周錚
CMP拋光材料是集成電路產業鏈的重要原材料之一。
集成電路的產業鏈中游包括集成電路的設計、制造與封測,設計環節需要用到如EDA軟件、IP框架授權等的設計工具;制造環節技術流程為“清洗-金屬漸鍍-涂布光阻-光刻-光阻去除-電鍍-拋光-晶圓測試”,上游主要是硅片及集成電路材料等;封測環節技術流程為“切割-貼片-引線-模封-測試-封裝”,上游用到引線框架、封裝基板等封測材料,以及測試機、減薄機等封測設備。
其中,集成電路制造產業鏈的重要原材料包括硅片及硅基材料、光掩模版、電子氣體、光刻膠及試劑、CMP 拋光材料、工藝化學品、靶材及其他材料等,集成電路材料技術壁壘較高,目前以日美等企業占主導地位。
存儲容量增加后的耦合效應問題使得摩爾定律難以為繼,3D 堆疊技術在此困境下應運而生。存儲芯片由2DNAND 向3DNAND 演進,推動CMP工藝步驟數近乎翻倍,拋光墊和拋光液需求增加;存儲芯片行業景氣度有望復蘇,提振拋光材料需求。建議關注國產替代趨勢下的龍頭企業鼎龍股份和安集科技。
CMP工藝可用于硅片制造、前道及后道環節中。CMP工藝應用于硅片制造、集成電路制造、及集成電路封測幾大領域。在硅片制造領域,CMP工藝用于使拋光片平整潔凈;集成電路制造是CMP工藝應用最主要的場景,工藝流程主要包括薄膜淀積、CMP、光刻、刻蝕、離子注入等,由于集成電路元件普遍采用多層立體布線,前道工藝環節需要進行多次循環,對CMP材料耗用量較高;封裝測試領域中,硅通孔技術、扇出技術、2.5D轉接板、3DIC等技術都將用到大量CMP工藝,先進封裝環節的拋光將成為CMP 工藝除IC制造領域外一個大的需求增長點。
CMP拋光材料主要由拋光墊和拋光液構成,拋光材料占晶圓制造總成本的7%。晶圓制造材料的成本拆分中,硅片占比最高,為38%,其次是電子特氣和光掩膜板,均占比13%,光刻膠輔助材料和CMP拋光材料占比均為7%;而在CMP材料細分拆分中,根據SEMI,CMP拋光墊、CMP拋光液、CMP清洗液合計占CMP 拋光材料成本的85% 以上,其他拋光材料還包括拋光頭、研磨盤、檢測設備等。
存儲行業:3D 堆疊漸成趨勢,行業景氣有望邊際向好。存儲芯片是集成電路市場的一類重要產品,2022年起,手機、PC 等傳統大宗市場需求下滑,但AI 服務器的推廣應用為存儲市場帶來可觀的增量需求。存儲芯片產品以DRAM 和NANDFlash 為主,基于3D 堆疊的HBM 技術成為AI時代“ 新寵”,NAND 產品也通過3D堆疊層數的迭代路徑,來實現摩爾定律的延續。
由于終端消費電子需求疲軟,存儲廠商業績承壓,龍頭企業紛紛實施減產、削減資本開支等調整措施,2023Q2起,行業業績環比修復明顯。根據TrendForce 的數據,DRAM 與NAND?Flash均價從2023Q4起有望上漲。
CMP拋光材料:存儲產業鏈上游的重要原材料之一,存儲芯片先進制程拉動行業需求。CMP工藝指化學機械拋光工藝,可用于集成電路產業鏈的硅片制造、前道及后道環節中,是實現晶圓全局均勻平坦化的關鍵工藝。存儲芯片的結構升級所帶來的對拋光步驟需求的增加,存儲芯片由2DNAND 向3DNAND 演進,推動CMP工藝步驟數近乎翻倍;隨著先進封裝技術在存儲芯片中的應用,CMP走向后道,成為3D 封裝中的必需工藝之一。在存儲芯片市場2024 年有望迎來邊際向好的背景下,看好CMP材料行業需求復蘇趨勢。
目前,拋光材料主要由美、日龍頭企業壟斷,美國的卡博特、日本的日立和富士美,三家公司全球市占率一半以上,全球拋光墊市場上,陶氏市占率接近80%,國內企業國產替代空間十分廣闊。
建議關注CMP 拋光墊國產龍頭鼎龍股份和CMP 拋光液國產龍頭安集科技。
(1)鼎龍股份(300054)是產品體系最全、技術跨度最大的打印復印通用耗材龍頭企業之一。在發展打印復印通用耗材業務的基礎上,著力攻克集成電路和新型顯示行業中,被國外卡脖子的核心關鍵材料,包括半導體CMP制程工藝材料、半導體顯示材料、半導體先進封裝材料三大細分板塊。2018年到2020年,打印復印耗材業務是公司營業收入的主要來源,該項業務的營收占比維持在94%以上。

資料來源:CABOT、招商證券
2021 年起CMP 拋光墊進入收獲期,產銷量增長明顯,首年開始盈利,市場優勢地位確立,CMP業務營收占比約13%,到2023年上半年,這一比例上升至19%。規模優勢確立后,毛利率水平上行,2021 年和2022 年,CMP拋光材料毛利率分別為63% 和66%,顯著高于2020 年及以前年份的毛利率。2023年上半年,半導體行業下游應用端周期調整需求疲軟,拋光墊毛利率小幅下降至55%。隨著CMP拋光液、清洗液等新產品穩定放量、半導體顯示材料業務銷售收入增長、半導體先進封裝材料驗證推進,公司新產品業績有望不斷兌現。
(2)安集科技(688019)(電子)業務布局“拋光、清洗、沉積”三大關鍵工藝,核心技術體系完備,在銅拋光液、鎢化學機械拋光液、硅襯底拋光液、基于氧化鈰的拋光液、光刻膠剝離液等諸多產品領域達到國際先進水平。此外,公司已進入長江存儲、中芯國際、臺積電、華虹集團、華潤微、長鑫存儲等半導體行業領先客戶的主流供應商行列,不斷深化與客戶的合作關系。
安集科技圍繞液體與固體襯底表面的微觀處理技術和高端化學品配方核心技術,成功搭建了“化學機械拋光液全品類產品矩陣”、“功能性濕電子化學品-領先技術節點多產品線布局”、“電鍍液及其添加劑-強化及提升電鍍高端產品系列戰略供應”三大具有核心競爭力的技術平臺及應用領域,產品組合可廣泛應用于芯片前道制造及后道先進封裝過程中的拋光、刻蝕、沉積等關鍵循環重復工藝及銜接各工藝步驟的清洗工序。