晶圆厂持续扩产与先进制程推进,确实为CMP抛光液带来结构性需求增长,但“定制化配方市场空间有多大”目前尚无官方统一测算。 从产业链结构看,抛光液占CMP抛光材料成本约49%,是价值量最高的核心材料;其配方需按客户与晶圆表面材料逐一适配,定制化程度高,核心难点在于控制磨粒的硬度与形状、以及各组分浓度,考验的是长期积累的Know-how经验。因此这一市场的增长逻辑,更多来自晶圆厂扩产带来的用量基数扩大,以及制程演进带来的抛光步骤与单片用量提升,而非单一产品的标准化放量。
需求从哪来:扩产与制程双轮驱动
CMP即化学机械抛光,是半导体制造中的重要环节,优先程度可能仅次于光刻、刻蚀和薄膜沉积,被称为第四大半导体制造工艺,作用是将晶圆表面平整度处理到纳米级,便于叠加下一层电路特征。其原理分为化学与机械两部分:抛光液中的氧化剂、络合剂与晶圆表面材料发生反应生成易去除的钝化层,再由抛光垫与晶圆相对运动,在磨粒和抛光垫作用下摩擦去除钝化层。
抛光液与晶圆表面材料直接反应,因此分类体系与晶圆表面材料相匹配,可分为硅抛光液、铜及铜阻挡层抛光液、钨抛光液、钴抛光液、层间介质层(ILD/IMD)抛光液、浅槽隔离层(STI)抛光液、3D封装硅通孔(TSV)抛光液七大类。不同客户、不同工艺段需求各异,配方无法通用,这正是定制化属性的来源。
定制化的壁垒:磨粒与配方经验
抛光液是一种分布均匀的胶体,成分复杂,包括氧化剂、磨粒、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂、pH调节剂与pH缓冲剂等,需按一定比例配制。生产难点集中在两方面:一是使各种组分达到合适浓度;二是控制磨粒的硬度和形状。
磨粒是抛光液最核心的组分,约占原材料成本的50%-70%,目前最常用的是二氧化硅,其壁垒在于让所有磨粒的硬度和形状保持相近,以保障最终产品的一致性和可靠性。磨粒核心技术目前仍由海外巨头主导,国内厂商在部分环节仍有采购依赖。在组分配比方面,由于定制化程度高,生产企业必须持续寻找合适配方并保持制作工艺稳定,主要考验Know-how经验,只能依靠长时间的技术积累和不断的研发尝试。
竞争格局与国产进展
与硅片、光刻胶由日企主导不同,抛光液和抛光垫目前由美企主导,杜邦公司和卡博特微电子占据绝大多数市场份额,部分细分产品很难在日韩找到替代品,因此国内晶圆厂对CMP材料的国产化诉求较高。
国内抛光液领域较具代表性的企业是安集科技,自2006年成立起即专注CMP抛光液业务,定位为全产品解决方案(total solution),在七大类抛光液中,产品分别处于量产多年、刚刚上线或研发论证阶段,主力产品已获得大陆晶圆厂认可,并成为台积电供应商。在原材料自主可控方面,该公司除采购国内磨粒产品外,还在建设材料基地,用于研发生产高端磨粒及电子级添加剂等关键原材料。
常见问题
抛光液在CMP材料中占多大比重?
抛光液占CMP抛光材料成本的49%,抛光垫占33%,两者是CMP的两大核心材料,其余为调节器、清洁及其他。抛光液是其中价值量占比最高的部分。
为什么抛光液难以标准化量产?
因为抛光液与晶圆表面材料直接发生反应,分类体系随表面材料而变,不同客户需求不同,配方需逐一适配。同时磨粒的硬度、形状一致性以及各组分浓度控制都要求长期工艺积累,主要依赖Know-how经验。
定制化配方的市场空间该如何判断?
目前没有官方统一测算数据。可观察的驱动因素包括晶圆厂扩产带来的抛光液用量基数扩大、先进制程对抛光步骤和单片用量的提升,以及国产化诉求下本土供应份额的变化,具体规模建议以官方后续公布及第三方机构实测数据为准。