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抛光液、抛光垫——CMP主要耗材，半导体制造的刚性需求

化学机械抛光（CMP）技术是晶圆制造的必须流程之一，对高精度、高性能晶圆制造至关重要。晶圆制造主要包括7大流程，分别是扩散（ThermalProcess）、光刻（Photolithography）、刻蚀（Etch）、离子注入（IonImplant）、薄膜生长（DielectricDeposition）、化学机械抛光（CMP）、金属化（Metalization）。化学机械抛光（CMP）最早在年代被引入半导体制造中，用于减少晶片表面的不均匀性，几乎所有生产特征尺寸小于0.35微米的半导体制造厂均采用了该工艺。CMP可以平整晶片表面的不平坦区域，并可以以更高的精度进行后续光刻。CMP使芯片制造商能够继续缩小电路面积并扩展光刻工具的性能。

抛光液、抛光垫是CMP工艺中不可或缺的材料，有着较高的价值量。CMP工艺集合了抛光液的化学（酸性或碱性）效应以及微磨料的机械效应，将晶圆固定在可旋转的载体中（单头或多头），并将抛光垫放置在一个可旋转的平台上，两者在一定压力及抛光液的作用下相互运动，以实现晶圆表面的高度平坦化。CMP抛光材料总体占到晶圆制造所需各类材料成本的7%，其中抛光液、抛光垫有着较高的价值量，分别占到抛光材料的49%和33%，其他抛光材料还包括抛光头、研磨盘、检测设备、清洗设备等。

CMP工艺应用广泛，为抛光材料提出多重需求。CMP工艺在芯片制造、半导体分立器件加工、电子元器件加工、蓝宝石表面加工等领域有着广泛应用。CMP工艺有着多种应用对象，包括CuCMP、Cu阻挡层CMP、钨CMP、氧化物CMP、HKMG氧化物CMP、HKMG电极CMP、选择性浅沟槽隔离技术（S-STI）CMP。

抛光液是均匀分散胶粒乳白色胶体，主要起到抛光、润滑、冷却的作用。根据酸碱性可以分为酸性抛光液和碱性抛光液，根据应用场景可以分为金属抛光液和非金属抛光液。以碱性SiO2抛光液为例，其重要成分包含磨料（SiO2胶粒）、碱、去离子水、表面活性剂、氧化剂、稳定剂等。SiO2胶粒主要作用是进行机械摩擦并吸附腐蚀产物，要求硬度适当，尺寸在1-nm。碱性溶液在抛光过程中主要起到腐蚀作用，因避免引入Na+、K+等金属离子，其组成通常是有机胺，其PH值一般为9.4-11.1之间。氧化剂用于加速腐蚀反应速率，由于Si本身与碱反应速率较慢，而SiO2与碱反应速率较快，氧化剂可将表层Si进行氧化，从而获得较快的腐蚀速度。表面活性剂用于不溶性颗粒，防止胶粒凝聚沉淀。

抛光垫是一种疏松多孔的材料，具有一定弹性，一般是聚亚氨酯类，主要作用是存储和传输抛光液，对硅片提供一定的压力并对其表面进行机械摩擦。抛光垫具有类似海绵的机械特性和多孔特性，表面有特殊的沟槽，可提高抛光均匀性。抛光垫虽不与硅片直接接触，但仍同抛光液一样属于消耗品，其寿命往往只有45-75小时，需要定时整修和更换。

CMP技术对抛光材料品质要求严格，高品质材料研发技术难度高。抛光液由磨料、PH值调节剂、氧化剂、分散剂、表面活性剂等多种成分混合而成，介质复杂度很高。高品质抛光液的关键在于控制磨料的硬度、粒径、形状等因素，同时使得各成分达到合适的质量浓度，以达到最好的抛光效果。抛光垫由于在抛光的过程中会不断消耗，因而其使用寿命成为衡量抛光垫优良的重要技术指标，越长的寿命越有利于晶圆厂维持生产的稳定。此外，缺陷率对于衡量抛光垫的优良程度同样重要，这一指标在纳米制程的晶圆生产中尤为重要。

半导体红利结合技术迭代，抛光材料市场持续增长

半导体产业红利带动材料市场持续增长。全球半导体市场自年至年经历了复合增长率18%的高速增长，达到亿美元规模，虽年市场收缩，但预计未来两年全球半导体市场将重新迎来高速增长，有望达到13%的复合增长率。半导体材料是半导体行业发展的基础，将伴随半导体行业发展持续增长。年半导体材料市场达到亿美元，占全球半导体整体规模的11%。预计到年，半导体材料市场将突破亿美元，复合增长率达4.3%。

背靠全球规模最大、增速最快半导体市场，国产半导体材料有着极佳的成长环境。年以来亚太地区（不含日本）半导体市场年复合增长率达12.2%，是全球增长最快的地区。到年，亚太地区（不含日本）半导体市场规模占全球的60%，是排名第二的美国的近三倍，是欧洲地区的近7倍。-年中国集成电路产业销售额以超过20%的年复合增长率高速增长，增速超过全球平均水平，到年达到近亿元规模。

抛光材料是半导体材料的重要组成部分，整体增长稳健。-年，全球CMP抛光材料市场以6%的年复合增长率稳定增长，预计到年全球抛光材料市场规模将达到32.1亿美元。抛光液和抛光垫在CMP材料中价值占比最高，合计约占80%左右。-年抛光液、抛光垫合计市场规模复合增长率7%，至年市场规模达到20.1亿美元，其中抛光液和抛光垫市场规模分别为12.7亿美元和7.4亿美元。预计到年，全球抛光液和抛光垫市场规模将达到28.4亿美元，抛光液和抛光垫市场将分别达到17.9亿美元、10.5亿美元。

技术迭代进一步推动需求增长。在7nm工艺取得巨大成功之后，台积电最新制程工艺已经推进到了5nm，20年二季度便可实现量产，将应用在苹果最新的A14芯片上。三星于年取得了5nm制程技术，最快于年底进行正式稼动。制程越先进，需要的CMP抛光步骤就越多，14nm制程需要22次CMP抛光，7nm制程则需要高达29次CMP抛光。制程的不断推进将推动抛光材料的需求增长。此外，NAND存储芯片同样正在经历从2D结构到3D结构的技术革新，3DNAND中抛光步骤达到16次，是2DNAND的两倍，对抛光材料的需求同样将翻倍增长。

专用化、定制化是抛光材料未来发展方向。化学机械抛光CMP技术在多领域均有应用，且随着技术的进步各领域对于CMP技术专用化的要求也将越来越高。比如抛光液在不同的应用领域需要不同的特性，分化出铜及铜阻挡层抛光液、钨抛光液、硅粗抛光液等分类，分别应用于逻辑芯片、存储芯片、硅晶片等不同领域，随着芯片制程的提高以及技术的改进，抛光液专用化程度将逐渐提高。CMP技术是一个非常复杂的过程，要达到最优的抛光效果需要综合考虑多方面的因素。比如抛光垫在缺陷率提高的同时，则会导致平坦度的降低，随着制程的提高这种矛盾将更加突显，因而对于先进制程工艺，需要定制化地给出满足要求的抛光垫产品。专用化和定制化将给后起的国产厂商带来机遇。一方面，国产厂商可以集中有限资源发力研发某一特定应用领域抛光材料，如专注铜及铜阻挡层抛光液，以此作为突破口打入市场。另一方面，可以凭借本土化优势，与国内主流的晶圆制造厂商展开深度合作，研发定制化的产品，逐步构筑壁垒。

国产抛光材料起步晚，替代空间巨大

抛光液市场格局有分散化趋势，国产替代机会更大。美国的CabotMicroelectronics是全球抛光液市场龙头，年市占率高达80%，不过到年CabotMicroelectronics全球市占率降低至36%。其他主要供应商包括Hitachi、Fujimi、Versum等，市占率分别为15%、11%、10%。抛光液市场分散程度相对较高，多元化发展趋势明显，国产厂商实现替代机会较大。目前安集微电子已经形成替代，全球市占率达到2%。

抛光垫技术壁垒较高，国外厂商形成寡头垄断格局。陶氏是全球最大的抛光垫供应商，市占率高达79%，几乎垄断市场，陶氏在中国抛光垫市场占有率更是高达85%以上。其他厂商CabotMicroelectronics、ThomasWest、FOJIBO等，全球市占率均不超过5%。而国内抛光垫厂商只有鼎龙股份、江丰电子两家。抛光垫较高的技术壁垒是陶氏形成强势垄断的原因。抛光垫作为CMP抛光工艺中必需耗材之一，对缺陷率和使用寿命有较高的要求，需要厂商有足够的技术研发实力。目前高端的mm晶圆抛光垫专利掌握在美国应用材料公司手中，在中国只有陶氏获得专利授权。由于抛光垫有较高技术要求，认证周期较长，因而大公司更易形成稳定的客户关系。

产业转移趋势明显，国产材料缺口巨大，双重机遇利好抛光材料国产替代。-年，中国纯晶圆代工市场规模增速全球最高，高达到41%，市场规模增长至.9亿美元，成为全球第二大晶圆代工市场。-年，中国新建晶圆厂数量达到高峰，到年新建晶圆厂累计将达到20座。全球晶圆产能向中国大陆转移趋势明显，带动中国市场对上游半导体材料的需求。相对国内市场晶圆制造材料的巨大需求，国产半导体材料供给缺口巨大，国产化率只有20%左右，抛光材料细分市场国产化率更是不足15%，国产替代需求强烈。

CabotMicroelectronics：全球抛光液龙头

CabotMicroelectronics（卡伯特微电子）年成立于美国，是全球最大的CMP抛光液供应商，市占率36%，同时是全球第二大的CMP抛光垫供应商，市占率5%。Cabot业务以抛光液为主，年全年营收5.9亿美元，其中CMP抛光液贡献78%，达4.6亿美元。Cabot抛光液产品结构以主要用于存储芯片的钨抛光液为主，占比55%；电介质抛光液占比30%，其他金属抛光液占比15%。

Cabot作为全球最大的抛光液供应商，客户分布广泛，且分散度高。韩国是Cabot抛光液最大的市场，其次是中国台湾、中国大陆、美国以及欧洲，占比分别为23%、22%、16%、13%、7%。可以看出，Cabot的市场收入分布与全球晶圆制造行业分布一致，公司在全球均有极强的竞争力。同时，Cabot前五大客户收入占总营收比重为57%，客户分散度较高。年，Cabot在中国大陆营收为0.97亿美元，约为安集科技的三倍。

Cabot产品线丰富，专用化程度高。公司抛光液产品针对钨、电介质（硅、氧化物等）、金属（铜、铜阻层、铝等）等应用对象均有明确的定位，且推出多款针对不同制程的产品，涵盖10nm-nm制程，以满足客户多层次的需求。

知识产权是Cabot重要的护城河。Cabot微电子致力于基础CMP技术、CMP消耗品等领域的研发，财年中研发投入共计达万美元。Cabot微电子拥有强大且完备的知识产权体系，截至年10月31日，Cabot微电子在全球拥有项有效专利，其中项为美国专利。并且Cabot微电子有项正在申请的全球专利，以不断更新公司的知识产权体系，维护公司的持续竞争力。

Cabot微电子注重尖端CMP抛光材料的研发，在全球各个主要的半导体市场均设有研发中心，助力企业更好地服务客户。公司在美国伊利诺伊州奥罗拉市的研发中心设有1级无尘室，以及用于开发mm抛光材料的先进设备；在台湾设有具有mm抛光能力的无尘室；在韩国的研发中心具有抛光液配制能力和mm抛光能力；在新加坡设有研发实验室，为数据存储芯片提供抛光、计量以及抛光液开发功能。遍布全球的研发中心让Cabot微电子能够与客户形成紧密联系，及时获取客户需求，并提供性能优异的CMP抛光材料解决方案。

Dow：全球抛光垫绝对领导者

陶氏化学成立于年，经过一百多年的发展，目前已经成为了美国第一大、全球第二大化工企业。公司产品丰富、业务广泛，产品主要涵盖电子及特殊材料、涂料和基础设施、健康农业科学、特种系统、特种化学品、基础塑料、基础化学品、烃及能源八大领域，有多种产品，客户遍及全球多个国家。陶氏在半导体材料领域主要经营CMP抛光垫、抛光液、光刻材料等，尤其在CMP抛光垫市场有着绝对的统治地位，全球市占率高达79%。

陶氏抛光垫产品技术先进，始终引领着市场发展。陶氏最早推出的型号为IC0的抛光垫产品，现在已经成为了抛光垫行业标准，其他厂商的抛光垫产品测试均以IC0对标标准。陶氏的抛光垫产品正在朝着缺陷率更低、平坦度更高、使用寿命更长的方向发展，历代产品在缺陷率、使用寿命上均有大幅的提升，如年推出的IKONIC的缺陷率在年的VISIONPAD0的基础上降低了70%。在未来这一发展方向仍将引领整个抛光垫行业的发展。

安集微电子：步步为营，逐步成长为国内抛光液龙头

安集微电子步步为营、稳扎稳打，实现技术与市场双重突破。安集微电子成立于6年，注册资本万元，主营化学机械抛光液和光刻胶去除剂。8年切入中芯国际供应体系，逐步打开国内市场。9-年，先后开拓华虹宏力、武汉新芯、华润微三家客户。年安集微电子成功切入国际晶圆制造巨头台积电供应链，并于同年开始负责“高密度封装TSV抛光液和清洗液研发与产业化”国家“02专项”。年“02专项”成功验收，并实现-28nm技术节点规模销售。年，安集微电子获得国家集成电路产业基金入股，并承接“CMP抛光液及配套材料技术平台和产品系列”国家“02专项”，企业发展进入新阶段。年后，公司推出钨系列抛光液，产品体系进一步丰富，并拓展了长江存储、士兰微等新客户。目前公司CMP抛光材料处于国内领先地位，全球抛光液市场份额为2.4%，正在积极进行28-14nm产品的客户推广和10-7nm新技术节点的研发。

安集微电子营收状况良好，毛利高于行业水平。安集微电子营收稳定增长，铜及铜阻挡层抛光液占比最高。16-18年，公司铜及铜阻挡层抛光液营收占比分别为76.42%、74.99%、66.32%。钨抛光液等其他抛光液增长较快，16-18年营收分别为万元、万元、万元，复合增长率达24.8%。此外，16-18年公司毛利在50%以上，显著高于国内可比公司，与国际龙头CabotMicroelectronics处于同一水平，足以体现公司产品实力。

安集微电子正在积极扩建生产线，不断巩固市场地位，满足市场需求。公司“CMP抛光液生产线扩建项目”募投1.2亿元，将用于扩建CMP抛光液生产系统和相应的厂务系统。项目将具体落实到铜及铜阻挡层抛光液28nm以下技术节点产能，3DNAND、DRAM的金属钨抛光液产能，以及其他化学机械抛光液的产能，预计新增产能分别为6吨、吨、0吨。

财年，安集微电子营收2.85亿元，同比增长15.15%；净利万元，同比增长51.54%。我们预测安集微电子20/21年营收将达到3.51/4.48亿元，其中CMP抛光液营收2.83/3.54亿元，光刻胶营收0.67/0.93亿元。公司将保持54%左右的毛利和23%左右的增长率高速增长。

鼎龙股份：技术实力扎实，打造国内抛光垫第一厂商

鼎龙股份技术实力扎实，实现国产抛光垫突破。鼎龙股份在彩色聚合碳粉领域有扎实技术积累和生产经验，由于该领域与抛光垫均用到分子聚合工艺，因而公司在发展抛光垫材料上有天然优势。年，公司正式立项CMP抛光垫材料研发。年公司抛光垫产业化建设完工，投入试生产。年公司抛光垫产品成功通过客户验证，并获得首张订单。年，公司收购成都时代立夫科技，进一步拓展抛光垫产品及服务能力。同年，公司产品通过8寸晶圆厂验证并取得订单。年，国内各大12寸晶圆厂开始对公司产品测试，并取得订单。

鼎龙股份不断投入CMP抛光垫，成为公司新增长点。年公司抛光垫实现.89万元营收，年随着12寸订单的增加，公司有望迎来新突破。目前公司CMP抛光垫业务尚处在产能建设期，公司万规模的在建工程便是包括了显示基板材料及CMP产业化项目，投入增加34.02%。年6月，公司以增资扩股方式引入湖北省高新产业投资集团0万元的战略投资，以进一步推动CMP抛光垫的市场拓展和业务发展。

鼎龙股份财年营收出现负增长，主要原因有三：一是为受宏观市场及政策影响，硒鼓终端市场价格下降，公司对硒鼓业务计提部分商誉减值准备；二是武汉本部工厂环保停产整改，致使部分彩色碳粉型号产量不足；三是公司加大了对CMP抛光材料和PI浆料等新项目的研发开支。

我们认为随着公司CMP业务的逐渐成熟，未来订单量会稳步增加，将成为公司业务增长的主要动力。我们预测鼎龙股份20/21年营收分别为14.61/18.24亿元，其中CMP抛光垫业务将达到0.92/1.85亿元。

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