半導體原材料行業深度剖析：國產半導體材料的新機遇（78頁）

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半導體原材料產業鏈海內外發展狀況

半導體行業發展迅猛，我國存在嚴重的供應鏈安全風險

現在全球半導體行業處於 2015 年以來的新一輪景氣周期的震蕩下行階段。根據 Wind 消 息，台積電 CEO 魏哲家在 2019 年 Q2 業績披露會上預計下半年業務將大幅強於上半年； 3 納米工藝研發進展良好。根據Wind 數據顯示， 2019 年 Q1 全球半導體銷售額大幅下滑， 但是 2019 年以來，費城半導體指數屢創歷史新高。9 月 12 日，達歷史最高點 1625.16 點，也代表了投資者對未來 5G、AI 等新增需求的樂觀態度。我們預期 2019 年底將走出 周期底部。

放眼國內市場，中國集成電路產業規模高速增長。根據半導體行業協會數據，2007 年到 2018 年，中國集成電路產業規模保持高速增長態勢，年均複合增長率為 15.8%，遠遠高 於全球半導體市場 6.8%的增長率，2018 年半導體市場規模達 1582 億美元，全球佔比達 33.72%。與此同時，隨着《國家集成電路產業發展推進綱要》的出台和大基金的落地， 以及國家生產力布局重大項目的投產，我國集成電路產業將迎來未來發展的黃金時期。

長期以來，我國是世界上最大的集成電路消費市場，但是由於核心技術落後，大部分產品 嚴重依賴進口。海關總署公布的數據顯示，從 2013 年開始，我國集成電路進口額突破 2000 億美元，已經連續五年遠超原油這一戰略物資的進口額，位列我國進口最大宗商品。同時， 集成電路貿易逆差持續擴大，2018 年逆差額達到 1933 億美元。我國高端核心芯片 CPU、 FPGA、DSP 等仍主要依賴進口。在我國核心技術受制於人的局面沒有根本改變的情況下， 應用和整機企業關鍵產品部件高度依賴進口，特別是關鍵材料和設備制於人，產業存在供 應鏈安全風險。

半導體材料位於半導體產業鏈的最上游

半導體行業具有技術難度高、投資規模大、產業鏈環節長、產品種類多、更新迭代快、下 游應用廣泛的特點，產業鏈呈垂直化分工格局。半導體製造產業鏈包含設計、製造和封裝 測試環節，半導體材料和設備屬於芯片製造、封測的支撐性行業，位於產業鏈最上游。

半導體產品的加工過程主要包括晶圓製造（前道）和封裝（後道）測試，隨着先進封裝技 術的滲透，出現介於晶圓製造和封裝之間的加工環節，稱為中道。由於半導體產品的加工 工序多，所以在製造過程中需要大量的半導體設備和材料。我們主要以最為複雜的晶圓制 造（前道）工藝為例，說明製造過程的所需要的材料。

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

細分種類眾多，單品類集中度高

半導體材料包括半導體製造材料與半導體封測材料，2019 年 4 月 2 日，SEMI Materials Market Data Subscription 公布全球半導體材料 2018 年銷售額為 519 億美元，同比增長 10.6％，超過 2011 年 471 億美元的歷史高位。其中，晶圓製造材料和封測材料的銷售額 分別為 322 億美元和 197 億美元，同比增長率分別為 15.9％和 3.0％。2009 年，製造材 料市場規模與封測材料市場規模相當，從此至今，製造材料市場規模增速一直高於封測材 料市場增速。經過近十年發展，製造材料市場規模已達封測材料市場規模的 1.62 倍。

半導體製造材料主要包括硅片、電子氣體、光掩膜、光刻膠配套化學品、拋光材料、光刻 膠、濕法化學品與濺射靶材等。根據 SEMI 預測，2019 年硅片、電子氣體、光掩膜、光 刻膠配套化學品的銷售額分別為 123.7 億美元、43.7 億美元、41.5 億美元、22.8 億美元， 分別佔全球半導體製造材料行業 37.29%、13.17%、12.51%、6.87%的市場份額。其中， 半導體硅片佔比最高，為半導體製造的核心材料。

轉向區域市場方面，根據 SEMI 統計數據，台灣憑藉其龐大的代工廠和先進的封裝基地， 以 114 億美元連續第九年成為半導體材料的最大消費地區。韓國位列第二，中國大陸位列 第三。韓國，歐洲，中國台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 其他地區和日本市場則實現了個位數的增長。（其他地區被定義為新加坡，馬來西亞，菲 律賓，東南亞其他地區和較小的全球市場。）

半導體材料市場處於寡頭壟斷局面，國內產業規模非常小。相比同為產業鏈上游的半導體 設備市場，半導體材料市場更細分，單一產品的市場空間很小，所以少有純粹的半導體材 料公司。半導體材料往往只是某些大型材料廠商的一小塊業務，例如陶氏化學公司（The DOW Chemical Company），杜邦，三菱化學，住友化學等公司，半導體材料業務只是其 電子材料事業部下面的一個分支。儘管如此，由於半導體工藝對材料的嚴格要求，就單一 半導體化學品而言，僅有少數幾家供應商可以提供產品。以半導體硅片市場為例，全球半 導體硅片市場集中度較高，產品主要集中在日本、韓國、德國和中國台灣等發達國家和地 區，中國大陸廠商的生產規模普遍偏小。

2018年前五大硅片供應商日本信越化學株式會社、株式會社 SUMCO、德國Siltronic AG、 台灣環球晶圓股份有限公司和韓國 SK Siltron Inc.分別佔據全球市場份額的 29%、 25%、 15%、14%和 10%，產值合計佔據超過 93%的市場份額。在中國大陸，僅有上海硅產業 集團、中環股份、金瑞泓等少數幾家企業具備 8 英寸半導體硅片的生產能力，而 12 英寸 半導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徵外，其他原材料 市場亦是如此，我們將於後文進一步闡述。

綜合來看，我國半導體材料產業鏈正歷經從無到有、從弱到強的重大變革，也必將為引發 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 法化學品等做逐一分析。

硅片：市場規模最大的半導體原材料

襯底是具有特定晶面和適當電學，光學和機械特性的用於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、鍺等元素半導體材料為代表的第一代，奠定微電子產業基 礎；以砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP）等化合物材料為代表的第二代，奠定信息產業基 礎；以及以氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）等寬禁帶半導體材料為代表的第三代，支撐 戰略性新興產業的發展。

硅在地殼中佔比約 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 的形式大量存在於沙子、岩石、礦物中，儲量豐富並且易於取得。通常將 95-99%純度的 硅稱為工業硅。沙子、礦石中的二氧化硅經過純化，可製成純度 98%以上的硅；高純度硅 經過進一步提純變為純度達 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，並摻入硼（P）、磷（B）等元素改變其導電能力，放入籽 晶確定晶向，經過單晶生長，製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/石英坩堝的旋轉速度決定了單晶硅錠的尺寸和晶體質量，而 熔體中的硼（P）、磷（B）等雜質元素的濃度決定了單晶硅錠的電特性。單晶硅錠經過切 片、研磨、蝕刻、拋光、外延、鍵合、清洗等工藝步驟，製造成為半導體硅片。在半導體 硅片上可布設晶體管及多層互聯線，使之成為具有特定功能的集成電路或半導體器件產品。 在生產環節中，半導體硅片需要儘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體器件的可靠性。

硅基半導體材料是目前產量最大、應用最廣的半導體材料。根據 SEMI 統計數據，從半導 體器件產值來看，2017 年全球 95%以上的半導體器件和 99%以上的集成電路採用硅作為 襯底材料，而化合物半導體市場佔比在 5%以內。從襯底市場規模看，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。硅襯底銷售額佔比達 85%以上，其主導和核心地位仍不會動搖。

半導體產業鏈的最上游是硅片製造廠，硅片是生產半導體所用的載體，是半導體最重要的 上游原材料。

半導體硅片分類及製造工藝介紹

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硅片市場空間巨大，12 英寸硅片市佔率快速提升

2017 年以來，受益於半導體終端市場需求強勁，下游傳統應用領域計算機、移動通信、 固態硬盤、工業電子市場持續增長，新興應用領域如人工智能、區塊鏈、物聯網、汽車電 子的快速發展，半導體硅片市場規模不斷增長，並於 2018 年突破百億美元大關。根據 SEMI 統計數據，2016 年至 2018 年，全球半導體硅片銷售金額從 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%。

硅片銷售情況受下游半導體市場影響較大，全球硅片出貨面積與半導體銷售額呈強正相關 關係，且波動幅度緊密相關。根據 Wind 統計數據，2019 年第二季度全球硅片出貨面積為 2983 百萬平方英寸，同比下降 5.60%，環比下降 2.33%。根據 Wind 消息，台積電 CEO 魏哲家在 2019 年 Q2 業績披露會上預計下半年業務將大幅強於上半年；3 納米工藝研發 進展良好。我們預計集成電路產業需求有望於 2019 年底走出谷底。因此作為集成電路產 業鏈基礎原材料的硅片需求量短期承壓，隨着下游需求的回暖，未來持續看好。

根據 SEMI 統計數據，就當前市場佔有率最高的 8 英寸硅片和 12 英寸硅片而言：2011 年 開始，8 英寸硅片市場佔有率穩定在 25%-27%。2016 年至 2017 年，由於汽車電子、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，受益於汽車電子、工業電子、物聯網等應用領域的強勁需求， 以及功率器件、傳感器等生產商將部分產能從 150mm 轉移至 200mm，8 英寸硅片繼續保 持 6.25%的增長。

12 英寸硅片方面，自 2000 年全球第一條 12 英寸芯片製造生產線建成以來，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， 由於移動通信、計算機等終端市場持續快速發展，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品。2016 至 2018 年，由於人工智能、 區塊鏈、雲計算等新興終端市場的蓬勃發展，12 英寸硅片繼續保持強勁增長態勢，年均 複合增長率為 7.51%。

轉向國內市場，2008 年至 2013 年，中國大陸硅片市場發展趨勢與全球硅片市場一致。2014 年起，隨着中國各半導體製造生產線投產、製造技術的不斷進步與終端產品市場的飛速發 展，中國大陸半導體硅片市場步入了飛躍式發展階段。根據 SEMI 統計數據，2016 年至 2018 年，中國大陸半導體硅片銷售額從 5.00 億美元上升至 9.96 億美元，年均複合增長 率高達 41.17%，遠高於同期全球增速。

產能逐步釋放，12 英寸硅片仍供不應求

半導體器件大部分是由中游的晶圓代工廠生產，代工廠的產量及稼動率代表了對上游半導 體硅片的需求量。根據 SUMCO 數據，未來 3-5 年內全球 12 寸硅片的供給和需求依舊存 在缺口，並且缺口會隨着半導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 IC insights 提供的數據，前八大晶圓製造廠中有台積電、聯電和力晶來自中國台灣地 區，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，產能已經開始逐步釋放。其中國內新增 26 條晶圓線，有 4 個 8 英寸 產線，其餘均為 12 英寸產線，產能將在 2019 年起逐步釋放。

硅片生產線的建設周期一般為 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大硅片產能不具備快速提升的基礎，在需求快速增長的同時，大尺寸 硅片市場將出現供不應求的局面。根據 SUMCO 和 SEMI 的統計，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，硅片廠商在滿產的狀態下仍不能滿足需求。保守預計到 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。

中國晶圓破局希望—上海硅產業集團

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12 英寸硅片自給率低，未來有望實現國產替換

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

12 英寸硅片則一直依賴於進口，2018 年國內的總需求量為 50 萬片/月，預計到 2018 年 後總需求量為 110-130 萬片/月。目前國內在製作大硅片的超純硅原料、單晶爐、切磨拋 設備、檢測設備等領域均依賴於進口。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，中國本土企業在市 場、政策、資金的推動下開始快速發展，未來有望逐步實現國產替代。

由此可見，國內新增 fab 產能對半導體大硅片的需求非常強勁。但無奈國內自給率非常低， 大部分依賴海外進口，上海硅產業集團的半導體大硅片未來進口替代空間巨大。上海硅產 業集團未來業績主要驅動力為國內新增 fab 產能的增加及公司自身技術的提升。

主要競爭對手分析：群雄割據，集中度持續提升

2018 年全球半導體硅片（包括拋光片、外延片、SOI 硅片）行業銷售額合計為 120.69 億 美元。其中，行業前五名企業的市場份額分別為：日本信越化學市場份額 29%，日本 SUMCO市場份額25%，德國Siltronic市場份額15%，中國台灣環球晶圓市場份額為14%， 韓國 SKSiltron 市場份額佔比為 11%。硅產業集團（含新傲科技）佔全球半導體硅片市場 份額 2.20%。

由於半導體硅片行業具有技術難度高、研發周期長、資金投入大、客戶認證周期長等特點， 全球半導體硅片行業進入壁壘較高，行業集中度高。2018 年，全球前五大半導體硅片企 業合計銷售額 718.78 億元，佔全球半導體硅片行業銷售額比重高達 93%。

2016 年至 2018 年，全球半導體硅片行業集中度持續提高，信越化學、SUMCO、Siltronic、 環球晶圓、SKSiltron 五家企業市場份額從 85%上升至 93%。

日本信越(Shin-Etsu)

信越化學是全球集成電路用硅片製造商巨頭。信越化學工業株式會社作為一家原材料生產 商，從 50 年前推出有機硅製造和銷售以來， “信越有機硅”在全世界所開展的最高品質有 機硅產品的研究和生產業務取得了巨大的業績。為了滿足日益擴大的產品要求，“信越有 機硅”在日本、美國、荷蘭、中國台灣、韓國、新加坡以及中國浙江和上海建立全球範圍 的生產和銷售網絡，以較低的成本向客戶提供高效率的服務。

公司 FY2019 收入為 1594.05 億日元，同比增長 10.59%。毛利 554.06 億日元，對應毛利 率為 34.76%，同比提升 1.57 個百分點。

信越化工目前主要包括六大事業部，分別為 PVC/氯鹼業務（全球第一）、有機硅業務（全 球第四）、特種化學品業務（纖維素衍生物-全球第二、金屬硅、聚乙烯醇等）、半導體硅材 料業務（全球第一）、電子功能材料業務（稀土、封裝材料、LED 塗層、光致抗蝕劑、光 掩膜、合成石英、氧化物單晶、光阻劑-全球第二等）、多元化經營業務（加工塑料、技術 出口、設備、工程）。

日本勝高（Sumco）

日本 SUMCO 前身為成立於 1937 年的 OsakaSpecialSteel 公司，1992 年和 1998 年先後 合併了 Kyushu 電子金屬公司和 SumitomoSitix 集團，1998 年更名為住友金屬工業公司。 1999 年，住友金屬工業與三菱材料和三菱硅材料公司成立 300mm 硅片製造企業——聯合 硅製造公司。2002 年，住友金屬工業的硅製造部門、聯合硅製造公司以及三菱硅材料公 司合併成立住友三菱硅公司，2005 年更名為 SUMCO 集團。

公司的主營業務為半導體硅片的製造，目前產品類型包括高純單晶硅錠、高質量拋光硅片、 AW 高溫退火晶片、EW 外延片、JIW 結隔離硅片、SOI 絕緣體上硅、RPW 再生拋光硅片。 高純拋光硅片、退火晶片和外延片方面可以提供 300mm 大尺寸產品，SOI 硅片可以提供 200mm 尺寸產品。

公司 FY2019 收入為 325.06 億日元，同比增長 24.72%。毛利 114.10 億日元，對應毛利 率為 35.10%，同比提升 8.97 個百分點。

2017 年 8 月，SUMCO 宣布投資約 3.97 億美元增產旗下伊萬里工廠，是近十年來首次大 規模增產，預計於 2019 年上半年將 12 寸硅晶圓的月產能提高 11 萬片。

台灣環球晶圓(GlobalWafer)

環球晶圓的前身為 SAS 中美硅晶製品股份有限公司的半導體事業處，中美硅晶集團於 1981 年成立於新竹科學工業園區，是目前台灣地區最大的 3 寸至 12 寸半導體硅晶圓材料 供應商，同時也提供優質的太陽能晶圓及晶棒。為使旗下事業部各自有更大的成長動能與 更顯著的經營績效，中美硅晶於 2011 年 10 月 1 日完成企業體的獨立分割，正式將半導體 事業處分割獨立而成為環球晶圓股份有限公司。

環球晶圓在台灣、中國大陸、日本與歐美等地均有布局，公司已與日本半導體設備廠 Ferrotec 合作建置上海 8 英寸硅晶圓廠，初期月產能約達 10 萬片。同時，雙方也已洽商 在杭州另行興建 8 英寸廠，初步規劃於 2019 年底時可開始生產。

公司 FY2018 收入為 64.78 億台幣，同比增長 3.38%。毛利 24.72 億台幣，對應毛利率為 39.45%，同比提升 1.69 個百分點。

德國世創(Siltronic)

全球第四大硅晶圓廠商 Siltronic 總部位於德國慕尼黑，公司在德國擁有 150/200/300mm 的產線，在美國有一座 200mm 的晶圓廠，在新加波則擁有 200 和 300mm 的產線。

SiltronicAG 前身是成立於 1968 年的 Wacker-ChemitronicGmbH，1994 年更名為 WackerSiltronicGmbH，2004 年再次更名為 SiltronicAG。Slitronic 是全球首個推出 300mm 晶圓的公司。

目前公司的生產基地位於德國布格豪森、弗萊貝格、美國波特蘭和新加坡。自 2014 年 1 月起，公司與三星成立合資公司（公司持股 78%），在新加坡運行了全球最大的 200mm （23 萬片/月）和 300mm（32.5 萬片/月）硅片廠。

Siltronic 目前為全球前二十大晶圓製造工廠供應硅片，2015 年其中前十大客戶占公司收入 的 65%。在 2008 年公司的產能利用率僅僅為 60%，2016 下半年的產能利用率已經達到 100%。

公司 FY2019 收入為 1.46 億歐元，同比增長 23.73%。毛利 0.63 億歐元，對應毛利率為 43.38%，同比提升 11.93 個百分點。

韓國 LGSiltron

LG Siltron 是 LG 旗下製造半導體芯片基礎材料半導體硅晶片的專門企業。LG Siltron 是韓 國國內唯一一家本土半導體硅片生產商，公司成立於 1993 年。1991 年公司合併了韓國 Lucky Advanced Materials 的硅片業務部門，1995 年合併了韓國 Dongyang Electronic Metals 的硅片部門。1996 年推出商業化量產的 200mm 硅片，2002 年推出 300mm 硅片， 2014 年推出 450mm 硅片。SK 集團於 2017 年 1 月份收購了 LGSiltron51%的股份，以此 打入半導體材料和零件領域。

公司 FY2018 收入為 1346.19 億韓元，同比增長 44.27%。毛利 428.49 億韓元，對應毛利 率為 31.83%，同比提升 13.92 個百分點。

電子特氣：衡量半導體技術的核心產品

電子特氣應用於 IC 製造多個環節

氣體是工業經濟發展的血液，覆蓋社會生產的各個領域，牽動着科學技術的發展。電子氣 體是指用於半導體及其它電子產品生產的氣體。與傳統的工業氣體相比，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。特種氣體是隨着電子行業的興起而在 工業氣體門類下逐步細分發展起來的新興產業，廣泛應用於集成電路、顯示面板、光伏能 源、光纖光纜、新能源汽車、航空航天、環保、醫療等領域。中國電子氣體的發展對我國 半導體芯片產業的發展起着至關重要的作用，也直接關係到國民經濟發展和國家戰略安全。

電子氣體在多個集成電路製造環節具有重要作用，尤其在半導體薄膜沉積環節發揮不可取 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，應用領域廣泛。根據 SEMI 統計數據，電子特種氣體在半導體整個 製程應用中成本佔比僅為 5%~6%，但是由於其品種繁多，在半導體製程工藝中覆蓋廣泛， 因此成為衡量半導體技術的核心產品。在製備特種氣體供應環節所涉及的市場依然是國內 外公司積極布局的方向。

特種氣體分類及生產工序

特種氣體的分類方式很多種，例如按照氣體本身化學成分可分為：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、發光二極管用氣體、刻蝕氣體、化學氣相沉積（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）既屬於硅系氣體， 又屬於外延氣體，同時在化學氣相沉積(CVD)中也存在應用。

特種氣體的主要生產工序包括氣體合成、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，通過化學反應得到 氣體粗產品。氣體純化是通過精餾、吸附等方式將粗產品精製成更高純度的產品。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。 氣瓶處理是根據載氣性質及需求的不同，對氣瓶內部、內壁表面及外觀進行處理的過程， 以保證氣體存儲、運輸過程中產品的穩定。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，特種氣體提純是製備工藝的核心技術壁壘。特種氣體純度的提高，能 夠有效提高電子器件生產的良率和性能。電子特氣中水汽、氧等雜質組易使半導體表面生 成氧化膜，影響電子器件的使用壽命，含有的顆粒雜質會造成半導體短路及線路損壞。而 伴隨半導體工業的不斷發展，產品的生產精度越來越高。以集成電路製造為例，其電路線 寬已經從最初的毫米級，到微米級甚至納米級，對應用於半導體生產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，工藝更為複雜。

2）氣體雜質檢測和監控。隨着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 級已經發展到 ppt 級。目前國外電子氣體的分析己經 經歷了離線分析、在線分析(on-line)，原位分析(insitu)等幾個階段。對於高純度電子氣體 的分析，國外已開發出系統完整的分析測試方法和現場分析儀器。而由於我國電子特氣行 業一直重生產而輕檢測，因此分析方法和分析儀器同國外廠商相比都比較落後。

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量的 氣體包裝儲運容器、以及相應的氣體輸送管線、閥門和接口，確保避免二次污染。而我國 加工工藝整體落後以及不符合國際規範，市場主要被國外公司佔據。國內電子特氣純度仍 有待提升。目前國外電子特氣的純度一般在 6 個“9”（即 99.9999%），而國內多在 4—5 個“9”之間，少數能達到 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，特氣國產化勢在必行

國內特種氣體於 20 世紀 80 年代隨着國內電子行業的興起而逐步發展，並且隨着醫療、食 品、環保等行業的發展應用領域和產品種類不斷豐富，由於技術、工藝、設備等多方面差 距明顯，發展初期特種氣體產品基本依賴進口。

根據卓創資訊數據，隨着技術的逐步突破，國內氣體公司在電光源氣體、激光氣體、消毒 氣等領域發展迅速，但與國外氣體公司相比，大部分國內氣體公司的供應產品仍較為單一， 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 公司的市場佔比超過 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、林德集團分別佔比 25%、23%、17%、16%、7%，國內氣體公司僅占 12%。

自 20 世紀 80 年代中期特種氣體導入中國市場，中國的特種氣體行業已經經過了 30 年的 發展和沉澱，隨着不斷的經驗積累和技術進步，業內領先企業已在部分產品上實現突破， 達到國際通行標準，逐步實現了進口替代，特種氣體國產化具備了客觀條件。在需求層面， 國內近年連續建設了多條 8 寸、12 寸大規模集成電路生產線、高世代面板生產線等，為 保障供貨穩定、服務及時、控制成本等，特種氣體國產化的需求迫切。此外，近年來國家 相繼發布《“十三五”國家戰略新興產業發展規劃》、《新材料產業指南》等指導性文件， 旨在推動包括特種氣體在內的關鍵材料國產化。因此，在技術進步、需求拉動、政策刺激 等多重因素的影響下，特種氣體國產化勢在必行。

華特股份：特種氣體國產化先鋒

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化學機械拋光（CMP）：平坦化主要工藝

化學機械拋光工藝簡介

化學機械拋光技術(CMP)是集成電路製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、又無劃痕和雜質玷污的表面而專門設計的。與傳統的純機械或純化學的 拋光方法不同，CMP 工藝是通過表面化學作用和機械研磨的技術來實現晶圓表面微米/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，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，藉助納米磨料的機械研磨作用與各類化學試劑的化學作用之間的高度有機結合，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。根據不同工藝製程和 技術節點的要求，每一片晶圓在生產過程中都會經歷幾道甚至幾十道的 CMP 拋光工藝步 驟。

CMP 的主要檢測參數包括研磨速率、研磨均勻性和缺陷量。研磨速率是指單位時間內圓 片表面材料被研磨的總量。研磨均勻性又分為圓片內研磨均勻性和圓片間研磨均勻性。圓 片內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 用於表示不同圓片在同一條件下研磨速率的一致性。對於 CMP 而言，主要的缺陷包括表 面顆粒、表面刮傷、研磨劑殘留等，它將直接影響產品的成品率。

CMP 工藝後的器件材料損耗要小於整個器件厚度的 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。隨着器件特徵尺寸的不斷縮小，缺陷對 於工藝控制和最終良率的影響愈發的明顯，降低缺陷是 CMP 工藝的核心技術要求。

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

拋光墊：CMP 工藝技術核心

拋光墊是輸送和容納拋光液的關鍵部件，在化學機械拋光的過程中，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域；2）將拋光後的反應物、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，以便化學反應充分進行；4）保持拋光 過程的平穩、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；按材質可分為聚氨酯拋光墊、 無紡布拋光墊和複合型拋光墊；按表面結構可分為平面型拋光墊、網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拋光墊和軟質拋光墊兩種。一般，硬質的拋光墊 可較好地保證工件表面的平整度和較高的材料去除率，軟質的拋光墊可獲得加工變質層和 表面粗糙度都很小的拋光表面。其中，硬質拋光墊包含有各種粗布墊、纖維織物墊、聚乙 烯墊等，軟質包含有各種絨毛墊、聚氨酯墊和細毛氈墊等。

由於 CMP 基於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於 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層都很小的光滑表面，但其接 觸表面容易發生變形，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 的效率和質量有着密切關係：（1）拋光墊硬度很大程度上決定 着其面形精度的保持能力，較硬的拋光墊有利於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量和較淺的加工變質層。（2）拋光墊的彈性模量和剪切模量是影 響加工性能的關鍵因素。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着 密切關係。

為達到高的拋光效率，拋光墊應對工作表面凸起部分進行選擇性去除，而且儘可能避免與 表面凹陷部分發生作用。可壓縮性好的拋光墊可避免與凹區表面發生接觸，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於拋光表面材 料的均勻去除，因而可壓縮性應控制在適當範圍。

拋光液：CMP 技術中成本最高的部分

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，防鏽，清 洗和增光性能，並能使金屬製品超過原有的光澤。產品性能穩定、無毒，對環境無污染。 拋光液的主要產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，經特殊工藝生產的一種高純度低金 屬離子型拋光產品。廣泛用於多種材料納米級的高平坦化拋光，如：硅晶圓片、鍺片、化 合物半導體材料砷化鎵、磷化銦，精密光學器件、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。

在化學機械拋光過程中，拋光液與晶片之間發生化學反應，在晶片表面形成一層鈍化膜, 然後由拋光液中的磨料利用機械力將反應產物去除，所以拋光液對拋光效率和加工質量有 着重要影響。

CMP 拋光液的主要成分一般包括：去離子水、磨料、pH 值調節劑、氧化劑、抑製劑和表 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，導致加工表面粗糙度加大，表面平整度降低； 當流速較大時，能夠使反應產物及時脫離加工表面，還可以降低加工區域的溫度，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採用較小的 流速，隨着加工區域溫度的升高，流速逐漸提升至平均值，最後階段採用較大的流速。

技術進步為 CMP 拋光材料帶來增長機會

半導體集成電路技術不斷進步，必然出現多種新技術和新襯底材料，這些新技術和新襯底 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 技術變革，也會使 CMP 拋光步驟近乎翻倍。即 使是同一技術節點，不同客戶的技術水平和工藝特點不同，對拋光材料的需求也不同。

CMP 材料國產率低，進口替代空間大

根據 IC Insights 統計數據，2018 年全球 CMP 拋光材料市場規模為 20.1 億美元，其中拋光 液和拋光墊市場規模分別為 12.7 億美元和 7.4 億美元，中國拋光液市場規模約 16 億人民 幣，預計 2017-2020 年全球 CMP 拋光材料市場規模年複合增長率為 6%。

拋光墊一家獨大，拋光液美日壟斷

根據立鼎產業研究中心數據，CMP 拋光墊市場主要供應商為美國陶氏化學，市場份額高 達 79%，陶氏的 20 英寸拋光墊佔據了 85%的市場份額，30 英寸的市佔率則更高。排名 第二的是美國 Cabot 公司，所佔市場份額為 5%，其次是 ThomasWest、FOJIBO、JSR， 所佔市場份額分別為 4%、2%、1%。國內企業在該領域基本沒有話語權。如同其他的半 導體核心原材料，CMP 拋光墊具有技術門檻高、客戶認證周期長、供應鏈上下游利益聯 繫緊密、行業集中度高、產品更新換代快的特徵。這就大大加大了該行業的進入門檻和產 品附加值。

陶氏化學成立於 1987 年，是一家以科技為主的跨國性公司，陶氏在世界 50 多個國家和 地區建有工廠。主要研製及生產系列化工產品、塑料及農化產品，其產品廣泛應用於建築、 水凈化、造紙、藥品、交通、食品及食品包裝、家居用品和個人護理等領域。公司業務涉 及 180 個國家和地區。

2018 年，陶氏化學公司的營收 603 億美元，比 2017 年的 555 億美元增長了 9%。陶氏化 學的主要經營業務有塗料和性能單體、建築化學品、消費者解決方案、作物保護、電子與 成像、能源解決方案、碳氫化合物和能源、工業生物科學、工業解決方案、營養與健康、 包裝和特種塑料、聚氨酯和 CAV、安全與施工等。

在電子與成像業務(Electronics&Imaging)中，陶氏化學提供廣泛的半導體和高級封裝材料 組合，包括化學機械平面化（CMP）墊和漿、光刻用光阻劑和高級塗層、用於後端高級芯 片封裝的金屬化解決方案以及用於發光二極管（LED）封裝和半導體 AP 的硅酮。2018 年，電子與成像業務收入 26.15 億美元，佔總營收的 4.71%。

拋光液方面，長期以來，全球化學機械拋光液市場主要被美國和日本企業所壟斷，包括美 國的 CabotMicroelectronics、Versum 和日本的 Fujimi 等。根據公司年報，美國的 Cabot 全球拋光液市場佔有率最高，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展，地區本土化自給率提升。

Cabot 是全球領先的化學機械拋光液供應商和第二大化學機械拋光墊供應商。2018 年度， Cabot 銷售總收入 5.9 億美元，其中，鎢拋光液、電介質拋光其他金屬拋光液銷售收入 4.61 億美元，總佔比 78.28%，分別佔比 42.88%、23.65%、11.75%。與 2017 相比，鎢拋光 液、電介質拋光液、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 的客戶主要來自於亞洲，亞洲的營業收入份額佔到了全部市場的 79.85%， 其次是美國和歐洲，分別佔到了總營業收入的 13.39%、6.76%。

根據安集微電子招股說明書，國內市場芯片用拋光液主要由 Cabot、陶氏化學、Fujim 和 安集微電子等主導。2017 年，國外廠商的銷量市場總佔有率超過 65.7%，呈現寡頭壟斷 的格局。2017 年，中國 CMP 拋光液產量達到了 538 萬升，預計 2025 年將達到 4100 萬 升，2017 年產值為 1.37 億元，預計 2025 年達到 10 億元，2018-2025 年複合增長率為 21.9%。

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

鼎龍股份是我國拋光墊行業龍頭

湖北鼎龍控股股份有限公司創立於 2000 年，是一家從事集成電路芯片及製程工藝材料、 光電顯示材料、打印複印耗材等研發、生產及服務的國家高新技術企業。

鼎龍股份主營業務具體細分為：打印複印通用耗材業務和光電半導體工藝材料業務。其中：

打印複印通用耗材業務主要產品包括：彩色聚合碳粉、耗材芯片、顯影輥、通用硒鼓、膠 件等；光電半導體工藝材料業務為公司近年新的業務延展方向，主要產品包括：化學機械 CMP 拋光墊、清洗液及柔性顯示基材 PI 漿料的研發、生產製造及銷售。

鼎龍建成國內唯一、國際先進的集成電路芯片 CMP 拋光墊產研基地

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安集科技突破國外 CMP 拋光液壟斷局面

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光掩膜：半導體製造的重要環節

光掩膜一般也稱光罩、掩膜版，是微電子製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，並通過曝光將圖形轉印到產品基板上。光掩膜主要 由兩部分組成：基板和不透光材料。作為半導體、液晶顯示器製造過程中轉移電路圖形“底 片”的高精密工具，光掩膜是半導體製程中非常關鍵的一環。

光掩膜上游主要包括圖形設計、光掩膜設備及材料行業，下游主要包括 IC 製造、IC 封裝、 平面顯示和印製線路板等行業，應用於主流消費電子、筆記本電腦、車載電子、網絡通信、 家用電器、LED 照明、物聯網、醫療電子等終端產品。

光掩膜產業位於電子信息產業的上游，其主導產品光掩膜是下游電子元器件製造商（生產 製造過程中的核心模具，起到橋樑和紐帶的作用，電子元器件製造商的產品則廣泛應用於 消費電子、家電、汽車等電子產品領域。

光掩膜工藝簡介

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寡頭壟斷嚴重，國內企業僅能滿足中低檔需求

根據清溢光電招股說明書數據，半導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 三家佔據 80%以上的市場份 額。我國的光掩膜版行業僅能夠滿足國內中低檔產品市場的需求，高檔光掩膜版則由國外 公司直接提供。近年來，我國光掩膜市場規模保持穩步增長，2015 年我國光掩膜版需求 市場規模為 56.7 億元，2016 年國內需求市場規模增長至 59.5 億元，規模較上年同期增 長 4.9%。

根據清溢光電招股說明書數據，從需求上看，我國掩膜版需求增長穩定，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，年複合增長 率達到 9.41%。從供給上看，2011 年我國光掩膜版生產規模為 0.87 萬平方米，2016 年 生產規模增長至 1.69 萬平方米，複合增長率達到 14.20%。

清溢光電：國內光掩膜領跑者

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濕電子化學品：細分產品繁多，應用領域廣泛

濕電子化學品，又稱工藝化學品或超凈高純試劑。其種類繁多，應用廣泛，是微電子、光 電子濕法工藝製程中使用的各種電子化工材料。作為電子技術與化工材料相結合的創新產 物，具有技術門檻高、資金投入大、產品更新換代快等特點。超凈高純試劑一般要求塵埃 顆粒粒徑控制在 0.5µm 以下，雜質含量低於 ppm 級（ 10-6 為 ppm，10-9 為 ppb，是 10-12 為 ppt）的化學試劑，是化學試劑中對顆粒粒徑控制、雜質含量要求最高的試劑。目前廣 泛運用於半導體、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節。

濕化學品的製備必須嚴格遵守國際半導體材料和設備組織（SEMI）的標準，SEMI 根據應 用領域的不同制定了相應的超純實際的要求等級，其中包含了對金屬雜誌、顆粒大小、顆 粒個數、適應 IC 線寬範圍等指標做出了規定。G1 等級屬於低端產品，G2 屬於中低端， G3 屬於中高端產品，G4 和 G5 則屬於高端產品。

主要應用於半導體、平板顯示、太陽能電池等領域

濕電子化學品按用途主要分為通用化學品和功能性化學品。其中通用化學品是指單一的高 純試劑，在集成電路、液晶顯示器、太陽能電池、LED 製造工藝中被大量使用，主要包含 是各種酸鹼和溶劑。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；鹼類包含：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、環己烷、三氯乙烷、三氯乙烯等。功能性化學品指通過復配手段 達到特殊功能、滿足製造中特殊工藝需求的配方類或復配類化學品，主要包括顯影液、剝 離液、清洗液、刻蝕液等。

按應用領域劃分的濕電子化學品主要集中在半導體、平板顯示、太陽能電池等多個領域。 即按下游產品應用的工藝環節分，主要包含平板顯示製造工藝的應用、半導體製造工藝的 應用及太陽能電池板製造工藝的應用。其中平板顯示製造領域對濕電子化學品的需求量最 高，半導體製造工藝用濕電子化學品是技術要求最高，主要集中 SEMI3、G4 的標準。國 內目前有少數企業產品技術可達到 G2 的等級，部分公司完成 G3 等級產品的送樣。

半導體用濕化學品工藝技術要求最高

根據下遊行業的技術要求，半導體製造工藝用濕電子化學品的要求最高，一般在 G3 級以 上。半導體工業線寬的要求逐漸提升也促使相應配套的濕電子化學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展方向之一。半導體產業分為集 成電路和分立器件兩大分支，根據工藝流程主要分為芯片設計、前段晶圓製作和後段封裝 測試。前段晶圓製作是整個半導體製造的核心工藝，而其中光刻和蝕刻技術是晶圓製作的 關鍵技術，其所需的濕電子化學品的技術要求非常之高通常達到 G3，G4 級以上。

在整個晶圓製造的過程中，濕電子化學品自始至終需要參與晶圓製造中出現的清洗、光刻、 蝕刻等工藝流程。在半導體集成電路的製造流程中，濕電子化學品主要參與半導體集成電 路前段的晶圓製造環節，也是技術要求的最高環節。並且隨着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，對濕電子化學品的技術水平要求也更高。同時，為了 能夠滿足芯片尺吋更小、功能更強大、能耗更低的技術性能要求，高端封裝領域所需的濕 電子化學品技術要求也越來越高。

半導體集成電路製造工藝用超凈高純試劑是濕電子化學品下遊行業技術的要求的最高水 平。其次是平板顯示領域。在半導體生產過程中，大規模集成電路工藝有幾十道工序，工 藝製造過程中的空氣、水、各種氣體、化學試劑、工作環境、電磁環境噪聲以及微振動、 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、無機離子、有機物質、微生物以及氣體雜質等物質。而這些污染物都需要相關的超凈 高純試劑去除。當污染物數量超過一定限度時，就會使集成電路產品發生表面擦傷、圖形 斷線、短路、針孔、剝離等現象。這會導致漏電、電特性異常等情況，輕者影響電路使用 壽命，嚴重時可導致電路報廢。

國外濕電子化學品發展現狀：歐美日佔據主要市場份額

在全球範圍內，歐、美、日是濕電子化學品的主要供應商。根據智研諮詢數據，歐美傳統 濕電子化學品企業佔據約 33%的市場份額，代表企業有德國巴斯夫公司、美國亞什蘭集團、 德國 e.merck 公司、美國霍尼韋爾公司等。這些老牌化工企業擁有極強的技術優勢，產品 等級可達到 SEMI G4 及以上級別，與半導體製造業發展幾乎保持同一步調；第二板塊是 由日本的十家左右的濕電子化學品企業佔據全球市場份額的約 27%，日本化工業的發展雖 然晚於歐美的老牌企業，但發展速度快，目前工藝技術水平基本與歐美企業持平。

目前，濕電子化學品行業及高端市場主要由歐美和日本企業佔主導；第三板塊是由韓國和 大中華地區的濕電子化學品市場所佔領，約佔市場份額的 38%。韓國和台灣地區的濕電子 化學品生產技術和工藝水平較高，在高端市場領域可與歐美和日本生產技術相競爭。中國 大陸的濕電子化學品企業與世界整體水平目前還有一定的差距。

根據智研諮詢數據，國際上的大型濕電子化學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 年這幾家產能佔全球的 80%。通過研究發達國家化學試劑行業的 經營模式，例如美國、德國、日本、瑞士等國家。化學試劑行業的發展要經歷三個階段。 第一個階段，企業需要通過自主經營實現產品的自產自銷；第二個階段，向配套設備、試 劑、服務方向發展，實現全產品線供應；第三個階段，國際化學試劑大型企業的研發能力、 營銷網絡及資金實力在競爭中優勢明顯，行業呈現結盟合作、重組兼并的格局，市場集中 度迅速提升。

國內濕電子化學品市場增長迅速，未來空間廣闊

在國內市場上，外資依舊佔有較大份額，濕電子化學品主要被歐美、日韓企業、台灣的企 業所佔據。近幾年中國大陸、中國台灣和韓國在濕電子化學品生產能力和工藝水平發展迅 猛，有與歐美和日本同類企業相競爭的趨勢，此外在市場上佔有的份額也逐漸變大。中國 大陸在濕電子化學品的發展方面，尤其是高端市場的發展潛力最大。最近幾年中國大陸企 業開始發力，體現在向高端 IC 應用的逐漸邁進。目前中國大陸的濕化學品廠商如蘇州晶 瑞生產的雙氧水、氨水、硝酸已達到 SEMI G5 的標準；上海新陽生產的電鍍硫酸銅溶液 已經能在 8~12 英寸的產線中應用；凱聖氟已經可以提供 12 寸產線的氫氟酸；格林達化 學生產的正膠顯影液不僅填補了國內空白，還大量出口海外。

根據瞻產業研究院數據，我國濕電子化學品市場規模十年期間由 2009 的 15.02 億元到 2018 年的 79.62 億元，年複合增長率為 20.36%。2018 年，國內濕電子化學品需求量約 90.51 萬噸。到 2020 年，我國濕電子化學品市場規模有望超過 105.00 億元，需求量將達 到 147.04 萬噸，複合增長率有望達到 27.46%。三大行業的需求量都會不同程度增加，面 板行業需求量約 69.10 萬噸，半導體領域需求量為 43.53 萬噸，太陽能市場需求約 34.41 萬噸。

目前國內濕電子化學品主要通過進口為主，中國在濕電子化學品行業的研究基礎和生產工 藝相比較發達國家來說有一定程度的落後，長時間無法實現高端產品的生產技術，國內 80% 的產品都以高價進口為主，國內 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，國內面板廠商快速擴大生產，因此對上游的濕電子化學品需求逐漸增大， 擴大了濕電子化學品的生產，其中液晶面板對濕化學品的需求最大。未來太陽能電池行業 的產量將會預期增加，對濕電子化學品的需求也會持續增加。與進口國外產品相比，我國 濕電子化學品具有明顯的價格優勢，並且減少了運輸成本，可以解決及時供貨的需求。國 內的部分企業通過多年的積累在產品的研發上取得了突破性的進步。逐漸打破了國外技術 壟斷的局面縮小了與外國企業的差距，未來進口替代具有廣闊發展空間。

近年來，我國龍頭企業發展迅速，資金投入量大，自主創新能力強，有望躋身高端市場。

光刻膠：微細圖形加工的關鍵

光刻膠技術原理及分類

光刻膠是由光引發劑（包括光增感劑、光致產酸劑）、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後，其溶解度會發生變化。光刻膠具有光化學敏感性，其經過 曝光、顯影、刻蝕等工藝，可以將設計好的微細圖形從掩膜版轉移到待加工基片。光刻膠 目前被廣泛運用在加工製作廣電信息產業的微細圖形路線，作為微細加工技術的關鍵性材 料，其在 PCB、LCD 和半導體晶圓加工生產中起到重要作用。由於受到現有技術的制約， 市場中的各類產品被外企佔據了主導地位，國產企業正在謀求發展之路。

光刻膠可依據不同的產品標準進行分類。按照化學反應和顯影的原理，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於顯影液，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於顯影液，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，由於負性光刻膠在顯影時容易發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用更為廣泛。

根據感光樹脂的化學結構來分類，光刻膠可以分為光聚合型、光分解型和光交聯型三種類 別。光聚合型，可形成正性光刻膠，是通過採用了烯類單體，在光作用下生成自由基從而 進一步引發單體聚合，最後生成聚合物的過程；光分解型光刻膠可以製成正性膠，通過采 用含有疊氮醌類化合物的材料在經過光照後,發生光分解反應的過程。光交聯型，即採用聚 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，並使鏈與鏈之 間發生交聯，形成一種不溶性的網狀結構，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。

按照應用領域的不同，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、半導體用光刻膠和其他用途光刻膠。PCB 光刻膠技術壁壘相對其他兩類較低， 而半導體光刻膠代表着光刻膠技術最先進水平。

行業壁壘明顯，三大板塊助推蓬勃發展

光刻膠所屬產業鏈覆蓋範圍廣泛，從上游的基礎化工材料行業和精細化學品行業，到中游 光刻膠製備，再到下游電子加工商和電子產品應用終端。光刻膠是微電子領域微細圖形加 工核心上游材料，佔據了電子材料至高點。

光刻膠專用化學品具有市場集中度高、技術壁壘高、客戶壁壘高的特點。相同用途的光刻 膠需要大量投資，行業退出壁壘較大，同時光刻膠專用化學品相似特徵較多，例如品種多， 用量少，品質要求高等特點。又由於市場相比下遊行業的市場份額小，因此行業的集中度 高；光刻膠用於微小圖形的加工，生產工藝複雜，技術壁壘較高。光刻膠主要參數包含分 辨率、對比度、敏感度相關因素，同時還需要考慮其粘滯性黏度和粘附性。分辨率的技術 參數用來衡量形成的關鍵尺寸問題；對比度是用來衡量光刻膠從曝光區到非曝光區的陡度； 敏感度是用來描述良好圖形品質的所需波長光的最小能量值。

多重技術因素綜合考慮使光刻膠的技術壁壘較高；光刻膠的客戶壁壘較高。市場上光刻膠 產品的更新速度較快，光刻膠廠家為了實現技術保密性，從而會與上游的原料供應商保持 密切合作關係，共同研發新技術，增大了客戶的轉換成本。因此光刻膠行業的上下游合作 處於互相依賴互相依存的關係，使得客戶的進入壁壘較高。

隨着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，製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 基本被日本和美國企業所壟斷。

半導體光刻膠：內資企業市場份額低，發展潛力大

光刻膠的質量和性能對集成電路性能、成品率及可靠性有至關重要的影響。一般的半導體 光刻過程需要經歷硅片表面清洗烘乾、塗底、旋塗光刻膠、軟烤、對準曝光、中烘，顯影、 硬烤、蝕刻、檢測等過程。半導體光刻膠根據曝光波長可分為 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，這樣才能應對下游半導體產品小型化、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）或催化交聯劑與成膜樹脂發生交聯反應（負 膠）；在發生上述反應之後，酸又被重新釋放出來，繼續起催化反應。半導體光刻膠和 PCB 光刻膠以及 LCD 光刻膠的構成基本類似，由光刻膠樹脂和光引發劑組成。但半導體光刻 膠在性能和價格方面遠高於其他兩類，對樹脂和引發劑在性能、質量和規格等方面的要求 極其嚴格。

根據SEMI數據，2016年全球半導體用光刻膠及配套材料市場分別達到14.5億美元和19.1 億美元，分別較 2015 年同比增長 9.0%和 8.0%。2017 和 2018 年全球半導體用光刻膠市 場已分別達到 16.0 億美元和 17.3 億美元。隨着 12 寸先進技術節點生產線的興建和多次 曝光工藝的大量應用，193nm 及其它先進光刻膠的需求量將快速增加，2019 年，全球半 導體光刻膠市場將達到 17.7 億美元。

半導體光刻膠作為光刻膠中最高端的組成部分，我國本土企業目前僅佔有較低的市場份額。 根據中國產業信息網數據，2017 年我國半導體光刻膠在市場份額佔全球 32%，居全球第 一位。然而適用於 6 英寸硅片的 g/i 線光刻膠的自給率約為 20%，適用於 8 英寸硅片的 KrF 光刻膠的自給率不足 5%，而適用於 12 寸硅片的 ArF 光刻膠則完全依靠進口。目前國 內半導體光刻膠的市場主要被日本、美國企業所佔據，主要體現在高分辨率的 KrF 和 ArF 光刻膠核心技術基本被壟斷，產品也出自壟斷公司。半導體光刻膠在三大產業 PCB 光刻 膠、LCD 光刻膠和半導體光刻膠中的市場份額僅為 2%，突出體現了我國半導體光刻膠行 業的短板。

中國半導體市場全球增速最快，世界半導體產業向中國轉移。根據美國半導體產業協會統 計的數據，2018 年全球半導體市場規模為 4691 億美元，同比增長 15.80%，增長貢獻主 要來自於中國；2018 年中國半導體市場規模為 1581.6 億美元，增速達 21.92%，佔全球 市場的 32%。半導體產能正持續向亞太地區尤是中國大陸地區轉移，同時隨着 5G、消費 電子、汽車電子等下游產業的進一步興起，預計中國半導體產業規模將會進一步增長。近 些年全球半導體廠商在中國大陸投設多家工廠，如台積電南京廠、聯電廈門廠、英特爾大 連廠、三星電子西安廠、力晶合肥廠等。諸多半導體工廠的設立，也拉動了國內半導體光 刻膠市場需求增長。

半導體光刻膠市場超過 90%市場份額被日本住友、信越化學、JSR、TOK、美國陶氏等 公司佔據，國內半導體光刻膠技術與國外先進技術差距較大。目前我國半導體光刻膠生產 和研發企業僅有五家，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 線光刻膠產品開發及 產業化”，率先在全國範圍內實現 I 線光刻膠的量產，目前正膠產能 100 噸/年、厚膜光刻 膠產能 20 噸/年，248nm（KrF）光刻膠進入中試階段；北京科華可實現 I 線光刻膠產能 500 噸/年、248nm（KrF）光刻膠產能 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 25 噸 193nm（ArF 干 式和浸沒式）光刻膠生產線，該啟動項目已獲得國家 02 專項正式立項。

LCD 光刻膠：下游面板產能刺激 LCD 光刻膠穩定發展

面板光刻膠在 LCD 的加工中主要用於製作顯示器像素、電極、障壁、熒光粉點陣等。在 加工製作大屏幕、高分辨率平板顯示器的過程中，為了縮小印製精度誤差，只有通過光刻 技術來實現。在 LCD 製造中，圖形加工大多使用紫外正性光刻膠，即由感光膠、鹼溶性 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，在遇水後會產生沉澱，受熱和光發生分解，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，具有良好的塗覆均勻性。

LCD 光刻膠技術壁壘較高，目前 LCD 光刻膠市場主要被日韓廠商壟斷。LCD 光刻膠技術 壁壘高，長期被外國壟斷。根據中國產業信息網數據，TFT 正性光刻膠主要生產廠家有日 本東京應化（TOK）、美國羅門哈斯、韓國 AZ 和 DONGJIN SEMICHEM、台灣永光化學； 彩色光刻膠市場主要由日本、韓國廠商壟斷，主要生產商有 JSR、LG 化學、CHEIL、TOYO INK、住友化學、奇美、三菱化學，七家公司佔全球產量逾 90%；黑色光刻膠行業的集中 度更高，日本、韓國仍為主要生產地區，主要生產商有 TOK、CHEIL、新日鐵化學、三菱 化學、ADEKA，佔全球產量亦超過 90%。

國外市場狀況：歐美日長期壟斷，國產替代之路任重道遠

進入 20 世紀以來，光刻膠進入了高速發展的階段，全球光刻膠的產值從 2010 年 55.5 億 美元增長至 2018 年的約 85.5 億，年複合增長率約為 6%。據 IHS 預測，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模可超過 100 億美元。

光刻膠產能集中於歐美日等國家，2018 年前五大廠商佔據全球市場約 87%的市場份額。 根據 SEMI 數據，日本的光刻膠行業形成龍頭領跑的狀態，日本 JSR、東京應化、日本信 越與富士電子材料市佔率合計達到 72%。大陸內資企業所佔市場份額不足 10%。光刻膠 下游應用較為平均，PCB、LCD、半導體光刻膠及其他佔比基本都在 25%左右。

國內發展趨勢：高端領域研發迫在眉睫，政策支持響應

近幾年全球光電產業、消費電子產業、半導體產業向我國轉移的趨勢愈加明顯，隨着下游 產品 PCB、LCD、半導體等產業迅速發展，國內市場對半導體的需求量迅猛增加。並且我 國光刻膠行業發展和起步時間較晚，應用結構較為單一，主要集中於 PCB 光刻膠、 TN/STN-LCD 光刻膠中低端產品。高端產品則需要從國外大量進口，例如 TFT-LCD、半 導體光刻膠等。

根據中國產業信息網數據，從下游市場應用結構來看，我國PCB光刻膠產值佔比為94.4%， 而 LCD 和半導體用光刻膠產值佔比分別僅為 2.7%和 1.6%。2015 年中國光刻膠行業前五 大外資廠商市佔率已達到 89.7%，分別為台灣長興化學、日立化成、日本旭化成、美國杜 邦及台灣長春化工。相較之下，中國企業市場份額不足 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。

為鼓勵光刻膠產業發展、突破產業瓶頸，我國出台了多項政策支持半導體行業發展，為光 刻膠產業的發展提供了良好的環境氛圍。

投資建議

國內晶圓廠製造產能的增加帶動上游半導體材料需求。半導體產業是現代信息技術的基礎， 而半導體材料作為半導體產業的直接上游，未來具備一定的國產替代空間。近年來，國內 半導體晶圓廠的建設進程加快，晶圓廠建成之後，日常運行對半導體原材料的需求大幅增 加。晶圓製造廠的產能增加將帶動半導體材料的需求持續增加。半導體材料相對於半導體 設備，周期性波動相對較弱，晶圓製造廠建成之後對半導體材料的需求會相對持續穩定。

中芯國際、華虹半導體等晶圓廠先進制程的成熟穩定帶動上游半導體材料的技術進步。8 月 8 日，國內最大的晶圓代工廠中芯國際（SMIC）發布了 2019 年 Q2 季度財報，宣布公 司 14nm 工藝已進入客戶風險量產。在第二季度財報中，趙海軍博士和梁孟松博士表示， 中芯國際 FinFET 工藝研發正持續加速，14nm 已經進入客戶風險量產階段。首批 14nm 客戶包括汽車電子等領域，目前總計已有超過十個客戶採用中芯國際 14nm 工藝流片，年 底將有小批量出貨，屆時將會貢獻一定比例營收，而大規模出貨預計會在 2021 年。

我們認為參考國內 LED、LCD、光伏產業鏈，隨着三安光電、京東方、隆基股份等一批 產業巨頭的成熟穩定，也會拉動上下游配套半導體設備、原材料發展壯大。隨着中芯國際 14nm 先進工藝製程的成熟穩定，也必將會帶動上游配套半導體原材料的發展壯大。

日韓半導體材料事件為國產半導體產業鏈敲響警鐘，國內集成電路產業將會更加重視半導 體設備和半導體材料等上游環節。根據半導體行業協會的統計，2018 年在國內半導體制 造環節國產材料的使用率不足 15%，先進工藝製程和先進封裝領域，半導體材料的國產 化率更低，本土材料的國產替代形勢依然嚴峻，且部分產品面臨嚴重的專利技術封鎖。未 來國內半導體產業的進口替代，沒有半導體材料的自主創新，半導體產業的發展也是空中 樓閣。沒有實現材料與設備在內的產業配套環節的國產替代，我國半導體產業的發展將受 制於人。

據新華網 18 年 3 月 1 日訊，大基金二期擬募集 1500 億-2000 億元人民幣，中央財政、國 有企業和地方政府等都有望出資；在大基金一期中對製造、設計、封測、裝備材料的投資 佔總投資的比重分別為 63%、20%、10%、7%，可以看出大基金一期還是主要布局國內 的半導體製造產業，希望通過半導體製造業的發展來帶動整個產業鏈的發展。

考慮到半導體材料和半導體設備作為半導體產業鏈的最上游，對於產業的支撐意義明顯， 具有同等重要的戰略意義。半導體材料公司的估值方法可以參考半導體設備企業的估值方 法，主要有 P/S， P/Normalized EPS， EV/EBITDA 等。 P/S 通常用在半導體材料企 業剛上市的初期，此時的多數企業處於高速成長期，業務尚未形成規模，凈利潤水平波動 較大，銷售收入增長趨勢相對穩定，可以作為估值的錨。企業半導體行業的周期性通常可 以用經常性利潤（Normalized Earnings）來部分修正；而 EV/EBITDA 可以修正財務杠 桿的差異， EBITDA 考慮了公司重資產高折舊的屬性，以 EBITDA 大致模擬現金流以評 估重資產高折舊的公司的真實價值。

目前國內涉及半導體設備業務的公司主要包括：

半導體硅片：上海硅產業集團（未上市）、中環股份、金瑞泓（未上市）、洛陽超硅（未上 市）等；

半導體光刻膠：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、江豐電子等。

……

（報告來源：華泰證券）

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