【开源证券】公司深度报告:以CMP抛光垫为基,打造半导体材料平台企业.pdf

2024-02-26
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1、 鼎龙股份:快速发展的泛半导体材料平台型企业

1.1、 国内打印复印材料龙头企业,大力布局半导体材料


深耕光电成像显示及半导体工艺材料领域,致力打造成核心材料创新型平台公 司。鼎龙股份成立于 2000 年,2010 年在创业板上市,2013 年开始研发 CMP 抛光垫 产品并且收购珠海名图启动 PI 研发项目,又于 2017 年开启 CMP 抛光液研发项目。 目前重点聚焦于半导体创新材料领域中,具体包含半导体制造用工艺材料、半导体 显示材料、半导体先进封装材料三个细分板块,并持续在其他相关应用领域的创新 材料端进行拓展布局,是国内 CMP 抛光垫和打印耗材的龙头企业,已发展成为湖北 省、长三角、珠三角等三地区产研布局的企业集团。


公司重点布局半导体材料,同步实现打印复印耗材全产业链布局。在光电半导 体材料板块中包含半导体 CMP 制程工艺材料、半导体显示材料、半导体先进封装材 料三大领域。 细分来看,在半导体 CMP 制程工艺材料领域,公司围绕集成电路前段制程中的 化学机械抛光环节进行布局,是国内唯一一家全面掌握 CMP 抛光垫全流程核心研发 技术和生产工艺的 CMP 抛光垫供应企业,且多线布局铜、钨、介电层等抛光液产品。 在半导体显示材料领域,公司自研自产的 PI、PSPI 已在客户端销售,TFE-INK 正在持续开发、验证中。 在半导体先进封装材料领域,公司积极布局临时键合胶 TBA 以及封装光刻胶 PSPI 两大产品,前者客户验证及量产导入工作基本完成,后者已完成客户端送样, 产品仍在持续验证中。 在传统打印复印耗材板块中,公司先后布局开发出彩色聚合碳粉、显影辊等关 键原材料,形成了全产业链经营模式,以下游产品硒鼓、墨盒带动上游材料销售, 是全球激光打印复印通用耗材生产商中产品体系齐全的领先企业。


公司实控人为朱双全、朱顺全二人,股权结构较为集中。截止至 2023 年三季报, 朱双全持有公司 14.73%的股权,朱顺全持有公司 14.60%股权,二人为兄弟关系,共 计持有 29.33%股权,为公司实际控股人,股权集中有利于公司长期健康稳定发展。


1.2、 公司营业收入快速增长,CMP 抛光垫占比日益提升


公司营业收入持续增长。公司营收由 2016 年的 13.06 亿元上升至 2022 年的 27.21 亿元,CAGR 为 13.01%。2023Q1-Q3 公司实现营业收入 18.73 亿元,同比-4.24%, 归母净利润 1.76 亿元,同比-40.21%。2023Q1-Q3 公司收入小幅下滑的原因主要为抛 光垫下游需求阶段性萎靡,同期归母净利润下滑的原因主要为公司加大研发投入所 致。随着 CMP 抛光垫下游需求逐步回暖,预计公司业绩环比有望持续改善。




自 2020 年开始,公司 CMP 抛光垫营收占比持续上升,业务结构逐步朝着高端 化转型。2018-2023H1 年公司 CMP 抛光垫营收占比分别为 0.22%、1.04%、4.35%、 13.03%、19.18%、19.48%,从 2020 年开始营收占比逐步上升。展望未来,随着公司 抛光垫产能的加速释放和其余半导体材料客户验证进度的推进,包括 CMP 抛光垫在 内的泛半导体材料收入有望持续提升,助力公司完成业务结构的高端化转型。


公司毛利率基本保持稳定,CMP 抛光垫的毛利率相对较高。2023Q1-Q3 公司毛 利率和净利率分别为 35.78%和 11.70%,相比于 2022 年的 38.09%和 16.69%,毛利率 和净利率均有一定程度下滑。毛利率的小幅下滑主要是 CMP 抛光垫的收入下滑导致 的高毛利业务占比有所降低导致,净利率下滑主要是费用有所提升。随着抛光垫下 游需求的回暖和其余半导体材料的放量,我们预计未来公司总体毛利率依旧存在提 升空间。


公司研发投入力度较大,整体期间费用维持合理水平。公司 2023Q1-Q3 研发支 出 2.77 亿元,占营业收入比 15%,重点发展半导体相关业务,主要集中于 CMP 抛 光垫、抛光液、PSPI 光刻胶、YPI 材料以及封装材料等项目。公司期间费率维持合 理水平,2023Q1-Q3 销售、管理(含研发)、财务费率分别为 4.87%、22.42%、-0.32%。


2、 半导体材料:全球晶圆厂设备投资复苏叠加下游库存去化, 半导体材料需求上行

半导体材料贯穿芯片加工全过程,是产业链的重要一环。根据在产业链中应用 环节的不同,半导体材料可划分为前端晶圆制造材料和后端封装材料。其中,晶圆 制造材料主要包括硅片、掩膜版、电子特气、光刻胶、工艺化学品、研磨液、靶材 等,封装材料主要包括引线框架、封装基板、陶瓷材料、键合金丝、切割材料等。 作为贯穿整个芯片加工全过程的核心原材料,半导体材料是整个产业链中极其重要 的一环。从需求端的角度,中长期来看,半导体材料需求主要受到下游终端景气度、 相关设备投资额和增速的影响。短期来看,下游稼动率和库存情况对其需求扰动较 大。


从全球的角度来看,2024 年全球晶圆厂设备投资回暖,有望带动相关材料需求。 根据 SEMI 2023 年 12 月 12 日发布的《年终总半导体设备预测报告》中的数据,2023 年全球晶圆厂设备支出将同比-4%,从 2022 年的 941 亿美元的历史高位降至 905.9 亿美元,此次设备投资额降低主要源于半导体市场的周期性收缩。但是,至 2024 年, SEMI 预计全球晶圆厂设备投资将回暖至 931.6 亿美元,同比+3%。随着全球晶圆厂 设备投资额的回升,有望带动全球集成电路相关材料需求增长。


从区域的角度来看,我国半导体设备投资连续多年蝉联榜首。根据 SEMI 的数 据,2020 年中国大陆半导体设备投资额为 187.2 亿美元,占当年全球半导体设备投 资额的 26%,排名全球第一,首次超过中国台湾地区。2021 年,中国大陆半导体设 备投资额再一次创下历史新高,全年投资额达 296.2 亿美元,较 2020 年增长 58.23%, 全球投资额占比也由 2020 年的 26%上涨至 29%,蝉联全球第一。2022 年,虽然中 国大陆半导体设备投资额同比小幅下滑至 287.2 亿美元,但全球投资额占比依旧维持 首位。


设备投资落地拉动晶圆产能扩张,我国规划新增晶圆厂数量全球第一,国产半 导体材料空间广阔。根据 SEMI 统计数据显示,2021-2023 年,全球半导体行业将新 建 84 座大规模芯片制造工厂。其中中国大陆三年内计划新建 20 座晶圆厂,排名世 界第一。美洲紧随其后,在《芯片和科学法案》推动下,从 2021 到 2023 年,预计 美洲地区将新增 18 座晶圆工厂,这些新建的晶圆厂以 12 寸(300mm)晶圆生产为 主。从区域来看,预计中国大陆 300mm 晶圆市场份额在 2026 年将达到全球第一。 根据 SEMI统计数据显示,2022 年中国大陆 300mm前端晶圆厂产能市场份额为 22%, 根据目前的产能规划推测,至 2026 年,该比例将提升至 25%,超越韩国成为全球第 一。随着越来越多的国内晶圆厂产能落地,从保障供应链安全和降低成本双重角度 出发,国产半导体材料的应用比例将快速增长,市场空间广阔。同时,从扩产结构 来看,基本以 12英寸先进制程产线为主,这对半导体材料的品质提出了更高的要求, 半导体材料行业高端化趋势显著。


短期来看,下游半导体厂商库存端稳定去化。2023Q4 全球主要半导体厂商平均 库存周转天数约为 135 天,已经连续三个季度回调。虽然整体库存仍处于较高水平, 但从头部厂商的库存变化可以看出,2023 年全球半导体产业趋势向好。从国内半导 体材料库存情况来看,2023Q3 我国半导体材料行业平均库存金额为 10.31 亿元,较 2023Q2 有所提升。但是 2023Q3 国内半导体材料厂商平均库存周转天数下降至 135 天,略低于 2023Q2 的 139 天,库存也处于稳定去化中。


2023Q3 全球前十大晶圆代工厂库存天数走势分化。其中格芯、台积电、中芯国 际的库存周转天数较 2023Q2 出现上升,分别为 97.04、94.16、83.15、163.75 天;华 虹半导体、世界先进的库存周转天数较 2023Q2 有所下降,分别为 135.09、81.31 天。


全球晶圆代工厂(不含 IDM)平均产能利用率触底回升。根据群智咨询的统计 数据,2023Q4 全球纯晶圆代工(不含 IDM)平均产能利用率约为 74%,较 2023Q3 下滑 9pcts。群智咨询预测,2024Q1 平均产能利用率将环比小幅增长 1-2 pcts,并预 计有望在 2024Q4 回升到 87%。


全球半导体材料市场规模稳健增长,中国增速快于全球。根据 SEMI 公布的数 据,2022 年全球半导体材料的市场规模为 726.9 亿美元,同比+8.86%,2016-2022 年均复合增速为 9.22%,呈现稳健增长格局。2022 年中国半导体材料市场规模为 129.7 亿美元,同比+7.35%,2016-2022 年均复合增速为 11.36%,高于同期全球增速。


2.1、 CMP 是半导体先进制程中必不可少的关键工艺,公司全方位布局抛 光垫和抛光液


化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)是一种用于处理硅晶圆 或其他衬底材料的表面平坦化技术。CMP 设备包括抛光、清洗和传送三个模块。在 抛光过程中,抛光头将晶圆的待抛光面与粗糙的抛光垫接触,并通过让研磨液填充 在研磨垫的空隙中,使圆片在研磨头的带动下高速旋转,与研磨垫和研磨液中的研 磨颗粒相互作用,实现全局平坦化。由于当前集成电路元件采用多层立体布线,因 此集成电路制造的前道工艺需要进行多次循环,并且随着芯片尺寸的减小,对表面 平整度的要求也越来越高。在这个过程中,CMP 技术是实现晶圆表面平坦化的关键 工艺,也是推进集成电路制造中工艺节点升级的重要环节。


CMP 超越传统平面化技术,是目前几乎唯一的可以提供全局平面化的技术。 CMP 技术最早出现在 1965 年,当时提出了以二氧化硅为抛光浆料的 CMP 技术。在 此之前,半导体基片的抛光主要以机械抛光为主,采用诸如氧化镁、氧化锆等机械 抛光方法,得到的表面损伤极其严重。而运用 CMP 硅片平坦化技术能够极大的提高 抛光精度、抛光速率和抛光破坏深度等方面,而且加工方法简单,成本低廉,也是 目前几乎唯一能够实现全局平坦化的技术。


CMP 在硅片制造、前道工艺以及后道工艺中均有应用,其中集成电路制造是 CMP 工艺的主要应用场景。在硅片制造环节中,经过刻蚀、离子注入等工艺后,硅 片表面会出现不平整和多余的表面物质,通过 CMP 来实现硅片表面的平坦化。在集 成电路制造过程中,CMP 主要用于多层立体布线中的平坦化,确保各层之间的良好 连接和信号传输。在封测环节中,CMP 工艺被广泛应用于先进封装领域,包括硅通 孔(TSV)技术、扇出(Fan-Out)技术、3DIC 等都将用到大量 CMP 工艺。


CMP 抛光步骤随着晶圆制造技术进步而不断增加,CMP 抛光材料用量也与晶 圆芯片制程变化高度相关。逻辑芯片方面,14 纳米以下逻辑芯片要求的 CMP 工艺 将达到 21 步,使用的抛光液将从 90 纳米的五六种抛光液增加到二十种以上,使用 种类和用量都迅速增长;7 纳米及以下逻辑芯片工艺中 CMP 抛光步骤将会达到 30 步及以上,使用的抛光液种类接近三十种。存储芯片方面,在由 2DNAND 向 3DNAND 发展的过程中,抛光步骤从 7 步提升到了 15 步,提升了两倍之多,并且 3DNAND 堆叠层数也会带动 CMP 抛光材料的需求。




先进封装的应用使 CMP 从晶圆制造前道工艺走向后道工艺。在封装领域,传 统的 2D 封装并不需要 CMP 工艺,但随着系统级封装等新的封装方式的发展,出现 了倒装、凸块、晶圆级封装、2.5D 封装和 3D 封装等先进封装技术。其中 TSV 技术 通过铜、钨、多晶硅等导电物质的填充,实现硅通孔的垂直电气互连,是实现芯片 之间互连的最新技术,也是继线键合(Wire Bonding)、TAB 和倒装芯片(FC)之后 的第四代封装技术。并且由于 TSV 技术中需要将 CMP 工艺用于 TSV 背面金属的露 出,为背面互连的加工做好准备,故将 CMP 从前道工艺带入到了后道工艺之中,进 一步加大了 CMP 抛光材料的需求。


在 CMP 材料中,抛光垫与抛光液市场份额占比总和超过 80%,价值最高。根 据 SEMI 统计,在晶圆制造材料中,CMP 抛光材料份额占比 7.1%。而 CMP 抛光材 料又包括抛光液、抛光垫、调节剂、清洗剂以及其他添加剂,其中抛光液和抛光垫 分别占据 CMP 材料 49%和 33%的市场份额。其次为调节剂和清洗液,主要用于去除 残留在晶圆表面的微尘颗粒、有机物、无机物、金属离子、氧化物等杂质。


2.1.1、 抛光垫:CMP 实现平坦化的核心部件,公司是国内抛光垫领军企业


抛光垫是 CMP 实现平坦化的核心部件。抛光垫是一种柔软疏松的材料,一般 由聚氨酯、聚乙烯构成,其表面通常有许多小孔,可以容纳抛光液。抛光垫的作用 主要有存储和运输抛光液、排出抛光过程中产生的废物、去除机械负荷保证抛光的 平稳进行。抛光垫的参数指标,如材质硬度、弹性、压缩比等都起到重要作用,同 时,其表面结构和表面粗糙度可通过影响抛光液流动和分布,来影响抛光效率和平 坦性指标。


抛光垫品类丰富。抛光垫根据是否含有磨料可分为磨料抛光垫以及无磨料抛光 垫;根据基材可分为聚氨酯抛光垫、无纺布抛光垫和复合型抛光垫,其中聚氨酯抛 光垫为目前主流的抛光垫种类,它的聚合物对抛光面适应性好、种类多因而加工性 好、成本较低,但是聚氨酯垫片硬度高,适合粗抛;根据表面结构可分为平面型抛 光垫和网格型抛光垫。


全球 CMP 抛光液、抛光垫市场规模创新高。抛光垫方面,随着全球晶圆厂产 能不断提高以及先进制程工艺的快速发展,全球抛光垫市场增长速度可观。根据 TECHCET,2021 年全球 CMP 抛光材料市场规模达到 30 亿美元,其中抛光垫市场 规模达到 11.3 亿美元,2016-2021 年 CAGR 达到 11.69%。中国 CMP 抛光垫 2016-2021 年市场规模从 8.10 亿元增长到 13.13 亿元,CAGR 达到 10.15%,基本与全球增速保 持一致。


从竞争格局来看,全球抛光垫方面市场呈现寡头垄断的格局。美国陶氏杜邦市 占率达到 76%,其他依次为 Cabot(12%)、Fujibo(6%)、TWI(3%)等,基本为美 日企业所垄断。国内厂商以鼎龙股份为代表,在 CMP 抛光垫产品方面,公司是国内 唯一一家全面掌握 CMP 抛光垫全流程核心研发技术和生产工艺的 CMP 抛光垫供应 商,确立 CMP 抛光垫国产供应行业领先地位。


从抛光垫产品布局来看,海外厂商各有专攻。其中,Cabot 公司主要以聚氨酯类 抛光垫为主,可定制精确的硬度、孔径、可压缩性和凹槽图案;陶氏杜邦公司可以 提供全系列的可定制抛光垫产品,其最早推出的 IC1000 抛光垫已经成为抛光垫行业 的测试标准;Fujibo 以聚氨酯及无纺布类抛光垫及背垫为主。


从国内企业来看,鼎龙股份国内唯一一家全面掌握抛光垫全流程核心研发和制 造技术的 CMP 抛光垫国产供应商。公司深耕抛光垫行业多年,具备多重优势: (1)品类优势。硬垫方面,公司产品已经进一步扩展至逻辑芯片,在客户端验 证取得积极成效。软垫方面,已实现软抛光垫产品(除大尺寸产品)型号全覆盖, 目前是全球首家型号全布局的软抛光垫工厂。 (2)产能优势。武汉本部一、二期合计拥有抛光垫产能 30 万片/年,潜江三期 拥有抛光垫产能 20 万片/年,公司抛光垫总产能达 50 万片/年,规模化优势显著。 (3)供应链管理优势。公司围绕软垫产品系列积极打造上游核心供应链,目前 已经实现软抛光垫核心原材料聚氨酯树脂的自研自产,极大程度上保障了供应链的 自主性、安全性、原材料品质的稳定性,并优化了产品成本结构。覆盖聚氨酯树脂 种类二十多种,具备为客户定制开发特定需求抛光垫产品的能力。 (4)品质管理优势。检测方面,公司建立了一系列完整有效的抛光垫检测方法 和原材料的评测方法,不断优化和改善,得到客户广泛认可;过程控制方面,公司 充分运用质量管理工具,建立预警系统,为产品改善,异常追溯提供准确有效的数 据支撑。


公司抛光垫业务收入较高,盈利能力较强。根据公司公告,2022 年,公司抛光 垫业务实现营业收入 5.22 亿元,同比+70%,创下历史新高;毛利率为 66%,同比+3pcts。 2023Q1-Q3,公司抛光垫实现营业收入 2.68 亿元,同比-25%,主要由于 2023 年下游 客户稼动率较低导致需求有所下降的缘故。从单季度来看,2023Q3 公司抛光垫实现 营业收入 1.19 亿元,环比+41%,且已经恢复至 2022Q3 的水平。我们认为,随着下 游需求的逐步回暖叠加公司产能的进一步释放,公司抛光垫业务有望重回快速增长 态势。


2.1.2、 抛光液:决定抛光质量与效率,公司一体化布局核心优势显著


抛光液是一种水溶性试剂,主要组成成分有研磨粒子、氧化剂和其他一些化学 试剂。磨料可以是二氧化硅、氧化铝或其他硬质材料;氧化剂可以是过氧化氢、高 锰酸钾或其他强氧化剂;其他化学试剂可以是表面活性剂、络合剂或其他化学物质。 其中磨料起到机械磨削的作用,是决定抛光液性能的关键原料。在抛光过程中,抛 光液与硅片表面材料产生化学反应,在其表面产生一层薄膜,后由抛光液中的研磨 粒子在按压和摩擦的作用下将其去除,最终实现抛光。


抛光液种类繁多,定制化产品居多,研磨粒子是关键。根据应用领域的不同, 大致分为硅抛光液、铜及铜阻挡层抛光液、钨抛光液、钴抛光液、层间介质层抛光 液、浅槽隔离层抛光液和 3D 封装硅通孔抛光液。在集成电路制造抛光的过程中,晶 圆厂会根据每一步晶圆芯片平坦度的加工要求,选择符合去除率和表面粗糙度等相 关指标要求的 CMP 抛光液,来提升其良率,因此研磨液中的研磨粒子是关键。


全球 CMP 抛光液市场规模稳健增长。根据 TECHCET,2022 年全球抛光液市场 规模达到 20 亿美元,同比+5.82%,预计 2021-2025 年复合增长率为 6%。2023 年国 内CMP抛光液市场规模预计将达到23亿元,预计2023-2028年复合增长率达到15%, 显著高于全球市场复合增速,主要得益于中国晶圆产能的快速增长。


从竞争格局来看,全球市场产品集中度较高,主要由美日企业所长期垄断,2020 年占据超过 65%的市场份额。其中 Cabot 微电子占比第一,达到 36%,其他依次为 Hitachi(15%)、Fujimi(11%)、Versum(10%)。国内厂商则以安集科技为代表,逐 步突破国外垄断奋起直追,2020 年占据全球抛光液市场 2.0%的份额,2021 年占据国 内 30.8%的市场份额。


公司抛光液业务快速发展,下游客户验证顺利,处于快速放量阶段。公司抛光 液业务优势如下: (1)产品结构丰富。公司布局开发多晶硅制程、金属铜制程、金属铝制程、阻 挡层制程、金属钨制程、介电层制程等系列近 40 种抛光液产品,目前正全面开展全 制程 CMP 抛光液产品的市场推广及验证导入,多品类布局使得公司抛光液的配套能 力更强。产能方面,根据公司 2022 年 6 月 24 日和 2023 年 11 月 26 日官微消息,公 司已经建设完成抛光液产能 1.5 万吨,同时规划了 1 万吨新增产能待建。 (2)核心原材料自给。公司已实现抛光液上游核心原材料研磨粒子的自主制备, 打破国外研磨粒子供应商对国内 CMP 抛光液生产商的垄断供应制约,研磨粒子自主 供应保障了公司抛光液产品供应链的安全、稳定、经济性,有助于公司对 CMP 抛光液产品进行定制化开发,增强了公司 CMP 抛光液产品的核心竞争力。产能方面,根 据公司 2023 年 11 月 26 日官微消息,公司目前已经建设完成抛光粒子产能 1 万吨, 产品包括纳米高纯硅及纳米超纯硅研磨粒子。 (3)配套抛光后清洗液。由于抛光后器件需要经过多次清洗保证洁净度,因此 抛光后清洗液是一类十分重要的抛光配套试剂。公司目前积极开发抛光后清洗液, 其中铜制程抛光后清洗液产品持续稳定获得客户订单,自对准清洗液,激光保护胶 清洗液等新领域清洗液产品也已经实现销售收入,其余制程 CMP 清洗液也在国内主 流客户进行产品导入验证,公司 CMP 抛光业务配套能力正在快速提升。


公司抛光液(含清洗液,下同)收入保持高速增长,成长空间广阔。根据公司 公告,2023Q3 公司抛光液实现营业收入 2174 万元,环比+49%,处于快速放量阶段。 我们认为,随着公司新产品的客户验证节奏加快,公司抛光液有望复制抛光垫前期 的高增长态势,成为拉动公司业绩的新增长极。


2.2、 半导体光刻胶:全球呈现寡头垄断格局,公司综合实力国内领先


光刻胶又称光致抗蚀剂,是指通过紫外光、电子束、离子束、X 射线等的照射 或辐射,其溶解度发生变化的耐蚀剂刻薄膜材料。光刻胶制作工艺复杂,类别极多, 不同种类的光刻胶又可以分为多种细分品种。按照应用领域划分,光刻胶可以分为 半导体光刻胶、面板光刻胶和 PCB 光刻胶,其中半导体光刻胶可细分为 g 线、i 线、 KrF、ArF 和 EUV 光刻胶,面板光刻胶可细分为黑色光刻胶、彩色光刻胶、触屏用光刻胶和 TFT 配线用光刻胶,PCB 光刻胶可细分为干膜光刻胶、湿膜光刻胶和光成 像组焊油墨。


光刻胶是光刻工艺中的核心材料,具有极高的技术壁垒。在光刻工艺中,光刻 胶被涂抹在衬底上,光照或辐射通过掩膜板照射到衬底后,光刻胶在显影溶液中的 溶解度便发生变化,经溶液溶解可溶部分后,光刻胶层形成与掩膜版上完全相同的 图形,再通过刻蚀在衬底上完成图形转移。华尔街见闻数据显示,2019 年光刻工艺 的成本约占整个芯片制造工艺的 35%,耗时占整个芯片工艺的 40%~60%。光刻胶是 驱动半导体产品性能提升的关键性材料,由于生产工艺复杂,对纯度要求高,需要 长期的研发积累,具有极高的技术壁垒。




光刻胶下游需求广泛,集成电路、显示面板和 PCB 占主导。从光刻胶产业链的 角度来看,光刻胶上游原材料为各类基础化工产品,主要包括感光树脂、增感剂和 单体。光刻胶下游为印刷电路板、液晶显示屏和 IC 芯片,广泛应用于消费电子、家 用电器、汽车电子等行业。


全球集成电路用光刻胶市场规模稳步增长,中国增速快于全球。光刻胶主要应 用领域包括半导体、新型显示及 PCB。从全球的角度,2022 年全球三大领域用光刻 胶总体市场规模为 65.7 亿美元(不包括 OLED 用 PSPI),同比-3.4%,主要是受到全 球消费电子需求下行的影响。从结构上看,全球集成电路用光刻胶实现逆势增长, 2022 年市场规模达到 39.6 亿美元,同比+7.3%。从中国的角度,2022 年中国光刻胶 市场规模为 146.8 亿美元,同比-3.9%。从结构上看,我国集成电路用光刻胶也保持 较快增长,2022 年市场规模达 46.3 亿元,同比增速达+12.7%,显著高于全球同期增 速。


从供给端来看,全球光刻胶市场集中度高,寡头垄断竞争格局基本形成。根据 材料智联的统计数据,2022 年全球光刻胶行业集中度 CR4 达到了 75%,基本形成了 寡头垄断的竞争格局。从企业端来看,目前全球光刻胶市场主要被日本和美国公司 垄断,其中日企全球市占率超 80%,处于绝对领先地位。主流厂商包括日本的东京 应化(24%)、JSR(21%)、信越化学(21%)、住友化学(9%),以及美国杜邦(9%) 等。尤其是在高端光刻胶领域,这种寡头垄断格局更加显著,我国企业依旧任重而 道远。


半导体光刻胶需求结构方面,ArF 和 KrF 占据主导地位。根据智研咨询的统计 数据,2022 年全球半导体光刻胶需求结构较为集中,其中 ArF 和 KrF 光刻胶需求占 比居前,分别为 38%和 34%。其次为 G/I 线和 ArFi 光刻胶,占比分别为 16%和 10%。 EUV 占比最小,仅 1%。由于 EUV 光刻胶主要用于 7nm及更小的逻辑芯片制程节点, 未来随着相关技术的研发升级,预计 EUV 市场占比将持续提升。我国光刻胶 2022 年需求结构与全球基本保持一致,ArF 和 KrF 光刻胶也是需求最旺盛的两个品种。 其次为 I 线光刻胶、G 线光刻胶和紫外负胶。


我国半导体光刻胶国产化率低,国产替代需求迫切。据材料智链数据,我国几 类光刻胶国产化率普遍较低,目前国内 g 线光刻胶和 i 线光刻胶国产化率仅 10%, KrF 光刻胶和 ArF 光刻胶的自给率仅 1%,EUV 光刻胶目前尚无国内企业可以大规 模生产,处于研发阶段,国产化率提升需求迫切。


公司大力发展半导体光刻胶业务,综合实力全国领先。2023 年 12 月 25 日,公 司发布公告称,拟对潜江新材料实施增资并以增资扩股方式引入两家员工持股平台 及一家新进投资方共同投资建设年产 300 吨 KrF/ArF 光刻胶产业化项目。该项目是 公司有机合成平台和高分子合成平台上多年的技术积累,以及 OLED 显示用光敏聚 酰亚胺 PSPI 的研发和产业化经验的延伸,因此公司研发半导体光刻胶的综合实力全 国领先,主要体现如下: (1)公司具备高端晶圆光刻胶原料自主合成的技术能力。光刻胶全流程开发包 括原料合成和配方开发,其中光刻胶原料的合成和纯化技术难度极大。公司目前已 具备独立开发高端晶圆光刻胶功能单体,主体树脂和含氟树脂(浸没式 ArF 光刻胶 的核心组分),光致产酸剂、淬灭剂及其它助剂等光刻胶上游原材料的能力,为公司 产品高效开发及未来产业化稳定快速放量奠定了坚实的基础。 (2)公司具备进口替代类关键光刻胶产品成熟的开发经验。公司在 OLED 显示 用光刻胶PSPI和封装光刻胶的开发和应用过程中积累了丰富的光刻胶研发和生产经 验,截至 2023 年 12 月 25 日,公司已开发出 6 款浸没式 ArF 光刻胶和 7 款 KrF 光刻 胶产品,并有 5 款光刻胶产品已在客户端进行送样,其中包括 1 款能够达到 ArF 极 限分辨率 37.5nm 的光刻胶产品和 1 款能达到 KrF 极限分辨率 120nm L/S 和 130nm Hole 的光刻胶。 (3)公司具备半导体行业的深厚理解和客户基础。公司通过 CMP 抛光垫产品 的国产替代,与下游晶圆厂客户建立了较好的合作,为公司半导体光刻胶的研发、 测试和量产奠定了稳固的客户基础。


2.3、 半导体封装材料:先进封装空间较大,公司不断丰富产品品类


2.3.1、 PSPI 封装光刻胶


光敏聚酰亚胺(PSPI)是先进封装工艺中的核心耗材。PSPI 作为光刻胶,会在 曝光区发生光化学反应,显影后形成光刻图案,这一光刻图案化过程类似于普通光 刻胶。PSPI光刻胶与普通光刻胶之间最显著区别是,PSPI光刻胶在光刻形成图案后, 留存在特定区域形成器件所需的介电绝缘层,而普通光刻胶在将其图案转移到底层 材料后将被去除。因此特性,PSPI 光刻胶在先进封装工艺中普遍应用,是一种核心 耗材,有望充分受益于先进封装行业的发展。根据艾森股份 2023 年 12 月 25 日投资 者关系记录中援引中国电子材料行业协会的数据,2021 年中国集成电路晶圆制造用 PSPI 市场规模 7.12 亿元,预计到 2025 年中国集成电路晶圆制造用 PSPI 市场规模将 增长至 9.67 亿元,2021-2025 年均复合增速为 7.95%,整体空间较大且保持较快增长。


公司拥有封装用 PSPI 光刻胶产能 40 吨,具备批量供货能力。截止至 2022 年年 报,公司封装光刻胶(PSPI)已完成某大型封装厂的客户端送样,验证工作稳步推 进,于 2023 年下半年实现 2 款封装光刻胶共年产 40 吨的生产能力。


2.3.2、 临时键合胶


临时键合技术被广泛应用于半导体先进封装中,临时键合胶是核心材料。临时 键合/解键合作为超薄晶圆减薄、拿持的核心技术,通过将器件晶圆固定在承载晶圆 上,可为超薄器件晶圆提供足够的机械支撑,保证器件晶圆能够顺利安全地完成后 续工艺制程,如光刻、刻蚀、钝化、溅射、电镀和回流焊等。在先进封装制程快速 发展的当下,临时键合/解键合技术已经得到大力发展并广泛运用到了晶圆级封装 (WLP)领域,如 PoP 层叠封装、扇出型封装、eWLB、硅通孔(TSV)、2.5D/3D 封装等。 随着先进封装的快速发展,临时键合的关键材料临时键合胶的需求也有望快速提升, 市场增量空间可观。


公司拥有临时键合胶产能 110 吨,具备批量供货能力。截止至 2022 年年报,公 司临时键合胶产品已完成国内某主流晶圆厂送样,客户端验证已接近尾声,获得客 户好评,量产产品导入工作正在进行中。体系搭建与产线建设方面,键合/解键合平 台、封装光刻机、可靠性评价及其配套设备等应用评价平台建设已经完成,调试工 作进行中,于 2023Q2 形成 2 款临时键合胶共年产 110 吨的生产能力。


3、 半导体显示材料:公司大力布局,PI、PSPI、TFE-INK 同 步发力打造业绩新增长极

3.1、 PI:特种工程材料,产品形态丰富应用领域广泛


3.1.1、 聚酰亚胺材料性能优越前景广阔,被广泛应用于各大高端领域


聚酰亚胺(PI)是分子中含有酰亚胺基团(—R—CO—NH—CO—R—)的一类 高性能工程塑料,以其出色的热稳定性、机械性能、化学耐性以及电绝缘特性而著 称,被誉为“21 世纪最有希望的高分子材料”,位列高性能聚合物材料金字塔的顶端。 目前 PI 的主流合成方法有四种,四种方法各有优劣,其中两步法应用最为广泛。


聚酰亚胺产品形态多样,应用领域广泛。聚酰亚胺是一种多功能材料,其形态多样,包括薄膜、浆料、泡沫、复合材料和纤维等。这些产品被广泛应用于各个高 端领域,如航空航天、电子工业、液晶显示、汽车、医疗设备、核能、卫星技术、 核潜艇制造、微电子、纳米技术和柔性显示技术等。并且聚酰亚胺的多种形态,如 泡沫、薄膜、纤维和复合材料,各有其特定的应用方向。


3.1.2、 PI 薄膜是柔性显示基板核心材料,高性能 PI 薄膜仍以海外供应为主


PI 薄膜是柔性显示基板核心材料。PI 薄膜是聚酰亚胺前体经铸膜且在高温下环 化成聚酰亚胺薄膜最后剥离而成,通常呈黄褐色,因其继承了 PI 的优越性能被誉为 “黄金薄膜”。从下游应用来看,国内 PI 薄膜应用需求以电子、电机&发动机领域为 主,占据 95%的市场需求份额,而在电子领域,又以柔性线路板 FPC 及柔性显示应 用为主。在柔性显示领域中,PI 薄膜常被用于柔性 OLED 屏幕的基板,提供支持同 时保证屏幕弯曲而不破裂。随着 OLED 显示技术由刚性向柔性发展,该领域的 PI 薄 膜需求有望进一步提升。




全球 PI 薄膜市场规模稳定增长,柔性线路板为最大应用领域。全球 PI 薄膜市 场空间从2017年15.2亿美元增长至2022年24.5亿美元,年均复合增长率达到10.1%。 从下游应用来看,市场份额最大的下游领域是柔性线路板 FPC,其他应用如柔性显 示等均在稳定增长,反映出高端电子级 PI 薄膜应用需求不断高涨,未来成长空间较 大。


供给方面,PI 薄膜仍以海外供应为主,国产化空间较大。全球 PI 产能主要集中 在美国、日本和韩国,上述三国的主要企业产能全球占比合计约达到 52%,而我国 PI 薄膜生产企业由于布局较晚,不管是在产能占比还是产品性质上都有一定提升空 间。目前来看,我国电工级薄膜已基本实现自产,电子级薄膜仍高度依赖进口。


技术和产品品质方面,我国企业仍有较大追赶空间。海外国家如美日韩为代表 的 PI 企业产能普遍达到千吨级,代表性的薄膜产品生产厂商包括杜邦、宇部兴产和 钟渊化学。相较之下,中国的 PI 产业仍处于起步阶段,国内的 PI 企业产能相对较小, 多为百吨级,在性能稳定性、精细化程度和品种多样性方面存在一定差距。


PI 薄膜行业壁垒主要包括技术壁垒、产品设备投资壁垒及人才壁垒。 核心技术寡头垄断,技术壁垒高筑。日本、中国大陆、韩国和美国是 PI 薄膜领 域主要的专利申请国,其中日本以 2141 项专利申请,占全球总量的 76%,处于绝对 领先地位。中国大陆、韩国和美国的专利申请量分别占全球总量的 8%、7%和 5%, 与日本在 PI 薄膜技术上存在较大差距。


生产设备定制化程度高,较高的投资额提升了准入门槛。新材料在线数据显示, 建立一条 PI 薄膜生产线需要耗资 2 亿至 3 亿元人民币,这对主要由民营企业构成的 市场来说,意味着巨大的长期投资和经营上的重压。PI 薄膜生产的复杂性要求对特 定下游市场需求做出响应,并配置高度定制的设备,这些设备不仅成本高昂,而且 开发周期长,技术要求严格,增加了进入该行业的门槛。 技术人才稀缺,存在人才壁垒。在电子薄膜领域,技术难度较大,涉及多个尖 端学科和实践经验。从事 PI 膜生产的研发人员和车间工人需要具备深厚的理论知识 和丰富的研发经验,而这些技术人才的培养是一个长期的过程,无法速成。


3.2、 PSPI 下游应用广泛市场空间广阔,外商高度垄断国产化替代迫切


3.2.1、 PSPI:高性能先进光刻材料,应用于 IC、MEMS、OLED 显示三大领域


光敏聚酰亚胺光刻胶是一种复合材料,包含溶剂、PSPI 树脂(可光敏或非光敏)、 光引发剂、添加剂,故其光敏性可能源自 PSPI 树脂本身或与其混合的添加剂。各成 分分开来看,PSPI 使用的树脂可以是聚酰亚胺或其前体如聚酰胺酸(PAA),其使用 的催化剂一般包括光敏剂、增感剂、光活性催化剂及其他催化剂。




类似于传统光刻胶,光敏聚酰亚胺可分为正性和负性两种类型。正性 PSPI 在紫 外光照射后可溶解于显影剂,而负性 PSPI 在光照后交联变得不溶。正性 PSPI 相较于负性 PSPI 在光刻时容易去除曝光区域,减少污染引起的错误,并提供高分辨率的 图案,是未来 PSPI 的发展趋势。根据感光原理以及合成工艺不同,可将正负性 PSPI 进一步细分为若干类型。


PSPI 主要应用领域包括集成电路、微机电系统以及 OLED 显示三大领域。在 集成电路中,PSPI 通常作为缓冲层、钝化层或用于多层互连结构的平坦化层,其主 要功能是保护集成电路的特定区域不受外力影响。同时,伴随光刻技术的发展和芯 片布线及封装技术的创新,现代封装技术要求单个半导体芯片能够连接至其他芯片 的输入输出通路,这就需要在封装阶段进行精密的再布线(RDL)工作。在这些金 属导线与芯片单元之间,PSPI 被视作最常用的绝缘介质材料,不仅为封装提供必要 的电气、机械和热性能,还能实现高分辨率的图案化,是 RDL 过程中的关键材料。


在平面显示领域,AMOLED 显示技术主要使用低温多晶硅薄膜晶体管(TFT) 作为其驱动电路的核心。而在这一过程中,PSPI 不仅用作 TFT 的表面平整化和支撑层,而且还充当像素定义层(PDL),负责精确划分像素单元。OLED 显示的每个子 像素都由 PDL 划分,并组成像素阵列,这种结构通过精细的光刻技术来构建。在 OLED 的发光层沉积前,PSPI 作为 PDL 被用于图案化过程,以确保像素的精准形成。


在 MEMS 微机电系统领域,已成为 MEMS 制造过程中用于层间和金属线间绝 缘理想的介电绝缘材料,同时也可作为 MEMS 系统组件的结构材料。此外,PSPI 的图案化技术已能辅助二维 MoS2 的图案化,这一新方法已开始取代传统的化学气相 沉积 MoS2光刻技术。


3.2.2、 国内外 PSPI 市场空间广阔,国产替代需求迫切


海内外 PSPI 市场规模同步提升,国内增速略有不及。根据 168Report 调研统计, 2018 年全球 PSPI 市场规模为 2.28 亿美元,预计 2029 年全球 PSPI 市场规模将达到 21.4 亿美元,且自 2022 年以来年均复合增长率将达到 26.1%。根据鼎龙股份公司公 告,国内 PSPI 市场规模将保持稳健增长,预计 2025 年将会达到 37 亿元。


全球 PSPI 市场被外商高度垄断,国产替代需求迫切。我国 PSPI 光刻胶布局较 为落后,目前全球主要的 PSPI 生产厂商包括 Toray、HD Microsystems、Asahi Kasei、 Fujifilm Electronic Materials、中国台湾长兴材料、SK Materials 等,上述前四家厂商 市占率合计达到 93%,呈现出高度垄断的市场竞争格局,国产替代需求迫切。


用于 AMOLED 的高性能 PI 的各项参数指标要求更为严格,技术壁垒更为牢固。 总的来看,高性能 PI 需要在六大方面包括力学、化学、光学、衬底形貌等同时满足 AMOLED 所需指标要求,而六大方面又可进一步细分为 23 个具体指标,包括化学 中的耐药性、光学中的渗透率、热学中的玻璃态转变温度、力学中的机械强度等。 只有在上述指标全部满足的情况下才能保证高性能 PI 不会发生退化等灾难性事件, 进而制成 AMOLED 的各大功能层。由此可以看出,高性能 PI 的制作壁垒高筑。


3.3、 鼎龙股份奋力打破垄断,确立国产供应领先地位


公司经过十余年坚持不懈的产品攻关,已于 2023Q3 成为国内部分主流面板客 户 YPI、PSPI 的第一供应商,确立 YPI、PSPI 产品国产供应领先地位。在 YPI 产 品方面,公司是国内唯一一家拥有千吨级、超洁净、自动化 YPI 产线的企业,是国 内唯一实现量产出货的 YPI 供应商,全年持续获得国内各核心客户的 G6 线订单,市 场份额不断提升;在 PSPI 产品方面,是国内唯一一家在下游面板客户验证通过,打 破国外友商十余年来的绝对垄断,并在 2022Q3 实现批量出货的企业。 YPI、PSPI 验证导入顺利,随着未来产品放量,半导体显示材料将成为公司新 增长极。从经营情况来看,YPI、PSPI 产品 2021 年实现营收约 0.1 亿元;2022 年实 现营收 0.48 亿元;2023Q1-Q3 产品实现营收 1 亿元,同比+366%。从产品产能来看, YPI 方面,2020 年公司年产 1000 吨的 PI 浆料产线已经投产;PSPI 方面,2021 年产 品中试结束,客户端验证良好,2022 年实现武汉本部年产 200 吨产业化,2023 年中 期鼎龙仙桃二期年 1000 吨 PSPI 项目实现规模量产,产品共计产能达到 1200 吨。


3.4、 TFE-INK:OLED 封装中制备有机薄膜的关键原材料


OLED 作为新一代显示技术,相较于 LCD 具备更高的对比度、更省电且结构简 单,无需背光源,更薄且适用于柔性显示,广泛应用于平面显示、电视、智能可穿 戴设备、虚拟现实(VR)等领域。然而,由于 OLED 易与空气中的水、氧发生化学 反应,影响性能和寿命,因此必须进行封装处理。 目前,封装技术主要分为硬屏封装和柔性薄膜封装(TFE)两大体系。硬屏封装 采用传统的玻璃封装,虽然具备良好的水氧阻隔能力,但在轻薄和柔性器件中应用 受限。相较之下,TFE 技术通过无机膜与有机膜交叠,结合阻隔膜,使器件更轻薄, 不需要刚性的玻璃盖板,实现 OLED 的柔性功能,已成为当前的发展趋势。




TFE 封装技术通过在器件表面制备致密薄膜来阻隔水氧,最初这种技术主要使 用单层无机薄膜或纯有机聚合物薄膜。无机薄膜尽管具有良好的水氧阻隔性,但其 脆性导致弯曲时易开裂。而有机薄膜虽较柔韧,但水氧渗透率高,阻隔性能不如无 机薄膜。TFE 技术的发展趋势是将无机薄膜与有机薄膜结合,即通过将无机层之间 插入的有机层来填补单一薄膜的缺陷,从而提高整体的水氧阻隔性能。目前,多层 薄膜封装的主流结构有 Barix 技术、三星改进混合式封装技术及应用材料公司多层薄 膜封装技术,分别对应下图中(a)、(b)、(c)。


喷墨打印技术被广泛应用于 TFT制备工艺中。目前 TFE 的制备工艺主要有Vitex 真空聚合物技术、喷墨打印技术(有机层)、溅射(无机层)、等离子增强化学气相 沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)等,其中喷墨打印技术得益于其成本低廉以及 应用材料广泛被认为是最具前景的制膜技术之一。喷墨打印技术主要分为四个阶段, 分别是液滴形成、液滴沉积、液滴铺展、固化,对应下图中(a)(b)(c)(d)四部 分。该技术所需液滴(墨水)即为 TFE-INK,且制备薄膜最终的铺展形态与 INK 的 物性紧密相关,故 TFE-INK 可以被视为 OLED 封装中的关键原材料。


国内 TFE-INK 市场规模将保持增长态势。根据鼎龙股份公告的数据显示,国内 TFE-INK 市场规模 2025 年有望达到 10 亿元,持续保持增长态势。


鉴于 TFE-INK 的国产替代重要性以及国内蓝海市场,鼎龙股份持续加大该产品 研发导入力度。根据公司公告,公司面板封装材料 TFE-INK 正按计划开发、验证中, 2021 年该产品中试结束,2023Q3 该产品验证反馈情况良好,有望在 2023Q4 导入客 户并取得订单,并持续与下游面板客户保持技术交流。未来随着产品成功导入客户 且公司逐步提升产能,预计将对公司营收产生积极的正向信号。



(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)


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