半导体材料抛光垫的微孔结构规整程度直接决定抛光效率,而驱动其市场规模扩大的核心动力来自先进制程升级带来的CMP步骤增加、晶圆厂产能扩张带动的材料消耗量增长,以及国产化替代进程加速三大因素。抛光垫的微孔结构是衡量其质量的核心指标,孔洞越规整,抛光效率越高,这一技术特性决定了制程越先进,对抛光垫性能要求越高,用量也越大。

微孔结构:抛光效率的决定性因素

抛光垫是一种具有一定弹性、疏松多孔的材料,在CMP(化学机械抛光)过程中直接与晶圆接触,通过摩擦去除抛光层。从显微结构看,抛光垫呈现微孔结构,孔洞结构的规整程度决定了最终的抛光效率,是衡量抛光垫质量的核心指标之一。

聚氨酯抛光垫(硬垫)因抗撕裂强度高、耐磨性强、抛光效率高等特点,成为应用最广泛的产品类型。然而,聚氨酯孔洞结构的规整程度正是制约抛光垫发展的核心难题,相关生产专利长期掌握在海外巨头手中。突破技术壁垒、生产出具备微细而均匀孔洞结构的抛光垫,是国产化的关键所在。

市场规模扩大的多重驱动力

1. 先进制程升级推动CMP步骤增加

CMP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,作用是对晶圆进行全局平坦化处理,使表面平整度达到纳米级。随着制程节点向更先进方向演进,芯片结构日趋复杂,CMP工艺步骤相应增加,对抛光垫的需求量和性能要求同步提升。尤其在先进制程中,软垫应用比例更高,而全球范围内软垫与硬垫的价值量比例约为1:8。

2. 晶圆产能扩张带动材料消耗

晶圆厂持续扩产直接带动CMP材料的消耗量增长。在CMP抛光材料成本中,抛光垫占比为33%,是仅次于抛光液(49%)的第二大核心材料。随着国内晶圆厂产能建设推进,对抛光垫的采购需求持续增加。

3. 国产化替代打开增量空间

全球抛光垫市场长期由美国杜邦(市场份额79%)等海外厂商主导,国内晶圆厂对抛光垫的国产化诉求很高。目前国内已有厂商实现抛光垫量产并覆盖28nm以上全部制程,部分产品在存储芯片领域表现良好,后续随着软垫产线投产,将具备全系列全制程生产能力,国产化替代有望加速释放市场空间。

常见问题

CMP抛光垫主要有哪些类型?

抛光垫主要有聚氨酯(硬垫)、无纺布和带绒毛结构的无纺布(统称软垫)三种材质。硬垫抛光效率高但均匀性相对差,软垫可获得更好的片内均匀性。全球范围内软硬垫价值量比例约为1:8。

抛光垫国产化的核心难点是什么?

核心难点在于聚氨酯孔洞结构的规整程度控制。抛光垫的微孔结构规整度直接决定抛光效率,而相关生产专利长期由海外巨头掌握,突破这一技术壁垒是国产化的关键。

抛光垫市场增长的主要受益方向有哪些?

受益方向包括:先进制程升级带来的CMP步骤增加、晶圆厂扩产带动的材料消耗增长,以及国产化替代进程中具备技术积累的国内厂商。其中,能够实现微细均匀孔洞结构量产的企业将具备较强竞争力。