将达到3.64万吨。
1.2.2全国半导体行业对电子级TMAH的需求量
TMAH在半导体晶圆生产过程中用作正型光刻胶的显影液,目前主流的晶圆厂为8寸和12寸产线,虽然,2015年之后18寸晶圆厂有少量投产,但12寸晶圆厂仍是主要投产的目标。目前国内12寸晶圆厂有8座,产能为466千片/月,计划和在建12寸晶圆厂有12座[4],预计新增产能为635千片/月,预估2020年产能需求达到每月352万片8寸晶圆约当量,其中12寸晶圆比重高达82%。
根据《2015年湿化学品行业分析报告》中得知国内12英寸半导体晶圆生产过程中显影液的单耗量为22.56吨/万片。
表3及表4知,我国12寸晶圆对TMAH的需求量约为3万吨/年,其中未来需求1.7万吨/年。
综上所述,2018年全国面板行业及12英寸晶圆行业对电子级TMAH的需求量约为3.29万吨,在建及规划产线投产后,全国对电子级TMAH的需求量预计将达到6.6万吨/年。
2华南地区电子级TMAH的供需结构
2.1华南地区电子级TMAH产能
目前华南地区没有电子级TMAH的工业化生产。
2.2华南地区电子级TMAH需求量
2.2.1华南地区面板行业对TMAH的需求量
由表1及表2可知,位于华南地区的面板产线有13条,其对电子级TMAH的需求量为13803吨/年,其中已有产线的需求量为7796吨/年。
2.2.2华南地区半导体行业对TMAH的需求量
由表4可知,未来随着晋华集成、联电厦门、中芯国际和紫光等产线的投产,华南地区12英寸晶圆对TMAH的需求量将超过5000吨/年。
综上所述,华南地区对电子级TMAH的需求量将达到1.88万吨/年。
3结论
随着半导体及半导体显示行业的快速发展,电子化学品的需求市场快速扩大,其中湿电子化学品中显影液TMAH作为中等技术含量的产品,已在国内建设了多条生产线,并实现了进口产品的替代,经过实地调研,发现国内整体TMAH产能已超过需求,但是高端领域供应不足,在高端领域仍有一定的替代空间,另外TMAH地域供求极度不平衡,作为TMAH需求量较高的华南地区暂无生产装置,该地区有较大的市场缺口,仅从华南地区的市场供需分析,该区域存在投资机会,可以为进一步研究和制定投资战略奠定基础。
参考文献
[1] 张为,姚素英,刘艳艳,等.四甲基氢氧化铵在MEMS中的应用[J].微电子学,2001(06):422-424.
[2] 许小荣,范少文,董妍妍,等.四甲基氢氧化铵的制备及应用研究进展[J].化工进展,2011(S1):295-297.
[3] 潘卓伟.平板显示产业现状分析[J].科技中国,2018,245(02):74-78.
[4] 张倩.集成电路产业现状分析[J].科技中国,2018,245(02):79-83.
编辑整理:万象杂志社编辑部
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