半导体行业深度报告(五):抛光钻孔千回检 先进工艺技术带来CMP抛光材料新增长空间

类别:行业 机构:东海证券股份有限公司 研究员:方霁 日期:2023-11-23

  投资要点:

      2021年全球抛光液规模约18.9亿美元,抛光垫约为11.3亿美元,抛光液与抛光垫占据半导体抛光材料的80%以上,长期需求规模将继续增长。CMP既是(Chemical MechanicalPolishing)化学机械抛光是集成电路制造过程中实现晶圆表面平坦化的关键工艺。CMP工作原理是在一定压力下及抛光液的存在下,被抛光的晶圆对抛光垫做相对运动,借助纳米磨料的机械研磨作用与各类化学试剂的化学作用之间的高度有机结合,满足被抛光的晶圆表面达到高度平坦化、低表面粗糙度和低缺陷的要求。根据Cabot Microelectronics、TECHCET数据,全球CMP抛光液2016年市场规模为11亿美元,2021年为18.9亿美元,预计2026年将达到25.3亿美元。根据TECHCET和观研天下数据,全球CMP抛光垫市场规模呈逐步增长态势,2016年市场规模为6.5亿美元,2021年为11.3亿美元。

      先进制程工艺、2D转3D结构、先进封装等技术进步都会导致抛光次数和抛光液用量种类大幅增加。逻辑芯片方面,工艺制程从250nm缩小到7nm时,抛光步骤从8次提升至30次,使用的抛光液种类也从5种提升至20余种;在存储芯片领域,有2D NAND向3D NAND封装技术升级的过程中,抛光步骤由7次增加到15次,抛光步骤近乎翻倍。新增晶圆厂与先进技术升级,都能给CMP耗材带来更多的增量机会。

      内资晶圆厂逆势扩产,中国大陆CMP耗材市场空间进一步扩大。SEMI数据,国内晶圆厂商中芯国际、华虹等主要晶圆代工厂及士兰微、华润微、闻泰科技、长江存储等IDM厂商积极扩产,12英寸逻辑扩产主要集中于28nm及以上的成熟制程,预计到2023年形成产能106.5万片/月,相较2020年产能提升270%。3D NAND 预计从2020年的5万片/月扩产至2023年的27.5万片/月。内资晶圆厂的逆势扩产,为国内具备成熟技术的半导体材料企业带来了新的增长空间。

      目前国产企业在全球抛光液与抛光垫占比不足10%,国产化需求迫在眉睫。根据安集科技公告,全球90%以上的抛光液被CMC、Fujifilm、Resonac、Merck、DuPont等企业占据。

      根据Cabot Microelectronics数据,2020年全球CMP抛光垫市场格局中,陶氏杜邦占比79%,卡博特(Cabot)占比5%,Thomas West占比4%。海外企业占据全球半导体抛光材料主要份额,当前国产供应链安全迫在眉睫,国内新建晶圆厂采用国产材料的比例会大幅提升,国产企业技术与产品也会不断追赶海外,长期国产化率或将不断提升。

      建议关注:①安集科技:1)作为中芯国际和长江存储两大内资晶圆厂材料份额均为第一的供应商,扩产收益确定性强;2)未来公司研磨颗粒研发顺利自产自销,远期毛利率有望进一步提升;3)扩产项目进展顺利,募投项目增产扩品,未来产品逐步放量;4)功能性湿电子化学品逐步突破,未来将成为公司第二成长曲线。②鼎龙股份:1)部分精抛垫已在客户端批量使用,小尺寸大硅片用抛光垫客户反馈良好,大尺寸大硅片用抛光垫预计2024年上半年实现量产;2)多晶硅抛光液逐步放量,公司抛光材料布局进一步完善,未来有望成为新的增长点;3)面板封装材料TFE-INK有望在2023Q4导入客户并取得订单,有望带动业绩增长;4)公司在先进封装领域布局的临时键合胶(TBA)、封装光刻胶(PSPI)等几款材料产品进展顺利。

      风险提示:1)下游需求不及预期的风险;2)原材料供应及价格上涨的风险;3)国际贸易摩擦的风险。