1、 table_main 行业深度模板 证券证券研究报告研究报告行业行业深度深度研究研究 半导体材料系列报告（半导体材料系列报告（3 3） 抛光抛光液液/ /垫垫：C CMPMP 工艺关键耗材工艺关键耗材 抛光液抛光液/垫是垫是 CMP 关键耗材关键耗材，对高精度晶圆制造至关重要，对高精度晶圆制造至关重要 化学机械抛光（CMP）是晶圆制造的关键步骤，其作用在于减少晶 圆表面的不平整，而抛光液、抛光垫是 CMP 技术的关键耗材，价值 量较高，分别占 CMP 耗材 49%和 33%的价值量，其品质直接影响 着抛光效果，因而对提高晶圆制造质量至关重要。抛光液/垫技术壁 垒较高，高品质的抛光液需要综合控

2、制磨料硬度、粒径、形状、各 成分质量浓度等要素， 而抛光垫则更加看重低缺陷率和长使用寿命。 随着制程不断迭代，未来抛光材料将往专用化和定制化方向发展。 产业整体向好结合技术迭代，产业整体向好结合技术迭代，抛光材料市场抛光材料市场稳健稳健增长增长 全球半导体产业规模巨大，且在不断增长，半导体材料作为半导体 行业发展的基础， 将伴随产业红利持续增长。 抛光液、 抛光垫是 CMP 工艺的重要耗材，约占抛光材料价值量的 80%，市场规模增长稳健。 同时，由于最新的技术需要更多次的 CMP 抛光操作，随着芯片制程 的不断提高，以及 3D NAND 技术的不断普及，技术迭代也将进一 步推动抛光材料需求增长

3、。2018 年全球抛光液、抛光垫市场规模合 计 20.1 亿美元，预计 2023 年将达到 28.4 亿美元，复合增长率 7%。 美美系系厂商垄断市场，替代需求愈加强烈，国产厂商迎来机遇厂商垄断市场，替代需求愈加强烈，国产厂商迎来机遇 目前全球抛光垫市场呈现一家独大的市场格局，陶氏化学占有绝对 主导地位，市占率高达 79%。抛光液市场同样以国外厂商为主，行 业龙头 Cabot 微电子市占率达 36%，但市场格局呈现分散化趋势。 随着半导体产业逐渐向中国大陆转移，国内半导体材料需求持续增 长，但国产供给缺口十分巨大，国产化率仅 10%，替代需求强烈。 随着需求的多样化和对品质要求的提高，未来抛光

4、材料将逐步向专 用化、定制化方向发展，这为立足国内市场的国产厂商提供了机遇。 国产厂商国产厂商已已实现抛光材料突破，未来增长可期实现抛光材料突破，未来增长可期 在抛光液领域， 安集微电子自成立以来便专注于抛光液研发与生产， 并快速取得市场突破，先后打入中芯国际、台积电等厂商供应体系， 成为国内抛光液龙头。公司保持高于行业的毛利水平，营收及利润 稳定增长。公司注重研发，曾负责国家“02 专项”，不断推出满足更 高要求的抛光液产品，并已实现 130-28nm 技术节点量产。在抛光垫 领域，鼎龙股份自 2013 年开始拓展抛光垫业务，凭借扎实的技术积 累及资本运作，于 2018 年在抛光垫领域取得突

5、破。此后产品陆续通 过国内各大 8 寸、12 寸晶圆厂验证，并取得订单。公司重视抛光垫 业务发展，持续加大研发和生产投入，抛光垫业务有望贡献新动能。 投资建议投资建议 半导体需求红利叠加产业转移，利好上游材料市场，同时技术迭代 推动抛光材料市场持续增长。国内巨大的供需缺口带来巨大的替代 空间和强烈的国产替代需求，利好国内抛光材料企业。建议关注安 集科技（688019.SH）、鼎龙股份（300054.SZ）。 风险提示风险提示 疫情影响致景气度不确定，技术创新不达预期，市场推广不达预期 维持维持 买入买入 雷鸣雷鸣 执业证书编号：S01 研究助理研究助理 刘双锋刘双锋 研究

6、助理研究助理 朱立文朱立文 发布日期： 2020 年 04 月 24 日 市场表现市场表现 相关研究报告相关研究报告 20.04.24 【中信建投电子】半导体材料系列报告 （1）光刻胶：高精度光刻关键材料 20.04.24 【中信建投电子】半导体材料系列报告 （2）掩模版：电路图形光刻的底片 20.04.24 【中信建投电子】半导体材料系列报告 （3）抛光液/垫：CMP 工艺关键耗材 -19% 1% 21% 41% 61% 81% 2019/4/22 2019/5/22 2019/6/22 2019/7/22 2019/8/22 2019/9/22 2019/10/22

7、 2019/11/22 2019/12/22 2020/1/22 2020/2/22 2020/3/22 电子沪深300 table_indusname 电子电子 行业深度研究报告 table_page 电子电子 请参阅最后一页的重要声明 表表 1：相关公司盈利预测与估值（更新至：相关公司盈利预测与估值（更新至 2020 年年 4 月月 23 日收盘价）日收盘价） 公司公司 股价股价 （元）（元） 市值市值 ( (亿元亿元) ) 归母净利润（亿元）归母净利润（亿元） 净利润增速净利润增速 PE 17 18 19 20E 21E 17 18 19 20E 21E 17 18 19 20E 21E

8、 安集科技 176.66 93.82 0.40 0.45 0.66 0.80 0.97 7% 13% 46% 22% 22% 187 165 152 125 102 鼎龙股份 11.76 115.42 3.36 2.93 0.39 2.19 2.74 40% -13% -87% 467% 25% 33 37 286 52 41 资料来源：wind，中信建投证券研究发展部 表表 2：重点公司核心重点公司核心逻辑逻辑 股票代码股票代码 公司公司 核心逻辑核心逻辑 688019.SH 安集科技 安集科技 CMP 抛光材料处于国内领先地位，正在积极进行 28-14nm 产品的 客户推广和 10-7nm

9、 新技术节点的研发，同时正在加大投入扩建抛光液产能。 随着技术的突破和产能的扩张，安集科技将充分受益中国半导体行业红利。 预计 2020 年安集科技抛光液业务营收将达到 2.8 亿元，同比增长 20%，毛利 保持在 54%，总体营收将达到 3.5 亿元，同比增长 23%，毛利保持在 50%。 300054.SZ 鼎龙股份 得益于在彩色聚合碳粉领域的丰富经验，公司在抛光垫领域有着天然优势， 生产线达到国际先进水平，目前已通过验证并获得 8 寸、12 寸晶圆厂订单。 公司已投入 7000 万元用于显示基板材料及 CMP 产业化项目。未来鼎龙股份 抛光垫业务有望在国产替代趋势下快速增长，成为公司新的

10、增长动力。预计 2020 年鼎龙股份 CMP 抛光垫业务营收将达到 0.9 亿元，毛利保持在 17%， 总体业务将达到 14.6 亿元，毛利将达 37%。 资料来源：wind，中信建投证券研究发展部 pOoRmMtPmRqOoMmNxPnMnO9PdNaQoMrRtRoOjMoOtPeRsQsM8OqRmMNZqMmQxNnOmN 行业深度研究报告 table_page 电子电子 请参阅最后一页的重要声明 目录目录 抛光液、抛光垫CMP 主要耗材，半导体制造的刚性需求 . 1 半导体红利结合技术迭代，抛光材料市场持续增长 . 4 国产抛光材料起步晚，替代空间巨大 . 6 Cabot Micro

11、electronics：全球抛光液龙头 . 7 Dow：全球抛光垫绝对领导者 . 8 安集微电子：步步为营，逐步成长为国内抛光液龙头 . 9 鼎龙股份：技术实力扎实，打造国内抛光垫第一厂商 . 12 投资建议 . 15 风险提示 . 16 图目录图目录 图 1：集成电路制造流程 . 1 图 2：CMP 作用前后效果图 . 1 图 3：CMP 工作原理图 . 2 图 4：抛光材料价值量占比 . 2 图 5：CMP 相关产业链 . 2 图 6：抛光垫实物图 . 3 图 7：抛光液实物图 . 3 图 8：全球半导体市场规模 . 4 图 9：全球半导体材料市场规模 . 4 图 10：2018 年半导体

12、市场规模全球占比 . 4 图 11：2010-2018 年中国集成电路产业销售额 . 4 图 12：全球抛光材料市场规模 . 5 图 13：2014-2020 年全球 CMP 市场规模增长 . 5 图 14：CMP 抛光步骤随制程提高而增加 . 5 图 15：3D NAND 抛光步骤数是 2D NAND 的两倍 . 5 图 16：全球 CMP 抛光液市场格局. 6 图 17：全球 CMP 抛光垫市场格局. 6 图 18：2012-2017 年中国半导体制造材料国产化情况 . 6 图 19：晶圆制造各材料国产化率 . 6 图 20：Cabot 抛光液产品的收入结构 . 7 图 21：2018 年

13、 Cabot 营收地区结构 . 7 图 22：陶氏抛光垫产品平坦度越来越高 . 8 图 23：陶氏抛光垫缺陷率越来越低 . 8 图 24：安集微电子发展历史 . 9 图 25：安集微电子 2016-2018 年营收情况 . 9 图 26：安集微电子毛利率与同业公司对比 . 9 图 27：安集微电子主营业务收入 . 11 行业深度研究报告 table_page 电子电子 请参阅最后一页的重要声明 图 28：安集微电子主营业务收入占比 . 11 图 29：鼎龙股份主营业务收入 . 14 图 30：鼎龙股份主营业务收入占比 . 14 图 31：鼎龙股份单季度营业收入与净利润 . 14 图 32：鼎龙

14、股份累计季度营业收入与净利润 . 14 表目录表目录 表 1：相关公司盈利预测与估值（更新至 2020 年 4 月 23 日收盘价） . 2 表 2：重点公司核心逻辑 . 2 表 3：CMP 抛光液组成及简介. 3 表 4：陶氏历代抛光垫产品介绍 . 8 表 5：化学机械抛光液募投项目情况 . 10 表 7：安集微电子盈利预测（股价取 2020 年 4 月 23 日收盘价） . 11 表 8：鼎龙股份抛光垫业务发展节点 . 12 表 9：鼎龙股份收入拆分与预测（百万元） . 13 表 10：鼎龙股份盈利预测（百万元）（股价取 2020 年 4 月 23 日收盘价）. 13 表 11：相关公司盈

15、利预测与估值（更新至 2020 年 4 月 23 日收盘价） . 15 1 行业深度研究报告 HTTP:/RESEARCH.CSC.COM.CN table_page 电子电子 请参阅最后一页的重要声明 抛光液、抛光液、抛光垫抛光垫CMP 主要耗材，半导体主要耗材，半导体制造制造的刚性需求的刚性需求 化学机械抛光（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。）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（Thermal Process）、光刻（Photo lithography）、刻蚀（Et

16、ch）、离子注入（Ion Implant）、薄膜生长（Dielectric Deposition）、化学机械抛光（CMP）、金属化（Metalization）。化学机械抛 光（CMP）最早在 1980 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。 图图 1：集成电路制造流程：集成电路制造流程 资料来源：WSTS，中信建投证券研究发展部 图图 2：CMP 作用前后效果图作用前后效果图 资

17、料来源：3M，中信建投证券研究发展部 2 行业深度研究报告 HTTP:/RESEARCH.CSC.COM.CN table_page 电子电子 请参阅最后一页的重要声明 抛光液、抛光垫是抛光液、抛光垫是 CMP 工艺中不可或缺的材料，有着工艺中不可或缺的材料，有着较较高的价值量。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

18、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。 图图 3：CMP 工作原理图工作原理图 图图 4：抛光材料价值量占比：抛光材料价值量占比 资料来源：3M，中信建投证券研究发展部 资料来源：产业信息网，中信建投证券研究发展部 CMP 工艺应用广泛，为抛光材料工艺应用广泛，为抛光材料提出提出多重需求。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 Cu CMP、Cu 阻挡层 CMP、 钨 CMP、氧化物 CMP、HKMG 氧化物 CMP、HKMG 电

19、极 CMP、选择性浅沟槽隔离技术（S-STI）CMP。 图图 5：CMP 相关产业链相关产业链 资料来源：知网，中信建投证券研究发展部 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。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 3 行业深度研究报告 HTTP:/RESEARCH.CSC.COM.CN table_page 电子电子 请参阅最后一页的重要声明 磨料（SiO2 胶粒）、碱、去离子水、表面活性剂、氧化剂、稳定剂等。

20、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 1-100nm。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。 表表 3：CMP 抛光液抛光液组成组成及简介及简介 原料原料组成组成 简介简介 磨料 在抛光过程中通过微切削、微划擦、滚压等方式作用于工件被加工表面，去除表面材料。

21、磨料 的硬度、粒径、形状以及在抛光液中的质量浓度等综合因素决定了磨粒的去除行为及能力 PH 值调节剂 调节抛光液的 PH 值， 以保证抛光过程化学反应的进行， CMP 抛光液一般分为酸性与碱性两类， 前者常用于金属抛光，后者常用于非金属抛光 氧化剂 在抛光表面形成一层结合力弱的氧化膜，有利于后续机械去除，在氧化剂的氧化腐蚀与磨料研 磨的共同作用下，被加工表面可达到高质量全局平坦化效果 分散剂 提高抛光液的分散稳定性， 减少溶液中磨料粒子的团聚， 从而使磨料均匀悬浮分散在抛光液中， 并具有足够的分布稳定性 表面活性剂 改善抛光液的分散稳定性，使分散剂吸附在磨料表面，增强颗粒间的排斥作用 资料来源

22、：CNKI，中信建投证券研究发展部 抛光垫是一种抛光垫是一种疏松多孔的材料，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。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。 图图 6：抛光垫：抛光垫实物图实物图 图图 7：抛光液：抛光液实物图实物图 资料来源：CNKI，中

23、信建投证券研究发展部 资料来源：CNKI，中信建投证券研究发展部 CMP 技术对抛光材技术对抛光材料品料品质要求严格，质要求严格， 高品质高品质材料研发技术材料研发技术难度难度高。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

24、圆生产中尤为重要。 4 行业深度研究报告 HTTP:/RESEARCH.CSC.COM.CN table_page 电子电子 请参阅最后一页的重要声明 半导体红利结合技术迭代，抛光材料市场持续增长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。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 2016 年至 2018 年经历了复合增长率 18%的高 速增长，达到 4690 亿美元规模，虽 2019 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。20

25、18 年 半导体材料市场达到 519 亿美元，占全球半导体整体规模的 11%。预计到 2023 年，半导体材料市场将突破 600 亿美元，复合增长率达 4.3%。 图图 8：全球半导体市场规模：全球半导体市场规模 图图 9：全球半导体材料市场规模：全球半导体材料市场规模 资料来源：Infineon，中信建投证券研究发展部 资料来源：SEMI，Techcet，中信建投证券研究发展部 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。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。 2001 年以来亚太地区 （不 含日本）半导体市场年复合增长率

26、达 12.2%，是全球增长最快的地区。到 2018 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。2014-2018 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 2018 年达到近 6500 亿元规模。 图图 10：2018 年半导体市场规模全球占比年半导体市场规模全球占比 图图 11：2010-2018 年中国集成电路产业销售额年中国集成电路产业销售额 资料来源：WSTS，中信建投证券研究发展部 资料来源：中国半导体行业协会，中信建投证券研究发展部 抛光材料是半导体材料的重要组成部分，

27、整体增长稳健。抛光材料是半导体材料的重要组成部分，整体增长稳健。2014-2020 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 2020 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。2016-2018 年抛光液、抛光垫合计市场规模复合增长率 7%，至 2018 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 2023 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

28、.5 亿美元。 5 行业深度研究报告 HTTP:/RESEARCH.CSC.COM.CN table_page 电子电子 请参阅最后一页的重要声明 图图 12：全球抛光材料市场规模：全球抛光材料市场规模 图图 13：2014-2020 年全球年全球 CMP 市场规模增长市场规模增长 资料来源：Cabot，中信建投证券研究发展部 资料来源：IEEE，中信建投证券研究发展部 技术迭代进一步推动需求增长。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 2019 年取得了

29、 5nm 制程技术， 最快于 2020 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，3D NAND 中抛光步骤达到 16 次，是 2D NAND 的两倍，对抛光材料的需求 同样将翻倍增长。 图图 14：CMP 抛光步骤随制程提高而增加抛光步骤随制程提高而增加 图图 15：3D NAND 抛光步骤数是抛光步骤数是 2D NAND 的两倍的两倍 资料来源：SEMI，中信建

30、投证券研究发展部 资料来源：Cabot，中信建投证券研究发展部 专用化、定制化是抛光材料未来发展方向。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