中國CMP拋光材料行業(yè)市場現(xiàn)狀分析

中國CMP拋光材料行業(yè)市場現(xiàn)狀分析一、CMP拋光材料行業(yè)概況伴隨著摩爾定律的發(fā)展，集成電路的發(fā)展經(jīng)歷了從小規(guī)模集成電路(SSI)、中規(guī)模集成電路（MSI）、大規(guī)模集成電路（LSI）、甚大規(guī)模集成電路（VLSI）直至今天的超大規(guī)模集成電路（ULSI）、巨大規(guī)模集成電路（GSI）?；瘜W機械拋光技術(shù)是集成電路制造中的關鍵技術(shù)之一，是唯一可實現(xiàn)全局平坦化的工藝技術(shù)。CMP材料產(chǎn)業(yè)鏈與萬華化學聚氨酯板塊相關度高，拋光液主要原料包括研磨顆粒、各種添加劑和水，其中研磨顆粒主要為硅溶膠和氣相二氧化硅。化學機械拋光液原料中添加劑的種類根據(jù)產(chǎn)品應用需求有所不同，如金屬拋光液中有金屬絡合劑、腐蝕抑制劑等，非金屬拋光液中有各種調(diào)節(jié)去除速率和選擇比的添加劑。CMP拋光液由研磨料、PH值調(diào)節(jié)劑、氧化劑、分散劑還有表面活性劑組成，介質(zhì)復雜度很高。高品質(zhì)拋光液的關鍵在于控制磨料的硬度、粒徑、形狀等因素，同時使得各成分達到合適的質(zhì)量濃度，以達到最好的拋光效果。拋光墊會在拋光的過程中會不斷消耗，因而其使用壽命成為衡量拋光墊重要技術(shù)指標，越長的壽命越有利于晶圓廠維持穩(wěn)定生產(chǎn)。此外，缺陷率對于拋光墊也同樣重要，這一指標在納米制程的晶圓生產(chǎn)中尤為重要。拋光墊的性質(zhì)直接影響晶片的表面質(zhì)量,是關系到平坦化效果的直接因素之一。二、中國CMP拋光材料行業(yè)市場現(xiàn)狀分析隨著半導體工業(yè)飛速發(fā)展，電子器件的尺寸越來越小，所以對半導體原材料晶片表面的平整度要求也越來越高，達到納米級別。對晶片表面處理的傳統(tǒng)的平坦化技術(shù)有熱流法、旋轉(zhuǎn)玻璃法、回蝕法、選擇淀積等，但這些都只能做到局部的平面化，不能達到全局平面化。2019年晶圓制造材料市場出貨量為118.1億平方英寸，同比下降7%。晶圓制造中，對CMP材料的需求占比約7%。CMP工藝過程中所采用的設備及消耗品包括：拋光機、拋光液、拋光墊、后CMP清洗設備、拋光終點檢測及工藝控制設備、廢物處理和檢測設備等。其中CMP材料主要包括拋光液、拋光墊、調(diào)節(jié)器、CMP清洗以及其他等耗材，而拋光液和拋光墊占CMP材料細分市場的80%以上，是CMP工藝的核心材料。2018年全球CMP材料市場規(guī)模約20.1億美元，其中國內(nèi)CMP材料市場規(guī)模大約3.9億美元，2019年國內(nèi)CMP材料市場規(guī)模達到4.5億美元左右。半導體需求增加將拉動晶圓制造產(chǎn)量，將進一步擴大CMP材料市場的規(guī)模。三、CMP拋光材料行業(yè)競爭格局分析全球CMP拋光液市場主要被卡博特(Cabot)、日立(Hitachi)、FUJIMI、慧瞻材料(Versum)等所壟斷全球近65%的市場份額。全球拋光墊市場主要被陶氏(Dow)壟斷，占全球79%的市場份額。國內(nèi)芯片生產(chǎn)過程中所用拋光液主要由卡博特(Cabot)、陶氏(Dow)、FUJIMI、惠盛材料(Versum)、富士膠片(Fujifilm)、日立(Hitachi)和安集科技等供應。國產(chǎn)化比例不到10%，對于拋光液國產(chǎn)化需求非常大。安集微電子是國內(nèi)唯一一家能提供12英寸IC拋光液的本土供應商，它在銅制程上有一定優(yōu)勢，2018年完成了多個具有世界先進水平的集成電路材料的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應用。從安集科技CMP拋光液營收來看，截至2019年營收為2.36億元，同比增長15.15%。鼎龍股份前是國內(nèi)能夠大規(guī)模供應兼容性彩色碳粉、大規(guī)模量產(chǎn)CMP拋光墊的領先廠商，據(jù)統(tǒng)計，截至2020年上半年鼎龍股份CMP拋光墊營收為2102.41萬元，同比增幅達到2145.96%。四、化學機械拋光技術(shù)的未來傳統(tǒng)的CMP技術(shù)在IC制造中得到廣泛的應用，同時也表現(xiàn)出一系列的缺陷。隨著芯片集成度不斷提高，技術(shù)節(jié)點的不斷推進，探索適應新工藝要求的新一代平坦化技術(shù)成為人們的迫切需求。新的平坦化技術(shù)研發(fā)主要集中在將磨料固定在有機薄膜基材表面上，形成新的拋光墊來替代傳統(tǒng)拋光墊的固定磨料化學機械拋光技術(shù)（FixedCMP，F(xiàn)A-CMP）。通過使用不含有磨料的拋光液，直接通過拋光液與硅片之間化學腐蝕作用及拋光墊和硅片之間的摩擦作用去除表面材料實現(xiàn)硅片全局平坦化的無磨料化學機械拋光技術(shù)（Abrasive-freeCMP，AF-CMP）。在傳統(tǒng)電化學銅沉積工藝基礎上，在兩個電極之間增加非導體多孔拋光墊，在利用拋光墊干擾作用實現(xiàn)選擇性電化學銅沉積同時，利用拋光墊的機械摩擦和拋光作用去除多余銅沉積層而達到平坦化目的的電化學沉積技術(shù)（Electrochemicalmechanicaldeposition，ECMD）。依靠電流密度效應按一系列同心環(huán)對銅結(jié)構(gòu)表面進行平坦化的無應力拋光技術(shù)（Stress-Freepolishing，SFP）。通過壓力將要平坦化的物體壓平的接觸平坦化（Co