軟永光多少錢一包（半導(dǎo)體原材料行業(yè)深度剖析）

獲取報告請登錄未來智庫www.vzkoo.com。半導(dǎo)體原材料產(chǎn)業(yè)鏈海內(nèi)外發(fā)展狀況半導(dǎo)體材料位于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的最上游半導(dǎo)體行業(yè)具有技術(shù)難度高、投資規(guī)模大、產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)長、產(chǎn)品種類多、更新迭代快、下游應(yīng)用廣泛的特點，產(chǎn)業(yè)鏈呈垂直化分工格局。半導(dǎo)

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半導(dǎo)體原材料產(chǎn)業(yè)鏈海內(nèi)外發(fā)展狀況

半導(dǎo)體材料位于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的最上游

半導(dǎo)體行業(yè)具有技術(shù)難度高、投資規(guī)模大、產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)長、產(chǎn)品種類多、更新迭代快、下 游應(yīng)用廣泛的特點，產(chǎn)業(yè)鏈呈垂直化分工格局。半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)鏈包含設(shè)計、制造和封裝 測試環(huán)節(jié)，半導(dǎo)體材料和設(shè)備屬于芯片制造、封測的支撐性行業(yè)，位于產(chǎn)業(yè)鏈最上游。

半導(dǎo)體產(chǎn)品的加工過程主要包括晶圓制造（前道）和封裝（后道）測試，隨著先進封裝技 術(shù)的滲透，出現(xiàn)介于晶圓制造和封裝之間的加工環(huán)節(jié)，稱為中道。由于半導(dǎo)體產(chǎn)品的加工 工序多，所以在制造過程中需要大量的半導(dǎo)體設(shè)備和材料。我們主要以最為復(fù)雜的晶圓制 造（前道）工藝為例，說明制造過程的所需要的材料。

晶圓生產(chǎn)線可以分成 7 個獨立的生產(chǎn)區(qū)域：擴散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜生長、拋 光（CMP）、金屬化。每個獨立生產(chǎn)區(qū)域中所用到的半導(dǎo)體材料都不盡相同。

細分種類眾多，單品類集中度高

2009 年，制造材 料市場規(guī)模與封測材料市場規(guī)模相當(dāng)，從此至今，制造材料市場規(guī)模增速一直高于封測材 料市場增速。經(jīng)過近十年發(fā)展，制造材料市場規(guī)模已達封測材料市場規(guī)模的 1.62 倍。

半導(dǎo)體制造材料主要包括硅片、電子氣體、光掩膜、光刻膠配套化學(xué)品、拋光材料、光刻 膠、濕法化學(xué)品與濺射靶材等。根據(jù) SEMI 預(yù)測，2019 年硅片、電子氣體、光掩膜、光 刻膠配套化學(xué)品的銷售額分別為 123.7 億美元、43.7 億美元、41.5 億美元、22.8 億美元， 分別占全球半導(dǎo)體制造材料行業(yè) 37.29%、13.17%、12.51%、6.87%的市場份額。其中， 半導(dǎo)體硅片占比最高，為半導(dǎo)體制造的核心材料。

轉(zhuǎn)向區(qū)域市場方面，根據(jù) SEMI 統(tǒng)計數(shù)據(jù)，臺灣憑借其龐大的代工廠和先進的封裝基地， 以 114 億美元連續(xù)第九年成為半導(dǎo)體材料的最大消費地區(qū)。韓國位列第二，中國大陸位列 第三。韓國，歐洲，中國臺灣和中國大陸的材料市場銷售額增長較為強勁，而北美，世界 其他地區(qū)和日本市場則實現(xiàn)了個位數(shù)的增長。（其他地區(qū)被定義為新加坡，馬來西亞，菲 律賓，東南亞其他地區(qū)和較小的全球市場。）

半導(dǎo)體材料市場處于寡頭壟斷局面，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)規(guī)模非常小。相比同為產(chǎn)業(yè)鏈上游的半導(dǎo)體 設(shè)備市場，半導(dǎo)體材料市場更細分，單一產(chǎn)品的市場空間很小，所以少有純粹的半導(dǎo)體材 料公司。半導(dǎo)體材料往往只是某些大型材料廠商的一小塊業(yè)務(wù)，例如陶氏化學(xué)公司（The DOW Chemical Company），杜邦，三菱化學(xué)，住友化學(xué)等公司，半導(dǎo)體材料業(yè)務(wù)只是其 電子材料事業(yè)部下面的一個分支。盡管如此，由于半導(dǎo)體工藝對材料的嚴格要求，就單一 半導(dǎo)體化學(xué)品而言，僅有少數(shù)幾家供應(yīng)商可以提供產(chǎn)品。以半導(dǎo)體硅片市場為例，全球半 導(dǎo)體硅片市場集中度較高，產(chǎn)品主要集中在日本、韓國、德國和中國臺灣等發(fā)達國家和地 區(qū)，中國大陸廠商的生產(chǎn)規(guī)模普遍偏小。

2018年前五大硅片供應(yīng)商日本信越化學(xué)株式會社、株式會社 SUMCO、德國Siltronic AG、 臺灣環(huán)球晶圓股份有限公司和韓國 SK Siltron Inc.分別占據(jù)全球市場份額的 29%、 25%、 15%、14%和 10%，產(chǎn)值合計占據(jù)超過 93%的市場份額。在中國大陸，僅有上海硅產(chǎn)業(yè) 集團、中環(huán)股份、金瑞泓等少數(shù)幾家企業(yè)具備 8 英寸半導(dǎo)體硅片的生產(chǎn)能力，而 12 英寸 半導(dǎo)體硅片主要依靠進口，自主率非常低。除硅片市場具有寡頭壟斷特征外，其他原材料 市場亦是如此，我們將于后文進一步闡述。

綜合來看，我國半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)鏈正歷經(jīng)從無到有、從弱到強的重大變革，也必將為引發(fā) 歷史性的投資機遇，下文我們將對硅片、電子特種氣體、掩膜版、拋光材料、光刻膠、濕 法化學(xué)品等做逐一分析。

硅片：市場規(guī)模最大的半導(dǎo)體原材料

襯底是具有特定晶面和適當(dāng)電學(xué)，光學(xué)和機械特性的用于生長外延層的潔凈單晶薄片，按 照演進過程可分為三代：以硅、鍺等元素半導(dǎo)體材料為代表的第一代，奠定微電子產(chǎn)業(yè)基 礎(chǔ)；以砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP）等化合物材料為代表的第二代，奠定信息產(chǎn)業(yè)基 礎(chǔ)；以及以氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）等寬禁帶半導(dǎo)體材料為代表的第三代，支撐 戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

硅在地殼中占比約 27%，是除了氧元素之外第二豐富的元素，硅元素以二氧化硅和硅酸鹽 的形式大量存在于沙子、巖石、礦物中，儲量豐富并且易于取得。通常將 95-99%純度的 硅稱為工業(yè)硅。沙子、礦石中的二氧化硅經(jīng)過純化，可制成純度 98%以上的硅；高純度硅 經(jīng)過進一步提純變?yōu)榧兌冗_ 99.9999999%至 99.999999999% （9-11 個 9）的超純多晶硅； 超純多晶硅在石英坩堝中熔化，并摻入硼（P）、磷（B）等元素改變其導(dǎo)電能力，放入籽 晶確定晶向，經(jīng)過單晶生長，制成具有特定電性功能的單晶硅錠。

熔體的溫度、提拉速度和籽晶/石英坩堝的旋轉(zhuǎn)速度決定了單晶硅錠的尺寸和晶體質(zhì)量，而 熔體中的硼（P）、磷（B）等雜質(zhì)元素的濃度決定了單晶硅錠的電特性。單晶硅錠經(jīng)過切 片、研磨、蝕刻、拋光、外延、鍵合、清洗等工藝步驟，制造成為半導(dǎo)體硅片。在半導(dǎo)體 硅片上可布設(shè)晶體管及多層互聯(lián)線，使之成為具有特定功能的集成電路或半導(dǎo)體器件產(chǎn)品。 在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，半導(dǎo)體硅片需要盡可能地減少晶體缺陷，保持極高的平整度與表面潔凈度， 以保證集成電路或半導(dǎo)體器件的可靠性。

硅基半導(dǎo)體材料是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的半導(dǎo)體材料。根據(jù) SEMI 統(tǒng)計數(shù)據(jù)，從半導(dǎo) 體器件產(chǎn)值來看，2017 年全球 95%以上的半導(dǎo)體器件和 99%以上的集成電路采用硅作為 襯底材料，而化合物半導(dǎo)體市場占比在 5%以內(nèi)。從襯底市場規(guī)模看，2017 年硅襯底年銷 售額 87 億美元，GaAs 襯底年銷售額約 8 億美元，GaN 襯底年銷售額約 1 億美元，SiC 襯底年銷售額約 3 億美元。硅襯底銷售額占比達 85%以上，其主導(dǎo)和核心地位仍不會動搖。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的最上游是硅片制造廠，硅片是生產(chǎn)半導(dǎo)體所用的載體，是半導(dǎo)體最重要的 上游原材料。

半導(dǎo)體硅片分類及制造工藝介紹（略，詳見報告原文）

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硅片市場空間巨大，12 英寸硅片市占率快速提升

2017 年以來，受益于半導(dǎo)體終端市場需求強勁，下游傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域計算機、移動通信、 固態(tài)硬盤、工業(yè)電子市場持續(xù)增長，新興應(yīng)用領(lǐng)域如人工智能、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電 子的快速發(fā)展，半導(dǎo)體硅片市場規(guī)模不斷增長，并于 2018 年突破百億美元大關(guān)。根據(jù) SEMI 統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2016 年至 2018 年，全球半導(dǎo)體硅片銷售金額從 72.09 億美元增長至 114 億美 元，CAGR 達 25.75%。與此同時，2016 至 2018 年，全球半導(dǎo)體硅片出貨面積從 107.38 億平方英寸增長至 127.32 億平方英寸，CAGR 達 8.89%。

根據(jù) SEMI 統(tǒng)計數(shù)據(jù)，就當(dāng)前市場占有率最高的 8 英寸硅片和 12 英寸硅片而言：2011 年 開始，8 英寸硅片市場占有率穩(wěn)定在 25%-27%。2016 年至 2017 年，由于汽車電子、智 能手機用指紋芯片、液晶顯示器市場需求快速增長，8 英寸硅片出貨面積隨之快速增長， 同比增長 14.68%。2018 年，受益于汽車電子、工業(yè)電子、物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用領(lǐng)域的強勁需求， 以及功率器件、傳感器等生產(chǎn)商將部分產(chǎn)能從 150mm 轉(zhuǎn)移至 200mm，8 英寸硅片繼續(xù)保 持 6.25%的增長。

12 英寸硅片方面，自 2000 年全球第一條 12 英寸芯片制造生產(chǎn)線建成以來，12 英寸硅片 市場需求迅速增加，出貨面積不斷上升。2008 年，12 英寸硅片出貨量首次超過 8 英寸硅 片；2009 年，12 英寸硅片出貨面積超過其他尺寸硅片出貨面積之和。2000 年至 2018 年， 由于移動通信、計算機等終端市場持續(xù)快速發(fā)展，12 英寸硅片市場份額從 1.69%大幅提 升至 2018 年的 63.31%，成為硅片市場最主流的產(chǎn)品。2016 至 2018 年，由于人工智能、 區(qū)塊鏈、云計算等新興終端市場的蓬勃發(fā)展，12 英寸硅片繼續(xù)保持強勁增長態(tài)勢，年均 復(fù)合增長率為 7.51%。

轉(zhuǎn)向國內(nèi)市場，2008 年至 2013 年，中國大陸硅片市場發(fā)展趨勢與全球硅片市場一致。2014 年起，隨著中國各半導(dǎo)體制造生產(chǎn)線投產(chǎn)、制造技術(shù)的不斷進步與終端產(chǎn)品市場的飛速發(fā) 展，中國大陸半導(dǎo)體硅片市場步入了飛躍式發(fā)展階段。根據(jù) SEMI 統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2016 年至 2018 年，中國大陸半導(dǎo)體硅片銷售額從 5.00 億美元上升至 9.96 億美元，年均復(fù)合增長 率高達 41.17%，遠高于同期全球增速。

產(chǎn)能逐步釋放，12 英寸硅片仍供不應(yīng)求

半導(dǎo)體器件大部分是由中游的晶圓代工廠生產(chǎn)，代工廠的產(chǎn)量及稼動率代表了對上游半導(dǎo) 體硅片的需求量。根據(jù) SUMCO 數(shù)據(jù)，未來 3-5 年內(nèi)全球 12 寸硅片的供給和需求依舊存 在缺口，并且缺口會隨著半導(dǎo)體周期的景氣程度回暖而越來越大，到 2022 年將會有 100 萬片/月的缺口。

根據(jù) IC insights 提供的數(shù)據(jù)，前八大晶圓制造廠中有臺積電、聯(lián)電和力晶來自中國臺灣地 區(qū)，格羅方德（Global Foundry）來自美國，三星來自韓國，中芯國際和華虹宏力來自中 國大陸，Towerjazz 來自以色列。在周期景氣及 28nm 工藝演進到 7nm 工藝的情況下，各 大代工廠紛紛擴產(chǎn)，產(chǎn)能已經(jīng)開始逐步釋放。其中國內(nèi)新增 26 條晶圓線，有 4 個 8 英寸 產(chǎn)線，其余均為 12 英寸產(chǎn)線，產(chǎn)能將在 2019 年起逐步釋放。

硅片生產(chǎn)線的建設(shè)周期一般為 2-3 年，且收回投資成本時間較長，投資回收期約為 6-7 年， 在未來的一段時間內(nèi)大硅片產(chǎn)能不具備快速提升的基礎(chǔ)，在需求快速增長的同時，大尺寸 硅片市場將出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。根據(jù) SUMCO 和 SEMI 的統(tǒng)計，2017 年全球 8 英寸和 12 英寸硅片的需求分別為 558 萬片/月和 557 萬片/月，8 英寸和 12 英寸硅片的出貨量分 別為 530 萬片/月和 550 萬片/月，硅片廠商在滿產(chǎn)的狀態(tài)下仍不能滿足需求。保守預(yù)計到 2020 年 8 英寸和 12 英寸的終端市場需求量將分別超過 630 萬片/月和 620 萬片/月。

12 英寸硅片自給率低，未來有望實現(xiàn)國產(chǎn)替換

根據(jù)電子行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2016 年中國大陸企業(yè)在 4-6 英寸硅片（含拋光片、外延片等） 的產(chǎn)量約為 5200 萬片，基本可以滿足國內(nèi) 4-6 英寸的晶圓需求。但是 8 英寸-12 英寸的 大硅片，國內(nèi)自供率仍然比較低。國內(nèi)具有8英寸硅片和外延片生產(chǎn)能力的有浙江金瑞泓、 昆山中辰、北京有研新材、南京國盛、CECT46 所以及上海新傲，合計月產(chǎn)能為 23.3 萬 片/月。2018 年國內(nèi)對 8 英寸硅片的月需求量預(yù)計為 80 萬片，仍有較大的缺口。目前國 內(nèi) 8 英寸硅片主要適用于分立器件，但先進制程的集成電路用 8 英寸硅片的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)尚 有待改善。

12 英寸硅片則一直依賴于進口，2018 年國內(nèi)的總需求量為 50 萬片/月，預(yù)計到 2018 年 后總需求量為 110-130 萬片/月。目前國內(nèi)在制作大硅片的超純硅原料、單晶爐、切磨拋 設(shè)備、檢測設(shè)備等領(lǐng)域均依賴于進口。近年來，我國在 8 英寸和 12 英寸集成電路級硅片 的研發(fā)上取得了重大突破，國家在政策和資本等各方面給予大力支持，中國本土企業(yè)在市 場、政策、資金的推動下開始快速發(fā)展，未來有望逐步實現(xiàn)國產(chǎn)替代。

由此可見，國內(nèi)新增 fab 產(chǎn)能對半導(dǎo)體大硅片的需求非常強勁。但無奈國內(nèi)自給率非常低， 大部分依賴海外進口，上海硅產(chǎn)業(yè)集團的半導(dǎo)體大硅片未來進口替代空間巨大。上海硅產(chǎn) 業(yè)集團未來業(yè)績主要驅(qū)動力為國內(nèi)新增 fab 產(chǎn)能的增加及公司自身技術(shù)的提升。

主要競爭對手分析：群雄割據(jù)，集中度持續(xù)提升（略，詳見報告原文）

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電子特氣：衡量半導(dǎo)體技術(shù)的核心產(chǎn)品

電子特氣應(yīng)用于 IC 制造多個環(huán)節(jié)

氣體是工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的血液，覆蓋社會生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，牽動著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。電子氣 體是指用于半導(dǎo)體及其它電子產(chǎn)品生產(chǎn)的氣體。與傳統(tǒng)的工業(yè)氣體相比，電子氣體特殊在 氣體的純凈度要求極高，所以也稱為電子特種氣體。特種氣體是隨著電子行業(yè)的興起而在 工業(yè)氣體門類下逐步細分發(fā)展起來的新興產(chǎn)業(yè)，廣泛應(yīng)用于集成電路、顯示面板、光伏能 源、光纖光纜、新能源汽車、航空航天、環(huán)保、醫(yī)療等領(lǐng)域。中國電子氣體的發(fā)展對我國 半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，也直接關(guān)系到國民經(jīng)濟發(fā)展和國家戰(zhàn)略安全。

電子氣體在多個集成電路制造環(huán)節(jié)具有重要作用，尤其在半導(dǎo)體薄膜沉積環(huán)節(jié)發(fā)揮不可取 代的作用，是形成薄膜的主要原材料之一。

電子特種氣體種類多，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。根據(jù) SEMI 統(tǒng)計數(shù)據(jù)，電子特種氣體在半導(dǎo)體整個 制程應(yīng)用中成本占比僅為 5%~6%，但是由于其品種繁多，在半導(dǎo)體制程工藝中覆蓋廣泛， 因此成為衡量半導(dǎo)體技術(shù)的核心產(chǎn)品。在制備特種氣體供應(yīng)環(huán)節(jié)所涉及的市場依然是國內(nèi) 外公司積極布局的方向。

特種氣體分類及生產(chǎn)工序

特種氣體的分類方式很多種，例如按照氣體本身化學(xué)成分可分為：硅系、砷系、磷系、硼 系、金屬氫化物、鹵化物和金屬烴化物七類。按照在集成電路中的作用可分為摻雜氣體、 外延氣體、離子注入氣體、發(fā)光二極管用氣體、刻蝕氣體、化學(xué)氣相沉積（CVD）用氣體、 載運稀釋氣體七類。同時，以上分類存在交叉，例如四氯化硅（SiCl4）既屬于硅系氣體， 又屬于外延氣體，同時在化學(xué)氣相沉積(CVD)中也存在應(yīng)用。

特種氣體的主要生產(chǎn)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(xué)反應(yīng)得到 氣體粗產(chǎn)品。氣體純化是通過精餾、吸附等方式將粗產(chǎn)品精制成更高純度的產(chǎn)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(jù)載氣性質(zhì)及需求的不同，對氣瓶內(nèi)部、內(nèi)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(chǎn)品的穩(wěn)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。

在上圖所示工序中，特種氣體提純是制備工藝的核心技術(shù)壁壘。特種氣體純度的提高，能 夠有效提高電子器件生產(chǎn)的良率和性能。電子特氣中水汽、氧等雜質(zhì)組易使半導(dǎo)體表面生 成氧化膜，影響電子器件的使用壽命，含有的顆粒雜質(zhì)會造成半導(dǎo)體短路及線路損壞。而 伴隨半導(dǎo)體工業(yè)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品的生產(chǎn)精度越來越高。以集成電路制造為例，其電路線 寬已經(jīng)從最初的毫米級，到微米級甚至納米級，對應(yīng)用于半導(dǎo)體生產(chǎn)的電子特氣純度亦提 出了更高的要求。

電子特氣純度提升的影響因素較多，難度較大。電子特氣純度提升的影響因素較多，主要 包括三個方面：

1） 氣體的分離和提純。電子特氣的分離和提純方法原理上可分為精餾分離、分子篩吸附 分離以及膜分離三大類，在實際提純分離過程中，為了達到更好的分離效率，往往會 利用多種分離方法進行組合，工藝更為復(fù)雜。

2）氣體雜質(zhì)檢測和監(jiān)控。隨著電子特氣的純度越來越高，對分析檢測方法和儀器提出了 更高的要求，檢測限從最早的 ppm 級已經(jīng)發(fā)展到 ppt 級。目前國外電子氣體的分析己經(jīng) 經(jīng)歷了離線分析、在線分析(on-line)，原位分析(insitu)等幾個階段。對于高純度電子氣體 的分析，國外已開發(fā)出系統(tǒng)完整的分析測試方法和現(xiàn)場分析儀器。而由于我國電子特氣行 業(yè)一直重生產(chǎn)而輕檢測，因此分析方法和分析儀器同國外廠商相比都比較落后。

3）氣體的運輸和儲存。高純電子特氣得來不易，在儲存和運輸過程中要求使用高質(zhì)量的 氣體包裝儲運容器、以及相應(yīng)的氣體輸送管線、閥門和接口，確保避免二次污染。而我國 加工工藝整體落后以及不符合國際規(guī)范，市場主要被國外公司占據(jù)。國內(nèi)電子特氣純度仍 有待提升。目前國外電子特氣的純度一般在 6 個“9”（即 99.9999%），而國內(nèi)多在 4—5 個“9”之間，少數(shù)能達到 6 個“9”。

電子特氣市場空間廣闊，國外壟斷格局明顯

外企壟斷市場，特氣國產(chǎn)化勢在必行

國內(nèi)特種氣體于 20 世紀 80 年代隨著國內(nèi)電子行業(yè)的興起而逐步發(fā)展，并且隨著醫(yī)療、食 品、環(huán)保等行業(yè)的發(fā)展應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)品種類不斷豐富，由于技術(shù)、工藝、設(shè)備等多方面差 距明顯，發(fā)展初期特種氣體產(chǎn)品基本依賴進口。

根據(jù)卓創(chuàng)資訊數(shù)據(jù)，隨著技術(shù)的逐步突破，國內(nèi)氣體公司在電光源氣體、激光氣體、消毒 氣等領(lǐng)域發(fā)展迅速，但與國外氣體公司相比，大部分國內(nèi)氣體公司的供應(yīng)產(chǎn)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(lǐng)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 公司的市場占比超過 80%，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、林德集團分別占比 25%、23%、17%、16%、7%，國內(nèi)氣體公司僅占 12%。

自 20 世紀 80 年代中期特種氣體導(dǎo)入中國市場，中國的特種氣體行業(yè)已經(jīng)經(jīng)過了 30 年的 發(fā)展和沉淀，隨著不斷的經(jīng)驗積累和技術(shù)進步，業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)已在部分產(chǎn)品上實現(xiàn)突破， 達到國際通行標準，逐步實現(xiàn)了進口替代，特種氣體國產(chǎn)化具備了客觀條件。在需求層面， 國內(nèi)近年連續(xù)建設(shè)了多條 8 寸、12 寸大規(guī)模集成電路生產(chǎn)線、高世代面板生產(chǎn)線等，為 保障供貨穩(wěn)定、服務(wù)及時、控制成本等，特種氣體國產(chǎn)化的需求迫切。此外，近年來國家 相繼發(fā)布《“十三五”國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《新材料產(chǎn)業(yè)指南》等指導(dǎo)性文件， 旨在推動包括特種氣體在內(nèi)的關(guān)鍵材料國產(chǎn)化。因此，在技術(shù)進步、需求拉動、政策刺激 等多重因素的影響下，特種氣體國產(chǎn)化勢在必行。

化學(xué)機械拋光（CMP）：平坦化主要工藝

化學(xué)機械拋光工藝簡介

化學(xué)機械拋光技術(shù)(CMP)是集成電路制造中獲得全局平坦化的一種手段，這種工藝是為了 能夠獲得既平坦、又無劃痕和雜質(zhì)玷污的表面而專門設(shè)計的。與傳統(tǒng)的純機械或純化學(xué)的 拋光方法不同，CMP 工藝是通過表面化學(xué)作用和機械研磨的技術(shù)來實現(xiàn)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(yīng)，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的壓力及拋光液的存在下，被拋光的晶圓對拋光墊做相對 運動，借助納米磨料的機械研磨作用與各類化學(xué)試劑的化學(xué)作用之間的高度有機結(jié)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。根據(jù)不同工藝制程和 技術(shù)節(jié)點的要求，每一片晶圓在生產(chǎn)過程中都會經(jīng)歷幾道甚至幾十道的 CMP 拋光工藝步 驟。

CMP 的主要檢測參數(shù)包括研磨速率、研磨均勻性和缺陷量。研磨速率是指單位時間內(nèi)圓 片表面材料被研磨的總量。研磨均勻性又分為圓片內(nèi)研磨均勻性和圓片間研磨均勻性。圓 片內(nèi)研磨均勻性是指某個圓片研磨速率的標準方差與研磨速率的比值；圓片間研磨均勻性 用于表示不同圓片在同一條件下研磨速率的一致性。對于 CMP 而言，主要的缺陷包括表 面顆粒、表面刮傷、研磨劑殘留等，它將直接影響產(chǎn)品的成品率。

CMP 工藝后的器件材料損耗要小于整個器件厚度的 10%。也就是說不僅要使材料被有效 去除，還要能夠精準地控制去除速率和最終效果。隨著器件特征尺寸的不斷縮小，缺陷對 于工藝控制和最終良率的影響愈發(fā)的明顯，降低缺陷是 CMP 工藝的核心技術(shù)要求。

CMP 技術(shù)所采用的設(shè)備及消耗品包括：拋光機、拋光液、拋光墊、后 CMP 清洗設(shè)備、拋 光終點測及工藝控制設(shè)備、廢物處理和檢測設(shè)備等。CMP 設(shè)備主要分為兩部分，即拋光 部分和清洗部分，拋光部分由 4 部分組成，即 3 個拋光轉(zhuǎn)盤和一個圓片裝卸載模塊。清洗 部分負責(zé)圓片的清洗和甩干，實現(xiàn)圓片的“干進干出”。

拋光墊：CMP 工藝技術(shù)核心

拋光墊是輸送和容納拋光液的關(guān)鍵部件，在化學(xué)機械拋光的過程中，拋光墊的作用是：1） 把拋光液有效均勻地輸送到拋光墊的不同區(qū)域；2）將拋光后的反應(yīng)物、碎屑等順利排出， 達到去除效果；3）維持拋光墊表面的拋光液薄膜，以便化學(xué)反應(yīng)充分進行；4）保持拋光 過程的平穩(wěn)、表面不變形,以便獲得較好的晶片表面形貌；

按是否含有磨料拋光墊可分為有磨料拋光墊和無磨料拋光墊；按材質(zhì)可分為聚氨酯拋光墊、 無紡布拋光墊和復(fù)合型拋光墊；按表面結(jié)構(gòu)可分為平面型拋光墊、網(wǎng)格型拋光墊和螺旋線 型拋光墊。此外，拋光墊也可以分為硬質(zhì)拋光墊和軟質(zhì)拋光墊兩種。一般，硬質(zhì)的拋光墊 可較好地保證工件表面的平整度和較高的材料去除率，軟質(zhì)的拋光墊可獲得加工變質(zhì)層和 表面粗糙度都很小的拋光表面。其中，硬質(zhì)拋光墊包含有各種粗布墊、纖維織物墊、聚乙 烯墊等，軟質(zhì)包含有各種絨毛墊、聚氨酯墊和細毛氈墊等。

由于 CMP 基于對拋光表面凸峰材料選擇性去除的工作原理，因此較硬的拋光墊更有利于 材料去除，且能獲得較高的平面度，但硬度過高則容易引起表面損傷和材料去除不均勻等 問題。而較軟的拋光墊雖然可以獲得表面粗糙度和加工變質(zhì)層都很小的光滑表面，但其接 觸表面容易發(fā)生變形，不具備對凸峰材料的選擇性去除，因此拋光效率低且平面度差。

拋光墊的物理特性與 CMP 的效率和質(zhì)量有著密切關(guān)系：（1）拋光墊硬度很大程度上決定 著其面形精度的保持能力，較硬的拋光墊有利于獲得平面度較好的拋光表面，而較軟拋光 墊可以保證良好的表面質(zhì)量和較淺的加工變質(zhì)層。（2）拋光墊的彈性模量和剪切模量是影 響加工性能的關(guān)鍵因素。高彈性模量的拋光墊承受接觸載荷的能力強，拋光效率高。剪切 模量決定拋光墊抵抗旋轉(zhuǎn)方向向上力的能力，材料去除率與之成反比，而且溫度對拋光墊 剪切模量會產(chǎn)生影響，彈性模量和剪切模量保持能力強的拋光墊壽命長、拋光效果好。（3） 拋光墊與晶圓表面的貼合程度受其壓縮性能影響，拋光效率和加工表面的平面度與此有著 密切關(guān)系。

為達到高的拋光效率，拋光墊應(yīng)對工作表面凸起部分進行選擇性去除，而且盡可能避免與 表面凹陷部分發(fā)生作用。可壓縮性好的拋光墊可避免與凹區(qū)表面發(fā)生接觸，更好的對凸峰 材料進行選擇性去除，因而拋光效率高。不過拋光墊的可壓縮性太大則不利于拋光表面材 料的均勻去除，因而可壓縮性應(yīng)控制在適當(dāng)范圍。

拋光液：CMP 技術(shù)中成本最高的部分

拋光液是一種不含任何硫、磷、氯添加劑的水溶性拋光劑，具有良好的去油污，防銹，清 洗和增光性能，并能使金屬制品超過原有的光澤。產(chǎn)品性能穩(wěn)定、無毒，對環(huán)境無污染。 拋光液的主要產(chǎn)品可以按主要成分的不同分為以下幾大類：金剛石拋光液（多晶金剛石拋 光液、單晶金剛石拋光液和納米金剛石拋光液）、氧化硅拋光液（即 CMP 拋光液）、氧化 鈰拋光液、氧化鋁拋光液和碳化硅拋光液等幾類。

氧化硅拋光液（CMP 拋光液）是以高純硅粉為原料，經(jīng)特殊工藝生產(chǎn)的一種高純度低金 屬離子型拋光產(chǎn)品。廣泛用于多種材料納米級的高平坦化拋光，如：硅晶圓片、鍺片、化 合物半導(dǎo)體材料砷化鎵、磷化銦，精密光學(xué)器件、藍寶石片等的拋光加工。CMP 拋光液 的主要作用是為拋光對象提供研磨及腐蝕溶解。

在化學(xué)機械拋光過程中，拋光液與晶片之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在晶片表面形成一層鈍化膜, 然后由拋光液中的磨料利用機械力將反應(yīng)產(chǎn)物去除，所以拋光液對拋光效率和加工質(zhì)量有 著重要影響。

CMP 拋光液的主要成分一般包括：去離子水、磨料、pH 值調(diào)節(jié)劑、氧化劑、抑制劑和表 面活性劑等。

此外，拋光液的流速對拋光效果也有很大的影響。當(dāng)拋光液的流速過小時，晶片、磨料及 拋光墊三者之間的摩擦力增大，溫度升高，導(dǎo)致加工表面粗糙度加大，表面平整度降低； 當(dāng)流速較大時，能夠使反應(yīng)產(chǎn)物及時脫離加工表面，還可以降低加工區(qū)域的溫度，使得加 工表面溫度相對一致，從而獲得較好的表面質(zhì)量。但拋光液流速過大時，又會破壞加工表 面平整度，降低拋光效率。目前很多公司廣泛運用的一種方法是拋光開始階段采用較小的 流速，隨著加工區(qū)域溫度的升高，流速逐漸提升至平均值，最后階段采用較大的流速。

技術(shù)進步為 CMP 拋光材料帶來增長機會

半導(dǎo)體集成電路技術(shù)不斷進步，必然出現(xiàn)多種新技術(shù)和新襯底材料，這些新技術(shù)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，更先進的邏輯芯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，例如 14nm 以下邏輯芯片工藝要求的關(guān)鍵 CMP 工藝將達到 20 步以上，使用 的拋光液將從 90nm 的五六種拋光液增加到二十種以上，種類和用量迅速增長；7nm 及以 下邏輯芯片工藝中 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。此 外，存儲芯片由 2D NAND 向 3D NAND 技術(shù)變革，也會使 CMP 拋光步驟近乎翻倍。即 使是同一技術(shù)節(jié)點，不同客戶的技術(shù)水平和工藝特點不同，對拋光材料的需求也不同。

CMP 材料國產(chǎn)率低，進口替代空間大

根據(jù) IC Insights 統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2018 年全球 CMP 拋光材料市場規(guī)模為 20.1 億美元，其中拋光 液和拋光墊市場規(guī)模分別為 12.7 億美元和 7.4 億美元，中國拋光液市場規(guī)模約 16 億人民 幣，預(yù)計 2017-2020 年全球 CMP 拋光材料市場規(guī)模年復(fù)合增長率為 6%。

拋光墊一家獨大，拋光液美日壟斷

根據(jù)立鼎產(chǎn)業(yè)研究中心數(shù)據(jù)，CMP 拋光墊市場主要供應(yīng)商為美國陶氏化學(xué)，市場份額高 達 79%，陶氏的 20 英寸拋光墊占據(jù)了 85%的市場份額，30 英寸的市占率則更高。排名 第二的是美國 Cabot 公司，所占市場份額為 5%，其次是 ThomasWest、FOJIBO、JSR， 所占市場份額分別為 4%、2%、1%。國內(nèi)企業(yè)在該領(lǐng)域基本沒有話語權(quán)。如同其他的半 導(dǎo)體核心原材料，CMP 拋光墊具有技術(shù)門檻高、客戶認證周期長、供應(yīng)鏈上下游利益聯(lián) 系緊密、行業(yè)集中度高、產(chǎn)品更新?lián)Q代快的特征。這就大大加大了該行業(yè)的進入門檻和產(chǎn) 品附加值。

在電子與成像業(yè)務(wù)(Electronics&Imaging)中，陶氏化學(xué)提供廣泛的半導(dǎo)體和高級封裝材料 組合，包括化學(xué)機械平面化（CMP）墊和漿、光刻用光阻劑和高級涂層、用于后端高級芯 片封裝的金屬化解決方案以及用于發(fā)光二極管（LED）封裝和半導(dǎo)體 AP 的硅酮。2018 年，電子與成像業(yè)務(wù)收入 26.15 億美元，占總營收的 4.71%。

拋光液方面，長期以來，全球化學(xué)機械拋光液市場主要被美國和日本企業(yè)所壟斷，包括美 國的 CabotMicroelectronics、Versum 和日本的 Fujimi 等。根據(jù)公司年報，美國的 Cabot 全球拋光液市場占有率最高，但已從 2000 年約 80%下降至 2017 年約 35%，這表明全球 拋光液市場朝向多元化發(fā)展，地區(qū)本土化自給率提升。

Cabot 是全球領(lǐng)先的化學(xué)機械拋光液供應(yīng)商和第二大化學(xué)機械拋光墊供應(yīng)商。2018 年度， Cabot 銷售總收入 5.9 億美元，其中，鎢拋光液、電介質(zhì)拋光其他金屬拋光液銷售收入 4.61 億美元，總占比 78.28%，分別占比 42.88%、23.65%、11.75%。與 2017 相比，鎢拋光 液、電介質(zhì)拋光液、拋光墊、其他金屬拋光液的收入分別增長了 14.3%、16.1%、21%、 10.3%。Cabot 的客戶主要來自于亞洲，亞洲的營業(yè)收入份額占到了全部市場的 79.85%， 其次是美國和歐洲，分別占到了總營業(yè)收入的 13.39%、6.76%。

根據(jù)安集微電子招股說明書，國內(nèi)市場芯片用拋光液主要由 Cabot、陶氏化學(xué)、Fujim 和 安集微電子等主導(dǎo)。2017 年，國外廠商的銷量市場總占有率超過 65.7%，呈現(xiàn)寡頭壟斷 的格局。2017 年，中國 CMP 拋光液產(chǎn)量達到了 538 萬升，預(yù)計 2025 年將達到 4100 萬 升，2017 年產(chǎn)值為 1.37 億元，預(yù)計 2025 年達到 10 億元，2018-2025 年復(fù)合增長率為 21.9%。

與國外巨頭相比，我國拋光液市場國產(chǎn)化程度較低且產(chǎn)品主要用于中低端領(lǐng)域，在該領(lǐng)域 重要地位的廠商還有上海新安納電子科技有限公司、湖北海力天恒納米科技有限公司、湖 南皓志科技股份有限公司等。

（略，詳見報告原文。）

光掩膜：半導(dǎo)體制造的重要環(huán)節(jié)

光掩膜一般也稱光罩、掩膜版，是微電子制造中光刻工藝所使用的圖形母版，由不透明的 遮光薄膜在透明基板上形成掩膜圖形，并通過曝光將圖形轉(zhuǎn)印到產(chǎn)品基板上。光掩膜主要 由兩部分組成：基板和不透光材料。作為半導(dǎo)體、液晶顯示器制造過程中轉(zhuǎn)移電路圖形“底 片”的高精密工具，光掩膜是半導(dǎo)體制程中非常關(guān)鍵的一環(huán)。

光掩膜上游主要包括圖形設(shè)計、光掩膜設(shè)備及材料行業(yè)，下游主要包括 IC 制造、IC 封裝、 平面顯示和印制線路板等行業(yè)，應(yīng)用于主流消費電子、筆記本電腦、車載電子、網(wǎng)絡(luò)通信、 家用電器、LED 照明、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療電子等終端產(chǎn)品。

光掩膜產(chǎn)業(yè)位于電子信息產(chǎn)業(yè)的上游，其主導(dǎo)產(chǎn)品光掩膜是下游電子元器件制造商（生產(chǎn) 制造過程中的核心模具，起到橋梁和紐帶的作用，電子元器件制造商的產(chǎn)品則廣泛應(yīng)用于 消費電子、家電、汽車等電子產(chǎn)品領(lǐng)域。

寡頭壟斷嚴重，國內(nèi)企業(yè)僅能滿足中低檔需求

根據(jù)清溢光電招股說明書數(shù)據(jù)，半導(dǎo)體光掩膜市場集中度高，寡頭壟斷嚴重，Photronics、 大日本印刷株式會社 DNP 和日本凸版印刷株式會社 Toppan 三家占據(jù) 80%以上的市場份 額。我國的光掩膜版行業(yè)僅能夠滿足國內(nèi)中低檔產(chǎn)品市場的需求，高檔光掩膜版則由國外 公司直接提供。近年來，我國光掩膜市場規(guī)模保持穩(wěn)步增長，2015 年我國光掩膜版需求 市場規(guī)模為 56.7 億元，2016 年國內(nèi)需求市場規(guī)模增長至 59.5 億元，規(guī)模較上年同期增 長 4.9%。

根據(jù)清溢光電招股說明書數(shù)據(jù)，從需求上看，我國掩膜版需求增長穩(wěn)定，2011 年掩膜版 需求量為 5.09 萬平方米，2016 年，我國光掩膜版需求量達 7.98 萬平方米，年復(fù)合增長 率達到 9.41%。從供給上看，2011 年我國光掩膜版生產(chǎn)規(guī)模為 0.87 萬平方米，2016 年 生產(chǎn)規(guī)模增長至 1.69 萬平方米，復(fù)合增長率達到 14.20%。

濕電子化學(xué)品：細分產(chǎn)品繁多，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

濕電子化學(xué)品，又稱工藝化學(xué)品或超凈高純試劑。其種類繁多，應(yīng)用廣泛，是微電子、光 電子濕法工藝制程中使用的各種電子化工材料。作為電子技術(shù)與化工材料相結(jié)合的創(chuàng)新產(chǎn) 物，具有技術(shù)門檻高、資金投入大、產(chǎn)品更新?lián)Q代快等特點。超凈高純試劑一般要求塵埃 顆粒粒徑控制在 0.5μm 以下，雜質(zhì)含量低于 ppm 級（ 10-6 為 ppm，10-9 為 ppb，是 10-12 為 ppt）的化學(xué)試劑，是化學(xué)試劑中對顆粒粒徑控制、雜質(zhì)含量要求最高的試劑。目前廣 泛運用于半導(dǎo)體、太陽能硅片、LED 和平板顯示等電子元器件的清洗和蝕刻等工藝環(huán)節(jié)。

濕化學(xué)品的制備必須嚴格遵守國際半導(dǎo)體材料和設(shè)備組織（SEMI）的標準，SEMI 根據(jù)應(yīng) 用領(lǐng)域的不同制定了相應(yīng)的超純實際的要求等級，其中包含了對金屬雜志、顆粒大小、顆 粒個數(shù)、適應(yīng) IC 線寬范圍等指標做出了規(guī)定。G1 等級屬于低端產(chǎn)品，G2 屬于中低端， G3 屬于中高端產(chǎn)品，G4 和 G5 則屬于高端產(chǎn)品。

主要應(yīng)用于半導(dǎo)體、平板顯示、太陽能電池等領(lǐng)域

濕電子化學(xué)品按用途主要分為通用化學(xué)品和功能性化學(xué)品。其中通用化學(xué)品是指單一的高 純試劑，在集成電路、液晶顯示器、太陽能電池、LED 制造工藝中被大量使用，主要包含 是各種酸堿和溶劑。其中酸類有：過氧化氫、氫氟酸、硫酸、磷酸、鹽酸、硝酸、乙酸（醋 酸）、乙二酸（草酸）等；堿類包含：氫氧化銨、氫氧化鉀、氫氧化納、氟化銨等；溶劑 類包含：甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、丁酮、甲基異丁基酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸 異戊酯、甲苯、二甲苯、環(huán)己烷、三氯乙烷、三氯乙烯等。功能性化學(xué)品指通過復(fù)配手段 達到特殊功能、滿足制造中特殊工藝需求的配方類或復(fù)配類化學(xué)品，主要包括顯影液、剝 離液、清洗液、刻蝕液等。

按應(yīng)用領(lǐng)域劃分的濕電子化學(xué)品主要集中在半導(dǎo)體、平板顯示、太陽能電池等多個領(lǐng)域。 即按下游產(chǎn)品應(yīng)用的工藝環(huán)節(jié)分，主要包含平板顯示制造工藝的應(yīng)用、半導(dǎo)體制造工藝的 應(yīng)用及太陽能電池板制造工藝的應(yīng)用。其中平板顯示制造領(lǐng)域?qū)耠娮踊瘜W(xué)品的需求量最 高，半導(dǎo)體制造工藝用濕電子化學(xué)品是技術(shù)要求最高，主要集中 SEMI3、G4 的標準。國 內(nèi)目前有少數(shù)企業(yè)產(chǎn)品技術(shù)可達到 G2 的等級，部分公司完成 G3 等級產(chǎn)品的送樣。

半導(dǎo)體用濕化學(xué)品工藝技術(shù)要求最高

根據(jù)下游行業(yè)的技術(shù)要求，半導(dǎo)體制造工藝用濕電子化學(xué)品的要求最高，一般在 G3 級以 上。半導(dǎo)體工業(yè)線寬的要求逐漸提升也促使相應(yīng)配套的濕電子化學(xué)品純度要求的逐漸提高， 因此滿足納米級集成電路加工需求是超凈高純試劑未來發(fā)展方向之一。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分為集 成電路和分立器件兩大分支，根據(jù)工藝流程主要分為芯片設(shè)計、前段晶圓制作和后段封裝 測試。前段晶圓制作是整個半導(dǎo)體制造的核心工藝，而其中光刻和蝕刻技術(shù)是晶圓制作的 關(guān)鍵技術(shù)，其所需的濕電子化學(xué)品的技術(shù)要求非常之高通常達到 G3，G4 級以上。

在整個晶圓制造的過程中，濕電子化學(xué)品自始至終需要參與晶圓制造中出現(xiàn)的清洗、光刻、 蝕刻等工藝流程。在半導(dǎo)體集成電路的制造流程中，濕電子化學(xué)品主要參與半導(dǎo)體集成電 路前段的晶圓制造環(huán)節(jié)，也是技術(shù)要求的最高環(huán)節(jié)。并且隨著集成電路的集成度不斷提高， 要求線寬不斷變小，薄膜不斷變薄，對濕電子化學(xué)品的技術(shù)水平要求也更高。同時，為了 能夠滿足芯片尺吋更小、功能更強大、能耗更低的技術(shù)性能求，高端封裝領(lǐng)域所需的濕 電子化學(xué)品技術(shù)要求也越來越高。

半導(dǎo)體集成電路制造工藝用超凈高純試劑是濕電子化學(xué)品下游行業(yè)技術(shù)的要求的最高水 平。其次是平板顯示領(lǐng)域。在半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中，大規(guī)模集成電路工藝有幾十道工序，工 藝制造過程中的空氣、水、各種氣體、化學(xué)試劑、工作環(huán)境、電磁環(huán)境噪聲以及微振動、 操作人員、使用的工具、器具等各種因素都可能帶來污染物，這些污染物可能會是微粒雜 質(zhì)、無機離子、有機物質(zhì)、微生物以及氣體雜質(zhì)等物質(zhì)。而這些污染物都需要相關(guān)的超凈 高純試劑去除。當(dāng)污染物數(shù)量超過一定限度時，就會使集成電路產(chǎn)品發(fā)生表面擦傷、圖形 斷線、短路、針孔、剝離等現(xiàn)象。這會導(dǎo)致漏電、電特性異常等情況，輕者影響電路使用 壽命，嚴重時可導(dǎo)致電路報廢。

國外濕電子化學(xué)品發(fā)展現(xiàn)狀：歐美日占據(jù)主要市場份額

在全球范圍內(nèi)，歐、美、日是濕電子化學(xué)品的主要供應(yīng)商。根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)，歐美傳統(tǒng) 濕電子化學(xué)品企業(yè)占據(jù)約 33%的市場份額，代表企業(yè)有德國巴斯夫公司、美國亞什蘭集團、 德國 e.merck 公司、美國霍尼韋爾公司等。這些老牌化工企業(yè)擁有極強的技術(shù)優(yōu)勢，產(chǎn)品 等級可達到 SEMI G4 及以上級別，與半導(dǎo)體制造業(yè)發(fā)展幾乎保持同一步調(diào)；第二板塊是 由日本的十家左右的濕電子化學(xué)品企業(yè)占據(jù)全球市場份額的約 27%，日本化工業(yè)的發(fā)展雖 然晚于歐美的老牌企業(yè)，但發(fā)展速度快，目前工藝技術(shù)水平基本與歐美企業(yè)持平。

目前，濕電子化學(xué)品行業(yè)及高端市場主要由歐美和日本企業(yè)占主導(dǎo)；第三板塊是由韓國和 大中華地區(qū)的濕電子化學(xué)品市場所占領(lǐng)，約占市場份額的 38%。韓國和臺灣地區(qū)的濕電子 化學(xué)品生產(chǎn)技術(shù)和工藝水平較高，在高端市場領(lǐng)域可與歐美和日本生產(chǎn)技術(shù)相競爭。中國 大陸的濕電子化學(xué)品企業(yè)與世界整體水平目前還有一定的差距。

根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)，國際上的大型濕電子化學(xué)品廠商主要有德國的 E.Merck 公司、美國 的 Ashland 公司、Sigma-Aldrich 公司、Mallinckradt Baker 公司、日本的 Wako、 Summitomo 等，2018 年這幾家產(chǎn)能占全球的 80%。通過研究發(fā)達國家化學(xué)試劑行業(yè)的 經(jīng)營模式，例如美國、德國、日本、瑞士等國家。化學(xué)試劑行業(yè)的發(fā)展要經(jīng)歷三個階段。 第一個階段，企業(yè)需要通過自主經(jīng)營實現(xiàn)產(chǎn)品的自產(chǎn)自銷；第二個階段，向配套設(shè)備、試 劑、服務(wù)方向發(fā)展，實現(xiàn)全產(chǎn)品線供應(yīng)；第三個階段，國際化學(xué)試劑大型企業(yè)的研發(fā)能力、 營銷網(wǎng)絡(luò)及資金實力在競爭中優(yōu)勢明顯，行業(yè)呈現(xiàn)結(jié)盟合作、重組兼并的格局，市場集中 度迅速提升。

國內(nèi)濕電子化學(xué)品市場增長迅速，未來空間廣闊

在國內(nèi)市場上，外資依舊占有較大份額，濕電子化學(xué)品主要被歐美、日韓企業(yè)、臺灣的企 業(yè)所占據(jù)。近幾年中國大陸、中國臺灣和韓國在濕電子化學(xué)品生產(chǎn)能力和工藝水平發(fā)展迅 猛，有與歐美和日本同類企業(yè)相競爭的趨勢，此外在市場上占有的份額也逐漸變大。中國 大陸在濕電子化學(xué)品的發(fā)展方面，尤其是高端市場的發(fā)展?jié)摿ψ畲蟆?strong>最近幾年中國大陸企 業(yè)開始發(fā)力，體現(xiàn)在向高端 IC 應(yīng)用的逐漸邁進。目前中國大陸的濕化學(xué)品廠商如蘇州晶 瑞生產(chǎn)的雙氧水、氨水、硝酸已達到 SEMI G5 的標準；上海新陽生產(chǎn)的電鍍硫酸銅溶液 已經(jīng)能在 8~12 英寸的產(chǎn)線中應(yīng)用；凱圣氟已經(jīng)可以提供 12 寸產(chǎn)線的氫氟酸；格林達化 學(xué)生產(chǎn)的正膠顯影液不僅填補了國內(nèi)空白，還大量出口海外。

根據(jù)瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，我國濕電子化學(xué)品市場規(guī)模十年期間由 2009 的 15.02 億元到 2018 年的 79.62 億元，年復(fù)合增長率為 20.36%。2018 年，國內(nèi)濕電子化學(xué)品需求量約 90.51 萬噸。到 2020 年，我國濕電子化學(xué)品市場規(guī)模有望超過 105.00 億元，需求量將達 到 147.04 萬噸，復(fù)合增長率有望達到 27.46%。三大行業(yè)的需求量都會不同程度增加，面 板行業(yè)需求量約 69.10 萬噸，半導(dǎo)體領(lǐng)域需求量為 43.53 萬噸，太陽能市場需求約 34.41 萬噸。

目前國內(nèi)濕電子化學(xué)品主要通過進口為主，中國在濕電子化學(xué)品行業(yè)的研究基礎(chǔ)和生產(chǎn)工 藝相比較發(fā)達國家來說有一定程度的落后，長時間無法實現(xiàn)高端產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)，國內(nèi) 80% 的產(chǎn)品都以高價進口為主，國內(nèi) 8 英寸及以上集成電路、6 代線以上平板顯示用超凈高純 試劑，主要依賴國外進口。

進入 21 世紀，國內(nèi)面板廠商快速擴大生產(chǎn)，因此對上游的濕電子化學(xué)品需求逐漸增大， 擴大了濕電子化學(xué)品的生產(chǎn)，其中液晶面板對濕化學(xué)品的需求最大。未來太陽能電池行業(yè) 的產(chǎn)量將會預(yù)期增加，對濕電子化學(xué)品的需求也會持續(xù)增加。與進口國外產(chǎn)品相比，我國 濕電子化學(xué)品具有明顯的價格優(yōu)勢，并且減少了運輸成本，可以解決及時供貨的需求。國 內(nèi)的部分企業(yè)通過多年的積累在產(chǎn)品的研發(fā)上取得了突破性的進步。逐漸打破了國外技術(shù) 壟斷的局面縮小了與外國企業(yè)的差距，未來進口替代具有廣闊發(fā)展空間。

近年來，我國龍頭企業(yè)發(fā)展迅速，資金投入量大，自主創(chuàng)新能力強，有望躋身高端市場。

光刻膠：微細圖形加工的關(guān)鍵

光刻膠技術(shù)原理及分類

光刻膠是由光引發(fā)劑（包括光增感劑、光致產(chǎn)酸劑）、光刻膠樹脂、單體（活性稀釋劑）、 溶劑和其他助劑組成的對光敏感的混合液體。經(jīng)過紫外光、準分子激光、電子束、離子束、 X 射線等光源的照射或輻射后，其溶解度會發(fā)生變化。光刻膠具有光化學(xué)敏感性，其經(jīng)過 曝光、顯影、刻蝕等工藝，可以將設(shè)計好的微細圖形從掩膜版轉(zhuǎn)移到待加工基片。光刻膠 目前被廣泛運用在加工制作廣電信息產(chǎn)業(yè)的微細圖形路線，作為微細加工技術(shù)的關(guān)鍵性材 料，其在 PCB、LCD 和半導(dǎo)體晶圓加工生產(chǎn)中起到重要作用。由于受到現(xiàn)有技術(shù)的制約， 市場中的各類產(chǎn)品被外企占據(jù)了主導(dǎo)地位，國產(chǎn)企業(yè)正在謀求發(fā)展之路。

光刻膠可依據(jù)不同的產(chǎn)品標準進行分類。按照化學(xué)反應(yīng)和顯影的原理，光刻膠可分為正性 光刻膠和負性光刻膠。如果顯影時未曝光部分溶解于顯影液，形成的圖形與掩膜版相反， 稱為負性光刻膠；如果顯影時曝光部分溶解于顯影液，形成的圖形與掩膜版相同，稱為正 性光刻膠。在實際運用過程中，由于負性光刻膠在顯影時容易發(fā)生變形和膨脹的情況，一 般情況下分辨率只能達到 2 微米，因此正性光刻膠的應(yīng)用更為廣泛。

根據(jù)感光樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)來分類，光刻膠可以分為光聚合型、光分解型和光交聯(lián)型三種類 別。光聚合型，可形成正性光刻膠，是通過采用了烯類單體，在光作用下生成自由基從而 進一步引發(fā)單體聚合，最后生成聚合物的過程；光分解型光刻膠可以制成正性膠，通過采 用含有疊氮醌類化合物的材料在經(jīng)過光照后,發(fā)生光分解反應(yīng)的過程。光交聯(lián)型，即采用聚 乙烯醇月桂酸酯等作為光敏材料，在光的作用下，其分子中的雙鍵被打開，并使鏈與鏈之 間發(fā)生交聯(lián)，形成一種不溶性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而起到抗蝕作用，是一種典型的負性光刻膠。

依照曝光波長分類，光刻膠可分為紫外光刻膠（300~450nm）、深紫外光刻膠 （160~280nm）、極紫外光刻膠（EUV，13.5nm）、電子束光刻膠、離子束光刻膠、X 射 線光刻膠等。光刻膠在不同曝光波長的情況下，適用的光刻極限分辨率也不盡相同，在加 工方法一致時，波長越小加工分辨率更佳。

按照應(yīng)用領(lǐng)域的不同，光刻膠又可以分為印刷電路板（PCB）用光刻膠、液晶顯示(LCD） 用光刻膠、半導(dǎo)體用光刻膠和其他用途光刻膠。PCB 光刻膠技術(shù)壁壘相對其他兩類較低， 而半導(dǎo)體光刻膠代表著光刻膠技術(shù)最先進水平。

行業(yè)壁壘明顯，三大板塊助推蓬勃發(fā)展

光刻膠所屬產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋范圍廣泛，從上游的基礎(chǔ)化工材料行業(yè)和精細化學(xué)品行業(yè)，到中游 光刻膠制備，再到下游電子加工商和電子產(chǎn)品應(yīng)用終端。光刻膠是微電子領(lǐng)域微細圖形加 工核心上游材料，占據(jù)了電子材料至高點。

光刻膠專用化學(xué)品具有市場集中度高、技術(shù)壁壘高、客戶壁壘高的特點。相同用途的光刻 膠需要大量投資，行業(yè)退出壁壘較大，同時光刻膠專用化學(xué)品相似特征較多，例如品種多， 用量少，品質(zhì)要求高等特點。又由于市場相比下游行業(yè)的市場份額小，因此行業(yè)的集中度 高；光刻膠用于微小圖形的加工，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，技術(shù)壁壘較高。光刻膠主要參數(shù)包含分 辨率、對比度、敏感度相關(guān)因素，同時還需要考慮其粘滯性黏度和粘附性。分辨率的技術(shù) 參數(shù)用來衡量形成的關(guān)鍵尺寸問題；對比度是用來衡量光刻膠從曝光區(qū)到非曝光區(qū)的陡度； 敏感度是用來描述良好圖形品質(zhì)的所需波長光的最小能量值。

多重技術(shù)因素綜合考慮使光刻膠的技術(shù)壁壘較高；光刻膠的客戶壁壘較高。市場上光刻膠 產(chǎn)品的更新速度較快，光刻膠廠家為了實現(xiàn)技術(shù)保密性，從而會與上游的原料供應(yīng)商保持 密切合作關(guān)系，共同研發(fā)新技術(shù)，增大了客戶的轉(zhuǎn)換成本。因此光刻膠行業(yè)的上下游合作 處于互相依賴互相依存的關(guān)系，使得客戶的進入壁壘較高。

隨著集成電路的集成度不斷提高，由原來的微米級水平進入納米級水平，為了匹配集成電 路對密度和集成度水平，制備光刻膠的分辨率水平由紫外寬譜逐步至 g 線（436nm）、i 線（ 365nm）、 KrF（248nm）、 ArF（193nm）、 F2（157nm），以及最先進的 EUV(<13.5nm) 線水平。在市場中 g 線和 i 線光刻膠是使用量最大的光刻膠，KrF 和 ArF 光刻膠核心技術(shù) 基本被日本和美國企業(yè)所壟斷。

半導(dǎo)體光刻膠：內(nèi)資企業(yè)市場份額低，發(fā)展?jié)摿Υ?/strong>

光刻膠的質(zhì)量和性能對集成電路性能、成品率及可靠性有至關(guān)重要的影響。一般的半導(dǎo)體 光刻過程需要經(jīng)歷硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻膠、軟烤、對準曝光、中烘，顯影、 硬烤、蝕刻、檢測等過程。半導(dǎo)體光刻膠根據(jù)曝光波長可分為 g 線（ 436nm） 、 i 線（ 365nm）、 KrF（248nm）、ArF（193nm）和 EUV（13.4nm），曝光波越短，光刻膠的極限分辨率就 越高，這樣才能應(yīng)對下游半導(dǎo)體產(chǎn)品小型化、多樣化的要求。

以 248nmKrF 光刻膠作用機理為例，光刻膠中的光致產(chǎn)酸劑曝光下分解出酸，在中烘時， 酸作為催化劑催化成膜樹脂脫去保護基（正膠）或催化交聯(lián)劑與成膜樹脂發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)（負 膠）；在發(fā)生上述反應(yīng)之后，酸又被重新釋放出來，繼續(xù)起催化反應(yīng)。半導(dǎo)體光刻膠和 PCB 光刻膠以及 LCD 光刻膠的構(gòu)成基本類似，由光刻膠樹脂和光引發(fā)劑組成。但半導(dǎo)體光刻 膠在性能和價格方面遠高于其他兩類，對樹脂和引發(fā)劑在性能、質(zhì)量和規(guī)格等方面的要求 極其嚴格。

半導(dǎo)體光刻膠作為光刻膠中最高端的組成部分，我國本土企業(yè)目前僅占有較低的市場份額。 根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)數(shù)據(jù)，2017 年我國半導(dǎo)體光刻膠在市場份額占全球 32%，居全球第 一位。然而適用于 6 英寸硅片的 g/i 線光刻膠的自給率約為 20%，適用于 8 英寸硅片的 KrF 光刻膠的自給率不足 5%，而適用于 12 寸硅片的 ArF 光刻膠則完全依靠進口。目前國 內(nèi)半導(dǎo)體光刻膠的市場主要被日本、美國企業(yè)所占據(jù)，主要體現(xiàn)在高分辨率的 KrF 和 ArF 光刻膠核心技術(shù)基本被壟斷，產(chǎn)品也出自壟斷公司。半導(dǎo)體光刻膠在三大產(chǎn)業(yè) PCB 光刻 膠、LCD 光刻膠和半導(dǎo)體光刻膠中的市場份額僅為 2%，突出體現(xiàn)了我國半導(dǎo)體光刻膠行 業(yè)的短板。

中國半導(dǎo)體市場全球增速最快，世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向中國轉(zhuǎn)移。根據(jù)美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會統(tǒng) 計的數(shù)據(jù)，2018 年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模為 4691 億美元，同比增長 15.80%，增長貢獻主 要來自于中國；2018 年中國半導(dǎo)體市場規(guī)模為 1581.6 億美元，增速達 21.92%，占全球 市場的 32%。半導(dǎo)體產(chǎn)能正持續(xù)向亞太地區(qū)尤是中國大陸地區(qū)轉(zhuǎn)移，同時隨著 5G、消費 電子、汽車電子等下游產(chǎn)業(yè)的進一步興起，預(yù)計中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)模將會進一步增長。近 些年全球半導(dǎo)體廠商在中國大陸投設(shè)多家工廠，如臺積電南京廠、聯(lián)電廈門廠、英特爾大 連廠、三星電子西安廠、力晶合肥廠等。諸多半導(dǎo)體工廠的設(shè)立，也拉動了國內(nèi)半導(dǎo)體光 刻膠市場需求增長。

半導(dǎo)體光刻膠市場超過 90%市場份額被日本住友、信越化學(xué)、JSR、TOK、美國陶氏等 公司占據(jù)，國內(nèi)半導(dǎo)體光刻膠技術(shù)與國外先進技術(shù)差距較大。目前我國半導(dǎo)體光刻膠生產(chǎn) 和研發(fā)企業(yè)僅有五家，分別為蘇州瑞紅（晶瑞股份子公司）、北京科華、南大光電、容大 感光、上海新陽。

根據(jù)科技部 02 專項資料，蘇州瑞紅承接國家重大科技項目 02 專項“I 線光刻膠產(chǎn)品開發(fā)及 產(chǎn)業(yè)化”，率先在全國范圍內(nèi)實現(xiàn) I 線光刻膠的量產(chǎn)，目前正膠產(chǎn)能 100 噸/年、厚膜光刻 膠產(chǎn)能 20 噸/年，248nm（KrF）光刻膠進入中試階段；北京科華可實現(xiàn) I 線光刻膠產(chǎn)能 500 噸/年、248nm（KrF）光刻膠產(chǎn)能 10 噸/年，其參與的國家科技重大專項極紫外（EUV） 光刻膠項目已通過驗收；南大光電擬投資 6.56 億元，3 年建成年產(chǎn) 25 噸 193nm（ArF 干 式和浸沒式）光刻膠生產(chǎn)線，該啟動項目已獲得國家 02 專項正式立項。

LCD 光刻膠：下游面板產(chǎn)能刺激 LCD 光刻膠穩(wěn)定發(fā)展

面板光刻膠在 LCD 的加工中主要用于制作顯示器像素、電極、障壁、熒光粉點陣等。在 加工制作大屏幕、高分辨率平板顯示器的過程中，為了縮小印制精度誤差，只有通過光刻 技術(shù)來實現(xiàn)。在 LCD 制造中，圖形加工大多使用紫外正性光刻膠，即由感光膠、堿溶性 樹脂和溶劑組成，是一種透明紅色粘性液體，紫外正性光刻膠可使用醇、醚、酯類等有機 溶劑稀釋，在遇水后會產(chǎn)生沉淀，受熱和光發(fā)生分解，是一種可燃性液體。其基板粘附性 好，具有較好的曝光寬容度和顯影寬容度，顯影后留膜率高，具有良好的涂覆均勻性。

LCD 光刻膠技術(shù)壁壘較高，目前 LCD 光刻膠市場主要被日韓廠商壟斷。LCD 光刻膠技術(shù) 壁壘高，長期被外國壟斷。根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)數(shù)據(jù)，TFT 正性光刻膠主要生產(chǎn)廠家有日 本東京應(yīng)化（TOK）、美國羅門哈斯、韓國 AZ 和 DonGJIN SEMICHEM、臺灣永光化學(xué)； 彩色光刻膠市場主要由日本、韓國廠商壟斷，主要生產(chǎn)商有 JSR、LG 化學(xué)、CHEIL、TOYO INK、住友化學(xué)、奇美、三菱化學(xué)，七家公司占全球產(chǎn)量逾 90%；黑色光刻膠行業(yè)的集中 度更高，日本、韓國仍為主要生產(chǎn)地區(qū)，主要生產(chǎn)商有 TOK、CHEIL、新日鐵化學(xué)、三菱 化學(xué)、ADEKA，占全球產(chǎn)量亦超過 90%。

國外市場狀況：歐美日長期壟斷，國產(chǎn)替代之路任重道遠

進入 20 世紀以來，光刻膠進入了高速發(fā)展的階段，全球光刻膠的產(chǎn)值從 2010 年 55.5 億 美元增長至 2018 年的約 85.5 億，年復(fù)合增長率約為 6%。據(jù) IHS 預(yù)測，光刻膠未來消費 量以年均 5%的速度增長，至 2022 年全球光刻膠市場規(guī)模可超過 100 億美元。

光刻膠產(chǎn)能集中于歐美日等國家，2018 年前五大廠商占據(jù)全球市場約 87%的市場份額。 根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，日本的光刻膠行業(yè)形成龍頭領(lǐng)跑的狀態(tài)，日本 JSR、東京應(yīng)化、日本信 越與富士電子材料市占率合計達到 72%。大陸內(nèi)資企業(yè)所占市場份額不足 10%。光刻膠 下游應(yīng)用較為平均，PCB、LCD、半導(dǎo)體光刻膠及其他占比基本都在 25%左右。

國內(nèi)發(fā)展趨勢：高端領(lǐng)域研發(fā)迫在眉睫，政策支持響應(yīng)

近幾年全球光電產(chǎn)業(yè)、消費電子產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向我國轉(zhuǎn)移的趨勢愈加明顯，隨著下游 產(chǎn)品 PCB、LCD、半導(dǎo)體等產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，國內(nèi)市場對半導(dǎo)體的需求量迅猛增加。并且我 國光刻膠行業(yè)發(fā)展和起步時間較晚，應(yīng)用結(jié)構(gòu)較為單一，主要集中于 PCB 光刻膠、 TN/STN-LCD 光刻膠中低端產(chǎn)品。高端產(chǎn)品則需要從國外大量進口，例如 TFT-LCD、半 導(dǎo)體光刻膠等。

根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)數(shù)據(jù)，從下游市場應(yīng)用結(jié)構(gòu)來看，我國PCB光刻膠產(chǎn)值占比為94.4%， 而 LCD 和半導(dǎo)體用光刻膠產(chǎn)值占比分別僅為 2.7%和 1.6%。2015 年中國光刻膠行業(yè)前五 大外資廠商市占率已達到 89.7%，分別為臺灣長興化學(xué)、日立化成、日本旭化成、美國杜 邦及臺灣長春化工。相較之下，中國企業(yè)市場份額不足 10%，主要有晶瑞股份、北京科華、 飛凱材料、廣信材料、容大感光等。

為鼓勵光刻膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展、突破產(chǎn)業(yè)瓶頸，我國出臺了多項政策支持半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展，為光 刻膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了良好的環(huán)境氛圍。

投資參考（略，詳見報告原文）

半導(dǎo)體硅片：上海硅產(chǎn)業(yè)集團（未上市）、中環(huán)股份、金瑞泓（未上市）、洛陽超硅（未上 市）等；

半導(dǎo)體光刻膠：晶瑞股份、南大光電、飛凱材料、容大感光、北京科華（未上市）等； 掩膜版：清溢光電（未上市）、中芯國際等；

電子特氣：南大光電、杭氧股份、盈德氣體（未上市）、華特股份（未上市）等；

濕化學(xué)品：上海新陽、晶瑞股份、巨化股份、江陰潤瑪（未上市）、江化微等；

拋光墊及拋光液：鼎龍股份、安集微電子等； 靶材：阿石創(chuàng)、江豐電子等。

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（報告觀點屬于原作者，僅供參考。報告來源：華泰證券）

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