2022年半導(dǎo)體材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及市場規(guī)模分析

1、2022年半導(dǎo)體材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及市場規(guī)模分析一、半導(dǎo)體材料景氣持續(xù)，市場空間廣闊（一）半導(dǎo)體工藝復(fù)雜，戰(zhàn)略價(jià)值凸顯半導(dǎo)體是指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。無論從科技或經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角 度來看，半導(dǎo)體都至關(guān)重要。2010 年以來，全球半導(dǎo)體行業(yè)從 PC 時(shí)代進(jìn)入智能手機(jī)時(shí) 代，成為全球創(chuàng)新最為活躍的領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類電子、網(wǎng)絡(luò)通信和汽車 電子等核心領(lǐng)域。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主要由集成電路、光電子、分立器件和傳感器組成，據(jù) WSTS 世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織預(yù)測，到 2022 年全球集成電路占比 84.22%，光電子器 件、分立器件、傳感器占比分別為 7.41%、5.10%和 3.26%

2、。半導(dǎo)體工藝復(fù)雜，技術(shù)壁壘極高。芯片生產(chǎn)大體可分為硅片制造、芯片制造和封裝測試 三個(gè)流程。其中硅片制造包括提純、拉單晶、磨外圓、切片、倒角、磨削、CMP、外延 生長等工藝，芯片制造包括清洗、沉積、氧化、光刻、刻蝕、摻雜、CMP、金屬化等工 藝，封裝測試包括減薄、切割、貼片、引線鍵合、模塑、電鍍、切筋成型、終測等工藝。 整體而言，硅片制造和芯片制造兩個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)壁壘極高。硅提純：目前多晶硅廠商多采用三氯氫硅改良西門子法進(jìn)行多晶硅生產(chǎn)。具體工藝是將 氯化氫和工業(yè)硅粉在沸騰爐內(nèi)合成三氯氫硅，通過精餾進(jìn)一步提純高純?nèi)葰涔?，后?1100左右用高純氫還原高純?nèi)葰涔瑁啥嗑Ч璩练e在硅芯上，進(jìn)而得到電子

3、級多 晶硅。拉單晶：目前 8 寸和 12 寸硅片大多通過直拉法制備，部分 6 寸和 8 寸硅片則通過區(qū)熔法 制得。直拉法是將高純多晶硅放入石英坩堝內(nèi)，通過外圍的石墨加熱器加熱至 1400， 隨后坩堝帶著多晶硅融化物旋轉(zhuǎn)，將一顆籽晶浸入其中后，由控制棒帶著籽晶作反方向 旋轉(zhuǎn)，同時(shí)慢慢地、垂直地由硅融化物中向上拉出，并在拉出后和冷卻后生長成了與籽 晶內(nèi)部晶格方向相同的單晶硅棒。區(qū)熔法利用高頻線圈在多晶硅棒靠近籽晶一端形成熔 化區(qū)，移動(dòng)硅棒或線圈使熔化區(qū)超晶體生長方向不斷移動(dòng)，向下拉出得到單晶硅棒。切片：單晶硅棒研磨成相同直徑，然后根據(jù)客戶要求的電阻率，多采用線切割將晶棒切 成約 1mm 厚的晶圓薄

4、片。倒角：用具備特定形狀的砂輪磨去硅片邊緣鋒利的崩邊、棱角和裂縫等，可防止晶圓邊 緣碎裂，增加外延層和光刻膠層在晶圓邊緣的平坦度。磨削：在研磨機(jī)上用磨料將切片拋光到所需的厚度，同時(shí)提高表面平整度。其目的在于 去除切片工序中硅片表面因切割產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力損傷層和各種金屬離子等雜質(zhì)污染。 清洗：為了解決硅片表面的沾污問題，實(shí)現(xiàn)工藝潔凈表面，多采用強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)酸和去 離子水進(jìn)行清洗。薄膜沉積：即通過晶核形成、聚集成束、形成連續(xù)的膜沉積在硅片沉底上。薄膜沉積按 照原理可分為物理工藝（PVD）和化學(xué)工藝（CVD）。集成電路制造中使用最廣泛的 PVD 技術(shù)是濺射鍍膜，其基本原理是在反應(yīng)腔高真空度背景下帶正電

5、的氬離子在電場作 用下，轟擊到靶材的表面，撞擊出靶材的原子或分子，沉積在硅片表面。化學(xué)氣相沉積 技術(shù)主要是利用含有薄膜元素的一種或幾種氣相化合物或單質(zhì)、在襯底表面上進(jìn)行化學(xué) 反應(yīng)生成薄膜。氧化：清潔完成后將晶圓置于 800-1200的高溫環(huán)境下，通過氧氣或蒸氣在晶圓表面形 成二氧化硅層，以保護(hù)晶圓不受化學(xué)雜質(zhì)影響、避免漏電流進(jìn)入電路、預(yù)防離子植入過 程中的擴(kuò)散以及防止晶圓在刻蝕時(shí)滑落。光刻：光刻技術(shù)用于電路圖形生成和復(fù)制，是半導(dǎo)體制造最為關(guān)鍵的技術(shù)，耗時(shí)占 IC 制造 50%，成本占 IC 制造 1/3。其主要流程包括清洗、涂膠、前烘、對準(zhǔn)、曝光、后烘、 顯影、刻蝕、光刻膠剝離等，在光刻過程中

6、，需在硅片上涂一層光刻膠，經(jīng)紫外線曝光 后，光刻膠發(fā)生變化，顯影后被曝光的光刻膠可以被去除，電路圖形由掩模版轉(zhuǎn)移到光 刻膠上，在經(jīng)過刻蝕后電路圖形即由掩模版轉(zhuǎn)移到硅片上?？涛g：是半導(dǎo)體制造工藝中的關(guān)鍵步驟，對于器件的電學(xué)性能十分重要。利用化學(xué)或物 理方法有選擇地從硅片表面去除不需要的材料，目標(biāo)是在涂膠的硅片上正確地復(fù)制掩模 版圖形。按照刻蝕工藝劃分，刻蝕主要分為干法刻蝕和濕法刻蝕，目前干法刻蝕在半導(dǎo)體刻蝕中占比約 90%，而干法刻蝕又可分為化學(xué)去除、物理去除及化學(xué)物理混合去除三 種方式，性能各有優(yōu)劣。摻雜：在半導(dǎo)體晶圓制造中，由于純凈硅的導(dǎo)電性能很差，需要加入少量雜質(zhì)使其結(jié)構(gòu) 和電導(dǎo)率發(fā)生變化

7、，從而變成一種有用的半導(dǎo)體，即為摻雜。目前可通過高溫?zé)釘U(kuò)散法 和離子注入法進(jìn)行摻雜，其中離子注入法具備精確控制能量和劑量、摻雜均勻性好、純 度高、低溫?fù)诫s等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為 0.25 微米特征尺寸以下和大直徑硅片制造的標(biāo)準(zhǔn)工 藝。CMP：是集成電路制造過程中實(shí)現(xiàn)晶圓表面平坦化的關(guān)鍵工藝，其主要工作原理是在一 定壓力及拋光液的存在下，被拋光的晶圓對拋光墊做相對運(yùn)動(dòng)，借助納米磨料的機(jī)械研 磨作用與各類化學(xué)試劑的化學(xué)作用之間的高度有機(jī)結(jié)合，使被拋光的晶圓表面達(dá)到高度 平坦化、低表面粗糙度和低缺陷的要求。金屬化：在制備好的元器件表面沉積金屬薄膜，并進(jìn)行微細(xì)加工，利用光刻和刻蝕工藝 刻出金屬互連線，然后

8、把硅片上的各個(gè)元器件連接起來形成一個(gè)完整的電路系統(tǒng)，并提 供與外電路連接點(diǎn)的工藝過程。（二） 半導(dǎo)體材料為芯片之基，覆蓋工藝全流程半導(dǎo)體材料包括晶圓制造材料和封裝材料。其中晶圓制造材料包括硅片、掩模版、電子 氣體、光刻膠、CMP拋光材料、濕電子化學(xué)品、靶材等，封裝材料包括封裝基板、引線 框架、鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、芯片粘結(jié)材料和其他封裝材料。具體來說，在芯片制造過程中，硅晶圓環(huán)節(jié)會(huì)用到硅片；清洗環(huán)節(jié)會(huì)用到高純特氣和高 純試劑；沉積環(huán)節(jié)會(huì)用到靶材；涂膠環(huán)節(jié)會(huì)用到光刻膠；曝光環(huán)節(jié)會(huì)用到掩模板；顯影、 刻蝕、去膠環(huán)節(jié)均會(huì)用到高純試劑，刻蝕環(huán)節(jié)還會(huì)用到高純特氣；薄膜生長環(huán)節(jié)會(huì)用到 前驅(qū)體和靶材；

9、研磨拋光環(huán)節(jié)會(huì)用到拋光液和拋光墊。在芯片封裝過程中，貼片環(huán)節(jié)會(huì)用到封裝基板和引線框架；引線鍵合環(huán)節(jié)會(huì)用到鍵合絲；模塑環(huán)節(jié)會(huì)用到硅微粉和塑封 料；電鍍環(huán)節(jié)會(huì)用到錫球。（三）中國為全球最大半導(dǎo)體市場，國產(chǎn)化提升大勢所趨復(fù)盤半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展歷史，共經(jīng)歷三次轉(zhuǎn)移。第一次轉(zhuǎn)移：1973 年爆發(fā)石油危機(jī)，歐美 經(jīng)濟(jì)停滯，日本趁機(jī)大力發(fā)展半導(dǎo)體行業(yè)，實(shí)施超大規(guī)模集成電路計(jì)劃。1986 年，日本 半導(dǎo)體產(chǎn)品已經(jīng)超越美國，成為全球第一大半導(dǎo)體生產(chǎn)大國；第二次轉(zhuǎn)移：20 世紀(jì) 90 年度，日本經(jīng)濟(jì)泡沫破滅，韓國通過技術(shù)引進(jìn)實(shí)現(xiàn) DRAM 量產(chǎn)。與此同時(shí)，半導(dǎo)體廠 商從 IDM 模式向設(shè)計(jì)+制造+封裝模式轉(zhuǎn)變，催生代

10、工廠商大量興起，以臺積電為首的 中國臺灣廠商抓住了半導(dǎo)體行業(yè)垂直分工轉(zhuǎn)型機(jī)遇；第三次轉(zhuǎn)移：2010 年后，伴隨國內(nèi)手機(jī)廠商崛起、貿(mào)易摩擦背景下國家將集成電路的發(fā)展上升至國家戰(zhàn)略，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈 逐漸向國內(nèi)轉(zhuǎn)移。中國為全球最大半導(dǎo)體市場，占比約 1/3。隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在手機(jī)、PC、可 穿戴設(shè)備等消費(fèi)電子，以及新能源、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興領(lǐng)域的快速推動(dòng)下，中國半 導(dǎo)體市場快速增長。據(jù) WSTS 數(shù)據(jù)顯示，2021 年全球半導(dǎo)體銷售達(dá)到 5559 億美元，而 中國仍然為全球最大的半導(dǎo)體市場，2021 年銷售額為 1925 億美元，占比 34.6%。國產(chǎn)化率極低，提升自主能力日益緊迫。近年來，

11、隨著產(chǎn)業(yè)分工更加精細(xì)化，半導(dǎo)體產(chǎn) 業(yè)以市場為導(dǎo)向的發(fā)展態(tài)勢愈發(fā)明顯。從生產(chǎn)環(huán)節(jié)來看，制造基地逐步靠近需求市場， 以減少運(yùn)輸成本；從產(chǎn)品研發(fā)來看，廠商可以及時(shí)響應(yīng)用戶需求，加快技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品 迭代。我國作為全球最大的半導(dǎo)體消費(fèi)市場，半導(dǎo)體封測經(jīng)過多年發(fā)展在國際市場已經(jīng) 具備較強(qiáng)市場競爭力，而在集成電路設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)與全球領(lǐng)先廠商仍有較大差距，特 別是半導(dǎo)體設(shè)備和材料。SIA 數(shù)據(jù)顯示，2020 年國內(nèi)廠商在封測、設(shè)計(jì)、晶圓制造、材 料、設(shè)備的全球市占率分別為 38%、16%、16%、13%、2%，半導(dǎo)體材料與設(shè)備的國產(chǎn) 替代重要性日益凸顯。二、市場規(guī)?？焖僭鲩L，本土廠商進(jìn)展順利（一）半導(dǎo)體材料量

12、價(jià)齊升，硅片為單一最大品類1、先進(jìn)制程持續(xù)升級，半導(dǎo)體材料同步提升進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，5G、人工智能、自動(dòng)駕駛等新應(yīng)用的興起，對芯片性能提出了更高 的要求，同時(shí)也推動(dòng)了半導(dǎo)體制造工藝和新材料不斷創(chuàng)新，國內(nèi)外晶圓廠加緊對于半導(dǎo) 體新制程的研發(fā)，臺積電已于 2020 年開啟了 5nm 工藝的量產(chǎn)，并于 2021 年年底實(shí)現(xiàn) 3nm 制程的試產(chǎn)，預(yù)計(jì) 2022 年開啟量產(chǎn)。此外臺積電表示已于 2021 年攻克 2nm 制程的 技術(shù)節(jié)點(diǎn)的工藝技術(shù)難題，并預(yù)計(jì)于 2023 年開始風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)，2024 年逐步實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。隨 著芯片工藝升級，晶圓廠商對半導(dǎo)體材料要求越來越高。2、半導(dǎo)體景氣度超預(yù)期，晶圓廠商積

13、極擴(kuò)產(chǎn)目前部分終端需求仍然強(qiáng)勁，晶圓代工廠產(chǎn)能利用率維持歷史高位，預(yù)計(jì)全年來看結(jié)構(gòu)性缺貨狀態(tài)依舊嚴(yán)峻。據(jù) SEMI 于 2022 年 3 月 23 日發(fā)布的最新一季全球晶圓廠預(yù)測報(bào) 告，全球用于前道設(shè)施的晶圓廠設(shè)備支出預(yù)計(jì)將同比增長 18%，并在 2022 年達(dá)到 1070 億美元的歷史新高。由于半導(dǎo)體材料與下游晶圓廠具有伴生性特點(diǎn)，本土材料廠商將直 接受益于中國大陸晶圓制造產(chǎn)能的大幅擴(kuò)張。成熟制程供需持續(xù)緊張，國內(nèi)晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模維持高位。受益于成熟制程旺盛需求及大 陸地區(qū)穩(wěn)定的供應(yīng)鏈，大陸晶圓廠快速擴(kuò)產(chǎn)。根據(jù) SEMI 報(bào)告，2022 年全球有 75 個(gè)正 在進(jìn)行的晶圓廠建設(shè)項(xiàng)目，計(jì)劃在 2

14、023 年建設(shè) 62 個(gè)。2022 年有 28 個(gè)新的量產(chǎn)晶圓廠 開始建設(shè)，其中包括 23 個(gè) 12 英寸晶圓廠和 5 個(gè) 8 英寸及以下晶圓廠。分區(qū)域來看，中 國晶圓產(chǎn)能增速全球最快，預(yù)計(jì) 22 年 8 寸及以下晶圓產(chǎn)能增加 9%，12 寸晶圓產(chǎn)能增加 17%。3、工藝升級+積極擴(kuò)產(chǎn)，半導(dǎo)體材料市場規(guī)模快速增長隨著下游電子設(shè)備硅含量增長，半導(dǎo)體需求快速增長。在半導(dǎo)體工藝升級+積極擴(kuò)產(chǎn)催 化下，半導(dǎo)體材料市場快速增長。據(jù) SEMI 報(bào)告數(shù)據(jù)，2021 年全球半導(dǎo)體材料市場收入 達(dá)到 643 億美元，超過了此前 2020 年 555 億美元的市場規(guī)模最高點(diǎn)，同比增長 15.9%。 晶圓制造材料和

15、封裝材料收入總額分別為 404 億美元和 239 億美元，同比增長 15.5%和 16.5%。此外，受益于產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)移趨勢，2021 年國內(nèi)半導(dǎo)體材料銷售額高達(dá) 119.3 億美 元，同比增長 22%，增速遠(yuǎn)高于其他國家和地區(qū)。4、半導(dǎo)體材料市場較為分散，硅片為單一最大品類半導(dǎo)體材料種類繁多，包括硅片、電子特氣、掩模版、光刻膠、濕電子化學(xué)品、拋光液、 拋光墊、靶材等。據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)顯示，硅片為半導(dǎo)體材料領(lǐng)域規(guī)模最大的品類之一，市 場份額占比達(dá) 32.9%，排名第一，其次為氣體，占比約 14.1%，光掩模排名第三，占比 為 12.6%。此外，拋光液和拋光墊、光刻膠配套試劑、光刻膠、濕化學(xué)品、濺

16、射靶材的 占比分別為 7.2%、6.9%、6.1%、4%和 3%。（二）硅片：供需持續(xù)緊張，國產(chǎn)替代加速硅片是半導(dǎo)體上游產(chǎn)業(yè)鏈中最重要的基底材料之一。硅片是以高純結(jié)晶硅為材料所制成 的圓片，一般可作為集成電路和半導(dǎo)體器件的載體。與其他材料相比，結(jié)晶硅的分子結(jié) 構(gòu)較為穩(wěn)定，導(dǎo)電性極低。此外，硅大量存在于沙子、巖石、礦物中，更容易獲取。因 此，硅具有穩(wěn)定性高、易獲取、產(chǎn)量大等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于 IC 和光伏領(lǐng)域。1、半導(dǎo)體硅片純度極高，大尺寸為大勢所趨硅片可以根據(jù)晶胞排列是否有序、尺寸、加工工序和摻雜程度的不同等方式進(jìn)行分類。 根據(jù)晶胞排列方式的不同，硅片可分為單晶硅和多晶硅。硅片是硅單質(zhì)材料的片狀

17、結(jié)構(gòu)， 有單晶和多晶之分。單晶是具有固定晶向的結(jié)晶體材料，一般用作集成電路的襯底材料和制作太陽能電池片。多晶是沒有固定晶向的晶體材料，一般用于光伏發(fā)電，或者用于 拉制單晶硅的原材料。單晶硅用作半導(dǎo)體材料有極高的純度要求，IC 級別的純度要求達(dá) 9N 以上（99.9999999%），區(qū)熔單晶硅片純度要求在 11N（99.999999999%）以上。根據(jù)尺寸大小的不同，硅片可分為50mm（2英寸）、75mm（3英寸）、100mm（4英寸）、 150mm（6 英寸）、200mm（8 英寸）及 300mm（12 英寸）。英寸為硅片的直徑，目前 8 英寸和 12 英寸硅片為市場最主流的產(chǎn)品。8 英寸硅片

18、主要應(yīng)用在 90nm-0.25m 制程中， 多用于傳感、安防領(lǐng)域和電動(dòng)汽車的功率器件、模擬 IC、指紋識別和顯示驅(qū)動(dòng)等。12 英寸硅片主要應(yīng)用在 90nm 以下的制程中，主要用于邏輯芯片、儲存器和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域?！按蟪叽纭睘楣杵髁髭厔?。硅片越大，單個(gè)產(chǎn)出的芯片數(shù)量越多，制造成本越低，因此 硅片廠商不斷向大尺寸硅片進(jìn)發(fā)。1980年 4英寸占主流，1990年發(fā)展為 6英寸，2000年 開始8英寸被廣泛應(yīng)用。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2008年以前，全球大尺寸硅片以8英寸為主， 2008 年后，12 英寸硅片市場份額逐步提升，趕超 8 英寸硅片。2020 年，12 英寸硅片市 場份額已提升至 68.1%，為

19、目前半導(dǎo)體硅片市場最主流的產(chǎn)品。后續(xù) 18 英寸硅片將成為 市場下一階段的目標(biāo)，但設(shè)備研發(fā)難度大，生產(chǎn)成本較高，且下游需求量不足，18 英寸 硅片尚未成熟。根據(jù)加工工序的不同，硅片可分為拋光片、外延片、SOI 硅片等高端硅片。其中拋光片 應(yīng)用范圍最為廣泛，是拋光環(huán)節(jié)的終產(chǎn)物。拋光片是從單晶硅柱上直接切出厚度約1mm 的原硅片，切出后對其進(jìn)行拋光鏡面加工，去除部分損傷層后得到的表面光潔平整的硅 片。拋光片可單獨(dú)使用于電動(dòng)汽車功率器件和儲存芯片中，也可用作其他硅片的襯底， 成為其他硅片加工的基礎(chǔ)。 外延片是一種將拋光片在外延爐中加熱后，通過氣相沉淀的方式使其表面外延生長符合 特定要求的多晶硅的硅片

20、。該技術(shù)可有效減少硅片中的單晶缺陷，使硅片具有更低的缺 陷密度和氧含量，從而提升終端產(chǎn)品的可靠性，常用于制造 CMOS 芯片。根據(jù)摻雜程度的不同，半導(dǎo)體硅片可分為輕摻和重?fù)?。重?fù)焦杵脑負(fù)诫s濃度高，電 阻率低，一般應(yīng)用于功率器件。輕摻硅片摻雜濃度低，技術(shù)難度和產(chǎn)品質(zhì)量要求更高， 一般用于集成電路領(lǐng)域。由于集成電路在全球半導(dǎo)體市場中占比超過 80%，目前全球?qū)?輕摻硅片需求更大。2、受益晶圓廠積極擴(kuò)產(chǎn)，硅片市場快速增長含硅量提升驅(qū)動(dòng)行業(yè)快速增長。伴隨 5G、物聯(lián)網(wǎng)、新能源汽車、人工智能等新興領(lǐng)域 的高速成長，汽車電子行業(yè)成為半導(dǎo)體硅片領(lǐng)域新的需求增長點(diǎn)。據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù)， 20

21、21 年全球汽車行業(yè)的芯片出貨量同比增長了 30%，達(dá) 524 億顆。但全球汽車“缺芯” 情況在 2020 年短暫緩解后，于 2022 年再度加劇，帶動(dòng)下游硅片市場需求量上升。據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)顯示，2021 年全球半導(dǎo)體硅片市場規(guī)模為 126 億美元，同比增長 12.5%。3、半導(dǎo)體硅片要求高，多重因素構(gòu)筑行業(yè)壁壘半導(dǎo)體硅片壁壘較高，主要體現(xiàn)在技術(shù)、資金、人才、客戶認(rèn)證等方面。1）技術(shù)壁壘：半導(dǎo)體硅片行業(yè)是一個(gè)技術(shù)高度密集型行業(yè)，主要體現(xiàn)在：硅片尺寸 越大，拉單晶難度越高，對溫度控制和旋轉(zhuǎn)速度要求越高；減少半導(dǎo)體硅片晶體缺陷、 表面顆粒和雜質(zhì)；提高半導(dǎo)體硅片表面平整度、應(yīng)力和機(jī)械強(qiáng)度等方面。

22、2）資金壁壘：半導(dǎo)體硅片行業(yè)是一個(gè)資金密集型行業(yè)，要形成規(guī)?；⑸虡I(yè)化生產(chǎn)， 所需投資規(guī)模巨大，如一臺關(guān)鍵設(shè)備價(jià)值達(dá)數(shù)千萬元。3）人才壁壘：半導(dǎo)體硅片的研發(fā)和生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，涉及固體物理、量子力學(xué)、熱 力學(xué)、化學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域交叉。4）認(rèn)證壁壘：鑒于半導(dǎo)體芯片的高精密性和高技術(shù)性，芯片生產(chǎn)企業(yè)對應(yīng)半導(dǎo)體硅片 的質(zhì)量要求極高，因此對于半導(dǎo)體硅片供應(yīng)商的選擇相當(dāng)謹(jǐn)慎，并設(shè)有嚴(yán)格的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn) 和程序。4、日韓廠商高度壟斷，國內(nèi)廠商加速突破前五大制造商格局穩(wěn)定，外資壟斷現(xiàn)象持續(xù)。據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，2020 年全球前五大硅片制 造商分別為日本信越化學(xué)、環(huán)球晶圓、德國世創(chuàng)、SUMCO 和韓國 SK Sil

23、tron，共占據(jù) 86.6%的市場份額。國內(nèi)市場在大尺寸硅片上對外資企業(yè)依然具有依賴性，主要進(jìn)口地 區(qū)為日本、中國臺灣和韓國。國產(chǎn)廠商加大研發(fā)投入，加速實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代。由于硅片供應(yīng)緊缺，海外大廠會(huì)優(yōu)先保障 海外晶圓廠硅片供給，給國內(nèi)硅片廠帶來了加速替代的機(jī)遇。國內(nèi)供應(yīng)商產(chǎn)品技術(shù)水平 快速提升，國內(nèi)晶圓廠對國產(chǎn)半導(dǎo)體材料的驗(yàn)證及導(dǎo)入正在加快，如滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微、 中環(huán)股份等企業(yè)已順利通過驗(yàn)證。中國大陸硅片整體產(chǎn)能加大投入，加速追趕國際龍頭 廠商。（三）光刻膠：半導(dǎo)體工藝核心材料，國產(chǎn)替代道阻且長光刻膠是光刻工藝最重要的耗材。光刻膠是一種通過特定光源照射下發(fā)生局部溶解度變化的光敏材料，主要作用于光刻

24、環(huán)節(jié)，承擔(dān)著將掩模上的圖案轉(zhuǎn)化到晶圓的重要功能。 進(jìn)行光刻時(shí)，硅片上的金屬層涂抹光刻膠，掩膜上印有預(yù)先設(shè)計(jì)好的電路圖案，光線透 過掩膜照射光刻膠。如果曝光在紫外線下的光刻膠變?yōu)槿軇宄罅粝卵谀ど系膱D案， 此為正性膠，反之為負(fù)性膠。1、先進(jìn)制程推動(dòng)產(chǎn)品迭代，半導(dǎo)體光刻膠壁壘最高光刻膠可以根據(jù)曝光光源波長、顯示效果和化學(xué)結(jié)構(gòu)三種方式進(jìn)行分類。根據(jù)曝光波長的不同，目前市場上應(yīng)用較多的光刻膠可分為 g 線、i 線、KrF、ArF 和 EUV 5 種類型。光刻膠波長越短，加工分辨率越高，不同的集成電路工藝在光刻中對應(yīng) 使用不同波長的光源。隨著芯片制程的不斷進(jìn)步，每一代新的光刻工藝都需要新一代的 光刻

25、膠技術(shù)與之相匹配。g/i 線光刻膠誕生于 20 世紀(jì) 80 年代，當(dāng)時(shí)主流制程工藝在 0.8- 1.2m，適用于波長 436nm 的光刻光源。到了 90 年代，制程進(jìn)步到 0.35-0.5m，對應(yīng)波 長更短的 365nm 光源。當(dāng)制程發(fā)展到 0.35m 以下時(shí)，g/i 線光刻膠已經(jīng)無法制程工藝的 需求，于是出現(xiàn)了適用于 248 納米波長光源的 KrF 光刻膠，和 193 納米波長光源的 ArF 光刻膠，兩者均是深紫外光刻膠。EUV（極紫外光）是目前最先進(jìn)的光刻膠技術(shù)，適用 波長為13.5nm的紫外光，可用于10nm以下的先進(jìn)制程，目前僅有ASML集團(tuán)掌握EUV 光刻膠所對應(yīng)的光刻機(jī)技術(shù)。根據(jù)顯

26、示效果的不同，光刻膠可分為正性和負(fù)性。如果光刻膠是正性的，在特定光線照 射下光刻膠會(huì)發(fā)生反應(yīng)并變成溶劑，曝光部分的光刻膠可以被清除。如果為負(fù)性光刻膠， 曝光的光刻膠反應(yīng)不再是溶劑，未曝光的光刻膠被清除。光分解型光刻膠采用含有重氮醌類化合物材料作為感光劑，光線照射后發(fā)生光分解反應(yīng)， 由油性變?yōu)樗匀軇?，可制造正性光刻膠。 光交聯(lián)型光刻膠采用聚乙烯醇月桂酸酯作為光敏材料，光線照射后形成一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的 不溶物，可起到抗蝕作用，適用于制成負(fù)性光刻膠。 化學(xué)放大型光刻膠使用光致酸劑作為光引發(fā)劑，光線照射后，曝光區(qū)域的光致酸劑會(huì)產(chǎn) 生一種酸，并在后熱烘培工序期間作為催化劑移除樹脂的保護(hù)基團(tuán)，使樹脂變得可溶

27、。 化學(xué)放大光刻膠對深紫外光源具有良好的光敏性，具有高對比度、分辨率等優(yōu)點(diǎn)。2、光刻膠市場穩(wěn)定增長，ArFi 占比最高半導(dǎo)體光刻膠市場增速穩(wěn)定。伴隨芯片制程工藝的升級，光刻膠市場需求量也隨之增加。 根據(jù) TECHECT 數(shù)據(jù)，2021 年全球光刻膠市場規(guī)模約為 19 億美元，同比增長 11%，預(yù) 計(jì) 2022 年將達(dá)到 21.34 億美元，同比增長 12.32%。具體來看，在 7nm 制程的 EUV 技術(shù) 成熟之前，ArFi 光刻膠仍是市場主流，占比高達(dá) 36.8%，KrF 和 g/i 光刻膠分別占比為 35.8%和 14.7%。3、多重因素構(gòu)筑壁壘，日企壟斷高端市場光刻膠壁壘極高，主要體現(xiàn)在

28、以下幾個(gè)方面：1）工藝壁壘：光刻膠多用于微米和納米級別的圖形加工，因此產(chǎn)品品質(zhì)要求極高，微 粒子及金屬離子含量極低，制造工藝復(fù)雜，研發(fā)和生產(chǎn)都有較高的技術(shù)壁壘。此外，因 為應(yīng)用需求眾多，光刻膠品類也很多，因此需要通過調(diào)整光刻膠的配方以滿足對應(yīng)的需 求。2）配套光刻機(jī)：光刻膠需要通過相應(yīng)的光刻機(jī)進(jìn)行測試和調(diào)整，目前僅有荷蘭 ASML 集團(tuán)有能力制造光刻機(jī)，但對我國實(shí)施技術(shù)封鎖。國內(nèi)僅有一家企業(yè)可制造光刻機(jī)，且 技術(shù)水準(zhǔn)與 ASML 集團(tuán)仍有較大差距。3）原材料壁壘：光刻膠是主要由光引發(fā)劑、光刻膠樹脂、單體、溶劑及其他助劑形成 的溶液。其中樹脂和光引發(fā)劑是光刻膠最核心的部分，樹脂決定光刻膠的硬度、

29、柔韌性、 附著力等基本屬性，光引發(fā)劑則決定了光刻膠的感光度、分辨率。目前上游原材料主要 被陶氏杜邦、富士膠片等日韓美企業(yè)壟斷。4）客戶認(rèn)證壁壘：由于光刻膠的品質(zhì)會(huì)直接影響芯片性能、良率等，試錯(cuò)成本高，客 戶驗(yàn)證需要經(jīng)過 PRS（基礎(chǔ)工藝考核）、STR（小批量試產(chǎn)）、MSTR（中批量試產(chǎn)）、 RELEASE（量產(chǎn)）四個(gè)階段，驗(yàn)證周期在兩年以上。日本企業(yè)龍頭地位穩(wěn)固，CR5 高達(dá) 80%。全球半導(dǎo)體光刻膠 2021 年行業(yè)前六家企業(yè)占 比約為 88%，市場集中度高。日本東京應(yīng)化、日本 JSR、日本住友化學(xué)、日本富士膠片 四大日本企業(yè)分別占據(jù) 27%、13%、12%、8%市場份額，美國陶氏杜邦占據(jù)

30、17%的市場 份額，韓國東進(jìn)占據(jù) 11%的市場份額。4、光刻膠供應(yīng)緊張，國產(chǎn)替代正當(dāng)時(shí)目前國內(nèi)從事半導(dǎo)體光刻膠研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)包括晶瑞股份、南大光電、上海新陽、北 京科華等。主要以 i/g 線光刻膠生產(chǎn)為主，應(yīng)用集成電路制程 350nm 以上。KrF 光刻膠 方面，北京科華、徐州博康已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。南大光電 ArF 光刻膠產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相對較快，公 司先后承擔(dān)國家 02 專項(xiàng)“高分辨率光刻膠與先進(jìn)封裝光刻膠產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目” 和“ArF光刻膠產(chǎn)品的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”，也是第一家 ArF光刻膠通過國內(nèi)客戶產(chǎn)品驗(yàn)證的公司，其他國內(nèi)企業(yè)尚處于研發(fā)和驗(yàn)證階段。（四）CMP：半導(dǎo)體平坦化核心技術(shù)，國內(nèi)龍頭放

31、量在即CMP，又名化學(xué)機(jī)械拋光，是半導(dǎo)體硅片表面加工的關(guān)鍵技術(shù)之一。CMP 是半導(dǎo)體先 進(jìn)制程中的關(guān)鍵技術(shù)，伴隨制程節(jié)點(diǎn)的不斷突破，CMP 已成為 0.35m 及以下制程不可 或缺的平坦化工藝，關(guān)乎著后續(xù)工藝良率。CMP采用機(jī)械摩擦和化學(xué)腐蝕相結(jié)合的工藝， 與普通的機(jī)械拋光相比，具有加工成本低、方法簡單、良率高、可同時(shí)兼顧全局和局部 平坦化等特點(diǎn)。其中化學(xué)腐蝕的主要耗材為拋光液，機(jī)械摩擦的主要耗材為拋光墊，兩 者共同決定了 CMP 工藝的性能及良率。1、CMP 系統(tǒng)復(fù)雜，拋光液和拋光墊為核心CMP 系統(tǒng)主要耗材可分為拋光液和拋光墊，分別占據(jù)拋光材料成本的 49% 和 33%。其 他拋光材料還包

32、括拋光頭、研磨盤、檢測設(shè)備、清洗設(shè)備等。 拋光液是一種由去離子水、磨料、PH 值調(diào)節(jié)劑、氧化劑以及分散劑等添加劑組成的水 溶性試劑。在拋光的過程中，拋光液中的氧化劑等成分與硅片表面材料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)， 在表面產(chǎn)生一層化學(xué)反應(yīng)薄膜，后由拋光液中的磨粒在壓力和摩擦的作用下將其去除， 最終實(shí)現(xiàn)拋光。拋光液可根據(jù)應(yīng)用工藝環(huán)節(jié)、配方中磨粒、PH 值的不同進(jìn)行分類。根據(jù)配方中磨粒的不同，可分為二氧化硅、氧化鈰、氧化鋁磨粒等三大類。二氧化硅磨 ?；钚詮?qiáng)、易于清洗且分散性及選擇性好，多用于硅、SiO2層間介電層的拋光。缺點(diǎn)是 硬度大，容易對硅片表面造成損傷，且拋光效率較低。氧化鋁磨粒拋光效率高，但硬度 強(qiáng)、選擇

33、性低且團(tuán)聚嚴(yán)重，因此拋光液中常需加入各類穩(wěn)定劑和分散劑，導(dǎo)致成本相對 較高。氧化鈰磨粒硬度低，拋光效率高，平坦度高，清潔無污染，但團(tuán)聚嚴(yán)重，也需加入各類穩(wěn)定劑和分散劑，且鈰屬于稀有金屬，成本較高。根據(jù) PH 值的不同，可分為酸性拋光液和堿性拋光液。酸性拋光液具有拋光效率高、可 溶性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，多用于對銅、鎢、鋁、鈦等金屬材料進(jìn)行拋光。其缺點(diǎn)是腐蝕性較大， 對拋光設(shè)備要求高，所以常選擇向拋光液中添加抗蝕劑（BTA）提高選擇性，但 BTA的 添加容易降低拋光液的穩(wěn)定性。不同于酸性拋光液，堿性拋光液具有腐蝕性小、選擇性 高等優(yōu)點(diǎn)，多數(shù)用于拋光硅、氧化物及光阻材料等非金屬材料。堿性拋光液的缺點(diǎn)也較 為明

34、顯，因?yàn)椴蝗菀渍业皆谌鯄A性中氧化勢高的氧化劑，所以拋光效率較低。拋光墊是負(fù)責(zé)輸送和容納拋光液的關(guān)鍵部件。在拋光的過程中，拋光墊具有把拋光液有 效均勻地輸送到拋光墊的不同區(qū)域、清除拋光后的反應(yīng)物、碎屑等、維持拋光墊表面的 拋光液薄膜，以便化學(xué)反應(yīng)充分進(jìn)行、保持拋光過程的平穩(wěn)、和晶圓片表面不變形等功 能。2、工藝制程持續(xù)升級，CMP 市場穩(wěn)定增長半導(dǎo)體行業(yè)高景氣帶動(dòng) CMP 市場穩(wěn)定增長。伴隨半導(dǎo)體材料行業(yè)景氣度向上，CMP 材 料市場有望受下游市場驅(qū)動(dòng)，保持穩(wěn)健增速。2020 年全球拋光液和拋光墊全球市場規(guī)模 分別為 13.4 和 8.2 億美元。中國 CMP 材料市場漲幅趨勢與國際一致，202

35、1 年拋光液和 拋光墊市場規(guī)模分別為 22 和 13 億元。中國正全面發(fā)展半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)，CMP 拋光產(chǎn)業(yè) 未來增長空間廣闊。先進(jìn)制程為 CMP 材料市場擴(kuò)容提供動(dòng)力。隨著芯片制程不斷微型化，IC 芯片互聯(lián)結(jié)構(gòu) 變得更加復(fù)雜，所需拋光次數(shù)和拋光材料的種類也逐漸變多。在芯片制造過程中，需要 將電路以堆疊的方式組合起來，制程越精細(xì)，所堆疊的層數(shù)就越多。在堆疊的過程中， 需要使用到氧化層、介質(zhì)層、阻擋層、互連層等多個(gè)薄膜層交錯(cuò)排列，且每個(gè)薄膜層所 用到的拋光材料也不相同。此外，隨著 NAND 存儲芯片結(jié)構(gòu)逐漸由 2D 轉(zhuǎn)向 3D，CMP 拋光層數(shù)和所用到的拋光材料種類也在不斷增加。根據(jù)美國陶氏杜邦公

36、司公開數(shù)據(jù)， 5nm制程中拋光次數(shù)將達(dá) 25-34 次，64層 3D NAND芯片中的拋光次數(shù)將達(dá)到 17-32 次， 拋光次數(shù)均較前一代制程大幅增加。伴隨制程工藝的發(fā)展，CMP材料市場有望不斷擴(kuò)容， 成長空間較大。專用化、定制化拋光材料為未來發(fā)展趨勢。定制化發(fā)展有望給國產(chǎn)企業(yè)帶來更多機(jī)遇， 國內(nèi) CMP 拋光材料企業(yè)可以憑借本土化優(yōu)勢與國內(nèi)晶圓制造商展開深度合作，專注于 具有專用性產(chǎn)品的研發(fā)。專用化、定制化有望成為 CMP 材料制造商產(chǎn)業(yè)升級趨勢。3、CMP 壁壘較高，產(chǎn)品配方具備較強(qiáng) know-how為匹配晶圓加工制程，CMP 技術(shù)平整度要求高。CMP 拋光材料的技術(shù)更新動(dòng)力源自下 游晶圓

37、的技術(shù)更新。晶圓制程工藝不斷提升，從 10nm 到現(xiàn)在 5nm、3nm，工藝制程迭 代速度極快。為了滿足精細(xì)化程度更高的工藝制程，對 CMP 材料的要求也隨之變高。 當(dāng)前 IC 芯片要求全局平整落差 100A-1000A（約等于原子級 10-100nm）的超高平整度。配方的調(diào)配為一大技術(shù)難點(diǎn)。由于 CMP 拋光液應(yīng)用眾多，不同的客戶有不同的需求， 專用性較強(qiáng)，且需要加入氧化劑、絡(luò)合劑、表面活性劑、緩蝕劑等多種添加試劑，如何 調(diào)配出合適的拋光液配方需要企業(yè)長時(shí)間的技術(shù)積累和不斷的研發(fā)嘗試。目前許多配方 受到專利保護(hù)，行業(yè)研發(fā)壁壘高。 試錯(cuò)成本高、認(rèn)證時(shí)間長。企業(yè)需要不斷找到合適配方、穩(wěn)定制作工藝

38、及設(shè)計(jì)圖案，從 而獲得較好的、穩(wěn)定的拋光速率和拋光效果，因此 CMP 材料的研究消耗時(shí)間成本較高， 需要較長時(shí)間來試錯(cuò)摸索工藝指標(biāo)、產(chǎn)品配方等對物理參數(shù)及性能的影響，形成較高的 行業(yè) know-how 壁壘。4、競爭格局高度集中，國內(nèi)廠商加速追趕CMP 拋光液市場，美國 Carbot 是國際龍頭，安集科技為國內(nèi)龍頭。目前全球拋光液市 場主要由美日廠商壟斷，美國 Cabot、美國 Versum、日本日立、日本 Fujimi 和美國陶氏杜邦五家美日廠商占據(jù)全球拋光液近八成的市場份額，安集科技僅占約 3%。國內(nèi)市場 中，美國 Cabot 占約 64%，安集科技市占率為 22%。安集科技為國產(chǎn) CMP

39、 拋光液龍頭，國內(nèi)市場占有率超兩成。公司 2015-2016 年先后承 擔(dān)兩個(gè)“02 專項(xiàng)”項(xiàng)目，專注于持續(xù)優(yōu)化 14nm 技術(shù)節(jié)點(diǎn)以上產(chǎn)品的穩(wěn)定性，測試優(yōu)化 14nm 及以下產(chǎn)品的技術(shù)節(jié)點(diǎn)，開發(fā)用于 128 層以上 3D NAND 和 19/17nm 以下技術(shù)節(jié)點(diǎn) DRAM 用銅及銅阻擋層拋光液。目前公司 CMP 拋光液 13-14nm 技術(shù)節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?量產(chǎn)，下游客戶包括中芯國際、長江存儲、臺積電、華虹半導(dǎo)體等主流晶圓廠商。全球拋光墊市場“一家獨(dú)大”，國產(chǎn)替代穩(wěn)步前進(jìn)。當(dāng)前全球拋光墊市場主要由美國的 陶氏杜邦壟斷，市占率高達(dá) 79%，其他公司如美國 Cabot、日本 Fujimi、日本

40、 Hitachi 等 市占率在 5%以內(nèi)。內(nèi)資企業(yè)中，鼎龍股份、江豐電子和萬華化學(xué)具備相應(yīng)的生產(chǎn)力。 其中，鼎龍股份為國內(nèi)拋光墊龍頭企業(yè)，生產(chǎn)的拋光墊意在對標(biāo)美國陶氏杜邦集團(tuán)。隨 著國內(nèi)晶圓廠擴(kuò)張，需求提升，為確保供應(yīng)鏈的穩(wěn)定，內(nèi)資企業(yè)迎來發(fā)展潮。（五）濕電子化學(xué)品：半導(dǎo)體制造材料關(guān)鍵一環(huán)濕電子化學(xué)品貫穿整個(gè)芯片制造流程，是重要的晶圓制造材料。濕電子化學(xué)品又稱工藝 化學(xué)品，是指主體成分純度大于99.99%，雜質(zhì)離子和微粒數(shù)符合嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)試劑。 在 IC 芯片制造中，濕電子化學(xué)品常用于清洗、光刻和蝕刻等工藝，可有效清除晶圓表 面殘留污染物、減少金屬雜質(zhì)含量，為下游產(chǎn)品質(zhì)量提供保障。在半導(dǎo)體制

41、造工藝中主 要用于集成電路前端的晶圓制造及后端的封裝測試，用量較少，但產(chǎn)品純度要求高、價(jià) 值量大。1、濕電子化學(xué)品種類眾多，硫酸和雙氧水占比較高根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，濕電子化學(xué)品可分為通用化學(xué)品和功能性化學(xué)品。其中通用化學(xué) 品指主體成分純度大于 99.99%、雜質(zhì)離子含量低于 PPM 級和塵埃顆粒粒徑在 0.5m 以 下的單一高純試劑。功能濕電子化學(xué)品指可通過復(fù)配滿足制造中特殊工藝需求、達(dá)到某 些特定功能的配方類和復(fù)配類液體化學(xué)品。其中通用化學(xué)品廣泛應(yīng)用于 IC 芯片、液晶 顯示面板和LED制造領(lǐng)域，包括氫氟酸、硫酸、磷酸、鹽酸、硝酸、乙酸等。功能性濕 電子以光刻膠配套試劑為代表，包括顯影液、漂

42、洗液、剝離液等。2、全球市場空間超 50 億美元，國內(nèi)增速更快受益于三大下游市場擴(kuò)容，濕電子化學(xué)品需求量有望實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定增速。近年來，半導(dǎo)體、 顯示面板、光伏三大板塊下游市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)迎來高速發(fā)展，帶動(dòng)濕電子化學(xué) 品市場規(guī)模平穩(wěn)增長。據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)，2020 年全球濕電子化學(xué)品市場規(guī)模為 50.84 億 美元，受疫情影響略有下滑。國內(nèi)濕電子化學(xué)品市場規(guī)模于 2020 年達(dá)到 100.6 億元，同 比增長 9.2%。中低端領(lǐng)域國產(chǎn)轉(zhuǎn)化率較高，產(chǎn)業(yè)升級主要面向 G4-G5 級產(chǎn)品。國際半導(dǎo)體設(shè)備和材 料組織（SEMI）于 1975 年制定了國際統(tǒng)一的濕電子化學(xué)品雜質(zhì)含量標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)下， 產(chǎn)品級

43、別越高，所對應(yīng)的集成電路加工工藝精細(xì)度程度越高，制程越先進(jìn)。半導(dǎo)體領(lǐng)域 對濕電子化學(xué)品的純度要求較高，集中在 G3、G4 級水平，且晶圓尺寸越大對純度的要 求越高，12 英寸晶圓制造一般要求 G4 級以上水平。目前國外主流濕電子化學(xué)品企業(yè)已 實(shí)現(xiàn) G5級標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的量產(chǎn)。國內(nèi)市場半導(dǎo)體領(lǐng)域的濕電子化學(xué)品，G2、G3級中低端 產(chǎn)品進(jìn)口轉(zhuǎn)化率高，因?yàn)榇思夹g(shù)范圍內(nèi)國產(chǎn)產(chǎn)品本土化生產(chǎn)、性價(jià)比高、供應(yīng)穩(wěn)定等優(yōu) 勢較為突出。G4、G5 級高端產(chǎn)品仍有較大進(jìn)口替代空間，為未來主要升級方向。3、純化和復(fù)配為濕電子化學(xué)品核心，半導(dǎo)體要求最高集成電路對超凈高純試劑純度的要求非常高。按照 SEMI等級的分類，G1級

44、屬于低檔產(chǎn) 品，G2 級屬于中低檔產(chǎn)品，G3 級屬于中高檔產(chǎn)品，G4 和 G5 級則屬于高檔產(chǎn)品。集成 電路用超高純試劑的純度要求基本集中在 G3、G4 級水平，中國的研發(fā)水平與國際仍存 在較大差距。濕電子化學(xué)品技術(shù)制造復(fù)雜，且品類眾多，每種產(chǎn)品的制備要求各不相同，無法設(shè)計(jì)加 工通用設(shè)備。企業(yè)必須根據(jù)不同品種的特性來確定適合的工藝路徑，設(shè)計(jì)加工所需的設(shè) 備，因此顯著提升了制造成本和供應(yīng)難度。 研發(fā)能力及技術(shù)積累。濕電子化學(xué)品的生產(chǎn)技術(shù)包括混配技術(shù)、分離技術(shù)、純化技術(shù)以 及與其生產(chǎn)相配套的分析檢驗(yàn)技術(shù)、環(huán)境處理與監(jiān)測技術(shù)等。以上技術(shù)都需要企業(yè)具備 研發(fā)能力和一定的技術(shù)積累。同時(shí)，下游產(chǎn)品的生產(chǎn)工

45、藝和專用性需求不盡相同，這需 要企業(yè)有較強(qiáng)的配套能力和一定的時(shí)間去掌握核心的配方工藝以滿足不同產(chǎn)品的需求。4、外企壟斷高端濕電子化學(xué)品市場，國內(nèi)廠商有所突破歐美、日、韓企業(yè)長期壟斷 G4 及以上級別高端市場。國際市場上 G4 及其以上級別的 高端產(chǎn)品多數(shù)被歐美、日本、韓國等海外公司壟斷。2019年海外市場份額合計(jì)達(dá)到 98%。 根據(jù)新材料在線數(shù)據(jù)，德國巴斯夫；美國亞什蘭化學(xué)、Arch 化學(xué)；日本關(guān)東化學(xué)、三菱 化學(xué)、京都化工、住友化學(xué)、和光純藥工業(yè)；中國臺灣鑫林科技；韓國東友精細(xì)化工等 十家公司共占全球市場份額的 80%以上。國內(nèi)濕電子化學(xué)品市場百舸爭流。由于進(jìn)入壁壘相對較低，我國濕電子化學(xué)品

46、制造企業(yè) 眾多，約有 40 余家。其中，以江化微和格林達(dá)為首的濕電子化學(xué)品專業(yè)制造商，主要 產(chǎn)品集中在濕電子化學(xué)品，產(chǎn)品種類豐富且毛利率高；以晶瑞電材和飛凱材料為代表的 綜合型微電子材料制造商，涉及領(lǐng)域更廣，客戶體量相對較大。此外還有例如巨化股份 等大型化工企業(yè)，濕電子化學(xué)品類產(chǎn)品營收占比較少，具有原材料方面的優(yōu)勢。目前國 內(nèi)制造商產(chǎn)能主要集中在 G3、G4 級領(lǐng)域，多數(shù)已開始布局 G5 級產(chǎn)品產(chǎn)線，預(yù)計(jì)在 2022 年實(shí)現(xiàn)逐步放量。但目前相較于國際主流公司，國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)量較小。（六）電子特氣：半導(dǎo)體制造的血液電子特種氣體又稱電子特氣，是電子氣體的一個(gè)分支，相較于傳統(tǒng)工業(yè)氣體，純度更高， 其中一

47、些具有特殊用途。電子特氣下游應(yīng)用廣泛，是集成電路、顯示面板、太陽能電池 等行業(yè)不可或缺的支撐性材料。在半導(dǎo)體領(lǐng)域，電子特氣的純度直接影響 IC 芯片的集 成度、性能和良品率，在清洗、氣相沉積成膜（CVD）、光刻、刻蝕、離子注入等半導(dǎo) 體工藝環(huán)節(jié)中都扮演著重要的角色。1、電子特氣種類較多，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工藝電子特氣可以根據(jù)其化學(xué)成分本身和用途的不同進(jìn)行分類。 根據(jù)化學(xué)成分的不同，電子特氣可分為氟系、硅系、硼系、鍺系氧化物和氫化物等幾大 類別。2、電子特氣占比僅次于硅片，國內(nèi)市場規(guī)?？焖僭鲩L半導(dǎo)體市場發(fā)展迅速，為上游電子特氣市場打開成長空間。根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，在晶圓材 料 328 億美元的市

48、場份額中，電子特氣占比達(dá) 13%，43 億美元，是僅次于硅片的第二大 材料領(lǐng)域。近年來，伴隨下游晶圓廠的加速擴(kuò)張，特氣市場景氣度向好，需求量有望持 續(xù)擴(kuò)容。根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，2020 年全球晶圓制造電子氣體市場規(guī)模為 43.7 億美元。在全 球產(chǎn)業(yè)鏈向國內(nèi)轉(zhuǎn)移的趨勢下，中國電子特氣市場規(guī)模在過去十年快速增長，2020 年達(dá) 到了 173.6 億元。特氣市場毛利率高、盈利能力強(qiáng)。在各半導(dǎo)體材料領(lǐng)域中，電子特氣公司的平均毛利率 處于較高水平。對比半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈來看，晶圓廠的盈利能力最強(qiáng)，例如世界最大晶圓代 工廠臺積電的毛利率為 51.6%，國內(nèi)晶圓廠龍頭中芯國際的毛利率約為 30%。而對于特 種

49、氣體公司來說，電子特氣平均毛利率能達(dá)到近 50%。世界第二的法國液化空氣集團(tuán)， 2010年-2019年的毛利率穩(wěn)定在60%-65%，而一般化工氣體或大宗氣體的毛利率僅在20- 30%水平。國內(nèi)企業(yè)電子特氣毛利率相對較低，約為 30%-40%，相較國際巨頭有一定差 距，未來成長空間廣闊。伴隨技術(shù)研發(fā)的進(jìn)步和需求量的增長，電子特氣廠商盈利能力 有望持續(xù)升級。3、純度為特種氣體重要指標(biāo)，提純?yōu)楹诵募夹g(shù)瓶頸特種氣體純度提升為核心技術(shù)瓶頸。集成電路對電子特氣的純度有著苛刻的要求，因?yàn)?在芯片加工過程中，極微量的雜質(zhì)也可能導(dǎo)致產(chǎn)品重大缺陷，特種氣體純度越高，產(chǎn)品 的良率越高、性能越優(yōu)。伴隨 IC 芯片制程

50、技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品的生產(chǎn)精度越來越高， 用于集成電路制造的電子特氣亦提出了更高的純度要求。電子特氣的純度主要受三個(gè)因素影響：一是提純技術(shù)。電子特氣的分離和提純原理上可分為精餾分離、分子篩吸附分離以及膜 分離三大類。在實(shí)際提純分離過程中，為提升效率和良品率，會(huì)利用多種方法進(jìn)行組合， 配置工藝更為復(fù)雜，還需保證產(chǎn)品配比精度，因此抬高了研發(fā)壁壘。二是氣體檢測技術(shù)。隨著電子特氣的純度越來越高，對分析檢測方法和儀器提出了更高 的要求。目前國外電子氣體的分析己經(jīng)經(jīng)歷了離線分析、在線分析、原位分析等幾個(gè)階 段，對于高純度電子特氣的分析已開發(fā)出完整的測試體系。而由于我國電子特氣行業(yè)重 生產(chǎn)而輕檢測，因此分析

51、方法和儀器同國外廠商都有一定差距。三是氣體的儲存和運(yùn)輸。高純電子特氣運(yùn)輸為一大難關(guān)，在儲存和運(yùn)輸過程中要求使用 高質(zhì)量的氣體包裝儲運(yùn)容器、以及相應(yīng)的氣體輸送管線、閥門和接口，以防止氣體二次 污染。我國加工工藝整體落后以及不符合國際規(guī)范，大部分市場被國外公司占據(jù)。專業(yè)人才缺乏，技術(shù)人員培養(yǎng)目前面臨較大困局。電子氣體生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多、操作復(fù)雜， 因此企業(yè)除了研發(fā)人才，還需要大量掌握生產(chǎn)技術(shù)、具有實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員。據(jù) 統(tǒng)計(jì)，培養(yǎng)一名合格的生產(chǎn)技術(shù)工人至少需要 2 年時(shí)間，但目前國內(nèi)各大院?；疚丛O(shè) 立工業(yè)氣體學(xué)科，因此企業(yè)需要花費(fèi)大量時(shí)間和資金成本對新進(jìn)人員進(jìn)行深度培養(yǎng)，制約了我國企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新水平

52、的提升速度。4、外企壟斷電子特氣市場，國內(nèi)企業(yè)本土化優(yōu)勢顯著電子特氣市場正處于穩(wěn)定增長階段，從地理位置上看，亞太地區(qū)是電子特氣的最大消費(fèi) 市場。國內(nèi)電子特氣相關(guān)需求一直依賴進(jìn)口，主要市場由空氣化工、德國林德集團(tuán)、液 化空氣和太陽日酸等國外廠商占據(jù)，CR4 約 88%，形成寡頭壟斷的局面。國際局勢疊加國內(nèi)新興產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，國產(chǎn)替代本土化優(yōu)勢顯著。新興終端市場加速成 長，國內(nèi)企業(yè)經(jīng)過多年技術(shù)積累有望迎來國產(chǎn)化全面“開花”。伴隨俄烏戰(zhàn)爭、經(jīng)濟(jì)制 裁等事件的頻繁發(fā)生，國際局勢變得更加復(fù)雜動(dòng)蕩。在此背景下，進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格昂貴、 運(yùn)輸不便，本土化產(chǎn)品供應(yīng)穩(wěn)定、性價(jià)比高等特點(diǎn)更為顯著，國內(nèi)下游企業(yè)逐步轉(zhuǎn)向國

53、產(chǎn)供應(yīng)。電子特氣國產(chǎn)化是必然趨勢，將在市場化因素主導(dǎo)下全面加速。 截至 2022 年 Q1，我國擁有眾多生產(chǎn)工業(yè)氣體的企業(yè)，其中約一半位于華東地區(qū)。由于 行業(yè)技術(shù)壁壘高且客戶粘性大，短期內(nèi)行業(yè)的馬太效應(yīng)將繼續(xù)延續(xù)，但近些年國家推出 的相關(guān)支持政策及法律法規(guī)有望在往來助力相關(guān)細(xì)分行業(yè)的內(nèi)資企業(yè)大力發(fā)展。（七）靶材：PVD 核心耗材，技術(shù)壁壘較高靶材又稱為“濺射靶材”，是制作薄膜的主要材料。在濺射鍍膜工藝中，靶材是在高速 荷能粒子轟擊的目標(biāo)材料，可通過不同的離子光束和靶材相互作用得到不同的膜系（如 超硬、耐磨、防腐的合金膜等），以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電和阻擋的功能。靶材主要是由靶坯、背板 等部分組成，工作原理是

54、利用離子源產(chǎn)生的離子，在真空中聚集并提速，用形成的高速 離子束流來轟擊靶材表面，發(fā)生動(dòng)能交換，讓靶材表面的原子沉積在基底。1、半導(dǎo)體制程升級，銅鉭靶材有望成為主流靶材可以根據(jù)制造工藝、形狀、化學(xué)成分和應(yīng)用領(lǐng)域的差異進(jìn)行分類。根據(jù)靶材制造工藝的不同，可分為粉末冶金法和熔融鑄造法。粉末冶金法主要有熱等靜 壓法、熱壓法、冷壓-燒結(jié)法三種方法，通過將各種原料粉混合再燒結(jié)成形的方式得到 靶材，該方法優(yōu)點(diǎn)是靶材成分較為均勻、機(jī)械性能好、生產(chǎn)效率高、節(jié)約原材料成本， 缺點(diǎn)是含氧量量高、密度低。熔融鑄造法主要有真空感應(yīng)熔煉、真空電弧熔煉、真空電 子束熔煉等方法，通過機(jī)械加工將熔煉后的鑄錠制備成靶材，該制造方法

55、的優(yōu)點(diǎn)是靶材 雜質(zhì)含量低、密度高、可大型化，缺點(diǎn)是對兩種合金密度相似度要求高、較難做到成分 均勻化。根據(jù)靶材形狀的不同，靶材可分為長靶、方靶和圓靶三種。根據(jù)化學(xué)成分的不同，靶材可分為單質(zhì)金屬靶材、合金靶材和陶瓷化合物靶材三種。單 質(zhì)金屬靶材包括純金屬鋁、鈦、銅等；合金靶材包括鎳鉻合金和鎳鈷合金等；陶瓷化合 物靶材包括氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等。在半導(dǎo)體晶圓制造中，8 英寸及以下 晶圓通常以鋁制程為主，多數(shù)使用的靶材為鋁、鈦靶材。12 英寸晶圓制造，多使用先進(jìn) 的銅互連技術(shù)，以銅、鉭靶材為主。2、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移疊加政策支持，國內(nèi)半導(dǎo)體靶材快速增長全球半導(dǎo)體靶材市場漲幅穩(wěn)定，中國市場增速更為顯著。

56、根據(jù)華經(jīng)情報(bào)網(wǎng)數(shù)據(jù)， 2020 年全球半導(dǎo)體靶材市場規(guī)模突破 10億美元，同比上漲 4%，2021年預(yù)計(jì)達(dá) 10.4億美元。 近年來國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)高速發(fā)展，半導(dǎo)體靶材市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。自 2019 年起，受新 冠疫情影響，國內(nèi)市場芯片緊缺，上游半導(dǎo)體靶材行業(yè)迎來高速成長期，2020 年中國半 導(dǎo)體靶材行業(yè)市場規(guī)模增長至 17 億元，同比上升 12.88%，漲勢明顯。2022 年市場“缺 芯”現(xiàn)象仍將持續(xù)，有望進(jìn)一步促進(jìn)半導(dǎo)體靶材市場需求量的上升。3、靶材技術(shù)壁壘較高，高純+大尺寸為核心難點(diǎn)超高純金屬提純技術(shù)是核心壁壘。先進(jìn)半導(dǎo)體等高端制造行業(yè)所需金屬純度在 6N 及以 上，一般的金屬提純技術(shù)無

57、法滿足此要求。目前超高純銅、超高純鋁等多項(xiàng)核心專利技 術(shù)掌握在如美國霍尼韋爾、日本日礦等外資巨頭手中。我國企業(yè)已在純化研究上取得一 定突破，如有研億金的超純銅靶材已達(dá)到 7N 水平，并實(shí)現(xiàn) 100 噸/年的量產(chǎn)，有望在未 來逐漸完成國產(chǎn)化替代。4、CR4 高達(dá) 80%，國內(nèi)廠商加速追趕日本、美國企業(yè)為全球靶材市場主要廠商。亦如大多數(shù)半導(dǎo)體材料行業(yè)的細(xì)分市場，全 球靶材市場主要由日本和美國企業(yè)占據(jù)。日本日礦金屬、美國霍尼韋爾、日本東曹和美 國普萊克斯四家占據(jù)全球 80%的市場份額。其中，日本日礦金屬所占市場份額最多，達(dá) 30%。中國靶材市場呈外資壟斷格局。海外靶材公司憑借先發(fā)優(yōu)勢和數(shù)十年技術(shù)研發(fā)的沉淀， 在國內(nèi)靶材市場中占據(jù)絕對優(yōu)