一、行業(yè)理解:
化學(xué)機械拋光(CMP)晶圓表面平整化是集成電路制造過程中的關(guān)鍵工藝。
CMP工藝是將表面化學(xué)作用與機械研磨技術(shù)相結(jié)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(xué)試劑的化學(xué)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(qū)動:
近日消息,受臺灣出口管制的制約,F(xiàn)ab1工廠所使用的DST slurry(型號為M2701505,由AGC-TW生產(chǎn))將暫停供應(yīng),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(chǎn)DST slurry的性能,當前正處于e·Qual審核階段,由MQE對比COA數(shù)據(jù);
2)考慮將原材料產(chǎn)地從臺灣變更為日本(需通過PCN驗證),目前MQE正與供應(yīng)商緊密協(xié)作。鑒于驗證時間緊迫,后續(xù)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(gòu)AGC-TW,是CMP(化學(xué)機械拋光)工藝不可或缺的關(guān)鍵耗材。CMP技術(shù)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(yè)牢牢把控,國產(chǎn)化率僅徘徊在25%-30%之間,而高端制程(例如28nm以下)的國產(chǎn)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(chǎn)化的催化劑。此外,國產(chǎn)拋光液相較于進口產(chǎn)品,價格優(yōu)勢顯著,低出20%-30%。然而,短期內(nèi)供需失衡的現(xiàn)狀,也可能引發(fā)價格的急劇攀升!
三、競爭格局:
當前大陸地區(qū) CMP 拋光液仍主要依靠進口,國內(nèi)替代空間廣闊。
在全球范圍內(nèi),CMP拋光液市場份額集中,主要被美國和日本企業(yè)壟斷,包括美國 Cabot Microelectronics、Versum 和日本的 Hitachi、Fujimi 等,其中:
美國企業(yè) 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(nèi)替代的背景下,國內(nèi)份額不斷上升,但美國企業(yè)的主要份額仍然存在 CabotMicroelectronics 未來,國內(nèi)制造商可能會加快材料的本地化進程 CMP 拋光液領(lǐng)域有廣闊的替代空間。
四、規(guī)模增長:
根據(jù)TECHCET 數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2021 年全球 CMP 拋光液市場規(guī)模為 18.9 億美元,同比增長 預(yù)計未來五年復(fù)合增長率為13% 6%。預(yù)計到 2026 全球拋光液市場實現(xiàn)了年度實現(xiàn) 26 億美元。
根據(jù)前瞻性產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù),大陸晶圓廠預(yù)計將大幅擴產(chǎn),CMP 預(yù)計拋光液市場的增長速度將明顯高于全球市場,未來復(fù)合增長有望達到 2023年市場規(guī)模約為15% 23 億元,2028 年約達 46 億元,國內(nèi) CMP 拋光企業(yè)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(shù)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(jù) Cabot 14nm微電子數(shù)據(jù) 以下邏輯芯片工藝要求的關(guān)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(shù) CMP 可以實現(xiàn)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(fā)展,臺積電 5nm 產(chǎn)品已于 2020 今年下半年實現(xiàn)量產(chǎn)出貨,芯片工藝改進后 CMP 拋光步驟會大幅增加,產(chǎn)品用量也會增加。
2.隨著堆疊層數(shù)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(lǐng)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(shù)逐漸從 64 層提升至 128 層、192 層,CMP 工藝次數(shù)也隨之增加。未來 176 層以上的 3D NAND 晶圓產(chǎn)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(xù)快速增長。根據(jù)公司 2023 在半年度報告中,鎢拋光液在儲存芯片領(lǐng)域的應(yīng)用范圍和市場份額繼續(xù)穩(wěn)步上升?;谘趸u磨料的拋光液在中國領(lǐng)先的儲存客戶中不斷取得突破。許多新產(chǎn)品已經(jīng)完成了示范測試,并實現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)和銷售。預(yù)計未來相關(guān)收入將繼續(xù)增長。
六、全產(chǎn)業(yè)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(fā)的鉆石研磨液(SiCP)是半導(dǎo)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(dǎo)體材料半導(dǎo)體耗材子公司,部分品類產(chǎn)品少量供應(yīng)中X國J 旗下企業(yè)。公司半導(dǎo)體耗材業(yè)務(wù)發(fā)展順利,主要從事軟刀、硬刀、減薄砂輪、倒角砂輪、CMP-DISK等產(chǎn)品已實現(xiàn)量產(chǎn)銷售。
2.鼎XXX:
CMP拋光墊國內(nèi)供應(yīng)領(lǐng)先地位繼續(xù)鞏固CMP拋光墊產(chǎn)品在國內(nèi)市場的滲透性隨訂單增長穩(wěn)步加深,產(chǎn)品型號覆蓋率高,核心原材料獨立安全優(yōu)勢和成本優(yōu)勢明顯,CMP拋光液、清洗液系統(tǒng)CMP材料解決方案服務(wù)能力強,國內(nèi)供應(yīng)領(lǐng)先地位穩(wěn)定。未來,公司將繼續(xù)在當?shù)赝赓Y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(yè)務(wù)的新市場增長曲線。
3.安XXX :
國產(chǎn) CMP 拋光液龍頭企業(yè)繼續(xù)深耕半導(dǎo)體材料公司 2006 一直專注于年成立 CMP 目前,拋光液等半導(dǎo)體材料領(lǐng)域已發(fā)展成為大陸CMP拋光液的領(lǐng)頭羊,2021年 全球年安XXXCMP 拋光液市場占據(jù) 市場份額約5%。2020、2021年,安XXX分別占領(lǐng)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(yīng)鏈安全要求的不斷提高,龍頭安XXX的份額有望繼續(xù)擴大。