1、2022年CMP行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模分析1、CMP 行業(yè)：市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)，國(guó)產(chǎn)廠商加速突破CMP（化學(xué)機(jī)械拋光）通過(guò)化學(xué)腐蝕與機(jī)械研磨的協(xié)同配合，實(shí)現(xiàn)晶圓表 面多余材料的高效去除與全局納米級(jí)平坦化。集成電路普遍采用多層立體 布線，集成電路制造的前道工藝環(huán)節(jié)需要進(jìn)行多層循環(huán)，在此過(guò)程中需要 通過(guò) CMP 工藝實(shí)現(xiàn)晶圓表面的平坦化。CMP 重復(fù)使用在薄膜沉積后、光刻 環(huán)節(jié)之前，除了集成電路制造，CMP 設(shè)備還可以用于硅片制造環(huán)節(jié)與先進(jìn) 封裝領(lǐng)域。1）集成電路制造領(lǐng)域：芯片制造過(guò)程按照技術(shù)分工主要可分 為薄膜淀積、CMP、光刻、刻蝕、離子注入等工藝環(huán)節(jié)，各工藝環(huán)節(jié)實(shí)施 過(guò)程中均需要依靠特定類(lèi)型的半導(dǎo)體專(zhuān)用

2、設(shè)備；2）硅片制造領(lǐng)域：半導(dǎo) 體拋光片生產(chǎn)工藝流程中，在完成拉晶、硅錠加工、切片成型環(huán)節(jié)后，在 拋光環(huán)節(jié)，為最終得到平整潔凈的拋光片需要通過(guò) CMP 設(shè)備及工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)； 3）先進(jìn)封裝領(lǐng)域：CMP 工藝會(huì)越來(lái)越多被引入并大量使用，其中硅通孔 （TSV）技術(shù)、扇出（Fan-Out）技術(shù)、2.5D 轉(zhuǎn)接板（interposer）、3D IC 等將用到大量 CMP 工藝。隨著制程發(fā)展，制造工藝中引入多層布線和一些新型材料，CMP 步驟隨之 增多、工藝類(lèi)型增加。以邏輯芯片為例，65nm 制程芯片需要經(jīng)歷約 12 道 CMP 步驟，而 7nm 制程所需要的 CMP 處理增加至 30 多道。進(jìn)入 0.25m

3、 節(jié) 點(diǎn)后的 Al 布線和進(jìn)入 0.13m 節(jié)點(diǎn)后的 Cu 布線，CMP 技術(shù)的重要性開(kāi)始 突出。進(jìn)入 9065nm 節(jié)點(diǎn)后，隨著銅互連技術(shù)和 low-k 介質(zhì)的廣泛采用， CMP 的研磨對(duì)象主要是銅互連層、絕緣膜和淺溝槽隔離（STI）。從 28nm 開(kāi) 始，邏輯器件的晶體管中引入 high-k 金屬柵結(jié)構(gòu)（HKMG），因而同時(shí)引入 了兩個(gè)關(guān)鍵的平坦化應(yīng)用，即虛擬柵開(kāi)口 CMP 工藝和替代金屬柵 CMP 工藝。 到了 32nm 和 22nm 節(jié)點(diǎn)，增加銅互連低 k 介質(zhì)集成的 CMP 工藝技術(shù)。在 22nm 開(kāi)始出現(xiàn)的 FinFET 晶體管添加了虛擬柵平坦化工藝，這是實(shí)現(xiàn)后續(xù) 3D 結(jié)構(gòu)刻蝕的

4、關(guān)鍵技術(shù)。制程節(jié)點(diǎn)發(fā)展至 7nm 以下時(shí)，CMP 的應(yīng)用新增了 包含氮化硅 CMP、鰭式多晶硅 CMP、鎢金屬柵極 CMP 等先進(jìn) CMP 技術(shù)，所需的拋光步驟也增加至 30 余步，大幅刺激了集成電路制造商對(duì) CMP 設(shè)備 的采購(gòu)和升級(jí)需求。CMP 設(shè)備包括拋光、清洗、傳送三大模塊。作業(yè)過(guò)程中，拋光頭將晶圓待 拋光面壓抵在粗糙的拋光墊上，借助拋光液腐蝕、微粒摩擦、拋光墊摩擦 等耦合實(shí)現(xiàn)全局平坦化。拋光盤(pán)帶動(dòng)拋光墊旋轉(zhuǎn)，通過(guò)先進(jìn)的終點(diǎn)檢測(cè)系 統(tǒng)對(duì)不同材質(zhì)和厚度的膜層實(shí)現(xiàn) 310nm 分辨率的實(shí)時(shí)厚度測(cè)量防止過(guò)拋， 更為關(guān)鍵的技術(shù)在于可全局分區(qū)施壓的拋光頭，其在限定的空間內(nèi)對(duì)晶圓 全局的多個(gè)環(huán)狀區(qū)

5、域?qū)崿F(xiàn)超精密可控單向加壓，從而可以響應(yīng)拋光盤(pán)測(cè)量 的膜厚數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)壓力控制晶圓拋光形貌，使晶圓拋光后表面達(dá)到超高平整 度，且表面粗糙度小于 0.5nm。制程線寬不斷縮減和拋光液配方愈加復(fù)雜 均導(dǎo)致拋光后更難以清洗，且對(duì) CMP 清洗后的顆粒物數(shù)量要求呈指數(shù)級(jí) 降低，因此需要 CMP 設(shè)備中清洗單元具備強(qiáng)大的清潔能力來(lái)實(shí)現(xiàn)更徹底 的清潔效果，同時(shí)還不會(huì)破壞晶圓表面極限化微縮的特征結(jié)構(gòu)。2、全球 CMP 設(shè)備 21 年 26 億美元市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)晶圓廠持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)帶來(lái)訂單機(jī)會(huì)全球半導(dǎo)體設(shè)備銷(xiāo)售額連續(xù) 3 年增長(zhǎng)，2021 年全球設(shè)備銷(xiāo)售 額 1026 億美元，同比增長(zhǎng) 45%，其中晶圓制造設(shè)備 880 億美

6、元，同比增長(zhǎng) 45%，預(yù)計(jì) 2022 年前道制造設(shè)備增速為 18%增長(zhǎng)至 1070 億美元。從中國(guó)半 導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模角度來(lái)看，2017-2019 年中國(guó)大陸地 區(qū)的 CMP 設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模分別為 2.2 億美元、4.6 億美元和 4.6 億美元，對(duì)應(yīng)年度中國(guó)大陸半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)銷(xiāo)售規(guī)模分別為 82.3 億美元、131.1 億美元和 134.5 億美元。我們測(cè)算 2021 年全球 CMP 設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模約為 26 億美元，中國(guó)大陸 CMP 設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模約為 7.5 億美元。國(guó)內(nèi)的中芯國(guó)際、長(zhǎng)江存儲(chǔ)、長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)、華虹集團(tuán)等廠商在陸續(xù)進(jìn)入加速 擴(kuò)產(chǎn)期，產(chǎn)能持續(xù)增長(zhǎng)，為設(shè)備廠商帶來(lái)了巨大的訂單機(jī)會(huì)。我們根據(jù)

7、公開(kāi)信息統(tǒng)計(jì)，截止 21 年底中國(guó)大陸地區(qū)的晶圓代工廠、IDM 廠等的 12 英 寸潛在擴(kuò)產(chǎn)產(chǎn)能為 120 萬(wàn)片/月，8 英寸還有 42 萬(wàn)片/月。我們測(cè)算 12 英 寸 2022-2023 每年新增產(chǎn)能持續(xù)增長(zhǎng)，分別為 33.5/36.5 萬(wàn)片/月。假設(shè) 8 英寸晶圓廠投資成本為 1.2 億美元（約 8 億元人民幣）/萬(wàn)片月產(chǎn)能，12 英寸 90nm-28nm 的投資成本為 4-8 億美元/萬(wàn)片月產(chǎn)能。我們測(cè)算 2022- 2023 年中國(guó)大陸內(nèi)資晶圓廠資本開(kāi)支分別為 1688/1916 億元，所需設(shè)備的 市場(chǎng)規(guī)模為 1351/1533 億元，同比增長(zhǎng) 30%/13%。3、美國(guó)應(yīng)材與日本荏原

8、壟斷全球 90%市場(chǎng)，2021 年國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到 16.5%2017 年和 2018 年美國(guó)應(yīng)用材料和日本荏原兩家公司 合計(jì)占有全球 CMP 設(shè)備 98%和 90%的市場(chǎng)份額。到 2019 年應(yīng)用材料占據(jù)了 70%的市場(chǎng)，日本的荏原機(jī)械占據(jù)了 25%的市場(chǎng)，兩者合計(jì)占有 95%的市場(chǎng)， 其他廠商占 5%。2021 年應(yīng)用材料在全球 CMP 設(shè)備中占比 64%， 根據(jù)荏原 2020 年 742 億日元的 CMP 收入，全球占比約 27%。尤其在 14nm 以下最先進(jìn)制程工藝的大生產(chǎn)線上所應(yīng)用的 CMP 設(shè)備僅由兩家國(guó)際巨頭提 供。中國(guó)大陸絕大部分的高端 CMP 設(shè)備仍然依賴于進(jìn)口，也主要由美國(guó) 應(yīng)

9、用材料和日本荏原兩家提供。應(yīng)用材料是全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商，公司產(chǎn)品覆蓋沉積、刻蝕、摻 雜、CMP 多工藝環(huán)節(jié)。2020 年應(yīng)用材料在刻蝕、沉積、 CMP、離子注入、工藝控制領(lǐng)域的全球市場(chǎng)份額分別達(dá)到了 17%、43%、64%、 55%和 12%。目前應(yīng)用材料主要有 MIRRA 和 REFLEXION 兩個(gè)系列。MIRRA 主 要用于 6 英寸和 8 英寸晶圓，適用于硅、淺溝槽隔離 (STI)、氧化物、多 晶硅、金屬鎢和銅的 CMP 拋光；定位 12 英寸 CMP 平臺(tái)的 Reflexion LK， 同樣為銅鑲嵌、淺溝槽隔離、氧化物、多晶硅和金屬鎢應(yīng)用提供性能 CMP 方案，升級(jí)后的 Re

10、flexion LK Prime 具有使用四個(gè)拋光墊、六個(gè)拋光頭、 八個(gè)清潔室和兩個(gè)干燥室的順序加工站，具有先進(jìn)的工藝控制，可為當(dāng)今 最先進(jìn)的 CMP 應(yīng)用提供精密加工和高生產(chǎn)率。日本荏原成立于 1912 年，目前旗下有流體機(jī)械及系統(tǒng)、環(huán)境工程和精密 電子設(shè)備三大業(yè)務(wù)，其中精密電子設(shè)備包括干式真空泵、CMP 設(shè)備、電鍍 設(shè)備及排氣處理設(shè)備，主要用于半導(dǎo)體、平板顯示、LED 和太陽(yáng)能電池等 領(lǐng)域。荏原在 CMP 設(shè)備全球市占率第二，僅次于應(yīng)用材料。在 CMP 領(lǐng)域， Ebara 是干進(jìn)/干出（dry-in/dry-out）專(zhuān)利的開(kāi)拓者，獨(dú)立研發(fā)的 8 英寸 和 12 英寸 CMP 拋光設(shè)備均具有

11、高可靠性和高生產(chǎn)率。國(guó)產(chǎn)化取得重要突破，公司是國(guó)內(nèi)唯一的 12 英寸 CMP 設(shè)備量產(chǎn)供應(yīng)商。 國(guó)內(nèi) CMP 市場(chǎng)，目前在高端市場(chǎng)部分，絕大部分仍然依賴于進(jìn)口，在 14nm 以下進(jìn)制程工藝的大生產(chǎn)線上所應(yīng)用的 CMP 設(shè)備僅由美國(guó)應(yīng)用材料和日本 荏原兩家國(guó)際巨頭提供。應(yīng)用材料與日本荏原分別已實(shí)現(xiàn) 5nm 制程和部分 材質(zhì) 5nm 制程的工藝應(yīng)用；但是在成熟制程領(lǐng)域，以公司為代表的國(guó)內(nèi)企 業(yè)已經(jīng)打破了國(guó)外巨頭常年壟斷的局面，已經(jīng)實(shí)現(xiàn) 28nm 制程的成熟產(chǎn)業(yè) 化應(yīng)用，14nm 制程工藝技術(shù)正處于驗(yàn)證中，在已量產(chǎn)的制程應(yīng)用中與國(guó)外 巨頭的主要產(chǎn)品不存在技術(shù)差距，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于中芯國(guó)際、長(zhǎng)江存儲(chǔ)、 華虹集團(tuán)、大連英特爾、廈門(mén)聯(lián)芯、長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)、廣州粵芯、上海積塔等產(chǎn) 線。整體國(guó)產(chǎn)化率：按照 SEMI 統(tǒng)計(jì)的 2018 年國(guó)內(nèi) CMP 設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模以及公司 的 CMP 設(shè)備銷(xiāo)售收入計(jì)算，2018-2021 年公司在國(guó)內(nèi) CMP 市場(chǎng)的占有率分 別為 1.05%、6.15%、12.64%、16.5%。部分產(chǎn)線的國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到 部分產(chǎn)線 的國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到 20%甚至更高。據(jù)統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)江存儲(chǔ)、華虹無(wú)錫、上海華力一 二期項(xiàng)目、上海積塔在中國(guó)國(guó)際招標(biāo)網(wǎng)上公布的 2019 年至 2021 年期間 CMP 設(shè)備采購(gòu)項(xiàng)目的評(píng)