半導(dǎo)體材料是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的重要支撐產(chǎn)業(yè),，按應(yīng)用環(huán)節(jié)劃分為晶圓制造材料和封裝材料。整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈主要包括IC的設(shè)計(jì),、晶圓制造以及封裝測試等環(huán)節(jié),，半導(dǎo)體材料主要應(yīng)用在集成電路的制造和封裝測試等領(lǐng)域。集成電路的制造和封測對(duì)材料和裝備需求巨大,。從材料角度看,，涉及到大硅片光刻膠、掩膜版,、特種氣體等原材料,；從裝備角度看，涉及到光刻機(jī),、刻蝕機(jī),、PVD、CVD等各種核心設(shè)備,。而本文主要圍繞晶圓制造材料角度展開,。

　　集成電路產(chǎn)業(yè)鏈

　　半導(dǎo)體材料市場概覽

　　集成電路生產(chǎn)需要用到包括硅基材、CMP拋光材料,、高純?cè)噭ㄓ糜陲@影,、清洗、剝離,、刻蝕）,、特種氣體、光刻膠,、掩膜版,、封裝材料等多種電子化學(xué)品材料。根據(jù)Prismark數(shù)據(jù),，全球集成電路制造成本中,，電子化學(xué)品占集成電路制造成本的比重約為20%。

　　集成電路生產(chǎn)用晶圓制造材料

　　集成電路晶圓制造流程：6個(gè)獨(dú)立的生產(chǎn)區(qū)構(gòu)成完整晶圓制造流程

　?。?）擴(kuò)散：進(jìn)行高溫工藝和薄膜淀積的區(qū)域,，將硅片徹底清洗并進(jìn)行自然氧化；

　?。?）光刻：對(duì)硅片進(jìn)行預(yù)處理,、涂膠,、曝光、顯影,，隨后清洗硅片再次烘干,；

　　（3）蝕刻：用高純?cè)噭浞?、鹽酸等）進(jìn)行刻蝕,，保留設(shè)計(jì)好的圖案；

　?。?）離子注入：注入離子（磷、硼）,，高溫?cái)U(kuò)散,，形成集成器件；

　?。?）薄膜生長：進(jìn)行各個(gè)步驟當(dāng)中介質(zhì)層和金屬層的淀積,；

　　（6）拋光：拋光材料打磨,，并再次清洗插入電極等后續(xù)處理,，進(jìn)行WAT測試。

　　晶圓制造材料在半導(dǎo)體制造流程中的應(yīng)用環(huán)節(jié)

　　全球半導(dǎo)體材料市場跟隨半導(dǎo)體市場呈周期波動(dòng),。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)顯示,，2009-2011年，受半導(dǎo)體市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張影響,，全球半導(dǎo)體材料迎來快速增長,，市場規(guī)模由346.4億美元提升至478.8億美元。

　　2012-2017年,，半導(dǎo)體材料市場進(jìn)入震蕩調(diào)整階段,，市場規(guī)模維持在420-470億美元。2018年市場再次迎來爆發(fā),，同比2017年提升50億市場規(guī)模,。2019年，半導(dǎo)體材料市場維持穩(wěn)定,，全球銷售額約為521.1億美元,，其中晶圓制造材料約為328億美元，封裝材料約為192億美元,。

　　2008-2019年全球半導(dǎo)體材料市場規(guī)模

　　而在過去幾年,，中國半導(dǎo)體材料市場穩(wěn)步增長。

　　根據(jù)SEMI數(shù)據(jù),，2009-2019年,，中國半導(dǎo)體材料市場從32.6億美元提升至86.9億美元,，年均復(fù)合增長率（CAGR）達(dá)到10%。整體來看,，我國半導(dǎo)體材料的國產(chǎn)化率仍處于較低水平,，進(jìn)口替代空間大。此外,，隨著國內(nèi)晶圓廠的投資完成以及本土先進(jìn)制程推進(jìn),，國內(nèi)半導(dǎo)體材料的市場有望持續(xù)增長，給本土材料廠商帶來較大的導(dǎo)入機(jī)會(huì),。

　　2008-2019年中國半導(dǎo)體材料市場規(guī)模（億美元）

　　從半導(dǎo)體材料市場的具體構(gòu)成來看,，根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，大硅片占比高達(dá)38%,，電子特氣與掩膜版均占比13%位居次席,，其余市場份額由光刻膠、靶材,、CMP拋光材料等產(chǎn)品占據(jù),。

　　2018年全球半導(dǎo)體材料市場構(gòu)成

　　硅片：半導(dǎo)體材料市場的半壁江山

　　如上圖所示，硅片是半導(dǎo)體材料中最重要的組成,。而晶圓材料的發(fā)展歷程大致可分為三代：第一代為鍺,、硅為代表；第二代主要是砷化鎵,、磷化銦,；第三代為氮化鎵、碳化硅等,。目前大部分晶圓仍以硅為主要原料,。硅晶圓的加工可分為硅提純、拉晶,、晶棒測試,、外徑研磨、切片等流程,。

　　硅晶圓制造過程

　　硅晶圓為IC的基底,，朝大尺寸方向發(fā)展。硅片主要使用在半導(dǎo)體集成電路中,，用來制作硅晶圓當(dāng)成集成電路的基底,。按照尺寸大小可分為6英寸、8英寸和12英寸,，尺寸越大,，加工難度也越大。由于集成電路的集成度越來越高,，因此對(duì)大尺寸硅片的需求量越來越大,。硅片總體需求和集成電路芯片需求高度一致,。目前趨勢是6英寸硅片市場份額已經(jīng)較低，12英寸硅片市場需求強(qiáng)勁,，全球范圍內(nèi)保持快速增長,。

　　全球硅晶圓朝大尺寸方向發(fā)展

　　半導(dǎo)體硅片上游材料為電子級(jí)多晶硅，德國wacker,、美國hemlock,、日本丸紅株式會(huì)社等境外企業(yè)占據(jù)主要市場。國內(nèi)鑫華半導(dǎo)體,、黃河水電已實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)電子級(jí)多晶硅,，但產(chǎn)品多用于生產(chǎn)150-200mm（6英寸、8英寸）硅片,，更大尺寸硅片的原材料仍主要依靠進(jìn)口,。

　　半導(dǎo)體硅片下游是各類電子元器件。其中200mm（8英寸）及以下硅片終端應(yīng)用領(lǐng)域主要為移動(dòng)通信,、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng),、工業(yè)電子等,。300mm（12英寸）硅片需求主要來源于智能手機(jī)、計(jì)算機(jī),、云計(jì)算,、人工智能、SSD（固態(tài)存儲(chǔ)硬盤）,。

　　全球硅片出貨面積及單位價(jià)格走勢

　　半導(dǎo)體硅片市場景氣與電子工業(yè)需求深度綁定,。2009年經(jīng)濟(jì)危機(jī)后硅片量價(jià)齊跌，2010年由于智能手機(jī)放量硅片量價(jià)增長有所反彈,。2011年至2016年,，全球經(jīng)濟(jì)乏力，硅片價(jià)格持續(xù)下跌,，出貨量增長主要由硅片體積增加所致,，市場規(guī)模略有下降。2017年后受益于下游計(jì)算機(jī),、移動(dòng)通信,、固態(tài)硬盤、工業(yè)電子的需求上漲,，硅片市場實(shí)現(xiàn)量價(jià)齊升,。

　　全球硅片市場規(guī)模

　　全球硅片市場巨頭壟斷，中國大陸地區(qū)廠商體量較小,。

　　競爭格局方面,，信越化學(xué),、住友勝高、世創(chuàng),、環(huán)球晶圓為全球四家主流供應(yīng)商,，市場合計(jì)占比80%以上。中國大陸地區(qū)廠商以滬硅產(chǎn)業(yè),、中環(huán)股份為首,，2018年滬硅產(chǎn)業(yè)占全球硅片市場2.18%，相比全球硅片巨頭體量尚小,。

　　2018年全球半導(dǎo)體硅片競爭格局

　　國內(nèi)硅片廠商加速追趕,，滬硅產(chǎn)業(yè)12寸硅片一馬當(dāng)先。目前國內(nèi)主要有滬硅產(chǎn)業(yè),、中環(huán)股份,、超硅半導(dǎo)體、金瑞泓等企業(yè)進(jìn)入大硅片領(lǐng)域,。

　　國內(nèi)硅片主要企業(yè)產(chǎn)品情況

　　它山之石：信越化學(xué)作為日本有機(jī)硅工業(yè)“國產(chǎn)技術(shù)”的典范,，信越化學(xué)的成功離不開以下幾個(gè)方面的原因。

　　強(qiáng)大的研發(fā)力度和研發(fā)能力,，信越化學(xué)共設(shè)有7家研發(fā)中心,，是研發(fā)內(nèi)生增長的典范。信越化學(xué)通過自行生產(chǎn)金屬硅,，保障了主原料的穩(wěn)定性,，確立了從原料開始的一貫式生產(chǎn)體制。

　　國家的大力支持,，日本政府在行業(yè)發(fā)展前期頗具戰(zhàn)略眼光,，給予多種優(yōu)惠政策，通產(chǎn)省1989年制定了160億日元的“硅類高分子材料研究開發(fā)基本計(jì)劃”支持硅材料的研發(fā),，這一計(jì)劃為以信越化學(xué)為首的有機(jī)硅生產(chǎn)企業(yè)提供了資金和技術(shù)的大力支持,。

　　光刻膠：高壁壘，機(jī)會(huì)大

　　光刻膠是利用化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行圖像轉(zhuǎn)移的媒體,，將所需要的微細(xì)圖形從掩模版轉(zhuǎn)移到待加工基片上的圖形轉(zhuǎn)移介質(zhì),。光刻膠被廣泛應(yīng)用于光電信息產(chǎn)業(yè)的微細(xì)圖形線路的加工制作，是微細(xì)加工技術(shù)的關(guān)鍵性材料,。在光刻工藝中,，光刻膠被均勻涂布在硅片、玻璃和金屬等不同的襯底上,，經(jīng)曝光,、顯影和蝕刻等工序?qū)⒀谀ぐ嫔系膱D形轉(zhuǎn)移到薄膜上，形成與掩膜版完全對(duì)應(yīng)的幾何圖形。

　　光刻膠應(yīng)用原理

　　光刻膠原材料主要為樹脂,、溶劑和其他添加劑,。其中溶劑質(zhì)量占比最大，一般在80%以上,。其他添加劑質(zhì)量占比雖不足5%,，卻是決定光刻膠特有性質(zhì)的關(guān)鍵材料，包括光敏劑,、表面活性劑等材料,。光刻膠可根據(jù)其下游應(yīng)用領(lǐng)域分為半導(dǎo)體光刻膠、面板光刻膠和PCB光刻膠三類,，半導(dǎo)體光刻膠和面板光刻膠市場規(guī)模分別為13.73億美元,，15.87億美元。

　　光刻膠的發(fā)展是摩爾定律運(yùn)行的核心驅(qū)動(dòng)力,。半導(dǎo)體工業(yè)集成電路的尺寸越來越小,，集成度越來越高，并能夠按照摩爾定律向前發(fā)展,，其內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力就是光刻技術(shù)的不斷深入發(fā)展,。集成電路水平已由微米級(jí)（2μm-1μm）、亞微米級(jí)（1-0.35μm）,、深亞微米級(jí)（0.35μm以下）,、納米級(jí)（90-22nm）甚至進(jìn)入14-7nm階段。

　　對(duì)光刻膠分辨率等性能要求不斷提高,，光刻技術(shù)隨著集成電路的發(fā)展經(jīng)歷了從G線（436nm）光刻，H線（405nm）光刻,，I線（365nm）光刻,，到深紫外線DUV光刻（KrF248nm和ArF193nm）、193nm浸沒式加多重成像技術(shù)（32nm-7nm）,，在到極端紫外線（EUV,， ＜13.5nm）光刻的發(fā)展，甚至采用非光學(xué)光刻（電子束曝光,、離子束曝光）,，以相應(yīng)波長為感光波長的各類光刻膠也應(yīng)用而生。目前,，KrF/ArF仍是主流的加工材料,。

　　集成電路光刻膠產(chǎn)品技術(shù)路線演化

　　半導(dǎo)體光刻膠可根據(jù)加工芯片的制程從大到小分為g線/i線光刻膠、Krf光刻膠,、Arf光刻膠（干法及濕法）和EUV光刻膠,。各類光刻膠中雖然各組分含量存在差異，但樹脂含量一般在 20%以下，總體來適用波長越短的光刻膠,，其樹脂含量越低,，溶劑含量越高。

　　半導(dǎo)體用光刻膠應(yīng)用制程及組分

　　銷售量方面,，g線/i線光刻膠是半導(dǎo)體用光刻膠需求主要構(gòu)成,，占比達(dá)50%以上，預(yù)計(jì)2022年需求量將達(dá)450立方米以上,，KrF,、ArF光刻膠2022年需求量預(yù)計(jì)分別為200.77立方米和103.56立方米。銷售額方面,，ArF光刻膠由于技術(shù)附加值高,，價(jià)格昂貴，占據(jù)最大銷售份額,。

　　全球半導(dǎo)體用光刻膠銷售額（億美元）

　　根據(jù)富士經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),，預(yù)計(jì)2022年ArF銷售額將達(dá)6.74億美元，g線/i線光刻膠和KrF光刻膠銷售額預(yù)計(jì)可達(dá)3.80億美元和3.88億美元,。EUV,、光刻技術(shù)目前尚未普及，僅臺(tái)積電和三星掌握,，EUV光刻膠市場規(guī)模較小,。

　　2018年全球g線/i線光刻膠競爭格局

　　日本企業(yè)在半導(dǎo)體光刻膠領(lǐng)域占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢。半導(dǎo)體光刻膠主要生產(chǎn)企業(yè)包括日本東京應(yīng)化,、JSR,、住友化學(xué)、信越化學(xué),；韓國東進(jìn)世美肯,；美國陶氏杜邦，其中日本企業(yè)占據(jù)約70%市場份額,。分產(chǎn)品看,，東京應(yīng)化在g線/i線和Krf光刻膠領(lǐng)域居龍頭地位，市場份額分別達(dá)到27.5%和32.7%,。JSR在Arf光刻膠領(lǐng)域市占率最高,，為25.6%。

　　2018年全球Krf光刻膠競爭格局

　　2018年全球Arf線光刻膠競爭格局

　　借鑒日本電子化學(xué)品企業(yè)TOK發(fā)展歷程,，其于1979年涉足光刻膠化學(xué)品領(lǐng)域,，起初為負(fù)性光刻膠的銷售， 2000年將TOK半導(dǎo)體成像技術(shù)增強(qiáng)型集成光刻膠系統(tǒng)商業(yè)化,，2009年開始生產(chǎn)ArF,，以響應(yīng)ArF光刻膠需求,。在技術(shù)積累完成后，TOK采取了外延式布局的策略,，將市場滲透到中國臺(tái)灣,、韓國等地區(qū)，其光刻膠業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)快速增長,。

　　綜合上述分析,，光刻膠等技術(shù)壁壘極高的行業(yè)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)層面的突破是基礎(chǔ),、其次,，需不斷改進(jìn)工藝，滿足半導(dǎo)體行業(yè)快速發(fā)展的需要,。由于光刻膠等行業(yè)認(rèn)證時(shí)間較長,，客戶不會(huì)輕易更換供應(yīng)商，因此進(jìn)入主流供應(yīng)鏈?zhǔn)菢O其必要的,。國內(nèi)光刻膠生產(chǎn)商未來有望把握中國半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)口替代契機(jī),，實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。

　　電子特氣：國產(chǎn)替代程度相對(duì)較高

　　電子特種氣體種類繁多,，是電子工業(yè)重要的原材料之一,。電子特氣是指用于半導(dǎo)體及相關(guān)電子產(chǎn)品生產(chǎn)的特種氣體，其按不同的應(yīng)用途徑可以分為摻雜用氣體,、外延用氣體,、離子注入氣、發(fā)光二極管用氣,、刻蝕用氣體,、化學(xué)氣相沉積氣和平衡氣等。在半導(dǎo)體工業(yè)中應(yīng)用的有110余種單元特種氣體,，其中常用的有超過30種,。

　　電子特氣分類介紹

　　集成電路、新型顯示是電子特種氣體主要應(yīng)用領(lǐng)域,。半導(dǎo)體生產(chǎn)中幾乎每個(gè)環(huán)節(jié)都要用到電子特氣，因此被稱為半導(dǎo)體制造的“血液”和“糧食”,。電子特氣的純度直接決定了產(chǎn)品的性能,、集成度和成品率。電子特氣純度每提高一個(gè)數(shù)量級(jí),，都能推動(dòng)半導(dǎo)體器件產(chǎn)生質(zhì)的飛躍,。

　　IC制造各環(huán)節(jié)所需電子特氣介紹

　　電子特氣的純度對(duì)半導(dǎo)體及相關(guān)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)至關(guān)重要。電子特氣中水汽,、氧等雜質(zhì)組分易使半導(dǎo)體表面形成氧化膜,，影響電子器件的壽命，含有的顆粒雜質(zhì)會(huì)造成半導(dǎo)體短路及線路損壞，改變半導(dǎo)體的性能,。半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)精度要求越來越高,。以集成電路制造為例，其電路線寬已經(jīng)從最初的毫米級(jí),，到微米級(jí)甚至納米級(jí),，對(duì)應(yīng)用于半導(dǎo)體生產(chǎn)的電子特氣純度亦提出了更高的要求。

　　不同線寬下對(duì)應(yīng)特氣所含顆粒雜質(zhì)要求

　　電子特氣廠商外購初級(jí)氣體原材料后通過合成,、純化,、混配、氣瓶處理,、充裝,、檢測等一系列處理后制成特氣產(chǎn)品。由于特氣原材料具有同質(zhì)性,，在市場上較易取得,，特氣企業(yè)對(duì)供應(yīng)商的議價(jià)能力較強(qiáng)，但受市場供需,、經(jīng)濟(jì)周期等因素影響也要承擔(dān)一定價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn),。

　　電子特氣產(chǎn)業(yè)鏈

　　電子特氣是僅次于大硅片的第二大晶圓制造材料。2016-2018年,，全球用于晶圓制造的電子特氣市場保持10%左右增速,，2018年規(guī)模達(dá)42.5億美元，占晶圓制造材料市場的12.85%,。國內(nèi)電子特氣市場增速高于全球,，2018年用于晶圓制造的電子特氣市場規(guī)模約72.98億元（10.81億美元）。

　　與傳統(tǒng)大宗氣體相比,，電子氣體行業(yè)技術(shù)壁壘高,，市場集中度高。2018年全球半導(dǎo)體用電子氣體市場中,，空氣化工,、普萊克斯、林德集團(tuán),、液化空氣和大陽日酸等五大公司控制著全球90%以上的市場份額,，形成寡頭壟斷的局面。在國內(nèi)市場,，境外幾大氣體巨頭控制了80%的市場份額,。

　　2018年全球電子特氣競爭格局

　　CMP 拋光材料：高技術(shù)壁壘，高毛利

　　拋光液和拋光墊是CMP拋光工藝的關(guān)鍵材料,。CMP拋光即化學(xué)機(jī)械拋光,，主要應(yīng)用于藍(lán)寶石拋光和集成電路中的硅晶片拋光,，是指化學(xué)作用和物理作用同時(shí)發(fā)生的一種新技術(shù)，可以避免由單純機(jī)械拋光造成的表面損傷和由單純化學(xué)拋光造成的拋光速度慢,、表面平整度和拋光一致性差等缺點(diǎn),。

　　CMP拋光是目前唯一可以提供硅片全局平面化的技術(shù)。拋光機(jī),、拋光液和拋光墊是CMP工藝的三大關(guān)鍵要素,，由于工藝制程和技術(shù)節(jié)點(diǎn)不同，每片晶圓在生產(chǎn)過程中都會(huì)經(jīng)歷幾道甚至幾十道CMP拋光工藝,，7nm以下邏輯芯片中CMP拋光步驟達(dá)到三十步,，使用拋光液種類近三十種。

　　拋光液和拋光墊是易耗品,。CMP的工作原理為將硅片放置在拋光墊上,，在拋光液（含有納米級(jí)SiO2、Al2O3等粒子）的存在下,，不斷旋轉(zhuǎn),，通過粒子的機(jī)械研磨和材料的化學(xué)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，對(duì)材料表面進(jìn)行平整,。拋光墊通常由多孔性材料組成,，表面有特殊溝槽，從而提高拋光的均勻性,，通常拋光墊使用壽命為45至75小時(shí),。拋光墊和拋光液是CMP技術(shù)中兩種關(guān)鍵材料，根據(jù)安集科技招股書數(shù)據(jù),，兩者成本合計(jì)占拋光材料總成本的82%,。

　　2016-2018全球CMP拋光材料規(guī)模（億美元）

　　全球拋光材料市場持續(xù)高速增長，2001-2018年,，全球拋光材料市場規(guī)模復(fù)合增速達(dá)10.13%,。根據(jù)卡博特官網(wǎng)公開披露數(shù)據(jù)，2018年全球拋光材料市場達(dá)20.1億美元,，其中拋光墊市場為12.7億美元,，拋光液市場為7.4億美元。預(yù)計(jì)2022年全球拋光材料市場將達(dá)26.1億美元,。

　　其中,，拋光墊是一種具有一定彈性且疏松多孔的材料，一般由含有填充材料的聚氨酯構(gòu)成,。拋光墊根據(jù)溝槽結(jié)構(gòu)形式不同分為四個(gè)類別,，每種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域各有不同,。

　　拋光墊上游原料為聚氨酯等基礎(chǔ)化工原料,，不同拋光墊生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)擁有的專利不同而選擇不同的拋光材料,。例如羅門哈斯專注于使用多羥基化合物、多胺,、羥基胺等高分子材料設(shè)計(jì)和生產(chǎn)拋光墊,，東麗側(cè)重于用尼龍纖維和聚合樹脂等材料生產(chǎn)拋光墊，東陽橡膠則主要關(guān)注軟質(zhì),、硬質(zhì)聚氨酯,。我國拋光墊龍頭企業(yè)鼎龍股份生產(chǎn)拋光墊的主要原材料也是聚氨酯，包括聚氨酯彈性體和聚氨酯發(fā)泡體等,。

　　拋光墊產(chǎn)業(yè)鏈

　　拋光墊技術(shù)壁壘高,，認(rèn)證時(shí)間長。拋光墊主要包括聚氨酯拋光墊,、無紡布拋光墊,、復(fù)合型拋光墊等幾種類型產(chǎn)品。由于CMP拋光墊在設(shè)計(jì)和使用壽命方面不斷改進(jìn),，技術(shù)壁壘極高,；

　　另外，新品測試的流程復(fù)雜,，認(rèn)證時(shí)間長達(dá)1-2年,，晶圓廠商為保證有序穩(wěn)定生產(chǎn)，不輕易更換供應(yīng)商,。目前拋光墊幾乎完全依賴進(jìn)口,，市場由美國陶氏化學(xué)（約80%市場份額）、美國卡博特,、日本東麗等公司壟斷,，產(chǎn)品毛利率在50%以上。我國在拋光墊領(lǐng)域起步較晚,，2006年后專利申請(qǐng)數(shù)量開始出現(xiàn)顯著增長,，占全球比重逐年上升，追趕勢頭迅猛,。

　　2019年全球拋光墊競爭格局

　　至于CMP拋光液,，則是一種由研磨顆粒（如納米SiO2、Al2O3粒子等）,、表面活性劑,、穩(wěn)定劑、氧化劑等組成的產(chǎn)品,。研磨顆粒提供研磨作用,，化學(xué)氧化劑提供腐蝕溶解作用。按照研磨顆粒不同,，CMP拋光液可分為二氧化硅拋光液,、氧化鈰拋光液,、氧化鋁拋光液和納米金剛石拋光液等幾大類，其中研磨顆粒為最主要原材料,。

　　拋光液產(chǎn)業(yè)鏈

　　隨著芯片制程不斷精細(xì),，對(duì)拋光液需求逐漸增加。根據(jù)卡博特微電子,，當(dāng)邏輯芯片制程達(dá)到5nm時(shí),，約25%-30%生產(chǎn)步驟都要用到拋光液。存儲(chǔ)芯片由2D NAND升級(jí)到3D NAND后由于結(jié)構(gòu)更復(fù)雜,，拋光次數(shù)增加,，且約50%生產(chǎn)步驟需要用到拋光液。技術(shù)進(jìn)步疊加芯片制程精細(xì)度提高,，將為拋光液需求打開廣闊空間,。

　　2017年拋光液市場份額占比

　　拋光液市場被境外巨頭壟斷，卡博特微電子,、陶氏杜邦,、VSM、日本日立,、富士美CR5共占據(jù)了約78%的市場份額,。其中卡博特微電子占比最高達(dá)到36%。2019年,，卡博特微電子拋光液收入4.6億美元,，占公司總收入的44.3%。分區(qū)域看,，2019年公司在中國收入不足10%（2018年為9725.4萬美元,，占公司收入16.48%）。國內(nèi)廠商由于缺乏獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和品牌,，龐大的國內(nèi)半導(dǎo)體市場完全被外資產(chǎn)品占據(jù),。根據(jù)《2018年中國市場CMP拋光液發(fā)展研究報(bào)告》統(tǒng)計(jì)，2017年我國CMP拋光液消費(fèi)量達(dá)2137萬升,，預(yù)計(jì)2025年將達(dá)9653萬升,，其中超過65.7%來源于境外廠。

　　高純濕電子化學(xué)品：種類繁多,，應(yīng)用廣泛

　　超凈高純?cè)噭┦羌呻娐分圃斓年P(guān)鍵性配套材料之一,。超凈高純?cè)噭┯址Q工藝化學(xué)品，是指主體成分純度高于99.99%,，雜質(zhì)離子的微粒數(shù)符合嚴(yán)格要求的化學(xué)試劑,，是大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路制造的關(guān)鍵性配套材料，主要用于芯片的清洗、蝕刻等制造領(lǐng)域,，其成本約占集成電路（IC）材料成本的7%左右,。

　　濕電子化學(xué)品分類

　　高純濕電子化學(xué)品分為通用性濕電子化學(xué)品和功能性濕電子化學(xué)品兩大類。其中通用濕電子化學(xué)品是指在集成電路,、液晶顯示器、太陽能電池制造工藝中通用的濕電子化學(xué)品,，包括酸,、堿、有機(jī)溶劑,、其他四個(gè)子類,；功能濕電子化學(xué)品是指須通過復(fù)配手段達(dá)到特殊功能、滿足制造中特殊工藝需求的配方類或復(fù)配類化學(xué)品,，主要包括顯影液,、剝離液、清洗液,、蝕刻液等,。

　　濕電子化學(xué)品上游是硫酸、氨水等粗化工品,，下游主要用于生產(chǎn)半導(dǎo)體,、面板和太陽能電池。三個(gè)應(yīng)用場景對(duì)產(chǎn)品的純度等級(jí)要求有所不同,，太陽能電池領(lǐng)域?qū)兌纫笙鄬?duì)較低,，僅需達(dá)到G1、G2等級(jí),。顯示面板領(lǐng)域一般要求達(dá)到G2,、G3等級(jí)。半導(dǎo)體中分立器件對(duì)超凈高純?cè)噭┑燃?jí)要求相對(duì)較低,，基本集中在G2級(jí),；集成電路用超凈高純?cè)噭┑募兌纫笞罡撸械投祟I(lǐng)域（8英寸及以下晶圓制程）要求達(dá)到G3,、G4 水平,，部分高端領(lǐng)域（大硅片、12 英寸晶圓制程）要求達(dá)到G5等級(jí)（10ppt）,。

　　濕電子化學(xué)品產(chǎn)業(yè)鏈

　　在半導(dǎo)體領(lǐng)域,，半導(dǎo)體用濕電子化學(xué)品質(zhì)量要求最高。使用較多的濕電子化學(xué)品包括硫酸,、雙氧水等,。2014-2018年，我國計(jì)算機(jī),、消費(fèi)電子,、通信等產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)增長,，大大拉動(dòng)了對(duì)集成電路的需求，半導(dǎo)體行業(yè)濕電子化學(xué)品需求量隨之增長,，根據(jù)中國電子材料行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),，2020年半導(dǎo)體用濕電子化學(xué)化學(xué)品需求量將達(dá)45萬噸。

　　2018年半導(dǎo)體用濕電子化學(xué)品用量結(jié)構(gòu)

　　三大集團(tuán)占據(jù)高純濕電子化學(xué)品市場主要份額,。第一塊市場份額由歐美傳統(tǒng)老牌企業(yè)的濕電子化學(xué)品產(chǎn)品（包括它們?cè)趤喼揲_設(shè)工廠所創(chuàng)的銷售額）所占領(lǐng),，其市場份額約為35%，主要企業(yè)有德國巴斯夫公司,、美國亞什蘭集團(tuán),、美國奧麒化學(xué)品公司、美國霍尼韋爾公司等,。第二塊約28%的市場份額由日本的十家左右生產(chǎn)企業(yè)所擁有,，包括關(guān)東化學(xué)公司、三菱化學(xué),、京都化工,、日本合成橡膠、住友化學(xué),、和光純藥工業(yè)等,。第三塊市場份額主要是中國臺(tái)灣、韓國,、中國大陸企業(yè)（即內(nèi)資企業(yè)）生產(chǎn)的濕法電子化學(xué)品所占,，三者合計(jì)占有全球市場份額的35%。

　　2017年全球濕電子化學(xué)品競爭格局

　　它山之石：回顧境外化學(xué)試劑行業(yè)發(fā)達(dá)國家企業(yè)的經(jīng)營模式,，發(fā)展大致可分為三個(gè)階段,。

　　第一階段，企業(yè)選擇自主經(jīng)營實(shí)現(xiàn)自產(chǎn)自銷,，隨著品類及客戶擴(kuò)大,，企業(yè)難以滿足客戶的全部試劑需求，行業(yè)普遍采用自產(chǎn)和分工合作相結(jié)合的生產(chǎn)方式,。

　　第二階段,，各企業(yè)逐漸在特定領(lǐng)域擴(kuò)大種類和技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，同時(shí)客戶對(duì)產(chǎn)品的規(guī)格和品質(zhì)要求越來越高,，企業(yè)逐漸向配套設(shè)備,、配套試劑和配套服務(wù)的方向發(fā)展。

　　第三階段,，國際化學(xué)試劑大型企業(yè)憑借其研發(fā)能力,、營銷網(wǎng)絡(luò)和資金實(shí)力，競爭優(yōu)勢明顯，行業(yè)呈現(xiàn)出結(jié)盟合作,、重組兼并的格局,，市場集中度快速提升，如Sigma與Aldrich的聯(lián)合,，Honeywell收購了Burdick&Jackson 公司,，通過集團(tuán)化合并聯(lián)合經(jīng)營的方式形成合力，進(jìn)一步擴(kuò)大市場份額,。

　　靶材：制備薄膜材料的關(guān)鍵原料

　　濺射靶材是制備薄膜材料的關(guān)鍵原料,。濺射過程需使用離子轟擊固體表面，使靶材中金屬原子以一定能量逸出并在晶圓或其他材料表面沉積,，形成一層薄膜以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電、保護(hù)等功能,，被轟擊的固體即為濺射靶材,。

　　濺射靶材分類

　　濺射靶材的種類較多，即使相同材質(zhì)的濺射靶材也有不同的規(guī)格,。以化學(xué)成分分類,，包括應(yīng)用于制作導(dǎo)電層具有良好導(dǎo)電性能銅、鋁,、ITO,、ZAO；鉭,、鈦等靶材用于制作阻擋層,，保護(hù)導(dǎo)電層不受侵蝕和氧化。鎳鉑合金,、鎢鈦合金,、鈷靶材用于制作接觸層，與硅層生成薄膜提供與外部連接的接點(diǎn),。目前芯片制造工藝在180-130nm之間主要用鋁及鋁合金靶材作為導(dǎo)電層,，90-65 nm主要應(yīng)用銅靶材。

　　45-28nm主要使用純銅鋁和銅錳合金靶材,。當(dāng)芯片制程在20nm以下,，尤其是小于7nm時(shí)，鈷靶材在填滿能力,、抗阻力和可靠度三方面優(yōu)勢明顯,。

　　靶材上游是各類高純金屬，主要由霍尼韋爾,、三菱材料,、世泰科等境外企業(yè)供應(yīng)。國內(nèi)方鉭業(yè)有一定高純鉭供應(yīng)能力，2014-2016年躋身于江豐電子前五大供應(yīng)商,。靶材下游是集成電路,、面板、光伏電池和磁記錄行業(yè),，不同領(lǐng)域?qū)Π胁募兌鹊囊蟛煌?，光伏和磁記錄要求靶材純度?N（99.99%）,面板領(lǐng)域?yàn)?N（99.999%）,集成電路領(lǐng)域?yàn)?.5N和6N（99.9995%和99.9999%）

　　靶材產(chǎn)業(yè)鏈

　　全球靶材市場呈現(xiàn)寡頭競爭格局，日礦金屬,、霍尼韋爾,、東曹和普萊克斯四家企業(yè)占據(jù)80%市場份額。國內(nèi)企業(yè)中阿石創(chuàng),、隆華科技,、有研新材和江豐電子靶材生產(chǎn)體量較大。其中阿石創(chuàng),、隆華科技產(chǎn)品主要用于面板,、觸控。江豐電子產(chǎn)品在半導(dǎo)體,、太陽能光伏和面板領(lǐng)域均有覆蓋,，有研新材主要生產(chǎn)半導(dǎo)體靶材。

　　阿石創(chuàng)：阿石創(chuàng)在面板領(lǐng)域主要生產(chǎn)鉬,、鋁,、銅、鈦及ITO靶材,，產(chǎn)品除面板,、觸控外還應(yīng)用于光學(xué)器件、太陽能光伏和汽車/建筑玻璃鍍膜等領(lǐng)域,。開拓了華星光電,、彩虹光電、中電熊貓等客戶,。

　　隆華科技：隆華科技通過收購四豐電子切入鉬靶材領(lǐng)域,，相關(guān)產(chǎn)品在面板領(lǐng)域認(rèn)可度較高，客戶包括三星,、LG,、京東方、華星光電等知名公司,；通過收購廣西晶聯(lián)切入ITO靶材行業(yè),，目前已實(shí)現(xiàn)G8.5代產(chǎn)品穩(wěn)定供貨，首套G10.5產(chǎn)品于今年6月交付,。公司目前總共擁有鉬靶材產(chǎn)能500噸/年,，ITO靶材產(chǎn)能70噸/年,。

　　江豐電子：江豐電子是國內(nèi)最大半導(dǎo)體芯片用靶材生產(chǎn)商，目前已可量產(chǎn)用于90-7nm半導(dǎo)體芯片的鉭,、銅,、鈦、鋁靶材,，其中鉭靶材在臺(tái)積電7nm芯片中已量產(chǎn),，5nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品也已進(jìn)入驗(yàn)證階段。公司客戶包括中芯國際,、臺(tái)積電,、格羅方德等知名半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商。

　　有研新材：有研新材半導(dǎo)體用8-12英寸鋁,、鈦,、銅、鈷,、鉭靶材已通過客戶驗(yàn)證并批量供貨,，客戶覆蓋中芯國際、大連intel,、臺(tái)積電,、聯(lián)電,、北方華創(chuàng)等芯片制造和設(shè)備企業(yè),。截止2019年底尚有驗(yàn)證階段產(chǎn)品100余種。

　　阿石創(chuàng)：阿石創(chuàng)在面板領(lǐng)域主要生產(chǎn)鉬,、鋁,、銅、鈦及ITO靶材,，產(chǎn)品除面板,、觸控外還應(yīng)用于光學(xué)器件、太陽能光伏和汽車/建筑玻璃鍍膜等領(lǐng)域,。開拓了華星光電,、彩虹光電、中電熊貓等客戶,。

　　隆華科技：隆華科技通過收購四豐電子切入鉬靶材領(lǐng)域,，相關(guān)產(chǎn)品在面板領(lǐng)域認(rèn)可度較高，客戶包括三星,、LG,、京東方、華星光電等知名公司,；通過收購廣西晶聯(lián)切入ITO靶材行業(yè),，目前已實(shí)現(xiàn)G8.5代產(chǎn)品穩(wěn)定供貨,，首套G10.5產(chǎn)品于今年6月交付。公司目前總共擁有鉬靶材產(chǎn)能500噸/年,，ITO靶材產(chǎn)能70噸/年,。

　　江豐電子：江豐電子是國內(nèi)最大半導(dǎo)體芯片用靶材生產(chǎn)商，目前已可量產(chǎn)用于90-7nm半導(dǎo)體芯片的鉭,、銅,、鈦、鋁靶材,，其中鉭靶材在臺(tái)積電7nm芯片中已量產(chǎn),，5nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品也已進(jìn)入驗(yàn)證階段。公司客戶包括中芯國際,、臺(tái)積電,、格羅方德等知名半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商。

　　有研新材：有研新材半導(dǎo)體用8-12英寸鋁,、鈦,、銅、鈷,、鉭靶材已通過客戶驗(yàn)證并批量供貨,，客戶覆蓋中芯國際、大連intel,、臺(tái)積電,、聯(lián)電、北方華創(chuàng)等芯片制造和設(shè)備企業(yè),。截止2019年底尚有驗(yàn)證階段產(chǎn)品100余種,。

　　國內(nèi)靶材主要企業(yè)產(chǎn)品情況和公司 、產(chǎn)品借助此文,，希望能幫助大家對(duì)半導(dǎo)體材料市場有更深入的了解,。

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