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2020我国半导体显示材料产业国产替代市场需求空间行业研究报告(65页).docx

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2020我国半导体显示材料产业国产替代市场需求空间行业研究报告(65页).docx

1、2020 年深度行业分析研究报告内容目录一、半导体材料71.1 半导体:受益 5G,行业复苏71.2 半导体材料:市场鹏发,增长不断91.3 中国需求巨大,国产替代揭开序幕121.4 硅片:半导体制造重中之重151.5 光刻胶:逐步突破,任重而道远181.6 CMP:突破重围,国产化启动211.7 湿电子化学品:内资龙头效应显著231.8 电子特气:需求空间大,拉开进口替代序幕24二、显示材料:面板行业转移升级,看好新型显示材料进口替代空间282.1 OLED 持续渗透,下游需求强势支撑282.1.1 OLED 对比 LCD 性能优282.1.2 智能手机:AMOLED 高端向中低端渗透加速,

2、折叠屏催生新需求312.1.3 智能手表:iWatch 引领潮流,柔性 OLED 更符合可穿戴需求352.1.4 车载显示不断升级,大屏、多屏需求带来行业新蓝海362.2 大陆 OLED 产能占全球比重不断提升,新产能释放带动出货量提升392.3 超高清视频拉动需求,大尺寸 LCD 迎涨价周期422.4 有机发光材料:海外高度垄断,国内企业替代发力462.5 PI 膜:柔性 OLED 领域最关键的显示材料482.6 偏光片:受益面板产能投放及大尺寸趋势,进口替代空间大522.7 PMMA:高端需求增长带动光学级 PMMA 放量562.8 COP 膜:未来有望替代 TAC 膜63图表目录图表 1

3、:全球半导体销售额情况7图表 2:2018 年及 2019 年全球半导体月度销售额对比(十亿美元)7图表 3:中国近年占全球半导体销售额情况(十亿美元)8图表 4:20162021 年全球半导体各应用市场的年复合增速预测8图表 5:国产替代空间测算8图表 6:华为国产替代链示意图9图表 7:半导体上下游产业链,以及半导体材料在产业链所处位置10图表 8:半导体材料分类10图表 9:晶圆制造过程所需材料11图表 10:全球半导体材料市场销售额11图表 11:中国大陆半导体材料市场增速 vs.全球11图表 12:半导体原材料分布情况11图表 13:封装及晶圆制造材料市场规模及增速(单位:亿美元)1

4、1图表 14:全球半导体材料销售额分布12图表 15:2013-2018 年全球半导体市场销售规模(亿美元)13图表 16:2016-2020 年我国半导体材料市场规模(亿美元)13图表 17:2012-2017 年我国占半导体制造材料国产化情况(%)13图表 18:半导体材料国产化进程14图表 19:半导体封装材料进出口额(万美元)14图表 20:半导体封装材料进出口量(吨)14图表 21:半导体封装材料进口单价情况14图表 22:半导体硅片技术演变史15图表 23:全球各类型半导体硅片出货面积占比15图表 24:12 寸晶圆全球产能及需求对比表15图表 25:较大尺寸晶圆具备更高的理论生产

5、效率16图表 26:8 英寸及 12 英寸理论成本变化情况16图表 27:全球半导体硅片市场规模(亿美元)16图表 28:全球半导体硅片出货面积(百万平方英寸)16图表 29:中国大陆半导体硅片市场规模(亿美元)17图表 30:全球硅片市场竞争格局及市占率17图表 31:半导体硅片行业主要企业经营情况18图表 32:光刻胶构成18图表 33:正性光刻胶和负性光刻胶反应原理18图表 34:不同分类下的光刻胶分类19图表 35:ASML 光刻机19图表 36:全球半导体光刻胶及配套试剂市场规模20图表 37:中国半导体光刻胶及配套试剂市场规模20图表 38:光刻胶主要生产企业20图表 39:国内半

6、导体产品结构20图表 40:CMP 工艺工作原理21图表 41:CMP 材料细分市场份额21图表 42:全球 CMP 材料市场规模情况(亿美元)21图表 43:我国 CMP 材料市场规模情况(亿元)21图表 44:CMP 抛光步骤随逻辑芯片和存储芯片技术进步而增加22图表 45:抛光液主要生产企业22图表 46:抛光垫主要生产企业22图表 47:全球 CMP 抛光液和光刻胶去除剂主要生产厂商情况23图表 48:美国 SEMI 工艺化学品的国际标准等级23图表 49:我国电子特气市场规模(亿元)24图表 50:高纯电子特气市场格局(按应用)24图表 51:电子气体分类25图表 52:电子气体分种

7、类份额占比25图表 53:电子特气在晶圆制造中的应用25图表 54:我国集成电路产业销售额26图表 55:全球各地区 OLED 产能占比情况及预测26图表 56:我国电子气体市场格局(2018 年)26图表 57:电子特气行业国内外主要企业27图表 58:OLED 和 TFT-LCD 性能比较28图表 59:AMOLED 和 TFT-LCD 性能比较28图表 60:AMOLED 比 LCD 更轻薄29图表 61:TFT-LCD&AMOLED 成本比较(美元)30图表 62:OLED 市场规模30图表 63:OLED 出货量(分应用,百万单位)30图表 64:2018 年 OLED 应用领域情况

8、31图表 65:AMOLED 市场规模(分应用,百万美元)31图表 66:2017-2019 年全球 AMOLED 智能手机面板出货(百万片)32图表 67:LTPS-AMOLED 渗透率与 a-Si 相近32图表 68:2018 年主要手机品牌厂商出货量及屏幕技术(百万台)32图表 69:2020 年各品牌手机 AMOLED 渗透率32图表 70:2018 年以来各品牌代表旗舰机型屏幕参数33图表 71:2019 年全球智能手机面板各厂商占比(按出货量)34图表 72:2019 年全球 AMOLED 智能手机各厂商占比(按出货量)34图表 73:全球可折叠智能手机的出货量34图表 74:三款

9、可折叠手机34图表 75:IDC 预测 2019-2023 全球智能手表出货量复合增长率 9.4%35图表 76:全球智能手表出货量(按品牌分类)35图表 77:全球智能手表市场份额(按品牌分类)35图表 78:系列 Apple Watch 显示屏参数36图表 79:车载显示趋于大屏化、多屏化36图表 80:车载显示器发展趋势37图表 81:2015-2022E 全球车载显示出货量现状及预测37图表 82:IHS 预测全球车载显示器出货量38图表 83:我国 AMOLED 已建和在建产线分布及产能39图表 84:全球各地区 OLED 产能增长情况(按基板数量,K 片)40图表 85:全球各地区

10、 OLED 产能增长情况(按面积,百万平方米)40图表 86:2021 年大陆在全球 OLED 产能占比达 26%(按面积)40图表 87:2015-2021 大陆面板厂商产能(纵轴百万平方米)40图表 88:全球主要 OLED 产线情况汇总41图表 89:中国超高清电视销量及渗透率42图表 90:2019-2022 全球 8K 电视面板出货规模及渗透率42图表 91:电视尺寸与观看距离的关系43图表 92:超高清趋势下国内外电视平均尺寸预测43图表 93:Witsview 32 寸电视面板报价(美元)趋势43图表 94:IHS 面板报价(美元)44图表 95:32 寸电视面板价格预估(单位为

11、美元)44图表 96:2020 年液晶面板产能增量测算45图表 97:华星光电 LCD 产能布局45图表 98:OLED 有材料分类46图表 99:PMOLED 膜层结构46图表 100:OLED 上游有机材料产业链47图表 101:全球有机发光材料市占率47图表 102:红光材料市占率47图表 103:绿光材料市占率48图表 104:蓝光材料市占率48图表 105:国内 OLED 中间体及成品材料企业48图表 106:不同形态的聚酰亚胺的下游应用49图表 107:LCD 与柔性 OLED 在材料上的对比49图表 108:PI 膜产业链构成50图表 109:PI 基板的主要工艺流程50图表 1

12、10:PI 浆料需求预计51图表 111:PI 浆料需求预计(各企业占比)51图表 112:CPI 出货量预测(万平方米)51图表 113:经过硬化处理的 CPI 用于盖板材料52图表 114:透明导电膜产品结构52图表 115:液晶显示模组的基本结构53图表 116:偏光片基本结构53图表 117:偏光片物料成本结构53图表 118:全球 TAC 膜供应格局54图表 119:全球 PVA 膜供应格局54图表 120:OLED 偏光片结构54图表 121:全球偏光片市场规模(亿美元)55图表 122:国内偏光片市场规模(亿元人民币)55图表 123:不同宽幅偏光片生产线裁切利用率情况55图表

13、124:国内主要偏光片企业及产能56图表 125:PMMA 上游原料及下游产品57图表 126:全球 PMMA 产能按企业占比57图表 127:PMMA 全球产能地区分布占比57图表 128:国内 PMMA 供应格局58图表 129:国内 PMMA 进口量数据(吨)58图表 130:国内 PMMA 消费结构59图表 131:液晶面板构造示意图59图表 132:PMMA 及 MMA 历史价格及价差走势(元/吨)60图表 133:全球 MMA 供应格局60图表 134:国内 MMA 装置工艺路线及产能61图表 135:国内 MMA 产量及开工率61图表 136:国内 MMA 表观消费量情况61图表

14、 137:MMA 下游应用领域分布62图表 138:MMA 下游应用按地域分布 62图表 139:国内 MMA 进口量62图表 140:丙酮氰醇法生产流程63图表 141:偏光片原材料成本构成64图表 142:TAC 膜与非 TAC 膜占比64图表 143:COP 材料性能优异64图表 144:COP 膜在液晶屏幕上的应用65图表 145:COP 材料主要生产厂家65一、半导体材料1.1 半导体:受益 5G,行业复苏根据美国半导体产业协会的统计,可以看到全球半导体销售额呈现逐年增长的姿态,从 2001 年的 1472.5 亿美元一路提升至 2019 年的 4110 亿美元。虽然在 2019 年

15、全球半导 体销售额的略微下滑主要由于全球贸易环境的紧张,以及半导体最主要的下游消费电子 市场自 17H2 的疲软,但是在 19H2 我们也看到了半导体市场随着 5G 时代到来的重现生 机。图表 1:全球半导体销售额情况资料来源:美国半导体产业协会,研究所从 2018 年 12 月开始,半导体月度销售额持续下滑至 2019 年 5/6 月,但是从 6 月开始全球半导体销售额呈现恢复的态势,环比数据明显优于 2018 年同月份环比数据。图表 2:2018 年及 2019 年全球半导体月度销售额对比(十亿美元)资料来源:美国半导体产业协会,研究所中国市场巨大,国产替代需求强劲。而对于未来的半导体市场

16、来看,我们认为中国将会是未来最大的半导体市场。2015 年中国在全球把半导体销售额上占据了全球的 24%, 至 2019 年中国已经将其占比提升至 35%。图表 3:中国近年占全球半导体销售额情况(十亿美元)图表 4:20162021 年全球半导体各应用市场的年复合增速预测资料来源:美国半导体产业协会,研究所资料来源:美国半导体产业协会,研究所然而虽然中国市场巨大,但是在半导体领域目前仍然处于关键器件被海外“卡脖子”的 状态。我们以智能终端为例进行拆解、分析和比较,可以发现华为作为一家系统级公司,已经在大部分芯片品类上自给自足,同时也注意到存储、射频、模拟芯片上仍然存在短 板、受制于人。在 2

17、019 年华为事件后,中国已经开始加速国产链的重塑,几乎所有科技 龙头,甚至部分海外龙头也在加快国产链公司导入。图表 5:国产替代空间测算资料来源:国盛电子根据各公司公告及官网整理,研究所1.2 半导体材料:市场鹏发,增长不断从市场上看,我国半导体市场规模超万亿,半导体产业已成为国家战略新兴产业的重要 部分,而超三分之二的半导体产品需从国外进口,高端领域几乎完全依赖进口情况急需 改变,尤其是 2018 年中美贸易摩擦以来,中兴、华为事件更是给中国半导体行业敲响 警钟。图表 6:华为国产替代链示意图资料来源:国盛电子根据产业链信息整理及绘制,研究所半导体产业呈现技术密集、资本密集及和产集群的特点

18、。半导体核心产业链包括半导体 产品的 IC 设计、IC 制造和 IC 封测。目前已经形成 EDA 工具、IP 供应商、IC 设计、 Foundry 厂、封测厂的高效稳定的深度分工模式。目前全球半导体正在经历从中国台湾 向中国大陆的第三次产业转移,历史上看,前两次的行业转移分别发生在 20 世纪 80 年代和 20 世纪 90 年代末,分别从美国本土到日本和美日向韩国、中国台湾的转移。目前 我们已经看到设计、制造、设备等半导体环节已经逐步的向中国转移。在半导体原材料领域,集成电路技术发展到微纳电子制造的物理极限,单独依靠特征尺 寸缩小已不足以实现技术发展目标。新材料的引入以及相应的新材料技术与微

19、纳制造技 术相结合共同推动着集成电路不断发展。集成电路制造工艺用到元素已经从 12 种增加到 61 种。伴随微纳制造工艺不断发展,对材料的纯度,纳米精度尺寸控制、材料的功能 性等都提出了严苛的需求。图表 7:半导体上下游产业链,以及半导体材料在产业链所处位置资料来源:公开资料整理,研究所图表 8:半导体材料分类资料来源:赛瑞研究,研究所简单来看,半导体制造所需要的材料主要分布在一下四步之中:1. 掺杂/热处理:溅射靶材,湿法化学品、化学气体,CMP 抛光垫和抛光液;2. 蚀刻/清洁:掩模/光罩,溅射靶材,CMP 抛光垫和抛光液;3. 沉积:化学气体,CMP 抛光垫和抛光液;4. 光刻:掩模/光

20、罩、光刻胶、光刻胶显影液、熔剂、剥离剂。图表 9:晶圆制造过程所需材料资料来源:Horizon Insights,研究所与半导体全球市场相之匹配的,全球半导体材料的销售额也在同步增长,至 2018 年全 球半导体材料销售额达到 519.4 亿美元,创下历史新高。销售增速 10.65%,创下了自 2011 年以来的新高;近年来,中国大陆半导体材料的销售额保持稳步增长,增速方面一 直领先全球增速。图表 10:全球半导体材料市场销售额图表 11:中国大陆半导体材料市场增速 vs.全球资料来源:Wind,研究所资料来源:国盛电子根据 Wind 数据整理,研究所晶圆制造材料包含硅、掩膜版、光刻胶、电子气

21、体、CMP 抛光材料、湿化学品、溅射靶 材等,其中硅片约占整个晶圆制造材料的三分之一。图表 12:半导体原材料分布情况图表 13:封装及晶圆制造材料市场规模及增速(单位:亿美元)资料来源:SEMI,研究所资料来源:美国半导体产业协会,研究所1.3 中国需求巨大,国产替代揭开序幕全球半导体材料市场回暖。经历了 2015-2016 连续两年产业规模下滑后,2017 年和 2018年半导体材料市场回复增长,产业规模达约 520 亿美金。以地域结构来看,全球所有地 区半导体材料市场规模均实现了不同程度的增长,但是其中中国大陆的增速领先。产业持续东移,中国大陆增速第一。从占比来看,半导体材料市场中,中国

22、台湾依然是 半导体材料消耗最大的地区,全球占比 22.04%。中国大陆占比 19%排名全球第三,略 低于 19.8%的韩国。然而中国大陆占比已实现连续十年稳定提升,从 2006 年占全球比 重 11%,到 2018 年占比 19%。产业东移趋势明显。图表 14:全球半导体材料销售额分布资料来源:国盛电子根据 Wind 数据整理,研究所半导体材料可分为晶圆制造材料和封装材料,晶圆制造材料是半导体材料市场的主力军。根据 wind 数据,2018 年,全球半导体材料销售规模为 519.4 亿美元,同比增长 10.7%, 其中晶圆制造材料及封装材料销售额分别为 322 亿美元和 197 亿美元,同比增

23、长 15.9% 和 3.1%。根据 SEMI 统计数据,我国半导体材料市场规模为 85 亿美元,同比增长 12.3%,其中晶 圆制造材料及封装材料市场规模为约 28.2 亿美元和 56.8 亿美元。未来 2 年我国半导体材料市场规模将持续高速增长,预计 2020 年我国半导体材料市场规模达 107.4 亿美元,其中晶圆制造材料市场规模达 40.9 亿美元,2016-2020 年 CAGR 为 18.3%;封装材料 市场规模达 66.5 亿美元,2016-2020 年 CAGR 为 9.18%。图表 15:2013-2018 年全球半导体市场销售规模(亿美元)图表 16:2016-2020 年我

24、国半导体材料市场规模(亿美元)资料来源:SEMI、研究所资料来源:SEMI、研究所半导体材料国产化率仍待转化。根据集成电路材料和零部件产业技术创新战略联盟的调研数据,2016 年国内晶圆制造材料企业用于半导体制造的产品销售收入仅 69.5 亿元, 相对于国内晶圆制造材料市场需求的比例约 20%,国产化比例较低。在国家产业政策大力扶持和国内半导体市场稳定增长等利好条件下,特别是国家“02 专 项”等专业化科研项目的培育下,国内半导体材料领域将涌现更多具有国际竞争力的公 司和产品,在更多关键半导体材料领域实现进口替代,打破国外厂商的垄断。图表 17:2012-2017 年我国占半导体制造材料国产化

25、情况(%)资料来源:中国半导体行业协会、集成电路材料和零部件产业技术创新战略联盟,研究所半导体芯片制造工艺半导体将原始半导体材料转变成半导体芯片,每个工艺制程都需要电子化学品,半导体芯片造过就是物理和化学的反应过程,半导体材料的应用决定了摩 尔定律的持续推进,决定芯片是否将持续缩小线宽。目前我国不同半导体制造材料的技 术水平不等,但整体与国外差距较大,存在巨大的国产替代空间。图表 18:半导体材料国产化进程资料来源:SEMI,研究所从技术层面出发再至半导体封装材料进出口金额及量(由于缺乏晶圆制造数据,故以封 装材料为例说明),可以看到中国对于半导体封装材料进口量的需求巨大,同时再对比进 出口单

26、价情况,从 2017 年开始计算,出口单价仅为进口单价的约为 60%,价格悬差巨 大,也再次反映了中国虽然对于半导体材料的需求巨大,但是由于目前技术能力有限所 致进出口贸易悬差巨大,也因此存在巨大的国产替代空间。图表 19:半导体封装材料进出口额(万美元)图表 20:半导体封装材料进出口量(吨)半导体封装材料进口额半导体封装材料出口额3000250020000半导体封装材料进口量半导体封装材料出口量250020000资料来源:Wind,研究所资料来源:Wind,研究所图表 21:半导体封装材料进口单价情况资料来源:国盛电子根据 Wind 数据整理,研

27、究所1.4 硅片:半导体制造重中之重纵观半导体硅片的技术演变历程,可以看到从早在 20 世纪 70 年代,硅片的尺寸就逐步 的向着更大尺寸发展。截止至目前全球硅片市场最大的量产型硅片尺寸为 300mm,也即 是所谓的“12 英寸硅片”。根据目前 SEMI 对于全球各类半导体硅片的出货量统计,我们也看到半导体市场对于12 英寸硅片的需求及使用也是逐步增加。2011 年,200mm 半导体硅片市场占有率稳定在 25-27%之间;2016 年至 2017 年,由于汽车电子、智能手机用指纹芯片、液晶显示 器市场需求快速增长,200mm 硅片出货面积同比增长 14.68%;2018 年,200mm 硅片

28、 出货面积达到 3278.00 百万平方英寸,同比增长 6.25%。2018 年,300mm 硅片和 200mm 硅片驰航份额分别为 63.31%和 26.34%,两种尺寸硅片合计占比接近 90.00%。图表 22:半导体硅片技术演变史图表 23:全球各类型半导体硅片出货面积占比资料来源:芯片制造,研究所资料来源:SEMI,研究所图表 24:12 寸晶圆全球产能及需求对比表资料来源:Sumco,研究所而硅片之所以趋向于大尺寸,其主要原因是因为单位晶圆生产效率的提高。虽然生产大尺寸硅片所需要的设备、材料成本等均有所提高,但是考虑到自动化带来的人工费用的减少以及单片硅片的面积之大,以 200mm(

29、9 寸)和 300mm(12 寸)硅片进行比较,12 英寸硅片的单位成本仅为 9 英寸硅片的 70%80%。由于成本及良率,12 寸硅片仍为主流,技术略有所停滞的当前,国内厂商具备追赶及替 代的机会。但是由于随着硅片的直径越大,硅片结晶过程中的旋转速度也需要与之匹配 的减小,即容易带来由于旋转速度不快、不稳定带来的硅片晶格结构的缺陷,同时随着直径的扩大,晶圆的边缘之处更容易产生翘曲的情况,从而带来良率的降低,也意味着 生产的成本的提高,因此目前全球的主流硅片的最大尺寸仍仅为 12 英寸,但这也带给了 国内厂商追赶行业龙头的机会。图表 25:较大尺寸晶圆具备更高的理论生产效率图表 26:8 英寸

30、及 12 英寸理论成本变化情况200mm300mm晶圆尺寸100%225%原料成本100%280%设备成本100%170%人工成本100%80%其他100%150%单位面积成本100%70%80%资料来源:circle,研究所资料来源:研究所根据公开资料整理由于半导体行业与全球宏观形势紧密相关,全球半导体硅片行业在 2009 年受经济危机 影响,出货量与销售额均出现下滑;2010 年智能手机放量增长,硅片行业大幅反弹;2011 年-2016 年,全球经济复苏但较为低迷,硅片行业易随之低速发展;2017 年以来,得益 于半导体终端市场需求强劲,半导体市场规模不断增长,于 2018 年突破百亿美元

31、大关。图表 27:全球半导体硅片市场规模(亿美元)图表 28:全球半导体硅片出货面积(百万平方英寸)资料来源:SEMI,研究所资料来源:SEMI,研究所2008 年至 2013 年,中国大陆半导体硅片市场发展趋势与全球半导体硅片市场一致。2014 年起,随着中国半导体制造生产线投产、中国半导体制造技术的不断进步与中国半 导体终端市场的飞速发展,中国大陆半导体硅片市场步入飞跃式发展阶段。2016 年-2018 年,中国半导体硅片销售额从 5.00 亿美元上升至 9.96 亿美元,年均复合增长率高达41.17%。中国作为全球最大的半导体终端市场,未来随着中国芯片制造产能的持续扩张,中国半导体硅片市

32、场的规模将继续以高于全球市场的速度增长。图表 29:中国大陆半导体硅片市场规模(亿美元)资料来源:SEMI、研究所中国大陆仅有少数几家企业具有 200mm 半导体硅片的生产能力。2017 年以前,300mm 半导体硅片几乎全部依赖进口。2018 年,硅产业集团子公司上海新昇作为中国大陆率先 实现 300mm 硅片规模化销售的企业,打破了 300mm 半导体硅片国产化率几乎为 0%的 局面。图表 30:全球硅片市场竞争格局及市占率资料来源:各公司资料,芯思想,研究所图表 31:半导体硅片行业主要企业经营情况公司注册地主要半导体硅材料类产品半导体硅材料类产品销售收入(亿元)2018 年2017 年

33、2016 年信越化学日本300mm 以及下半导体硅片(含 SOI)220.58175.92147.32SUMCO日本300mm 以及下半导体硅片(含 SOI)194.59157.01129.37Siltronic德国300mm 以及下半导体硅片113.6889.7368.52环球晶圆中国台湾300mm 以及下半导体硅片(含 SOI)108.6489.7368.52SK Siltron韩国300mm 以及下半导体硅片81.2856.3348.27Soitec法国200mm、300mm SOI 硅片30.9022.0417.67合晶科技中国台湾200mm 以及下半导体硅片(含 SOI)20.331

34、4.3511.20硅产业集团(含新奥科 技)中国300mm 半导体硅片、200mm 及以下半导体硅片(含 SOI)17.0212.296.30中环股份中国200mm 以及下半导体硅片10.135.844.14立昂股份中国200mm 以及下半导体硅片-4.833.19资料来源:招股说明书、研究所1.5 光刻胶:逐步突破,任重而道远光刻胶,目前做为半导体生产中光刻工艺的核心材料,其主要工作原理是:光刻工艺利 用光刻胶对于各种特殊射线及辐射的反应原理,将事先制备在掩模上的图形转印到晶圆, 建立图形的工艺,使硅片表面曝光完成设计路的电路图,做到分辨率清晰和定位无偏差 电路,就如同建筑物一楼的砖块砌起来

35、和二楼的砖块要对准,叠加的层数越高,技术难 度大。同样光刻胶从功能上又可分为正性及负性光刻胶:正性光刻胶之曝光部分发生光化学反 应会溶于显影液,而未曝光部分不溶于显影液,仍然保留在衬底上,将与掩膜上相同的 图形复制到衬底上;而负性光刻胶之曝光部分因交联固化而不溶于显影液,而未曝光部 分溶于显影液,将与掩膜上相反的图形复制到衬底上。图表 32:光刻胶构成图表 33:正性光刻胶和负性光刻胶反应原理资料来源:公开资料整理,研究所资料来源:容大感光招股说明书,研究所按照应用领域的不同,光刻胶又可以分为印刷电路板(PCB)用光刻胶、液晶显示(LCD) 用光刻胶、半导体用光刻胶和其他用途光刻胶。PCB 光

36、刻胶技术壁垒相对其他两类较低, 而半导体光刻胶代表着光刻胶技术最先进水平。图表 34:不同分类下的光刻胶分类分类依据分类名称分类说明显示效 果正性光刻胶显影时未曝光部分溶解于显影液,形成的图形与掩膜版相反负性光刻胶显影时曝光部分溶解于显影液,形成的图形与掩膜版相同 紫外光刻胶300450 nm曝光波长深紫外光刻胶160280 nm 极紫外光刻胶EUV,13.5 nmPCB 用光刻胶主要分为干膜光刻胶、湿膜光刻胶、光成像阻焊油墨。技术壁垒相对较低, 主要为中低端品种应用领域 面板光刻胶分为彩色光刻胶与黑色光刻胶、LCD 触摸屏用光刻胶与 TFT-LCD 正性光刻胶半导体光刻胶g 线光刻胶、i 线

37、光刻胶、KrF 光刻胶、ArF 光刻胶、聚酰亚胺光刻胶、掩膜板光刻胶等其他用途CCD 摄像头彩色滤光片彩色光刻胶、触摸屏透明光刻胶、MEMS 光刻胶、生物芯片光刻胶等资料来源:赛瑞研究,研究所行业壁垒高耸,研发能力要求极高,资金需求巨大。在上述我们也对众多光刻胶进行了 简单的分类,但实际操作中由于各个客户的产品的要求不同,对应的光刻胶的具体要求 将更会是千奇百怪。这一点将会直接导致光刻胶企业在生产制作光刻胶的时候需要具备 足够的配方研发能力,对众多国内仍在起步的厂商无疑是个巨大的挑战。另一方面由于 光刻胶最终需要应用在光刻机上,以 ASML 为例,EUV 光刻机常年保持在 1 亿欧元左右, 2

38、48nm 的 KrF 光刻机也基本维持在一千万欧元以上。图表 35:ASML 光刻机资料来源:ASML,研究所248nm 及以上高端光刻胶为全球市场的主流。SEMI 的数据显示,2018 年全球半导体 用光刻胶市场达到 24 亿美元,较 2017 年同比增长 20%。光刻胶配套试剂方面,2018年全球光刻胶配套试剂市场达到 28 亿美元,较 2017 年增长 27%。图表 36:全球半导体光刻胶及配套试剂市场规模图表 37:中国半导体光刻胶及配套试剂市场规模资料来源:SEMI,研究所资料来源:SEMI,研究所全球共有 5 家主要的光刻胶生产企业。其中,日本技术和生产规模占绝对优势。图表 38:

39、光刻胶主要生产企业资料来源:SEMI,研究所国内光刻胶生产商主要生产 PCB 光刻胶,面板光刻胶和半导体光刻胶由于光刻胶的技术 壁垒较高,国内高端光刻胶市场基本被国外企业垄断,特别是高分辨率的 KrF 和 ArF 光 刻胶,基本被日本和美国企业占据。PCB 光刻胶的技术要求较低,PCB 光刻胶在光刻胶 产品系列中属于较低端,目前国产化率已达到 50%;LCD 光刻胶国产化率在 10%左右, 进口替代空间巨大;IC 光刻胶与国外相比仍有较大差距,国产替代之路任重道远。图表 39:国内半导体产品结构资料来源:SEMI,研究所国内半导体光刻胶技术和国外先进技术差距较大,仅在市场用量最大的 G 线和

40、I 线有 产品进入下游供应链。KrF 线和 ArF 线光刻胶核心技术基本被国外企业垄断,国内 KrF 已 经通过认证,但还处于攻坚阶段;我们乐观预计 ArF 光刻胶在 2020 年能有效突破并完 成认证。1.6 CMP:突破重围,国产化启动CMP 化学机械抛光(ChemicalMechanicalPolishing)工艺是半导体制造过程中的关键流 程之一,利用了磨损中的“软磨硬”原理,即用较软的材料来进行抛光以实现高质量的 表面抛光。通过化学的和机械的综合作用,从而避免了由单纯机械抛光造成的表面损伤 和由单纯化学抛光易造成的抛光速度慢、表面平整度和抛光一致性差等缺点。图表 40:CMP 工艺工

41、作原理图表 41:CMP 材料细分市场份额资料来源:中国产业信息网,研究所资料来源:中国产业信息网,研究所CMP 抛光材料主要包括抛光液、抛光垫、调节器、清洁剂等,其市场份额分别占比 49%、 33%、9%和 5%。至 2018 年市场抛光液和抛光垫市场分别达到了 12.7 和 7.4 亿美元。图表 42:全球 CMP 材料市场规模情况(亿美元)图表 43:我国 CMP 材料市场规模情况(亿元)资料来源:Cabot Microelectronics 官网公开资料、研究所资料来源:中国产业信息网、研究所而随各类芯片的技术的进步,抛光步骤也随之增长,从而实现了抛光垫及抛光液用量市 场的持续增长。同

42、时随着芯片制程的提高带动的抛光材质技术要求的提升,以及整体半 导体芯片市场的复苏,我们可以预期到未来 CMP 市场的量*量*价的多重提高。图表 44:CMP 抛光步骤随逻辑芯片和存储芯片技术进步而增加资料来源:卡博特微电子,研究所目前市场上抛光垫目前主要被陶氏化学公司所垄断,市场份额达到 90%左右,其他供应 商还包括日本东丽、3M、台湾三方化学、卡博特等公司,合计份额在 10%左右。抛光液 方面,目前主要的供应商包括日本 Fujimi、日本 HinomotoKenmazai,美国卡博特、杜邦、 Rodel、Eka、韩国 ACE 等公司,占据全球 90%以上的市场份额,国内这一市场主要依赖 进

43、口,国内仅有部分企业可以生产,但也体现了国内逐步的技术突破,以及进口替代市 场的巨大。图表 45:抛光液主要生产企业图表 46:抛光垫主要生产企业资料来源:SEMI,研究所资料来源:SEMI,研究所图表 47:全球 CMP 抛光液和光刻胶去除剂主要生产厂商情况公司名称公司简介化学机械 抛光液光刻胶 去除剂安集科技主营关键半导体材料的研发和产业化,已实现化学机械抛光液国产化。2018 年营收为 2.48 亿元,其中化学机械抛光液收入 2.05 亿元,光刻胶去除剂收入 0.42 亿元。Cabot Microelectronics全球领先的化学机械抛光液和第二大化学机械抛光垫供应商,2017 年营收

44、为5.07 亿美元,其中化学机械抛光液收入 4.11 美元。Versum公司拥有材料、交付系统和服务两大业务,2017 年营收为 11.27 亿美元,其 中材料业务(包括先进材料和工艺材料)收入 8.30 亿美元。Entegris公司拥有特种化学品和工程材料、微污染控制、先进材料处理三大业务部 门,2017 年营收为 13.43 亿美元,其中特种化学品和工程材料业务部门收入 4.85 亿美元(2019 年 1 月 28 日, Entegris 和 Versum 宣布合并)。Fujimi公司是合成精密研磨剂制造商,2017 年营收 357.88 亿日元,其中半导体器 件 CMP 研磨剂收入 146.21

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