一、CMP是什么?
CMP(Chemical Mechanical Polishing,化学机械抛光)是集成电路制造中实现晶圆全局和局部纳米级平坦化的关键技术。它通过化学腐蚀(抛光液与表面材料反应生成软化层)与机械研磨(抛光垫和磨粒去除反应物)的协同作用,循环进行“反应-去除”,最终达到原子级别的表面平整。
CMP工艺过程核心环节:晶圆由抛光头吸附并施加可控压力,压覆在旋转的抛光垫上;抛光液(Slurry)被精确输送至抛光界面形成液体薄膜;在压力、相对运动和化学机械协同作用下,实现晶圆表面材料的高效、均匀去除与全局平坦化
二、CMP核心材料
CMP抛光材料在整个半导体制造材料成本中约占7%, CMP材料主要包括抛光液、抛光垫、调节器、CMP 清洗以及其他等耗材,而抛光液和抛光垫又占 CMP 材料细分市场的 80%以上,是CMP工艺的核心材料。
三、CMP材料市场竞争格局
CMP耗材市场主要为国外企业垄断,中国企业正在逐渐突围
CMP核心耗材市场主要由美国企业主导,2024年其在中国市场仍占据约80%的份额。近年来,随着国内企业持续的技术研发与突破,国产替代进程显著加速。
CMP 抛光液主要厂商概况
鼎龙股份:多元化发展,塑造半导体材料平台型公司
鼎龙股份(创立于2000年)是国内领先的打印复印耗材及半导体材料供应商。公司以打印耗材全产业链为基石,重点突破半导体材料领域,其CMP抛光垫产品已打破国外垄断,成为中国主流晶圆厂的重要CMP抛光垫供应商。其抛光垫产品已通过长江存储、武汉新芯、中芯国际及合肥长鑫等国内主要晶圆制造厂的认证。值得一提的是,其产品核心原材料已实现高度国产化,自主化率超过90%。据相关数据,以华海清科在长江存储的CMP设备所应用的抛光垫为例,2024年鼎龙股份已占据该环节约60%的份额。
鼎龙股份产品汇总
安集科技:国内 CMP 抛光液绝对龙头,打破外资垄断的希望所在
在CMP抛光液领域也取得了多项技术突破。公司的拳头产品—铜及铜阻挡层抛光液已在多家重要客户处实现规模化销售,不仅已在14nm技术节点稳定量产,更在10-7nm等先进制程领域逐步实现技术突破。同时,其钨抛光液产品已在长江存储等客户处得到应用,并且公司正在积极配合客户推进基于氧化铈磨料的抛光液产品验证工作
安集科技项目进展情况
四、CMP材料市场前景展望
1、受益于晶圆产能增长和先进制程产能比例增加,CMP 材料市场需求快速增高
抛光材料市场增长的主要驱动因素有:
● 下游晶圆厂产能提升;
● 先进制程产能比例增高
更先进的逻辑芯片(如7nm及以下)和存储芯片(如3D NAND)需要更多次的CMP步骤(可达30次以上),直接推动CMP材料用量增长
2、CMP抛光液市场的主要趋势和预测
2023年行业收入同比下降6.5%,但2024年预计反弹,总市场规模(TAM)将增长5.1%,反映市场逐步恢复。2023-2028年复合年增长率(CAGR)为5.9%,增长主要来自新工艺技术的推动,包括新型材料应用如钼(Mo)、钌(Ru)等金属在先进制程中的引入,?铜背面电源技术(Cu Backside Power),可能用于3D封装或背面供电方案
3、CMP抛光垫市场的核心数据与趋势分析
2023年全球抛光垫市场规模13.6亿美元,同比收缩6.6%(经济下行或库存调整影响),2024年预计增长8%,达14.6亿美元,反映半导体行业需求复苏,?2023-2028年复合年增长率(CAGR)为6.3%,显示稳步扩张趋势。随着先进制程(如3nm/2nm)对表面平整度要求提升,以及新型晶体管结构(如GAA)的普及,氧化铈(Ceria)、多晶硅(PolySi)和高k金属栅极氧化物(HKMG Oxide)的抛光垫收入增速显著,预计年均增长10%-14%。
4、先进制程与封装展望
逻辑芯片,尤其是先进制程(如3nm以下)引入更多CMP步骤,可能占比最高,下一代晶体管结构CFET(互补式场效应晶体管)预计在2030年后量产,需更高精度CMP技术应对多层堆叠结构
存储芯片(如3D NAND多层堆叠)需求同步增长,未来3D NAND将采用4层堆叠(4 Decks),预计2027年后实现,CMP工艺步骤将增加30%。
DRAM存储芯片采用新型电容器和晶体管设计(如3D DRAM)将增加CMP步骤
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