一、CMP产业概述及定义
1、工艺示意图
化学机械抛光（CMP）:指利用化学腐蚀与机械力的共同作用对硅晶片或者其他衬底进行抛光的一种表面平坦化处理的方法，被广泛应用于集成电路(IC)对基体材料硅晶片的抛光。随着芯片尺寸不断减小,其面型精度要求也越来越高，CMP是目前几乎唯一的可以提供全局平面化的技术。
化学机械抛光示意图
资料来源：公开资料整理
2、分类状况
CMP 抛光材料包括抛光液和抛光垫、浅沟槽隔离、多晶硅、二氧化硅介电层和修整盘等，其中抛光垫和抛光液是CMP工艺的关键因素。抛光液的种类、粒径大小、颗粒分散度、物理化学性质及稳定性等均与抛光效果紧密相关。此外，抛光垫的属性(如材料、平整度等)也极大地影响了化学机械抛光的效果。
抛光材料分类状况
资料来源：公开资料整理
二、CMP材料政策背景
随着国内对于集成电路国产化重视程度持续提升，CMP作为半导体材料的抛光步骤的关键原材料，多年来一直属于“卡脖子”状况，随着安集科技突破抛光液之后，国产化替代正式开始，但目前技术仍有待提升，且抛光垫技术壁垒更厚背景下市场集中度更高，国产化难度更高，政策推动整体集成电路发展背景下，国产化将继续推进。
近年来中国集成电路政策
资料来源：公开资料整理
三、CMP抛光材料产业链
1、产业链
CMP材料产业链与万华化学聚氨酯板块相关度高，抛光液主要原料包括研磨颗粒、各种添加剂和水，其中研磨颗粒主要为硅溶胶和气相二氧化硅。化学机械抛光液原料中添加剂的种类根据产品应用需求有所不同，如金属抛光液中有金属络合剂、腐蚀抑制剂等，非金属抛光液中有各种调节去除速率和选择比的添加剂。
CMP抛光材料产业链
资料来源：公开资料整理
就成本结构而言，抛光液成本主要分为直接材料、直接人工和制造费用，其中上游研磨颗粒等原材料占比最高，约76.7%左右。主要原因是原材料价格较高，加之规模化生产背景下人力成本较低。
2021年中国抛光液成本结构占比情况
资料来源：安集科技公告，华经产业研究院整理
2、上游端
根据抛光薄膜的不同，抛光液也可以对应分为钨抛光液、铜抛光液、硅抛光液等种类，且侧重的应用领域有所不同。对应不同的抛光薄膜，所需要的研磨粒子和添加剂也有所不同，尤其是研磨粒子，作为抛光液中成本占比最大、作用也至关重要的关键原材料，在抛光不同的薄膜时也有着不同的选择。最常见的研磨粒子有二氧化硅、氧化铝、氧化铈，此外氧化锆等磨料也有一定应用。
不同抛光薄膜对应常用抛光液
资料来源：公开资料整理
3、下游端
半导体整体需求决定了半导体材料规模，，晶圆制造材料占比半导体材料超六成，而CMP抛光材料占比晶圆制造7%左右规模（2020年数据），随着全球和中国半导体市场规模稳步扩张，半导体材料需求持续增长。数据显示2021年全球半导体市场规模达5559，同比2020年增长26.2%。中国集成电路销售额超万亿元，达10458.3亿元，同比2020年增长18.2%。
2017-2021年全球半导体市场规模及增长率
资料来源：WSTS，华经产业研究院整理
四、CMP抛光材料市场现状
受益于3D Nand以及先进制程工艺的快速发展，CMP材料需求量的大幅提升，全球抛光液和抛光垫市场规模分别达到2020年的16.6亿美元和10.2亿美元。2021年下游集成电路需求持续增长背景下抛光液市场规模增长2.3亿美元，达到18.9亿美元。
2016-2021年全球CMP抛光材料市场规模变动
资料来源：Techcet，安集科技公告，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国CMP抛光材料行业市场深度分析及投资战略规划报告》；
五、CMP抛光材料竞争格局
1、市场集中度
抛光液领域，卡博特（Cabot）、日立（Hitachi）、FUJIMI、慧瞻材料等外资厂商垄断全球近65%的市场份额。相比而言，抛光液市场分散程度相对较高，行业龙头卡博特的全球市占率从2000年的约80%下降至2020年的36%。国产企业安集科技打破了，海外厂商垄断局面2021年占比全球5%的市场份额。
2019-2021年安集科技全球抛光液市占率走势
资料来源：安集科技公告，华经产业研究院整理
国内CMP抛光材料产业起步慢，企业数量少，规模较小，仅有少数企业能实现量产，在市占率方面也与国外厂商有相当的差距。抛光垫领域，Dow（陶氏化学）、Cabot、Thomas West等外资厂商公司拥有90%以上市场份额。国产化替代尚未突破这一领域，鼎龙股份存在少量产能，主要用于面板行业。
2019年全球抛光垫行业市场份额占比情况
资料来源：公开资料整理
2．主要企业经营现状
安集科技作为国内最大的抛光液材料企业，标志着国内半导体领域在抛光液领域的技术突破，随着国内半导体产业需求持续扩张，抛光液需求持续增长，安集科技抛光液产品2018-2021年三年营收增长超180%，达到5.9亿元。销量增长约162%至1.51万吨，销量增速低于营收增速，说明价格表现为上涨趋势，叠加行业技术壁垒深厚背景下，毛利率在50%以上且表现为稳步上升趋势。
2018-2021年安集科技抛光液产销量、营收及毛利率
资料来源：公司公报，华经产业研究院整理
六、CMP抛光材料国产化趋势
CMP抛光液国际上主要被美国陶氏、Rodel、Cabot 、日本FUJIMI 、韩国ACE株式会社等所垄断。2008年前，我国90%的抛光液需要进口，高精端抛光液如8英寸、12英寸芯片用抛光液更100%的依赖进口。但到目前，国内在抛光液行业已有几十家生产企业。安集微电子(上海)生产的抛光液更是打破了国外在高端集成电路制造抛光材料领域的垄断。CMP抛光垫仅陶氏市占率就达80%左右。国内有少数外资企业少量生产中低端产品，但缺乏独立自主知识产权和品牌，其中鼎龙股份发展较快，2021年7月抛光垫单月出货量突破一万片。抛光垫产品实现了全制程（氧化物、铜、钨、铝、浅沟槽隔离、阻挡层等）、全技术节点（28nm 及以上的成熟制程、28nm 以下的先进制程）覆盖，但目前仍主要用于面板产业，半导体领域仍待突破。
华经产业研究院对中国CMP抛光材料行业的发展现状、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《2022-2027年中国CMP抛光材料行业市场调研及未来发展趋势预测报告》。
