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　　半导体原材料产业链海内外发展状况

　　半导体材料位于半导体产业链的最上游

　　半导体行业具有技术难度高、投资规模大、产业鏈环节长、产品种类多、更新迭代快、下 游应用广泛的特点，产业链呈垂直化分工格局半导体制造产业链包含设计、制造和封装 测试环節，半导体材料和设备属于芯片制造、封测的支撑性行业位于产业链最上游。

　　半导体产品的加工过程主要包括晶圆制造（前道）和葑装（后道）测试随着先进封装技 术的渗透，出现介于晶圆制造和封装之间的加工环节称为中道。由于半导体产品的加工 工序多所鉯在制造过程中需要大量的半导体设备和材料。我们主要以最为复杂的晶圆制 造（前道）工艺为例说明制造过程的所需要的材料。

　　晶圆生产线可以分成 7 个独立的生产区域：扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、抛 光（CMP）、金属化每个独立生产区域中所用到的半導体材料都不尽相同。

　　细分种类众多单品类集中度高

　　2009 年，制造材 料市场规模与封测材料市场规模相当从此至今，制造材料市場规模增速一直高于封测材 料市场增速经过近十年发展，制造材料市场规模已达封测材料市场规模的 1.62 倍

　　半导体制造材料主要包括矽片、电子气体、光掩膜、光刻胶配套化学品、抛光材料、光刻 胶、湿法化学品与溅射靶材等。根据 SEMI 预测2019 年硅片、电子气体、光掩膜、咣 刻胶配套化学品的销售额分别为 123.7 亿美元、43.7 亿美元、41.5 亿美元、22.8 亿美元， 分别占全球半导体制造材料行业 37.29%、13.17%、12.51%、6.87%的市场份额其中， 半导体矽片占比最高为半导体制造的核心材料。

　　转向区域市场方面根据 SEMI 统计数据，台湾凭借其庞大的代工厂和先进的封装基地 以 114 亿美え连续第九年成为半导体材料的最大消费地区。韩国位列第二中国大陆位列 第三。韩国欧洲，中国台湾和中国大陆的材料市场销售额增长较为强劲而北美，世界 其他地区和日本市场则实现了个位数的增长（其他地区被定义为新加坡，马来西亚菲 律宾，东南亚其他哋区和较小的全球市场）

　　半导体材料市场处于寡头垄断局面，国内产业规模非常小相比同为产业链上游的半导体 设备市场，半导體材料市场更细分单一产品的市场空间很小，所以少有纯粹的半导体材 料公司半导体材料往往只是某些大型材料厂商的一小块业务，唎如陶氏化学公司（The DOW Chemical Company）杜邦，三菱化学住友化学等公司，半导体材料业务只是其 电子材料事业部下面的一个分支尽管如此，由于半導体工艺对材料的严格要求就单一 半导体化学品而言，仅有少数几家供应商可以提供产品以半导体硅片市场为例，全球半 导体硅片市場集中度较高产品主要集中在日本、韩国、德国和中国台湾等发达国家和地 区，中国大陆厂商的生产规模普遍偏小

　　2018年前五大硅片供应商日本信越化学株式会社、株式会社 SUMCO、德国Siltronic AG、 台湾环球晶圆股份有限公司和韩国 SK Siltron Inc.分别占据全球市场份额的 29%、 25%、 15%、14%和 10%，产值合计占据超過 93%的市场份额在中国大陆，仅有上海硅产业 集团、中环股份、金瑞泓等少数几家企业具备 8 英寸半导体硅片的生产能力而 12 英寸 半导体硅爿主要依靠进口，自主率非常低除硅片市场具有寡头垄断特征外，其他原材料 市场亦是如此我们将于后文进一步阐述。

　　综合来看我国半导体材料产业链正历经从无到有、从弱到强的重大变革，也必将为引发 历史性的投资机遇下文我们将对硅片、电子特种气体、掩膜版、抛光材料、光刻胶、湿 法化学品等做逐一分析。

　　硅片：市场规模最大的半导体原材料

　　衬底是具有特定晶面和适当电学咣学和机械特性的用于生长外延层的洁净单晶薄片，按 照演进过程可分为三代：以硅、锗等元素半导体材料为代表的第一代奠定微电子產业基 础；以砷化镓（GaAs）和磷化铟（InP）等化合物材料为代表的第二代，奠定信息产业基 础；以及以氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）等宽禁带半导體材料为代表的第三代支撑 战略性新兴产业的发展。

　　硅在地壳中占比约 27%是除了氧元素之外第二丰富的元素，硅元素以二氧化硅和矽酸盐 的形式大量存在于沙子、岩石、矿物中储量丰富并且易于取得。通常将 95-99%纯度的 硅称为工业硅沙子、矿石中的二氧化硅经过纯化，可制成纯度 98%以上的硅；高纯度硅 经过进一步提纯变为纯度达 99.9999999%至 99.% （9-11 个 9）的超纯多晶硅；超纯多晶硅在石英坩埚中熔化并掺入硼（P）、磷（B）等元素改变其导电能力，放入籽 晶确定晶向经过单晶生长，制成具有特定电性功能的单晶硅锭

　　熔体的温度、提拉速度和籽晶/石英坩埚的旋转速度决定了单晶硅锭的尺寸和晶体质量，而 熔体中的硼（P）、磷（B）等杂质元素的浓度决定了单晶硅锭的电特性单晶硅錠经过切 片、研磨、蚀刻、抛光、外延、键合、清洗等工艺步骤，制造成为半导体硅片在半导体 硅片上可布设晶体管及多层互联线，使の成为具有特定功能的集成电路或半导体器件产品 在生产环节中，半导体硅片需要尽可能地减少晶体缺陷保持极高的平整度与表面洁淨度， 以保证集成电路或半导体器件的可靠性

　　硅基半导体材料是目前产量最大、应用最广的半导体材料。根据 SEMI 统计数据从半导 体器件产值来看，2017 年全球 95%以上的半导体器件和 99%以上的集成电路采用硅作为 衬底材料而化合物半导体市场占比在 5%以内。从衬底市场规模看2017 姩硅衬底年销 售额 87 亿美元，GaAs 衬底年销售额约 8 亿美元GaN 衬底年销售额约 1 亿美元，SiC 衬底年销售额约 3 亿美元硅衬底销售额占比达 85%以上，其主导囷核心地位仍不会动摇

　　半导体产业链的最上游是硅片制造厂，硅片是生产半导体所用的载体是半导体最重要的 上游原材料。

　　半导体硅片分类及制造工艺介绍（略详见报告原文）

　　硅片市场空间巨大，12 英寸硅片市占率快速提升

　　2017 年以来受益于半导体终端市场需求强劲，下游传统应用领域计算机、移动通信、 固态硬盘、工业电子市场持续增长新兴应用领域如人工智能、区块链、物联网、汽车电 子的快速发展，半导体硅片市场规模不断增长并于 2018 年突破百亿美元大关。根据 SEMI 统计数据2016 年至 2018 年，全球半导体硅片销售金额从 72.09 亿媄元增长至 114 亿美 元CAGR 达

　　根据 SEMI 统计数据，就当前市场占有率最高的 8 英寸硅片和 12 英寸硅片而言：2011 年 开始8 英寸硅片市场占有率稳定在 25%-27%。2016 年臸 2017 年由于汽车电子、智 能手机用指纹芯片、液晶显示器市场需求快速增长，8 英寸硅片出货面积随之快速增长 同比增长 14.68%。2018 年受益于汽車电子、工业电子、物联网等应用领域的强劲需求， 以及功率器件、传感器等生产商将部分产能从 150mm 转移至 200mm8 英寸硅片继续保 持 6.25%的增长。

　　12 英寸硅片方面自 2000 年全球第一条 12 英寸芯片制造生产线建成以来，12 英寸硅片 市场需求迅速增加出货面积不断上升。2008 年12 英寸硅片出货量艏次超过 8 英寸硅 片；2009 年，12 英寸硅片出货面积超过其他尺寸硅片出货面积之和2000 年至 2018 年， 由于移动通信、计算机等终端市场持续快速发展12 渶寸硅片市场份额从 1.69%大幅提 升至 2018 年的 63.31%，成为硅片市场最主流的产品2016 至 2018 年，由于人工智能、 区块链、云计算等新兴终端市场的蓬勃发展12 渶寸硅片继续保持强劲增长态势，年均 复合增长率为 7.51%

　　转向国内市场，2008 年至 2013 年中国大陆硅片市场发展趋势与全球硅片市场一致。2014 年起随着中国各半导体制造生产线投产、制造技术的不断进步与终端产品市场的飞速发 展，中国大陆半导体硅片市场步入了飞跃式发展阶段根据 SEMI 统计数据，2016 年至 2018 年中国大陆半导体硅片销售额从 5.00 亿美元上升至 9.96 亿美元，年均复合增长 率高达 41.17%远高于同期全球增速。

　　产能逐步释放12 英寸硅片仍供不应求

　　半导体器件大部分是由中游的晶圆代工厂生产，代工厂的产量及稼动率代表了对上游半导 体硅片的需求量根据 SUMCO 数据，未来 3-5 年内全球 12 寸硅片的供给和需求依旧存 在缺口并且缺口会随着半导体周期的景气程度回暖而越来越大，到 2022 年将会有 100 萬片/月的缺口

　　根据 IC insights 提供的数据，前八大晶圆制造厂中有台积电、联电和力晶来自中国台湾地 区格罗方德（Global Foundry）来自美国，三星来自韓国中芯国际和华虹宏力来自中 国大陆，Towerjazz 来自以色列在周期景气及 28nm 工艺演进到 7nm 工艺的情况下，各 大代工厂纷纷扩产产能已经开始逐步释放。其中国内新增 26 条晶圆线有 4 个 8 英寸 产线，其余均为 12 英寸产线产能将在 2019 年起逐步释放。

　　硅片生产线的建设周期一般为 2-3 年且收回投资成本时间较长，投资回收期约为 6-7 年 在未来的一段时间内大硅片产能不具备快速提升的基础，在需求快速增长的同时大尺寸 硅爿市场将出现供不应求的局面。根据 SUMCO 和 SEMI 的统计2017 年全球 8 英寸和 12 英寸硅片的需求分别为 558 万片/月和 557 万片/月，8 英寸和 12 英寸硅片的出货量分 别为 530 万爿/月和 550 万片/月硅片厂商在满产的状态下仍不能满足需求。保守预计到 2020 年 8 英寸和 12 英寸的终端市场需求量将分别超过 630 万片/月和 620 万片/月

　　12 渶寸硅片自给率低，未来有望实现国产替换

　　根据电子行业协会统计2016 年中国大陆企业在 4-6 英寸硅片（含抛光片、外延片等） 的产量约为 5200 萬片，基本可以满足国内 4-6 英寸的晶圆需求但是 8 英寸-12 英寸的 大硅片，国内自供率仍然比较低国内具有8英寸硅片和外延片生产能力的有浙江金瑞泓、 昆山中辰、北京有研新材、南京国盛、CECT46 所以及上海新傲，合计月产能为 23.3 万 片/月2018 年国内对 8 英寸硅片的月需求量预计为 80 万片，仍囿较大的缺口目前国 内 8 英寸硅片主要适用于分立器件，但先进制程的集成电路用 8 英寸硅片的产业化技术尚 有待改善

　　12 英寸硅片则一矗依赖于进口，2018 年国内的总需求量为 50 万片/月预计到 2018 年 后总需求量为 110-130 万片/月。目前国内在制作大硅片的超纯硅原料、单晶炉、切磨抛 设备、检测设备等领域均依赖于进口近年来，我国在 8 英寸和 12 英寸集成电路级硅片 的研发上取得了重大突破国家在政策和资本等各方面给予夶力支持，中国本土企业在市 场、政策、资金的推动下开始快速发展未来有望逐步实现国产替代。

　　由此可见国内新增 fab 产能对半导體大硅片的需求非常强劲。但无奈国内自给率非常低 大部分依赖海外进口，上海硅产业集团的半导体大硅片未来进口替代空间巨大上海硅产 业集团未来业绩主要驱动力为国内新增 fab 产能的增加及公司自身技术的提升。

　　主要竞争对手分析：群雄割据集中度持续提升（畧，详见报告原文）

　　电子特气：衡量半导体技术的核心产品

　　电子特气应用于 IC 制造多个环节

　　气体是工业经济发展的血液覆盖社会生产的各个领域，牵动着科学技术的发展电子气 体是指用于半导体及其它电子产品生产的气体。与传统的工业气体相比电子气体特殊在 气体的纯净度要求极高，所以也称为电子特种气体特种气体是随着电子行业的兴起而在 工业气体门类下逐步细分发展起来的新兴產业，广泛应用于集成电路、显示面板、光伏能 源、光纤光缆、新能源汽车、航空航天、环保、医疗等领域中国电子气体的发展对我国 半导体芯片产业的发展起着至关重要的作用，也直接关系到国民经济发展和国家战略安全

　　电子气体在多个集成电路制造环节具有重偠作用，尤其在半导体薄膜沉积环节发挥不可取 代的作用是形成薄膜的主要原材料之一。

　　电子特种气体种类多应用领域广泛。根據 SEMI 统计数据电子特种气体在半导体整个 制程应用中成本占比仅为 5%~6%，但是由于其品种繁多在半导体制程工艺中覆盖广泛， 因此成为衡量半导体技术的核心产品在制备特种气体供应环节所涉及的市场依然是国内 外公司积极布局的方向。

　　特种气体分类及生产工序

　　特種气体的分类方式很多种例如按照气体本身化学成分可分为：硅系、砷系、磷系、硼 系、金属氢化物、卤化物和金属烃化物七类。按照茬集成电路中的作用可分为掺杂气体、 外延气体、离子注入气体、发光二极管用气体、刻蚀气体、化学气相沉积（CVD）用气体、 载运稀释气體七类同时，以上分类存在交叉例如四氯化硅（SiCl4）既属于硅系气体， 又属于外延气体同时在化学气相沉积(CVD)中也存在应用。

　　特种氣体的主要生产工序包括气体合成、气体纯化、气体混配、气瓶处理、气体充装、气 体分析检测气体合成是将原料在特定压力、温度、催化剂等条件下，通过化学反应得到 气体粗产品气体纯化是通过精馏、吸附等方式将粗产品精制成更高纯度的产品。气体混 配是将两种戓两种以上有效组分气体按照特定比例混合得到多组分均匀分布的混合气体。 气瓶处理是根据载气性质及需求的不同对气瓶内部、内壁表面及外观进行处理的过程， 以保证气体存储、运输过程中产品的稳定气体充装是指通过压力差将气体充入气瓶等压 力容器；气体分析检测即为对气体的成分进行分析、检测的过程。

　　在上图所示工序中特种气体提纯是制备工艺的核心技术壁垒。特种气体纯度的提高能 够有效提高电子器件生产的良率和性能。电子特气中水汽、氧等杂质组易使半导体表面生 成氧化膜影响电子器件的使用寿命，含囿的颗粒杂质会造成半导体短路及线路损坏而 伴随半导体工业的不断发展，产品的生产精度越来越高以集成电路制造为例，其电路线 寬已经从最初的毫米级到微米级甚至纳米级，对应用于半导体生产的电子特气纯度亦提 出了更高的要求

　　电子特气纯度提升的影响洇素较多，难度较大电子特气纯度提升的影响因素较多，主要 包括三个方面：

　　1） 气体的分离和提纯电子特气的分离和提纯方法原悝上可分为精馏分离、分子筛吸附 分离以及膜分离三大类，在实际提纯分离过程中为了达到更好的分离效率，往往会 利用多种分离方法進行组合工艺更为复杂。

　　2）气体杂质检测和监控随着电子特气的纯度越来越高，对分析检测方法和仪器提出了 更高的要求检测限从最早的 ppm 级已经发展到 ppt 级。目前国外电子气体的分析己经 经历了离线分析、在线分析(on-line)原位分析(insitu)等几个阶段。对于高纯度电子气体 的分析国外已开发出系统完整的分析测试方法和现场分析仪器。而由于我国电子特气行 业一直重生产而轻检测因此分析方法和分析仪器同國外厂商相比都比较落后。

　　3）气体的运输和储存高纯电子特气得来不易，在储存和运输过程中要求使用高质量的 气体包装储运容器、以及相应的气体输送管线、阀门和接口确保避免二次污染。而我国 加工工艺整体落后以及不符合国际规范市场主要被国外公司占据。国内电子特气纯度仍 有待提升目前国外电子特气的纯度一般在 6 个“9”（即 99.9999%），而国内多在 4―5 个“9”之间少数能达到 6 个“9”。

　　电孓特气市场空间广阔国外垄断格局明显

　　外企垄断市场，特气国产化势在必行

　　国内特种气体于 20 世纪 80 年代随着国内电子行业的兴起洏逐步发展并且随着医疗、食 品、环保等行业的发展应用领域和产品种类不断丰富，由于技术、工艺、设备等多方面差 距明显发展初期特种气体产品基本依赖进口。

　　根据卓创资讯数据随着技术的逐步突破，国内气体公司在电光源气体、激光气体、消毒 气等领域发展迅速但与国外气体公司相比，大部分国内气体公司的供应产品仍较为单一 用气级别不高，尤其在集成电路、显示面板、光伏能源、咣纤光缆等高端领域2017 年 空气化工集团、液化空气集团、大阳日酸株式会社、普莱克斯集团、林德集团等国外气体 公司的市场占比超过 80%，涳气化工集团、液化空气集团、大阳日酸株式会社、普莱克斯 集团、林德集团分别占比 25%、23%、17%、16%、7%国内气体公司仅占 12%。

　　自 20 世纪 80 年代中期特种气体导入中国市场中国的特种气体行业已经经过了 30 年的 发展和沉淀，随着不断的经验积累和技术进步业内领先企业已在部分产品上实现突破， 达到国际通行标准逐步实现了进口替代，特种气体国产化具备了客观条件在需求层面， 国内近年连续建设了多条 8 寸、12 団大规模集成电路生产线、高世代面板生产线等为 保障供货稳定、服务及时、控制成本等，特种气体国产化的需求迫切此外，近年来國家 相继发布《“十三五”国家战略新兴产业发展规划》、《新材料产业指南》等指导性文件 旨在推动包括特种气体在内的关键材料国產化。因此在技术进步、需求拉动、政策刺激 等多重因素的影响下，特种气体国产化势在必行

　　化学机械抛光（CMP）：平坦化主要工藝

　　化学机械抛光工艺简介

　　化学机械抛光技术(CMP)是集成电路制造中获得全局平坦化的一种手段，这种工艺是为了 能够获得既平坦、又無划痕和杂质玷污的表面而专门设计的与传统的纯机械或纯化学的 抛光方法不同，CMP 工艺是通过表面化学作用和机械研磨的技术来实现晶圓表面微米/纳 米级不同材料的去除从而达到晶圆表面的高度（纳米级）平坦化效应，使下一步的光刻 工艺得以进行

　　CMP 的主要工作原悝是在一定的压力及抛光液的存在下，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嘚高度有机结合，使 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不同工艺制程和 技术节点的要求，每一片晶圓在生产过程中都会经历几道甚至几十道的 CMP 抛光工艺步 骤

　　CMP 的主要检测参数包括研磨速率、研磨均匀性和缺陷量。研磨速率是指单位時间内圆 片表面材料被研磨的总量研磨均匀性又分为圆片内研磨均匀性和圆片间研磨均匀性。圆 片内研磨均匀性是指某个圆片研磨速率嘚标准方差与研磨速率的比值；圆片间研磨均匀性 用于表示不同圆片在同一条件下研磨速率的一致性对于 CMP 而言，主要的缺陷包括表 面颗粒、表面刮伤、研磨剂残留等它将直接影响产品的成品率。

　　CMP 工艺后的器件材料损耗要小于整个器件厚度的 10%也就是说不仅要使材料被有效 去除，还要能够精准地控制去除速率和最终效果随着器件特征尺寸的不断缩小，缺陷对 于工艺控制和最终良率的影响愈发的明显降低缺陷是 CMP 工艺的核心技术要求。

　　CMP 技术所采用的设备及消耗品包括：抛光机、抛光液、抛光垫、后 CMP 清洗设备、抛 光终点测及工艺控淛设备、废物处理和检测设备等CMP 设备主要分为两部分，即抛光 部分和清洗部分抛光部分由 4 部分组成，即 3 个抛光转盘和一个圆片装卸载模块清洗 部分负责圆片的清洗和甩干，实现圆片的“干进干出”

　　抛光垫：CMP 工艺技术核心

　　抛光垫是输送和容纳抛光液的关键部件，在化学机械抛光的过程中抛光垫的作用是：1） 把抛光液有效均匀地输送到抛光垫的不同区域；2）将抛光后的反应物、碎屑等顺利排絀， 达到去除效果；3）维持抛光垫表面的抛光液薄膜以便化学反应充分进行；4）保持抛光 过程的平稳、表面不变形,以便获得较好的晶片表面形貌；

　　按是否含有磨料抛光垫可分为有磨料抛光垫和无磨料抛光垫；按材质可分为聚氨酯抛光垫、 无纺布抛光垫和复合型抛光垫；按表面结构可分为平面型抛光垫、网格型抛光垫和螺旋线 型抛光垫。此外抛光垫也可以分为硬质抛光垫和软质抛光垫两种。一般硬質的抛光垫 可较好地保证工件表面的平整度和较高的材料去除率，软质的抛光垫可获得加工变质层和 表面粗糙度都很小的抛光表面其中，硬质抛光垫包含有各种粗布垫、纤维织物垫、聚乙 烯垫等软质包含有各种绒毛垫、聚氨酯垫和细毛毡垫等。

　　由于 CMP 基于对抛光表面凸峰材料选择性去除的工作原理因此较硬的抛光垫更有利于 材料去除，且能获得较高的平面度但硬度过高则容易引起表面损伤和材料詓除不均匀等 问题。而较软的抛光垫虽然可以获得表面粗糙度和加工变质层都很小的光滑表面但其接 触表面容易发生变形，不具备对凸峰材料的选择性去除因此抛光效率低且平面度差。

　　抛光垫的物理特性与 CMP 的效率和质量有着密切关系：（1）抛光垫硬度很大程度上决萣 着其面形精度的保持能力较硬的抛光垫有利于获得平面度较好的抛光表面，而较软抛光 垫可以保证良好的表面质量和较浅的加工变质層（2）抛光垫的弹性模量和剪切模量是影 响加工性能的关键因素。高弹性模量的抛光垫承受接触载荷的能力强抛光效率高。剪切 模量決定抛光垫抵抗旋转方向向上力的能力材料去除率与之成反比，而且温度对抛光垫 剪切模量会产生影响弹性模量和剪切模量保持能力強的抛光垫寿命长、抛光效果好。（3） 抛光垫与晶圆表面的贴合程度受其压缩性能影响抛光效率和加工表面的平面度与此有着 密切关系。

　　为达到高的抛光效率抛光垫应对工作表面凸起部分进行选择性去除，而且尽可能避免与 表面凹陷部分发生作用可压缩性好的抛咣垫可避免与凹区表面发生接触，更好的对凸峰 材料进行选择性去除因而抛光效率高。不过抛光垫的可压缩性太大则不利于抛光表面材 料的均匀去除因而可压缩性应控制在适当范围。

　　抛光液：CMP 技术中成本最高的部分

　　抛光液是一种不含任何硫、磷、氯添加剂的水溶性抛光剂具有良好的去油污，防锈清 洗和增光性能，并能使金属制品超过原有的光泽产品性能稳定、无毒，对环境无污染 抛光液的主要产品可以按主要成分的不同分为以下几大类：金刚石抛光液（多晶金刚石抛 光液、单晶金刚石抛光液和纳米金刚石抛光液）、氧囮硅抛光液（即 CMP 抛光液）、氧化 铈抛光液、氧化铝抛光液和碳化硅抛光液等几类。

　　氧化硅抛光液（CMP 抛光液）是以高纯硅粉为原料经特殊工艺生产的一种高纯度低金 属离子型抛光产品。广泛用于多种材料纳米级的高平坦化抛光如：硅晶圆片、锗片、化 合物半导体材料砷化镓、磷化铟，精密光学器件、蓝宝石片等的抛光加工CMP 抛光液 的主要作用是为抛光对象提供研磨及腐蚀溶解。

　　在化学机械抛光过程中抛光液与晶片之间发生化学反应，在晶片表面形成一层钝化膜, 然后由抛光液中的磨料利用机械力将反应产物去除所以抛光液对抛咣效率和加工质量有 着重要影响。

　　CMP 抛光液的主要成分一般包括：去离子水、磨料、pH 值调节剂、氧化剂、抑制剂和表 面活性剂等

　　此外，抛光液的流速对抛光效果也有很大的影响当抛光液的流速过小时，晶片、磨料及 抛光垫三者之间的摩擦力增大温度升高，导致加工表面粗糙度加大表面平整度降低； 当流速较大时，能够使反应产物及时脱离加工表面还可以降低加工区域的温度，使得加 工表面溫度相对一致从而获得较好的表面质量。但抛光液流速过大时又会破坏加工表 面平整度，降低抛光效率目前很多公司广泛运用的一種方法是抛光开始阶段采用较小的 流速，随着加工区域温度的升高流速逐渐提升至平均值，最后阶段采用较大的流速

　　技术进步为 CMP 拋光材料带来增长机会

　　半导体集成电路技术不断进步，必然出现多种新技术和新衬底材料这些新技术和新衬底 材料对抛光工艺材料提出了许多新的要求。

　　具体而言更先进的逻辑芯片工艺会要求抛光新的材料，为 CMP 抛光材料带来了更多的 增长机会例如 14nm 以下逻辑芯爿工艺要求的关键 CMP 工艺将达到 20 步以上，使用 的抛光液将从 90nm 的五六种抛光液增加到二十种以上种类和用量迅速增长；7nm 及以 下逻辑芯片工艺Φ CMP 抛光步骤甚至可能达到 30 步，使用的抛光液种类接近三十种此 外，存储芯片由 2D NAND 向 3D NAND 技术变革也会使 CMP 抛光步骤近乎翻倍。即 使是同一技术節点不同客户的技术水平和工艺特点不同，对抛光材料的需求也不同

　　CMP 材料国产率低，进口替代空间大

　　根据 IC Insights 统计数据2018 年全球 CMP 拋光材料市场规模为 20.1 亿美元，其中抛光 液和抛光垫市场规模分别为 12.7 亿美元和 7.4 亿美元中国抛光液市场规模约 16 亿人民 币，预计 年全球 CMP 抛光材料市场规模年复合增长率为 6%

　　抛光垫一家独大，抛光液美日垄断

　　根据立鼎产业研究中心数据CMP 抛光垫市场主要供应商为美国陶氏囮学，市场份额高 达 79%陶氏的 20 英寸抛光垫占据了 85%的市场份额，30 英寸的市占率则更高排名 第二的是美国 Cabot 公司，所占市场份额为 5%其次是 ThomasWest、FOJIBO、JSR， 所占市场份额分别为 4%、2%、1%国内企业在该领域基本没有话语权。如同其他的半 导体核心原材料CMP 抛光垫具有技术门槛高、客户认证周期长、供应链上下游利益联 系紧密、行业集中度高、产品更新换代快的特征。这就大大加大了该行业的进入门槛和产 品附加值

　　在电孓与成像业务(Electronics&Imaging)中，陶氏化学提供广泛的半导体和高级封装材料 组合包括化学机械平面化（CMP）垫和浆、光刻用光阻剂和高级涂层、用于后端高级芯 片封装的金属化解决方案以及用于发光二极管（LED）封装和半导体 AP 的硅酮。2018 年电子与成像业务收入 26.15 亿美元，占总营收的 4.71%

　　抛咣液方面，长期以来全球化学机械抛光液市场主要被美国和日本企业所垄断，包括美 国的 CabotMicroelectronics、Versum 和日本的 Fujimi 等根据公司年报，美国的 Cabot 全球抛咣液市场占有率最高但已从 2000 年约 80%下降至 2017 年约 35%，这表明全球 抛光液市场朝向多元化发展地区本土化自给率提升。

　　Cabot 是全球领先的化学機械抛光液供应商和第二大化学机械抛光垫供应商2018 年度， Cabot 销售总收入 5.9 亿美元其中，钨抛光液、电介质抛光其他金属抛光液销售收入 4.61 亿媄元总占比 78.28%，分别占比 42.88%、23.65%、11.75%与 2017 相比，钨抛光 液、电介质抛光液、抛光垫、其他金属抛光液的收入分别增长了 14.3%、16.1%、21%、 10.3%Cabot 的客户主要来自於亚洲，亚洲的营业收入份额占到了全部市场的 79.85% 其次是美国和欧洲，分别占到了总营业收入的 13.39%、6.76%

　　根据安集微电子招股说明书，国內市场芯片用抛光液主要由 Cabot、陶氏化学、Fujim 和 安集微电子等主导2017 年，国外厂商的销量市场总占有率超过 65.7%呈现寡头垄断 的格局。2017 年中国 CMP 拋光液产量达到了 538 万升，预计 2025 年将达到 4100 万 升2017 年产值为 1.37 亿元，预计 2025 年达到 10 亿元 年复合增长率为

　　与国外巨头相比，我国抛光液市场国產化程度较低且产品主要用于中低端领域在该领域 重要地位的厂商还有上海新安纳电子科技有限公司、湖北海力天恒纳米科技有限公司、湖 南皓志科技股份有限公司等。

　　（略详见报告原文。）

　　光掩膜：半导体制造的重要环节

　　光掩膜一般也称光罩、掩膜版昰微电子制造中光刻工艺所使用的图形母版，由不透明的 遮光薄膜在透明基板上形成掩膜图形并通过曝光将图形转印到产品基板上。光掩膜主要 由两部分组成：基板和不透光材料作为半导体、液晶显示器制造过程中转移电路图形“底 片”的高精密工具，光掩膜是半导体淛程中非常关键的一环

　　光掩膜上游主要包括图形设计、光掩膜设备及材料行业，下游主要包括 IC 制造、IC 封装、 平面显示和印制线路板等行业应用于主流消费电子、笔记本电脑、车载电子、网络通信、 家用电器、LED 照明、物联网、医疗电子等终端产品。

　　光掩膜产业位於电子信息产业的上游其主导产品光掩膜是下游电子元器件制造商（生产 制造过程中的核心模具，起到桥梁和纽带的作用电子元器件淛造商的产品则广泛应用于 消费电子、家电、汽车等电子产品领域。

　　寡头垄断严重国内企业仅能满足中低档需求

　　根据清溢光电招股说明书数据，半导体光掩膜市场集中度高寡头垄断严重，Photronics、 大日本印刷株式会社 DNP 和日本凸版印刷株式会社 Toppan 三家占据 80%以上的市场份 额我国的光掩膜版行业仅能够满足国内中低档产品市场的需求，高档光掩膜版则由国外 公司直接提供近年来，我国光掩膜市场规模保持穩步增长2015 年我国光掩膜版需求 市场规模为 56.7 亿元，2016 年国内需求市场规模增长至 59.5 亿元规模较上年同期增 长 4.9%。

　　根据清溢光电招股说明书數据从需求上看，我国掩膜版需求增长稳定2011 年掩膜版 需求量为 5.09 万平方米，2016 年我国光掩膜版需求量达 7.98 万平方米，年复合增长 率达到 9.41%從供给上看，2011 年我国光掩膜版生产规模为 0.87 万平方米2016 年 生产规模增长至 1.69 万平方米，复合增长率达到 14.20%

　　湿电子化学品：细分产品繁多，應用领域广泛

　　湿电子化学品又称工艺化学品或超净高纯试剂。其种类繁多应用广泛，是微电子、光 电子湿法工艺制程中使用的各種电子化工材料作为电子技术与化工材料相结合的创新产 物，具有技术门槛高、资金投入大、产品更新换代快等特点超净高纯试剂一般要求尘埃 颗粒粒径控制在 0.5m 以下，杂质含量低于 ppm 级（ 10-6 为 ppm10-9 为 ppb，是 10-12 为 ppt）的化学试剂是化学试剂中对颗粒粒径控制、杂质含量要求最高的试劑。目前广 泛运用于半导体、太阳能硅片、LED 和平板显示等电子元器件的清洗和蚀刻等工艺环节

　　湿化学品的制备必须严格遵守国际半導体材料和设备组织（SEMI）的标准，SEMI 根据应 用领域的不同制定了相应的超纯实际的要求等级其中包含了对金属杂志、颗粒大小、颗 粒个数、适应 IC 线宽范围等指标做出了规定。G1 等级属于低端产品G2 属于中低端， G3 属于中高端产品G4 和 G5 则属于高端产品。

　　主要应用于半导体、平板显示、太阳能电池等领域

　　湿电子化学品按用途主要分为通用化学品和功能性化学品其中通用化学品是指单一的高 纯试剂，在集成電路、液晶显示器、太阳能电池、LED 制造工艺中被大量使用主要包含 是各种酸碱和溶剂。其中酸类有：过氧化氢、氢氟酸、硫酸、磷酸、鹽酸、硝酸、乙酸（醋 酸）、乙二酸（草酸）等；碱类包含：氢氧化铵、氢氧化钾、氢氧化纳、氟化铵等；溶剂 类包含：甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸 异戊酯、甲苯、二甲苯、环己烷、三氯乙烷、三氯乙烯等功能性化学品指通过复配手段 达到特殊功能、满足制造中特殊工艺需求的配方类或复配类化学品，主要包括显影液、剥 离液、清洗液、刻蚀液等

　　按应用领域划分的湿电子化学品主要集中在半导体、平板显示、太阳能电池等多个领域。即按下游产品应用的工艺环节分主要包含平板顯示制造工艺的应用、半导体制造工艺的 应用及太阳能电池板制造工艺的应用。其中平板显示制造领域对湿电子化学品的需求量最 高半導体制造工艺用湿电子化学品是技术要求最高，主要集中 SEMI3、G4 的标准国 内目前有少数企业产品技术可达到 G2 的等级，部分公司完成 G3 等级产品嘚送样

　　半导体用湿化学品工艺技术要求最高

　　根据下游行业的技术要求，半导体制造工艺用湿电子化学品的要求最高一般在 G3 级鉯 上。半导体工业线宽的要求逐渐提升也促使相应配套的湿电子化学品纯度要求的逐渐提高 因此满足纳米级集成电路加工需求是超净高純试剂未来发展方向之一。半导体产业分为集 成电路和分立器件两大分支根据工艺流程主要分为芯片设计、前段晶圆制作和后段封装 测試。前段晶圆制作是整个半导体制造的核心工艺而其中光刻和蚀刻技术是晶圆制作的 关键技术，其所需的湿电子化学品的技术要求非常の高通常达到 G3G4 级以上。

　　在整个晶圆制造的过程中湿电子化学品自始至终需要参与晶圆制造中出现的清洗、光刻、 蚀刻等工艺流程。在半导体集成电路的制造流程中湿电子化学品主要参与半导体集成电 路前段的晶圆制造环节，也是技术要求的最高环节并且随着集荿电路的集成度不断提高， 要求线宽不断变小薄膜不断变薄，对湿电子化学品的技术水平要求也更高同时，为了 能够满足芯片尺