一、行業(yè)理解:
化學(xué)機(jī)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(jī)械研磨技術(shù)相結(jié)合,去除晶圓表面材料,達(dá)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(jìn)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(duì)拋光墊進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)。借助納米磨料的機(jī)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(dá)到高度平整、低表面粗糙度和低缺陷的要求。
二、事件驅(qū)動(dòng):
近日消息,受臺(tái)灣出口管制的制約,F(xiàn)ab1工廠所使用的DST slurry(型號(hào)為M2701505,由AGC-TW生產(chǎn))將暫停供應(yīng),庫存量?jī)H能滿足未來五個(gè)月的需求。為此,決定雙管齊下,同步實(shí)施兩大策略:
1)著手驗(yàn)證Anji國產(chǎn)DST slurry的性能,當(dāng)前正處于e·Qual審核階段,由MQE對(duì)比COA數(shù)據(jù);
2)考慮將原材料產(chǎn)地從臺(tái)灣變更為日本(需通過PCN驗(yàn)證),目前MQE正與供應(yīng)商緊密協(xié)作。鑒于驗(yàn)證時(shí)間緊迫,后續(xù)將與PIE/QE團(tuán)隊(duì)展開一輪跨機(jī)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(tái)灣的分支機(jī)構(gòu)AGC-TW,是CMP(化學(xué)機(jī)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(jìn)制程中,對(duì)其純度的要求極高,需達(dá)到99.9999%以上。
長期以來,CMP拋光液市場(chǎng)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(huì)成為推動(dòng)材料國產(chǎn)化的催化劑。此外,國產(chǎn)拋光液相較于進(jìn)口產(chǎn)品,價(jià)格優(yōu)勢(shì)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(jià)格的急劇攀升!
三、競(jìng)爭(zhēng)格局:
當(dāng)前大陸地區(qū) CMP 拋光液仍主要依靠進(jìn)口,國內(nèi)替代空間廣闊。
在全球范圍內(nèi),CMP拋光液市場(chǎng)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(chǎng)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(huì)加快材料的本地化進(jìn)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(jì),2021 年全球 CMP 拋光液市場(chǎng)規(guī)模為 18.9 億美元,同比增長 預(yù)計(jì)未來五年復(fù)合增長率為13% 6%。預(yù)計(jì)到 2026 全球拋光液市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了年度實(shí)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(jì)將大幅擴(kuò)產(chǎn),CMP 預(yù)計(jì)拋光液市場(chǎng)的增長速度將明顯高于全球市場(chǎng),未來復(fù)合增長有望達(dá)到 2023年市場(chǎng)規(guī)模約為15% 23 億元,2028 年約達(dá) 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(jí),先進(jìn)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(jí)與進(jìn)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(dá)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(shí)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(jìn)工藝發(fā)展,臺(tái)積電 5nm 產(chǎn)品已于 2020 今年下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)出貨,芯片工藝改進(jìn)后 CMP 拋光步驟會(huì)大幅增加,產(chǎn)品用量也會(huì)增加。
2.隨著堆疊層數(shù)的增加,2.3DNAND存儲(chǔ)芯片成為市場(chǎng)的主流,CMP 拋光液需求同步增長。
在存儲(chǔ)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(chǔ)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(dòng)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(bào)告中,鎢拋光液在儲(chǔ)存芯片領(lǐng)域的應(yīng)用范圍和市場(chǎng)份額繼續(xù)穩(wěn)步上升。基于氧化磚磨料的拋光液在中國領(lǐng)先的儲(chǔ)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(cè)試,并實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)和銷售。預(yù)計(jì)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(lán)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(shí)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(chǎng)的滲透性隨訂單增長穩(wěn)步加深,產(chǎn)品型號(hào)覆蓋率高,核心原材料獨(dú)立安全優(yōu)勢(shì)和成本優(yōu)勢(shì)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(qiáng),國內(nèi)供應(yīng)領(lǐng)先地位穩(wěn)定。未來,公司將繼續(xù)在當(dāng)?shù)赝赓Y和海外晶圓廠推廣客戶,擴(kuò)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(chǎng)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(chǎng)占據(jù) 市場(chǎng)份額約5%。2020、2021年,安XXX分別占領(lǐng)大陸 CMP 拋光液市場(chǎng) 20.9%和 30.8%的份額,市場(chǎng)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(kuò)大。