化学机械抛光行业:先进工艺及原材料自给打开市场空间.pdf

投资逻辑
化学机械抛光(Chemical Mechanical Planarization,以下简称“CMP”)是集成电路制造过程中实现晶圆全局均匀平坦化的关键工艺,应用于硅片制造、晶圆制造与先进封装。根据Market Growth Reports统计,2025年全球CMP抛光液和抛光垫的市场规模约为33.8亿美元,预计2025~2034年复合增速为4.5%。根据华经产业研究院统计,2023年中国CMP抛光液市场规模约为29.6亿元;根据弗若斯特沙利文测算,2024年中国CMP抛光垫市场规模约23亿元。市场的增长驱动力主要来源于工艺进步和先进封装。更先进的逻辑芯片制造工艺要求抛光新的材料,抛光步骤也更多。Market Growth Reports预计到2028年,先进封装技术也将贡献额外15~20%的CMP需求增长。
CMP抛光液由磨料、添加剂和超纯水等复配而成,目前全球活跃使用的抛光液配方超过300种。磨料是抛光液的物理去除单元,包括氧化硅(SiO2)、氧化铈(CeO2)、氧化铝(Al2O3)等。根据安集科技公告,2023年公司研磨颗粒采购成本约占公司CMP抛光液总成本的54.6%。根据工艺步骤不同,CMP抛光液分为铜及铜阻挡层抛光液、钨抛光液、层间介质抛光液、浅槽隔离抛光液、以及用于新材料新工艺的抛光液新产品。据Fujifilm披露,铜及铜阻挡层工艺的CMP抛光液约占总市场规模的45%。目前全球CMP抛光液市场格局较为集中,2024年全球头部6家公司的市占率约为85%。新工艺的演进可能引入新的抛光液公司。如10nm以下技术节点中,钴将部分替代铜作为导线,钴抛光液供应商可能会迎来增长机会。
CMP抛光垫主要分为硬垫、软垫和复合垫。硬垫主要为聚氨酯材料,起粗抛作用,根据Global Growth Insights测算,2025年硬垫约占全球CMP抛光垫市场的55%。软垫主要为无纺布材料,通常用于最终精抛,复合垫近年也正在获得市场关注。根据艾邦半导体数据,Dupont占据了全球CMP抛光垫75%以上的市场份额,其他头部公司包括CMCMaterials、Tomas west Inc、Fujibo等,前4家龙头企业占据了全球CMP抛光市场约90%的份额。Fujibo预计其2025年CMP抛光软垫的市场份额约为80%。
安集科技是国内CMP抛光液行业的龙头。2024年,公司CMP抛光液营收为15.5亿元,全球市占率已达到10%左右。目前,安集科技的CMP抛光液已实现全品类覆盖,并自研CMP抛光液磨料。安集科技上海金桥及宁波北仑基地的CMP抛光液产能(含在建)约为6.0万吨/年,上海化工区纳米磨料产能约为500吨/年。鼎龙股份是国内CMP抛光垫龙头,实现了抛光垫全品类、全技术节点的布局,并横向拓展抛光液、抛光液研磨材料、清洗液。2025年前三季度,公司CMP抛光垫、抛光液和清洗液营收共计10.0亿元,占公司总营收比重为37.0%。鼎龙股份预计2026年
第一季度末武汉本部抛光硬垫月产能将提升至5万片左右(即年产约60万片),潜江CMP软垫及配套缓冲垫产能约
为20万片1年,抛光液及研磨粒子产能约2.5万吨,清洗液产能约1.2万吨。其他公司包括上海新阳在CMP抛光液与清洗液领域,彤程新材在CMP抛光垫领域亦有布局。
投资建议
我们认为随着国内半导体行业产能扩张,以及先进制程的进步、新材料与新工艺的发展、先进封装技术的演进、向CMP抛光产品上游原材料的延展,国内化学机械抛光公司有望进一步打开市场空间,建议关注行业龙头安集科技、鼎龙股份,以及行业内持续向CMP市场拓展的其他公司。
风险提示
原材料供应及价格上涨风险,半导体行业周期变化风险,产品开发风险,核心技术失密及核心技术人员流失的风险,客户集中度较高的风险。

1.化学机械抛光行业简介及市场规模
1.1化学机械抛光是实现晶圆全局平坦化的关键工艺
化学机械抛光(Chemical MechanicalPlanarization,以下简称“CMP”)是集成电路制造过程中实现晶圆全局均匀平坦化的关键工艺,应用于硅片制造、晶圆制造与先进封装。由于晶圆表面堆叠的不同薄膜硬度不同,不同区域需要以不同的速率进行研磨;通过化学和机械的综合作用,CMP能最大程度缩小较硬和较软材料去除速率的差异,真正做到“全局”平坦化。
根据瑞利判据公式,光刻机要增加分辨率,需要缩短曝光波长、增加投影光刻物镜的数值孔径,但这也会导致焦深的下降,因此晶圆表面的起伏需要落在焦深范围内,对CMP提出较高要求。
CMP过程中,抛光头对下方的工件施加一定压力,并相对抛光垫进行运动,抛光液在工件和抛光垫之间注入,不断与工件表面发生化学反应,并通过磨料的机械作用以及抛光液的化学作用,实现表面材料的去除。CMP抛光液和抛光垫是整个抛光过程中的两大重要材料,两者会存在协同。对于较为成熟的制程,两者独立性相对高一些。
■ CMP抛光液的作用是在化学机械抛光过程中与晶圆发生化学反应,在其表面产生一
层钝化膜,然后由抛光液中的磨粒利用机械力将反应产物去除。
■ CMP抛光垫的作用是存储抛光液并输送抛光液至抛光区域,提供一定的抛光液层,
去除所需的机械载荷,并将抛光过程中产生的副产物(如氧化产物、抛光碎屑等)带出抛光区域。

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