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半導(dǎo)體材料行業(yè)深度報(bào)告:借力國產(chǎn)替代東風(fēng),半導(dǎo)體材料加速進(jìn)階

作者:未來智庫 來源: 頭條號 93612/30

(報(bào)告出品方:國信證券)1.半導(dǎo)體材料是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基石半導(dǎo)體材料貫穿半導(dǎo)體生產(chǎn)流程,晶圓制造材料占比不斷提升半導(dǎo)體材料是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基石。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈一般分為設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)。半導(dǎo)體材料在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中位于制造環(huán)節(jié)上游,和半導(dǎo)體設(shè)

標(biāo)簽:

(報(bào)告出品方:國信證券)

1.半導(dǎo)體材料是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基石

半導(dǎo)體材料貫穿半導(dǎo)體生產(chǎn)流程,晶圓制造材料占比不斷提升半導(dǎo)體材料是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基石。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈一般分為設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)。半導(dǎo)體材料在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中位于制造環(huán)節(jié)上游,和半導(dǎo)體設(shè)備一起構(gòu)成了制造環(huán)節(jié)的核心上游供應(yīng)鏈,是推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的基石。

半導(dǎo)體材料貫穿了半導(dǎo)體生產(chǎn)的整個(gè)流程。按照應(yīng)用環(huán)節(jié)半導(dǎo)體材料可以分為制造材料與封測材料。其中,晶圓制造材料主要包括硅片、特種氣體、掩膜版、光刻膠及配套材料、濕電子化學(xué)品、靶材、CMP 拋光液&拋光墊等;封裝材料主要包括封裝基板、引線框架、鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、芯片粘接材料等。


晶圓制造材料中,硅片為晶圓基底材料;掩膜版用于光刻工藝底板;光刻膠用于將掩膜版上的圖案轉(zhuǎn)移到硅片上;靶材用于薄膜沉積;電子特氣用于氧化、還原、除雜;濕電子化學(xué)品用于清洗、刻蝕;拋光材料用于實(shí)現(xiàn)平坦化。封裝材料中,封裝基板與引線框架用于保護(hù)、支撐芯片及建立芯片與PCB間的連接;鍵合絲用于連接芯片和引線框架;粘合材料用于芯片貼片;陶瓷封裝體用于絕緣打包。

細(xì)分市場中,制造材料市場占比 63%,硅片在制造材料中占比最高。2021年半導(dǎo)體材料全球整體市場空間約 643 億美元。其中制造材料市場規(guī)模約404 億美元,占比 63%;封測材料市場規(guī)模約 239 億美元,占比37%。2021 年晶圓制造材料市場細(xì)分占比中,硅片占比 41%最高,市場份額約126億美元;掩膜版、電子特氣分別占比 16%、15%,市場份額約49CMP 材料、光刻膠、濕電子化學(xué)品、靶材分別占比10%、8%、6%、4%,市場份額分別為 30 億美元、25 億美元、20 億美元和 11 億美元。

全球半導(dǎo)體材料行業(yè)市場規(guī)模整體呈上升態(tài)勢。根據(jù)SEMI 數(shù)據(jù),2015-2021年全球半導(dǎo)體材料行業(yè)市場規(guī)模整體呈不斷上漲態(tài)勢,2015 年市場規(guī)模為432.9億美元,2021 年增長到 643 億美元,CAGR 為 6.8%。2019 年全球半導(dǎo)體材料行業(yè)市場相比 2018 年下降 1.12%,主要系 2019 年下游增速放緩,疊加貿(mào)易摩擦,使得半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整體低迷,增速下滑。2020 與 2021 年由于5G 和新能源的快速發(fā)展,大幅提升了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的市場需求,半導(dǎo)體材料市場規(guī)??焖偕仙?021 年達(dá)到643億美元,同比增長 15.86%。 分產(chǎn)品的市場規(guī)模來看,晶圓制造材料占比不斷提升。2011 年到2020 年,晶圓制造材料占比較封裝材料不斷上升,2011 年晶圓制造材料和封裝材料占比分別為50.63%和 49.37%,2020 年晶圓制造材料和封裝材料占比分別為63.11%和36.89%。晶圓制造材料占比提升的原因是先進(jìn)制造的持續(xù)發(fā)展,對晶圓制造環(huán)節(jié)的材料提出了更高的要求,加工工藝步驟的不斷增加也提升了晶圓制造材料的消耗量。


中國集成電路市場保持高增速,國內(nèi)半導(dǎo)體材料的市場空間廣闊。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2021 年中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額為10458.3億元,同比增長 18.2%。其中,設(shè)計(jì)業(yè)銷售額為 4519 億元,同比增長19.6%;制造業(yè)銷售額為 3176.3 億元,同比增長 24.1%;封裝測試業(yè)銷售額2763 億元,同比增長 10.1%。

制程發(fā)展及晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)刺激材料需求,貿(mào)易摩擦催化國產(chǎn)替代

制程提升增加工藝難度和加工步驟數(shù),對上游材料需求提升。IC insights在2020年的《Mc clean》報(bào)告指出,在過去的 50 年中,DRAM、閃存、微處理器和圖形處理器增長趨勢仍依照摩爾定律,即每隔 18-24 個(gè)月,芯片上集成的晶體管數(shù)目就會增加一倍,隨著制程和集成度的提升,工藝難度和加工步驟數(shù)相應(yīng)增加,對上游材料的需求和性能要求也相應(yīng)提高。

晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)推動(dòng)材料需求上升,中國是全球新建晶圓廠數(shù)量最多的國家。SEMI預(yù)計(jì),2020 年至 2024 年間將有眾多晶圓廠上線,包括25 座8 英寸晶圓廠和60座12 英寸晶圓廠,其中中國是新增數(shù)量最多的國家,中國國內(nèi)新增14 座8英寸和15 座 12 英寸,中國臺灣新增 2 座 8 英寸和 15 座 12 英寸,在新建8 英寸晶圓廠方面,中國國內(nèi)的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他國家/地區(qū)。2021、2022 年中國國內(nèi)新建數(shù)量分別為 5 座和 3 座,2024 年中國國內(nèi)的 12 英寸寸晶圓廠市場份額上升至20%,相較于 2015 年增長 12%,產(chǎn)能達(dá)到 150 萬片/月。晶圓廠的擴(kuò)產(chǎn)將刺激上游半導(dǎo)體材料行業(yè)的市場需求。


根據(jù) IC insights 預(yù)計(jì),2022 年全球新投產(chǎn) 10 座12 英寸晶圓廠,將帶來全球晶圓產(chǎn)能 8.7%的增幅,高于 21 年的 8.5%,并預(yù)計(jì) 2022 年全球晶圓廠的產(chǎn)能利用率仍將超過 90%,預(yù)計(jì)為 93%。根據(jù) Knometa Research 數(shù)據(jù),2021 年全球的晶圓產(chǎn)能達(dá)到了 2143 萬片/月(按 8 寸晶圓當(dāng)量),其中中國國內(nèi)月產(chǎn)能為350萬片,僅占全球產(chǎn)能的 16%。中國國內(nèi)的產(chǎn)能份額在過去兩年中每年增加1pct,自2011年以來累計(jì)增加 7pct,預(yù)計(jì)到 2024 年中國在全球IC 晶圓產(chǎn)能中的份額將達(dá)到近19%。根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù),2021 年,中國臺灣地區(qū)仍擁有全球半導(dǎo)體材料最大的市場。但中國國內(nèi)市場增速最快,2021 年增長 21.90%至119 億美元,占全球市場的18.56%。

中國集成電路仍以進(jìn)口為主,國產(chǎn)替代空間巨大。根據(jù)中國海關(guān)總署數(shù)據(jù),2021年中國進(jìn)口的芯片總量為 6354.8 億個(gè),同比增長了16.9%;進(jìn)口金額突破到了近4326 億美元,同比增長 23.6%,均創(chuàng)下歷史新高。2017-2021 年,我國集成電路進(jìn)口數(shù)量約為出口數(shù)量 2 倍,進(jìn)口金額約為出口金額4 倍,總體仍高度依賴進(jìn)口。


美國制裁新規(guī)將進(jìn)一步刺激國產(chǎn)替代需求。美國 BIS 于2022 年10 月7 日出臺管制新規(guī),管制措施適用于將美國設(shè)備或零部件出口到中國國內(nèi)的特定先進(jìn)邏輯或存儲芯片晶圓廠,主要是 16/14nm 以下節(jié)點(diǎn)的邏輯集成電路、128 層以上的NAND存儲器集成電路、18nm 及以下的 DRAM 集成電路。進(jìn)一步限制中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展,短期來看對整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈存在較大影響,但長期來看中國集成電路產(chǎn)業(yè)必將走上獨(dú)立自主創(chuàng)新之路,管制新規(guī)將進(jìn)一步催化設(shè)備及材料端國產(chǎn)化趨勢,預(yù)計(jì)相關(guān)國產(chǎn)材料及設(shè)備能夠得到更多的驗(yàn)證資源和機(jī)會,縮短國產(chǎn)替代周期。

2.晶圓制造材料:集成電路的物質(zhì)基礎(chǔ)

2.1 硅片:半導(dǎo)體器件的主要載體,集成電路大廈之地基

硅片是半導(dǎo)體器件的主要載體,在半導(dǎo)體材料占比最高。硅基半導(dǎo)體材料是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的半導(dǎo)體材料,多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。通常按照純度不 同 , 將 多 晶 硅 分 為 工 業(yè) 級 ( 純 度 在 95%-99% )、太陽能級(純度在99.99%-99.9999%)和電子級(純度在 99.9999999%-99.999999999%)。電子級的多晶硅經(jīng)過拉單晶硅錠、切割和后續(xù)一系列加工后,成為半導(dǎo)體硅片。

硅片位于半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)鏈上游。在半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)鏈中,硅片是基礎(chǔ)材料,位于制造產(chǎn)業(yè)鏈的上游,集成電路結(jié)構(gòu)是以硅片為基礎(chǔ)搭建而成的,硅片是芯片制造的核心原材料。


半導(dǎo)體硅片制造工藝復(fù)雜

半導(dǎo)體硅片制造流程復(fù)雜,主要包括拉單晶和硅片的切磨拋外延等工藝。半導(dǎo)體硅片的生產(chǎn)流程復(fù)雜,涉及工序較多。研磨片工序包括拉單晶、截?cái)?、滾圓、切片、倒角、研磨等,拋光片是在研磨片的基礎(chǔ)上經(jīng)邊緣拋光、表面拋光等工序制造而來;拋光片經(jīng)外延工藝制造出硅外延片,經(jīng)退火熱處理制造出硅退火片,經(jīng)特殊工藝制造出絕緣體上硅 SOI。硅片制造過程中需要經(jīng)過多次清洗,在銷售給客戶之前還需要經(jīng)過檢驗(yàn)和包裝。

步驟一:拉單晶。拉單晶是半導(dǎo)體硅片生產(chǎn)工序中最為核心的技術(shù),常用方法有直拉法(Czochralsk,CZ 法)和區(qū)熔法(Float-Zone,F(xiàn)Z 法)兩種。FZ法純度高,氧含量低,電阻率較高,能耐高壓,但工藝難度大,大尺寸硅片制備困難且成本高,因此主要以 8 英寸及以下尺寸為主,主要用于中高端功率器件。CZ法氧含量高,更容易生產(chǎn)出大尺寸單晶硅棒,工藝也已成熟,成本較低,因此目前半導(dǎo)體行業(yè)主要采用 CZ 法拉制單晶硅棒。拉單晶技術(shù)直接決定了位錯(cuò)、COP(crystaloriginated pit,晶體原生凹坑)、旋渦等晶體原生缺陷的密度及電阻率、電阻率梯度、氧、碳含量等晶體技術(shù)指標(biāo)的好壞,是半導(dǎo)體硅片生產(chǎn)工序中最為核心的技術(shù)。

步驟二:切片。單晶硅棒磨成相同直徑,然后根據(jù)客戶要求的電阻率,用內(nèi)徑鋸或線鋸將晶棒切成約 1mm 厚的薄片,形成晶圓。根據(jù)目前的工藝、技術(shù)水平,為了降低硅材料的損耗、提高生產(chǎn)效率和表面質(zhì)量,一般采用線切割方法進(jìn)行切片。


步驟三:倒角:硅片倒角加工的目的是消除硅片邊緣表面經(jīng)切割加工所產(chǎn)生的的棱角、裂縫、毛刺、崩邊或其他的缺陷以及各種邊緣表面污染,從而降低硅片邊緣表面的粗糙度,增加硅片邊緣表面的機(jī)械強(qiáng)度、減少顆粒的表面沾污。

步驟四:研磨。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。研磨的目的是為了去除在切片工序中,硅片表面因切割產(chǎn)生的深度約20~25um的表面機(jī)械應(yīng)力損傷層和表面的各種金屬離子等雜質(zhì)污染,并使硅片具有一定的平坦表面。

步驟五:蝕刻和拋光。通過化學(xué)蝕刻去除前面步驟對晶圓表面造成的機(jī)械損傷,然后采用硅溶膠機(jī)械化學(xué)拋光法使晶圓表面更加平整和光潔。

步驟六:清潔和檢查。清潔后,對產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查,合格后銷售給客戶。也可進(jìn)一步用來制作 SOI、外延片等特殊硅片。

根據(jù)摻雜程度不同,半導(dǎo)體硅片可分為輕摻和重?fù)?。重?fù)焦杵膿诫s元素?fù)饺肓看螅娮杪实?一般用于功率器件等領(lǐng)域產(chǎn)品;輕摻硅片摻雜濃度低,一般用于集成電路領(lǐng)域,技術(shù)難度和產(chǎn)品質(zhì)量要求更高。由于集成電路在全球半導(dǎo)體市場中占比超過 80%,全球?qū)p摻硅片需求更大。 根據(jù)工藝,半導(dǎo)體硅片可分為研磨片、拋光片及基于拋光片制造的特殊硅片外延片、SOI 等。研磨片可用于制造分立器件;輕摻拋光片可用于制造大規(guī)模集成電路或作為外延片的襯底材料,重?fù)綊伖馄话阌米魍庋悠囊r底材料。相比研磨片,拋光片具有更優(yōu)的表面平整度和潔凈度。 在拋光片的基礎(chǔ)上,可以制造出退火片、外延片、SOI 硅片和結(jié)隔離硅片。退火片在氫氣或氬氣環(huán)境下對拋光片進(jìn)行高溫?zé)崽幚恚匀コA表面附近的氧氣,可以提高表面晶體的完整性。外延片是在拋光片表面形成一層氣相生長的單晶硅,可 滿 足 需 要 晶 體 完 整 性 或 不 同 電 阻 率 的 多層結(jié)構(gòu)的需求。SOI硅片(Silicon-On-Insulator)是在兩個(gè)拋光片之間插入高電絕緣氧化膜層,可以實(shí)現(xiàn)器件的高集成度、低功耗、高速和高可靠性,在活性層表面也可以形成砷或砷的擴(kuò)散層。結(jié)隔離硅片是根據(jù)客戶的設(shè)計(jì),利用曝光、離子注入和熱擴(kuò)散技術(shù)在晶圓表面預(yù)形成 IC 嵌入層,然后再在上面生長一層外延層。


應(yīng)用最廣的三類硅片是拋光片、外延片與以 SOI 硅片。拋光片直接用于制作半導(dǎo)體器件,廣泛應(yīng)用于存儲芯片與功率器件等,也可作為外延片、SOI 硅片的襯底材料;外延片是由拋光片經(jīng)過外延生長而形成,常在CMOS 電路中使用,如通用處理器芯片、圖形處理器芯片等,也應(yīng)用于應(yīng)用于二極管、IGBT 等功率器件的制造;SOI 硅片是由拋光片經(jīng)過氧化、鍵合或離子注入等工藝處理后形成,具備耐高壓、耐惡劣環(huán)境、低功耗、集成度高等特點(diǎn),主要應(yīng)用于智能手機(jī)、WiFi 等無線通信設(shè)備的射頻前端芯片,也應(yīng)用于功率器件、傳感器、硅光子器件等芯片產(chǎn)品,價(jià)格是一般硅片的 4-5 倍。

根據(jù)應(yīng)用場景不同,半導(dǎo)體硅片可分為正片、假(陪)片。正片用于半導(dǎo)體產(chǎn)品的制造,假片用來暖機(jī)、填充空缺、測試生產(chǎn)設(shè)備的工藝狀態(tài)或某一工藝的質(zhì)量狀況。假片一般由晶棒兩側(cè)品質(zhì)較差部分切割而來,由于用量巨大,在符合條件的情況下部分產(chǎn)品會回收再利用,回收重復(fù)利用的硅片稱為可再生硅片。據(jù)觀研網(wǎng)數(shù)據(jù),65nm 制程的晶圓代工廠每 10 片正片需要加6 片假片,28nm 及以下制程每 10 片正片則需要加 15-20 片假片。

半導(dǎo)體市場推動(dòng)硅片市場增長,大尺寸硅片需求提升

中國半導(dǎo)體硅片市場增速明顯。根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù),2016-2018 年,全球半導(dǎo)體硅片市場總體處于上升增速明顯,2018-2020 年小幅回落,2021 年重拾升勢,全球市場規(guī)模 126 億美元。中國國內(nèi)半導(dǎo)體硅片市場自 2015 年起迅速上升,2021年中國市場規(guī)模 16.6 億美元,2015-2021 年 CAGR 為 27%,市場增速明顯。

半導(dǎo)體含量提升推動(dòng)硅片出貨面積增加,2021 年全球硅片出貨面積創(chuàng)歷史新高。歷史上半導(dǎo)體行業(yè)的年均增速高于電子系統(tǒng)整體市場,主要驅(qū)動(dòng)力是電子系統(tǒng)中使用的半導(dǎo)體的含量不斷增加。比如隨著全球手機(jī)、汽車和個(gè)人電腦出貨量增長趨于成熟和放緩,電子系統(tǒng)市場 2011-2021 年的年均復(fù)合增長率為3.5%,而半導(dǎo)體行業(yè) 2011-2021 年的年均復(fù)合增長率為 6.5%。根據(jù)IC Insights 的數(shù)據(jù),2021年電子系統(tǒng)中的半導(dǎo)體含量提高到了 33.2%,創(chuàng)歷史新高,同時(shí)預(yù)期終值將超過40%。在半導(dǎo)體含量推動(dòng)作用下,硅片出貨面積呈上升趨勢,根據(jù)SEMI 的數(shù)據(jù),2021 年全球硅片出貨面積 141.65 億平方英寸,創(chuàng)歷史新高。


集成電路制程縮小推動(dòng)硅片向大尺寸發(fā)展。半導(dǎo)體硅片通??梢园凑粘叽纭⒐に噧煞N方式進(jìn)行分類。按照尺寸分類,主流半導(dǎo)體硅片分為150mm(6 英寸)、200mm(8 英寸)與 300mm(12 英寸)等規(guī)格。硅片誕生于1960 年,初始為23mm,此后逐步向大硅片發(fā)展,2002 年 300mm(12 英寸)硅片實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),臺積電、Intel等企業(yè)仍有 450mm 硅片的研發(fā)規(guī)劃。 根據(jù)摩爾定律,集成電路上的晶體管每隔 18 個(gè)月要翻一倍,相對應(yīng)的成本就下降一半,而大尺寸硅片能夠提高單個(gè)硅片上集成的芯片數(shù)量,芯片尺寸越小,硅片尺寸越大,單個(gè)芯片的制造成本越低,可以顯著降低邊際成本。因此,制程的不斷縮小推動(dòng)硅片向大尺寸發(fā)展。

先進(jìn)制程占比上升,推動(dòng) 12 英寸芯片需求提升。根據(jù)IC insight 預(yù)測,2021-2024年,全球芯片制造產(chǎn)能中 10nm 以下制程占比迅速上升。2021 年,10nm 以下制程占比為 16%,2024 年將上升至 29%,而先進(jìn)制程基本是以12 英寸硅片為主,先進(jìn)制程的發(fā)展將刺激 12 英寸硅片需求。

半導(dǎo)體硅片新增需求集中在 8 英寸和 12 英寸,6 英寸及以下尺寸硅片需求穩(wěn)定。根據(jù) Omdia 的數(shù)據(jù),6 英寸及以下尺寸的半導(dǎo)體硅片需求量在2000 年到2015年之間曾下降趨勢,2015 年后基本保持穩(wěn)定;12 英寸硅片從2001 年商業(yè)化生產(chǎn)后,需求量持續(xù)攀升;8 英寸硅片需求量波動(dòng)相對較少。Omdia 預(yù)計(jì)2021 至2025年,8 英寸和 12 英寸半導(dǎo)體硅片需求量將增加,6 英寸及以下尺寸硅片需求保持平穩(wěn)。從出貨片數(shù)來看,2021年12英寸占比 47.7%,8英寸占比34.3%,小尺寸占比18.0%;從出貨面積來看,2021 年 12 英寸占比 70.9%,8 英寸占比22.6%,小尺寸占比6.5%。

基于成本考慮,分立器件繼續(xù)沿用小尺寸,集成電路向大尺寸遷移。分立器件由于價(jià)格偏低,生產(chǎn)廠商對于投資大尺寸產(chǎn)線動(dòng)力不足,目前仍以6 英寸及以下硅片為主。集成電路使用大尺寸硅片帶來的經(jīng)濟(jì)效益明顯,比如12 英寸面積是8英寸的 2.25 倍,可使用率是 8 英寸的 2.5 倍左右,單片可產(chǎn)出的芯片數(shù)量增加,單個(gè)芯片的成本隨之降低。若硅片尺寸增大帶來的成本節(jié)約可以彌補(bǔ)投資大尺寸晶圓制造產(chǎn)線的成本,廠商便有向大尺寸遷移的動(dòng)力。目前商用的最大半導(dǎo)體硅片尺寸是 12 英寸,18 英寸(450mm)硅片由于工藝和技術(shù)難度較大,目前還沒有看到量產(chǎn)的可能。


2.2 掩膜版:圖形轉(zhuǎn)移傳送帶,光刻復(fù)制的藍(lán)本

掩膜版是微電子制造過程中的圖形轉(zhuǎn)移母版,是半導(dǎo)體行業(yè)生產(chǎn)制造過程中重要的關(guān)鍵材料。掩膜版的作用是將設(shè)計(jì)者的電路圖形通過曝光的方式轉(zhuǎn)移到晶圓上,從而實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。作為光刻復(fù)制圖形的基準(zhǔn)和藍(lán)本,掩膜版是連接工業(yè)設(shè)計(jì)和工藝制造的關(guān)鍵,掩膜版的精度和質(zhì)量水平會直接影響最終芯片產(chǎn)品的優(yōu)品率。以晶圓制造為例,其制造過程需要經(jīng)過多次曝光工藝,利用掩膜版的曝光掩蔽作用,在半導(dǎo)體晶圓表面形成柵極、源漏極、摻雜窗口、電極接觸孔等。

光掩膜制作對環(huán)境要求十分苛刻:1.要保證恒溫恒濕環(huán)境:溫度保持23±0.5℃(10 級凈化房),23±0.3℃(1 級凈化房),濕度保持50±5%RH;2,要保證高凈化空間:大多數(shù)區(qū)域要求 10 級凈化,局部區(qū)域要求1 級凈化(每立方英尺的空間內(nèi),直徑大于 0.5 微米的塵埃顆粒數(shù)不能超過 1 個(gè))。在半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)鏈中,掩膜版位于中游。掩膜版的主要原材料包括掩膜基板、光學(xué)膜、化學(xué)試劑以及包裝盒等輔助材料,掩膜版主要應(yīng)用于平板顯示、半導(dǎo)體、觸控和電路板的制造過程。平板顯示、半導(dǎo)體等中游電子元器件廠商的終端應(yīng)用主要包括消費(fèi)電子(電視、手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、可穿戴設(shè)備)、家用電器、車載電子、網(wǎng)絡(luò)通信、LED 照明、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療電子以及工控等領(lǐng)域。

光掩膜生產(chǎn)工藝流程主要包括 CAM 圖檔處理、光阻涂布、激光光刻、顯影、蝕刻、脫膜、清洗、宏觀檢查、自動(dòng)光學(xué)檢查、精度測量、缺陷處理、貼光學(xué)膜等環(huán)節(jié)。

全球掩模版市場穩(wěn)步提升,半導(dǎo)體用光掩膜版增長迅猛

全球半導(dǎo)體掩膜版市場保持高速發(fā)展的態(tài)勢。根據(jù)SEMI 數(shù)據(jù),自2012 年起,在經(jīng)過連續(xù)七年的增長后,2019 年全球半導(dǎo)體掩膜版市場規(guī)模達(dá)到41 億美元;SEMI預(yù)計(jì)未來全球半導(dǎo)體掩膜版市場將保持穩(wěn)健增長的態(tài)勢,2021 年市場規(guī)模將超過44 億美元。分地區(qū)來看,隨著國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)占全球比重的逐步提升,國內(nèi)半導(dǎo)體掩膜版市場規(guī)模也逐步擴(kuò)大;根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù),2019 年國內(nèi)半導(dǎo)體掩膜版市場規(guī)模 1.44 億美元,預(yù)計(jì) 2021 年將達(dá)到 1.95 億美元(CAGR: 16.32%)。


半導(dǎo)體掩膜版的技術(shù)更新主要體現(xiàn)在圖形尺寸、精度及制造技術(shù)等方面。半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)點(diǎn)由 130nm、100nm、90nm、65nm 等逐步發(fā)展到28nm、14nm、7nm、5nm等;半導(dǎo)體掩膜版也從激光直寫光刻、濕法制程、光學(xué)檢測等逐步發(fā)展為電子束光刻、干法制程、電子顯微檢測。同時(shí),相移掩膜技術(shù)(PSM)、鄰近光學(xué)效應(yīng)修正(OPC)技術(shù)等也越來越多的應(yīng)用于先進(jìn)制程半導(dǎo)體掩膜版制造領(lǐng)域。2020 年半導(dǎo)體光掩膜版需求首次超越 FPD 光掩膜版需求量。根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù),從光掩膜版需求量來看,IC 用光掩膜玻璃基板需求從2015 年的2.9 萬平方米增長到 2020 年的 5.6 萬平方米,F(xiàn)PD 光掩膜玻璃基板需求從2015 年的4.1萬平方米增長到 2020 年的 5.3 萬平方米,IC 用光掩膜版首次超越FPD(平板顯示)光掩膜版需求量。

半導(dǎo)體掩膜版以成熟制程為主,未來先進(jìn)制程占比不斷上升。整體來看,不同制程半導(dǎo)體掩膜版占比中,130nm 以上制程占比 54%,是目前主流制程;28-90nm制程占比 33%,22nm 以下制程占比 13%,長期來看,隨著先進(jìn)制程不斷發(fā)展,半導(dǎo)體掩膜版在先進(jìn)制程占比會不斷提升。

行業(yè)競爭格局:美國、日韓掩膜版廠商處于領(lǐng)先地位

掩膜版行業(yè)的主要廠商有美國的福尼克斯及其韓國子公司PKL,韓國的LG-IT,日本的 SKE、HOYA、Toppan、DNP,中國的臺灣光罩、清溢光電、路維光電。其中,LG-IT 和 SKE 的掩膜版產(chǎn)品主要布局在平板顯示掩膜版領(lǐng)域,均擁有G11掩膜版生產(chǎn)線;Toppan 和臺灣光罩掩膜版產(chǎn)品主要布局在半導(dǎo)體掩膜版領(lǐng)域;福尼克斯、DNP、HOYA 的掩膜版產(chǎn)品同時(shí)布局在平板顯示掩膜版領(lǐng)域和半導(dǎo)體掩膜版領(lǐng)域,均擁有 G11 掩膜版生產(chǎn)線;清溢光電和路維光電的掩膜版產(chǎn)品種類多樣,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,包括平板顯示掩膜版、半導(dǎo)體掩膜版、觸控掩膜版和電路板掩膜版等,其中路維光電擁有 G111 掩膜版生產(chǎn)線。

在平板顯示掩膜版市場,美國、日本、韓國的掩膜版廠商處于壟斷地位。根據(jù)Omdia 數(shù)據(jù),2020 年全球各大掩膜版廠商平板顯示掩膜版的銷售金額前五名分別為福尼克斯、SKE、HOYA、LG-IT 和清溢光電,前五名掩膜版廠商的合計(jì)銷售額占全球平板顯示用掩膜版銷售額的比例約為 88%。根據(jù)Omdia,2020 年路維光電平板顯示掩膜版市場份額位列全球第八,國內(nèi)第二。


在半導(dǎo)體領(lǐng)域,半導(dǎo)體掩膜版的主要參與者為晶圓廠自行配套的掩膜版工廠和獨(dú)立第三方掩膜版生產(chǎn)商。由于用于芯片制造的掩膜版涉及各家晶圓制造廠的技術(shù)機(jī)密,因此晶圓制造廠先進(jìn)制程(45nm 以下)所用的掩膜版大部分由晶圓廠自己的專業(yè)工廠生產(chǎn),但對于 45nm 以上等比較成熟的制程所用的標(biāo)準(zhǔn)化程度更高的掩膜版,晶圓廠出于成本的考慮,更傾向于向獨(dú)立第三方掩膜版廠商進(jìn)行采購。根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù),2019 年在半導(dǎo)體芯片掩膜版市場,晶圓廠自行配套的掩膜版工廠占據(jù) 65%的份額;在獨(dú)立第三方掩膜版市場,半導(dǎo)體芯片掩膜版技術(shù)主要由美國福尼克斯、日本 DNP 和 Toppan 掌握,市場集中度較高。

未來發(fā)展方向:掩膜版趨向大尺寸和高精度

FPD 掩膜版趨向大尺寸方向。近幾年面板廠商積極投資與擴(kuò)產(chǎn)高世代產(chǎn)線,面板尺寸的增大帶動(dòng)掩膜版朝大尺寸化方向發(fā)展,同時(shí)帶動(dòng)大尺寸掩膜版的需求增長。面板的世代數(shù)按照產(chǎn)線所應(yīng)用的玻璃基板的尺寸劃分,面板代數(shù)越高,玻璃基板尺寸越大,切割的屏幕數(shù)目越多,利用率和效益就越高。55 英寸及以上顯示產(chǎn)品的需求增加引領(lǐng)全球平板顯示產(chǎn)業(yè)向 8+代線和 10+代線邁進(jìn),8.5 代線可高效切割 32 寸、48 寸、55 寸電視,8.6 代線可高效切割50 寸、58 寸電視,10.5代線可高效切割 65 寸、75 寸電視。 除此之外,還可以采用套切等技術(shù),生產(chǎn)出尺寸差異化的產(chǎn)品,后續(xù)可根據(jù)市場需求靈活調(diào)整。舉例來說,8.5 代線切割 65 寸電視的效率為64%,但是可以采用66 寸+32 寸電視套切,實(shí)現(xiàn) 94%的切割效率;8.6 代線切割90 寸電視的效率為74%,但是可以采用 90 寸+23.3 寸電視套切,實(shí)現(xiàn) 91%的切割效率;10.5 代線切割65寸、75 寸電視都可以達(dá)到 90%以上的切割效率。

FPD 掩膜版趨向高精度方向。超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊,帶動(dòng)掩膜版朝著高精細(xì)化的方向發(fā)展?!冻咔逡曨l產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2019-2022 年)》指出:“到 2022 年,我國超高清視頻產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模超過4 萬億元、4K 產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系基本完善,8K 關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)化取得突破。8K 電視終端銷量占電視總銷量的比例超過 5%,同時(shí)超高清視頻用戶數(shù)達(dá)到 2 億”。掩膜版作為平板顯示制造過程的關(guān)鍵材料,對面板產(chǎn)品的精度起決定性的作用,這意味著高清化對掩膜版的精度提出更高要求。隨著平板顯示解析度不斷提高,TFT 半導(dǎo)體主動(dòng)層材料已逐步采用 LTPS/Oxide 技術(shù),并朝著 LTPO(低溫多晶氧化物)等新技術(shù)演變。對于掩膜版的配套技術(shù)要求,主要體現(xiàn)在曝光分辨率(最小線寬線縫)、最小孔或方塊、CD 均勻性以及套合精度的不斷提升。

半導(dǎo)體領(lǐng)域,掩膜版技術(shù)更新主要體現(xiàn)在圖形尺寸、精度及制造技術(shù)等方面。以掩膜版最小圖形尺寸為例,180nm 制程節(jié)點(diǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)品所對應(yīng)的掩膜版最小圖形尺寸約為 750nm,65nm 制程節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品對應(yīng)約 260nm,28nm 制程節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品對應(yīng)約120nm??梢钥闯?,半導(dǎo)體掩膜版圖形尺寸及精度隨著半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)點(diǎn)的演化而逐步提升,目前主流制程在 100-400nm 工藝區(qū)間。 掩膜版精度的提升,主要表現(xiàn)為對基板材料和生產(chǎn)工藝的進(jìn)一步升級。在基板材料上,石英基板與蘇打基板相比,具有高透過率、高平坦度、低膨脹系數(shù)等優(yōu)點(diǎn),通常應(yīng)用于對產(chǎn)品圖形精度要求較高的行業(yè),因此基板材料逐漸由蘇打基板轉(zhuǎn)為石英基板。生產(chǎn)工藝方面,隨著集成電路技術(shù)節(jié)點(diǎn)推動(dòng),對于掩膜版CD 精度、TP精度、套合精度控制、缺陷管控等環(huán)節(jié)提出了更高的要求。

2.3 特種氣體:制造工藝不可或缺的原材料,產(chǎn)品需求走向高端化

工業(yè)氣體是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)原材料,在國民經(jīng)濟(jì)中有著重要地位和作用。按制備方式和應(yīng)用領(lǐng)域的不同,工業(yè)氣體可分為大宗氣體和特種氣體。 大宗氣體根據(jù)制備方式的不同可分為空分氣體和合成氣體(空分氣體是應(yīng)用低溫原理從空氣中分離出組分的氣體,合成氣體是指由兩種或兩種以上的物質(zhì)人工合成的氣體),通常指純度要求低于 5N(N 為Nine 簡寫,5N 表示小數(shù)點(diǎn)后5 個(gè) 9,即 0.99999),產(chǎn)銷量大的工業(yè)氣體。特種氣體指被應(yīng)用于特定領(lǐng)域,對純度、品種、性質(zhì)有特殊要求的工業(yè)氣體,根據(jù)具體應(yīng)用不同可分為電子特氣、高純氣體和標(biāo)準(zhǔn)氣體,廣泛應(yīng)用于集成電路、顯示面板、光伏能源、光纖光纜、新能源汽車、航空航天、環(huán)保、醫(yī)療等領(lǐng)域。


電子特氣是市場規(guī)模占比最高的特種氣體。電子特氣是純度和質(zhì)量穩(wěn)定性最高要求最高的特種氣體,純度一般在 6N 以上。特種氣體按應(yīng)用領(lǐng)域分類可分為電子特氣、醫(yī)療氣體、標(biāo)準(zhǔn)氣體、激光氣體、食品氣體、電光源氣體等,電子特氣在其中占比超過 60%。電子特氣廣泛應(yīng)用于集成電路制造領(lǐng)域和半導(dǎo)體照明領(lǐng)域,其中集成電路制造中主要用于硅片制造、氧化、離子注入、CVD、刻蝕等環(huán)節(jié),半導(dǎo)體照明中主要用于外延片制造和刻蝕環(huán)節(jié)。

國內(nèi)電子特氣市場高速增長,在集成電路中占比最高

全球電子特氣市場穩(wěn)步擴(kuò)大。根據(jù) TECHCET 數(shù)據(jù),2021 年全球電子特氣市場規(guī)模約 45.4 億美元,預(yù)計(jì) 2022 年將達(dá)到 50 億美元,預(yù)計(jì)2025 年將達(dá)到60.2億美元,2017-2025 年 CAGR 值為 6.2%,全球電子特氣市場逐年擴(kuò)增。

中國電子特氣市場呈現(xiàn)高速增長的狀態(tài)。根據(jù)中國半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會和SEMI數(shù)據(jù),2021 年中國電子特氣市場規(guī)模約 196 億元,預(yù)計(jì) 2022 年將達(dá)到220.8 億元,2025年達(dá)到 316.6 億元,2016-2025 年 CAGR 值為 14.2%,主要原因是下游行業(yè)的高速發(fā)展加大企業(yè)對電子特氣的需求,而國家政策一直在大力發(fā)展我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),在政策利好與需求升級的雙輪驅(qū)動(dòng)下,中國電子特氣市場發(fā)展迅速。


下游應(yīng)用中,電子特氣在集成電路中占比最高。根據(jù)億渡數(shù)據(jù),應(yīng)用于集成電路的電子特氣占比約為 43%,是電子特氣占比最高的應(yīng)用,此外,用于顯示面板占比 21%,LED 占比 13%,光伏 6%。集成電路中用于刻蝕和摻雜的電子特氣比例最高,分別占比 36%和 34%,主要系當(dāng)前制程刻蝕環(huán)節(jié)以干法刻蝕為主,電子特氣是主要刻蝕劑;摻雜環(huán)節(jié)電子特氣是提供摻雜元素的主要摻雜劑,所以占比較高。

行業(yè)競爭格局:高端氣體被國外巨頭壟斷,國產(chǎn)替代需求提升

中國電子特氣市場被被國外氣體巨頭壟斷。市場競爭方面,全球電子特氣市場市場規(guī)模占比最高的是德國林德、法國液化空氣、美國空氣化工和日本大陽日酸四家公司,2020 年分別占比 20.2%、15.5%、6.6%、5.5%,共47.7%。中國電子特氣市場方面也由四家公司壟斷,市場份額分別為空氣化工24.8%、林德22.6%、液化空氣 22.3%、大陽日酸 16.1%、共 85.8%。

國產(chǎn)特種氣體主要劣勢在高端氣體領(lǐng)域落后于國外。目前國產(chǎn)特種氣體產(chǎn)品主要集中于在中低端產(chǎn)品市場,在集成電路制造應(yīng)用更廣的高端特氣市場,國產(chǎn)廠商存在產(chǎn)品品類不齊全,品種純度不高等問題,因此國產(chǎn)電子特氣主要集中于清洗和部分蝕刻、光刻低精度環(huán)節(jié),對摻雜、沉積以及其他刻蝕、光刻的高精度環(huán)節(jié),主要依賴海外進(jìn)口。 國產(chǎn)特種氣體具備運(yùn)輸優(yōu)勢和價(jià)格優(yōu)勢。特種氣體屬于危險(xiǎn)化學(xué)品,對于產(chǎn)品的包裝和運(yùn)輸有很高要求,一旦發(fā)生泄漏會引起嚴(yán)重的后果,因此進(jìn)口特種氣體存在多種不便。如國家進(jìn)出口管制、交付周期長、容器規(guī)格要求高、運(yùn)輸不便、售后困難等。而國產(chǎn)特種氣體不存在進(jìn)出口管制問題,運(yùn)輸和售后也更為便利。價(jià)格方面國產(chǎn)特氣相較于國外更低,約為 60%-80%,有助于下游企業(yè)降低生產(chǎn)成本。國家政策大力扶持,助力特種氣體國產(chǎn)化。從 2009 年開始,國家不斷出臺新的政策法規(guī),來支持工業(yè)氣體行業(yè)的發(fā)展,重點(diǎn)支持特種氣體,尤其是應(yīng)用于集成電路的電子級特種氣體的相關(guān)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。進(jìn)入十四五后,中國工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會和工信部先后頒布了《中國氣體工業(yè)“十四五”發(fā)展指南》和《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,進(jìn)一步助力特種氣體的國產(chǎn)替代發(fā)展。

2.4 光刻膠:集成電路制造之紐帶,光刻刻蝕銜接鏈

光刻膠是半導(dǎo)體制造光刻工藝的關(guān)鍵材料。光刻膠為利用光化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行微細(xì)加工圖形轉(zhuǎn)移的媒體,由成膜劑、光敏劑、溶劑和添加劑等主要成分組成的對光敏感的感光材料,被廣泛應(yīng)用于光電信息產(chǎn)業(yè)的微細(xì)圖形線路的加工制作,是微細(xì)加工技術(shù)的關(guān)鍵性材料。 光刻膠按其形成的圖像分類有正性、負(fù)性兩大類。在光刻膠工藝過程中,涂層曝光、顯影后,曝光部分被溶解,未曝光部分留下來,該涂層材料為正性光刻膠。如果曝光部分被保留下來,而未曝光被溶解,該涂層材料為負(fù)性光刻膠。


光刻膠成分主要包括溶劑、光引發(fā)劑、成膜樹脂和添加劑。其中溶劑主要起溶解作用,占比 50%-90%;光引發(fā)劑是核心部分,在特定光輻射能下回產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),占比 1%-6%;成膜樹脂起粘合作用,占比 10%-40%;添加劑分為單體和助劑,主要對光化學(xué)反應(yīng)和整體性能起調(diào)節(jié)作用,占比小于 1%。

光刻膠按照用途主要分為半導(dǎo)體用光刻膠、平板顯示用光刻膠和PCB 光刻膠三類。自 1959 年被發(fā)明以來就應(yīng)用于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),是半導(dǎo)體工業(yè)最核心的工藝材料之一;隨后光刻膠被改進(jìn)運(yùn)用到印制電路板的制造工藝,成為PCB 生產(chǎn)的重要材料;二十世紀(jì) 90 年代,光刻膠又被運(yùn)用到平板顯示的加工制作,對平板顯示面板的大尺寸化、高精細(xì)化、彩色化起到了重要的推動(dòng)作用。不同品類半導(dǎo)體用光刻膠應(yīng)用于不同制程節(jié)點(diǎn)。光刻膠根據(jù)對應(yīng)波長,主要品類分為紫外光譜(300-450nm)、g-line(436nm)、i-line(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)和 EUV(13.5nm)。目前 g-line、i-line 廣泛應(yīng)用于0.5um以上和0.5-0.35um 制程,KrF 多應(yīng)用于 0.25-0.13um,ArF 應(yīng)用于130-7nm,EUV應(yīng)用于7nm 及以下。

光刻膠市場規(guī)模穩(wěn)定擴(kuò)增,細(xì)分市場需求趨向于高端化

全球光刻膠市場與國內(nèi)光刻膠市場穩(wěn)定擴(kuò)增。根據(jù)reportlinker 數(shù)據(jù),2019年全球光刻膠市場規(guī)模為 82 億美元,預(yù)計(jì) 2021 年市場規(guī)模約92 億美元,預(yù)計(jì)2026年將達(dá)到 123 億美元,2019-2026 年 CAGR 值為 5.9%。根據(jù)中商情報(bào)網(wǎng)數(shù)據(jù),2017年中國光刻膠市場規(guī)模為 58.7 億元,2021 年中國光刻膠市場規(guī)模為93.3億元,預(yù)計(jì) 2022 年達(dá)到 98.7 億元,2017-2022CAGR 值為10.9%,保持穩(wěn)定增長。

出貨量 EUV 光刻膠 CAGR 增速最快,KrF、ArFi 保持高增速。根據(jù)TECHCET數(shù)據(jù),2020 年 g&i line、KrF、ArF、ArFi、EUV 光刻膠出貨量分別為3658 千升、3307千升、549 千升、1190 千升、18 千升,預(yù)計(jì)到 2025 年將分別增長至4048千升、4965 千升、602 千升、1630 千升、145 千升,2020-2025 年CAGR 中,EUV光刻膠增速最高為 51.8%,KrF、ArFi 分別為 8.5%和 6.5%,g&i line、ArF 增速為2%、1.8%。 下游出貨量應(yīng)用于 Logic 和 NVM 出貨量增長較多,DRAM 保持持平。從下游出貨情況看,2021 年 Logic、DRAM、NVM 出貨量分別為 5954、1565、1853 千升,預(yù)計(jì)到2025 年將分別增加至 6774、1615、3002 千升。Logic 和NVM 出貨量增長較多,主要系先進(jìn)制程發(fā)展增加了光刻步驟數(shù)及存儲器的快速放量。


光刻膠產(chǎn)業(yè)從歐美轉(zhuǎn)向日本,核心市場被國外占據(jù)

光刻膠產(chǎn)業(yè)從歐美轉(zhuǎn)向日本。在集成電路制造業(yè)精細(xì)加工從微米級、亞微米級、深亞微米級進(jìn)入到納米級水平的過程中,光刻膠起著舉足輕重的作用,全球光刻膠供應(yīng)市場高度集中,核心技術(shù)一直掌握在日、美等國際大公司手中。光刻膠產(chǎn)業(yè)早先被歐美廠商主導(dǎo),1950 年,德國 Kalle 公司率先發(fā)明g 線、i 線光刻膠;1980 年,IBM 研制成功 KrF 光刻膠技術(shù);1995 年,東京應(yīng)化研發(fā)出KrF 正性光刻膠迅速開始占領(lǐng)光刻膠市場;此后,日本企業(yè)開始統(tǒng)治光刻膠市場。JSR和東京應(yīng)化先后于 2000 和 2001 年推出了 ArF 光刻膠產(chǎn)品;2002 年,東芝開發(fā)出22nm的低分子 EUV 光刻膠。

光刻膠核心市場主要被國外廠商占據(jù)。截止 2021 年,美日韓企業(yè)占據(jù)了88%的光刻膠市場份額,其中東京應(yīng)化 27%、陶氏 17%、合成橡膠13%、住友化學(xué)12%、韓國東進(jìn) 11%、富士膠片 8%。光刻膠組分決定了光刻膠的質(zhì)量,也是光刻膠技術(shù)壁壘所在。國內(nèi)知名光刻膠企業(yè)包括南大光電、晶瑞電材、彤程新材、上海新陽等。由于我國光刻膠產(chǎn)業(yè)起步較晚,目前市場份額占比較低。

國產(chǎn)光刻膠國產(chǎn)替代空間廣闊,配套材料市場增長迅速

國內(nèi)光刻膠生產(chǎn)集中于 PCB 光刻膠,半導(dǎo)體光刻膠和平板顯示光刻膠具有光闊的國產(chǎn)替代空間。根據(jù) Research in China 數(shù)據(jù),全球光刻膠市場三大組成部分是半導(dǎo)體光刻膠、平板顯示光刻膠和 PCB 光刻膠,市場份額分別為23.3%、25.9%和23.6%。半導(dǎo)體光刻膠在三者中是技術(shù)難度相對高、成長性好的細(xì)分市場。目前我國半導(dǎo)體光刻膠和平板顯示光刻膠制造能力仍較弱,只占整體生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的2%和3%,主要生產(chǎn)技術(shù)水平較低的 PCB 用光刻膠,占整體生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中的94%,半導(dǎo)體光刻膠及面板光刻膠國產(chǎn)替代空間廣闊。

晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)疊加貿(mào)易摩擦,刺激光刻膠國產(chǎn)替代需求。2022-2025 年是國內(nèi)晶圓廠產(chǎn)線投產(chǎn)期,外部壓力增大,國產(chǎn)光刻膠進(jìn)入認(rèn)證窗口。受益于5G 通訊、新能源汽車等行業(yè)快速發(fā)展,半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)入迅速擴(kuò)張期。據(jù)SEMI 統(tǒng)計(jì),預(yù)計(jì)至2024年底,中國國內(nèi)將建立 31 座大型晶圓廠,主要集中于成熟制程,隨著晶圓廠產(chǎn)線投產(chǎn),光刻膠驗(yàn)證進(jìn)入導(dǎo)入期。另一方面由于中美貿(mào)易沖突,刺激光刻膠國產(chǎn)替代需求,國產(chǎn)光刻膠發(fā)展迎來機(jī)遇。


光刻膠配套材料市場規(guī)模不斷提升。在光刻膠使用過程中,光刻膠配套材料是光刻膠使用過程中不可或缺的一部分。包括稀釋劑、顯影液、漂洗液、蝕刻液、去膠液等,主要采用基礎(chǔ)化工原料,包括氫氟酸、異丙醇、硝酸、氫氧化鉀、四甲基氫氧化銨、無水乙醇、雙氧水、硫酸、氫氧化鈉等制造。根據(jù)SEMI 數(shù)據(jù),全球半導(dǎo)體光刻膠配套材料市場規(guī)模穩(wěn)步增長,2016 年為19.1 億美元,2021年達(dá)到了 32.3 億美元,CAGR 為 11.1%。

2.5 濕電子化學(xué)品:保證工藝精度的重要材料,國產(chǎn)替代任重道遠(yuǎn)

濕電子化學(xué)品又稱工藝化學(xué)品,是微電子、光電子濕法工藝(主要包括濕法刻蝕、濕法清洗)制程中使用的各種液體化工材料。濕電子化學(xué)品按照大類一般可劃分為通用化學(xué)品(通常為超凈高純試劑)和功能性化學(xué)品。濕電子化學(xué)品主要用于半導(dǎo)體、光伏太陽能電池、LED 和平板顯示等電子信息產(chǎn)品的清洗、蝕刻等工藝環(huán)節(jié)。

半導(dǎo)體行業(yè)由于精細(xì)加工要求,對濕電子化學(xué)品要求更高。SEMI 將半導(dǎo)體用濕電子化學(xué)品按金屬雜質(zhì)、控制粒徑、顆粒個(gè)數(shù)和應(yīng)用范圍等指標(biāo)制定國際5個(gè)等級分類標(biāo)準(zhǔn)。不同線寬的集成電路制程工藝中必須使用不同規(guī)格的超凈高純化學(xué)品進(jìn)行蝕刻和清洗,且濕電子化學(xué)品的純度和潔凈度對集成電路的成品率、電性能及可靠性均有十分重要的影響。


超凈高純試劑是濕電子化學(xué)品的重要組成部分,占比88.2%。超凈高純試劑按照性質(zhì)劃分可分為:酸類、堿類、有機(jī)溶劑類和其它類,主要包括雙氧水、氫氟酸、硫酸、磷酸、鹽酸、硝酸、氫氧化銨等。根據(jù)中國電子材料行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì),濕電子化學(xué)品中占比較高的是雙氧水(18.9%)、氫氟酸(18.1%)、硫酸(17.3%)、硝酸(16.2%)等;在半導(dǎo)體加工領(lǐng)域,需求量較大的產(chǎn)品是硫酸(32.8%)、雙氧水(28.1%)、氨水(8.3%)、主要應(yīng)用于晶圓的清洗環(huán)節(jié)。

濕電子化學(xué)品市場穩(wěn)步增長,中國市場擴(kuò)張迅速

全球濕電子化學(xué)品市場規(guī)模穩(wěn)步增長,2025 年需求量增加50%以上。根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù),全球濕電子化學(xué)品市場規(guī)模 2011 年為 25.3 億美元,2020 年為56.8億美元,2011-2020 年 CAGR 值 9.4%。需求量方面,根據(jù)中國電子材料行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù),2021 年全球濕電子化學(xué)品需求量為 458.3 萬噸,半導(dǎo)體需求量209 萬噸,顯示面板需求量 167.2 萬噸,光伏等其他需求量 82.1 萬噸。預(yù)計(jì)到2025 年全球濕電子化學(xué)品需求量將達(dá)到 697.2 萬噸,半導(dǎo)體需求量 313 萬噸,顯示面板需求量244萬噸,光伏等其他需求量 140.2 萬噸,總需求量將增加50%以上。

濕電子化學(xué)品中國市場快速增長,2025 年需求量超過70%。中國濕電子化學(xué)品市場規(guī)模 2011 年為 27.8 億元,2021 年為 137.8 億元,CAGR 值17.3%,高于全球平均增速,預(yù)計(jì) 2022 年將達(dá)到 163.9 億元,2028 年將達(dá)到301.7 億元。2021年中國濕電子化學(xué)品需求量為 213.5 萬噸,半導(dǎo)體需求量70.3 萬噸,顯示面板需求量77.8 萬噸,光伏需求量 65.4 萬噸。預(yù)計(jì)到 2025 年中國濕電子化學(xué)品需求量將達(dá)到 369.6 萬噸,半導(dǎo)體需求量 106.9 萬噸,顯示面板需求量149.5 萬噸,光伏需求量 113.1 萬噸,總需求量超過 70%。

晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)刺激需求,貿(mào)易摩擦加速國產(chǎn)替代

晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)刺激濕電子化學(xué)品材料需求。8 吋及 12 吋產(chǎn)能擴(kuò)張帶動(dòng)高純試劑需求進(jìn)一步提升,12 吋晶圓制造過程中所使用的濕電子化學(xué)品約為24 千克/片,8吋晶圓消耗量約為 12 吋晶圓消耗量的五分之一,約為5 千克/片左右,6 吋晶圓消耗量約為 12 吋晶圓消耗量的八分之一左右,約為 3 千克/片。

中美貿(mào)易摩擦,推動(dòng)濕電子化學(xué)品國產(chǎn)替代進(jìn)程。濕電子化學(xué)品在全球半導(dǎo)體市場規(guī)模占比 6.7%,約 20 億美元,國內(nèi)市場規(guī)模約6 億美元。在濕電子化學(xué)品的主要應(yīng)用中,半導(dǎo)體用濕電子化學(xué)品國產(chǎn)化率較低,約為20%,顯示面板國產(chǎn)化率約為 40%,具有廣闊的國產(chǎn)替代空間。近年中美貿(mào)易持續(xù)摩擦,會對電子材料的供應(yīng)格局產(chǎn)生一定影響,刺激濕電子化學(xué)品的國產(chǎn)替代需求,推動(dòng)國產(chǎn)替代進(jìn)程。


國外巨頭占據(jù)濕電子化學(xué)品高端市場,國產(chǎn)替代任重道遠(yuǎn)

目前全球范圍內(nèi)從事濕電子化學(xué)品研究開發(fā)及大規(guī)模生產(chǎn)的廠商主要集中在美國、德國、日本、韓國、中國臺灣等地區(qū)。主要企業(yè)包括德國巴斯夫、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),中國臺灣新林科技,韓國東友精細(xì)化工等。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示2019 年中國國內(nèi)在國內(nèi)濕電子化學(xué)品市場供應(yīng)分布僅占 9%,歐美企業(yè)和日本企業(yè)占比超過60%。

我國濕電子化學(xué)品多集中于低端市場,高端市場亟需突破。國內(nèi)濕電子化學(xué)品主要供應(yīng)光伏市場、低代線平板顯示市場和 6 寸及以下半導(dǎo)體市場,G6、G8代線平板顯示和 8 寸及以上半導(dǎo)體市占率僅為 10%。我國濕電子化學(xué)品由于起步較晚,品類豐富度及提純技術(shù)水平相對落后于國外領(lǐng)先企業(yè),因此多集中于低端市場,但國內(nèi)廠商積極開拓高端濕電子化學(xué)品市場,頭部廠商已具備了生產(chǎn)G4、G5標(biāo)準(zhǔn)的部分濕電子化學(xué)品品類的能力,同時(shí)結(jié)合運(yùn)輸、價(jià)格和售后等方面的本土化優(yōu)勢,未來濕電子化學(xué)品的高端市場國產(chǎn)替代空間廣闊。

2.6 CMP 材料:拋光液&拋光墊,平坦化技術(shù)核心材料

CMP 是一種化學(xué)腐蝕和機(jī)械研磨相結(jié)合的平坦化半導(dǎo)體表面工藝,是集成電路晶圓制造中實(shí)現(xiàn)晶圓全局均勻平坦化的關(guān)鍵工藝。半導(dǎo)體制造分為前道工藝和后道工藝,其中前道工藝指在晶圓上形成器件的工藝過程,也稱晶圓制造,后道工藝指將晶圓上的器件分離,封裝的工藝過程。前道工藝共有七大工藝步驟,分別為氧化/擴(kuò)散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜生長、清洗與拋光、金屬化,通過循環(huán)重復(fù)上述工藝,最終在晶圓表面形成立體的多層結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)整個(gè)集成電路的制造。

在晶圓制造的各個(gè)階段,晶圓表面都要進(jìn)行平坦化處理以保持完全平坦。目的是去除多余的材料,或者是為了建立極其平坦的基底,以便添加下一層電路特征。如果晶圓制造過程中無法做到納米級全局平坦化,既無法重復(fù)進(jìn)行光刻、刻蝕、薄膜和摻雜等關(guān)鍵工藝,也無法將制程節(jié)點(diǎn)縮小至納米級的先進(jìn)領(lǐng)域,因此隨著超大規(guī)模集成電路制造的線寬不斷細(xì)小化而產(chǎn)生對平坦化的更高要求需求,CMP在先進(jìn)工藝制程中具有不可替代且越來越重要的作用。

全球晶圓廠積極擴(kuò)產(chǎn)提升 CMP 材料需求。根據(jù)國際半導(dǎo)體協(xié)會SEMI 數(shù)據(jù),2021年全球晶圓制造材料市場同比增長 15.5%,達(dá)到 404 億美元,晶圓封裝材料市場規(guī)模同比增長 16.5%,達(dá)到 239 億美元。硅、濕化學(xué)品、CMP 和光掩模領(lǐng)域在晶圓制造材料市場中增長強(qiáng)勁。


制程縮小提高 CMP 次數(shù),封裝工藝進(jìn)步拓寬CMP 邊界

晶圓制程縮小需大幅提高 CMP 次數(shù),導(dǎo)致 CMP 拋光耗材在晶圓制造過程中消耗量增加。根據(jù) Cabot 微電子數(shù)據(jù),14 納米以下邏輯芯片工藝要求的關(guān)鍵CMP工藝將達(dá)到 20 步以上,使用的拋光液將從 90 納米的約 5 種拋光液增加到20 余種,種類和用量迅速增長;7 納米及以下邏輯芯片工藝中 CMP 拋光步驟甚至可能達(dá)到30步,使用的拋光液種類接近 30 種。CMP 的應(yīng)用邊界,從最初的STI(淺溝槽隔離層)拓展到 ILD(層間介質(zhì))、metal(金屬互連層)、TM(頂層金屬)等。目前邏輯芯片正向 7nm 以下先進(jìn)制程發(fā)展,臺積電5nm 產(chǎn)品已于2020 年下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)出貨,而芯片制程從成熟制程 28nm,先進(jìn)制程14nm 上升到7nm后,CMP拋光步驟大幅增加。

存儲芯片的封裝工藝進(jìn)步,讓 CMP 工藝從前道延展到后道。存儲芯片由2DNAND向 3D NAND 技術(shù)變革,也會使 CMP 拋光步驟數(shù)近乎翻倍。集成電路2D 存儲器件的線寬已接近物理極限,NAND 閃存已進(jìn)入 3D 時(shí)代。隨著系統(tǒng)級封裝等新的封裝方式的發(fā)展,技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法上出現(xiàn)了倒裝、凸塊、晶圓級封裝、2.5D 封裝和3D封裝等先進(jìn)封裝技術(shù)。目前 64 層 3D NAND 閃存已進(jìn)入大生產(chǎn),232 層閃存已經(jīng)推出,目前處于擴(kuò)產(chǎn)周期。

此外,TSV 硅通孔技術(shù)作為一項(xiàng)高密度封裝技術(shù)也需要用到CMP。TSV 正在逐漸取代目前工藝比較成熟的引線鍵合技術(shù),被認(rèn)為是第四代封裝技術(shù)。由于TSV技術(shù)中需要使用 CMP 工藝,進(jìn)行通孔大馬士革銅工藝淀積后的正面拋光,用來平坦化和隔開另一面沉積的導(dǎo)體薄膜,便于金屬布線,也會用于晶圓背面金屬化和平坦化的減薄拋光,因此 CMP 拋光材料將在先進(jìn)封裝工藝中尋找到新的市場空間。

國產(chǎn)替代突破技術(shù)壁壘,國內(nèi)廠商縮短驗(yàn)證周期

拋光墊:拋光墊的自身硬度、剛性、可壓縮性等機(jī)械物理性能對拋光質(zhì)量、材料去除率和拋光墊的壽命有著明顯的影響。硬度即定期保持形狀精度的能力,采用硬質(zhì)拋光墊可以獲得較好的工件平面度,使用軟質(zhì)拋光墊可以加工變質(zhì)層和表面粗糙度都很小的拋光平面??蓧嚎s性決定拋光過程中拋光墊和工件表面的貼合程度,影響材料去除率和表面平坦化程度??蓧嚎s性越大,貼合越緊密,去除率越高。目前,國際先進(jìn)廠家在 3D-NAND 等高要求的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中應(yīng)用固定研磨顆粒的拋光墊,其產(chǎn)品融合了原本存在于拋光液的拋光顆粒,拋光墊重要性有望進(jìn)一步提高。

拋光墊行業(yè)的壁壘主要包括:技術(shù)壁壘、專利壁壘和客戶認(rèn)證壁壘。技術(shù)上,拋光墊需要持續(xù)試錯(cuò),形成穩(wěn)定有效的材料配方、制作工藝及設(shè)計(jì)圖案,從而獲得較好的拋光速率和拋光效果,在各項(xiàng)指標(biāo)上達(dá)到較好的平衡。專利上,國產(chǎn)拋光墊目前專利技術(shù)仍積累較淺。日本、美國在拋光墊領(lǐng)域技術(shù)積累全球領(lǐng)先,中國排名第 5。據(jù)《集成電路制造業(yè)用高分子聚合物拋光墊專利分析》一文統(tǒng)計(jì),截至 2017 年,在全球 2918 個(gè)核心專利族中,有效專利1511個(gè)。其中日本有效專利占比 41%,美國占比 33%,處于領(lǐng)先地位。中國有效專利數(shù)占比13%,排名第四。公司截止 2021 年底已獲得授權(quán)的專利686 項(xiàng),其中拋光墊制造及工藝相關(guān)發(fā)明及創(chuàng)新有效專利約 54 項(xiàng),與國際領(lǐng)先企業(yè)仍有一定差距。

拋光液:拋光液由去離子水、磨料、PH 值調(diào)節(jié)劑、氧化劑以及分散劑等添加劑組成。在拋光過程中,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)并在表面形成化學(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,從而實(shí)現(xiàn)拋光。根據(jù)應(yīng)用環(huán)節(jié)、配方中磨粒、PH 值的不同,拋光液可以進(jìn)行不同分類。 按照應(yīng)用環(huán)節(jié)分類:可分為硅拋光液、銅拋光液、阻擋層拋光液、鎢拋光液、鈷拋光液、介質(zhì)層(TDL)拋光液、淺槽隔離(STI)拋光液和硅通孔(TSV)拋光液。

按照配方中磨粒分類:可分為二氧化硅、氧化鈰、氧化鋁磨粒等。二氧化硅磨粒優(yōu)點(diǎn)是活性強(qiáng)、易于清洗、分散性及選擇性好,多用于硅及層間氧化硅介電層的拋光,缺點(diǎn)是硬度大,容易對硅片表面造成損傷,且拋光效率低;氧化鋁磨粒優(yōu)點(diǎn)是拋光效率高,缺點(diǎn)是硬度大、選擇性低、易出現(xiàn)團(tuán)聚,因此拋光液中常需加入各類穩(wěn)定劑和分散劑,導(dǎo)致成本上升;氧化鈰磨粒優(yōu)點(diǎn)是硬度低,拋光效率高,平坦度高,清潔無污染,缺點(diǎn)是團(tuán)聚嚴(yán)重,需加入各類穩(wěn)定劑和分散劑,且鈰屬于稀有金屬,成本偏高。

按照 PH 值分類:可分為酸性拋光液和堿性拋光液。酸性拋光優(yōu)點(diǎn)是拋光效率高、可溶性強(qiáng),多用于對銅、鎢、鋁、鈦等金屬材料進(jìn)行拋光,缺點(diǎn)是腐蝕性強(qiáng)導(dǎo)致選擇性低,易降低拋光設(shè)備的壽命及可靠性,所以需要在拋光液中添加抗蝕劑(BTA)提高選擇性,但 BTA 對拋光液的穩(wěn)定性會造成一定影響;堿性拋光液優(yōu)點(diǎn)是腐蝕性低、選擇性高,多用于拋光硅、氧化物及光阻材料等非金屬材料的拋光,缺點(diǎn)是拋光效率較低,原因是不容易找到在弱堿性中氧化勢高的氧化劑。


根據(jù)觀研天下數(shù)據(jù),2018 年 TOP5 廠商為 Cabot Microelectronics、Versum、日立、富士美、陶氏,合計(jì)占市場 80%以上市場份額。然而拋光液市場格局有分散化趨勢,國產(chǎn)替代機(jī)會更大。美國的 Cabot Microelectronics 是全球拋光液市場龍頭,2000 年市占率高達(dá) 80%,不過到 2017 年 Cabot Microelectronics 全球市占率降低至 36%。其他主要供應(yīng)商包括 Hitachi、Fujimi、Versum 等,市占率分別為15%、11%、10%。拋光液市場分散程度相對較高,多元化發(fā)展趨勢明顯,國產(chǎn)廠商實(shí)現(xiàn)替代機(jī)會較大。目前安集微電子已經(jīng)形成替代,但全球市占率僅有2%。

國內(nèi)廠商加快驗(yàn)證周期。核心客戶認(rèn)證體系壁壘方面,由于拋光墊和拋光液對芯片良率影響較大,但成本占比較相對較低,在穩(wěn)定而成熟的FAB 廠中,為確保芯片良率,一般很少替換原有穩(wěn)定的供應(yīng)商。半導(dǎo)體Fab 廠具有資本密集和技術(shù)密集的屬性,對于上游半導(dǎo)體原材料的穩(wěn)定性和良品率有極高的要求,因此對于原材料供應(yīng)商認(rèn)證門檻極高、認(rèn)證周期較長。目前在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈安全可控的大環(huán)境下,國內(nèi)廠商速度加快,驗(yàn)證周期縮短到半年左右。

2.7 靶材:PVD 沉積核心材料,薄膜沉積重要組成部分

靶材是 PVD 的核心材料。物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition)技術(shù)是制備電子薄膜材料的主要技術(shù)之一,是利用物理方法在基板表面沉積薄膜的方式,根據(jù)沉積方式的不同,PVD 分為濺射法和蒸鍍法,被沉積的材料稱為靶材。靶材是 PVD 的核心材料。 濺射法是利用離子源產(chǎn)生的離子,在真空中加速聚集成高速離子流,轟擊固體表面,離子和固體表面的原子發(fā)生動(dòng)能交換,使固體表面的原子離開靶材并沉積在基材表面,從而形成納米(或微米)薄膜。被轟擊的固體是PVD 沉積薄膜的原材料,稱為濺射靶材。靶材質(zhì)量的好壞對薄膜的性能起著至關(guān)重要的決定作用。真空蒸發(fā)鍍膜是指在真空條件下,利用膜材加熱裝置(稱為蒸發(fā)源)的熱能,通過加熱蒸發(fā)某種物質(zhì)使其沉積在基板材料表面的一種沉積技術(shù)。被蒸發(fā)的物質(zhì)是用真空蒸發(fā)鍍膜法沉積薄膜材料的原材料,稱之為蒸鍍材料。真空蒸發(fā)鍍膜技術(shù)具有簡單便利、操作方便、成膜速度快等特點(diǎn),主要應(yīng)用于小尺寸基板材料的鍍膜。


靶材產(chǎn)業(yè)鏈可以分為金屬提純、靶材制造、鍍膜和終端應(yīng)用四個(gè)環(huán)節(jié)。首先是金屬提純,原材料鋁、銅、鉭、鈦等金屬以金屬提純方式形成高純金屬,作為靶材制造的原材料;第二環(huán)節(jié)是靶材制造,將高純金屬通過加工形成濺射靶材,制造好的靶材包括靶坯和背板兩部分,靶坯是濺射靶材的主體,背板起固定靶坯的作用。第三個(gè)環(huán)節(jié)是鍍膜,以濺射鍍膜為例,以高速離子束流轟擊靶坯,濺射出靶坯表面原子,沉積于基板從而制成電子薄膜,電子薄膜按照應(yīng)用不同有不同分類;最后將薄膜材料應(yīng)用于半導(dǎo)體芯片、平板顯示器、信息存儲、光學(xué)元器件、薄膜太陽能等不同領(lǐng)域。

靶材市場主要分布于平板顯示、記錄媒體、太陽能電池和半導(dǎo)體四大領(lǐng)域,其中半導(dǎo)體占比約 10%。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),截至2021 年,四大領(lǐng)域靶材市場占比約 94%,其中平板顯示、記錄媒體和太陽能電池占比較高,分別為34%、29%和 21%,半導(dǎo)體占比約 10%。

半導(dǎo)體靶材市場發(fā)展迅速,制造與封裝不可或缺

根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù),全球半導(dǎo)體靶材市場規(guī)模整體保持增長態(tài)勢。2021 年為16.95億美元,同比增長超過 20%,其中晶圓制造用靶材 10.5 億美元,封裝用靶材6.45億美元。根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù),2021 年中國半導(dǎo)體靶材市場約,預(yù)計(jì)2022年中國半導(dǎo)體靶材的市場規(guī)模將達(dá)到 75.1 億元,同比增長19%,2018-2022 年,中國半導(dǎo)體靶材市場規(guī)模一直保持較快增速,CAGR 值為 22.1%。一方面系消費(fèi)電子、5G、新能源等半導(dǎo)體下游應(yīng)用快速發(fā)展,另一方面由于國內(nèi)政策推動(dòng)了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步向國內(nèi)轉(zhuǎn)移。

靶材在晶圓制造與芯片封裝中均有應(yīng)用。在晶圓制造過程中,靶材主要用于晶圓導(dǎo)電層、阻擋層的沉積以及金屬柵極的濺鍍,在封裝過程中主要用于貼片焊線過程中的鍍膜。其中銅靶、鋁靶常作為導(dǎo)電層,鉭靶、鈦靶常作為阻擋層,鎳鉻合金靶、鈷靶、鎢鈦合金靶等常作為接觸層。 銅、鉭靶材受益于先進(jìn)制程發(fā)展,鋁、鈦靶材受益于汽車電子發(fā)展。在晶圓制造過程中,在 110nm 以上的技術(shù)節(jié)點(diǎn),常以鋁和鈦?zhàn)鳛橐唤M導(dǎo)電層和阻擋層來使用,進(jìn)入 110nm 以下的技術(shù)節(jié)點(diǎn)后,出于對更高導(dǎo)電性能的要求,用銅替換鋁作為導(dǎo)電層,用鉭替換鈦?zhàn)鳛樽钃鯇印R虼?,先進(jìn)制程的發(fā)展將刺激銅靶、鉭靶的需求量增加,而汽車電子所需的功率芯片通常 110nm 以上制程即可滿足,鋁靶、鈦靶將受益于汽車電子發(fā)展。


靶材市場國產(chǎn)化率偏低,國內(nèi)頭部企業(yè)成長迅速

靶材市場主要被世界巨頭壟斷,國產(chǎn)公司成長迅速。由于濺射鍍膜工藝起源于國外,國外靶材公司相較于國內(nèi)擁有更長時(shí)間的成長歷史和技術(shù)積淀,在靶材市場處于主導(dǎo)地位,根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),截至 2021 年,美日頭部靶材企業(yè)占據(jù)了全球市場的 80%,其中 JX 日礦金屬、霍尼韋爾、東曹和普萊克斯分別占比30%、20%、20%和 10%。國內(nèi)企業(yè)雖然處于國產(chǎn)替代初期,但頭部廠商成長迅速,目前江豐電子、有研新材、阿石創(chuàng)、隆華科技、映日科技等在下游各領(lǐng)域頭部企業(yè)均打開了一定市場。

國家政策推進(jìn)靶材發(fā)展,推動(dòng)靶材國產(chǎn)化。近年來,國家不斷出臺新的政策法規(guī),來推動(dòng)靶材行業(yè)國產(chǎn)化的發(fā)展,特別是集成電路產(chǎn)業(yè)的靶材國產(chǎn)化。2021年頒布的《“十四五”規(guī)劃和 2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中,重點(diǎn)提到了集成電路攻關(guān)方面,高純靶材為重點(diǎn)攻關(guān)方向之一,國家政策的大力扶持進(jìn)一步助力靶材產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)替代發(fā)展。

3.相關(guān)公司

3.1 立昂微:國產(chǎn)硅片龍頭,半導(dǎo)體硅片和功率器件產(chǎn)銷兩旺

國產(chǎn)硅片龍頭,公司業(yè)務(wù)涵蓋半導(dǎo)體硅片、半導(dǎo)體功率器件和化合物半導(dǎo)體射頻芯片,是國內(nèi)重?fù)焦杵堫^企業(yè)。公司主要產(chǎn)品包含6/8/12 英寸硅片、肖特基二極管、MOSFET 和射頻芯片。產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域包括通信、計(jì)算機(jī)、汽車、消費(fèi)電子、光伏、智能電網(wǎng)、醫(yī)療電子以及 5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、航空航天等產(chǎn)業(yè)。受益于晶圓制造產(chǎn)能的持續(xù)緊張以及下游光伏汽車的高景氣度,公司營收和凈利潤均保持高速增長。

公司營業(yè)收入及歸母凈利潤穩(wěn)步增長。2021 年公司營業(yè)收入25.41 億元,較上年同期增長 69.2%,預(yù)計(jì) 2022 年將達(dá)到 38.91 億元,同比增長53.1%,2015-2021年 CAGR 為 27.5%;2021 年公司實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 6.0 億元,同比增長197.2%,預(yù)計(jì) 2022 年歸母凈利潤將達(dá)到 10.28 億元,同比增長71.2%,2015-2021年CAGR為 58.4%,營業(yè)收入及歸母凈利潤增長強(qiáng)勁。

公司毛利率/凈利率穩(wěn)步提升。2015-2017 年,公司毛利率維持在30%左右,2018年以來,公司的毛利率穩(wěn)步提升,2021 年毛利率達(dá)47.5%,比2015 年增加19%,主要得益于半導(dǎo)體功率器件的緊缺和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改善。2022 年一季度公司延續(xù)增長態(tài)勢,整體毛利率提升至 50.26%。凈利率與毛利率保持一致步調(diào),從2015年9.1%提升到了 2021 年 24.5%。 營收分布方面,半導(dǎo)體硅片和半導(dǎo)體功率器件占據(jù)了營業(yè)收入95%以上。截至2021年,公司半導(dǎo)體硅片營收占比為 57.4%。半導(dǎo)體功率器件占比39.6%,砷化鎵芯片占比 1.7%,其他業(yè)務(wù)占比 1.2%。受益于半導(dǎo)體市場景氣,2021 年半導(dǎo)體硅片和半導(dǎo)體功率器件產(chǎn)品銷售勢頭強(qiáng)勁,營收同比增長分別為49.85%和100.34%,同時(shí)化合物半導(dǎo)體射頻芯片也迅速增量,2021 年銷售收入達(dá)0.44 億元。


3.2 滬硅產(chǎn)業(yè):半導(dǎo)體硅片龍頭企業(yè),多方面布局半導(dǎo)體材料

公司成立于 2015 年,主要從事半導(dǎo)體硅片的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,是中國國內(nèi)規(guī)模最大的半導(dǎo)體硅片制造企業(yè)之一,也是中國國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)300mm 半導(dǎo)體硅片規(guī)模化銷售的企業(yè)。公司硅片產(chǎn)品品類全面,尺寸包括300mm、200mm、150mm、125mm和 100mm,類別涵蓋半導(dǎo)體拋光片、外延片、SOI 硅片。公司方面布局半導(dǎo)體材料,除硅片外也布局了壓電薄膜材料和光掩模材料。借助內(nèi)生外延發(fā)展,公司已成長為國內(nèi)半導(dǎo)體硅片龍頭企業(yè)。

公司營業(yè)收入持續(xù)快速增長。2021 年公司實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入24.67 億元,同比增長36.2%,預(yù)計(jì) 2022 年?duì)I業(yè)收入為 35.11 億元,同比增加42.3%,近5 年CAGR值高達(dá) 55.7%,營業(yè)收入持續(xù)快速增長。歸母凈利潤方面,公司在2020 年實(shí)現(xiàn)扭虧為盈,2021 年保持快速增長,2021 年公司歸母凈利潤為1,46 億元,同比增長67.8%,預(yù)計(jì) 2022 年歸母凈利潤為 2.17 億元,同比增長 48.6%。

費(fèi)率方面持續(xù)降低。2016-2021 年公司各項(xiàng)費(fèi)率持續(xù)降低,銷售費(fèi)率從7%降至3%,管理費(fèi)率從 34%降至 9%,研發(fā)費(fèi)率從 8%降至 5%, 財(cái)務(wù)費(fèi)率波動(dòng)不大,從1%上升2%??傮w來看費(fèi)率持續(xù)降低,公司運(yùn)營情況良好。


3.3 清溢光電:國產(chǎn)掩膜版龍頭,景氣度持續(xù)上行

清溢光電成立于 1997 年,于 2019 年 11 月上市,是國產(chǎn)掩膜版的龍頭企業(yè)。公司主要生產(chǎn)半導(dǎo)體芯片、平板顯示、觸控及電路板用的掩膜版,客戶包括中芯國際、長電科技、士蘭微、因特爾、京東方等,在 Omdia 發(fā)布的2020 年平板顯示用掩膜版企業(yè)銷售排行中,清溢光電位列全球第五,全國第一。

公司營業(yè)收入保持上漲態(tài)勢。2021 年公司營業(yè)收入5.44 億元,較上年同期增長11.7%,預(yù)計(jì) 2022 年將達(dá)到 8.18 億元,同比增長50.4%,2012-2021 年CAGR為8.6%;2021 年公司實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 0.45 億元,預(yù)計(jì)2022 年歸母凈利潤將達(dá)到0,96億元,同比增長 113.3%,2012-2021 年歸母凈利潤C(jī)AGR 為8.3%。營業(yè)收入保持穩(wěn)定上漲。

公司毛利率相對穩(wěn)定,21 年出現(xiàn)下滑,主要系合肥新工廠產(chǎn)能爬坡影響。2013-2020 年,公司毛利率穩(wěn)定在 30%以上,2021 年降低至25.0%,主要原因是合肥新工廠產(chǎn)能爬坡,對利潤造成一定影響。22-23 年隨著新工廠產(chǎn)能釋放實(shí)現(xiàn)盈利,公司利潤會快速回升。

3.4 雅克科技:具備全球競爭力的電子材料廠商

雅克科技成立于 1997 年,于 2010 年實(shí)現(xiàn)深交所中小板上市。此后公司積極探索戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,通過內(nèi)生發(fā)展和外延并購先后進(jìn)軍半導(dǎo)體封裝材料、半導(dǎo)體前驅(qū)體、特種氣體及集成電路等領(lǐng)域,成為新興產(chǎn)業(yè)下的平臺型公司。雅克科技主營業(yè)務(wù)包括阻燃劑、半導(dǎo)體材料、彩色光刻膠、LNG 保溫絕熱板材及LDS 輸送業(yè)務(wù)等,其中半導(dǎo)體材料業(yè)務(wù)分為半導(dǎo)體前驅(qū)體、電子特氣、光刻膠、硅微粉和 LDS,前驅(qū)體主要應(yīng)用在集成電路存儲芯片、邏輯芯片的薄膜沉積環(huán)節(jié);電子特氣,主要是六氟化硫和四氟化碳;光刻膠產(chǎn)品主要應(yīng)用于顯示面板的三色子像素制作和 TFT 制作;硅微粉主要運(yùn)用于集成電路封裝材料等;LDS 輸送系統(tǒng)主要用于前驅(qū)體材料等化學(xué)品的輸送。


自開啟并購后,公司整體收入及盈利水平大幅增長。2016 年公司開啟電子材料的并購,收入體量從 8.94 億元增長到 2021 年 37.82 億元,5 年CAGR 值高達(dá)33.4%。歸母凈利潤方面,2016 年歸母凈利潤為 0.35 億元,2021 年為2.81 億元,5年CAGR值為 51.7%。預(yù)計(jì) 2022 年?duì)I業(yè)收入 44.17 億元,同比增長16.67%。預(yù)計(jì)歸母凈利潤為 6.22 億元,同比增長 85.86%。主要系光刻膠業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)自產(chǎn)疊加產(chǎn)品漲價(jià),以及國內(nèi)客戶的開拓,使得凈利潤增速上升。

利潤率方面,公司自并購以來,由于電子材料的盈利水平強(qiáng)于公司傳統(tǒng)的阻燃劑業(yè)務(wù),隨著電子材料板塊占比提升帶動(dòng)了公司整體毛利率的上升。從2016年銷售毛利率 23.2%上升到 2020 年的 35.5%。2021 年,公司銷售毛利率下滑至26%,主要系受原材料漲價(jià)及彩色光刻膠業(yè)務(wù)采用代工模式毛利率較低的影響。2022年彩色光刻膠業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)自產(chǎn),疊加產(chǎn)品漲價(jià),22Q1 毛利率已經(jīng)回升至32%。

營收分布方面,按產(chǎn)品劃分,電子材料占比最高,截至2021 年,公司電子材料營收占比已達(dá) 74%。其中,前驅(qū)體&SOD 占 22%,光刻膠及配套試劑占32%,電子特氣占 10%,球形硅微粉占 6%,LDS 設(shè)備占 2.8%。此外LNG 保溫復(fù)合材料占10%,阻燃劑業(yè)務(wù)占 12%。按地區(qū)劃分,2021 年公司國內(nèi)收入17.4 億元,國外收入20.4億元,分別占比 46%和 54%。其中國內(nèi)業(yè)務(wù)大幅提升,2020 年為3.66 億,同比增長 375%,國內(nèi)業(yè)務(wù)快速有釋放。

3.5 華特氣體:電子特氣先行者,國產(chǎn)替代加速突破

公司成立于 1999 年,核心主營業(yè)務(wù)是特種氣體,產(chǎn)品包括高純六氟乙烷、高純四氟化碳等約 230 余種特氣,普通氣體 10 余種,此外還有氣體設(shè)備與工程服務(wù),主要包括低溫絕熱氣瓶等產(chǎn)品及配套的供氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝服務(wù)。公司是國產(chǎn)特種氣體龍頭企業(yè),實(shí)現(xiàn)了對國內(nèi) IC 制造企業(yè) 80%以上的覆蓋率,產(chǎn)品競爭力強(qiáng),打破海外壟斷,是唯一通過 ASML 驗(yàn)證的國產(chǎn)氣體公司,擁有TI、INTEL、鎂光等海外客戶。

公司營業(yè)收入及歸母凈利潤穩(wěn)步提升。2021 年公司營業(yè)收入13.47 億元,較上年同期增長 34.7%,預(yù)計(jì) 2022 年將達(dá)到 18.42 億,同比增長36.7%,2014-2021年CAGR 為 11.9%;2021 年公司實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 1.29 億元,同比增長21.7%,預(yù)計(jì)2022年歸母凈利潤將達(dá)到2.11億元,同比增長63.6%,2014-2021年CAGR為15.2%,營業(yè)收入及歸母凈利潤增長強(qiáng)勁。


營收分布方面,電子特種氣體是主要收入來源。2021 年公司電子特氣收入7.97億元,收入占比 59.8%;此外設(shè)備工程收入 2.69 億元,收入占比20.2%;工業(yè)氣體收入 2.66 億元,收入占比 20%。

3.6 昊華科技:科研院所技術(shù)引領(lǐng),材料平臺業(yè)績增進(jìn)

公司前身天科股份是西南化工設(shè)計(jì)院發(fā)起,將變壓吸附技術(shù)及成套、碳一化學(xué)成套技術(shù)等優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)整合而成的技術(shù)服務(wù)型企業(yè)。2018 年以來,公司通過陸續(xù)收購大股東中國昊華旗下 12 家科研院所,成為中化集團(tuán)旗下重要的新材料平臺型企業(yè),主營業(yè)務(wù)為航空航天材料、高端氟材料、電子化學(xué)品,產(chǎn)品服務(wù)于多個(gè)國家軍、民品核心產(chǎn)業(yè)。

公司營業(yè)收入及歸母凈利潤增長強(qiáng)勁。2021 年公司營業(yè)收入74.24 億元,較上年同期增長 36.9%,預(yù)計(jì) 2022 年將達(dá)到 84.14 億元,2012-2021 年CAGR 為30.9%;歸母凈利潤方面,2021 年公司實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 8.91 億元,同比增長36.9%,預(yù)計(jì)2022 年歸母凈利潤將達(dá)到 11.31 億元,同比增長26.9%,2012-2021 年CAGR為32.9%,營業(yè)收入及歸母凈利潤增長強(qiáng)勁。

公司毛利率/凈利率保持穩(wěn)定。公司 2012-2021 年間毛利率基本維持在25%-35%左右,2021 年公司綜合毛利率是 27.53%;凈利率與毛利率步調(diào)基本保持一致,2021年凈利率是 12.16%。分業(yè)務(wù)板塊來看,航空化工材料板塊毛利率最高,為34.44%,高端氟材料板塊毛利率為 28.38%。

3.7 南大光電:國產(chǎn)光刻膠領(lǐng)軍者,先進(jìn)半導(dǎo)體材料平臺型公司

南大光電成立于 2000 年,于 2012 年在深圳證券交易所創(chuàng)業(yè)板上市,主要從事先進(jìn)前驅(qū)體材料、電子特氣、光刻膠及配套材料的產(chǎn)品生產(chǎn)、研發(fā)和銷售。在光刻膠領(lǐng)域,公司于 2020 年研發(fā)的 ArF 光刻膠產(chǎn)品是國內(nèi)通過產(chǎn)品驗(yàn)證的第一只國產(chǎn)ArF 光刻膠,標(biāo)志著國產(chǎn)光刻膠產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化取得關(guān)鍵性的突破。


公司整體收入及盈利水平大幅增長。2021 年,公司實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入9.84 億元,同比增長 65.46%。公司 2016 年?duì)I業(yè)收入為 1.01 億元,自2016 年以來,營業(yè)收入與大幅提升,2016-2021 年 CAGR 高達(dá) 57.6%。歸母凈利潤方面從2016 年的0.08億元增長至 2021 年 1.36 億元,CAGR 值高達(dá) 76.2%。

2018 年以來,公司費(fèi)率整體維持在較低水平。2021 年公司銷售費(fèi)率4.7%,同比下降 0.8pct;管理費(fèi)率 14.5%,同比下降 4.7pct;研發(fā)費(fèi)率12%,同比上升1.4pct;財(cái)務(wù)費(fèi)率 0.6%,同比上升 0.3pct。公司整體費(fèi)率變動(dòng)不大,維持在較低水平,公司經(jīng)營情況良好。

營收分布方面,公司業(yè)務(wù)主要包括 MO 源、電子特氣以及其他主營業(yè)務(wù),其中MO源以三甲基銦和三甲基鎵為主。從公司收入占比來看,從2012 年到2016年,公司收入主要來自 MO 源產(chǎn)品。2017 年電子特氣業(yè)務(wù)開始發(fā)力,2019 年公司收購飛源氣體,電子特氣營收首次超過 MO 源產(chǎn)品營收,2021 年電子特氣業(yè)務(wù)收入7.31億元,占比 74.3%,MO 源產(chǎn)品業(yè)務(wù)收入 1.66 億元,占比16.9%,其他業(yè)務(wù)占比8.8%。

公司自主研發(fā)的 ArF 光刻膠產(chǎn)品成功通過客戶的使用認(rèn)證。2020 年12 月17日,寧波南大光電自主研發(fā)的 ArF 光刻膠產(chǎn)品成功通過客戶的使用認(rèn)證,線制程工藝可以滿足 45nm-90nm 光刻需求,孔制程工藝可滿足65nm-90nm 光刻需求,是在ArF領(lǐng)域第一只通過產(chǎn)品驗(yàn)證的國產(chǎn)光刻膠。公司預(yù)計(jì)未來形成年產(chǎn)25 噸193nm光刻膠產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模,并建成先進(jìn)光刻膠分析測試中心和高分辨率光刻膠研發(fā)中心,為公司新的高端光刻膠產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化提供支持。

3.8 彤程新材:光刻膠新品突破,多元化布局電子材料

公司成立于 1999 年,主營業(yè)務(wù)為輪胎橡膠助劑商貿(mào)代理,后建立研究中心自產(chǎn)橡膠助劑,是國內(nèi)特種橡膠助劑龍頭企業(yè)。近年來公司戰(zhàn)略布局光刻膠與可降解材料,KrF 光刻膠與面板光刻膠已形成一定規(guī)模,公司目前已建立了由電子材料、輪胎用特種材料和全生物降解材料三大業(yè)務(wù)支撐的全面布局。

公司營業(yè)收入保持增長態(tài)勢,疫情導(dǎo)致利潤承壓。2021 年公司營業(yè)收入23.08億元,較上年同期增長 12.8%,預(yù)計(jì) 2022 年將達(dá)到 32.35 億元,同比增長39.7%,2014-2021 年 CAGR 為 3.7%;2021 年公司實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤3.27 億元,同比下降20.2%,主要系疫情導(dǎo)致利潤承壓。預(yù)計(jì) 2022 年歸母凈利潤將恢復(fù)正向增長達(dá)到4.43 億元,同比增長 35.5%,2014-2021 年 CAGR 為12.4%.

2021 年毛利率出現(xiàn)下滑,電子化學(xué)品業(yè)務(wù)有望帶動(dòng)毛利率回升。截至到2020年,公司的營收全部由汽車及輪胎用橡膠板塊貢獻(xiàn),包括生產(chǎn)和貿(mào)易兩部分業(yè)務(wù),毛利率在 2015-2020 年一直穩(wěn)定在 30%以上,2021 年公司毛利率沖34%下滑至25%,下滑 9pct,主要系主營業(yè)務(wù)的自產(chǎn)酚醛樹脂和其他主營產(chǎn)品的毛利率均有一定幅度下滑,2021 年披露新產(chǎn)品電子化學(xué)品毛利率為 32.54%,隨著電子化學(xué)品業(yè)務(wù)展開,毛利率有望回升。

公司營收主要集中在橡膠助劑領(lǐng)域,電子材料和可降解塑料有望成為新的增長點(diǎn)。2021 年公司橡膠助劑方面實(shí)現(xiàn)營收 21.67 億元,占總營收比例93.9%,是公司主要的營業(yè)收入。電子材料實(shí)現(xiàn)營收 1.40 億元,占總營收的6.1%,可降解材料實(shí)現(xiàn)營收 159 萬元。隨著電子材料業(yè)務(wù)和可降解塑料業(yè)務(wù)展開,有望成為公司新的盈利增長點(diǎn)。

3.9 江化微:國產(chǎn)濕電子化學(xué)品龍頭,業(yè)績釋放帶動(dòng)盈利高增

公司成立于 2001 年,是國產(chǎn)濕電子化學(xué)品龍頭企業(yè),濕電子化學(xué)品品類齊全,擁有數(shù)十種濕電子化學(xué)品的生產(chǎn)供應(yīng)能力。公司主要從事超凈高純試劑、光刻膠配套試劑等濕電子化學(xué)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于平板顯示、半導(dǎo)體及 LED、光伏太陽能等多個(gè)電子領(lǐng)域,為清洗、光刻、顯影、蝕刻、去膜、摻雜等多步制造工藝過程提供關(guān)鍵材料,公司目前是國內(nèi)規(guī)模最大、品種最齊全、配套性最強(qiáng)的濕電子化學(xué)品專業(yè)服務(wù)提供商之一。


公司營業(yè)收入及歸母凈利潤穩(wěn)步增長。2021 年公司營業(yè)收入7.92 億元,較上年同期增長 40.4%,預(yù)計(jì) 2022 年將達(dá)到 13.8 億,同比增長74.2%,2012-2021年CAGR為 12.2%;2021 年公司實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 0.57 億元,預(yù)計(jì)2022 年歸母凈利潤將達(dá)到 1.53 億元,同比預(yù)計(jì)增長 168.4%,2012-2021 年CAGR 為9.6%,營業(yè)收入及歸母凈利潤均保持增長態(tài)勢。

公司業(yè)務(wù)主要集中于半導(dǎo)體和平面顯示領(lǐng)域。2021 年公司在半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)營收2.84 億元,占比 47.6%,平板顯示領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)營收 2.86 億元,占比47.9%。產(chǎn)品主要為超凈高純試劑和光刻膠配套試劑,超凈高純試劑收入3.81 億元,占比61.8%,光刻膠配套試劑收入 2.16 億元,占比 35.0%。

3.10 鼎龍股份:國產(chǎn) CMP 拋光墊龍頭,CMP 產(chǎn)品線捷報(bào)頻傳

湖北鼎龍控股股份有限公司創(chuàng)立于 2000 年,從事集成電路芯片設(shè)計(jì)及制程工藝材料、光電顯示材料、打印復(fù)印通用耗材等研發(fā)、生產(chǎn)及服務(wù)。主要產(chǎn)品包括集成電路 CMP 用拋光墊及清洗液、柔性 OLED 用聚酰亞胺(PI)漿料、彩色聚合碳粉等。公司業(yè)務(wù)主要分為半導(dǎo)體材料和打印復(fù)印通用耗材。半導(dǎo)體材料方面,公司的CMP拋光墊打破了國外壟斷,是國內(nèi)唯一一家全面掌握拋光墊全流程核心研發(fā)和制造技術(shù)的 CMP 拋光墊供應(yīng)商,深度滲透國內(nèi)晶圓廠供應(yīng)鏈,已進(jìn)入國內(nèi)四大頭部晶圓廠。PI 漿料,公司是國內(nèi)唯一實(shí)現(xiàn)柔性 OLED 顯示基板材料PI 漿料量產(chǎn)、并在面板 G6 代線測試通過的企業(yè)。打印復(fù)印通用耗材方面,公司是中國產(chǎn)能規(guī)模最大的彩色化學(xué)碳粉制造商,中國最大的成品彩色再生硒鼓制造商,以及中國最大的永固紫顏料制造商。2021 年,公司打印復(fù)印通用耗材產(chǎn)品營收占總營收85.43%,半導(dǎo)體材料占 13.05%。

2021 年公司營收同比增長 29.7%至 23.56 億元。18-19 年,由于硒鼓終端市場競爭加劇,市場價(jià)格下降,公司營收受挫。另一方面,公司積極投入泛半導(dǎo)體材料領(lǐng)域,轉(zhuǎn)型陣痛期公司歸母凈利潤下滑。2020 年公司泛半導(dǎo)體材料領(lǐng)域迎來收獲期,營收增長。同年計(jì)提珠海名圖、超俊科技 3.7 億元商譽(yù)減值、股權(quán)激勵(lì)費(fèi)用增加、匯兌損失增加,導(dǎo)致公司業(yè)績虧損 1.60 億元。2021 年公司迎來泛半導(dǎo)體材料收獲期,營收 23.56 億元,凈利潤 2.14 億元。

由于公司處于轉(zhuǎn)型關(guān)鍵期,快速推進(jìn)半導(dǎo)體材料各產(chǎn)品線的開發(fā)進(jìn)度,大力布局半導(dǎo)體先進(jìn)封裝材料,導(dǎo)致研發(fā)費(fèi)用率較高,2021 年研發(fā)費(fèi)用率10.84%,同比增加 1.78pct。2021 年,公司總計(jì)研發(fā)投入 2.84 億元,較上年同期大幅增長52.33%;近三年公司累計(jì)研發(fā)投入金額 6.39 億元,占近三年公司總營業(yè)收入比例為12.00%。2021 年,其他費(fèi)用率均下滑,管理費(fèi)用率下降4.67pct 至7.53%,銷售費(fèi)用率下降 1.22pct 至 4.66%,財(cái)務(wù)費(fèi)用下降 0.99pct 至0.36%。

半導(dǎo)體市場繁榮及封裝技術(shù)、制程升級帶動(dòng) CMP 需求。CMP 作為晶圓制造的關(guān)鍵工藝,其相關(guān)耗材如 CMP 拋光墊市場隨半導(dǎo)體需求增長而擴(kuò)容。IC Insights 預(yù)計(jì),2022年全球晶圓產(chǎn)能將增長 8.7%。隨著制程縮小和封裝技術(shù)的更新迭代,CMP應(yīng)用范圍拓寬,次數(shù)也大幅增加。SEMI 統(tǒng)計(jì),2021 年全球 CMP 拋光墊市場約9 億美元,拋光液約 14 億美元。半導(dǎo)體耗材領(lǐng)域有客戶、技術(shù)、專利三大壁壘,公司已階段性實(shí)現(xiàn)突破。21 年底,公司客戶已突破國內(nèi)四大晶圓廠等,清洗液等新產(chǎn)品也順利通過客戶認(rèn)證,放量在即。 折疊手機(jī)方興未艾,PI 漿料為柔性 OLED 面板核心材料。聚酰亞胺(PI)是制造柔性屏幕基板的首選材料,隨各類折疊終端興起,有望迎來市場大幅擴(kuò)容。DSCC統(tǒng)計(jì) 2021 年全球折疊屏手機(jī)出貨 798 萬部(YoY 254%),預(yù)計(jì)將以CAGR47%增長至 2026 年。相應(yīng)的柔性 AMOLED 基板 PI 漿料市場,據(jù)CINNO 預(yù)測,2025年將超4億美元,2020-2025 年 CAGR 32%。伴隨國內(nèi)主要面板廠柔性O(shè)LED 產(chǎn)線建設(shè)基本完成,公司 YPI 產(chǎn)品已同步導(dǎo)入,YPI 業(yè)務(wù)即將進(jìn)入快速成長期。此外,公司PSPI、INK 驗(yàn)證順利,計(jì)劃量產(chǎn)。 打印復(fù)印耗材領(lǐng)域全產(chǎn)業(yè)鏈布局,夯實(shí)龍頭地位。2012-2019 年,公司兼并收購,快速實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈布局,上游具備彩色碳粉、打印芯片等自主可控生產(chǎn)能力,下游涉及硒鼓、墨盒。打印機(jī)在信息安全領(lǐng)域有重要的地位,公司全產(chǎn)業(yè)鏈布局有望在打印機(jī)國產(chǎn)化趨勢中發(fā)揮優(yōu)勢。面對國內(nèi)競爭加劇的硒鼓市場,公司建設(shè)多條智能化產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)降本增效,市場繼續(xù)向龍頭集中。

3.11 安集科技:國產(chǎn)拋光液龍頭,全品類布局提升核心競爭力

安集科技成立于 2006 年,2019 年登錄科創(chuàng)板,深耕于CMP 拋光液和濕電子化學(xué)品,產(chǎn)品已成功應(yīng)用于芯片制造和先進(jìn)封裝領(lǐng)域,包括邏輯芯片、存儲芯片、模擬芯片、功率器件、傳感器、第三代半導(dǎo)體等。其中CMP 拋光液位居國內(nèi)龍頭,成功打破了國外廠商對集成電路領(lǐng)域化學(xué)機(jī)械拋光液的壟斷,實(shí)現(xiàn)了進(jìn)口替代,使我國具備在該領(lǐng)域的自助供應(yīng)能力。 公司營業(yè)收入及歸母凈利潤高速增長。2021 年公司共實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入6.87億元,同比增長 62.57%,其中化學(xué)機(jī)械拋光液 5.94 億元,占比86.5%,光刻膠去除劑0.91 億元,占比 13.2%。預(yù)計(jì) 2022 年收入 10.4 億元,同比增長51.85%。2016-2022年,公司營業(yè)收入一直保持增長態(tài)勢,2016 年公司營業(yè)收入為1.96 億元,截至2021 年增長 251%,CAGR 值 28,4%。歸母凈利潤方面,2016 年歸母凈利潤為0.37億元,2021 年為 1.25 億元,預(yù)計(jì) 2022 年為 2.25 億元,CAGR 為35.0%。


全品類布局 CMP 拋光液,核心競爭力進(jìn)一步提升。公司化學(xué)機(jī)械拋光液包括硅/多晶硅拋光液、淺槽隔離(STI)拋光液、金屬柵極拋光液、介電材料(二氧化硅、氮化硅)拋光液、鎢拋光液、銅及銅阻擋層拋光液、三維集成(TSV、混合鍵合等)拋光液、硅襯底拋光液和應(yīng)用于第三代寬帶半導(dǎo)體的拋光液等系列產(chǎn)品。其中,在用于 28nm 技術(shù)節(jié)點(diǎn) HKMG 工藝的鋁拋光液取得重大突破,通過客戶驗(yàn)證,打破了國外廠商壟斷并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),2021年拋光液實(shí)現(xiàn)營收5.94億元,同比增長58.45%;毛利率 55.41%,同比提升 0.61%。此外,公司在山東安特加碼拋光液原材料硅溶膠產(chǎn)品順利通過測試;研發(fā)端加強(qiáng)了氧化鈰顆粒的制備和拋光性能的自主可控能力,進(jìn)一步提高了公司在 CMP 拋光液領(lǐng)域核心競爭力。濕電子化學(xué)品拓寬產(chǎn)品線布局,打開成長空間。公司拓展?jié)耠娮踊瘜W(xué)品產(chǎn)品線布局,目前擁有光刻膠剝離液、刻蝕液、刻蝕后清洗液、拋光后清洗液品類,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于 14nm 以上節(jié)點(diǎn)邏輯電路及 3D NAND、DRAM 等存儲器件。2021年濕電子化學(xué)品實(shí)現(xiàn)營收 9087 萬元,同比增長 92.17%,增速明顯,有望打開公司第二成長空間。

3.12 江豐電子:國產(chǎn)靶材龍頭企業(yè),半導(dǎo)體零部件打造新盈利增長點(diǎn)

公司是國內(nèi)高純?yōu)R射靶材的龍頭企業(yè),業(yè)務(wù)遍布全球。公司自2005 年成立以來一直從事高純?yōu)R射靶材的研發(fā)生產(chǎn)和銷售,通過多年技術(shù)積累,已經(jīng)成為中芯國際、臺積電、京東方、SunPower 等國內(nèi)外知名廠商的靶材供應(yīng)商,是國內(nèi)高純?yōu)R射靶材的龍頭企業(yè)。公司主要產(chǎn)品包括鋁靶、鉭靶、鈦靶及半導(dǎo)體零部件等,2021年公司實(shí)現(xiàn)營收 15.93 億元,其中鉭靶、鋁靶、鈦靶營收分別為5.17 億元、2.76億元、2.13 億元,占比分別為 32.5%、17.4%、13.4%。公司業(yè)務(wù)遍布全球,產(chǎn)品遠(yuǎn)銷海外,2021 年,公司產(chǎn)品在國內(nèi)和海外營收占比分別為43.4%和56.6%。

公司自 2012 年起,營業(yè)收入逐年增長,歸母凈利潤整體也成增長態(tài)勢。2012年公司營業(yè)收入為 1.26 億元,2021 年為 15.94 億元,預(yù)計(jì)2022 年?duì)I業(yè)收入23.73億元,同比增長 48.9%,2012-2021 年 CAGR 值 32.5%。歸母凈利潤方面整體呈增長態(tài)勢,2012 年歸母凈利潤為 0.08 元,2021 年歸母凈利潤為1.07 億元,預(yù)計(jì)2022 年為歸母凈利潤為 2.45 億元,2012-2021 年CAGR 值為34.2%。2021年歸母凈利潤下滑主要系管理、研發(fā)、財(cái)務(wù)費(fèi)用的大幅增加。

靶材市場空間廣闊,公司領(lǐng)銜國產(chǎn)替代。半導(dǎo)體靶材方面,隨著泛半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向國內(nèi)轉(zhuǎn)移,預(yù)計(jì)靶材需求將進(jìn)一步提升,智研咨詢預(yù)測2022 年中國半導(dǎo)體靶材的市場規(guī)模將達(dá)到 75.1 億元,同比增長 19%;平面顯示靶材方面,智研咨詢預(yù)測2025年預(yù)計(jì)達(dá)到 320 億元,2018-2025 年年我國平板顯示面板用靶材市場CAGR為18.1%,平板顯示面板靶材市場提升。公司作為靶材領(lǐng)域國產(chǎn)替代龍頭企業(yè),有望直接受益。

益于晶圓廠擴(kuò)產(chǎn),半導(dǎo)體設(shè)備及零部件市場空間提升。根據(jù)SEMI 預(yù)計(jì),2021年原始設(shè)備制造商的半導(dǎo)體制造設(shè)備全球銷售總額將達(dá)到1030 億美元的新高,比2020 年的 710 億美元的歷史記錄增長 44.7%。預(yù)計(jì)2022 年全球半導(dǎo)體制造設(shè)備市場總額將擴(kuò)大到 1140 億美元,有望連續(xù)第三年創(chuàng)歷史新高。半導(dǎo)體零部件作為設(shè)備主要組成部分,市場空間提升。江豐立足靶材主業(yè)積累的高純材料生產(chǎn)和精密加工技術(shù),拓展了 PVD 壓環(huán)、準(zhǔn)直器,CVD 腔體、噴淋頭,CMP 耗材等零部件產(chǎn)品,增長空間充分打開。

3.13 有研新材:集成電路靶材龍頭,“電磁光醫(yī)”多面開花

公司是國內(nèi)集成電路用超高純金屬靶材的龍頭企業(yè)。公司主營業(yè)務(wù)分布于“電磁光醫(yī)”四大領(lǐng)域,具體業(yè)務(wù)高端金屬靶材、先進(jìn)稀土材料、紅外光學(xué)材料、生物醫(yī)用材料等,其中靶材和稀土材料為主要業(yè)績來源,目前已實(shí)現(xiàn)銅系列靶材、鈷靶材等垂直一體化,有下游穩(wěn)定客戶供應(yīng),是半導(dǎo)體材料靶材領(lǐng)域國產(chǎn)替代龍頭。

業(yè)務(wù)持續(xù)釋放帶動(dòng)盈利能力持續(xù)提升。2021 年公司實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入160 億元,同比增加 23.82%,2012 年公司營業(yè)收入為 4.09 億元,2012-2021 年CAGR 值高達(dá)50.4%,盈利能力持續(xù)提升。歸母凈利潤方面,公司 2016 年歸母凈利潤為0.12 億元,2021年達(dá)到 1.31 億元,近 3 年 CAGR 為 67.2%,保持高速增長。

21 年公司在產(chǎn)品分類做了進(jìn)一步細(xì)分,將電板塊盈利拆分為鉑族、貴金屬加工和薄膜材料三類。鉑族業(yè)務(wù)產(chǎn)品收入高但毛利率低,21 年毛利收入為1.65億元,毛利率 1.42%;薄膜材料主要為集成電路靶材,21 年毛利收入為1.86 億元,毛利率 21.38%;公司稀土業(yè)務(wù) 21 年收入 2.14 億元,占比最高,毛利率7.91%。稀土材料和薄膜材料毛利分別占比 30.7%和 26.7%,為兩大主要業(yè)績來源。紅外光學(xué)材料、醫(yī)療器械材料毛利率較高,21 年分別為 28.9%和46.9%,毛利占比分別為9.8和 3.4%。

3.14 晶瑞電材:國產(chǎn)化電子材料領(lǐng)軍者,半導(dǎo)體與新能源材料雙輪驅(qū)動(dòng)

晶瑞電子材料股份有限公司是一家集研發(fā)、生產(chǎn)和銷售于一體的科技型新材料公司,為國內(nèi)外新興科技領(lǐng)域提供關(guān)鍵材料和技術(shù)服務(wù)。主要產(chǎn)品為微電子化學(xué)品,按照組成成分和應(yīng)用工藝不同可分為超凈高純試劑、光刻膠及配套材料和鋰電池材料。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體和新能源行業(yè),具體應(yīng)用到下游電子信息產(chǎn)品的清洗、光刻、顯影、蝕刻、去膜、漿料制備等工藝環(huán)節(jié)。截至2021 年,公司超凈高純試劑產(chǎn)能 48700t/年,光刻膠及配套材料產(chǎn)能8100t/年,鋰電池材料產(chǎn)能37000t/年,基礎(chǔ)化工材料產(chǎn)能 318000t/年。

半導(dǎo)體材料和鋰電池材料兩大業(yè)務(wù)方向快速發(fā)展,推動(dòng)公司營業(yè)收入快速提升。公司 2021 年?duì)I業(yè)收入為 18.32 億元,同比增長 79.21%;歸母凈利潤2.01億元,同比增長 161.20%;扣非凈利潤 1.15 億元,同比增長159.59%。2016-2021年,公司營收年均復(fù)合增速 33.0%,歸母凈利潤年均復(fù)合增速42.6%,營業(yè)收入快速提升。

3.15 路維光電:“以屏帶芯”打造國內(nèi)領(lǐng)先的掩膜版企業(yè)

路維光電致力于掩膜版的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,產(chǎn)品主要用于平板顯示、半導(dǎo)體、觸控和電路板等行業(yè)。公司的前身路維電子成立于1997 年,成立之初主要從事菲林的生產(chǎn),產(chǎn)品主要用于 PCB 行業(yè)。隨著國內(nèi)平板顯示與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,以及內(nèi)嵌式觸控技術(shù)的轉(zhuǎn)變,公司在 2014 年左右開始大規(guī)模進(jìn)入平板顯示及半導(dǎo)體封裝、器件領(lǐng)域。隨著國內(nèi) G10.5、G11 高世代顯示面板產(chǎn)線的建設(shè)與擴(kuò)張,公司 2018 年開始建設(shè)國內(nèi)首條 G11 高世代掩膜版產(chǎn)線,于2019 年成功下線國內(nèi)首張 G11 TFT 掩膜版。目前公司立足于平板顯示掩膜版和半導(dǎo)體掩膜版兩大核心產(chǎn)品線,形成“以屏帶芯”的業(yè)務(wù)發(fā)展格局。

2017 年以來公司營業(yè)收入快速增長。17-21 年公司營收分別為1.07、1.45、2.18、4.02、4.94 億元,營收 CAGR 為 46.6%,實(shí)現(xiàn)快速增長,主要得益于:1)全球平板顯示行業(yè)產(chǎn)能加速向國內(nèi)轉(zhuǎn)移、國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和代工產(chǎn)業(yè)興起,國內(nèi)平板顯示及半導(dǎo)體領(lǐng)域的主流廠商市場份額迅速增加、產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化步伐加快,對掩膜版等核心材料的市場需求提升,公司抓住機(jī)遇,產(chǎn)銷規(guī)模迅速擴(kuò)大;2)公司技術(shù)實(shí)力不斷增強(qiáng),突破了 G11、G8.6 掩膜版諸多技術(shù)與工藝難點(diǎn),并不斷提升產(chǎn)品精度;3)公司產(chǎn)品線日益豐富和完善。

按基板材料不同,公司主要產(chǎn)品為石英掩膜版和蘇打掩膜版,其他類產(chǎn)品營收占比較小且逐年下降。近幾年公司追蹤下游客戶對石英掩膜版需求快速提升的市場變化,適時(shí)將研發(fā)資源集中于更高精度的產(chǎn)品領(lǐng)域,并相應(yīng)調(diào)整了投資重心和產(chǎn)能規(guī)劃,公司石英掩膜版營收從 2018 年的 7153.43 萬元增長至2021 年的4.28億元(CAGR: 81.6%),營收占比從 2018 年的 49.3%提升至86.8%。此外,蘇打掩膜版的營收穩(wěn)中略降,營收占比從 2018 年的 44.0%下降至2021 年的11.7%。

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