1、2020 年深度行业分析研究报告内容目录CMP 是集成电路制造关键制程，抛光垫是核心耗材5平坦化要求日趋复杂，CMP 为集成电路制造关键制程5抛光垫决定 CMP 基础效果，重要性持续提升9CMP 抛光垫具有技术、专利、客户体系等较高行业壁垒10海外龙头基本垄断全球抛光垫市场15抛光垫行业集中较高，被海外龙头高度垄断15契机已来，国内晶圆制造崛起，将重塑国产半导体产业链15替代开启，抛光垫国产化开启主成长周期17CMP 半导体材料国产替代公司梳理19鼎龙股份：CMP 抛光垫打破国外垄断，迎来 1-N 跨越式发展19安集科技：CMP 抛光液处于国内领先地位20江丰电子：积极布局 CMP 部件领域2
2、0图表目录图 1：化学机械抛光实物图5图 2：化学机械抛光示意图5图 3：未使用 CMP 和使用 CMP 效果模拟对比5图 4： 集成电路中 CMP 工艺位置5图 5：CMP 发展历程6图 6：不同产品对应的 CMP 工艺及步骤需求7图 7：SiO2 绝缘膜 CMP（没有停止层）8图 8：层间绝缘膜 CMP（有停止层）8图 9：浅沟槽隔离 CMP8图 10：多晶硅 CMP8图 11：金属膜 CMP 流程8图 12：晶圆制造材料细分占比9图 13：CMP 材料细分占比9图 14：CMP 工艺变化趋势：抛光垫重要性提升10图 15：CMP 中抛光原理10图 16：抛光垫工作原理10图 17：全球区
3、域 PAD 类相关专利分布11图 18：中国及国际近年来抛光垫专利申请量对比11图 19：全球范围内专利权利引用次数11图 20：鼎龙股份及子公司拥有抛光垫相关专利情况12图 21：惰性气体成孔示意图13图 22：惰性气体成孔主要流程要点13图 23：IC1000 的孔隙率13图 24：IC1010 的孔隙率13图 25：XY 网格状沟槽（IC1000）14图 26：同心圆状沟槽（IC1010）14图 27：抛光垫产品导入简要流程图14图 28：公司 CMP 竞争格局15图 29：大陆区域晶圆厂运营主体的目标产能(万片/月)16图 30：大陆区域晶圆厂项目建设梳理一览16图 31：主流晶圆产能
4、目标16图 32：大陆区域主要晶圆厂产能目标汇总(万片/月)17图 33：国产替代路径18图 34：全球及国内 CMP 市场规模18图 35：鼎龙股份 2015-2019(E)年营收及净利润趋势(亿元)19图 36：鼎龙股份产品营收及占比(2019E)19图 37：安集科技 2016-2019(E)年营收及净利润趋势(亿元)20图 38：安集科技 2016-2019(E)年毛利率及净利率趋势20图 39：江丰电子 2015-2019(E)年营收及净利润趋势(亿元)20图 40：江丰电子 2015-2019(E)年毛利率及净利率趋势20表 1：抛光工艺对比6表 2：CMP 抛光效果评判标准显现抛
5、光垫决定基础抛光性能9表 3：不同抛光垫材料参数对比13CMP 是集成电路制造关键制程，抛光垫是核心耗材平坦化要求日趋复杂，CMP 为集成电路制造关键制程CMP 全称为 Chemical Mechanical Polishing，即化学机械抛光，是普通抛光技术 的高端升级版本。集成电路制造过程好比建房子，每搭建一层楼层都需要让楼层足 够水平齐整，才能在其上方继续搭建另一层楼，否则楼面就会高低不平，影响整体 可靠性，而这个使楼层整体平整的技术在集成电路中制造中用的就是化学机械抛光 技术。CMP 是通过纳米级粒子的物理研磨作用与抛光液的化学腐蚀作用的有机结合，对 集成电路器件表面进行平滑处理，并使
6、之高度平整的工艺技术。当前集成电路中主 要是通过 CMP 工艺，对晶圆表面进行精度打磨，并可到达全局平整落差 100A。1000A。（相当于原子级 10100nm）超高平整度。而未经平坦化处理，晶片起伏随着层数增多变得更为明显，同层金属薄膜由于厚度不均导致电阻值不同，引起电 致迁移造成电路短路。起伏不平的晶片表面还会使得光刻时无法准确对焦，导致线 宽控制失效，严重限制了布线层数，降低集成电路的使用性能。图 1：化学机械抛光实物图图 2：化学机械抛光示意图资料来源: 3M 官网、经济研究所整理资料来源: 百度、经济研究所整理图 3：未使用 CMP 和使用 CMP 效果模拟对比图 4： 集成电路中
7、 CMP 工艺位置未使用 CMP使用 CMP资料来源: 百度文库、经济研究所整理资料来源: 百度文库、经济研究所整理摩尔定律下，代工制程节点不断缩小，布线层数持续增加，CMP 成为关键制程。1991 年 IBM 公司首次成功地将 CMP 技术应用到动态随机存储器的生产以来，随 着半导体工业踏着摩尔定律的节奏快速发展，芯片的特征尺寸持续缩小，已发 展至 57nm。CMP 已成功用于集成电路中的半导体晶圆表面的平面化。根据不同 工艺制程和技术节点的要求，每一片晶圆在生产过程中都会经历几道甚至几十道的 CMP 抛光工艺步骤。图 5：CMP 发展历程资料来源:SMIC、经济研究所整理随着特征尺寸的缩小
8、，以及布线层数增长，对晶圆平坦化精度要求不断增高， 普通的化学抛光和机械抛光难以满足在当前集成电路 nm 级的精度要求，特别 是目前对于 0.35um 制程及以下的器件必须进行全局平坦化，CMP 技术能够全 局平坦化、去除表面缺陷、改善金属台阶覆盖及其相关可靠性，从而成为目前 最有效的抛光工艺。表 1：抛光工艺对比抛光工艺特点化学抛光表面精度较高，损伤低，完整性好，不容易出现表面/亚表面损伤，但研磨速率较慢，材料去除效率较低，不能修正表面型面精度，研 磨一致性比较差机械抛光研磨一致性好，表面平整度高，研磨效率高容易出现表面层/亚表面层损伤，表面粗糙度值比较低CMP吸收了化学抛光和机械抛光的优点
9、，目前 CMP 工艺能够在保证材料去除效率，并获得全局平整落差100A （相当于 10nm 原子级别）超高平整度。资料来源: 公开资料整理、经济研究所整理CMP 主要运用在在单晶硅片抛光及多层布线金属互连结构工艺中的层间平坦 化。集成电路制造需要在单晶硅片上执行一系列的物理和化学操作，同时随着器件特征尺寸的缩小，需要更多的生产工序，其中 90nm 以下的制程生产工艺 均在 400 个工序以上。就抛光工艺而言，不同制程的产品需要不同的抛光流程， 28nm 制程需要 1213 次 CMP，进入 10nm 制程后 CMP 次数将翻倍，达到 2530 次。图 6：不同产品对应的 CMP 工艺及步骤需求
10、资料来源:知乎、经济研究所整理单晶硅片：硅片在经历拉晶、切割和研磨之后，需要进行通过化学腐蚀减薄，此 时粗糙度达到 1020um 左右，再进行一系列粗抛光、细抛光、精抛光等步骤， 可将粗糙度控制在几十个 nm 以内，这样表面才可以达到集成电路的要求。多层金属布线层：集成电路元件采用多层立体布线后，光刻工艺中对解析度和 焦点深度（景深）的限制越来越高，因此需要刻蚀的每一层都需要有很高的全 局平整度，即要求保证每层全局平坦化，通常要求每层的全局平整度不大于特 征尺寸的 2/3。12 寸大硅片在加工过程中出现的非均匀效应、翘曲形变效应，使 得 CMP 工艺在解决平坦化问题上尤为重要。多层布线条件下，
11、任何一层导线和绝 缘介质的厚度变化都会影响整颗芯片的电学稳定性，只有在 CMP 工艺下才能将其 厚度变化控制在纳米级别范围。同时，CMP 可以免除由于介质层台阶所需的过曝 光、过显影、过刻蚀，在一定程度上减少了缺陷密度、提高了制程良率。CMP 平坦化工艺使用的环节包括：氧化硅薄膜、层间绝缘膜（ILD）、浅沟槽隔 离（STI）、多晶硅和金属膜（如 Al，Cu）等。CMP 技术最早使用在氧化硅抛光中，是用来进行层间介质（ILD）的全局平坦 的，在半导体进入 0.35m 节点之后，CMP 更广泛地应用在金属钨、铜、多 晶硅等的平坦化工艺中。随着金属布线层数的增多，需要进行 CMP 抛光的步 骤也越多
12、。下文举例说明集中 CMP 工艺的不同特点：氧化硅薄膜的 CMP：氧化硅多应用于做绝缘膜或隔离层，因此氧化硅层的平整度 将影响往后数层的制造、导线的连接及定位的工作。通常氧化硅层多以 CVD（化 学汽相沉积）的方法沉积，因此会有过多的堆积层需要以 CMP 的方式去除，此过 程没有明显的停止终点，以去除薄膜的厚度为标准，只需达到平整度要求即可。层间绝缘膜的 CMP：在层间绝缘膜的平整化方面，抛光对象有电浆辅助化学汽相 沉积膜、硼磷硅玻璃及热氧化膜等。每一种对象的 CMP 抛光条件都随着抛光液种 类、抛光压力与抛光时间而有所不同。在对不同特性的绝缘膜抛光时，大多以监测抛光终点来判定完成与否。图 7
13、：SiO2 绝缘膜 CMP（没有停止层）图 8：层间绝缘膜 CMP（有停止层）资料来源: 知网、经济研究所整理资料来源: 知网、经济研究所整理浅沟槽隔离的 CMP：在硅晶片上经蚀刻形成沟槽后，利用 CVD 方式沉积氧化硅 膜，再用 CMP 去除未埋入沟槽中的氧化硅膜，并以抛光速度相对缓慢的（如氮化 硅膜）作为 CMP 的抛光停止层即终点，此时沟槽内的氧化硅即成为电路中的绝缘 体膜。多晶硅的 CMP：将 STI 过程的沟槽加深，以 CVD 方式沉积氧化硅或氮化硅后， 再以多晶硅作为堆积材料，用 CMP 去除深沟外多余的多晶硅，并以在硅晶片上及 沟槽内长成的氧化硅或氮化硅膜作为 CMP 的抛光停止
14、层即终点，此方法常见于沟 槽电容的制造过程中。图 9：浅沟槽隔离 CMP图 10：多晶硅 CMP资料来源: 知网、经济研究所整理资料来源: 知网、经济研究所整理金属膜的 CMP：在半导体工艺中常用作导线的金属有铝、钨、铜，CMP 除了能将 金属导线平整化以外，还能制作（两层电路）导线间连接的“接触窗”，即在两层 电路间的绝缘膜上蚀刻出接触窗的凹槽，再以 CVD 方式将用作导线材料的金属沉 积其中，最后再以 CMP 去除多余的金属层。图 11：金属膜 CMP 流程资料来源: 公司公告、经济研究所整理抛光垫决定 CMP 基础效果，重要性持续提升CMP 主要由抛光垫、抛光液、调节器等部分组成。化学机
15、械抛光技术是化学作用 和机械作用相结合的组合技术，旋转的晶圆以一定的压力压在旋转的抛光垫上，抛 光液在晶圆与抛光垫之间流动，并产生化学反应。晶圆表面形成的化学反应物由漂 浮在抛光液中的磨粒通过机械作用将这层氧化薄膜去除，在化学成膜和机械去膜的 交替过程中实现超精密表面加工。从价值量占比可以看到，CMP 材料是芯片制造的核心耗材，占芯片制造成本约 7%，其中抛光垫价值量占 CMP 耗材的 33%左右。拆解晶圆制造成本进行，CMP 材料占比较大，约为 6.7%。价值量与光刻胶相近。其中抛光液和抛光垫是最核心的材料，占比分别为 49%和 33%。图 12：晶圆制造材料细分占比图 13：CMP 材料细
16、分占比工艺化金属靶材2%其他10%清洁剂其他5%4%抛光液49%抛光垫33%调节器学品 光刻胶硅片9%5%5%CMP抛光材料 7%光刻胶辅 助材料 7%掩膜版 13%38%电子特气 13%资料来源: SEMI、经济研究所整理资料来源: SEMI、经济研究所整理抛光垫决定了 CMP 工艺的基础抛光效果，并结合设备操作过程、硅片、抛光液等 因素，共同影响 CMP 抛光结果和效率。我们一般从平均磨除率、平整度和均匀性、选择比和表面缺陷四个维度来评判抛光效果。为了更好控制抛光过程，需要详细了 解 CMP 系统中参数所起的作用以及它们之间微妙的交互作用。其中，抛光垫的物 理化学等性能在 CMP 工艺中发
17、挥了重要的作用。表 2：CMP 抛光效果评判标准显现抛光垫决定基础抛光性能标准解释说明平均磨除率在设定时间内磨除材料的厚度平整度和均匀性平整度是硅片某处 CMP 前后台阶高度之差占 CMP 之前台阶高度的百分比 选择比对不同材料的抛光速率是影响硅片平整性和均匀性的重要因素表面缺陷CMP 工艺造成的硅片表面缺陷包括擦伤或沟、凹陷、侵蚀、残留物和颗粒污染设备过程变量作用压力 P、硅片和抛光垫之间的相对速度、抛光时间、抛光区域温度及分布 硅片表面应力分布、图案密度、形状抛光液化学性质、成分、ph 值；粘度、温度、供给速度；磨粒尺寸、分布、硬度、形状 抛光垫材料、密度、物理化学性质；硬度、厚度、粗糙度
18、；结构、表面形态、稳定性资料来源: 中国知网、经济研究所整理抛光垫的自身硬度、刚性、可压缩性等机械物理性能对抛光质量、材料去除率 和抛光垫的寿命有着明显的影响。抛光垫的硬度决定了其保持形状精度的能力。采用硬质抛光垫可获得较好工件表面的平面度, 软质抛光垫可获得加工变质层 和表面粗糙度都很小的抛光表面。抛光垫的可压缩性决定抛光过程抛光垫与工 件表面的贴合程度, 从而影响材料去除率和表面平坦化程度。可压缩性大的抛 光垫与工件的贴合面积小, 材料去除率高。目前最新趋势，国际先进厂家在 3D-Nand 等更高要求的生产环节中应用固定研 磨颗粒的抛光垫，其产品融合了原本存在于抛光液的抛光颗粒，显现抛光垫
19、重 要性进一步提高。图 14：CMP 工艺变化趋势：抛光垫重要性提升电解质气相二氧化硅Fumed silica硅胶Colloidal silica湿式氧化铈wet ceria酸式Acidic电介质Dielectrics钨矾土Alumina气相二氧化硅Fumed silica胶体二氧化硅Colloidal silica硝酸铁Ferric nitrate过氧化物Peroxide碘酸盐Iodate铜气相法二氧化硅Fumed silica胶体二氧化硅Colloidal silica酸性中性Acidic neutral无颗粒Particle-free阻隔层钽Ta钴Co钌Ru新系统无颗粒Particle-
20、free自停Self-stoppingCMP步骤变化1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017抛光垫技 术已发展 固定颗粒 形态，逐步 在 3D-NAND产 品 生 产 环节应用资料来源: 公司公告、经济研究所整理CMP 抛光垫具有技术、专利、客户体系等较高行业壁垒CMP 抛光垫具有较高技术要求、持续较大资金投入、核心客户认证体系是主要 进入壁垒。对于行业现有龙头企业而言，为了打击后发企业的竞争优势，往往 会发挥市场垄断支配地位，通过采取差异性定价策略锁定下游晶圆厂的长期合同，从而建立自身的行业护城河。抛光垫是 CMP
21、 工艺中重要耗材。聚胺脂有像海绵一样的机械特性和多孔吸水 特性，具有良好的耐磨性、较高的抛光效率, 在集成电路晶圆的 CMP 中应用 非常广泛。主要型号有 IC1000、IC1400、IC2000、SUBAIV 等，其中 IC1000 和 SUBAIV 是用得最广的。抛光垫表面包括一定密度的微凸峰，也有许多微孔， 不仅可以去除硅片表面材料，而且还起到存储和运输抛光液、排除抛光过程产 物的作用。垫上有时开有可视窗，便于线上检测。抛光垫是 CMP 工艺中重要 的耗材，同时需要定时整修。图 15：CMP 中抛光原理图 16：抛光垫工作原理资料来源: 鼎龙股份、经济研究所整理资料来源: CNKI、经济
22、研究所整理国产抛光垫最大的痛点之一在于专利技术积累较浅。 日本、美国在抛光垫领域技术积累较厚实，中国排名第 5。据集成电路制造 业用高分子聚合物抛光垫专利分析一文统计，截至 2017 年，在全球 2918 个 专利中，有效专利约 1511 个，而其中日本有效专利占比达 41%，美国有效专 利占比达 33%，分别位居第一第二，中国近年来有所提升，有效专利数占比达 16%。图 17：全球区域 PAD 类相关专利分布优先权地区总数/个有效无效授权放弃撤销申请中过期数量/个占比/%数量/个占比/%数量/个占比/%数量/个占比/%数量/个占比/%数量/个占比/%数量/个占比/%日本105361758.6
23、43641.444342.126124.816515.717416.5100.9美国71149269.221930.843661.314921.0344.8567.9365.1韩国37624665.413034.611731.116543.97018.6133.5112.9世界知识产权组织33928584.15415.925474.9247.1257.4319.151.5中国24420282.84217.215262.3208.2104.15020.5124.9中国台湾14911275.23724.88758.43322.110.72516.832.0资料来源: 集成电路制造业用高分子聚合物抛
24、光垫专利分析、经济研究所整理图 18：中国及国际近年来抛光垫专利申请量对比20000国际专利中国专利 10633831 179 167 764821720182019资料来源: 万方数据库、经济研究所整理海外抛光垫龙头企业罗门哈斯（被陶氏收购）拥有较多和 CMP PAD 相关的高 质量及基础专利。截止 2017 年 9 于月，通过代表专利质量指标的引用次数指标显现，罗门哈斯的专利被引用次数在全球范围内所有申请人中最多，达 451 次，其总计拥有 201 个抛光垫的设计和制造方面的专利族，154 个抛光垫在抛 光方面的应用专利，1
25、23 个抛光层方面的专利族，8 个抛光垫表面的专利族。陶氏 2009 年收购罗门哈斯后，进一步巩固了抛光垫市场份额。预估目前陶氏 20 英寸抛光垫占据国内 85%左右的市场份额，30 英寸抛光垫的市占率则更高。 国内企业在化学机械抛光领域起步较晚，仅有以鼎龙股份为代表的企业少量生 产中低端产品。图 19：全球范围内专利权利引用次数资料来源: 集成电路制造业用高分子聚合物抛光垫专利分析、经济研究所整理国内抛光垫领先企业鼎龙股份，2019 年共拥有专利 555 项，其中抛光垫制造 及工艺相关发明及创新有效专利约 54 项，与海外企业具有一定差距。以主要应用在 300mm 晶圆方面的开窗口的抛光垫为
26、例，专利被美国应用材料 公司占有，国内仅陶氏获得授权生产及销售。而鼎龙为代表国内厂商从无窗口 200mm 抛光垫入手，依靠成本优势和优质服务来开拓市场，进而积累技术水平 向高端领域进军。图 20：鼎龙股份及子公司拥有抛光垫相关专利情况资料来源: 公司公告、经济研究所整理二、从技术壁垒上看，抛光垫技术难点在需要持续试错，找到合适材料配方、 稳定制作工艺及设计图案，从而获得较好的、稳定的抛光速率和抛光效果。企业研究 CMP 耗材时间成本较高，可能需要较长时间来试错摸索工艺指标、 产品配方等对物理参数及性能的影响结果，形成较深的 Knowhow 壁垒。以抛光垫为例，由于抛光垫通常物理指标包含硬度、刚
27、性、韧性、弹性模量、剪切模量、密度、可压缩性等各项机械指标，综合影响抛光效果，而如果结合 考虑材料选择、温度选择、固化时长、搅拌时长等工艺步骤控制，按照三元变 量简单推算其理论方案可能性至少在数万次至数百万次试验级别，因此对于企业而言需要较长时间来试错摸索工艺指标、产品配方等对物理参数及性能的影 响结果。衡量抛光垫性能指标有较多，各项物理指标综合影响抛光效果，其中相对关键 的指标在于孔隙率、孔隙均匀性等，其对抛光垫的各项物理性能指标及批次一 致性影响程度较大。衡量抛光垫的技术指标主要包含硬度、刚性、韧性、弹性模量剪切模量、密度、可压缩性等机械物理性能。而其中由于抛光垫在材料配 方一定的情况下，
28、孔隙生成的密度和均匀性包含物理、化学及热处理等将直接 影响各项抛光垫的物理指标。目前孔隙生成方式包括惰性气体成孔、预聚物和糖类物质反应成孔等。但其具 体生产工艺控制、化学材料选择、配方配比、图形设计等涉及大量 Knowhow。图 21：惰性气体成孔示意图图 22：惰性气体成孔主要流程要点惰性气体成孔一种C M P加工流程要点(a)使抛光层形成用材料中包含有机微粒形成 用单体，并通过在进行搅拌后使所述单 体聚 合，来形成所述有机微粒并使其分散；(b )将选自由能够控制孔尺寸的惰性气体、胶 囊型发泡剂和化学发泡剂组成的组中的 至少 一种与(a)中的所述混合物混合，以形成气 孔；(c)对(b )中生
29、成的所述混合物进行凝胶化和硬 化，以形成抛光层；和 (d )加工所述抛光层，以使通过打开气孔而 限定出的开孔分布在所述抛光层的表面上。资料来源: 百度、经济研究所整理资料来源: 百度、经济研究所整理由于涉及到设计及工艺需要企业长期的实践和摸索，抛光垫各系列产品参数及 稳定性需要长期积累。举例来，对比 IC1000 和 IC1010，可以看到，不同孔隙率，硬度，粗糙度均对 抛光效果产生不同影响，同时配合沟槽调整综合调整抛光效果。表 3：不同抛光垫材料参数对比/g*cm-3IC1000600.8248%401.63.514IC1010570.7561.4%401.94.853硬度（Shore D）
30、密度孔隙率/%孔径/um可压缩性/%粗糙度/um资料来源: 中国知网、经济研究所整理对比 IC1000 和 IC1010 两种规格的抛光垫，两种抛光垫表面的微孔直径都在 40um 左右，其他物理化学参数大多相似，其中 IC1000 的孔隙率为 48%，IC1010 的孔隙率为 61.4%。图 23：IC1000 的孔隙率图 24：IC1010 的孔隙率资料来源: 百度、经济研究所整理资料来源: 百度、经济研究所整理比较显现，抛光垫的孔隙率越高和粗糙度越大，其携带抛光液的能力越强。抛 光垫越粗糙，则材料去除率增大，这是因为表面粗糙度高的抛光垫与工件表面 的接触面积减小, 而且粗糙的抛光垫表面可储
31、存更多的抛光液, 因此作用在单 颗磨粒上的力增大, 单颗磨粒的去除材料体积增大。抛光垫使用后会产生变形， 表面变得光滑，孔隙减少和被堵塞，使抛光速率下降，必须进行修整来恢复其 粗糙度，改善传输抛光液的能力，一般采用钻石修整器修整。抛光垫的沟槽图形设计，也是影响抛光性能的核心指标。抛光垫沟槽的设计影 响着抛光垫储存、运送抛光液的能力和表面局部应力梯度。抛光垫表面结构有 平整型和带有不同沟槽型的。抛光垫表面适度开槽后,储存、运送抛光液的能力显著增强,磨料分布更均匀、工 件表面剪切应力高，因此抛光效率和质量都得到提高。抛光垫表面上的槽本身 起着类似于均匀分布磨粒的作用,它通过增加剪切应力保证材料去除
32、率。抛光垫表面沟槽形式(平行与垂直交叉型或同心环形)、沟槽形状(V 型、U 型或楔型)、 沟槽方向以及沟槽尺寸(深度、宽度和间距)等对磨料的分布和流动、抛光垫的寿 命有着显著的影响。抛光垫沟槽的宽度要适度,太小体现不出开槽效果,太大会使 得抛光效率变小,晶片的粗糙度也变差。抛光垫沟槽的深度对于抛光效果则没有 明显的影响。图 25：XY 网格状沟槽（IC1000）图 26：同心圆状沟槽（IC1010）资料来源: 百度、经济研究所整理资料来源: 百度、经济研究所整理第三，核心客户认证体系壁垒较高核心客户认证体系壁垒较高，主要由于抛光垫对芯片良率影响较大，但成本占 比较相对较低，在稳定而成熟的 FA
33、B 厂中，为确保芯片良率，一般很少替换原 有稳定的供应商。半导体 Fab 厂具有资本密集和技术密集的属性，对于上游半导体原材料的稳定性和良品率有极高的要求，因此对于原材料供应商认证门槛 极高、认证周期较长。目前在半导体产业链安全可控的大环境下，国内厂商速 度加快，验证周期缩短到半年左右。图 27：抛光垫产品导入简要流程图资料来源: 公司公告、经济研究所整理海外龙头基本垄断全球抛光垫市场抛光垫行业集中较高，被海外龙头高度垄断CMP 抛光垫行业集中度极高。目前全球 CMP 抛光垫市场格局主要被 Dow、 Cabot、Thomas West 等外资厂商垄断，前 5 大公司垄断约 90%市场份额。国
34、内厂商在 CMP 抛光垫领域具有较为广阔的替代空间。图 28：公司 CMP 竞争格局FOJIBO JSRThomas West 4%2%1%其他Cabot9%5%Dow 79%资料来源: Cabot、经济研究所整理Dow 垄断中国近 90%的 CMP 抛光垫市场供给，是国产替代的主要对象。Dow 是一家全球领先的化学公司，其 CMP 抛光垫业务来源于对 Rodel 的并购。Dow 侧重 CMP 本身机理研究，改进抛光机制和抛光垫参数，并根据客户的实际需 求从应用层面对现有产品进行改良，目前有多种型号 CMP 抛光垫供应亚太、 欧洲和北美市场。2005 年 Dow 开始布局亚太地区，2008 年
35、全线投产，是 CMP 抛光垫领域的绝对龙头。契机已来，国内晶圆制造崛起，将重塑国产半导体产业链未来 3-5 国内晶圆制造产能将翻番，国内半导体产业链上下游迎来重要契机。根据我们对于大陆区域晶圆制造的全面梳理，目前大概有 54 个运营主体，共计 94个晶圆厂或产线项目，目前产能平稳运行的有 17 个晶圆厂及产线项目，正在产能爬坡的有 37 个，未来 3-6 个试生产的 11 个，正在项目基础建设的 9 个，另外正在规划的约 11 个。截止 2019 年底，思想研究院统计我国 12 英寸晶圆制造厂装机产能约 90 万片/月，较 2018 年增长 50%；8 英寸晶圆制造厂装机产能约 100 万片/
36、月，较 2018 年增长10%；6 英寸晶圆制造厂装机产能约 230 万片/月，较 2018 年增长 15%。根据当前 94 个晶圆厂项目规划及目标总计，预计至 2024 年，大陆区域 12 英寸目标产能达 273.0 万片/月，相比 2019 年增长超过 2 倍，8 英寸目标产能达 187 万片/月，相比 2019 年增长 90%。若这些晶圆厂如期达到产能目标，将大幅拉动对国 产半导体设备和材料的需求。图 29：大陆区域晶圆厂运营主体的目标产能(万片/月)求和项:产能目标(折算8英寸)120.0100.080.060.040.020.0中芯国际 海力士 长江存储 芯恩集成三星福建晋华 华虹宏
37、力 台积电合肥长鑫英特尔 上海先进 紫光集团 弘芯半导体士兰微 格科徽电子 万国半导体 武汉新芯 晋华集成 联华电子 海辰半导体 广州粤芯 合肥晶合青岛城芯 矽力杰广义微电子和舰科技 英诺赛科 德州仪器 燕东微电子 德淮半导体富能、富 北京耐威 英锐集团 中车时代 大连宇宙 吉林华微 赛莱克斯华润微电子 江苏时代兴华半导体 新进芯微能华微电子 京双仪微世纪金光 芯睿电子 能讯高能德科码 赣州名芯 格罗方德泉芯集成中璟航天 中科晶芯0.0资料来源: 百度、经济研究所分析整理图 30：大陆区域晶圆厂项目建设梳理一览图 31：主流晶圆产能目标12英寸8英寸6英寸5英寸4英寸35
38、544080012英寸8英寸6英寸35302520151050停摆产能平稳 产能爬坡 即将试产 项目在建规划中7006005004003002001000292.4187.0229.1199.290.459.698.589.7273.0产能复合增速5%产能复合增速14%产能复合增速25%2018/12/312019/12/312024(E)资料来源: 百度、经济研究所分析整理资料来源: IDC、经济研究所估算整理具体项目来看，中芯国际、华虹宏力、粤芯半导体、长江存储、合肥长鑫、武汉新 芯、福建晋华等各重点厂商均新建多条产线并大幅新增产能达 2 倍以上。晶圆制造 厂产品主要包括两大方向，一方面为
39、主攻先进制程代工和特色工艺的晶圆厂，包括 中芯国际、华虹、粤芯等；另一方向主要是以存储晶圆制造为主攻方向的晶圆厂， 包括长江存储、合肥长鑫、福建晋华、武汉新芯等。广州粤芯成立于 2017 年 12 月，是国内第一座以虚拟 IDM (Virtual IDM) 为营运策 略的 12 英寸芯片厂，一期已于 19 年底投产，并规划二期，目标总产能达 4 万片/ 月。长江存储是国内投资闪存(NAND FLASH)产能的大厂，也是大基金重点投资项目， 2023 年底目标产能为 30 万片/月。目前长江存储产能迅速提升，2019 年底产能已达到 2 万片/月，2020H1 向 5 万片推进，公司已在 202
40、0 年 1 月开启招标活动。长 江存储在储备 64 层 Xtacking Nand Flash 技术布局后，将跳过 96 层，直接推进 128 层堆栈。中芯国际 BJ FAB1北京12英寸产能平稳5.55.20.18um-55nm中芯集成电路（宁波）二期（ N2，8英寸）宁波8英寸项目在建39.9 亿元300.6-0.09um合肥长鑫主要为 DRAM 存储器的 12 寸晶圆厂，预计未来 3 年总产能目标为 12.5万片/月，并分为三个阶段执行。第一阶段目标产能 4 万片/月（当前 2 万片），预 计到 20 年 Q1 达到 4 万片，为 19nm 工艺芯片。合肥长鑫的 8Gb DDR4 已经通
41、过 多个国内外大客户验证，预计今年底正式交付。DRAM 大厂福建晋华，原本已达产能 6 万片，整体目标产能 24 万/月，近期由于 受到美国起诉和禁售，目前整体运营受到一定影响。武汉新芯目前拥有 1.2 万片/月的代码型闪存和 1.5 万片/月的背照式图像传感器的生产能力。未来计划扩产到 7 万片/月。编号所属或涉及主要公司简称 FAB项目市级晶圆尺寸状态投资（亿元）目标月产能 当前月产能 主要制程节点(逻辑代工nm,（万片/月） (万片/月)存储产品层数)图 32：大陆区域主要晶圆厂产能目标汇总(万片/月)1福建晋华福建省晋华集成电路（ 12英寸）一期晋州12英寸产能平稳56.5 亿美元66
42、3220nm2福建省晋华集成电路（ 12英寸）二期晋州12英寸项目在建632-20nm3广州粤芯广州粤芯半导体技术（ 12英寸）广州12英寸产能爬坡70亿元40130nm180nm4合肥长鑫合肥长鑫 (12英寸)合肥12英寸产能爬坡72亿美元12.5219nm5华虹Fab5上海12英寸产能爬坡219亿元3.51.555-40-28nm6华虹Fab6上海12英寸产能爬坡387亿元41.528-20-14nm7华虹Fab3上海8英寸产能平稳551um-90nm华虹宏力8华虹Fdb2上海8英寸产能平稳5.95.91um-90nm9华虹Fab1上海8英寸产能平稳25亿美元6.56.51um-90nm10华虹Fab7( 华虹无锡一期 )无锡12英寸产能爬坡25亿美元4190-65/55nm11武汉新芯二期（ 12英寸）武汉12英寸产能爬坡17.8 亿美元301632 层武汉新芯12武汉新芯一期（ 12英寸）武汉12英寸产能爬坡42.713长江存储长江存储科技有限责任公司（ 12英寸）武汉12英寸产能爬坡240亿美元303432 层3DNAND 闪存芯片14中芯国际 BJ FAB2( 多股权)北京12英寸产能平稳54.140-28nm15
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