半導體晶圓製造材料市場格局（乾貨）

半導體晶圓製造材料包括矽晶圓、光掩模、光刻膠及配套材料、溼化學品、電子氣體、濺射靶材料、CMP 材料、研磨墊、石英材料等。我國半導體材料的整體國產化率仍然處於較低水平，在進口替代領域仍具有較大市場空間。

本土半導體材料廠商蓄勢待發，持續加深進口替代

半導體材料包括半導體製造材料與半導體封測材料。晶圓製造材料包括矽晶圓、光掩模、光刻膠、光刻膠輔助材料、溼化學品、電子氣體、濺射靶材料、化學機械拋光(CMP)漿、研磨墊、石英製品等。而封測材料包括引線框架和基板、陶瓷封裝、封裝樹脂、鍵合線和粘合劑等。

半導體材料行業具備產業規模大、細分行業多、技術門檻高、成本佔比低四大特性：

1、產業規模大：

根據 SEMI(半導體設備與材料協會)的數據統計，2018 年全球半導體材料產業的市場規模達 519 億美金，對應 2018 年全球半導體產業規模約在 4000 億美金左右，半導體材料市場規模佔比接近 13%；

2、細分行業多：

半導體材料是半導體產業鏈中細分領域最多的產業鏈環節，其中晶圓製造材料包括矽片、光刻膠、光刻膠配套試劑、溼電子化學品、電子氣體、 CMP 拋光材料、以及靶材等，晶片封裝材料包括封裝基板、引線框架、樹脂、鍵合絲、錫球、以及電鍍液等，同時類似溼電子化學品中又包含了酸、鹼等各類試劑，細分子行業多達上百個；

3、技術門檻高：

半導體材料的技術門檻一般要高於其他電子及製造領域相關材料，其具備純度要求高、工藝複雜等特徵，在研發過程中需要下遊對應產線進行批量測試。同時對應晶片製造過程的不同，下遊廠商對材料使用需求的不同，導致對應材料的參數也有所差異；

4、成本佔比低：

雖然半導體材料整體產業規模龐大，但由於細分材料子行業眾多，導致了單個細分材料往往在半導體生產成本中佔比較低。以靶材為例，半導體靶材在半導體材料中的佔比約為 3%，對應半導體生產成本佔比僅在 3‰~5‰。技術門檻高以及成本佔比低導致了半導體材料國產替代的進展要遠低於面板以及消費電子相關領域。

半導體材料產業現狀：國外優勢明顯，國內正在細分領域突破

半導體材料中前端材料市場增速遠高於後端材料，2016-2018 年的三年裡，前端材料銷售

額分別增長了 3%、13%、14%，後端材料銷售額分別增長了-4%、5%、3%。

前端材料的增長歸功於各種前端技術的積極使用，如極紫外(EUV)曝光，原子層沉積(ALD)和等離子體化學氣相沉積(PECVD)等。在晶圓製造材料中，矽片及矽基材料佔比最高，約佔 31%，其次依次為光掩模板 14%，電子氣體 14%，光刻膠及其配套試劑 12%，CMP 拋光材料 7%，靶材3%，以及其他材料佔 13%。

圖表1：全球半導體晶圓製造材料的細分市場分布

在半導體封裝材料中，封裝基板佔比最高，佔 40%。其次依次為引線框架 15%、鍵合絲 15%、包封材料 13%、陶瓷基板 11%、晶片粘合材料 4%、以及其他封裝材料 2%。

圖表2：全球半導體封裝材料的細分市場分布

2018 年全球半導體製造材料市場規模為 330.18 億美元，同比增長 17.14%；全球半導體

封裝測試材料市場規模預計為 197.01 億美元，同比增長 3.02%。2009 年至今，製造材料市場規模增速一直高於封測材料市場增速。

圖3：全球半導體材料市場規模

圖表4：2018 年全球半導體材料市場的地區分布

中國臺灣地區憑藉龐大的晶圓代工市場和先進封裝基地，2018 年以 114 億美元連續第 9年成為全球最大的半導體材料消費地區。2018 年，韓國、中國臺灣與中國大陸的半導體材料市場增長最為強勁，增速分別為 16%、11%與 11%；受益半導體產業持續轉移，預計中日韓三地半導體材料市場仍將保持高增長發展。

我國半導體材料佔全球市場比例約 16%，且以封裝材料為主，晶圓製造材料佔比低於封裝材料。預計 2020 年我國晶圓製造材料市場規模將達到 40.9 億美元；而封裝材料市場規模將達到 66.5 億美元。

圖表5：中國半導體材料市場規模（億美元）

我國半導體材料國產化佔比較低，2018 年國產半導體銷售額約 316.3 億元，其中國產封裝材料銷售額約 130.7 億元。

近年來我國半導體材料的整體國產化率仍然處於比較低水平，在進口替代領域仍具有較大市場空間。此外，隨著我國本土先進位程推進以及存儲基地擴產，對半導體材料需求將逐年提升，給本土材料廠商帶來較大導入機會。

01

大矽片是半導體材料最大宗產品

大矽片：半導體材料之最大宗產品，我國加快先進產品研發導入

半導體矽片是集成電路及其他半導體產品的關鍵性、基礎性原材料，目前 90% 以上的半導體產品使用矽基材料製造。

沙子、礦石中的二氧化矽經過純化，可製成純度 98% 以上的矽；高純度矽經過進一步提純變為純度達99.9999999%至 99.999999999%（9-11 個 9）的超純多晶矽；超純多晶矽在石英坩堝中熔化，並摻入硼（P）、磷（B）等元素改變其導電能力，放入籽晶確定晶向，經過單晶生長，製成具有特定電性功能的單晶矽錠。

熔體的溫度、提拉速度和籽晶/石英坩堝的旋轉速度決定了單晶矽錠的尺寸和晶體質量，而熔體中的硼（P）、磷（B）等雜質元素的濃度決定了單晶矽錠的電特性。單晶矽錠經過切片、研磨、蝕刻、拋光、外延、鍵合、清洗等工藝步驟，製造成為半導體矽片。

圖表6：全球半導體矽片市場規模（億美元）

由於半導體行業與全球宏觀經濟形勢緊密相關，全球半導體矽片行業在 2009 年受經濟危機影響較為低迷出貨量與銷售額均出現下滑；2010 年由於智慧型手機放量增長，矽片行業大幅反彈。

2011 年至 2016 年，全球經濟逐漸復甦但依舊較為低迷，矽片行業亦隨之低速發展。2017 年以來，受益於半導體終端市場需求強勁，下遊傳統應用領域計算機、移動通信、固態硬碟、工業電子市場持續增長，新興應用領域如人工智慧、區塊鏈、物聯網、汽車電子的快速發展，半導體矽片市場規模不斷增長，並於 2018 年突破百億美元大關。

2016 至 2018 年，全球半導體矽片銷售金額從 72.09 億美元增長至 113.81 億美元，年均複合增長率達25.65%；全球半導體矽片銷售單價從 0.67 美元/英寸上升至 0.89 美元/英寸，年均複合增長率達 15.39%。受益於半導體矽片單價上升幅度較大，2016 至 2018 年全球半導體矽片銷售額增速高於出貨面積增速。

圖表7：全球半導體矽片價格走勢（美元/ 平方英寸）

2018 年，300mm 矽片和 200mm 矽片市場份額分別為 63.83% 和 26.14%，兩種尺寸矽片合計佔比接近 90.00%。

2000 年至 2018 年，由於移動通信、計算機等終端市場持續快速發展，300mm 半導體矽片出貨面積從 94.00 百萬平方英寸擴大至 8,005.00 百萬平方英寸，市場份額從 1.69%大幅提升至2018 年的 63.83%，成為半導體矽片市場最主流的產品。

下遊應用市場中 5G 商用、手機創新、存儲回暖、數據中心等各類市場回暖增長，各細分市場中矽含量提升，矽片需求量拉升明顯。2019 年智慧型手機 12 英寸矽片消耗量約為 130 萬片/月，預計至 2023 年約達 165 萬片/月，CAGR（2020-2023）約為 7.8%。

圖表8：中國半導體矽片市場規模（億美元）

2008 年至 2013 年，中國大陸半導體矽片市場發展趨勢與全球半導體矽片市場一致。2014

年起，隨著中國各半導體製造生產線投產、中國半導體製造技術的不斷進步與中國半導體終端產品市場的飛速發展，中國大陸半導體矽片市場步入了飛躍式發展階段。

2016 年至 2018 年，中國大陸半導體矽片銷售額從 5.00 億美元上升至 9.92 億美元，年均複合增長率高達 40.88%，遠高於同期全球半導體矽片的年均複合增長率 25.65%。中國作為全球最大的半導體產品終端市場，預計未來隨著中國晶片製造產能的持續擴張，中國半導體矽片市場的規模將繼續以高於全球市場的速度增長。

2018 年全球半導體矽片行業銷售額合計為 120.98 億美元。其中，行業前五名企業的市場

份額分別為：日本信越化學市場份額27.58%，日本SUMCO市場份額24.33%，德國Siltronic 市場份額 14.22%，中國臺灣環球晶圓市場份額為 16.28 %，韓國 SK Siltron 市場份額佔比為 10.16%。矽產業集團佔全球半導體矽片市場份額 2.18%。

圖9：全球半導體矽片行業競爭格局

由於半導體矽片行業具有技術難度高、研發周期長、資金投入大、客戶認證周期長等特點，全球半導體矽片行業進入壁壘較高，行業集中度高。2018 年，全球前五大半導體矽片企業信越化學、SUMCO、Siltronic、環球晶圓、SK Siltron 合計銷售額 740.35 億元，佔全球半導體矽片行業銷售額比重高達 93%。

隨著本土晶圓代工的推進，本土半導體矽片廠商陸續加大投資攻堅半導體大矽片市場。據不完全統計，目前中國有數十家公司官宣介入 12 寸大矽片產業，規劃總產能達 692 萬片/月。但由於 12 寸矽片多用於先進位程，對雜質、晶格缺陷等要求極高，本土廠商多處於研發階段；此外，長晶過程對單晶爐要求嚴苛，成熟 12 寸長晶路多採用進口，本土廠商與海外成熟技術仍具有一定差距，給我國矽片行業發展帶來一定阻力與挑戰。

隨著本土 12 寸晶圓廠數量增多以及產能擴張，將給本土矽片企業提供更多聯合研發與測試機會，有望加速本土矽片企業導入晶圓廠。

02

光掩模銜接光刻關鍵工藝

光掩模：銜接光刻關鍵工藝環節，半導體製程受海外壟斷

掩膜版（Photomask），又稱光罩、光掩膜、光刻掩膜版、掩模版等，是下遊行業產品製造過程中的圖形&34;轉移用的高精密工具，是承載圖形設計和工藝技術等智慧財產權信息的載體。

掩膜版用於下遊電子元器件製造業批量生產，是下遊行業生產流程銜接的關鍵部分，是下遊產品精度和質量的決定因素之一。掩膜版的功能類似於傳統照相機的&34;。

掩膜版廠商根據客戶所需要的圖形，用光刻機在原材料上光刻出相應的圖形，將不需要的金屬層和膠層洗去，即得到掩膜版產成品。

掩膜版的原材料掩膜版基板是製作微細光掩膜圖形的感光空白板。通過光刻製版工藝，將微米級和納米級的精細圖案刻制於掩膜版基板上製作成掩膜版。掩膜版對下遊行業生產線的作用主要體現為利用掩膜版上已設計好的圖案，通過透光與非透光的方式進行圖像（電路圖形）複製，從而實現批量生產。

發行人生產的掩膜版產品根據基板材質的不同主要可分為石英掩膜版、蘇打掩膜版和其

他（包含凸版、菲林）。

圖表10：光掩膜版工作原理與生產流程

圖表11：掩膜版的主要應用市場

從產業鏈來看，掩膜版是下遊電子元器件製造商（平板顯示、半導體晶片、觸控和電路板等行業）生產製造過程中的核心模具，起到橋梁和紐帶的作用，電子元器件製造商的產品則廣泛應用於消費電子、家電、汽車等電子產品領域。掩膜版除應用於半導體晶片領域外，還廣泛應用於平板顯示領域。

在半導體晶片領域，根據SEMI 數據，2018年全球半導體掩膜版市場規模達45.1億美元，同比增長 15.9%；預計 2020 年市場規模將超越 55 億美元。受益於過去幾年中國大陸晶圓製造的快速發展，中國大陸半導體晶片掩膜版市場規模出現快速增長的趨勢。

在平板顯示領域，根據 IHS 研究報告，2018 年全球平板顯示掩膜版需求為 895 億日元，其中中國大陸平板顯示掩膜版需求為 357 億日元，佔全球市場需求比率為 40%。隨著中國大陸面板廠商不斷投資新的平板顯示產線，預計 2020 年中國平板顯示產能的全球佔有率將達到 52%，中國大陸平板顯示掩膜版市場規模將呈現持續快速增長的趨勢。

圖表12：全球半導體光掩膜版市場規模（億美元）

圖表13：全球掩膜版市場各地區分布

根據 IHS 數據，中國大陸平板顯示行業掩膜版需求量佔全球比重，從 2011 年的 5% 上升到 2017 年的 32%。未來隨著相關產業進一步向國內轉移，國內平板顯示行業掩膜版的需求量將持續上升，預計到 2023 年，中國大陸平板顯示行業掩膜版需求量全球佔比將達到 50.64%。

掩膜版產業鏈主要企業包括日本的 SKE、HOYA、DNP、Toppan，韓國的 LG-IT，美國的福尼克斯，中國臺灣的臺灣光罩和中國大陸的清溢光電、路維光電等。

圖表14：全球掩膜版產業鏈主要企業

掩膜版行業進入門檻較高，市場主要參與者主要為境內外知名企業，市場集中度較高。據 HIS 統計，2018 年 SKE、HOYA、LG-IT、PKL、DNP 的市場份額分別為 26.40%、19.06%、18.43%、15.09%與 11.19%，行業前五市佔率合計約 90.17%。此外，本土企業清溢光電以4.46% 市佔率排名第六，未來隨著半導體與面板向國內轉移以及國產化率提升，清溢光電有望持續提升市場份額。

圖表15：全球掩膜版行業競爭格局

03

光刻膠是半導體材料之冠

光刻膠及配套材料：半導體材料之冠，國產化持續加大研發投入

光刻膠是由成膜樹脂、感光化合物和溶劑三種主要成分組成的具有光化學敏感性的混合液體。通過經曝光和顯影后留下的光刻膠對底層起保護作用，後經蝕刻將所需要的微細圖形從掩模版轉移到待加工的襯底上。光刻膠是電子產品微細加工技術中的關鍵性電子化學品，主要應用於集成電路（IC）、液晶顯示（LCD）、觸控螢幕（TP）、發光二極體（LED）等產品微細加工，同時在先進封裝，磁頭及微機電系統（MEMS）等領域也有著廣泛的應用。

圖表16：正性及負性光刻膠反應原理

光刻膠配套化學品是在光刻過程中配套使用的專用化學品，主要包括增粘劑、稀釋劑、顯影液、剝離液、清洗劑等。

光刻膠的技術複雜、品種繁多，根據曝光波長劃分為：紫外寬譜（g+h+i 線）光刻膠、KrF（248nm）光刻膠、ArF（193nm）光刻膠、輻射線光刻膠等。根據化學反應機理，光刻膠可分負性光刻膠、正性光刻膠兩類。由於負性光刻膠顯影時易變形和膨脹，解析度通常只能達到 2 微米，因此正性光刻膠的應用更為普及。

圖表17：光刻膠主要分類

根據 SEMI 數據，2018 年全球半導體光刻膠市場規模約 16.1 億美元；半導體光刻膠配套試劑市場規模約 22.5 億美元，同比增長 15.9%。我國國產光刻膠市場與國外行業巨頭仍存在較大差距，2017 年國產半導體光刻膠銷售額約 5.6 億元，本土半導體光刻膠市場國產率極低。

圖表18：全球光刻膠及配套試劑市場規模（億美元）

以 ArF 光刻膠產品為代表的先進光刻膠以及工藝的主要技術和專利都掌握在國外的企業與研究部門，如日本的信越化學(Shin-Etsu Chemical)、合成橡膠(JSR)、東京應化(TOK)、住友化學（Sumitomochem）、富士膠片（Fujifilm）和美國陶氏（Dow Chemical Company）。

圖表19：全球光刻膠市場主要廠商市場份額

前四大光刻膠廠商合成橡膠、信越化學、東京應化以及住友化學均為日系廠商，市佔率分別為 24.3%、23.4%、20.3%與 14.9%，行業前四大廠商合計市佔率達 82.9%，行業前七大廠商合計市佔率達 97.9%，行業高度集中。

我國光刻膠及配套化學品的研究始於 20 世紀 70 年代，但目前我國在該行業與國際先進水平相比有較大差距，造成差距主要原因系：一方面，高端光刻膠樹脂合成及光敏劑合成技術與國際水平相比還有一定距離；另一方面，高端光刻膠的研究需要匹配昂貴的曝光機和檢測設備，遠遠超出一般科研單位所能承受的範圍。目前，國內高端光刻膠產品尚需依賴進口。

04

電子特氣高低端發展不均

電子特氣：普通氣體國產化具有較高份額，特殊氣體國產化率仍較低

在半導體晶圓製造工藝中，氣體的使用非常廣泛，通常統稱為高純特種氣體或高純電子級氣體，具有高純度與高危險性。

由於在化學氣相沉積、刻蝕、離子注入、外延等最前端製造工藝中，氣體中的有害雜質濃度對晶片的成品率有著直接的影響。目前，大部分的高純特種氣體的純度達 99.99%（4N）以上。

隨著集成電路製造技術的不斷提升，對氣體純度的要求越來越高，部分氣體需要經過進一步純化處理，使其純度達 99.999%（5N）以上。同時，大部分的特種氣體還具有高壓、易燃、高腐蝕性、劇毒等特點，因此對裝載特種高純氣體的鋼瓶、閥門、管道等有著極高的安全要求。

圖表20：晶圓製造工藝中常用高純特種氣體用途以及純度要求

特種氣體的主要生產工序包括氣體合成、氣體純化、氣體混配、氣瓶處理、氣體充裝、氣體分析檢測。

氣體合成是將原料在特定壓力、溫度、催化劑等條件下，通過化學反應得到氣體粗產品。

氣體純化是通過精餾、吸附等方式將粗產品精製成更高純度的產品。

氣體混配是將兩種或兩種以上有效組分氣體按照特定比例混合，得到多組分均勻分布的

混合氣體。

氣瓶處理是根據載氣性質及需求的不同，對氣瓶內部、內壁表面及外觀進行處理的過程，以保證氣體存儲、運輸過程中產品的穩定。

氣體充裝是指通過壓力差將氣體充入氣瓶等壓力容器；氣體分析檢測即為對氣體的成分進行分析、檢測的過程。

常用的高純特種氣體有 30 多種，主要可以分為烷類、滷化物氣體以及其他氣體，具有易燃、易爆、劇毒等特性，生產難度較高，具有較高價值量。根據 SEMI 數據，2018 年全球半導體電子特氣市場規模約 45.1 億美元。2017 年國產半導體電子特氣銷售額約 47.7 億元，本土電子特氣廠商具有一定市場份額，但高價值量的特種氣體仍具有極高替代空間。

圖表21：全球半導體電子特氣市場規模（億美元）

國內特種氣體於 20 世紀 80 年代隨著國內電子行業的興起而逐步發展，並且隨著醫療、食品、環保等行業的發展應用領域和產品種類不斷豐富，由於技術、工藝、設備等多方面差距明顯，發展初期特種氣體產品基本依賴進口。

隨著技術的逐步突破，國內氣體公司在電光源氣體、雷射氣體、消毒氣等領域發展迅速，但與國外氣體公司相比，大部分國內氣體公司的供應產品仍較為單一，用氣級別不高，尤其在集成電路、顯示面板、光伏能源、光纖光纜等高端領域。

2017 年空氣化工集團、液化空氣集團、大陽日酸株式會社、普萊克斯集團、林德集團等國外氣體公司的市場佔比超過 80%。以華特股份為代表的國內氣體公司通過多年持續的研發和投入，已陸續實現 IC 用高純二氧化碳、高純六氟乙烷、光刻氣等多個產品的進口替代。

圖表22：2017 年中國電子特氣市場佔比

05

CMP國產化協同推進

CMP：存儲國產化帶動市場擴容，拋光液與拋光墊國產化協同推進

化學機械拋光（CMP）是集成電路製造過程中實現晶圓表面平坦化的關鍵工藝。與傳統的純機械或純化學的拋光方法不同，CMP 工藝是通過表面化學作用和機械研磨的技術結合來實現晶圓表面微米/納米級不同材料的去除，從而達到晶圓表面的高度（納米級）平坦化效應，使下一步的光刻工藝得以進行。

CMP 的主要工作原理是在一定壓力下及拋光液的存在下，被拋光的晶圓對拋光墊做相對運動，藉助納米磨料的機械研磨作用與各類化學試劑的化學作用之間的高度有機結合，使被拋光的晶圓表面達到高度平坦化、低表面粗糙度和低缺陷的要求。

拋光液主要分為銅拋光液、鎢拋光液、矽粗拋光液、鈷拋光液等種類。銅拋光液廣泛應用於 130nm 及以下技術節點邏輯晶片的製造工藝，在存儲晶片製造過程中也有一定的使用；鎢拋光液大量應用於存儲晶片製造工藝，在邏輯晶片中僅用於部分工藝段；矽粗拋光液主要應用於矽晶圓的初步加工過程中，矽晶圓是集成電路的基底材料。

因此，隨著集成電路技術的進步和對集成電路性能要求的增加，銅拋光液、鎢拋光液和矽粗拋光液的市場需求會進一步增長。對於新型的鈷拋光液，為了進一步提升晶片性能，在 10nm 及以下技術節點中，鈷將部分代替銅作為導線，要求全新的鈷拋光液對其進行拋光。

根據不同工藝製程和技術節點的要求，每一片晶圓在生產過程中都會經歷幾道甚至幾十道的 CMP 拋光工藝步驟。

圖表23：CMP 工藝原理圖

CMP 拋光材料包括拋光液和拋光墊，其耗用量隨著晶圓產量和 CMP 工藝步驟數增加而增加。根據 Cabot Microelectronics 官網公開披露的資料，2016 年、2017 年和 2018 年全球化學機械拋光液市場規模分別為 11.0 億美元、12.0 億美元和 12.7 億美元，預計2017-2020 年全球 CMP 拋光材料市場規模年複合增長率為 6%。

圖表24：全球 CMP 拋光材料細分市場規模（億美元）

在半導體集成電路技術不斷推進過程中，必然出現多種新技術和新襯底材料，這些新技術和新襯底材料對拋光工藝材料提出了許多新的要求。

具體而言，更先進的邏輯晶片工藝會要求拋光新的材料，為 CMP 拋光材料帶來了更多的增長機會，比如 14 納米以下邏輯晶片工藝要求的關鍵 CMP 工藝將達到 20 步以上，使用的拋光液將從 90 納米的五、六種拋光液增加到二十種以上，種類和用量迅速增長；7 納米及以下邏輯晶片工藝中 CMP 拋光步驟甚至可能達到 30 步，使用的拋光液種類接近三十種。同樣地，存儲晶片由 2D NAND 向 3D NAND 技術變革，也會使 CMP 拋光步驟數近乎翻倍。

此外，我國正在推進存儲器領域的國產化進程。在產能方面，長江存儲 64 層的快閃記憶體產品已經量產，並將儘快提升到 10 萬片的月產能，在二期項目中提升到 30 萬片的月產能。目前長鑫存儲月產能約為 2 萬片，計劃到 2020 年 Q2 實現 4 萬片月產能，2020 年底實現 12 萬片的月產能。本土存儲廠商擴產放量，CMP 廠商將迎來導入機會。

目前，全球 CMP 拋光材料廠商主要以海外廠商為主，包括 Cabot、Hitachi、Fujimi、Versum、Dow 等。其中 CMP 拋光液主要廠商 Cabot、Hitachi、Fujimi、Versum、Dow 以及安集科技市佔率分別為 36.0%、15.0%、11.0%、10.0%、6.0%與 2.5%，前四大廠商合計佔比約72%，行業集中度較高。

CMP 拋光墊行業中，Dow 佔據絕大部分份額，市佔率達 76%。此外，Cabot、Fujibo 與TWI 的市佔率分別為 12%、6%與 3%。國內廠商鼎龍股份積極轉型，配合本土晶圓廠建設研發導入拋光墊。

圖表25：全球 CMP 拋光液主要競爭格局

圖表26：全球 CMP 拋光墊主要競爭格局

1、Cabot Microelectronics

Cabot Microelectronics Corporation（Cabot Microelectronics）成立於 1999 年，總部位於美國，員工數量約 1,179 名（截至 2017 年 10 月 31 日），納斯達克證券交易所上市公司。Cabot Microelectronics 是全球領先的化學機械拋光液供應商和第二大化學機械拋光墊供應商。

2、Versum

Air Products and Chemicals, Inc.於 2016 年 10 月剝離電子材料業務，成立 Versum Materials, Inc. （Versum）。Versum 總部位於美國，員工數量約 2,200 名（截至 2017 年 9 月 30 日），紐約證券交易所上市公司。Versum 擁有材料、交付系統和服務兩大業務，其中材料業務又包括先進材料和工藝材料兩大產品類別：先進材料指集成電路製造過程中使用的先進沉積材料產品（高純度特種氣體和化學品）、化學機械平坦化產品（CMP 研磨液和後 CMP 清潔）、表面準備和清潔配方產品；工藝材料指半導體、顯示器和發光二極體客戶在清洗、蝕刻、摻雜、薄膜沉積等過程中使用的高純度氣體和化學品。

3、Entegris（2019 年 1 月 28 日 Entegris 和 Versum 宣布合併）

Entegris, Inc.和 Mykrolis Corporation 於 2005 年 3 月 17 日合併為 Entegris, Inc. （Entegris）。Entegris 總部位於美國，員工數量約 3,900 名（截至 2017 年 12 月 31 日），納斯達克證券交易所上市公司。Entegris 是全球領先的半導體和其他高科技行業製造過程中微汙染控制產品、特種化學品、先進材料處理解決方案的開發商、製造商、供應商，擁有特種化學品和工程材料、微汙染控制、先進材料處理三大業務部門。其中，特種化學品和工程材料業務部門提供特種氣體、特種材料、先進沉積材料、表面處理和集成產品。

4、Fujimi

Fujimi Incorporated（Fujimi）成立於 1953 年，總部位於日本，員工數量約 844 名（截至2018 年 3 月 31 日），東京證券交易所和名古屋證券交易所上市公司。Fujimi 是合成精密研磨劑製造商，產品線包括矽晶圓及其他半導體襯底的拋光研磨劑、半導體晶片上多層電路所需的化學機械拋光產品、電腦硬碟研磨劑，並正在培育金屬陶瓷、熱噴塗材料等新領域。

5、安集科技

安集科技主營業務為關鍵半導體材料的研發和產業化，成功打破了國外廠商對集成電路領域化學機械拋光液的壟斷，實現了進口替代，使中國在該領域擁有了自主供應能力。公司化學機械拋光液已在 130-28nm 技術節點實現規模化銷售，主要應用於國內 8 英寸和12 英寸主流晶圓產線；14nm 技術節點產品已進入客戶認證階段，10-7nm 技術節點產品正在研發中。安集科技 2018 年實現營收 2.05 億美元，全球市佔率約 2.44%。

6、鼎龍股份

鼎龍股份積極布局 CMP 拋光墊行業，應用於成熟製程領域的系列產品在持續開拓市場；應用於先進位程領域的 DH3201/DH3410 系列產品已成功投產，且已順利初步通過客戶的離線馬拉松測試。除了已有訂單，目前八寸主流晶圓廠都已在全面測試鼎匯產品，且大多已處於測試後期階段；已有訂單客戶的持續放量疊加新增客戶需求，未來一年將是公司在八寸晶圓廠的業績突破期。另外，國內十二寸主流晶圓廠也已開始全面測試鼎匯的拋光墊產品，目前進展順利， 且於上半年已取得十二寸客戶的第一張訂單，下半年預計將是十二寸客戶訂單的收穫期。

05

靶材高純產品國產化持續推進

靶材：泛半導體類產品逐步完善布局，高純產品國產化持續邁進

超大規模集成電路製造過程中要反覆用到的濺射（Sputtering）工藝屬於物理氣相沉積（PVD）技術的一種，是製備電子薄膜材料的主要技術之一，它利用離子源產生的離子，在高真空中經過加速聚集，而形成高速度能的離子束流，轟擊固體表面，離子和固體表面原子發生動能交換，使固體表面的原子離開固體並沉積在基底表面，被轟擊的固體是用濺射法沉積薄膜的原材料，稱為濺射靶材。

高純濺射靶材包括鋁靶、鈦靶、鉭靶、鎢鈦靶等，這些產品主要應用於超大規模集成電路晶片、液晶面板、薄膜太陽能電池製造的物理氣相沉積（PVD）工藝，用於製備電子薄膜材料。

圖表27：濺射靶材工作原理示意圖

一般來說，濺射靶材主要由靶坯、背板等部分構成，其中，靶坯是高速離子束流轟擊的目標材料，屬於濺射靶材的核心部分，在濺射鍍膜過程中，靶坯被離子撞擊後，其表面原子被濺射飛散出來並沉積於基板上製成電子薄膜；由於高純度金屬強度較低，而濺射靶材需要安裝在專用的機臺內完成濺射過程，機臺內部為高電壓、高真空環境，因此，超高純金屬的濺射靶坯需要與背板通過不同的焊接工藝進行接合，背板起到主要起到固定濺射靶材的作用，且需要具備良好的導電、導熱性能。

圖表28：全球半導體靶材市場規模（億美元）

根據 SEMI 數據，2018 年全球半導體靶材市場規模約 9.7 億美元。2017 年國產半導體靶材銷售額約 12.1 億元，濺射靶材主要被日本、美國的國際化企業所壟斷，本土靶材廠商有望持續受益本土晶圓廠擴張進展，加快國產化導入。

濺射靶材是半導體、液晶顯示、太陽能光伏等各應用行業的上遊材料，濺射靶材的品質要求高、行業認證壁壘高，行業集中度也很高。同時，濺射靶材行業市場化程度很高，競爭較為激烈。長期以來，濺射靶材主要被日本、美國的國際化企業所壟斷。

根據有研新材公告數據，日礦金屬是全球最大的靶材供應商，靶材銷售額約佔全球市場的 30%，霍尼韋爾在併購 Johnson Mattey、整合高純鋁、鈦等原材料生產廠後，佔到全球市場約 20% 的份額，此外，東曹和普萊克斯分別佔 20% 和 10%。

圖表29：全球靶材市場主要廠商份額

1、日礦金屬

JX 日礦日石金屬株式會社（JX Nippon Mining & Metals Corporation），成立於 1992 年，為 JX 控股（JX Holdings）子公司。JX 控股總部位於日本，為東京證券交易所上市公司，2014 年財富世界五百強排名第 51 位，主要有能源業務、石油天然氣探測和生產業務、金屬業務三大業務，其中金屬業務為日礦金屬運營，日礦金屬以銅為中心，致力開展從上遊的資源開發、中遊的金屬冶煉至下遊的電子材料加工、環保資源再生業務，主要產品包括銅箔、複合半導體、金屬粉末、濺射靶材等，其中濺射靶材主要用於大規模集成電路、平板顯示、相變光碟等。

2、霍尼韋爾

霍尼韋爾國際公司（Honeywell International Inc.），成立於 1885 年，總部位於美國，紐約證券交易所上市公司，2014 年財富世界五百強排名第 283 位，擁有航空航天集團、自動化控制系統集團以及特殊材料和技術集團三大業務部門。其中特殊材料和技術集團下屬特性材料業務部門，主要產品之一電子原材料包括熱界面材料、電子化學品、電子聚合物、貴金屬熱電偶、靶材、線圈組和金屬材料等。霍尼韋爾的主要靶材包括鈦鋁靶、鈦靶、鋁靶、鉭靶、銅靶等。

3、東曹

東曹株式會社（Tosoh Corporation）成立於 1935 年，總部位於日本，為東京證券交易所上市公司，2014 年福布斯世界兩千強排名第 1904 位，其功能產品部門由有機化學產品、高機能材料產品、生命科學三部分組成，其中高機能材料產品主要包括電池材料、石英玻璃、分子篩、濺射靶材等。其濺射靶材通過在美國、日本、韓國和中國的生產基地生產，主要用於半導體、太陽能發電、平板顯示器、磁記錄媒體等領域。東曹在中國大陸設有 4 家子公司，其中濺射靶材相關業務主要由東曹達（上海）貿易有限公司、東曹達（上海）電子材料有限公司兩家子公司經營。

4、普萊克斯

普萊克斯公司（Praxair, Inc.）成立於 1907 年，總部位於美國，為紐約證券交易所上市公司，2014 年福布斯世界兩千強排名第 437 位，是世界最大的氣體供應商之一，主要產品包括大氣氣體產品、生產氣體產品以及表面技術產品。普萊克斯公司主要服務於航空航天、化工、醫療保健、金屬生產、石油天然氣、能源、電子等行業，其中其電子行業的主要產品包括電子設備、次大氣氣體輸送系統、濺射靶材等，其濺射靶材主要應用於電子及半導體行業。

5、江豐電子

江豐電子自成立以來一直從事高純濺射靶材的研發、生產和銷售業務，主要產品為各種高純濺射靶材，包括鋁靶、鈦靶、鉭靶、鎢鈦靶等，這些產品主要應用於半導體（主要為超大規模集成電路領域）、平板顯示、太陽能等領域。目前，公司的超高純金屬濺射靶材產品已應用於世界著名半導體廠商的先端製造工藝，在 7 納米技術節點實現批量供貨。

6、有研新材

有研新材全資子公司有研億金於 2000 年 10 月在國家工商總局註冊成立，註冊資本17,281.6253 萬元，主要研發、生產和銷售微電子光電子用薄膜新材料和生物醫用新材料，產品包括靶材、蒸鍍材料、口腔正畸器材和醫療用介入支架等，其靶材產品主要包括鋁及其合金靶、鈦靶、銅靶、鉭靶等。

7、阿石創

福建阿石創新材料股份有限公司成立於 2002 年 10 月，住所位於福建省長樂市，註冊資本為 5,880 萬元，專業從事各種 PVD 鍍膜材料研發、生產和銷售，主導產品為濺射靶材和蒸鍍材料兩個系列產品，產品已在平板顯示、光學元器件、節能玻璃等領域得到應用，下遊客戶包括藍思科技、伯恩光學、宸鴻科技、愛普生、水晶光電等。

05

石英材料本土企業突破國際供應鏈

石英材料：國產龍頭打通全產業鏈，本土企業突破國際供應鏈認可

在矽片製造環節，大量使用的石英玻璃產品主要是用於製作晶圓 IC 載體（拉制單晶）的石英坩堝；另外還有使用到一部分石英清洗容器。在晶圓製造加工過程中：氧化、外延、光刻、刻蝕、擴散、CVD 和注入離子、磨平等對矽晶圓進行一系列處理的工藝環節，石英玻璃憑藉高純度、耐高溫、低的熱膨脹、耐腐蝕等優良性能而被大量採用。

圖表30：石英製品在半導體晶圓製造過程中的具體應用

一般半導體前端工序石英器件可以分為高溫區器件和低溫區器件兩大類。高溫區器件主要是擴散氧化等環節使用的爐管、擴散管、玻璃舟架等，需要在高溫環境中直接或間接與矽片接觸；高溫區主要是採購電熔石英玻璃材料，通過熱加工生產。低溫區器件主要是刻蝕環節的石英環等，還包括清洗過程中的花籃、清洗槽等，主要在低溫環境中使用；低溫區主要採購氣鍊石英玻璃，通過冷加工生產。其中高溫區器件消耗速度較快，類似多片機（一個承載器具承放多個矽片），低溫區器件消耗速度較慢，類似單片機（一個承載器具承放一個矽片）。

圖表31：半導體用石英坩堝、法蘭、石英舟

根據測算，每生產 1 億美元的電子信息產品，平均需要消耗價值 50 萬美元的石英材料。

2019 年，全球半導體銷售額分別為 4110 億美元，對應石英材料市場空間分別約為 20.55億美元，全球石英材料市場約 150 億元。隨著本土晶圓產能的高速擴產，我國本土石英市場空間將協同高速發展，我們本土石英材料導入迎來蓬勃發展期。

石英行業的初始上遊為石英礦石，中遊為石英材料行業，下遊為石英玻璃製品行業，最終產品形式主要為不同應用領域產品的耗材。目前石英材料供求的總態勢是：普通石英供求基本平衡，需求略勝，優質石英略有缺口，高純、超純石英貨緊價高。我國生產的普通石英、優質乃至準高純石英可以自給，但高純、超高純石英尚需進口。石英製品行業的上遊為石英礦石、石英砂和石英玻璃材料製造業。

圖表32：石英行業產業鏈

石英市場的價值量集中在光纖及半導體領域。在集成電路和光纖應用領域，外資企業主導整個產業鏈，從上遊原材料到下遊製品均設置了較高的進入壁壘。國產石英生產商急需突破技術壁壘和認證封鎖。

圖表 33：半導體石英行業產業鏈上下遊重要公司

半導體市場對石英材料的純淨度、規格精度、質量穩定性要求高，國內大部分石英製品生產企業不具備生產高純石英砂及電子級石英製品的能力。目前國內半導體廠商仍以向國外企業進口石英製品為主，國際知名石英企業——賀利氏、邁圖、日本東曹等佔據了中國大部分光纖半導體應用市場。據 IBISWorld 統計，賀利氏、邁圖、東曹的全球市場份額佔比合計超過 60%。

圖表34：全球石英材料市場格局

目前全球高端石英玻璃市場（尤其是以半導體、光通訊為主的電子級石英玻璃市場），主要還是由賀利氏、邁圖、東曹、昆希等海外龍頭企業掌握。其均具備獨特的技術優勢，各自有其佔領的領域和市場，且下遊應用領域集中於半導體、光伏、航空航天等高端領域，產品附加值高，競爭力強。國內企業中，石英股份和菲利華順利通過國際半導體設備巨頭的石英材料認證；而石英股份擁有高純石英砂生產能力，打通全產業鏈，有望持續引領國產替代。

結語

半導體材料行業具備產業規模大、細分行業多、技術門檻高、成本佔比低四大特性。半導體新一輪擴產周期有望拉動半導體配套材料需求擴容。我國半導體材料的整體國產化率仍然處於較低水平，在進口替代領域仍具有較大市場空間。