磨粒约占抛光液原材料成本的50%-70%,是CMP抛光液中价值量最高的单一组分。CMP(化学机械抛光)是仅次于光刻、刻蚀和薄膜沉积的第四大半导体制造工艺,而抛光液与抛光垫是两大核心CMP材料,价值量占比分别达49%和33%。磨粒作为抛光液的核心组分,其市场规模直接跟随半导体资本开支与CMP材料需求扩张,主要增长驱动力来自先进制程推进、存储芯片扩产以及国产晶圆厂对CMP材料国产化的高诉求。
CMP磨粒的市场规模基础
CMP工艺用于对晶圆进行全局平坦化处理,使表面平整度达到纳米级,以便添加下一层电路特征。在抛光液成分中,磨粒通过机械方法去除抛光工件表面多余材料,是最核心的组分,占原材料成本的50%-70%。目前最常用的磨粒是二氧化硅,生产壁垒在于控制磨粒的硬度和形状的一致性,以保障最终产品的一致性和可靠性。
从竞争格局看,抛光液和抛光垫市场由美企主导,杜邦公司和卡博特微电子占据绝大多数份额,细分产品在日韩也难以找到替代品。因此,国内晶圆厂对CMP材料的国产化诉求很高,这为国产磨粒及抛光液厂商提供了明确的替代空间。
增长驱动力
先进制程节点推进是磨粒需求增长的核心动力之一。例如,钴抛光液用于10nm节点以下芯片中钴的去除和平坦化,随着制程持续微缩,新型抛光液品类和对应磨粒需求将不断涌现。存储芯片扩产同样带动磨粒需求——铜及铜阻挡层抛光液在逻辑、存储芯片生产中需大量使用,钨抛光液在存储芯片生产中同样大量使用。此外,国产晶圆厂对CMP材料国产化诉求高,国内抛光液厂商安集科技的主力产品已获大陆晶圆厂高度认可,并成为台积电供应商;在磨粒端,国内虽有新安纳具备生产能力,但产品线较少,安集科技磨粒仍主要采购自日本厂商,公司正建设材料基地用于研发生产高端磨粒,推动原材料自主可控。
行业天花板伴随半导体资本开支周期波动,先进封装和3D NAND堆叠层数增加为磨粒需求带来新增量。CMP作为全局平坦化的关键工艺,在层数增加和封装复杂度提升的背景下,抛光步骤和材料消耗量均会相应增加。
常见问题
磨粒在抛光液成本中占比多少?
磨粒是抛光液最核心的组分,约占原材料成本的50%-70%。相比之下,抛光液整体占CMP材料价值量的49%,磨粒作为其中最大单项成本,直接影响抛光液厂商的盈利能力和原材料自主可控进度。
哪些细分抛光液品类增长潜力较大?
钴抛光液面向10nm以下先进制程节点,铜及铜阻挡层抛光液在逻辑和存储芯片生产中大量使用,钨抛光液在存储芯片生产中大量使用。随着先进制程推进和存储芯片扩产,这几类抛光液对应的磨粒需求均有明确增长逻辑。
国产磨粒替代进展如何?
目前磨粒核心技术仍被海外巨头垄断,国内新安纳虽有生产能力但产品线较少,国内抛光液厂商的磨粒仍以采购日本厂商为主。不过,安集科技正建设材料基地专门研发生产高端磨粒及电子级添加剂等关键原材料,未来原材料逐步自产化有望进一步提升盈利能力。