中国粉体网讯 近年来我国在CMP抛光液国产化方面取得了显著进步,中国本土CMP 抛光液企业不断崛起,国内市场竞争格局随之变化,国产替代进程将进一步加速。
化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)技术被誉为是当今时代能实现集成电路(IC)制造中晶圆表面全局平坦化的目前唯一技术,化学机械抛光的效果直接影响到芯片最终的质量和成品率。
通过抛光液中化学试剂的化学腐蚀和机械磨削的双重作用,在原子水平上去除表面缺陷,获得全局平坦化表面,因此,抛光液对抛光效果起着至关重要的影响。
CMP工艺 来源:何潮等,半导体材料CMP过程中磨料的研究进展
一、CMP抛光液
1. CMP抛光液的分类
抛光液种类繁多,大多是根据客户的工艺进行定制化。根据研磨颗粒,大致分为二氧化硅抛光液、氧化铈抛光液、氧化铝抛光液和纳米金刚石抛光液。根据应用领域,大致分为硅抛光液、铜及铜阻挡层抛光液、钨抛光液、钴抛光液、层间介质层抛光液、浅槽隔离层抛光液和3D封装硅通孔抛光液。
抛光液 来源: 蔡康光学官网
2. CMP抛光液发展历程
20世纪80年代,化学机械抛光(CMP)技术开始被引入到半导体制造过程中,标志着CMP抛光液行业的初步形成。20世纪90年代,随着半导体技术的不断进步,CMP抛光液的需求逐渐增加,行业开始进入快速发展期。21世纪初,随着纳米技术的发展和应用,CMP抛光液行业进入了一个新的发展阶段,市场需求进一步扩大。2010年代,随着智能手机、云计算等新兴技术的发展,CMP抛光液的应用范围进一步拓宽,行业前景十分广阔。
3. CMP抛光液行业产业链
CMP抛光液上游材料中,主要原材料研磨颗粒的制造技术掌握在国外企业手中。目前卡博特(Cabot)、慧瞻材料(Versum)、英特格(Entegris)、安集科技等抛光液企业主要向第三方采购核心磨粒材料。二氧化硅磨粒使用最广泛(70%),但被日产化学、扶桑化学、阿克苏诺贝尔公司等海外巨头垄断。比利时索尔维作为全球最大的氧化铈研磨颗粒制造商,垄断了氧化铈研磨颗粒市场。
中游CMP抛光液生产厂商主要包括卡博特(Cabot)、慧瞻材料(Versum)、日立(Hitachi)、富士美(Fujimi)等国外企业以及安集科技、鼎龙股份、上海新安纳等国内企业。下游应用领域为半导体产业,其中集成电路占80%以上应用空间,其他应用领域包括分立器件、光电子器件和传感器等。下游企业主要有中芯国际、华虹集团、晶合集成等;随着国内半导体产业发展,抛光液的应用需求呈现快速增长。
抛光液产业链 来源:金木资本
二、CMP抛光液国产化发展
1. 抛光液市场竞争格局
从全球CMP抛光液市场来看,第一梯队主要为市场份额占比较大且业务布局相对全面的国外企业;第二梯队则为市场份额相对较小的企业,其中中国CMP抛光液龙头企业安集科技凭借不断提升的技术和不断丰富的产品线跻身全球CMP抛光液市场第二梯队;第三梯队为市场份额小或CMP抛光液业务不够成熟的企业。
来源:前瞻产业研究院,中国粉体网整理
2. 国家政策支持
CMP抛光液作为半导体的重要材料之一,具有投资风险大、技术积累周期长和规模经济效应强等特征,决定了CMP抛光液行业的发展壮大不可能一蹴而就,因此为保障其良好地发展、突破行业瓶颈,国家给予大量政策支持。政策主要集中在集成电路方面,通过大量的资金支持政策来推动集成电路技术创新和产业升级。
来源:金木资本
3. 企业发展态势向好
近年来,随着我国晶圆厂持续扩产扩建等因素,我国CMP抛光液需求持续增长,市场规模逐年提升,由2017年的14.9亿元增长至2023年的29.6亿元,年复合增长率约为12.12%,行业需求增速显著高于全球平均增速水平。
我国抛光液市场规模情况 来源:华经情报网,中国粉体网整理
安集微电子科技(上海)股份有限公司作为国内CMP抛光液领军者,一直在不断加大研发投入,拓宽产品布局,横向拓宽产品线打造半导体材料平台,现已成功打破了国外厂商对集成电路领域化学机械抛光液、部分功能性湿电子化学品、电镀液及添加剂的垄断,三大核心产品在特定领域实现技术突破。
安集科技 来源:安集科技官网
公司坚持自主研发构筑核心技术壁垒,拓展产品品类打开远期成长空间。半导体材料行业技术+验证壁垒高企,公司自成立以来始终坚持自主创新、自主研发道路,目前已掌握多项核心技术和优质客户资源。除此之外,公司近期发布募集可转债公告,将加大对湿电子化学品和上游研磨颗粒等关键原材料布局,未来随着公司产品品类的不断丰富,半导体材料平台化布局成效将不断显现。
上海新安纳电子科技有限公司是一家专门致力于电子级纳米磨料和抛光液技术开发、生产、销售和服务的高科技企业。公司拥有完整的磨料和抛光液制备、检测、抛光验证系统,按ISO9000质量体系进行管理,是目前中国技术领先的电子级胶体二氧化硅、蓝宝石抛光液和硅片抛光液供应商,产品质量和技术能力得到了国内外知名公司的认可。
新安纳科技 来源:新安纳科技官网
三、挑战与未来
1. CMP抛光液行业存在的问题
在技术层面,尽管近年来我国在CMP抛光液国产化方面取得了显著进步,但与国际先进水平相比仍存在一定的差距,尤其是在针对更先进制程芯片所需的高性能、低缺陷率的抛光液研发上,关键技术尚未完全突破,部分高端产品仍依赖进口。其次,国内企业激烈的市场竞争压力,原材料供应链所需的稳定性和成本控制,抛光液行业的高研发投入、长周期,产业配套能力的不足等等,均需进一步提升和完善,才能真正实现CMP抛光液行业的自主可控和可持续发展。
2. CMP抛光液行业发展前景预测
随着全球半导体产业的持续发展和集成电路制造技术的不断演进,CMP抛光液行业正面临前所未有的发展机遇。新一代信息技术崛起,对高性能芯片的需求日益增长,为CMP抛光液提供了广阔的市场需求空间。另外,随着中国本土CMP 抛光液企业的崛起,国内市场竞争格局有望发生变化,国产替代进程将进一步加速。总体来看,CMP抛光液行业在未来几年的发展前景十分光明,将持续受益于科技进步、市场需求增长和政策支持,迎来一个快速发展与壮大的新时期。
参考来源:
[1] 燕禾等,化学机械抛光技术研究现状及发展趋势
[2] 严嘉胜等,硅晶片化学机械抛光液的研究进展
[3] 何潮等,半导体材料CMP过程中磨料的研究进展
[4] 芯小虎
[5] 金木资本
[6] 智研瞻
[7] 智研咨询
[8] 前瞻产业研究院
[9] 华经情报网
[10] 华创证券研报 慧博投研
[11] 安集微电子科技(上海)股份有限公司官网
[12] 上海新安纳电子科技有限公司官网
[13] 上海蔡康光学仪器有限公司官网
(中国粉体网编辑整理/山林)
注:图片非商业用途,存在侵权告知删除!