一、行业理解:
化学机械抛光(CMP)晶圆表面平整化是集成电路制造过程中的关键工艺。
CMP工艺是将表面化学作用与机械研磨技术相结合,去除晶圆表面材料,达到晶圆表面高度平整的效果。
CMP 平整处理工艺,使下一步的光刻工艺能够进行。CMP 主要工作原理是在一定压力下和抛光液的存在下,抛光晶圆对抛光垫进行相对运动。借助纳米磨料的机械研磨效果和各种化学试剂的化学效果,抛光晶圆表面达到高度平整、低表面粗糙度和低缺陷的要求。
二、事件驱动:
近日消息,受台湾出口管制的制约,Fab1工厂所使用的DST slurry(型号为M2701505,由AGC-TW生产)将暂停供应,库存量仅能满足未来五个月的需求。为此,决定双管齐下,同步实施两大策略:
1)着手验证Anji国产DST slurry的性能,当前正处于e·Qual审核阶段,由MQE对比COA数据;
2)考虑将原材料产地从台湾变更为日本(需通过PCN验证),目前MQE正与供应商紧密协作。鉴于验证时间紧迫,后续将与PIE/QE团队展开一轮跨机沟通,确保顺利过渡。
此次遭遇断供的DST slurry,源自日本旭硝子在台湾的分支机构AGC-TW,是CMP(化学机械抛光)工艺不可或缺的关键耗材。CMP技术主要用于晶圆表面的平整化处理,在7nm以下的先进制程中,对其纯度的要求极高,需达到99.9999%以上。
长期以来,CMP抛光液市场一直被美日企业牢牢把控,国产化率仅徘徊在25%-30%之间,而高端制程(例如28nm以下)的国产化率更是微乎其微。此次断供事件,或许会成为推动材料国产化的催化剂。此外,国产抛光液相较于进口产品,价格优势显著,低出20%-30%。然而,短期内供需失衡的现状,也可能引发价格的急剧攀升!
三、竞争格局:
当前大陆地区 CMP 抛光液仍主要依靠进口,国内替代空间广阔。
在全球范围内,CMP抛光液市场份额集中,主要被美国和日本企业垄断,包括美国 Cabot Microelectronics、Versum 和日本的 Hitachi、Fujimi 等,其中:
美国企业 Cabot Microelectronics 占主要份额,占比 33%;
日本公司在全球市场份额中排名第二,占23%(Hitachi、Fujimi);
从中大陆的角度来看,近年来,在国内替代的背景下,国内份额不断上升,但美国企业的主要份额仍然存在 CabotMicroelectronics 未来,国内制造商可能会加快材料的本地化进程 CMP 抛光液领域有广阔的替代空间。
四、规模增长:
根据TECHCET 数据统计,2021 年全球 CMP 抛光液市场规模为 18.9 亿美元,同比增长 预计未来五年复合增长率为13% 6%。预计到 2026 全球抛光液市场实现了年度实现 26 亿美元。
根据前瞻性产业研究院的数据,大陆晶圆厂预计将大幅扩产,CMP 预计抛光液市场的增长速度将明显高于全球市场,未来复合增长有望达到 2023年市场规模约为15% 23 亿元,2028 年约达 46 亿元,国内 CMP 抛光企业有望充分受益。
五、需求增量:
1.逻辑芯片工艺不断升级,先进工艺需要 CMP 抛光液的种类和用量大大提高。
晶圆制造技术的升级与进步 CMP 工艺步骤大幅增加,CMP 晶圆制造过程中抛光材料的消耗量增加。根据 Cabot 14nm微电子数据 以下逻辑芯片工艺要求的关键 CMP 工艺将达到 20 步以上,需要 CMP 抛光液将从 90 五六种纳米抛光液增加到二十多种,种类和用量迅速增加;7 纳米及以下逻辑芯片技术 CMP 可以实现抛光步骤 30 步,CMP 有近30种抛光液。目前,逻辑芯片是正的 7nm 以下先进工艺发展,台积电 5nm 产品已于 2020 今年下半年实现量产出货,芯片工艺改进后 CMP 抛光步骤会大幅增加,产品用量也会增加。
2.随着堆叠层数的增加,2.3DNAND存储芯片成为市场的主流,CMP 抛光液需求同步增长。
在存储芯片领域,3D NAND 将抛光步骤提高到 2D NAND 两倍,还有 3D NAND 主要依靠堆叠来增加存储容量,堆叠层数逐渐从 64 层提升至 128 层、192 层,CMP 工艺次数也随之增加。未来 176 层以上的 3D NAND 晶圆产量比例将逐步增加,这将推动钨抛光液等抛光液需求的持续快速增长。根据公司 2023 在半年度报告中,钨抛光液在储存芯片领域的应用范围和市场份额继续稳步上升。基于氧化砖磨料的抛光液在中国领先的储存客户中不断取得突破。许多新产品已经完成了示范测试,并实现了大规模生产和销售。预计未来相关收入将继续增长。
六、全产业链:
CMP 抛光液的主要原料包括研磨颗粒、各种添加剂和水,以研磨颗粒为核心原料。研磨颗粒主要由硅溶胶和气相二氧化硅组成 CMP 抛光液的主要成分占成本的比例 50%以上。
1.三XXX:
日本全资子公司开发的钻石研磨液(SiCP)是半导体工艺中的重要抛光耗材,主要用于蓝宝石、碳化硅等材料的抛光。江苏XX半导体材料半导体耗材子公司,部分品类产品少量供应中X国J 旗下企业。公司半导体耗材业务发展顺利,主要从事软刀、硬刀、减薄砂轮、倒角砂轮、CMP-DISK等产品已实现量产销售。
2.鼎XXX:
CMP抛光垫国内供应领先地位继续巩固CMP抛光垫产品在国内市场的渗透性随订单增长稳步加深,产品型号覆盖率高,核心原材料独立安全优势和成本优势明显,CMP抛光液、清洗液系统CMP材料解决方案服务能力强,国内供应领先地位稳定。未来,公司将继续在当地外资和海外晶圆厂推广客户,扩大硅晶圆和碳化硅抛光垫,努力开启公司抛光垫业务的新市场增长曲线。
3.安XXX :
国产 CMP 抛光液龙头企业继续深耕半导体材料公司 2006 一直专注于年成立 CMP 目前,抛光液等半导体材料领域已发展成为大陆CMP抛光液的领头羊,2021年 全球年安XXXCMP 抛光液市场占据 市场份额约5%。2020、2021年,安XXX分别占领大陆 CMP 抛光液市场 20.9%和 30.8%的份额,市场份额快速增长。未来,随着下游晶圆厂供应链安全要求的不断提高,龙头安XXX的份额有望继续扩大。