ECM前置放大器行業(yè)市場深度分析及發(fā)展規(guī)劃咨詢

ECM前置放大器行業(yè)市場深度分析及發(fā)展規(guī)劃咨詢半導體行業(yè)工藝制程持續(xù)升級，CMP市場穩(wěn)定增長半導體行業(yè)高景氣帶動CMP市場穩(wěn)定增長。伴隨半導體材料行業(yè)景氣度向上，CMP材料市場有望受下游市場驅(qū)動，保持穩(wěn)健增速。2020年全球拋光液和拋光墊全球市場規(guī)模分別為13．4和8．2億美元。中國CMP材料市場漲幅趨勢與國際一致，2021年拋光液和拋光墊市場規(guī)模分別為22和13億元。中國正全面發(fā)展半導體材料產(chǎn)業(yè)，CMP拋光產(chǎn)業(yè)未來增長空間廣闊。先進制程為CMP材料市場擴容提供動力。隨著芯片制程不斷微型化，IC芯片互聯(lián)結(jié)構(gòu)變得更加復雜，所需拋光次數(shù)和拋光材料的種類也逐漸變多。在芯片制造過程中，需要將電路以堆疊的方式組合起來，制程越精細，所堆疊的層數(shù)就越多。在堆疊的過程中，需要使用到氧化層、介質(zhì)層、阻擋層、互連層等多個薄膜層交錯排列，且每個薄膜層所用到的拋光材料也不相同。此外，隨著D存儲芯片結(jié)構(gòu)逐漸由2D轉(zhuǎn)向3D，CMP拋光層數(shù)和所用到的拋光材料種類也在不斷增加。根據(jù)美國陶氏杜邦公司公開數(shù)據(jù)，5nm制程中拋光次數(shù)將達25-34次，64層3DD芯片中的拋光次數(shù)將達到17-32次，拋光次數(shù)均較前一代制程大幅增加。伴隨制程工藝的發(fā)展，CMP材料市場有望不斷擴容，成長空間較大。專用化、定制化拋光材料為未來發(fā)展趨勢。定制化發(fā)展有望給國產(chǎn)企業(yè)帶來更多機遇，國內(nèi)CMP拋光材料企業(yè)可以憑借本土化優(yōu)勢與國內(nèi)晶圓制造商展開深度合作，專注于具有專用性產(chǎn)品的研發(fā)。專用化、定制化有望成為CMP材料制造商產(chǎn)業(yè)升級趨勢。為匹配晶圓加工制程，CMP技術(shù)平整度要求高。CMP拋光材料的技術(shù)更新動力源自下游晶圓的技術(shù)更新。晶圓制程工藝不斷提升，從10nm到現(xiàn)在5nm、3nm，工藝制程迭代速度極快。為了滿足精細化程度更高的工藝制程，對CMP材料的要求也隨之變高。當前IC芯片要求全局平整落差100A°-1000A°（約等于原子級10-100nm）的超高平整度。配方的調(diào)配為一大技術(shù)難點。由于CMP拋光液應(yīng)用眾多，不同的客戶有不同的需求，專用性較強，且需要加入氧化劑、絡(luò)合劑、表面活性劑、緩蝕劑等多種添加試劑，如何調(diào)配出合適的拋光液配方需要企業(yè)長時間的技術(shù)積累和不斷的研發(fā)嘗試。目前許多配方受到專利保護，行業(yè)研發(fā)壁壘高。試錯成本高、認證時間長。企業(yè)需要不斷找到合適配方、穩(wěn)定制作工藝及設(shè)計圖案，從而獲得較好的、穩(wěn)定的拋光速率和拋光效果，因此CMP材料的研究消耗時間成本較高，需要較長時間來試錯摸索工藝指標、產(chǎn)品配方等對物理參數(shù)及性能的影響，形成較高的行業(yè)know-how壁壘。半導體行業(yè)發(fā)展概況及前景（一）全球半導體行業(yè)發(fā)展概況及前景過去五年，隨著智能手機平板電腦為代表的新興消費電子市場的快速發(fā)展，以及汽車電子、工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)等科技產(chǎn)業(yè)的興起，強力帶動了整個半導體行業(yè)規(guī)模迅速增長。2020年受疫情影響全球經(jīng)濟出現(xiàn)了衰退。國際貨幣基金組織估計，2020年全球GDP增長率按購買力平價（PPP）計算約下降了4．4％。這是二戰(zhàn)結(jié)束以來世界經(jīng)濟最大幅度的產(chǎn)出萎縮。但是全球半導體市場在居家辦公學習、遠程會議等需求驅(qū)動下，逆勢增長。根據(jù)全球半導體貿(mào)易統(tǒng)計組織統(tǒng)計，全球半導體行業(yè)2020年市場規(guī)模達到4，424．09億美元，較2019年增長約6．78%。根據(jù)全球半導體貿(mào)易統(tǒng)計預測，2021年度和2022年度，全球半導體市場規(guī)模仍將保持增長趨勢，預計增速分別為24．52和10．09%。根據(jù)全球半導體貿(mào)易統(tǒng)計組織統(tǒng)計，2020年美國半導體行業(yè)市場規(guī)模約為953．66億美元，占全球市場的21．65%；歐洲半導體行業(yè)市場規(guī)模約為375．20億美元，約占全球市場的8．52%，日本半導體行業(yè)市場規(guī)模約為364．71億美元，約占全球市場的8．28%，亞太地區(qū)（除日本外）市場規(guī)模達2，710．32億美元，已占據(jù)全球市場61．54%的市場份額。根據(jù)全球半導體貿(mào)易統(tǒng)計組織預測，2021年度和2022年度，美國半導體行業(yè)市場規(guī)模將分別上漲21．50%和12．00%，亞太地區(qū)（除日本外）市場規(guī)模將分別上漲27．16%和10．16%，至2022年度，亞太地區(qū)（除日本外）市場規(guī)模占比將繼續(xù)升高至62．60%。（二）中國半導體行業(yè)發(fā)展概況及前景十三五規(guī)劃以來，中國半導體產(chǎn)業(yè)格局產(chǎn)生了重大變化。首先，得益于近年《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》等重要文件的出臺，以及社會各界對半導體行業(yè)發(fā)展的日益重視。中國近年來集成電路市場規(guī)模逐步增長，我國半導體行業(yè)正站在國產(chǎn)化的起跑線上。其次，由于2019年底爆發(fā)并延續(xù)至2020年的新冠疫情，對于世界整體的經(jīng)濟格局造成巨大影響，疫情仍是影響全球經(jīng)濟走向的關(guān)鍵變量，全球半導體產(chǎn)業(yè)持續(xù)性發(fā)展將面臨挑戰(zhàn)。同時，在近年來國際形勢的變化和地緣沖突的加劇等緊張形勢下，中國正在抓緊提升集成電路產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)完整性，加快產(chǎn)業(yè)自主研發(fā)、加強人才培養(yǎng)、整合產(chǎn)業(yè)鏈。1、國內(nèi)半導體行業(yè)需求保持快速增長根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，最近五年，我國半導體行業(yè)銷售額始終保持快速增長。2020年度，我國半導體行業(yè)銷售額為11，814．3億元，較上年同期增長14．3%。自2015年度至2020年度，我國半導體行業(yè)銷售額復合增長率達到16．77%。2、國內(nèi)半導體市場供給和需求之間仍存在明顯差距我國集成電路的供給和需求之間，仍存在較大的差距，根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計及預測，雖然在我國產(chǎn)業(yè)政策鼓勵下，半導體市場需求和供給之間差距有所減小，但二者仍有較大差距。2020年度，我國半導體市場需求金額為19，270．3億元，和我國半導體行業(yè)銷售額差距為7，456億元。3、我國半導體產(chǎn)業(yè)的成長空間巨大我國半導體市場需求和供給之間的差異，也導致我國半導體進口長期處于高位。2020年度，我國進口半導體器件3，767．8億美元，較上年同期增加13．6%，出口半導體器件1，522．8億美元，較上年同期增加11．0%，凈進口金額2，245．0億美元，較上年同期增加14．79%。從國產(chǎn)化率角度來看，我國半導體產(chǎn)品供給和需求差異更為顯著。根據(jù)ICInsight統(tǒng)計，2020年度，中國大陸集成電路市場需求為1，434億美元，而本土企業(yè)的集成電路制造產(chǎn)值僅為83億美元，而在中國大陸建廠的外國企業(yè)如臺積電、三星、SK海力士、英特爾等在國內(nèi)生產(chǎn)集成電路產(chǎn)品的產(chǎn)值達到了144億美元，本土企業(yè)的集成電路產(chǎn)值僅為國內(nèi)制造集成電路產(chǎn)值227億元的36．5%，更只占中國大陸集成電路需求的5．9%。雖然我國半導體產(chǎn)業(yè)自給率有所上升，但供給和需求仍存在較大差距，我國半導體產(chǎn)業(yè)依然有很大的成長空間。隨著5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、VR/AR等新一輪科技逐漸走向產(chǎn)業(yè)化，未來十年中國半導體行業(yè)有望迎來進口替代與成長的黃金時期，逐步在全球半導體市場的結(jié)構(gòu)性調(diào)整中占據(jù)舉足輕重的地位。半導體材料為芯片之基，覆蓋工藝全流程半導體材料包括晶圓制造材料和封裝材料。其中晶圓制造材料包括硅片、掩模版、電子氣體、光刻膠、CMP拋光材料、濕電子化學品、靶材等，封裝材料包括封裝基板、引線框架、鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、芯片粘結(jié)材料和其他封裝材料。具體來說，在芯片制造過程中，硅晶圓環(huán)節(jié)會用到硅片；清洗環(huán)節(jié)會用到高純特氣和高純試劑；沉積環(huán)節(jié)會用到靶材；涂膠環(huán)節(jié)會用到光刻膠；曝光環(huán)節(jié)會用到掩模板；顯影、刻蝕、去膠環(huán)節(jié)均會用到高純試劑，刻蝕環(huán)節(jié)還會用到高純特氣；薄膜生長環(huán)節(jié)會用到前驅(qū)體和靶材；研磨拋光環(huán)節(jié)會用到拋光液和拋光墊。在芯片封裝過程中，貼片環(huán)節(jié)會用到封裝基板和引線框架；引線鍵合環(huán)節(jié)會用到鍵合絲；模塑環(huán)節(jié)會用到硅微粉和塑封料；電鍍環(huán)節(jié)會用到錫球。半導體行業(yè)競爭格局高度集中，國內(nèi)廠商加速追趕CMP拋光液市場，美國Carbot是國際龍頭，安集科技為國內(nèi)龍頭。目前全球拋光液市場主要由美日廠商壟斷，美國Cabot、美國Versum、日本日立、日本Fujimi和美國陶氏杜邦五家美日廠商占據(jù)全球拋光液近八成的市場份額，安集科技僅占約3%。國內(nèi)市場中，美國Cabot占約64%，安集科技市占率為22%。安集科技為國產(chǎn)CMP拋光液龍頭，國內(nèi)市場占有率超兩成。公司2015-2016年先后承擔兩個02專項項目，專注于持續(xù)優(yōu)化14nm技術(shù)節(jié)點以上產(chǎn)品的穩(wěn)定性，測試優(yōu)化14nm及以下產(chǎn)品的技術(shù)節(jié)點，開發(fā)用于128層以上3DD和19/17nm以下技術(shù)節(jié)點DRAM用銅及銅阻擋層拋光液。目前公司CMP拋光液13-14nm技術(shù)節(jié)點上實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)，下游客戶包括中芯國際、長江存儲、臺積電、華虹半導體等主流晶圓廠商。全球拋光墊市場一家獨大，穩(wěn)步前進。當前全球拋光墊市場主要由美國的陶氏杜邦壟斷，市占率高達79%，其他公司如美國Cabot、日本Fujimi、日本Hitachi等市占率在5%以內(nèi)。內(nèi)資企業(yè)中，鼎龍股份、江豐電子和萬華化學具備相應(yīng)的生產(chǎn)力。其中，鼎龍股份為國內(nèi)拋光墊龍頭企業(yè)，生產(chǎn)的拋光墊意在對標美國陶氏杜邦集團。隨著國內(nèi)晶圓廠擴張，需求提升，為確保供應(yīng)鏈的穩(wěn)定，內(nèi)資企業(yè)迎來發(fā)展潮。濕電子化學品貫穿整個芯片制造流程，是重要的晶圓制造材料。濕電子化學品又稱工藝化學品，是指主體成分純度大于99．99%，雜質(zhì)離子和微粒數(shù)符合嚴格標準的化學試劑。在IC芯片制造中，濕電子化學品常用于清洗、光刻和蝕刻等工藝，可有效清除晶圓表面殘留污染物、減少金屬雜質(zhì)含量，為下游產(chǎn)品質(zhì)量提供保障。在半導體制造工藝中主要用于集成電路前端的晶圓制造及后端的封裝測試，用量較少，但產(chǎn)品純度要求高、價值量大。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，濕電子化學品可分為通用化學品和功能性化學品。其中通用化學品指主體成分純度大于99．99%、雜質(zhì)離子含量低于PPM級和塵埃顆粒粒徑在0．5μm以下的單一高純試劑。功能濕電子化學品指可通過復配滿足制造中特殊工藝需求、達到某些特定功能的配方類和復配類液體化學品。其中通用化學品廣泛應(yīng)用于IC芯片、液晶顯示面板和LED制造領(lǐng)域，包括氫氟酸、硫酸、磷酸、鹽酸、硝酸、乙酸等。功能性濕電子以光刻膠配套試劑為代表，包括顯影液、漂洗液、剝離液等。半導體硅片要求高，多重因素構(gòu)筑行業(yè)壁壘半導體硅片壁壘較高，主要體現(xiàn)在技術(shù)、資金、人才、客戶認證等方面。1）技術(shù)壁壘：半導體硅片行業(yè)是一個技術(shù)高度密集型行業(yè)，主要體現(xiàn)在：①硅片尺寸越大，拉單晶難度越高，對溫度控制和旋轉(zhuǎn)速度要求越高；②減少半導體硅片晶體缺陷、表面顆粒和雜質(zhì)；③提高半導體硅片表面平整度、應(yīng)力和機械強度等方面。2）資金壁壘：半導體硅片行業(yè)是一個資金密集型行業(yè)，要形成規(guī)?；⑸虡I(yè)化生產(chǎn)，所需投資規(guī)模巨大，如一臺關(guān)鍵設(shè)備價值達數(shù)千萬元。3）人才壁壘：半導體硅片的研發(fā)和生產(chǎn)過程較為復雜，涉及固體物理、量子力學、熱力學、化學等多學科領(lǐng)域交叉。4）認證壁壘：鑒于半導體芯片的高精密性和高技術(shù)性，芯片生產(chǎn)企業(yè)對應(yīng)半導體硅片的質(zhì)量要求極高，因此對于半導體硅片供應(yīng)商的選擇相當謹慎，并設(shè)有嚴格的認證標準和程序。前五大制造商格局穩(wěn)定，外資壟斷現(xiàn)象持續(xù)。據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2020年全球前五大硅片制造商分別為日本信越化學、環(huán)球晶圓、德國世創(chuàng)、SUMCO和韓國SKSiltron，共占據(jù)86．6%的市場份額。國內(nèi)市場在大尺寸硅片上對外資企業(yè)依然具有依賴性，主要進口地區(qū)為日本、中國臺灣和韓國。國產(chǎn)廠商加大研發(fā)投入，加速實現(xiàn)。由于硅片供應(yīng)緊缺，海外大廠會優(yōu)先保障海外晶圓廠硅片供給，給國內(nèi)硅片廠帶來了加速替代的機遇。國內(nèi)供應(yīng)商產(chǎn)品技術(shù)水平快速提升，國內(nèi)晶圓廠對國產(chǎn)半導體材料的驗證及導入正在加快，如滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微、中環(huán)股份等企業(yè)已順利通過驗證。中國大陸硅片整體產(chǎn)能加大投入，加速追趕國際龍頭廠商。半導體材料景氣持續(xù)，市場空間廣闊半導體是指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。無論從科技或經(jīng)濟發(fā)展的角度來看，半導體都至關(guān)重要。2010年以來，全球半導體行業(yè)從PC時代進入智能手機時代，成為全球創(chuàng)新最為活躍的領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于計算機、消費類電子、網(wǎng)絡(luò)通信和汽車電子等核心領(lǐng)域。半導體產(chǎn)業(yè)主要由集成電路、光電子、分立器件和傳感器組成，據(jù)WSTS世界半導體貿(mào)易統(tǒng)計組織預測，到2022年全球集成電路占比84．22%，光電子器件、分立器件、傳感器占比分別為7．41%、5．10%和3．26%。半導體工藝復雜，技術(shù)壁壘極高。芯片生產(chǎn)大體可分為硅片制造、芯片制造和封裝測試三個流程。其中硅片制造包括提純、拉單晶、磨外圓、切片、倒角、磨削、CMP、外延生長等工藝，芯片制造包括清洗、沉積、氧化、光刻、刻蝕、摻雜、CMP、金屬化等工藝，封裝測試包括減薄、切割、貼片、引線鍵合、模塑、電鍍、切筋成型、終測等工藝。整體而言，硅片制造和芯片制造兩個環(huán)節(jié)技術(shù)壁壘極高。硅提純：目前多晶硅廠商多采用三氯氫硅改良西門子法進行多晶硅生產(chǎn)。具體工藝是將氯化氫和工業(yè)硅粉在沸騰爐內(nèi)合成三氯氫硅，通過精餾進一步提純高純?nèi)葰涔?，后?100℃左右用高純氫還原高純?nèi)葰涔?，生成多晶硅沉積在硅芯上，進而得到電子級多晶硅。拉單晶：目前8寸和12寸硅片大多通過直拉法制備，部分6寸和8寸硅片則通過區(qū)熔法制得。直拉法是將高純多晶硅放入石英坩堝內(nèi)，通過外圍的石墨加熱器加熱至1400℃，隨后坩堝帶著多晶硅融化物旋轉(zhuǎn)，將一顆籽晶浸入其中后，由控制棒帶著籽晶作反方向旋轉(zhuǎn)，同時慢慢地、垂直地由硅融化物中向上拉出，并在拉出后和冷卻后生長成了與籽晶內(nèi)部晶格方向相同的單晶硅棒。區(qū)熔法利用高頻線圈在多晶硅棒靠近籽晶一端形成熔化區(qū)，移動硅棒或線圈使熔化區(qū)超晶體生長方向不斷移動，向下拉出得到單晶硅棒。切片：單晶硅棒研磨成相同直徑，然后根據(jù)客戶要求的電阻率，多采用線切割將晶棒切成約1mm厚的晶圓薄片。倒角：用具備特定形狀的砂輪磨去硅片邊緣鋒利的崩邊、棱角和裂縫等，可防止晶圓邊緣碎裂，增加外延層和光刻膠層在晶圓邊緣的平坦度。磨削：在研磨機上用磨料將切片拋光到所需的厚度，同時提高表面平整度。其目的在于去除切片工序中硅片表面因切割產(chǎn)生的機械應(yīng)力損傷層和各種金屬離子等雜質(zhì)污染。清洗：為了解決硅片表面的沾污問題，實現(xiàn)工藝潔凈表面，多采用強氧化劑、強酸和去離子水進行清洗。薄膜沉積：即通過晶核形成、聚集成束、形成連續(xù)的膜沉積在硅片沉底上。薄膜沉積按照原理可分為物理工藝（PVD）和化學工藝（CVD）。集成電路制造中使用最廣泛的PVD技術(shù)是濺射鍍膜，其基本原理是在反應(yīng)腔高真空度背景下帶正電的氬離子在電場作用下，轟擊到靶材的表面，撞擊出靶材的原子或分子，沉積在硅片表面。化學氣相沉積技術(shù)主要是利用含有薄膜元素的一種或幾種氣相化合物或單質(zhì)、在襯底表面上進行化學反應(yīng)生成薄膜。氧化：清潔完成后將晶圓置于800-1200℃的高溫環(huán)境下，通過氧氣或蒸氣在晶圓表面形成二氧化硅層，以保護晶圓不受化學雜質(zhì)影響、避免漏電流進入電路、預防離子植入過程中的擴散以及防止晶圓在刻蝕時滑落。光刻：光刻技術(shù)用于電路圖形生成和復制，是半導體制造最為關(guān)鍵的技術(shù)，耗時占IC制造50%，