一、化学机械抛光垫简介
化学机械抛光(CMP)技术是从原子水平上进行材料去除,从而获得超光滑和超低损伤表面,该技术广泛应用于光学元件、计算机硬盘、微机电系统、集成电路等领域。而在抛光过程中涉及的消耗品包括抛光机、抛光液、抛光垫、CMP清洗设备、抛光终点检测及工艺控制设备、废物处理和检测设备等。其中抛光垫和抛光液是目前CMP耗材当中价值量最大的组成部分,分别占到整个CMP材料价值的33%与49%。2019年全球的抛光液市场规模达到12.7亿美元,而抛光垫市场规模达到7.84亿美元。而在化学机械抛光过程中,抛光垫具有储存和运输抛光液、去除加工残余物质、维持抛光环境等功能。目前的抛光垫一般都是由合成革拋光垫、聚氨酯抛光垫、金丝绒抛光垫等高分子材料构成。
CMP材料价值量构成
资料来源:公开信息整理
目前在抛光垫领域的国产化水平据测算仅为5%左右,而国内的市场需求份额占比约为10%-20%,国内市场增速高于全球平均水平,对于抛光垫国产化需求非常大。2015-2019年间我国化学机械抛光设备进口额从14623万美元上升了45003万美元,翻了3倍有余。
2015-2020年我国化学机械抛光设备进口情况
资料来源:海关总署,华经产业研究院整理
二、行业竞争格局
抛光垫目前的主要全球供货商是美国陶氏化学(Dow),占到全世界79%的市场份额,陶氏最早推出的型号为IC1000的抛光垫产品,现在已经成为了抛光垫行业标准,其他厂商的抛光垫产品测试均以IC1000对标标准。陶氏的抛光垫产品正在朝着缺陷率更低、平坦度更高、使用寿命更长的方向发展,历代产品在缺陷率、使用寿命上均有大幅的提升。多数下游客户对于抛光垫的技术参数要求较高,因此产品认证周期长,业内的大企业更有可能与客户结成稳定的供应关系,市场壁垒比较高。
2019年全球抛光垫行业市场份额占比
资料来源:公开信息整理
而从专利技术持有情况来看,日本和美国的专利族数量以及处于法律有效状态的数量均处于领先地位,其中日本拥有的专利占比达到37.7%,美国为25.5%。说明这两国的抛光垫产业较为发达。此外,我国集成电路制造业用抛光垫主要依赖于从日本和美国进口的现状 也反映出日美两国技术的先进性。 而中国内地的抛光垫专利主要掌握在以中芯国际为首的几家国内知名公司之手,在全球的布局范围较窄,集中于使用方面,设计方面则集中在抛光垫沟槽的设计,抛光方法的研究集中在利用抛光垫对抛光效能和结果的改进,在抛光垫的制作方法及材料方面几乎空白。
全世界国家/地区拥有抛光垫专利族分布情况
资料来源:华经产业研究院整理
三、半导体产能转移对行业的影响
相比于日本韩国而言,中国大陆的半导体生产成本优势明显,近年来国内不断承接来自韩国、中国台湾、日本等地的晶圆产能、显示设备产能以及芯片产能。同时近年来我国国内的晶圆厂也已经进入提质扩产通道,如国内存储厂商长江存储64层3D闪存于2019年9 月量产,国内晶圆制造大厂中芯国际正进行14nm FinFET SN1产线的积极扩产,目前建设月产能6000片,距离SN1项目3.5万片/月规划产能还有较大空间,预计相应半导体材料采购额会继续扩大。根据测算结果显示2020年我国在全球晶圆生产的比重将会增长到22%,成为世界上第二大晶圆生产地。
2020年全球晶圆生产份额占比
资料来源:公开信息整理
相关报告:华经产业研究院发布的《2020-2025年中国CMP抛光垫行业市场调研分析及投资战略咨询报告》;
而从全球产能来看,2020年全球会有10座新的12寸晶圆厂进入量产阶段,新增产能达1790万片8寸约当晶圆,2021年新增产能更是达到2080万片,将创二十年来新高,预计2020年全球抛光液市场规模将超过15亿美元,抛光垫的市场规模超过10亿美元,其中中国本土晶圆制造厂抛光垫采购额约为18~20亿元/年。
2010-2020年全球每年新增晶圆产能
资料来源:公开信息整理
四、未来发展趋势
相比于抛光液而言,抛光垫的国产化替代进程更加艰难,而在国内进行抛光垫研发的主要企业是鼎龙股份,其在产品开发、市场推进、产能提升方面都取得了重大突破,对于主流制程均有相应硬垫和软垫产品提供,产品布局已相当完善,为国内集成电路产业链的健康安全发展提供了有力保障。随着国外新冠疫情爆发,多国采取封城措施,将对全球半导体行业的格局造成一定的影响。特别是日本及欧美疫情的加剧,将影响国内半导体材料供给。中国是制造业大国,国内半导体制造公司众多,作为本土材料供应商,本土企业的抛光垫和清洗液新产品的服务半径优势显著,且在运输上也具有显著便利性,国产替代进程将加速。
华经产业研究院对中国抛光垫行业的发展现状、产业链发展格局及市场供需形势进行了具体分析,并从行业的政策环境、经济环境、社会环境及技术环境等方面分析行业面临的机遇及挑战。还重点分析了重点企业的经营现状及发展格局,并对未来几年行业的发展趋向进行了专业的预判。为企业、科研、投资机构等单位了解行业最新发展动态及竞争格局,把握行业未来发展方向提供了专业的指导和建议。更多详细内容,请关注华经产业研究院研究出版的《2020-2025年中国缓冲垫行业市场调研分析及投资前景预测报告》。