電子化學(xué)品作為電子材料與精細(xì)化工相結(jié)合的高新技術(shù)產(chǎn)品,具有高級、精密、尖端等特點。隨著時代發(fā)展和科技進(jìn)步,電子化學(xué)品應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,呈現(xiàn)出巨大的市場潛力和廣闊的發(fā)展前景。
半導(dǎo)體從硅單晶生產(chǎn),到切片、摻雜、濺射、拋光、極紫外曝光、清洗、封裝,以及運行時的熱控等制造全過程,幾乎都涉及電子化學(xué)品。
就品類而言,半導(dǎo)體涉及的化學(xué)品主要有5大類:光刻膠、電子氣體、濕化學(xué)品、拋光液/拋光墊和金屬靶材,絕大部分市場份額為美日企業(yè)所壟斷。國內(nèi)新材料企業(yè)結(jié)合各自優(yōu)勢以重點單品為主攻,行業(yè)內(nèi)錯位競爭,呈現(xiàn)出百花齊放的局面。
光刻膠,又稱光致抗蝕劑,是微電子領(lǐng)域微細(xì)圖形加工核心上游材料,電子化學(xué)品的高端材料之一。光刻膠品種多樣分為紫外全譜(300~450nm、g線(436nm)、i線(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)、EUV(13.5nm)、電子束,在半導(dǎo)體領(lǐng)域應(yīng)用很廣。
光刻膠存在極高的技術(shù)壁壘和市場壁壘,國產(chǎn)化率極低。半導(dǎo)體領(lǐng)域整體國產(chǎn)化率約為10%,其中,g線、i線、KrF光刻膠約10%,ArF光刻膠全部進(jìn)口。平板顯示領(lǐng)域整體國產(chǎn)化率約10%,其中,觸摸屏光刻膠約35%,彩色和黑色光刻膠、TFT光刻膠幾乎全部進(jìn)口。
目前低端PCB光刻膠國產(chǎn)替代最快,高端半導(dǎo)體光刻膠處于方興未艾的階段,上海新陽KrF厚膜、ArF干法光刻膠研發(fā)到達(dá)中試階段,晶瑞股份完成KrF(248nm深紫外)光刻膠中試,南大光電研制的ArF(193nm)光刻膠樣品處于客戶測試階段。
電子氣體作為集成電路、平面顯示器件、化合物半導(dǎo)體器件、太陽能電池、光纖等電子工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的基礎(chǔ)和支撐性材料之一,被廣泛應(yīng)用于薄膜、蝕刻、摻雜、氣相沉積、擴(kuò)散等工藝。隨著集成電路制造技術(shù)的快速發(fā)展,芯片尺寸不斷增大,工藝不斷提高,特征尺寸線寬不斷減小,要求IC制程用的各種電子氣體純度、特定技術(shù)指標(biāo)不斷提高,對關(guān)鍵雜質(zhì)的要求更為苛刻。
電子氣體以純度為核心指標(biāo),國內(nèi)企業(yè)普遍做到5-6N,林德和法液空等海外領(lǐng)先企業(yè)技術(shù)可達(dá)6-9N。國內(nèi)以華特氣體、金宏氣體和七一八所(非上市)為首,華特已具備清洗氣、刻蝕氣和摻雜氣等技術(shù),目前仍在繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)能。
濕電子化學(xué)品,又稱超凈高純試劑,要求超凈和高純,為濕法工藝(包括濕法刻蝕、清洗)制程中使用的各種液體化工材料,主要應(yīng)用在半導(dǎo)體、平板顯示、太陽能光伏領(lǐng)域等微電子、光電子器件制造領(lǐng)域。濕電子化學(xué)品存在較高的技術(shù)壁壘和市場壁壘。國際上G1到G4級濕電子化學(xué)品的技術(shù)已趨于成熟,國內(nèi)企業(yè)大都能夠達(dá)到G2級,少數(shù)企業(yè)達(dá)到G3和G4級。
國內(nèi)企業(yè)中,晶瑞股份超高純凈雙氧水和超純氨水已達(dá)G5標(biāo)準(zhǔn),其他產(chǎn)品均達(dá)到G3或G4標(biāo)準(zhǔn),上海新陽市的超純電鍍液及添加劑實現(xiàn)在90-28nm制程上的應(yīng)用,江微化IPO項目落地后將具備G4/G5級產(chǎn)品生產(chǎn)能力。
2019年我國濕電子化學(xué)品市場規(guī)模約達(dá)94.17億元,同比增長7.15%;2020年我國濕電子化學(xué)品市場規(guī)模達(dá)到100.62億元左右,同比增長6.85%。
CMP拋光材料是應(yīng)用于CMP工藝中的拋光材料,而CMP工藝是在半導(dǎo)體工業(yè)中使器件在各階段實現(xiàn)全局平坦化的關(guān)鍵步驟。其原理是在一定壓力和拋光液環(huán)境下,被拋光工件相對于拋光墊做相對運動,通過拋光液中固體粒子的研磨作用和氧化劑的腐蝕作用,使工件形成平坦光潔的表面。
CMP拋光材料市場占半導(dǎo)體材料7%。CMP是實現(xiàn)晶圓表面平坦化的關(guān)鍵工藝,核心材料主要為拋光液和拋光墊。全球拋光液和拋光墊市場被美、日企業(yè)壟斷,國內(nèi)拋光墊主要廠商為鼎龍股份,拋光液龍頭安集科技國內(nèi)市場占比22%。
半導(dǎo)體靶材的核心技術(shù)主要包括:(1)金屬提純技術(shù),純度要求做到99.999%(2)金屬微觀結(jié)構(gòu)控制技術(shù)(3)異種金屬高端焊機技術(shù)(4)精密加工、清洗和加工技術(shù)。中國生產(chǎn)半導(dǎo)體用的濺射靶材之前一直依賴進(jìn)口,JX/Nikko、Praxair、Honeywell、Tosoh等,四家公司市場占有率超過80%。江豐電子在半導(dǎo)體靶材領(lǐng)域的突破以及全球市占率的快速提升,標(biāo)志著大陸半導(dǎo)體關(guān)鍵材料的重大突破,我們判斷半導(dǎo)體核心材料領(lǐng)域?qū)⒉粩嘤楷F(xiàn)出大陸企業(yè)的身影,未來2-3年將出現(xiàn)更多的半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的投資機會。