CMP材料中抛光液和抛光垫合计占比82%,其中抛光液占49%、抛光垫占33%,这两类核心材料均由美日企业主导,中国厂商在细分领域已实现突破并开始出海,但整体仍处于追赶者位置。具体来看,全球抛光垫市场由美国杜邦占据79%份额,抛光液市场由美国卡博特微电子占据36%份额,而国内以安集科技、鼎龙股份为代表的厂商已在各自领域实现量产,并进入国内外主流晶圆厂供应链。
全球CMP材料竞争格局
CMP(化学机械抛光)是半导体制造中仅次于光刻、刻蚀和薄膜沉积的第四大制造工艺,其核心材料为抛光液和抛光垫,两者合计占CMP材料成本的82%。与硅片、光刻胶由日企主导不同,CMP材料市场完全由美企主导:
| 材料类别 | 成本占比 | 全球市场主导者 |
|---|---|---|
| 抛光液 | 49% | 卡博特微电子占36%(2018年) |
| 抛光垫 | 33% | 杜邦占79%(2019年) |
由于美企在细分产品上难以在日韩找到替代品,国内晶圆厂对CMP材料的国产化诉求很高。从全球半导体材料整体格局看,中国在CMP这一环节的自主化进程,正沿着“单个企业突破—进入主流供应链—出海参与全球竞争”的路径推进。
中国厂商的突破与差距
抛光液领域,国内做得最好的是安集科技。该公司成立于2006年,定位全产品解决方案(total solution),七大类抛光液产品覆盖量产、上线和研发各阶段。其主力产品不仅获得大陆晶圆厂高度认可,还成功进入台积电供应链。不过,抛光液核心原材料磨粒占原材料成本50%-70%,核心技术仍被海外巨头垄断,安集科技磨粒主要采购自日本厂商,目前正通过自建材料基地推进关键原材料自产化。
抛光垫领域,国内仅鼎龙股份实现量产。该公司从打印耗材切入半导体材料,凭借高分子合成技术积累,在2018年8月专利数量达到国内第二,填补了国内在抛光垫原材料和制作方面的专利空白。其硬垫产品覆盖28nm以上全部制程,在部分晶圆厂内达到一供地位。抛光垫的制造难点在于聚氨酯孔洞结构的规整程度,相关生产专利长期掌握在海外巨头手中。
常见问题
中国在CMP材料领域与海外差距最大的环节是什么?
差距最大的环节在于上游核心原材料和专利积累。抛光液的磨粒技术被海外巨头垄断,抛光垫的聚氨酯孔洞结构专利也主要掌握在美日企业手中,这两项都是决定产品性能的关键,需要长期技术积累才能突破。
中国CMP材料厂商的全球竞争力如何?
国内厂商已具备与海外厂商竞争的初步实力。安集科技成为台积电供应商,鼎龙股份在部分存储芯片领域的抛光垫产品效率表现突出,并计划从软垫产线投产后开始全力拓展海外市场,将竞争重点延伸到海外。
CMP材料的国产化率提升空间有多大?
由于抛光液和抛光垫合计占CMP材料成本82%,且国内晶圆厂对国产化诉求高,替代空间可观。随着国内厂商实现核心原材料自产、补齐软垫等产品线,国产CMP材料在国内外市场的渗透率有望持续提升。