深度报告-20220610-安信证券-电子元器件行业深度分析_晶圆平坦化的关键工艺_CMP设备材料国产替代快速推进_43页_2mb

CMP工艺与国产替代分析总结

核心内容概述

化学机械抛光（CMP）是实现晶圆全局平坦化的关键工艺，通过化学腐蚀与机械研磨的协同作用，提高晶圆表面的平整度和抛光效率。随着摩尔定律的推进，先进制程的晶圆制造对CMP工艺的需求显著增加，其工艺步骤从90nm的12步增加至7nm的30步，推动了CMP设备及材料的市场规模持续扩大。国内企业在CMP设备和材料领域取得了显著进展，推动了国产替代进程。

主要观点与关键信息

CMP工艺的重要性

• CMP是实现晶圆纳米级平坦化的关键工艺，适用于先进集成电路制造和先进封装。
• 与传统机械或化学抛光相比，CMP能够兼顾全局和局部平坦化，提高抛光精度和效率。
• 随着制程节点的缩小，CMP工艺步骤大幅增加，对设备和材料提出了更高要求。

CMP设备市场现状

• 全球CMP设备市场主要由美国应用材料（AMAT）和日本荏原（Ebara）占据，2019年市场份额分别为70%和25%。
• 中国大陆CMP设备市场规模预计2021年为7.6亿美元，2020-2021年CAGR达10.3%。
• 华海清科是国内唯一实现12英寸CMP设备量产销售的企业，其产品已能替代行业龙头，市占率稳步提升。

CMP材料市场趋势

• 全球CMP材料市场规模预计2025年将达到22.7亿美元（抛光液）和13.5亿美元（抛光垫），2021-2025年CAGR分别为6%和5.1%。
• 抛光液和抛光垫是CMP材料的核心，分别占全球CMP材料市场的49%和33%。
• 日美厂商在抛光液市场占据主导地位，安集科技作为国内龙头，已实现130-28nm技术节点的规模化销售。

国内厂商突破

• 华海清科：具备12英寸CMP设备的国产替代能力，市场份额稳步提升。
• 鼎龙股份：在抛光垫领域实现突破，国内市占率快速提高。
• 安集科技：作为国内抛光液龙头，已打破国外垄断，实现进口替代。

技术与市场壁垒

• CMP设备与材料具有较高的技术壁垒和客户认证壁垒，海外企业长期主导市场。
• 国内厂商在专利积累和产品认证方面仍需时间，但已取得显著进展。
• 抛光液种类繁多，市场竞争格局相对分散，国内企业有机会通过差异化竞争切入市场。

投资建议

• 建议关注华海清科、鼎龙股份和安集科技等国内CMP设备及材料龙头企业。
• 随着国内半导体产业的发展和全球产业转移，国产替代进程加快，相关企业具备良好的成长潜力。

风险提示

• 市场竞争加剧可能导致利润空间压缩。
• 产品开发不及预期可能影响技术突破。
• 下游需求波动可能影响企业业绩。
• 业务经营风险可能影响市场拓展和客户关系维护。

市场数据与增长预测

• 全球半导体设备市场规模在2021年达到5529.61亿美元，2020-2021年CAGR达25.6%。
• 中国大陆半导体设备市场规模在2021年达到296亿美元，同比增长58%，占全球市场份额28.7%。
• CMP设备在半导体制造设备中的占比约为3%，预计2021年全球CMP设备市场规模为26.4亿美元，中国大陆为7.6亿美元。

技术参数与工艺要求

• CMP工艺主要技术参数包括研磨速率、平整度、研磨均匀性和缺陷量。
• 抛光液需考虑磨粒大小、酸碱度、氧化剂含量、流量等因素。
• 抛光垫需关注硬度、密度、孔隙率、弹性等参数，以确保良好的抛光效果。

未来趋势与机遇

• 随着3D NAND和先进制程的发展，CMP工艺步骤增加，材料需求上升。
• 国内企业通过技术突破和市场拓展，有望在CMP设备和材料领域实现更大市场份额。
• 抛光材料将逐步向专用化、定制化方向发展，为国产厂商提供差异化竞争机会。

相关公司简述

华海清科

• 国内唯一实现12英寸CMP设备量产销售的企业。
• 2019-2021年在主要晶圆厂中标率分别为21.05%、40.24%、44.26%。
• 产品已覆盖28nm以上制程，14nm产品正在认证中。

鼎龙股份

• 国内CMP抛光垫龙头企业，市场份额快速提升。
• 产品种类包括硬垫和软垫，适用于不同工艺需求。

安集科技

• 国内CMP抛光液龙头，打破国外垄断。
• 2021年营收达6.87亿元，同比增长62.57%，其中CMP抛光液占比86.51%。
• 产品覆盖130-28nm技术节点，14nm产品进入客户认证阶段。

总结

CMP作为晶圆制造中的关键工艺，随着先进制程的推进，其设备及材料需求持续增长。海外厂商长期主导市场，但国内企业如华海清科、鼎龙股份和安集科技在技术突破和市场拓展方面取得显著进展，推动国产替代进程。未来，随着半导体产业向中国大陆转移，国内企业在CMP设备和材料领域具备较大的发展空间和增长潜力。