半导体专题研究系列十八:科技创新大时代 半导体CMP核心材料迎来国产化加速期

类别:行业 机构:国信证券股份有限公司 研究员:欧阳仕华/唐泓翼/商艾华/何立中 日期:2020-05-11

半导体CMP 材料是集成电路制造的关键制程材料

    集成电路制造踏着摩尔定律的节奏快速发展,逻辑芯片的特征尺寸已发展至5nm,存储芯片堆叠层数达到128 层。在这一进程中,核心材料CMP(化学机械抛光)对于集成电路制造发展起着至关重要的作用,可以说没有CMP,晶圆制程节点可能止步于0.35um。当前制造每片晶圆片,都需历经几道至几十道不等的 CMP 工艺步骤,精度要求至纳米级。

    抛光垫是CMP 的核心耗材,全球市场被海外龙头垄断

    CMP 材料价值量约占芯片制造成本的7%,其中抛光垫价值量约占CMP耗材的33%。由于抛光垫孔隙率、沟槽方案、硬度、刚性、可压缩性等参数对抛光质量、材料去除率和抛光批次一致性等有着显著影响,抛光垫是影响CMP 效果的核心基础材料。随着集成电路制造精密度持续升级,抛光垫在CMP 系统中的重要性显现持续提升。

    抛光垫具有技术、专利、客户体系等较高行业壁垒。海外公司在技术积累、专利储备和产品系列上具有较强的先发优势,并且与全球主要晶圆制造厂多年合作,拥有已被验证的产品稳定性及可靠性,因此多年以来全球抛光垫市场被陶氏、Cabot 等少数几家海外公司垄断约90%市场。

    2020 年看中国晶圆制造厂崛起,核心材料迎来国产化替代良机

    2020 年将是国产晶圆制造企业崛起元年,随着中游制造技术能力赶超世界先进,产能有望迅速翻番增长。以中芯国际、长江存储、合肥长鑫等为代表的国内晶圆制造厂将重塑国产半导体产业链,核心材料国产化配套势在必行。根据市场预估,全球CMP 市场复合增长率约6%。随着未来国内晶圆厂大幅投产,测算预计未来5 年中国CMP 垫市场规模增速可超10%,2023 年可达约30 亿元,未来可达50 亿元以上。国内CMP 抛光垫技术上已具备替代海外产品的能力,国产供应商即将迎来1~N 的跨越式发展。

    CMP 半导体材料国产化相关投资标的

    目前国内上市公司中,1、鼎龙股份,突破海外CMP 抛光垫长期垄断,其主要产品已通过国内多家核心制造客户认证。2、安集科技在国内CMP抛光液处于领先地位。3、江丰电子:国内超高纯金属材料及溅射靶材核心,2016 年起布局CMP 关键部件。随着国产化领头企业未来的1-N 加速成长可期,我们强烈看好CMP 抛光垫相关龙头公司的发展前景。

    投资摘要

    关键结论与核心逻辑

    数十年来,集成电路制造踏着摩尔定律的节奏快速发展,逻辑芯片的特征尺寸已发展至5nm,存储芯片堆叠层数达到128 层。CMP 成为集成电路制造全局平坦化的重要制程,每一片晶圆在制造中都会经历几道甚至几十道的 CMP 抛光工艺步骤,而抛光对象分门别类,平坦化要求日趋复杂,因此CMP 对于集成电路制造良率十分关键。

    其中抛光垫是CMP 的核心基础材料,决定CMP 核心效果,重要性持续提升。抛光垫具有技术、专利、客户体系等较高行业壁垒,而全球抛光垫市场目前被陶氏等海外公司垄断90%市场,因此国内企业具有广阔替代空间。

    2020 年将是国产晶圆制造企业崛起元年,随着中游制造技术能力赶超世界先进,产能有望迅速翻番增长。以中芯国际、长江存储、合肥长鑫等为代表的国内晶圆制造厂将重塑国产半导体产业链,核心材料国产化配套势在必行。根据市场预估,全球CMP 市场复合增长率约6%。随着未来国内晶圆厂大幅投产,测算预计未来5 年中国CMP 垫市场规模增速可超10%,2023 年可达约30 亿元,未来可达50 亿元以上。国内CMP 抛光垫技术上已具备替代海外产品的能力,国产供应商即将迎来1~N 的跨越式发展。我们看好CMP 抛光垫相关龙头公司的发展前景。

    与市场预期不同之处

    市场目前对CMP 耗材认知和重视程度不足,而我们看到随着中芯国际、武汉新芯等为代表的国内晶圆制造厂的崛起,CMP 耗材作为核心半导体耗材之一,也具有较为显著的成长空间,相关龙头公司目前已在产品、技术上具有较好的储备,随着制造端客户认可,有望迎来加速成长期。

    股价变化的催化因素

    第一,半导体材料国产化进程加速。

    第二,产业政策和资金支持。

    核心假设或逻辑的主要风险

    第一,国内外经济形势的波动,导致下游需求不及预期。

    第二,全球贸易冲突加剧,导致供应链存在较大风险。