来源：半导体行业观察

在半导体产业链中，光刻胶、硅片、电子特气等材料已经为人熟知，但还有一些材料，虽然不直接参与芯片电路的形成，却是晶圆制造过程中不可缺少的一环。日本扶桑化学工业（FUSO CHEMICAL）生产的超高纯度胶体二氧化硅，就是其中之一。

根据日本市场资料，扶桑化学工业在CMP用超高纯度胶体二氧化硅原料市场的供应份额超过90%。这意味着，在一个规模不一定庞大、但技术门槛相当高的细分市场中，全球半导体产业链已经形成了对这家日本企业的高度依赖。随着AI芯片、先进逻辑芯片和高带宽存储器持续扩张，这种材料也开始显现出更高的产业价值。

但是，最近消息显示，这种材料的供应，日益紧张。

据半导体行业观察独家获得的一份扶桑化学提供给客户的“供货说明”显示，尽管产能持续扩张，但直至2030年，公司目前仍无法保证超出“可供货数量（配额）”的订单供货。换而言之，超高纯度胶体二氧化硅将持续供不应求。如何保证这种材料供应，将成为这个产品需求者的头等大事。

什么是胶体二氧化硅？

胶体二氧化硅究竟有什么用？它与普通二氧化硅最大的区别，在于颗粒形态和分散状态。扶桑化学工业生产的这类产品，是将纳米级二氧化硅颗粒稳定地分散在液体中，形成胶体材料，再经过严格的工艺控制，使其满足半导体制造对颗粒尺寸、纯度和稳定性的要求。公司旗下Quartron品牌，主要就是面向半导体晶圆抛光市场。

这类材料最重要的应用，是CMP，也就是化学机械平坦化。随着芯片制造工艺不断复杂化，晶圆表面需要反复经历薄膜沉积、光刻、刻蚀和金属互连等工序，不同材料层叠加之后，表面不可避免地会出现高低起伏。如果这些不平整的区域得不到处理，后续光刻的焦深控制、薄膜沉积以及金属互连工艺都会受到影响。因此，在半导体制造过程中，需要通过CMP将晶圆表面多余的材料去除，使其重新达到足够的平坦度。

CMP并不是单纯依靠机械摩擦完成的。实际加工时，抛光液中的磨料颗粒与化学成分共同作用，在抛光垫的配合下实现材料去除。胶体二氧化硅就是其中一种重要的磨料。它的颗粒尺寸、形状、表面化学性质以及分散稳定性，都会影响抛光速度、表面粗糙度和缺陷数量。尤其是先进制程，对晶圆表面的划伤、颗粒残留和微小缺陷越来越敏感，抛光材料的性能已经不只是影响加工效率，还会直接关系到最终的制造良率。

这也是为什么超高纯度胶体二氧化硅并不是一家普通化工企业能够轻易进入的市场。生产这种材料，首先要解决的是纳米颗粒的制备和控制问题，其次还要保证产品在大规模生产中的一致性。半导体客户对于材料的要求也不仅仅是送样检测合格，还需要经过较长时间的工艺验证，确认材料在实际晶圆加工过程中不会引入新的缺陷。一旦进入客户的量产体系，供应商更换就涉及重新验证，客户不会仅仅因为另一家企业报价更低，就轻易改变已经成熟的材料方案。

扶桑化学，绝对龙头

扶桑化学工业在这一领域的积累始于1987年。经过近40年的发展，公司已经建立了较为成熟的生产和客户体系。日本市场资料显示，其在CMP超高纯度胶体二氧化硅原料市场的供应份额超过90%，这种供应集中度在半导体材料领域并不多见。不过，这个数字需要限定在超高纯度胶体二氧化硅原料这一细分领域，不能将其理解为扶桑化学工业垄断了整个CMP抛光液市场。

AI芯片需求的增长，为这项业务带来了新的推动力。无论是先进逻辑芯片，还是HBM等高性能存储器，制造过程都涉及复杂的薄膜结构和多层加工工序，CMP在其中承担着重要作用。随着芯片结构越来越复杂，制造环节对材料纯度、加工精度和工艺稳定性的要求也在不断提高。需要指出的是，不同制程和不同抛光步骤使用的磨料并不完全相同…

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