半導體材料行業分析1.CMP是半導體芯片制造過程中不可或缺的核心環節之一1.1.CMP定位：CMP是晶圓加工過程中的C位要素角色之一在半導體芯片（以下簡稱芯片或半導體芯片）制造過程中，半導體硅片（以下簡稱晶圓）經過刻蝕、離子注入等工藝過程中，其晶圓表面會變得凹凸不平，并產生多余的表面物等，為降低晶圓表面的粗糙度和起伏不平度，去除晶圓表面多余物，有效地進行下一道加工程序，則需使用拋光墊及拋光液，在專用設備（CMP設備）上對晶圓進行多次拋光處理，這一過程被稱為CMP（ChemicalMechanicalPolishing），中文全稱為化學機械拋光。CMP是一種實現晶圓表面平坦化的關鍵工藝技術，是當今最主流的晶圓拋光技術。在整個半導體產業鏈中，晶圓加工是最重要的核心環節，CMP則貫穿晶圓加工的整個工藝流程，隨著芯片制程越來越小，內部結構也越來越復雜，CMP工藝也變得越發重要，經過CMP處理的晶圓表面平坦度可小于1nm，可滿足各種制程芯片的下一步加工流程需要。可以說，CMP是晶圓加工過程中的C位要素角色之一。1.2.CMP發展啟示：CMP工藝技術發展與芯片制程技術創新相互促進CMP是半導體芯片制造工藝提升過程中不可或缺的環節。自1965年由Walsh等人提出CMP拋光應用概念以來，CMP工藝技術發展和半導體芯片制程發展高度相關。從0.35μm~0.25μm的半導體制程技術節點開始，CMP技術是唯一可實現全局平坦化的關鍵技術，奠定了CMP工藝技術發展的基礎；而到了0.18～0.13μm技術節點階段，隨著半導體芯片制程工藝快速提升，CMP的作用和其不可替代性更加凸顯。現階段，CMP技術已成為半導體芯片制造工藝中不可或缺的核心技術環節。芯片制程的創新提高是CMP創新發展的重要驅動力。隨著芯片制程減小趨勢的加快，芯片的內部結構也越來越復雜，對晶圓的表面平坦度要求也越來越高，為保證每個制造步驟達到對應的平坦程度，則必須增加CMP的拋光次數和拋光液種類，提升CMP的工藝技術創新水平，以達到晶圓表面的納米級平坦化要求，工藝技術難度大幅度提升，這就反向促進了CMP行業的工藝技術的繁榮發展。CMP拋光材料用量和晶圓芯片的制程變化高度相關。以邏輯芯片和存儲芯片為例，在晶圓芯片制造加工過程中，晶圓制造工藝制程縮小或存儲容量的變化等，都將帶來CMP工藝步驟的增加，同步帶動CMP拋光材料的消耗量增加。根據安集科技年報及CabotMicroelectronics數據顯示，14納米的邏輯芯片要求的CMP工藝步驟由180納米的10次增長到20次以上，而7納米及以下則需要超30次及以上的拋光工藝步驟。同樣地，存儲芯片由2DNAND向3DNAND升級過程中，CMP工藝步驟由2DNAND的7次增長到15次，呈倍數級增長。可以說，隨著半導體芯片的制程提升，CMP工藝步驟亦同步提升，帶動CMP材料需求量同步增長。CMP拋光液決定晶圓拋光質量和拋光效率，晶圓廠和CMP拋光液供應商相互促進。在半導體芯片制造拋光過程中，晶圓廠會根據每一步晶圓芯片平坦度的加工要求，選擇符合去除率（MRR）和表面粗糙度（Ra）等指標要求的CMP拋光液，使拋光工藝中的化學反應作用和機械反應作用相互促進，來提高拋光效率和產品良率。為達到上述目的，CMP拋光液供需雙方，需相互緊密配合，投入大量研發成本不斷試錯，去調試符合晶圓廠物理化學性能及拋光性能要求的拋光液，直到生產出符合晶圓表面質量要求、并達到較高產品良率的拋光液產品。CMP拋光墊是實現平坦化拋光的核心要件之一。在晶圓進行化學機械拋光過程中，CMP拋光墊的作用主要有：存儲CMP拋光液及輸送CMP拋光液至拋光區域，使拋光持續均勻的進行，之后去除所需的機械負荷，并將拋光過程中產生的副產品（氧化產物、拋光碎屑等）帶出拋光區域，形成一定厚度的CMP拋光液層，為拋光過程中化學反應和機械去除提供場所。CMP拋光墊通過影響拋光液的流動和分布，決定拋光效率和表面平坦性，對實現晶圓平坦化至關重要。2.國產化半導體芯片供需缺口巨大，國產替代前景廣闊一方面，我國是半導體芯片需求大國，但所需芯片高度依賴進口，僅2022年，我國就進口集成電路芯片5384億塊，近五年累計進口數量總額25801億片，扣除出口的12796億片，凈進口量仍然維持在13004億片的絕對高位量，進口份額全球第一。另一方面，半導體芯片的國產化產品供需缺口巨大。從我國的IC市場規模及IC產值來看，2021年，我國的IC市場規模為1870億美元；中國IC產值為僅312億美元，國產化自給率不足17%，供需缺口巨大，龐大的需求缺口高度依賴海外大廠的供給。在全球化貿易體制被嚴重破壞的當下，我國的半導體產業鏈安全經受巨大威脅，特別是2018年以來，美日等發達國家相繼對其半導體高端芯片及設備的出口進行嚴格限制，更加劇了我國半導體芯片供給的不確定性，促使我國出臺了一系列政府補貼和激勵政策等措施，大力推進我國半導體行業自主安全發展，國產替代的潛在市場規模空間巨大，發展前景廣闊。2.1.內資晶圓廠逆勢擴產，助力半導體材料國產化進程加速從全球半導體芯片的產業發展歷史來看，晶圓廠建設是半導體芯片產業的核心環節，晶圓廠擴建擴產迫在眉睫。自2022年以來，盡管全球半導體行業周期向下，但我國晶圓廠產能卻不斷逆勢擴產，半導體芯片國產化替代需求逆勢增加。從新建大規模晶圓廠來看，SEMI預計，在2021至2023年，全球半導體行業將建設84座大規模晶圓廠，僅中國大陸將新建近20座晶圓工廠/產線，占比達25%左右；站在300mm晶圓產能角度看，SEMI在《300mm晶圓廠展望報告-2026年》中顯示，中國大陸的300mm前端Fab廠的晶圓產能，預計其全球份額將從2021年的19%，增加到2025年的23%，達到230萬wpm，晶圓產能接近全球領先的韓國，并有望在2024年左右，超過目前排名第二的中國臺灣地區。國內晶圓廠的大規模逆勢擴建，一方面提高了國產芯片的自給率，減少芯片絕對進口數量，緩解我國半導體芯片供給不確定性的矛盾，打造自主可控的國產半導體產業鏈；另一方面，因內資晶圓產能增加而新增的半導體材料需求，也為國產半導體材料供給商提供很大的市場開拓空間。2.2.半導體材料國產替代需求加速，CMP拋光材料持續受益我國不但是半導體材料需求大國，而且還是全球成長最快的市場。數據顯示，從2006年到2023年，中國大陸半導體材料市場規模全球占比逐年提升，從6.38%上升到約20.49%，到2023年，中國大陸半導體材料的市場規模將達到1024.34億元（同比增長12.02%），這得益于我國晶圓廠的持續擴建擴產，而國內半導體材料公司也不斷提高研發技術水平，積極搶占國內的增量市場份額，使得我國半導體材料國產化進程有效推進，成就了我國成為全球成長最快的半導體材料市場。其中，CMP拋光材料成本在半導體材料成本中占比約為7%，隨著半導體材料市場的持續增長，CMP拋光市場有望也同步受益成長。2.2.1.國內龍頭打破外企壟斷，CMP拋光液實現0到1的破局我國CMP拋光液市場規模逐年提升，行業需求增速高于全球平均增速水平。CMP拋光液作為拋光材料中占比最高（49%）的核心工藝耗材，全球市場規模逐年穩步提升。根據CabotMicroelectronics、TECHCET和觀研天下數據測算，全球CMP拋光液2016年市場規模為11.0億美元，2021年為18.9億美元（CMP拋光材料市場規模約為38.58億美元），預計2026年將達到25.3億美元，全球CAGR為6.0%。近年來，隨著我國晶圓廠持續擴產擴建等因素，我國CMP拋光液需求持續增長，預計2021-2028年市場規模CAGR為12.0%，顯著高于全球平均增速水平。國內廠商打破了長期的外資壟斷局面，實現了從0到1的國產替代突破后，增長迅猛。長期以來，全球CMP拋光液由美日企業壟斷，2000年，美企卡博特（Cabot）全球市占率在80%，隨著市場全球化的發展變化，2019年，全球CMP拋光液市場格局中，卡博特（Cabot）占比為33%，日立（Hitachi）占比13%，Fujimi占比10%，CR4均為美日外企，集中度達89%。中國廠商安集科技全球占比僅2%，排名第5。近年來，安集科技成功打破國外廠商對CMP拋光液的高度壟斷，全球市占率不斷提升（2021年為5%），中國大陸市占率更是增速迅猛，提升到30.8%，實現了從0到1的國產替代突破。2.2.2.CMP拋光墊打破寡頭壟斷，破繭而出根據TECHCET數據顯示，與CMP拋光液市場一樣，全球CMP拋光墊市場規模也呈逐步增長態勢，2016年市場規模為6.5億美元，2021年為11.3億美元，5年CAGR為11.7%。在中國大陸市場，CMP拋光墊市場規模也是逐年上升，2021年達到13.85億元，同比增長15.9%，隨著國內晶圓廠持續擴產擴建，需求增速明顯高于全球平均增速水平。根據CabotMicroelectronics數據，全球CMP拋光墊市場格局中，陶氏杜邦占比79%，占據市場絕對主導地位，卡博特（Cabot）與ThomasWest分別占比5%及4%。目前，盡管國產CMP拋光墊產品市場滲透率極低，但我國的鼎龍股份已實現技術突破，掌握CMP拋光墊全套核心技術，率先打破外企壟斷，打入國內主流晶圓廠供應鏈，使國內CMP拋光墊市場，由外企絕對壟斷的競爭格局產生變化。未來，像鼎龍股份這樣優先實現國產替代的頭部企業，有望從國內的CMP拋光墊存量市場，及內資晶圓廠擴建擴產帶來的增量市場中，雙重受益，成長空間巨大。綜上，CMP材料作為半導體芯片加工環節的核心材料之一，近年來，隨著我國內資晶圓廠不斷擴產，以及晶圓制程工藝不斷的提高，對國產CMP材料的需求不斷加大。一方面，鑒于我國已是全球半導體需求最大的市場，半導體材料作為半導體產業的重要組成，而作為半導體材料核心的CMP材料，自給率僅17%，國產替代仍有較大的提升空間；另一方面，本土CMP材料供應商已部分實現技術突破，產品性能可對標海外CMP材料大廠產品，隨著本土CMP拋光材料企業逐步切入高端市場，將加速CMP材料國產化進場，爭奪海外企業已占據國內存量市場規模的同時，又享受內資晶圓廠擴建帶來的增量紅利，快速提升國內市場滲透率。因此，我們認為，隨著內資晶圓廠擴產以及國內晶圓制程工藝的突破，國內CMP材料需求量增速將遠超全球行業水平，為國產CMP材料廠商奠定健康的發展基礎，優先實現國產替代的本土CMP材料企業將從存量及增量市場中雙重受益。3.CMP拋光材料打破海外壟斷，化劣為優CMP拋光材料行業主要有兩大壁壘，分別是技術壁壘以及客戶壁壘，核心體現在產品性能、認證周期以及擴產能力等方面。3.1.技術壁壘專利壁壘是指企業依靠技術壟斷優勢，利用專利制度的法律保護，為保護自身的市場份額和謀求最大利益的手段，是技術壁壘中常見的一類。從CMP拋光墊專利來看，2004年到2009年期間，全球申請專利數量處于高峰期，而自2010年之后，新增專利申請數量有所下降，主要系CMP拋光墊技術迭代放緩。而受益于CMP拋光墊技術迭代放緩，給予國內企業時間實現技術追趕和突破，專利申請因此逐年提升。目前，以鼎龍股份為例，公司由8英寸無窗口CMP拋光墊入手實現突破后，快速切入12英寸硅片用的CMP拋光墊，產品目前已到客戶測試階段，有望打破國內從0到1的局面，一旦公司產品實現技術突破，便能夠利用自身的專利形成技術壁壘，侵蝕外企所占有的存量市場，并優先卡位內資擴產的增量市場。從CMP拋光液專利來看，自2004年開始申請專利，截止到2023年，絕大部分的專利申請集中在中國大陸方面，其他地區的申請僅占全部申請量的8%左右。安集科技目前在傳統的層間介質氧化硅、低k介質以及互連銅、鎢和阻擋層鉭的拋光等方面有了較深的積累，并在先進封裝技術硅通孔領域進行了專利布局，自實現國產替代后，市場份額快速提升。3.2.客戶壁壘在晶圓加工的多重工藝環節中，CMP材料的產品性能、可靠性以及工藝穩定性對晶圓產品的性能及良率有著直接的重要影響，因此，CMP材料的下游客戶對CMP材料供應商及CMP產品均有極高的要求。在選擇CMP拋光材料時，客戶往往會通過多重測試環節之后，才會做出大批量采購決策，一旦客戶予以產品認證，并形成穩定的供應鏈體系后，客戶與供應商就建立了非常緊密的合作關系，兩者之間有較強的依賴粘性，在不發生重大產品質量問題以及供應鏈保障的情況下，客戶一般沒有進行更改和替換供應商的動力，其原因是替換成本高、風險大，不確定性強。以安集科技為例，其CMP拋光液在產品立項、研發階段、推廣應用等環節，就積極聯系爭取下游潛在客戶的支持，密切合作進行CMP拋光液產品在下游應用場景的落地，持續3-4年后才獲得下游客戶的量產訂單，下游客戶也已對安集科技建立了很強的粘性依賴關系，安集科技也同時建立了本公司產品的獨有護城河，后續僅需保持穩定供貨，就可以鎖定客戶資源，也就是我們所論述的客戶壁壘。對安集科技以外的競爭者，只有其產品只的技術水平、供應價格、產品質量等方面顯著超過原有供應商時，安集科技才可能喪失客戶壁壘優勢。總的來說，由于CMP拋光材料對產品性能、可靠性以及穩定性的要求嚴格，替換成本高，從而導致上游客戶更換供應商意愿不強，一定程度上保障了下游供應商的產品生命周期較長，一旦國內企業實現技術突破，打入供應鏈后，則難以被替代。同時，因海外半導體材料供應不確定性加劇，擾動國內晶圓大廠材料的供應鏈，倒逼本土晶圓廠加速國產CMP材料的產品認證，提升供需雙方CMP產品國產替代的共研意愿，一旦實現突破，便自動形成上述競爭壁壘，助力推動CMP拋光材料國產化進程加速。4.A股CMP材料重點公司分析4.1.安集科技：國內CMP拋光液絕對龍頭，打破外資壟斷的希望所在4.1.1.公司概況公司主營CMP拋光液和功能性濕電子化學品的研發與產業化，產品主要應用于晶圓芯片的制造和先進封裝領域。2006年成立安集微電子科技（上海）有限公司；2008年首款產品上線進入量產；2009年產品首次進入國際市場。2015年臺灣子公司成立，2016年完成股份制改造，并于2017年變更為安集科技有限公司。2019年7月，安集科技成為上交所科創板首批上市企業。股權結構相對穩定，股權激勵綁定核心人員。公司控股股東AnjiMicroelectronicsCo.Ltd持有公司40.27%股份，2017年，國家集成電路基金成為公司第二大股東，其持股比例為8.28%，多年來，持股數位于公司前10內的其它股東也相對穩定，公司旗下的六家全資子公司均為100%全資控股，安集科技董事長王淑敏女士在AnjiMicroelectronicsCo.Ltd中亦擔任董事。另外，2023年4月，公司推出股權激勵計劃草案（限制性股票的授予價格為103.86元，激勵股數為58.304萬股，占公司總股本0.767%），涉及董事、高級管理人員、核心技術人員及其他人員共計203人，進一步完善激勵機制綁定核心人員，保證了公司中長期穩定快速發展。4.1.2.業務分析三大基地穩健協同發展，八大產品平臺規模效應凸顯。公司現擁有上海研發中心、上海金橋基地（主要生產CMP拋光液和部分功能性濕電子化學品）和寧波北侖基地（主要生產功能性濕電子化學品），加上公司正在籌劃位于上海市化工區的建設項目，形成未來三大基地協同互補的穩健協同發展格局。另外，在銅及銅阻擋層CMP拋光液、介電材料拋光液、鎢拋光液、基于氧化鈰磨料的拋光液、襯底拋光液、功能性濕電子化學品的基礎上，公司還完成了電鍍液及添加劑技術平臺的搭建和加強，形成了八大產品平臺的布局，產品平臺的規模效應已進一步凸顯。營收保持高速增長，營收指標逐年向好。近年來，公司加大研發和產品線投入，完成了CMP拋光液的全品類產業布局，功能性濕電子化學品達產放量，并有望成為第二增長曲線，產品平臺大幅擴充，國產替代成績顯著，公司主營營收額加速增長，經營毛利率常年保持在50%以上的高位，管理費用率逐年向下財務費用率轉正為負，現金流保持良好態勢，各項營收指標逐年向好。以2022年為例，公司2022年實現營業收入10.77億元，同比增長56.82%，創歷史新高；實現歸母凈利潤3.01億元，同比增長140.99%，而公司費用率卻較上年下降2.41個百分點。未來公司將繼續推進國內市場拓展和加速客戶端導入，積極爭奪CMP拋光液的國產替代舞臺，預計公司將持續高速增長。CMP拋光液毛利穩定增長，功能性濕電子化學品有望成為第二增長曲線。從公司銷售毛利率來看，公司毛利率相對穩定，維持在50%以上。分業務來看，CMP拋光液毛利率逐年提升，未來與山東安特納米材料合作自研研磨顆粒逐步放量，毛利率有望突破60%。功能性濕電子化學品毛利率較上年減少1.53個百分點，主要系寧波基地一期項目處于投產初期且產量較低、固定資產折舊較高原因所致，后期隨著所投產品放量，毛利率將會進一步快速提升。研發人員與研發投入穩步提升，提升潛在競爭力厚積薄發。2020年，公司研發人員突破100人，占比達到了42.65%，近三年研發人員數量及占比逐年增加，現已占公司總人數的45.69%，其中公司核心技術團隊及核心管理團隊等高素質的員工隊伍為維持競爭優勢提供了保證，也極大地提升了公司的技術研發能力。4.1.3.總結及推薦內資CMP拋光液絕對龍頭，功能性濕電子化學品打開第二增長曲線。目前，安集科技已成為中芯國際和長江存儲兩大內資晶圓廠的CMP拋光液第一供應商，在國內CMP拋光液供應商中處于絕對龍頭地位，隨著內資晶圓廠的逆勢擴產擴建，由此帶來拋光液市場規模的增量，公司直接受益的確定性最強。公司進行的研磨顆粒的研發及擴產項目進展順利，遠期經營效率將進一步提升。另外，公司功能性濕電子化學品逐步突破，打開了公司第二增長曲線，未來成長可期。4.2.鼎龍股份：多元化發展，塑造半導體材料平臺型公司4.2.1.公司概況打印復印通用耗材業務為基石，重點突破半導體材料領域業務。鼎龍股份創立于2000年，2010年創業板上市，是國內打印耗材及CMP材料（拋光墊）龍頭。在打印復印通用耗材領域，從上游的彩色聚合碳粉，顯影輥等核心原材料供應，到下游硒鼓和墨盒兩大終端產品的銷售，公司已實現了全資控股和全產業鏈布局。目前，公司重點聚焦于半導體材料領域的CMP材料、半導體顯示材料、半導體先進封裝材料三個細分板塊業務。其中，CMP材料包括：CMP鉆石碟、CMP拋光墊、CMP拋光液以及清洗液，其中，CMP拋光墊已實現技術突破，打破國外壟斷局面，是我國CMP拋光墊領域領軍企業。半導體顯示材料包括黃色聚酰亞胺漿料YPI、光敏聚酰亞胺PSPI以及面板封裝材料；先進封裝材料包括底部填充膠（Underfill）、臨時鍵合膠以及封裝光刻膠PSPI。公司股權結構較為集中。截止到2023年一季報公布日，朱全雙持有公司14.69%的股權，朱順全持有公司14.58%股權，二人為兄弟關系，共計持有29.28%股權，為該公司實際控股人，股權集中有利于公司長期健康穩定發展。坐擁七大技術平臺，公司重視技術整合和技術平臺，利用人才團隊、技術積累和行業打造七大技術平臺，夯實公司創新材料平臺型企業的定位。4.2.2.業務分析營業收入穩步上升，CMP拋光墊等逐步放量。2022年度，公司實現營業收入27.21億元，同比增長15.52%；公司實現歸母凈利潤3.9億元，同比增長82.66%，主要原因是除國內打印耗材業務穩定增長外，高毛利率的CMP拋光墊產品持續放量，銷售收入及歸母凈利潤雙雙大幅提升。另外，隨著CMP拋光液、清洗液產品以及柔性顯示材料YPI、PSPI等高毛利產品開始逐步放量，未來公司業績有望持續增長。CMP拋光墊營收占比快速提升，未來有望成為第一營