CMP抛光垫的行业格局,经历了从美国杜邦一家独大(2019年全球份额达79%)到国产厂商鼎龙股份实现量产突破的关键转折。这一转变的核心节点在于:鼎龙股份2012年从打印耗材跨界进入半导体材料领域,凭借高分子合成技术积累,在2018年专利数量达到国内第二,并于2021年实现核心原材料自产化,成为国内唯一实现抛光垫量产、产品覆盖28nm以上全部制程的厂商。
从美企垄断到国产破局
CMP(化学机械抛光)是半导体制造的第四大核心工艺,其中抛光垫价值量占比约33%。在国产替代启动前,全球抛光垫市场高度集中于美国企业:美国杜邦占据79%份额,美国卡博特微电子占5%,美国TWI占4%,日企份额合计仅约3%。
国产突破的代表是鼎龙股份。这家公司原本主营打印耗材,2012年左右因抛光垫所需材料与其高分子合成技术相通,开始切入半导体材料领域。到2018年8月,鼎龙股份的抛光垫专利数量已位居国内第二,填补了国内在抛光垫原材料和制作方面的专利空白。
软硬垫应用格局与国产化里程碑
抛光垫分为硬垫(聚氨酯材质)和软垫(无纺布及带绒毛结构的无纺布)。全球范围内软垫与硬垫的价值量比例约为1:8,国内因软垫主要应用于先进制程、使用相对更少,比例约为1:10,硬垫是绝对主流。
鼎龙股份的国产化进程有两个关键节点:
- 2021年实现核心原材料自产化,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,客户包括长江存储、武汉新芯、中芯国际、长鑫存储等国内主流晶圆厂。
- 软垫产线投产后补齐全系列产品线,使公司具备全系列、全制程的抛光垫生产能力,标志着国产抛光垫从单一硬垫突破进入全品类覆盖的新阶段。
常见问题
为什么CMP抛光垫此前难以国产化?
核心难点在于聚氨酯的孔洞结构规整程度。抛光垫的微孔结构直接决定抛光效率,而相关生产专利长期掌握在海外巨头手中,他们通过合作避免重复开发并形成利益网络,技术壁垒较高。
鼎龙股份的国产替代路径有何特点?
鼎龙股份从打印耗材跨界而来,其高分子合成技术与抛光垫材料存在相通性,研发基因延续到半导体材料领域。公司在2018年专利数达国内第二、填补原材料和制作专利空白后,于2021年实现核心原材料自产化,形成从专利到量产、从原材料到成品的完整自主能力。
国产抛光垫与国际厂商的差距是否已完全消除?
国产厂商在硬垫领域已覆盖28nm以上全部制程并实现量产,软垫产线投产后补齐了全系列产品能力,具备与海外厂商竞争的实力。但先进制程(如14nm及以下)部分产品仍处于认证或测试推进阶段,后续竞争表现需以实际认证进展和客户验证为准。