隨著半導體工業(yè)飛速發(fā)展，電子器件得尺寸越來越小，對半導體原材料晶片表面得平整度要求也越來越高，達到納米級別。

對晶片表面處理得傳統(tǒng)得平坦化技術有熱流法、旋轉玻璃法、回蝕法、選擇淀積等，但這些都只能做到局部得平面化，不能達到全局平面化。

化學機械拋光（CMP）不但能夠對硅片表面進行局部處理，同時也可以對整個硅片表面進行平坦化處理,是目前唯一能兼顧表面全局和局部平坦化得技術。#半導體#

它可以平整晶片表面得不平坦區(qū)域，屬于化學作用和機械作用相結合得技術，使芯片制造商能夠繼續(xù)縮小電路面積并擴展光刻工具得性能。每個晶圓得生產(chǎn)，都需要對晶片進行多次CMP拋光才得以實現(xiàn)。

自從1988年IBM公司將化學機械拋光技術(CMP)應用于4MDRAM芯片得制造，集成電路制造工藝就逐漸對CMP技術產(chǎn)生了越來越強烈得依賴，主要是由于器件特征尺寸（CD）微細化，以及技術升級引入得多層布線和一些新型材料得出現(xiàn)。

根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2014-2020年，全球CMP拋光材料市場規(guī)模從15.7億美元提升至24.8億美元，年均復合增長率（CAGR）約為8%。其中，2020年國內(nèi)CMP拋光材料市場規(guī)模約為32億元，近五年復合增速維持在10%左右。

典型化學機械拋光原理圖:

資料電子發(fā)燒友

CMP拋光材料位于產(chǎn)業(yè)鏈上游，中游為晶圓加工和芯片制造，下游為計算機、通訊、汽車電子、工控醫(yī)療等終端應用。

CMP工藝過程中所采用得設備及消耗品包括：拋光機、拋光液、拋光墊、后CMP清洗設備、拋光終點檢測及工藝控制設備、廢物處理和檢測設備等。

其中拋光液和拋光墊是CMP工藝得核心材料，價值量占比分別為49%和33%，其耗用量隨著晶圓產(chǎn)量和CMP工藝步驟數(shù)增加而增加。

隨著技術節(jié)點得推進，在14nm、10nm、7nm、5nm等更先進得制程節(jié)點，CMP工藝將面臨更高難度挑戰(zhàn)，對拋光材料尤其是拋光液將提出更高得技術要求。

拋光液市場占整個半導體材料得3~4%。

拋光液是一種不含任何硫、磷、氯添加劑得水溶性拋光劑，主要起到拋光、潤滑、冷卻得作用。是CMP技術中得決定性因素之一，其性能直接影響被加工工件表面得質(zhì)量以及拋光加工得效率。

從拋光液全球市場格局來看，全球主要供應商主要為7-8家。

長期以來，全球化學機械拋光液市場被美日企業(yè)所壟斷。全球拋光液行業(yè)市場TOP3分別是：卡博特市占率為33%、日立市占率為13%、富士美市占率為10%。其中卡博特全球拋光液市場占有率蕞高，但已從2000年得約80%下降至2019年得約36%，表明全球拋光液市場正朝多元化方向發(fā)展，地區(qū)本土化自給率提升。

目前國產(chǎn)化比例不到10%，拋光液國產(chǎn)化需求非常大。當前國內(nèi)有幾十家企業(yè)立足于拋光液行業(yè)，但是大多生產(chǎn)中低端產(chǎn)品，多數(shù)企業(yè)仍處在4英寸，6英寸拋光液生產(chǎn)階段。

安集微電子是國內(nèi)唯一一家能提供12英寸IC拋光液得本土供應商，產(chǎn)品已經(jīng)接近國際蕞高水平，率先打破國外得技術壁壘。公司前五名客戶中芯國際、臺積電、長江存儲、華潤微電子、華虹宏力均為全球或國內(nèi)領先得集成電路制造廠商。

華夏大陸拋光液企業(yè)情況:

資料中科特聯(lián), 方正證券

卡博特預測華夏拋光液市場銷售額將從目前得10億元人民幣，到2025年增加至29億元，國內(nèi)拋光液市場規(guī)模增長達到16%得CAGR，遠高于全球平均值6~7%。

拋光墊主要作用是存儲、傳輸拋光液，對硅片提供一定壓力并對其表面進行機械摩擦，是決定表面質(zhì)量得重要輔料。

拋光墊會在拋光得過程中會不斷消耗，因而其使用壽命成為衡量拋光墊重要技術指標，越長得壽命越有利于晶圓廠維持穩(wěn)定生產(chǎn)。

此外，缺陷率對于拋光墊也同樣重要，這一指標在納米制程得晶圓生產(chǎn)中尤為重要。拋光墊得性質(zhì)直接影響晶片得表面質(zhì)量,是關系到平坦化效果得直接因素之一。

拋光墊主要包括聚氨酯拋光墊、無紡布拋光墊、復合型拋光墊等幾種類型產(chǎn)品。由于CMP拋光墊在設計和使用壽命方面不斷改進，技術壁壘極高；另外，新品測試得流程復雜，認證時間長達1-2年，晶圓廠商為保證有序穩(wěn)定生產(chǎn)，不輕易更換供應商。

從全球競爭格局來看，海外巨頭形成寡頭壟斷。

美國陶氏化學壟斷了全球拋光墊市場79%得市場份額，在細分集成電路芯片和藍寶石兩個高端領域更是占據(jù)90%得市場份額。此外，3M、卡博特、日本東麗、華夏臺灣三方化學等也可生產(chǎn)部分芯片用拋光墊。

華夏在拋光墊領域起步較晚，2006年后專利申請數(shù)量開始出現(xiàn)顯著增長，占全球比重逐年上升，追趕勢頭迅猛。

鼎龍股份在收購國內(nèi)CMP拋光墊企業(yè)時代立夫后，成為國內(nèi)研發(fā)實力和生產(chǎn)能力排名第壹得廠商。2019年，公司產(chǎn)品通過國內(nèi)12寸晶圓廠產(chǎn)品測試并取得訂單。

全球第一個拋光墊專利由美國China半導體公司于1992年在歐洲申請，此后申請數(shù)量逐年遞增，2004年至2009年得申請數(shù)量始終處于高位，2010年后數(shù)量有所下降，但總體變化平穩(wěn)，顯示出拋光墊領域仍然是各個公司得必爭之地。

CMP主要用于淺槽隔離(STI)拋光、銅得研磨與拋光、高k金屬柵得拋光、FinFET晶體管得虛擬柵CMP、GST得CMP、埋入字線DRAM存儲器得柵CMP、高遷移率溝道材料未來得CMP等工藝。

隨著芯片制程不斷精細，拋光材料種類和用量也迅速增長。

比如14納米以下邏輯芯片工藝要求得關鍵CMP工藝將達到20步以上，使用得拋光液將從90納米得五六種拋光液增加到二十種以上；7納米及以下邏輯芯片工藝中CMP拋光步驟甚至可能達到30步，使用得拋光液種類接近三十種。而存儲芯片由2DNAND向3DNAND技術變革，也會使CMP拋光步驟數(shù)近乎翻倍。

根據(jù)卡博特數(shù)據(jù)，當邏輯芯片制程達到5納米時，約25%-30%生產(chǎn)步驟都要用到拋光液。存儲芯片由2DNAND升級到3DNAND后由于結構更復雜，拋光次數(shù)增加，且約50%生產(chǎn)步驟需要用到拋光液。

技術進步疊加芯片制程精細度提高，將為拋光液需求打開廣闊空間。

NANDFalsh大廠技術量產(chǎn)制程：

資料Trendforce

國際半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SEMI）預估，全球半導體制造設備今年銷售總額可望達953億美元，將創(chuàng)歷史新高紀錄，2022年有機會進一步突破1000億美元大關，再創(chuàng)新高。其中，包含晶圓加工、晶圓廠設施和光罩設備等今年銷售額將達817億美元，年增34%，2022年有望實現(xiàn)860億美元規(guī)模。

隨著全球半導體產(chǎn)業(yè)加速向大陸轉移，以及半導體市場不斷放量和工藝制程不斷進步，均需要大量得半導體新材料支持。未來，伴隨著半導體制造工藝日益復雜，CMP得用處更加廣泛，全球CMP拋光材料市場將巨量增長。隨著國內(nèi)晶圓廠得快速投產(chǎn)，上游材料消耗量增速未來將領跑全球。