全球CMP抛光液大厂突发断供?附CMP抛光材料企业盘点与投资逻辑(21361字)

描述

 

【背景】

【半导体材料抛光液断供】(CMP)DSTl slurry 断供:物管通知受台湾出口管制限制,Fab1DST Slury(料号:M2701505,AGC-TW) 暂停供货,存货仅剩5个月用量(267桶)。

DSTl slurry ‌是一种用于半导体制造过程中的抛光液,主要用于化学机械抛光(CMP)工艺。这种抛光液在制造过程中起着关键作用,能够提高晶圆的平整度和表面质量。

【CMP抛光材料投资逻辑】

一、上市公司及子公司:湖北鼎龙(垫:10万+20万+50万片,液)、安集科技(液)、上海新阳(液)、江丰电子(垫)

二、抛光垫非上市公司:苏州观胜半导体(台湾智胜科技子公司)、上海芯谦集成电路(10万+10万+20万)、浙江博来纳润电子材料、宁波赢伟泰科(江丰电子孙公司)、万华化学集团电子材料有限公司、无锡吉致电子科技、合肥宏光研磨科技、万桦(常州)新材料科技、兴硅科技(江苏)、南通十方机电设备

三、抛光液非上市公司:上海新安纳电子科技、张家港安储科技、昂士特科技(深圳)、山东百特新材料、北京国瑞升、山东麦丰新材、天津晶岭微电子材料

四、国外及中国台湾企业:杜邦(75%以上抛光垫)、卡博特(抛光液占33%,抛光垫5%)等

五、附录CMP抛光材料

要点1:随着制程节点的进步,多层布线的数量及密度增加,更先进的逻辑芯片工艺,存储芯片随着由2DNAND向3DNAND演进的技术变革,先进封装,会使CMP工艺步骤数快速增加,带动了CMP抛光材料需求的持续快速增长;    

要点2:CMP抛光材料在集成电路制造材料成本中占比7%(半导体材料),其中CMP抛光液、CMP抛光垫分别占CMP抛光材料成本49%、33%;

要点3:全球半导体CMP抛光材料市场规模将从2023年预测值33亿美元增长至近35亿美元。预计2027年全球半导体CMP抛光材料市场规模将超过42亿美元

六、CMP抛光垫

要点1:全球抛光垫市场规模由2016年的6.5亿美元提升至2021年的11.3亿美元,2021年同比提升10.78%,CARG为11.69%;中国抛光垫市场规模2016-2021年市场规模由8.1亿元提升至13.1亿元,复合增速与全球基本保持一致,CAGR为10.09%。

要点2:全球CMP抛光垫市场格局中,陶氏杜邦占比79%,占据市场绝对主导地位,卡博特(Cabot)与 Thomas West分别占比5%及4%,基本为美日企业所垄断

要点3:国内鼎龙股份23年抛光垫营收4.18亿元,中国市场规模约在15亿左右)攻坚克难,成为国内唯一一家全面掌握抛光垫全流程核心研发和制造技术的CMP抛光垫国产供应商,实现中国抛光垫领域从零到一的突破

要点4:制约国内CMP抛光垫发展的因素,包括西方发达国家的技术封锁;客户认证壁垒高、周期长;相关领域人才紧缺

七、CMP抛光液    

要点1:全球抛光液市场规模由2016年的11亿美元提升至2021年的14.3亿美元,2021年同比提升6.72%,CARG为5.39%,同期中国抛光液市场规模大幅增长,2016-2021年市场规模由12.3亿元提升至22亿元,CAGR达到12.28%,复合增速明显快于全球。

要点2:CMP抛光液产业链上游主要为研磨颗粒、PH调节剂、分散剂、氧化剂以及表面活性剂等原材料,其中作为核心的研磨颗粒制造技术掌握在国际企业手中,如日本富士、美国嘉柏等,中国企业主要从美国、日本、韩国等国家的一些企业进口原材料

要点3:产品配方和生产工艺流程是CMP抛光液企业的核心竞争力

要点4:全球CMP抛光液市场中,代表企业包括卡博特(Cabot)、Versum Materials、日立(Hitach)、富士美(Fujimi)、陶氏(Dow)等美日龙头厂商,然而中国大陆与中国台湾则是最大的需求区域(40%左右)

要点5:中国CMP抛光液行业目前主要依赖于国外进口,美国日本等全球CMP抛光液龙头企业均在中国市场有所布局。由于国外龙头企业产品技术先进、产品线也更为成熟,因此处于中国市场的第一梯队。

要点6:安集科技(23年营收10.75亿元,中国市场规模约在27亿左右)作为中国CMP抛光液的龙头企业,在中国大陆市场占据了较大的市场份额,同时多样化布局产品线满足了企业的需求,实现了中国CMP抛光液国产替代的发展    

要点7:从行业的产业发展趋势来看,将朝着国产化、本土化方向发展;产品发展将朝着专用化、定制化方向发展;行业竞争将朝着多元化方向发展

八、CMP抛光材料怎么投?

要点1:专用化、定制化抛光材料为未来发展趋势。龙头公司很难在所有细分领域掌握核心技术形成垄断,为很多公司提供了新进入该领域的机会。

要点2:抛光液的上游材料中,二氧化硅磨粒长期依赖进口,原材料被海外企业垄断,而磨粒正是卡脖子的技术难点。

要点3:建议关注两类机会:一是新技术带来的新增抛光液需求,如SiC相关抛光液研发厂商;二是掌握上游磨粒研发技术和抛光垫微孔发泡工艺的公司         

 

 

一、上市公司盘点   

1、湖北鼎龙

抛光

公司创立于2000年,2010年创业板上市,是一家从事集成电路设计、半导体材料及打印复印通用耗材研发、生产及服务的国家高新技术企业、国家技术创新示范企业、国家知识产权示范企业、工信部制造业单项冠军示范企业。总部位于武汉经济技术开发区,产研基地遍布湖北、广西、长三角、珠三角等地区。    

抛光
 

在产能方面,武汉本部年产10万片CMP抛光垫一期产线已投产,年产20万片CMP抛光垫二期产线处于产能爬坡阶段,潜江50万片CMP抛光垫三期产线将在2022年年中进入设备调试、试运行阶段。
 

涉及CMP主营产品

公司所布局的半导体制造用材料——CMP抛光材料、高端晶圆光刻胶,以及半导体先进封装材料——半导体封装PI、临时键合胶等。其中CMP抛光材料,主要包括CMP抛光垫(硬垫和软垫)、抛光液和清洗液。    

抛光
 

①CMP抛光垫

目前,在CMP抛光垫产品方面,公司是国内唯一一家全面掌握CMP抛光垫全流程核心研发技术和生产工艺的CMP抛光垫供应商,确立CMP抛光垫国产供应龙头地位,相关子公司--鼎汇微电子是国家级专精特新小巨人企业,产品深度渗透国内主流晶圆厂,成为部分客户的第一供应商,被多家晶圆厂核心客户评为优秀供应商;

抛光硬垫方面,国内逻辑晶圆厂开拓取得阶段性成果,制程节点覆盖范围进一步扩大,相关新增型号产品取得批量订单;产品良率、工厂效率进一步提升,品质稳定性也达到更高水平。

抛光软垫方面,潜江工厂多个软垫产品已实现批量销售,测试通过的客户增加,产量进入爬坡阶段,包括无纺布类抛光垫也在多家客户的Grinding制程测试通过并取得订单。

此外,抛光垫原材料自主化持续突破,自制CMP抛光硬垫用微球完成中试工作,已开始产业化建设,后续将实现CMP抛光硬垫三大核心原材料——预聚体、微球、缓冲垫的全面自产;缓冲垫的开发能力及速度显著提高,数款自研的特殊缓冲垫在部分逻辑晶圆厂客户制程测试中发挥了重要作用,供应链管控效果持续显现。    

②CMP抛光液

CMP抛光液方面,全制程产品的市场推广持续进行,搭载自产超纯硅研磨粒子的介电层抛光液在客户端的需求量不断增长、多晶硅抛光液进入国内主流客户供应链体系逐步上量;

搭载自产氧化铝研磨粒子的金属栅极抛光液成功导入客户供应链,并满足客户持续上升的订单需求;

铜及阻挡层抛光液开始在国内主流客户产线验证,适用于介电层工艺的氧化铈抛光液持续投入开发,争取在2024年取得进一步突破;

此外,为满足下游客户扩大的产品需求,公司在仙桃园区完成研磨粒子生产与抛光液生产出货一体整合式的产线模式,使用更大的釜罐容量,保证客户订单的同时,产品质量稳定性更高,2024年第一季度将为多家客户提供验证样品。

③CMP抛光清洗液

在清洗液产品方面,公司铜制程CMP后清洗液持续稳定获得订单,2023年开发出多款其他制程清洗液以解决客户产线难题,产品导入结果良好,获得一定销售收入。    

技术研发能力

鼎龙自成立以来持续聚焦进口替代类关键创新材料领域,实现了彩色聚合碳粉、CMP抛光垫、CMP抛光液及清洗液、柔性显示材料YPI、PSPI等“卡脖子”核心材料的国产化替代和产业化生产。

抛光
 


 

供应链能力

①CMP抛光垫:近年来,公司持续推进CMP抛光垫产品原材料自主化进程。2022年底,潜江CMP抛光垫三期工厂投产,大大加快了公司对CMP抛光垫关键原材料—缓冲垫的开发速度,数款自研的特殊缓冲垫在部分逻辑厂制程测试中发挥了重要作用。

2023年度,公司完成自产抛光垫用微球的中试工作,已开始产业化建设,后续将实现CMP抛光硬垫三大核心原材料——预聚体、微球、缓冲垫的全面自产,巩固了公司在CMP抛光垫领域的产品竞争力。

②CMP抛光液:研磨粒子对抛光液产品品质有较大影响,同时在抛光液的材料成本中占比较高。研磨粒子自主供应有助于公司对CMP抛光液产品进行定制化开发,使产品性能契合客户的使用需求,同时增强公司抛光液产品供应链的安全、稳定、经济性。    

公司已实现抛光液上游核心原材料研磨粒子的自主制备,打破国外研磨粒子供应商对国内CMP抛光液生产商的垄断供应制约,在仙桃同步建成了万吨级研磨粒子配套产线,增强了公司CMP抛光液产品的核心竞争力。

财务:CMP抛光垫业务,2023年实现产品销售收入4.18亿元,同比下降8.65%;CMP抛光液、清洗液业务:2023年实现产品销售收入0.77亿元,同比增长330.84%。

          

 

 

2、安集科技

抛光
 

公司主营业务为关键半导体材料的研发和产业化,目前产品包括不同系列的化学机械抛光液、功能性湿电子化学品和电镀液及添加剂系列产品,主要应用于集成电路制造和先进封装领域,成功打破了国外厂商对集成电路领域化学机械抛光液和部分功能性湿电子化学品的垄断,实现了进口替代。

公司化学机械抛光液产品已涵盖铜及铜阻挡层抛光液、介电材料抛光液、钨抛光液、基于氧化铈磨料的抛光液、衬底抛光液等多个产品平台。同时,公司还基于化学机械抛光液技术和产品平台,支持客户对于不同制程的需求,定制开发用于新材料、新工艺的化学机械抛光液。    

抛光
 

涉及CMP主营产品

铜及铜阻挡层抛光液、介电材料抛光液、钨抛光液、基于氧化铈磨料的抛光液、衬底抛光液及新应用的化学机械抛光液等各类产品线的研发进程及市场拓展顺利,客户用量及客户数量均达到预期。其中钨抛光液、基于氧化铈磨料的抛光液的产品布局进一步丰富,市场份额持续稳健上升;衬底抛光液产品平台进展快速,用于三维集成的多款抛光液与国内外数十个客户进行合作,配合客户进行工艺开发,助力客户实现新技术,TSV和混合键合工艺用多款抛光液和清洗液作为首选供应进入客户产线,持续上量。

铜及铜阻挡层抛光液方面,公司紧跟摩尔定律,紧跟行业领先客户的先进制程,提前进行技术平台的布局及技术能力的积累,持续推进相关产品的研发,持续优化先进技术节点产品的性能及稳定性,部分领先技术产品在重要客户端实现量产;与成熟制程芯片制造厂保持紧密合作,持续进行产品迭代升级,进展顺利。    

介电材料抛光液方面,公司首款氮化硅抛光液在客户端上量顺利。结合成功经验,公司持续开拓市场份额,进一步开发先进技术节点系列产品,多款产品持续在客户端测试验证。公司持续改进氧化物抛光液,具有更高性价比和更优性能的高倍稀释氧化物抛光液已成功实现量产。

公司钨抛光液在存储芯片领域的应用范围和市场份额持续稳健上升,多款钨抛光液在逻辑芯片成熟制程和先进制程通过验证,实现量产。

公司与客户紧密合作,基于氧化铈磨料的抛光液产品突破技术瓶颈,目前已在3DNAND先进制程中实现量产并在逐步上量,多款新产品完成论证测试并实现量产销售,部分产品已成为主流,国产自主供应能力持续加强。

衬底抛光液方面,公司紧跟国内大硅片企业的发展和打造材料自主可控能力的趋势,充分了解客户的需求后定制化开发抛光液产品。公司硅精抛液系列产品研发论证进展顺利,技术性能达到国际先进水平,并在国内领先硅片生产厂完成论证并实现量产,营业收入增长明显,部分产品已获得中国台湾客户的订单。用于三维集成的多款抛光液与国内外数十个客户进行合作,配合客户进行工艺开发,助力客户实现新技术,TSV和混合键合用工艺用多款抛光液和清洗液作为首选供应商进入客户产线,持续上量。第三代半导体作为下一代的衬底材料同样发展迅速,公司积极投入研发,为客户定制开发的用于第三代半导体衬底材料的抛光液,进展顺利,部分产品已获得海外客户的订单。    

在抛光后清洗液方面,碱性铜抛光后清洗液取得重要突破,在客户先进技术节点验证进展顺利,进入量产阶段,进一步完善了公司抛光后清洗液产品平台。

供应链能力

公司持续加快建立核心原材料自主可控供应的能力,一方面优化产品性能,提升现有产品竞争力;另一方面加强新产品、新技术的研究开发,保障公司产品长期供应的安全性和可靠性。

参股公司山东安特纳米材料有限公司开发的多款硅溶胶已在公司多款抛光液产品中通过内部测试,并在积极与客户合作进行测试论证中,部分已完成验证,实现销售;

公司通过自研自建的方式持续加强了氧化铈颗粒的制备的自主可控能力,自产氧化硅磨料在公司产品中的测试论证进展顺利,多款产品已通过客户端的验证,已经开始量产供应,将随着客户的进程逐步上量、实现销售。    

抛光
 

研发能力

公司的核心技术涵盖了整个产品配方和工艺流程,包括金属表面氧化(催化)技术、金属表面腐蚀抑制技术、抛光速率调节技术、化学机械抛光晶圆表面形貌控制技术、光阻清洗中金属防腐蚀技术、化学机械抛光后表面清洗技术、光刻胶残留物去除技术、选择性刻蚀技术、电子级添加剂纯化技术、磨料制备技术、电镀液添加剂技术等。

公司核心技术的应用主要体现在产品配方和生产工艺流程两个方面。一方面,公司基于核心技术研发产品配方并通过申请专利等方式加以保护,产品配方是核心技术的具体体现。另一方面,生产工艺流程是公司产品生产过程的关键,也是核心技术转化为最终产品的实现手段,公司通过技术秘密等形式对生产工艺流程予以保护。    

抛光
 

成本

抛光
 

产量与销量

抛光
 

发展战略    

持续技术创新,完善高端半导体材料业务布局

深化客户合作,适时扩大海内外生产和销售布局

围绕产业链投资并购,积极寻求稳健的外延式发展

加强组织建设,提升运营能力和运营品质,实现可持续发展长期目标

财务情况

23年公司实现营业收入12.38亿元,较去年同期增长14.96%,发生营业成本5.47亿元,较去年同期增长10.93%。其中化学机械抛光液实现营收为10.75亿,毛利59.19%。

抛光
 

          

 

 

3、上海新阳    

公司化学机械研磨液主要包括适用于浅槽隔离研磨液(STISlurry)、金属钨研磨液(WSlurry)、金属铜研磨液(CuSlurry),硅氧化层研磨液(OxideSlurry),多晶硅层研磨液(PolySlurry)等系列产品,研磨液产品可覆盖14nm及以上技术节点。

在研磨液系列产品方面,基础研发、生产工艺、分析开发等方面工作进展迅速,已形成成熟的STISlurry、Polyslurry,Wslurry系列产品在超过20余家客户端测试验证,其中Wslurry系列产品在客户端验证顺利,有望率先量产应用。2023年,公司化学机械研磨液已有多款产品通过客户测试,实现销售

          

 

 

4、江丰电子

江丰电子自成立以来一直从事高纯溅射靶材的研发、生产和销售业务。CMP产品主要有CMP用保持环(RetainerRing)、抛光垫(Pad)、活化盘(Disk)以及组头服务等。2016年11月,江丰电子与美国嘉柏(即CMCMaterials)合作CMP抛光垫项目;2017年11月,获得首张国产CMP抛光垫订单;2023年6月,为了进一步拓展公司CMP业务,江丰电子控股子公司上海上海润平电子收购了宁波赢伟泰科100%股权。
 

          

 

 

二、非上市公司盘点(CMP抛光垫)   

5、苏州观胜半导体
    

公司成立2017年12月8日,是由顶尖团队组成,从原料、配方等,拥有全套的自主技术,面向国内半导体市场生产以PU聚氨酯为基材制作的CMP抛光垫,是国内独有的在CMP研磨垫方面拥有自主知识产权的公司。

融资情况:由张家港以诺天使源投资企业、梵尔辰半导体(上海)和台湾智胜科技三方合资成立         

 

 

6、上海芯谦集成电路
 

公司成立于2021年1月,致力于成为中国技术领先的CMP抛光垫、保持环生产制造商。

公司董事长张莉娟从事抛光垫制造20年了,也是国产抛光垫领域第一人。11年前,她的第一家创业公司成立后,打破了整个中国在抛光垫领域被国外100%垄断的局面。公司团队已经在中国第一批研发并实现量产8英寸及12英寸CMP抛光垫,成为国内CMP抛光垫制造领域中的先驱团队。

预计员工人数:40+

产能:2022年1月年产10万片的半导体用抛光垫生产线投产运营,目前已可以实现年产15万片的产能。二期的目标是扩产到20万片,三期则是扩产到近40万片的产能,三期的目标预计将在2025年中到2025年底实现。

估值:近十个亿    

融资情况:

抛光
 

          

 

 

7、浙江博来纳润电子材料

博来纳润成立于2021年,公司拥有近10年的CMP(化学机械抛光)研发和产业化基础,以自主创新为本,致力于提供CMP材料整体解决方案。目前公司产品包括:研磨颗粒、抛光液和抛光垫三大类,应用领域涵盖:

(1)大硅片、砷化镓、碳化硅等半导体晶圆的CMP制程;

(2)集成电路CMP制程;

(3)其他类(LED蓝宝石衬底、消费类电子及光学金属、玻璃等)CMP制程。

博来纳润从研发出发,在精益于核心原材料——研磨颗粒突破的同时,整合产品整体解决方案,对提升行业效率意义重大。公司与业内多家一线客户共同攻克国家“卡脖子”工程项目,紧抓国内外半导体行业发展的契机,有望加速CMP材料整体解决方案国产化替代和国际创新的进程。    

融资情况:

抛光
 

          

 

 

8、宁波赢伟泰科

公司成立于2019年1月,是一家由海外回国博士和宁波阳明工业技术研究院共同出资创立的高新电子材料开发制造企业,专业从事半导体芯片制造用化学机械抛光工艺耗材的研发及生产,主要产品为化学机械抛光垫和保持环两大系列。

融资情况:23年6月,江丰电子控股子公司上海润平电子收购了宁波赢伟泰科100%股权。

          

 

 

9、万华化学集团电子材料有限公司
    

据烟台经开区公开信息显示,万华化学集团电子材料有限公司拟在烟台经济技术开发区进出口加工区内建设大规模集成电路平坦化关键材料(CMP Pad+slurry)项目,项目投资15.7亿元,达产年,研磨液产量1.5~2万吨/年,CMP抛光垫产量60万片/年

          

 

 

10、无锡吉致电子科技

抛光
 

公司创始于1995年,主要研发生产抛光液、抛光垫等CMP化学机械研磨抛光材料,已有20余年的研发经验。产品广泛适用于金属、光电、集成电路半导体、硬盘、显示器、陶瓷等行业。


    

19年倾心专注化学机械抛光耗材领域,行业经验丰富;公司面积26.000㎡,员工达275人,每月产能60.000㎡;高品质品牌,产品遍销各国,500强青睐品牌。

融资情况:未见融资

          

 

 

11、合肥宏光研磨科技
 

公司成立于1988年,是国内光学玻璃及工艺玻璃磨具制造行业新兴的高科技企业,主要产品有聚氨酯抛光片,玻璃金刚石系列磨具及玻璃抛光系列磨具,已成为光学玻璃、导电膜玻璃、蓝宝石基板、手机面板玻璃及家具玻璃加工业的知名品牌,产品已覆盖国内这些加工市场的80%以上。其中聚氨酯抛光片替代了同类进口产品,并且多次出口东南亚及欧洲的部分国家。

融资情况:无

          

 

 

12、万桦(常州)新材料科技
 

公司是一家具有现代新型管理模式和强大技术实力的聚氨酯(PU)新材料的绿色环保新型企业,年生产能力为700万⽶以聚氨脂为主的高分子复合新材料。主要开发经营3C类;蓝宝石、硅片、锗片、碳化硅、砷化镓类;晶圆半导体类粗抛、精抛材料如:⽩磨⽪、抛光垫、阻尼布、吸附垫、无蜡垫。

融资情况:无    

          

 

 

13、兴硅科技(江苏)
 

2022年1月27日,公司的集成电路CMP关键材料项目云签约仪式在宜兴经开区举行,该项目总投资45.9亿元,分三期建设,其中一期计划投资8.7亿元,主要建设月产10000张研磨垫及500吨研磨液项目。

          

 

 

14、南通十方机电设备
 

公开资料显示,公司成立于2021年2月,拟在江苏启东市租用南通义利达机电制造有限公司生产厂房进行年产500吨芯片晶圆抛光垫生产项目,目前项目已备案。

   

 

 

三、非上市公司(CMP抛光液)   

15、上海新安纳电子科技

公司成立于2008年7月,是一家专门致力于电子级纳米磨料和抛光液技术开发、生产、销售和服务的高科技企业。公司与国内外著名研究机构、国际知名半导体公司共同成立抛光材料联合实验室,形成产、学、研联盟,并承担了国家“十一五”、“十二五”重大专项、863、973、上海市科委重点等项目。    

主营产品:硅溶胶、抛光液、涂料等

融资情况:

抛光
 

          

 

 

16、张家港安储科技

公司成立于2020年10月13日,专注于先进电子材料研发、生产和销售,主营产品为配方型功能电子化学品(如抛光液、清洗液,湿法刻蚀液,光刻胶剥离液等)以及电子特气安全存储负压钢瓶两大产品系列。

核心成员包括拥有国际知名材料企业多年研发、生产经验的博士和专业人才,具备多年先进制程节点以及各种材料表面的抛光、清洗经验,以成为中国领先的电子材料平台为愿景,致力于为半导体领域提供更佳的抛光清洗方案以及更先进的电子材料。

在碳化硅衬底抛光清洗上,「安储科技」拥有抛光液、抛光后晶圆清洗液、抛光后机台抛光垫清洗液全工艺环节耗材产品。公司创新性的采用了金属氧化物作为研磨颗粒,其ACTL-WS系列抛光液不仅拥有较高的抛光速率,同时可获得低表面粗糙度,低缺陷的晶圆表面。而且抛光液可以循环使用,降低客户使用成本。

融资情况:    

抛光
 

          

 

 

17、昂士特科技(深圳)

抛光
 

公司成立于2019年初,力求为全球客户提供最优质的抛光液以及最佳的表面技术解决方案。昂士特总部及研发中心位于粤港澳大湾区核心城市——深圳市,华东生产基地与先进技术研究院位于半导体产业新兴基地——合肥市,拥有辐射长三角以及华北华中地区各大客户群的优势,可稳定保障年产10000吨的生产能力。

集成电路类化学机械抛光液:层间电介质(ILD)化学机械抛光液,包括基于氧化硅纳米颗粒的抛光液和氧化铈纳米颗粒的抛光液;氧化铈纳米颗粒的浅槽隔离(STI)化学机械抛光液;氧化硅磨料的钨化学机械抛光液,包括高选择比的钨本体抛光液和高稀释比的钨本体抛光液

晶圆衬底类化学机械抛光液:硅晶圆衬底类化学机械抛光液;碳化硅晶圆化学机械抛光液

超精密加工化学机械抛光液:氧化铝体系和硅溶胶体系    

融资情况

抛光
 

          

 

 

18、山东百特新材料

公司成立于2009年,专注于生产高端硅溶胶、纳米分散液。产品包括大粒径硅溶胶、小粒径硅溶胶、阳离子硅溶胶、酸性硅溶胶、中性硅溶胶、高纯度硅溶胶、表面改性硅溶胶、彩喷纸硅溶胶、蓄电池硅溶胶、纳米抛光液等三十多种产品,应用于电子、抛光、催化剂、蓄电池、造纸、纺织、耐火材料、精密铸造、涂料等行业,年产能20000吨。

融资情况:无    

          

 

 

19、北京国瑞升


抛光
 

公司是一家专业从事超精密研磨抛光材料、研磨工艺及相关设备的研发、生产和经营的留创企业。公司成立于2001年6月,总部位于北京中关村科技园区,是工业和信息化部专精特新“小巨人”企业。

融资情况:

抛光
 

          

 

 

20、山东麦丰新材

“麦丰新材”成立于2012年9月,是一家专业从事抛光材料制备及应用技术开发的高科技企业。企业立足于高尖端抛光材料的开发和生产,引进高端人才和先进设备,采用自主研发的专利技术和完备的质量管理体系,开发生产出E、2、AI等五大系列、38种规格系列产品,主要应用于半导体芯片、军工瞄准镜、激光透镜、精密光学镜头、显示玻璃、光掩膜玻璃、光纤及纤精密五金等行业,产品进入北方光电、京东方、中电熊猫、比亚迪、五方光电股份等国防及国内上市公司;进入韩国、台湾富士康、日本、埃及、越南、德国、美国等市场。    

财务情况:22年营收2115万,亏损103万

融资情况:新三板

          

 

 

21、天津晶岭微电子材料

公司集研究、开发、制造、销售和服务于一体,是一家专业生产CMP抛光液、清洗剂、硅溶胶等微电子、光电子相关耗材的高科技企业。董事长刘玉岭教授是河北工业大学微电子材料研究所所长。

本公司有两千多平米的百级、千级超净间,并拥有年产6000吨的生产线,同时可以8inch,12inch的晶圆进行化学机械抛光,以及验证抛光液性能。

融资情况:无

          

 

 

四、国外及中国台湾企业CMP抛光材料   

美国:杜邦DuPont(CMP抛光垫全球占比75%以上)、Thomas west Inc(TWI)、卡博特、3M

日本:富士纺FUJIBO、JSR、东丽Toray、Nitta DuPont    

韩国:FNS Tech、SKC、KPX chemical

中国台湾:智胜科技股份有限公司(iVT)、贝达先进材料公司(三芳化学)

          

 

 

附录:五、CMP抛光材料   

1、定义   

化学机械抛光(CMP)是半导体先进制程中的关键技术,其主要工作原理是在一定压力下及抛光液的存在下,被抛光的晶圆对抛光垫做相对运动,借助纳米磨料的机械研磨作用与各类化学试剂的化学作用之间的高度有机结合,使被抛光的晶圆表面达到高度平坦化、低表面粗糙度和低缺陷的要求。

抛光
 

根据不同工艺制程和技术节点的要求,每一片晶圆在生产过程中都会经历几道甚至几十道的CMP抛光工艺步骤。与传统的纯机械或纯化学的抛光方法不同,CMP工艺是通过表面化学作用和机械研磨的技术结合来实现晶圆表面微米/纳米级不同材料的去除,从而达到晶圆表面的高度(纳米级)平坦化效应。CMP已成为0.35μm以下制程不可或缺的平坦化工艺。    

抛光


 

抛光
 

按照被抛光的材料类型,具体可以划分为三大类

(1)衬底:主要是硅材料;

(2)金属:包括Al/Cu金属互联层,Ta/Ti/TiN/TiNxCy等扩散阻挡层、粘附层;

(3)介质:包括SiO2/BPSG/PSG等ILD(层间介质),Si3N4/SiOxNy等钝化层、阻挡层。    

在CMP工作过程中,CMP用的抛光液中的化学试剂将使被抛光基底材料氧化,生成一层较软的氧化膜层,然后再通过机械摩擦作用去除氧化膜层,这样通过反复的氧化成膜-机械去除过程,从而达到了有效抛光的目的。

在CMP材料细分占比当中,抛光液和抛光垫是最核心的材料,其他抛光材料还包括抛光头、研磨盘、检测设备、清洗设备等。

抛光液

抛光液是影响化学机械抛光质量和抛光效率的关键因素,一般通过测定材料去除率(MRR)和表面粗糙度(Ra)的方法来评价抛光液性能优良程度。其组分一般包括磨料、氧化剂和其它添加剂,通常根据被抛光材料的物理化学性质及对抛光性能的要求,来选择所需的成分配置抛光液。

CeO2氧化铈抛光液——适合用于软金属、硅等材料的抛光,是应用最广泛的抛光液,被广泛用于手机屏幕、光学玻璃、液晶显示器和硬盘等产品的化学机械抛光中

Al2O3氧化铝抛光液——硬度较高成本较低,大多用于铝合金、不锈钢等金属材质以及蓝宝石衬底等。

SiO2氧化硅抛光液——粒径较小,高纯纳米级别,适用于集成电路半导体、蓝宝石、碳化硅衬底的抛磨。

金刚石抛光液——硬度很高,磨粒有棱角,适用于光学晶体、磁头、硬盘、超硬合金、陶瓷等硬质材料。    

根据工艺要求不同,抛光液还分为粗抛液、中抛液、精抛液。根据抛磨材料属性不同,需要调整和改进抛光液配方。

抛光垫

在化学机械抛光过程中,抛光垫的作用主要有:

(1)储存抛光液,并将抛光液输送到抛光区域,以保证抛光能够连续均匀地进行;

(2)转移材料以去除所需的机械负荷;

(3)抛光过程中产生的副产物(氧化产物、抛光碎屑等)带出抛光区域;

(4)形成一定厚度的抛光液层,为抛光过程中发生化学反应和机械去除提供场所。

抛光垫根据材料可以分为硬质和软质两类,硬质抛光垫可以较好的保证工件表面的平面度,软质抛光垫可以获得表面损伤层薄和表面粗糙度低的抛光表面。常用的硬质抛光垫有粗布垫、纤维织物垫、聚乙烯垫等,软质抛光垫有聚氨酯垫、复合抛光垫、绒毛布垫等。精加工表面使用精抛垫如阻尼布抛光垫等。    

抛光


 

2、产业链情况   

抛光
 

3、技术壁垒
   

CMP抛光材料具有较高的技术壁垒,我国由于起步较晚,大量专利掌握在国外巨头手中。美国和日本等龙头企业在进行更新升级的同时,会实行严格的专利保护封锁技术防止外泄,形成较高的技术壁垒。    

抛光
 

抛光垫开发需要结合有机、高分子、材料科学、粉体技术、精密加工等学科,技术难度高。合理的沟槽结构设计能够促进抛光液流动和分布,提高抛光效率。表面沟槽形状、尺寸和倾斜角度都对抛光效果产生影响。目前我国抛光垫专利集中于应用领域,侧重研究如何改进抛光垫沟槽设计以及改善抛光方法和抛光效果,在抛光垫的制作方法及材料方面专利很少。

抛光液成分的复杂度较高,开发周期长,对研发团队技术要求极高,设计合理的生产方案是重要的技术壁垒。另外,原材料磨粒依赖进口,核心技术被海外企业长期垄断。    

抛光
 

客户壁垒

抛光垫和抛光液技术含量高,其产品质量、性能指标直接决定了终端产品的品质和稳定性,属于下游客户的关键材料。因此,抛光材料下游客户实施严格的供应商认证机制,只有通过严格的认证满足客户对质量标准和性能的要求,才能成为下游客户的合格供应商。下游客户的供应商认证流程通常包括供应商初评、产品报价、样品检测、小批量试用、稳定性检测、批量生产等多个环节,认证流程复杂,认证要求严苛。

为了保证认证的准确性和真实性,认证通常具有复杂的流程并且持续较长时间,这提高了供应商的时间成本,进一步提高了行业壁垒。但是供应商一旦通过下游客户的认证成为其合格供应商,就会形成相对稳定的合作关系。    

抛光
 

4、市场情况   

随着制程节点的进步,多层布线的数量及密度增加,CMP工艺步骤增加,CMP技术越来越重要,其对后续工艺良率的影响越来越大。例如14纳米技术节点的逻辑芯片制造工艺所要求的CMP工艺步骤数将由180纳米技术节点的10次增加到20次以上,而7纳米及以下技术节点的逻辑芯片制造工艺所要求的CMP工艺步骤数甚至超过30次。

此外,更先进的逻辑芯片工艺可能会要求抛光新的材料。同样地,对于存储芯片,随着由2DNAND向3DNAND演进的技术变革,也会使CMP工艺步骤数快速增加,带动了CMP抛光材料需求的持续快速增长。

此外,先进封装技术的应用使CMP从集成电路前道制造环节走向后道封装环节,在如硅通孔(TSV)、混合键合(HybridBonding)等工艺中得到广泛应用。    

根据SEMI数据,CMP抛光材料在集成电路制造材料成本中占比7%,其中CMP抛光垫、CMP抛光液分别占CMP抛光材料成本33%、49%。根据TECHCET,2024年全球半导体CMP抛光材料市场规模将从2023年预测值33亿美元增长至近35亿美元。随着全球晶圆产能的持续增长以及先进技术节点、新材料、新工艺的应用需要更多的CMP工艺步骤,TECHCET预计2027年全球半导体CMP抛光材料市场规模将超过42亿美元。

抛光
 

5、竞争格局  

前二十大CMP抛光材料企业占据全球96%的市场份额    

抛光
 

六、CMP抛光垫   

1、定义与分类   

抛光垫(pad)是CMP过程中的核心耗材,在CMP工艺中,抛光垫粘附在抛光台上,与工作件接触,对硅片提供一定的压力并对其表面进行机械摩擦。    

抛光垫种类可按材质结构主要有:聚合物抛光垫、无纺布抛光垫、带绒毛结构的无纺布抛光垫、复合型抛光垫。

抛光
 

①聚合物抛光垫

聚合物抛光垫的主要成分是发泡体固化聚氨酯,聚氨酯抛光垫具有抗撕裂强度高、耐磨性强、耐酸碱腐蚀性优异的特点,是最常用的抛光垫材料之一。

在抛光过程中,聚氨酯抛光垫表面微孔可以软化和使抛光垫表面粗糙化,并且能够将磨料颗粒保持在抛光液中,可以实现高效的平坦化加工。聚氨酯抛光垫表面的沟槽有利于抛光残渣的排出。但聚氨酯抛光垫硬度过高,抛光过程中变形小,加工过程中容易划伤芯片表面。粗抛选用发泡固化聚氨酯抛光垫。

②无纺布抛光垫

无纺布又称不织布,由定向的或随机的纤维构成,微观组织对抛光垫性能产生重要影响。无纺布抛光垫的原材料聚合物棉絮类纤维渗水性能好,容纳抛光液的能力强,但是其硬度较低、对材料去除率低,因此会降低抛光片平坦化效率。常用在细抛工艺中。    

③带绒毛结构的无纺布抛光垫

带绒毛结构的无纺布抛光垫是以无纺布为基体,中间一层为聚合物,表层结构为多孔的绒毛结构,绒毛的长短和均匀性影响抛光效果。当抛光垫受压时,抛光液进入空洞中,压力释放时恢复原来的形状,将旧的抛光液和反应物排出,并补充新的抛光液。

带绒毛结构的无纺布抛光垫硬度小、压缩比大、弹性好,在精抛工序中常被采用。

④复合型抛光垫

复合型抛光垫采用“上硬下软”的上下两层复合结构,兼顾平坦度和非均匀性要求。复合型抛光垫含有双重微孔结构,将目前抛光垫的回弹率大幅降低,减少了抛光垫的凹陷和提高了均匀性,解决了因抛光垫使用过程中易釉化的问题。

基体中加入了能溶于抛光液的高分子或无机填充物,如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等,这些填充物在抛光过程中溶于抛光液,形成二级微孔,延长抛光垫的使用寿命并降低缺陷率,减少抛光液的使用量。

2、市场规模  

受益于3D NAND以及先进制程工艺的快速发展,CMP材料需求量大幅提升。全球抛光垫市场规模由2016年的6.5亿美元提升至2021年的11.3亿美元,2021年同比提升10.78%,CARG为11.69%,同期中国抛光垫市场规模也在持续增长,2016-2021年市场规模由8.1亿元提升至13.1亿元,复合增速与全球基本保持一致,CAGR为10.09%。    

抛光
    

抛光
 

3、竞争格局   

抛光垫产品相对单一,产品大致分为硬垫和软垫两种,硬垫不同的技术节点对于抛光垫的变化较小,由此龙头公司易保持产品的一致性与稳定性,全球 CMP 抛光垫市场格局中,陶氏杜邦占比79%,占据市场绝对主导地位,卡博特(Cabot)与 Thomas West分别占比5%及4%,基本为美日企业所垄断。    

抛光
 

国内鼎龙股份攻坚克难,成为国内唯一一家全面掌握抛光垫全流程核心研发和制造技术的CMP抛光垫国产供应商,实现中国抛光垫领域从零到一的突破。

国内苏州观胜于2017年投入了抛光垫生产项目,股东台湾智胜在聚氨酯领域已经积累了30多年的经验,将聚氨酯应用到CMP领域也已经有15年的经验,在这一领域已经积累了100多项专利技术。

CMP材料作为半导体芯片加工环节的核心材料之一,近年来,随着我国内资晶圆厂不断扩产,以及晶圆制程工艺不断的提高,对国产 CMP材料的需求不断加大。鉴于我国已是全球半导体需求最大的市场,半导体材料作为半导体产业的重要组成,而作为的半导体材料核心的CMP材料,自给率仅7%,国产替代仍有较大的提升空间。

全球CMP抛光垫生产企业(部分) 
 

名称
 
公司简介
 
杜邦DuPont
 
杜邦是化学机械平坦化(CMP)抛光垫、浆料和应用专业知识的全球领导者,服务于半导体芯片制造行业和其他先进的基板抛光应用,2019年CMP抛光垫产品占全球市场份额75%以上
 
Thomas  west
 
成立于1981年,开始是提供用于硬盘驱动器(HDD)的抛光、纹理化和擦拭胶带,2000年推出CMP抛光垫产品。CMP抛光垫系列产品包括PuRa、WestPad
        
CMC  Materials
 
CMC Materials原名卡博特微电子公司,是一家为半导体制造提供关键材料的全球供应商。CMP抛光垫系列产品包括NexPlanar、MEDEA、Epic、EpicPower
 
3M
 
公司创建于1902年,可提供创新、可靠的半导体CMP材料解决方案,包括CMP研磨垫和CMP研磨盘等
 
富士纺FUJIBO
 
半导体产业链重要供货商,主要开发高附加价值的研磨材料及CMP制程中使用的抛光垫。POLYPAS抛光垫专为硅片和各类半导体材料、金属、玻璃等的超高精度抛光而设计
 
JSR
 
利用在石油化学事业中积累的高分子技术,开发用于半导体制造的材料,如光刻胶、化学机械平坦化(CMP)材料等,于2002年开始生产CMP抛光垫
 
东丽Toray
 
日本东丽主要提供采用业界知名的不织布为底布的绒面抛光布以及精密单结构的聚氨脂抛光垫类型,其CMP抛光垫产品于2006年开始出货。
 
Nitta  DuPont
 
生产抛光材料,产品包括用于CMP工艺的抛光垫、抛光液和其他相关材料
 
FNS Tech
 
成立于2002年3月,于2013年10月开始半导体CMP抛光垫业务。2021年,FNS  Tech与三星电子合作开发了CMP抛光垫可重复再利用技术
 
SKC
 
成立于1976年,在存储介质和聚氨酯事业领域累积的技术能力,奠定了研发半导体专业材料CMP抛光垫和空白光掩膜的基础,为半导体制造提供CMP抛光垫、CMP抛光液以及空白光掩膜等产品。
 
KPX  chemical
 
成立于1974年7月,生产和供应各种国际水平的聚醚多元醇产品,2004年开始进军电子材料事业(CMP抛光垫、光刻胶剥离剂等),开发有聚氨酯制成的CMP抛光垫KONI系列
 
湖北鼎龙控股
 
成立于2000年,是一家从事集成电路芯片设计及制程工艺材料、光电显示材料、打印复印通用耗材等研发、生产及服务的高新技术企业,是国内CMP抛光垫领先供应商。
 
智胜科技股份有限公司(iVT)
 
创立于2002年,主要从事半导体CMP耗材。集团母公司PVI是做PU原料的专家,基于对PU原料技术厚实的经验,在2002年成立智胜科技iVT,正式踏入CMP抛光垫制造领域
 
贝达先进材料公司(三芳化学)
 
成立于2006年,是三芳化学子公司,应用特有的专利技术,专注研发、设计、测试与加工制造高精密度研磨抛光垫,产品应用于微电子、显示器、光学、晶体衬底材料与硬盘基版等各种需要精密化学机械研磨抛光(CMP)的产业
 
苏州观胜半导体科技有限公司
 
于2017年07月24日成立,公司经营范围包括:半导体集成电路和芯片相关材料的生产、技术研发、技术咨询、技术服务
 

4、制约国内发展因素   

西方发达国家的技术封锁:半导体CMP 抛光材料行业属于技术密集型行业,国际巨头拥有先发优势,掌握核心技术,对专有技术严格保密并申请专利保护,从产品的外形、设计、功能、工艺、生产过程、相关因素等方面申请专利,形成专利包,其他企业一旦使用相关技术便会侵犯专利。    

客户认证壁垒高、周期长:芯片生产采取大批量制作模式,工艺复杂、流程多,需要历经2000~5000道工序,每一道工序使用材料的稳定性对最终晶圆良率有重大影响。

若抛光材料的品质无法保持稳定,将造成大批量硅片磨损,损失巨大。同时,更换 CMP 材料供应商意味着对已形成稳定的工艺流程进行调整,需要花费很多的人力和成本,产生不可控制的风险,影响最终成品质量。

故下游客户对材料供应商的认证十分严格,整个认证周期可达1~2年,需要经过初评、产品报价、样品检测、稳定性检测、考察关键指标、与主流产品对比分析、长达半年至一年的小批量试用、生产线考察等认证步骤。

通过认证后,双方进行谈判,客户从更换成本、所需时间、对生产的影响等方面进行评估,决定是否采用供应企业产品。供应企业一旦通过整个过程,双方便会形成稳定供应关系。严格的认证流程和漫长的认证周期导致新进入企业难以快速打开市场,客户也更倾向于同产品品质成熟、稳定的国际企业合作。

相关领域人才紧缺:半导体 CMP抛光材料技术含量高,中国缺少在研发和产业化方面的专业技术人员。一方面,专业人才在研究背景和实践操作方面都需具有丰富经验,理解生产工艺中的关键技术节点;另一方面专业人才还需把握半导体整个产业和技术未来的发展趋势,配合下游产业开发出客户需要的产品,并在之后的供应中提供专业技术支持。而中国目前在半导体领域的人才储备少、企业院校对人才的培养滞后导致专业人才匮乏。    

6、泛半导体领域   

泛半导体领域是指除半导体外的消费电子产业和显示器产业,如智能手机、智能穿戴、PC、LED、OLED等。主要包括光学玻璃、蓝宝石、手机盖板、陶瓷、金属等材料的抛光。
 

1965年CMP抛光概念首次提出就是应用于玻璃抛光领域,CMP抛光可以有效地去除玻璃表面的缺陷、瑕疵,降低其粗糙度,获得一致的平坦度。陶瓷制品经抛光后表面变得光滑、明亮,提升了外观和质感。在金属制品的抛光中,CMP抛光去除氧化层和腐蚀,延长材料的寿命并可以提高耐腐蚀性。总的来说,凡是提高物体表面的质量、性能和外观的工件,均可使用CMP抛光垫进行抛光。
 

市场规模
 

近年来,随着技术的不断发展,玻璃抛光垫已成为一种新兴的行业,在国内市场上占有重要地位。根据市场调研在线网发布的2023-2029年中国玻璃抛光垫行业市场现状及未来发展趋势分析报告分析,截至2020年,中国玻璃抛光垫行业市场规模约为300亿元,年均增长率约为10.3%。
 

玻璃抛光垫在国内市场上的发展迅速,主要是由于其独特的性能,比如耐磨性、耐酸碱性、耐高温性以及耐冲击性,使其成为国内抛光垫的主要材料可以满足不同的需求。预计未来,中国玻璃抛光垫行业将继续保持快速增长,随着市场需求的不断增加,行业市场规模将进一步扩大。同时,玻璃抛光垫将继续优化性能,并持续改进产品。此外,中国玻璃抛光垫行业还将积极开展技术创新,提升其产品的性能和质量,进一步拓展市场份额。总之,随着技术的不断发展,中国玻璃抛光垫行业市场规模将继续增长,未来市场前景广阔,有望迎来爆发式增长。
    

竞争格局
 

不同于半导体抛光垫较高技术壁垒,泛半导体领域抛光垫入门门槛低、技术要求相对不高,近年来在国家大力支持下以合肥宏光研磨科技有限公司为首的多家抛光垫生产企业异军突起。但同半导体抛光垫境遇相同,在泛半导体抛光垫领域,美国依然占据全球领先地位,其中环球光学一骑绝尘,占领全球六成以上市场,尼塔哈斯紧随其后。在国内CMP抛光垫仍多以贸易企业为主,实际生产CMP抛光垫的企业仍与环球、尼塔哈斯等存在巨大差距。
 

中国CMP抛光垫生产企业
 

名称
 
公司简介
 
合肥宏光研磨科技有限公司
 
合肥宏光研磨科技有限公司(原合肥宏光特种磨具厂)创建于1988年,是国内光学玻璃及工艺玻璃磨具制造行业新兴企业。主要从事光学玻璃,家具玻璃,水晶工艺品及石材磨料磨具的研发与生产
 

贝达先进材料公司
 

(三芳化学)
 

成立于2006年,是三芳化学子公司,应用特有的专利技术,专注研发、设计、测试与加工制造高精密度研磨抛光垫,产品应用于微电子、显示器、光学、晶体衬底材料与硬盘基版等各种需要精密化学机械研磨抛光(CMP)的产业
 
郑州龙达磨料磨具有限公司
 
郑州龙达磨料磨具有限公司是一家专门研发、生产、销售精密研磨和抛光产品的科技型企业。
 
安徽禾臣新材料科技有限公司
 
成立于2016年主要从事电子显示屏精抛材料的生产、销售、技术研发
 
潜山县南辰刷业有限公司
 
成立于2015年,主要从事橡胶制品制造、高性能纤维及复合材料制造等
 
昆山华冠研磨材料
 
成立于2003年,主要从事抛光蜡、抛光液、抛光辅材的研发与生产
 
上海映智研磨材料有限公司
 
成立于2013年,主营业务为半导体及其他产业CMP制程材料的研发和产业化。
 
普利英(重庆)创新科技有限公司
        
成立于2020年,主要从事橡胶制品制造、合成材料制造等
 

下游客户
 

泛半导体抛光垫的下游应用领域主要为资讯产业、光电通讯产业和硬质材料结构件产业。主要客户群体为:

(1)为苹果、华为等做手机盖板玻璃、手机屏幕玻璃、蓝宝石代加工企业,如蓝思科技、伯恩光学。

(2)光学玻璃加工企业,如虹美光学、镜辰美。

(3)电子元件制造企业,如立濠光电、三安光电。

(4)特种玻璃加工企业,如鑫景玻璃。
 

          

 

 

七、CMP抛光液   

1、定义   

CMP抛光液,由超细固体粒子研磨剂、氧化剂、表面活性剂、稳定剂等物质组成。CMP抛光液中发挥主要作用的是固体粒子研磨剂和氧化剂,固体粒子研磨剂一般为纳米级,发挥研磨作用,氧化剂发挥腐蚀溶解作用。抛光液浓度、研磨剂种类和大小、酸碱性、流速等对抛光速度和加工质量均有影响,抛光液的技术难点在于需根据不同的材料调整配方组合,以改善抛光速度和效果。    

抛光
 

根据抛光对象的不同,抛光液可分为硅抛光液、钴抛光液、硅氧化物抛光液、铜抛光液、钨抛光液等;根据酸碱性不同,抛光液可分为酸性抛光液和碱性抛光液,酸性抛光液常用于抛光金属材料,如铜、钨、钛等;碱性抛光液常用于抛光非金属材料,如硅、硅氧化物等。

抛光
 

2、行业发展历程   

中国CMP抛光液发展主要可分为两个发展阶段:

一是2000年以前,中国CMP抛光液行业乃至整个CMP抛光材料行业处于真空期,CMP工艺和抛光材料制造核心技术被国际巨头垄断;    

二是2000年以后,全球半导体产业转移至中国,中国CMP抛光液行业随之开始发展,但从全球看,美国、日本等国仍占据行业主导地位。

抛光
 

从政策发展来看,CMP抛光液作为半导体的重要材料之一,由于其具有人才要求高、投资风险大、技术积累周期长和规模经济效应强等的特征,决定了CMP抛光液行业的发展壮大不可能一蹴而就,而且发展周期相对一般产业较长,在这一过程中为了保障其良好地发展,针对且有效的扶持政策不可或缺。从“十二五”时期开始,我国的CMP抛光液行业政策发展演变情况如下:    

抛光
 

行业政策背景:政策加持,CMP抛光液将实现产业优化升级
 

国家“十四五”规划中对CMP抛光液行业的具体表述主要集中在推动半导体制造业优化升级和加强原创性引领性科技攻关。在推动制造业优化升级方面,培育先进制造业集群,推动半导体等产业创新发展。在加强原创性引领性科技攻关,国家“十四五”规划中提出要瞄准集成电路等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。

3、市场规模  

全球抛光液市场规模由2016年的11亿美元提升至2021年的14.3亿美元,2021年同比提升6.72%,CARG为5.39%,同期中国抛光液市场规模大幅增长,2016-2021年市场规模由12.3亿元提升至22亿元,CAGR达到12.28%,复合增速明显快于全球。

          

 

    

 

抛光
 

抛光
 

4、产业链分析   

抛光
 

CMP抛光液产业链上游主要为研磨颗粒、PH调节剂、分散剂、氧化剂以及表面活性剂等原材料,其中,研磨颗粒是CMP抛光液生产关键原材料;CMP抛光液产业链中游主要为CMP抛光液的生产制备;CMP抛光液产业链下游应用领域为半导体产业,其中集成电路为主要领域,其他领域包括分立器件、光电子器件(LED芯片等)和传感器等。

抛光
 

上游供给情况:核心原材料以国外垄断为主
    

半导体产业制造流程复杂,特别是集成电路领域对使用的CMP抛光材料要求高,

CMP抛光液产业链上游主要为原材料,原材料主要包括研磨颗粒、PH调节剂、分散剂、氧化剂以及表面活性剂,其中,研磨颗粒是CMP抛光液生产关键原材料。

添加剂的种类根据产品应用也有所不同,在加料、混合和过滤等关键生产流程中,各种组分的比例、顺序、速度和时间等都会影响到最终的产品性能,需要企业不断优化研究来找出最合适的方案,因此产品配方和生产工艺流程是每家企业的核心竞争力

研磨颗粒制造技术掌握在国际企业手中,如日本富士、美国嘉柏等,中国企业主要从美国、日本、韩国等国家的一些企业进口原材料,全球行业格局呈现寡头垄断态势。以安集科技为例,产品所需主要原材料为硅溶胶和气相二氧化硅等研磨颗粒从日本等国家进口。

但随着中国企业技术的发展,部分企业实现了研磨粒子的自主制备,但整体来看供应商数量较少,且由于外国企业垄断,市场集中度较高。主要原材料研磨剂的    

抛光
 

下游发展情况:下游以集成电路领域为主
 

下游应用领域为半导体产业,其中集成电路为主要领域,其他领域包括分立器件、光电子器件和传感器等。下游企业主要有中芯国际、华虹集团、晶合集成等。

抛光
 

5、成本结构   

CMP抛光液行业成本项目主要由直接材料、人工成本及制造费用构成。其中,直接材料主要为研磨颗粒、PH调节剂、分散剂、氧化剂以及表面活性剂等采购投入。    

从我国CMP抛光液龙头企业-安集科技的成本结构来看,2019-2021年,CMP抛光液直接材料成本占比在75%-80%之间,制造费用成本占比在17%-21%之间,直接人工成本占比在4%以下。直接材料成本为CMP抛光液生产成本的主要构成部分。

抛光
 

6、全球供需分析
   

全球CMP抛光液供给区域发展格局:企业主要分布在美国
 

全球CMP抛光液市场中,代表企业包括卡博特(Cabot)、VersumMaterials、日立(Hitach)、富士美(Fujimi)、陶氏(Dow)等美日龙头厂商

整体来看,企业主要分布在美国、日本、韩国、德国和中国大陆等地。中国台湾虽然是半导体制造的重要地区,但在CMP抛光液这项耗材上,尚无代表性公司。全球CMP抛光液市场代表企业区域分布如下:    

抛光
 

全球CMP抛光液需求区域发展格局:需求主要分布在中国
 

从需求来看,根据国际半导体产业协会(SEMI)的数据,2021年全球半导体材料主要分布在亚洲、北美和欧洲地区。

2021年中国半导体材料市场总规模为266.4亿美元(中国大陆+中国台湾),占世界总规模超过40%,成为世界第一大半导体材料消费国,韩国、日本紧随其后。    

抛光
 

全球CMP抛光液专利区域发展格局:中国和美国领先
 

从专利分布情况来看,中国大陆为全球CMP抛光液行业专利数量最多的地区。美国、日本和韩国当前CMP抛光液专利数量均超过200项。全球CMP抛光液专利来源国家和地区还包括中国台湾、德国、欧洲专利局和法国。    

抛光
 

全球CMP抛光液行业企业派系分析:主要分为四大派系
 

从全球CMP抛光液行业市场竞争派系来看,按照产品种类来分:

硅抛光液的主要企业包括富士美(Fujimi)、卡博特(Cabot)、Versum Materials、安集科技等;

钨抛光液的主要企业包括卡博特(Cabot)、Versum Materials、安集科技等;

氧化物抛光液的主要企业包括卡博特(Cabot)、Versum Materials、Hitach等;

其他金属(铜、铝等)抛光液的主要企业包括安集科技、富士美(Fujimi)、VersumMaterials。    

抛光
 

7、中国供需分析   

供给:各公司加速布局CMP抛光液产能建设
 

从产能布局上看,当前,安集科技、鼎龙股份、万华化学等企业正在加速布局CMP抛光液产能建设。根据安集科技招股书披露,公司现有CMP抛光液产能合计13266.38吨,未来,公司将在宁波建设宁波安集化学机械抛光液生产线,项目建成后将新增1.5万吨化学机械抛光液生产能力。随着各企业CMP抛光液产能相继布局,我国CMP产能将大量释放。    

抛光
 

需求:CMP抛光液市场规模进一步提升
 

根据SEMI统计数据,2012-2021年期间我国半导体材料市场规模总体呈波动增长态势。2021年我国台湾地区半导体材料市场规模达147.1亿美元,大陆地区半导体材料市场规模达119.3亿美元。SEMI预测,2022年全球半导体材料市场整体规模预计将增长8.6%,达到698亿美元。结合中国半导体材料在全球的规模占比情况,初步估算,2022年,我国半导体材料市场规模在全球占比将超过41%,市场规模或将超过290亿美元。    

抛光
 

我国的半导体材料仍然集中在后端封装材料上,前端晶圆制造材料核心优势仍然不足。据SEMI数据,我国半导体材料中,封装材料占比约67%,晶圆制造材料占比约33%。在晶圆制造材料中,CMP抛光材料占比约为7%;在CMP抛光材料中,CMP抛光液占比约为49%。

抛光
 

综合来看,在半导体制造过程中,各类细分材料比重相对稳定,若以上述材料结构进行测算,2021年,我国CMP抛光液市场规模约为18亿元,2022年,我国CMP抛光液市场规模约为20亿元。    

抛光
 

注:测算逻辑:CMP抛光液市场规模=半导体材料市场规模*晶圆制造材料占比*抛光材料占比*CMP抛光液占比*当期汇率

8、竞争格局   

全球CMP抛光液行业企业竞争格局:美日龙头厂商垄断

抛光
 

全球CMP抛光液市场的竞争格局来看,第一梯队主要为市场份额占比较大且业务布局相对全面的国外企业;第二梯队则为市场份额相对较小的企业,其中中国CMP抛光液龙头企业安集科技凭借不断提升的技术和不断丰富的产品线跻身全球CMP抛光液市场第二梯队;第三梯队为市场份额小或CMP抛光液业务不够成熟的企业。    

从市场份额来看,全球CMP抛光液市场主要被美国和日本厂商垄断。其中卡博特(Cabot)、VersumMaterials、日立(Hitach)、富士美(Fujimi)、陶氏(Dow)等美日龙头厂商占据全球CMP抛光液市场近80%市场份额,安集全球占比上升到5%左右。

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卡博特(Cabot)作为行业龙头,其在全球抛光液市场的市占率逐年下滑,主要是因为随着制程工艺的发展,抛光液种类越来越多,客户要求也逐渐多样化,一家公司很难满足所有要求,这也为很多公司提供了新进入抛光液细分领域的机会。    

国内竞争格局:中国CMP抛光液行业市场集中度较高

中国CMP抛光液行业目前主要依赖于国外进口,美国日本等全球CMP抛光液龙头企业均在中国市场有所布局。由于国外龙头企业产品技术先进、产品线也更为成熟,因此处于中国市场的第一梯队。

安集科技作为中国CMP抛光液的龙头企业,在中国大陆市场占据了较大的市场份额,同时多样化布局产品线满足了企业的需求,实现了中国CMP抛光液国产替代的发展,因此在中国市场也属于第一梯队。

鼎龙股份、上海新阳等上市企业在半导体行业有所布局,但CMP抛光液起步较晚,且在企业中的占比较小,因此被列为第二梯队;

上海新安纳、天津晶岭、北京国瑞升等企业为非上市企业,规模较小,因此也被列为第二梯队。

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中国CMP抛光液行业企业数量较少,其中主要的龙头企业为安集科技。随着安集科技产品技术的研发与突破,打破了国外CMP抛光液寡头垄断的格局,2021年安集科技在全球的CMP抛光液市场占据了5%左右的市场份额。

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CMP抛光液行业链区域热力地图:企业主要分布在沿海地区
 

从选取的代表公司区域分布来看,目前我国CMP抛光液行业公司主要分布在华东沿海地区。其中选取的代表企业中,大部分分布在上海地区,代表企业有安集科技等。

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9、发展前景及趋势预测   

发展趋势:CMP抛光液行业将国产化、多元化发展
 

从行业的产业发展趋势来看,将朝着国产化、本土化方向发展;产品发展将朝着专用化、定制化方向发展;行业竞争将朝着多元化方向发展。    

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发展前景:CMP抛光液行业将保持稳健增长
 

根据TECHCET,2021年全球抛光液市场规模为18.9亿美元,同比增长13%,预计未来五年复合增长率为6%。国内CMP抛光液市场增速有望显著高于全球市场,未来复合增长率达15%,2023年市场规模约达23亿元,2028年约达46亿元。

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CMP抛光液行业兼并重组情况分析:处于起步阶段
 

中国CMP抛光液行业处于刚起步阶段,行业的国产化率较低,兼并重组事件较少。目前CMP抛光液行业存在品牌、技术等行业壁垒,因此,目前CMP抛光液行业的并购动因主要是避开进入壁垒,迅速进入市场,争取市场机会,规避各种风险。从行业发展来看,中国CMP抛光液行业兼并与重组重点案例分析如下:

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八、CMP抛光材料怎么投?   

CMP抛光材料:下游需求多样化,新玩家有机会
 

CMP(化学机械抛光)是半导体硅片表面加工的关键技术,主要耗材有抛光液和抛光垫,分别占抛光材料成本的49%和33%。

未来,一方面芯片制程升级,驱动CMP材料市场扩容;另一方面,先进封装的运用使CMP从前道走向后道,应用面更广。

● 行业特点:产品专用程度高,配方依赖实际经验
 

CMP抛光垫行业呈寡头垄断格局,CR1达79%,且进入门槛高、下游客户替换意愿低。其中微孔发泡工艺是生产中的主要技术难点。但整体技术迭代已经放缓,国内企业有机会实现技术追赶和突破。目前已有国产厂商跑出,实现批量供货。

CMP抛光液被美日巨头垄断,CR5占比67%。种类差异化使竞争格局相对分散,本土化自给率提升。抛光液的生产具备较高的环境准入资格,且成分复杂,配方需要长时间经验积累;研发过程需要抛光液厂商和晶圆厂紧密配合不断试错,进入壁垒高且客户替换意愿低。

● 重点领域:抛光材料走向专用化&定制化
 

专用化、定制化抛光材料为未来发展趋势。当前,芯片制造不断用到新材料,这些材料对抛光液有很高的选择性,因此抛光液也不断演变,种类繁多。客户要求也走向多样化,龙头公司很难在所有细分领域掌握核心技术形成垄断,为很多公司提供了新进入该领域的机会。    

抛光液的上游材料中,二氧化硅磨粒长期依赖进口,原材料被海外企业垄断,而磨粒正是卡脖子的技术难点。

建议关注两类机会:一是新技术带来的新增抛光液需求,如SiC相关抛光液研发厂商;二是掌握上游磨粒研发技术和抛光垫微孔发泡工艺的公司。
 

          

 

 

来源:前瞻网,前瞻经济学人,艾邦半导体网,CMP抛光资讯,太平洋证券,各公司年报及官网,指数资本,网络等,版权归原作者所有。

 

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