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CMP制程工藝材料細(xì)分市場分析及競爭格局相關(guān)企業(yè)
1、CMP拋光材料市場概況
近年來全球及我國拋光材料市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，下游晶圓需求上升、晶圓廠產(chǎn)能逐步增加及先進(jìn)制程帶動(dòng)市場對于拋光材料的需求。
CMP（化學(xué)機(jī)械拋光）拋光工藝旨在通過化學(xué)腐蝕與機(jī)械研磨實(shí)現(xiàn)晶圓表面多余材料的去除與全局納米級(jí)平坦化。半導(dǎo)體前道工序中CMP工藝實(shí)現(xiàn)晶圓表面平坦化以銜接不同薄膜工藝；后道工序中，則作為光刻、蝕刻等工序的中間工序廣泛應(yīng)用于先進(jìn)封裝。根據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示，2023年全球半導(dǎo)體CMP拋光材料（包括拋光液和拋光墊，其中拋光液占比超過50%）市場規(guī)模超33億美元，受益于全球晶圓產(chǎn)能的持續(xù)增長以及先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)、新材料、新工藝的應(yīng)用需要更多的CMP工藝步驟，預(yù)計(jì)2027年全球半導(dǎo)體CMP拋光材料市場規(guī)模將超過44億美元。
2、CMP制程工藝材料細(xì)分市場分析
（1）CMP拋光墊
CMP拋光墊的主體是基底，通常由聚氨酯加工制成，在化學(xué)機(jī)械拋光過程中，拋光墊的作用主要有：存儲(chǔ)拋光液及輸送拋光液至拋光區(qū)域，使拋光持續(xù)均勻的進(jìn)行；傳遞材料，去除所需的機(jī)械載荷；將拋光過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物（氧化產(chǎn)物、拋光碎屑等）帶出拋光區(qū)域；形成一定厚度的拋光液層，提供拋光過程中化學(xué)反應(yīng)和機(jī)械去除發(fā)生的場所。
從種類上看，CMP拋光墊可分為聚氨酯類、無紡布類、絨毛結(jié)構(gòu)類。而從作用進(jìn)行分類，以聚氨酯材料為主的“白墊”起粗拋?zhàn)饔?，用于精拋的“黑墊”則主要是無紡布材質(zhì)，承擔(dān)拋光最后一道程序，修復(fù)前面拋光過程造成的缺陷或瑕疵。黑白墊技術(shù)重點(diǎn)不同，各有各的技術(shù)難度。
（2）CMP拋光液
CMP拋光液主要由溶劑、磨料、pH 值調(diào)節(jié)劑、分散劑、氧化劑等復(fù)配而成，在 CMP中起著至關(guān)重要的作用。CMP拋光液的作用是在化學(xué)機(jī)械拋光過程中與晶片發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在其表面產(chǎn)生一層鈍化膜，然后由拋光液中的磨粒利用機(jī)械力將反應(yīng)產(chǎn)物去除，從而達(dá)到平整加工晶片表面的作用。根據(jù)拋光對象不同，化學(xué)機(jī)械拋光液可分為銅及銅阻擋層拋光液、介電材料拋光液、鎢拋光液、基于氧化鈰磨料的拋光液、襯底拋光液和用于新材料新工藝的拋光液等產(chǎn)品。
由于互連的金屬易磨損也易反應(yīng)，不同金屬離子的電化學(xué)行為也有所不同，為合理調(diào)整磨粒的拋光作用強(qiáng)度，將拋光速率控制在合適范疇內(nèi)，體系內(nèi)要額外添加多種助劑，配方成分復(fù)雜。此外，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，不同被拋對象有著不同的拋光液配方需求。同時(shí)，研磨粒子的開發(fā)改性是拋光液生產(chǎn)企業(yè)的重心之一，研磨粒子開發(fā)難度較大，此前多被境外企業(yè)壟斷。
拋光液方面，美國和日本廠商占據(jù)主導(dǎo)地位。其中主要供應(yīng)商包括CMC materials（原Cabot，現(xiàn)被Entegris收購）、Versum Materials、日立（Hitach）、富士美（Fujimi）和陶氏（Dow）等。不同企業(yè)生產(chǎn)CMP拋光液品類所有側(cè)重，富士美主要生產(chǎn)硅拋光液和金屬（銅、鋁等）拋光液；CMC materials和Versum Materials產(chǎn)品類型較全，日立則主要生產(chǎn)氧化物拋光液。日立和富士美為日本企業(yè)，2021年TECHCET統(tǒng)計(jì)其市占率分別為13%/10%，日本廠商合計(jì)占據(jù)市場近1/4的份額。拋光墊方面，據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示，2023年美國杜邦公司占據(jù)市場主要份額（70%），其他供應(yīng)商包括Entegris（10.5%）、鼎龍（6.8%）、富士紡（4.7%）等。
（3）清洗液
清洗是貫穿半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的重要工藝環(huán)節(jié)。半導(dǎo)體清洗是指針對不同的工藝需求，對晶圓表面進(jìn)行無損傷清洗，以去除半導(dǎo)體制造過程中的顆粒、自然氧化層、金屬污染、有機(jī)物、犧牲層、拋光殘留物等雜質(zhì)，避免雜質(zhì)影響芯片良率和產(chǎn)品性能。隨著芯片制造工藝的持續(xù)升級(jí)，對晶圓表面污染物的控制要求不斷提高，每一步光刻、刻蝕、沉積等重復(fù)性工序后都需要清洗。CMP清洗液的難點(diǎn)是如何將配方比例調(diào)配合適，既要保證清潔能力，也要保證后道防腐蝕能力。
清洗工藝進(jìn)步帶來清洗步驟增加。隨著晶圓制造工藝不斷向精密化方向發(fā)展，芯片結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度不斷提高，芯片對雜質(zhì)含量的敏感度也相應(yīng)提高，微小雜質(zhì)將直接影響到芯片產(chǎn)品的良率。而在芯片制造的數(shù)百道工序中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生或者接觸到大量的微小污染物，為最大限度地減少雜質(zhì)對芯片良率的影響，當(dāng)前的芯片制造流程在光刻、刻蝕、沉積等重復(fù)性工序后均設(shè)置了清洗工序，清洗步驟數(shù)量約占所有芯片制造工序步驟的 30%以上，是所有芯片制造工藝步驟中占比最大的工序，而且隨著技術(shù)節(jié)點(diǎn)的繼續(xù)進(jìn)步，清洗工序的數(shù)量和重要性將繼續(xù)隨之提升，在實(shí)現(xiàn)相同芯片制造產(chǎn)能的情況下，對清洗液的需求量也將相應(yīng)增加。
根據(jù) TECHCET，受益于邏輯和存儲(chǔ)芯片技術(shù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)步、掩膜步驟數(shù)、3DNAND 層數(shù)、刻蝕及刻蝕后去除步驟數(shù)增加，全球半導(dǎo)體關(guān)鍵清洗材料（包括刻蝕后殘留物清洗液和拋光后清洗液）保持增長。
先進(jìn)制造技術(shù)和設(shè)計(jì)需求使邏輯半導(dǎo)體的復(fù)雜性將顯著增加，主要體現(xiàn)在層數(shù)的增多和晶體管結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，技術(shù)進(jìn)步對CMP拋光工藝提出更高的要求。1）先進(jìn)封裝，2.5D和3D IC集成需要復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)，集成層內(nèi)需要精確的平面化來保證芯片的性能；集成層間則涉及復(fù)雜層間互連，對CMP工藝的精度要求和CMP材料的使用量均遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)封裝。2）在存儲(chǔ)技術(shù)（如3D NAND）中，存儲(chǔ)層數(shù)的增加需要多次CMP步驟來保證每一層的平整度。3）新材料的使用，AI和其他高性能計(jì)算應(yīng)用推動(dòng)了新半導(dǎo)體材料（如SiC和GaN）的使用，對應(yīng)的CMP工藝需要專門的拋光液配方和拋光墊材料來適應(yīng)這些材料的獨(dú)特性質(zhì)。
3、行業(yè)競爭格局
CMP制程工藝材料主要依托 CMP技術(shù)的化學(xué)-機(jī)械動(dòng)態(tài)耦合作用原理，通過化學(xué)腐蝕與機(jī)械研磨的協(xié)同配合作用，實(shí)現(xiàn)晶圓表面多余材料的高效去除與全局納米級(jí)平坦化；其涉及力學(xué)、化學(xué)、摩擦學(xué)、高分子材料學(xué)、固體物理和機(jī)械工程學(xué)等多學(xué)科的交叉，研發(fā)制造難度大。
CMP拋光材料市場集中度較高，競爭格局呈現(xiàn)寡頭壟斷，主要原因是技術(shù)門檻高、龍頭企業(yè)專利及產(chǎn)品豐富且客戶粘性強(qiáng)。芯片先進(jìn)制程對 CMP拋光材料提出了更高的要求，當(dāng)前 IC 芯片要求全局平整落差10-100nm 的超高平整度，對拋光工藝要求十分嚴(yán)格。在超高精細(xì)度的同時(shí)，晶圓代工廠要求拋光材料具有極高的良率和穩(wěn)定性，因此一旦形成穩(wěn)定的供應(yīng)體系，一般情況下晶圓代工廠不會(huì)輕易更換拋光材料供應(yīng)商。
國外龍頭企業(yè)的產(chǎn)品由于技術(shù)先進(jìn)、產(chǎn)品線更為成熟，處于中國市場的第一梯隊(duì)，國內(nèi) CMP拋光材料產(chǎn)業(yè)起步慢，正在逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代。半導(dǎo)體CMP制程工藝材料領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)如下：
資料來源：普華有策
（1）杜邦（Dupont）
化學(xué)機(jī)械平坦化拋光墊、漿料和應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的全球領(lǐng)導(dǎo)者，服務(wù)于半導(dǎo)體芯片制造行業(yè)和其他先進(jìn)的基板拋光應(yīng)用，杜邦可提供全系列的拋光墊和拋光液，CMP拋光墊產(chǎn)品占全球市場份額 75%以上。
（2）卡博特（CMC Materials）
CMC Materials是一家為半導(dǎo)體制造提供關(guān)鍵材料的全球供應(yīng)商，提供拋光墊及拋光液產(chǎn)品。
（3）TWI（Thomas west Inc）
TWI 初始提供用于硬盤驅(qū)動(dòng)器（HDD）的拋光、紋理化和擦拭膠帶，在 1990 年代開始利用該技術(shù)嘗試進(jìn)入CMP拋光墊市場，2000 年推出 CMP拋光墊產(chǎn)品。
（4）富士紡（Fujibo）
Fujibo是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈重要供貨商，主要開發(fā)高附加價(jià)值的研磨材料及 CMP制程中使用的拋光墊。
（5）力森諾科（Resonac Corporation）
Resonac Corporation原日本昭和電工，主要從事半導(dǎo)體和電子材料業(yè)務(wù)，是拋光液產(chǎn)品的主要供應(yīng)商。
（6）湖北鼎龍控股股份有限公司
鼎龍股份掌握CMP拋光墊全流程核心研發(fā)技術(shù)和生產(chǎn)工藝，打破國外壟斷，成為國內(nèi)主要供應(yīng)商；多線布局多晶硅制程、金屬銅制程、金屬鎢制程、介電層制程等系列近 40 種拋光液產(chǎn)品。
（7）安集微電子科技（上海）股份有限公司
安集科技主營產(chǎn)品為不同系列的化學(xué)機(jī)械拋光液和光刻膠去除劑，主要應(yīng)用于集成電路制造和先進(jìn)封裝領(lǐng)域。
《2024-2030年CMP制程工藝材料行業(yè)市場調(diào)研及發(fā)展趨勢預(yù)測報(bào)告》涵蓋行業(yè)全球及中國發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場規(guī)模，產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)/專利、競爭格局、上游原料情況、下游主要應(yīng)用市場需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場集中度、重點(diǎn)企業(yè)/玩家，企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動(dòng)因素、市場前景預(yù)測，投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)等內(nèi)容。同時(shí)北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場專項(xiàng)調(diào)研項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項(xiàng)目可行性研究報(bào)告、專精特新小巨人認(rèn)證、市場占有率報(bào)告、十五五規(guī)劃、項(xiàng)目后評(píng)價(jià)報(bào)告、BP商業(yè)計(jì)劃書、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍(lán)白皮書、國家級(jí)制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)認(rèn)證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。