一、行業理解:
化學機械拋光(CMP)晶圓表面平整化是集成電路制造過程中的關鍵工藝。
CMP工藝是將表面化學作用與機械研磨技術相結合,去除晶圓表面材料,達到晶圓表面高度平整的效果。
CMP 平整處理工藝,使下一步的光刻工藝能夠進行。CMP 主要工作原理是在一定壓力下和拋光液的存在下,拋光晶圓對拋光墊進行相對運動。借助納米磨料的機械研磨效果和各種化學試劑的化學效果,拋光晶圓表面達到高度平整、低表面粗糙度和低缺陷的要求。
二、事件驅動:
近日消息,受臺灣出口管制的制約,Fab1工廠所使用的DST slurry(型號為M2701505,由AGC-TW生產)將暫停供應,庫存量僅能滿足未來五個月的需求。為此,決定雙管齊下,同步實施兩大策略:
1)著手驗證Anji國產DST slurry的性能,當前正處于e·Qual審核階段,由MQE對比COA數據;
2)考慮將原材料產地從臺灣變更為日本(需通過PCN驗證),目前MQE正與供應商緊密協作。鑒于驗證時間緊迫,后續將與PIE/QE團隊展開一輪跨機溝通,確保順利過渡。
此次遭遇斷供的DST slurry,源自日本旭硝子在臺灣的分支機構AGC-TW,是CMP(化學機械拋光)工藝不可或缺的關鍵耗材。CMP技術主要用于晶圓表面的平整化處理,在7nm以下的先進制程中,對其純度的要求極高,需達到99.9999%以上。
長期以來,CMP拋光液市場一直被美日企業牢牢把控,國產化率僅徘徊在25%-30%之間,而高端制程(例如28nm以下)的國產化率更是微乎其微。此次斷供事件,或許會成為推動材料國產化的催化劑。此外,國產拋光液相較于進口產品,價格優勢顯著,低出20%-30%。然而,短期內供需失衡的現狀,也可能引發價格的急劇攀升!
三、競爭格局:
當前大陸地區 CMP 拋光液仍主要依靠進口,國內替代空間廣闊。
在全球范圍內,CMP拋光液市場份額集中,主要被美國和日本企業壟斷,包括美國 Cabot Microelectronics、Versum 和日本的 Hitachi、Fujimi 等,其中:
美國企業 Cabot Microelectronics 占主要份額,占比 33%;
日本公司在全球市場份額中排名第二,占23%(Hitachi、Fujimi);
從中大陸的角度來看,近年來,在國內替代的背景下,國內份額不斷上升,但美國企業的主要份額仍然存在 CabotMicroelectronics 未來,國內制造商可能會加快材料的本地化進程 CMP 拋光液領域有廣闊的替代空間。
四、規模增長:
根據TECHCET 數據統計,2021 年全球 CMP 拋光液市場規模為 18.9 億美元,同比增長 預計未來五年復合增長率為13% 6%。預計到 2026 全球拋光液市場實現了年度實現 26 億美元。
根據前瞻性產業研究院的數據,大陸晶圓廠預計將大幅擴產,CMP 預計拋光液市場的增長速度將明顯高于全球市場,未來復合增長有望達到 2023年市場規模約為15% 23 億元,2028 年約達 46 億元,國內 CMP 拋光企業有望充分受益。
五、需求增量:
1.邏輯芯片工藝不斷升級,先進工藝需要 CMP 拋光液的種類和用量大大提高。
晶圓制造技術的升級與進步 CMP 工藝步驟大幅增加,CMP 晶圓制造過程中拋光材料的消耗量增加。根據 Cabot 14nm微電子數據 以下邏輯芯片工藝要求的關鍵 CMP 工藝將達到 20 步以上,需要 CMP 拋光液將從 90 五六種納米拋光液增加到二十多種,種類和用量迅速增加;7 納米及以下邏輯芯片技術 CMP 可以實現拋光步驟 30 步,CMP 有近30種拋光液。目前,邏輯芯片是正的 7nm 以下先進工藝發展,臺積電 5nm 產品已于 2020 今年下半年實現量產出貨,芯片工藝改進后 CMP 拋光步驟會大幅增加,產品用量也會增加。
2.隨著堆疊層數的增加,2.3DNAND存儲芯片成為市場的主流,CMP 拋光液需求同步增長。
在存儲芯片領域,3D NAND 將拋光步驟提高到 2D NAND 兩倍,還有 3D NAND 主要依靠堆疊來增加存儲容量,堆疊層數逐漸從 64 層提升至 128 層、192 層,CMP 工藝次數也隨之增加。未來 176 層以上的 3D NAND 晶圓產量比例將逐步增加,這將推動鎢拋光液等拋光液需求的持續快速增長。根據公司 2023 在半年度報告中,鎢拋光液在儲存芯片領域的應用范圍和市場份額繼續穩步上升。基于氧化磚磨料的拋光液在中國領先的儲存客戶中不斷取得突破。許多新產品已經完成了示范測試,并實現了大規模生產和銷售。預計未來相關收入將繼續增長。
六、全產業鏈:
CMP 拋光液的主要原料包括研磨顆粒、各種添加劑和水,以研磨顆粒為核心原料。研磨顆粒主要由硅溶膠和氣相二氧化硅組成 CMP 拋光液的主要成分占成本的比例 50%以上。
1.三XXX:
日本全資子公司開發的鉆石研磨液(SiCP)是半導體工藝中的重要拋光耗材,主要用于藍寶石、碳化硅等材料的拋光。江蘇XX半導體材料半導體耗材子公司,部分品類產品少量供應中X國J 旗下企業。公司半導體耗材業務發展順利,主要從事軟刀、硬刀、減薄砂輪、倒角砂輪、CMP-DISK等產品已實現量產銷售。
2.鼎XXX:
CMP拋光墊國內供應領先地位繼續鞏固CMP拋光墊產品在國內市場的滲透性隨訂單增長穩步加深,產品型號覆蓋率高,核心原材料獨立安全優勢和成本優勢明顯,CMP拋光液、清洗液系統CMP材料解決方案服務能力強,國內供應領先地位穩定。未來,公司將繼續在當地外資和海外晶圓廠推廣客戶,擴大硅晶圓和碳化硅拋光墊,努力開啟公司拋光墊業務的新市場增長曲線。
3.安XXX :
國產 CMP 拋光液龍頭企業繼續深耕半導體材料公司 2006 一直專注于年成立 CMP 目前,拋光液等半導體材料領域已發展成為大陸CMP拋光液的領頭羊,2021年 全球年安XXXCMP 拋光液市場占據 市場份額約5%。2020、2021年,安XXX分別占領大陸 CMP 拋光液市場 20.9%和 30.8%的份額,市場份額快速增長。未來,隨著下游晶圓廠供應鏈安全要求的不斷提高,龍頭安XXX的份額有望繼續擴大。