2024年上海新阳研究报告:晶圆及先进封装材料国内领先,高端光刻胶进展顺利

  • 来源:开源证券
  • 发布时间:2024/01/05
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上海新阳研究报告:晶圆及先进封装材料国内领先,高端光刻胶进展顺利。公司电镀液及添加剂产品已覆盖90-14nm技术节点;干法蚀刻后清洗液已经实现14nm以上技术节点全覆盖,20-14nm电镀液及添加剂已实现销售;用于存储器芯片的原创新产品氮化硅蚀刻液打破国外垄断,并与客户共同开发、验证更高层级的产品系列;用于铜抛光后清洗液产品开发完成,已进入到客户端。芯片制造用铜互连电镀液及添加剂、蚀刻后清洗液、氮化硅刻蚀液产品已大规模供应国内集成电路生产制造企业。公司积极规划产能,在光刻胶、抛光液领域构建第二、第三成长曲线上海工厂完成改扩建后产能达1.9万吨/年。合肥新工厂一期1.7万吨/年的产品产能,预计2...

1、 半导体工艺化学材料行业先锋,积极推进国产化进程

1.1、 国内半导体材料龙头企业,积极推动工艺化学材料全覆盖

深耕半导体功能性化学材料领域,成功打入头部晶圆与封测厂核心供应链。上 海新阳成立于 1999 年,于 2011 年在创业板上市。公司主营业务是集成电路制造用 关键工艺材料及配套设备、环保型、功能型涂料的研发、生产、销售和服务,产品 涵盖了半导体芯片制程工艺所需的电镀液及添加剂、清洗液、光刻胶及研磨液等关 键工艺化学材料。同时,公司 2013 年收购江苏考普乐涂料有限公司,开展环保型、 功能性涂料的研发、生产及相关服务业务。公司拥有众多知名客户,为 120 多个半 导体封装企业、20 多个芯片制造企业提供产品和服务,关键工艺化学材料产品已经 进入了国内头部集成电路生产企业供应链,芯片铜互连超高纯硫酸铜电镀液、晶圆 清洗化学品等产品也成为了国内头部晶圆代工企业的基准材料。

公司积极布局光刻胶与研磨液,着力实现电镀、清洗、光刻、研磨四大工艺化 学材料全覆盖。公司电镀液和添加剂系列产品为公司开发的第二代电子电镀产品, 主要包括大马士革铜互连、TSV、Bumping 电镀液及配套添加剂,已覆盖 90-14nm 铜制程全部技术节点,且为国内唯一一家;清洗液主要包括铜制程蚀刻后清洗液、 铝制程蚀刻后清洗液、氮化硅/钛蚀刻液、化学机械研磨后清洗液等。28nm 干法蚀刻 后清洗液产品已规模化量产,14nm 技术节点后干法蚀刻后清洗液也已量产并实现销 售,公司干法蚀刻后清洗液产品已经实现 14nm 及以上技术节点全覆盖;公司自主研 发的晶圆制造用光刻胶已有十余种产品在客户端认证顺利,I 线、KrF 光刻胶产品已 在超 20 家客户端提供样品进行测试验证,ArF 浸没式光刻胶已在国内多家晶圆制造 企业开展测试验证工作;公司化学机械研磨液主要包括适用于浅槽隔离研磨液、金 属钨研磨液、金属铜研磨液,硅氧化层研磨液,多晶硅层研磨液等系列产品,研磨 液产品可覆盖 14nm 及以上技术节点。公司全资子公司江苏考普乐是国内第一家生产 PVDF 氟碳涂料的企业,为江苏省高新技术产业、国家知识产权优势企业。

公司实控人为王福祥、孙江燕夫妇与其子王溯。王福祥、孙江燕夫妇毕业于沈 阳化工大学,有丰富的半导体化学材料研发与应用经验;其子王溯毕业于香港科技 大学微电子制造专业,负责多项重大专项项目,并于 2021 年 10 月开始出任公司总 经理。2022 年 6 月新加坡新阳通过协议转让方式向王福祥先生转让其持有的上海新 阳无限售流通股 15,670,000 股股份,占公司总股本的 5.00%,股份变动后王福祥直接 持股占总股本的比例达到了 14.37%。

1.2、 公司营业收入快速增长,盈利能力不断改善

公司营业收入持续增长。公司营收由 2016 年的 4.14 亿元上升至 2022 年的 11.96 亿元,CAGR 为 19.34%。2023 年前三季度公司实现营业收入 8.71 亿元,同比-0.77%, 归母净利润 1.14 亿元,同比+716.15%。2022 归母净利润下滑的原因一是原材料价格 上涨,二是受疫情影响部分产线停产、生产成本增加。随着 2022H2 部分原材料价格 下降与上海疫情结束以及下游市场需求不断上升,2023 年前三季度公司归母净利润 情况明显好转。

自 2019 年开始,公司半导体行业营收占比持续上升,涂料业务板块积极推进独 立挂牌。2016-2022 年半导体行业营收占比分别为 42.01%、48.26%、46.19%、42.54%、 47.13%、49.44%、53.51%,营收占比逐步上升。2022 年 6 月 21 日,公司发布了《上 海新阳关于子公司股份制改制并拟申请在新三板挂牌的公告》,主营涂料品业务的子 公司江苏考普乐申请挂牌新三板,使公司目前两大类主营业务从经营平台上分离, 2023 年江苏考普乐公司已完成股份制改革。未来江苏考普乐借助新三板平台,促进 其规范发展氟碳涂料等环保型高端涂料,公司本部将集中资源发展半导体业务,有 利于公司总体经营战略的实施,实现上市公司整体效益最大化。

公司毛利率保持稳定,半导体业务毛利率相对较高。2023 年前三季度公司毛利 率和净利率分别为 34.46%和 13.25%,相比于 2022 年的 31.35%和 4.76%,毛利率略 有上升,净利率大幅提高,主要系原材料价格回落导致成本下降、产能逐步提高与 下游市场需求旺盛所致。2016-2022 公司半导体业务毛利率高于涂料行业及工程服务 业务毛利率,随着江苏考普乐申请挂牌新三板后两大类主营业务分离,我们预计未 来公司总体毛利率会提高至当前半导体业务毛利率水平。

公司研发投入力度较大,整体期间费用管理效果显著。公司 2023 年前三季度研 发支出 1.05 亿元,占营业收入比 12.03%,重点发展半导体相关业务,主要集中于集 成电路制造用光刻胶、先进制程清洗液、氮化硅和氮化钛蚀刻液、化学机械研磨液 等项目。公司期间费率维持合理水平,2023 年前三季度销售、管理、财务费率分别 为 4.42%、20.88%、-0.17%。

2、 全球半导体设备投资迎来复苏,材料端需求先行

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、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 年全球半导体设备投资回暖,有望带动相关材料需求。 根据 SEMI 发布的《2023 年年中半导体设备预测报告》(Mid-Year Total Semiconductor Equipment Forecast–OEM Perspective)中的数据,预计 2023 年全球半导体设备支出 将同比-19%,从 2022 年的 1074 亿美元的历史新高降至 874.1 亿美元,此次设备投 资额降低主要源于芯片需求减弱以及消费和移动设备库存的增加。但是,至 2024 年, 全球半导体设备投资预计将快速回暖至 1000 亿美元,同比+14%。随着全球半导体 设备的投资额回升,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,虽然我国半导体设 备投资额同比小幅下滑至 282.7 亿美元,但全球投资额占比依旧维持首位,连续三年全 球第一。

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,总投资额预计将超过 5000 亿美元。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%,达 到全球第一,首次超过韩国。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。

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、 先进封装拉动电镀液需求,国产产品加速高端化转型

电镀工艺广泛应用于芯片制造和封装,电镀液是核心原材料。前端制造过程的 电镀是指在芯片制造和封装过程中,将电镀液中的金属离子电镀到晶圆表面形成金 属互连的工艺;后端封装的电镀是指在芯片封装过程中,在三维硅通孔、重布线、 凸块工艺中进行金属化薄膜沉积的过程。电镀液作为电镀工艺的核心原材料,主要 由加速剂、抑制剂及整平剂组成,通过不同组分相互作用,能够实现从下到上的填 充效果以及改善镀层晶粒、外观及平整度。

晶圆制造方面,随着制程越来越先进,芯片铜互连成为主流技术。芯片铜互连 的制造工艺是在晶圆的沟槽上采用电镀的方法沉积、填充铜金属的工艺,铜互连工 艺具有更低的电阻率、抗电迁移性,能够满足芯片尺寸更小、功能更强大、能耗更 低的技术性能要求。

先进封装方面,凸块电镀、再分布线、硅通孔(TSV)电镀等是超越摩尔定律 的关键。为了进一步提高集成电路性能,需要缩短晶圆间、晶圆与印刷电路板间连 线距离,因此超越摩尔技术变得越来越重要,三维硅通孔、重布线、凸块工艺等先 进封装工艺也因此开始大规模使用。而这三种封装工艺都需要进行金属化薄膜沉积, 这将显著拉动相关电镀液的需求,如铜、镍、锡、银、金电镀液等。

需求方面,预计 2029 年全球电镀液销售额将达 12.03 亿美元,我国将达 3.52 亿 美元。随着先进逻辑器件节点带来的互连层的增加,先进封装对重新布线层和铜柱 结构应用的增加,以及广泛运用铜互连技术的半导体器件整体增长,带动了电镀液 及其添加剂市场的增长。根据 QYResearch 统计数据,2022 年全球高纯电镀液市场 规模为 5.87 亿美元,同比+11.89%,预计 2029 年将增长至 12.03 亿美元,2022-2029 年均复合增速将达到 10.79%。我国 2022 年高纯电镀液的市场规模为 1.69 亿美元, 相应的电镀液及配套试剂需求量为 2.15 万吨。预计 2029 年市场规模将增长至 3.52 亿美元,2022-2029 年均复合增速将达到 11.05%,全球市场份额占比也将增长至 29.23%。

需求结构方面,铜电镀液占比最高达 65.13%。从产品类型和技术的角度来看, 铜电镀液占据行业主流,2022 年需求占比达 65.13%,其次为锡电镀液和金电镀液, 占比分别为 11.90%和 5.45%。QYResearch 预计,2023-2029 年各类型电镀液将保持 相对稳定的格局,市场份额比重变化不大。从产品下游应用的角度考虑,半导体用 高纯电镀液占据绝大多数市场份额,2022 年需求占比达 81.53%。其次为太阳能用高 纯电镀液,2022 年需求占比为 7.01%。

从供给端来看,电镀液市场份额依旧被国外企业占据,我国产业升级迫切。目 前全球主要电镀液生产商为 Umicore、MacDermid、TANAKA、Japan Pure Chemical 和 BASF 等,根据 QYResearch 统计,2022 年五大厂商市场销售额合计达到 4.08 亿 美元,占全球高纯度电镀液市场规模的 69.49%,行业依旧呈现寡头垄断格局。我国 方面,目前国内企业生产的电镀液下游应用依旧以传统封装为主,晶圆制造和先进 封装依旧被外国企业所占据,因此我国电镀液产业升级需求迫切。

2.2、 芯片制程微型化趋势加速,清洗、蚀刻用湿电子化学品需求高涨

湿电子化学品细分种类众多,其中通用型使用量大,功能型单位价值高。按照 组成成分不同可以将其分为通用湿电子化学品和功能性湿电子化学品。通用湿电子 化学品一般特指超净高纯试剂,包括酸类如硫酸、盐酸,碱类如氨水、氢氧化钾, 醇类如甲醇、异丁醇等,功能湿电子化学品一般特指通过复配方法制备的各种配方 类化学品,如光刻胶配套试剂中的显影液、蚀刻液、剥离液、清洗液等。从使用量 来看,通用湿电子化学品远超功能湿电子化学品,主要是由于超净高纯试剂主要是 用于清洗过程,使用范围覆盖整个晶圆且需要多次使用,因此用量较大。从单位试 剂价值来看,功能湿电子化学品在超净和高纯的基础上要注重试剂的功能性,研发 难度更高,因此其单位价值远高于通用湿电子化学品。

超净高纯是通用湿电子化学品核心要素,复配工艺是功能湿电子化学品核心要 素。通用湿电子化学品主要作用为清洗剂被广泛应用于微电子、光电子湿法工艺中, 其核心要素为超高洁净度和超低杂质含量,因而它对原料、纯化方法、配方工艺、 容器、生产设备、环境控制、测试和运输设备等都有极为严格的要求,控制湿电子 化学品中各种杂质的浓度成为考量湿电子化学品性能一项非常重要的指标。功能性 湿电子化学品一般是建立在通用性湿电子化学品超净高纯的基础上,通过各类不同 的复配工艺来达到如蚀刻、显影等不同的效果,因此不同的原料和配方是功能性湿 电子化学品的核心要素,其更高的技术壁垒也赋予其更高的单位价值和毛利率。

湿电子化学品分为 5 个等级,G5 级技术壁垒最高。为了区分不同等级的湿电子 化学品,国际半导体设备和材料组织(SEMI)通过湿电子化学品中金属杂质含量、 控制粒径范围和颗粒个数等各项指标将湿电子化学品划分为 G1-G5 五个等级,其中 G5 等级的湿电子化学品要求最高,G1 等级的湿电子化学品要求最低。按照下游应 用领域的不同,湿电子化学品可分为半导体、面板和太阳能光伏用湿电子化学品, 其中半导体级技术壁垒最高,盈利能力最强,对应 SEMI 分类中的 G4-G5 级。尤其 是随着晶圆厂新增产能不断落地叠加晶圆尺寸扩大到 12 英寸,未来 G5 级湿电子化 学品需求将快速增长。

从需求端来看,受益于集成电路、面板和光伏行业的快速发展,湿电子化学品 市场规模增长显著。根据中国电子材料行业协会的数据,2022 年全球湿电子化学品市场规模为 639.1 亿元,同比+6.64%,其中,集成电路市场规模为 453.3 亿元,占比 达 70.73%。预计到 2025 年,全球湿电子化学品市场规模总计将达到 825.2 亿元, 2022-2025年复合增长率为8.89%。2022年我国湿电子化学品市场规模为176.7亿元, 同比+11.20%,增速远超全球。其中,集成电路市场规模为 56.9 亿元,占比为 32.20%, 与全球存在一定差距,也从侧面说明未来我国集成电路湿电子化学品具备较大的增 长空间。中国电子材料行业协会预计,到 2025 年,我国湿电子化学品整体市场规模 将达到 274.7 亿元,2022-2025 年复合增长率为 15.84%。

中国电子材料行业协会预计 2025 年我国三大行业湿电子化学品需求总量将达 到 460.5 万吨。从市场需求的角度来看,受益于我国集成电路、显示面板和光伏行业 的快速扩张和持续的产能转移,我国湿电子化学品需求量快速增长。根据中国电子 材料行业协会的数据显示,2022 年我国湿电子化学品需求总计达 264.3 万吨,环比 2021 年+22.30%,并且未来将持续保持高增长态势,至 2025 年,我国三大行业湿电 子化学品需求总量将增加至 460.5 万吨。

从需求结构的角度考虑,受益于芯片制程不断提升,清洗、蚀刻的次数增长显 著,相关湿电子化学品需求高涨。

清洗方面,单片槽清洗工艺带来清洗次数提升并将带来湿电子化学品用量增长。 清洗贯穿于芯片制造前端和后端整个流程,前端清洗即晶圆制造过程中的清洗,包括扩散前清洗、离子注入后清洗、抛光后清洗等;后端清洗即封装过程中的清洗, 包括 TSV 清洗、UBM/RDL 清洗、键合清洗等。根据所用物质的不同,清洗可以分 为湿法清洗和干法清洗,目前晶圆制造产线上依旧以湿法清洗为主。随着晶圆制造 工艺不断向精密化方向发展,芯片结构的复杂度不断提高,芯片对杂质含量的敏感 度也相应提高。为最大限度地减少杂质对芯片良率的影响,芯片清洗次数随着制程 的增加显著增长。根据盛美上海招股说明书的数据,90nm 的芯片需要的清洗步骤为 90 次,但到了 65nm 工艺节点时,清洗步骤增加到了 140 次。更进一步,20nm 节点 时,清洗步骤已经超过了 210 次。此外,随着芯片制程的提升,单片清洗也逐步取 代原有的槽式清洗,清洗过程也较之前更加精细,对清洗用湿电子化学品的质和量 都提出了更高的要求。

蚀刻方面,蚀刻层数增加和精细度提升带来湿电子化学品用量增长。蚀刻工艺 是把光刻胶上图形转移到薄膜,即去除光刻胶后完成图形从光罩到晶圆转移的过程。 一方面,随着芯片制程的快速提升,蚀刻精细度也需要大幅提升,这使得芯片单层 蚀刻的次数显著增长。另一方面,随着 NAND 闪存进入到 3D 时代,NAND 闪存的 层数也在飞速增长。目前 64 层 3D NAND 闪存已进入大生产,96 层和 128 层闪存正 处于研发中。3D NAND 制造工艺中,增加集成度的主要方法是增加堆叠的层数,而 3D NAND 层数的增加要求刻蚀技术实现更高的深宽比,这再次增加了蚀刻次数,进 而也拉动了蚀刻用湿电子化学品的需求。

2.3、 国外寡头垄断全球光刻胶市场,国产化需求迫切

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。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%,光刻胶材料约占芯片制造材料总成本的 4%。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 溶剂。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+7.32%。从中国的角度,2022 中国光刻胶 市场规模为 146.81 亿美元,同比-3.95%。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 46.26 亿元,同比增速达+12.60%,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, 占比分别为 47%和 37%。其次为 I 线光刻胶,占比为 11%。紫外负胶和 G 线光刻胶 需求占比最低,仅为 5%。

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。

2.4、 芯片制程日益先进,研磨液用量提升

CMP 技术是目前晶圆局部平坦化的核心技术。CMP 技术即化学机械抛光,是 通过纳米级粒子的物理研磨作用与抛光液的化学腐蚀作用的有机结合,对集成电路 器件表面进行平滑处理,并使之高度平整的工艺技术。CMP 技术结合了机械抛光和 化学抛光各自长处,通过化学和机械的组合技术避免了由单纯机械抛光造成的表面 损伤,利用了磨损中的“软磨硬”原理,即用较软的材料来进行抛光以实现高质量 的表面抛光,将化学腐蚀和机械研磨作用达到一种平衡,最终实现晶圆表面的超高 平整度,是目前唯一能兼顾表面全局和局部平坦化的抛光技术,在目前先进集成电 路制造中被广泛应用。

抛光液是 CMP 工艺核心原材料,配方和纳米磨料是核心技术壁垒。抛光液作 为 CMP 工艺中的核心原材料之一,是整个 CMP 工艺中成本占比最高的部分,达到 49%。而 CMP 抛光液由研磨颗粒、PH 调节剂、分散剂、氧化剂和表面活性剂组成, 其中,配方和研磨颗粒是 CMP 抛光液生产的核心技术壁垒。就配方而言,由于抛光 液中各个组分的比例、顺序、速度和时间等都会影响到最终的产品性能,需要企业 不断优化研究来找出最合适的方案,因此产品配方和生产工艺流程是每家企业的核 心竞争力。同时,抛光液种类多样,根据应用的不同工艺环节,可以将抛光液分为 硅抛光液、铜及铜阻挡层抛光液、钨抛光液、介质层抛光液、浅槽隔离(STI)抛光 液以及用于先进封装的硅通孔(TSV)抛光液等,即使是同一技术节点的不同客户, 其工艺技术也要求不同的配方。研磨颗粒方面,由于纳米磨料种类较多(主要包括 硅溶胶、气相二氧化硅和二氧化铈等品类)且制备技术难度较高,目前依旧被国外 企业所垄断,国产化率提升势在必行。

随着芯片制程不断先进,化学机械研磨液的使用量逐渐提升。化学机械抛光 (CMP)是集成电路制造过程中实现晶圆表面平坦化的关键重艺,每一片晶圆在生 产过程中都会经历几道甚至几十道的 CMP 抛光工艺步骤。据 Cabot Microelectronics 测算,从 2D 至 3D NAND 的升级中,CMP 抛光步骤从 7.5 提升至 15.7;随着逻辑芯 片制程提高,单片晶圆的抛光次数也从 22nm 所需的 20 次左右提升至 7nm 的 29 次, 这将充分带动抛光液的需求。

全球 CMP 抛光液市场规模稳步增长,预计 2025 年将达到 25.3 亿美元。根据 TECHCET 和安集科技公告的数据,2022 年全球抛光液市场规模为 20 亿美元,同比 +5.82%,预计 2025 年将增长至 25.3 亿美元,保持稳步增长态势。2022 年我国抛光 液市场规模约为 20 亿元,同比+11.11%,预计 2025 年将增长至 30 亿元。

3、 上海新阳:清洗、电镀、光刻、研磨多轮驱动,打造国产 半导体材料平台公司

3.1、 三大基地布局成型,产能规模持续提升

三大基地布局逐渐成型,产能持续扩张保障长期发展。公司目前拥有三大生产 基地,分别是上海松江本部、合肥基地和上海奉贤基地,产品品类覆盖电镀液、清 洗液、蚀刻液、研磨液、光刻胶及配套试剂等,广泛应用于半导体制造各个环节。 上海松江本部拥有各类电子化学品产能 1.87 万吨。该基地分两期建设而成,一 期产能 0.56 万吨,主要包括电镀液、清洗液和去毛刺溶液。二期新增产能 1.31 万吨, 于 2021 年正式建成投产,主要包括电镀液、清洗液、蚀刻液、研磨液和封装用各类 化学品等。

合肥基地设计产能合计 7 万吨,其中一期 1.7 万吨预计于 2023Q4 投产运行。合 肥基地项目实施主体为公司全资子公司合肥新阳,该项目分两期建设而成,其中一 期 1.7 万吨预计于 2023Q4 投产运行,二期 5.3 万吨与一期同步建设,预计于 2024H2投产运行。一期项目主要包括四大类产品:芯片铜互连超高纯硫酸铜电镀液及晶体、 芯片超纯清洗液系列、高分辨率光刻胶系列、芯片级封装与集成电路传统封装引线 脚表面处理功能型化学材料系列,产能分别为 0.65 万吨、0.85 万吨、0.05 万吨和 0.15 万吨。二期项目产能合计 5.3 万吨,产品以电镀液、清洗液、蚀刻液、研磨液为主, 是一期项目产能和产品品类的扩张。 上海奉贤基地设计产能 3.05 万吨,预计于 2026 年年中投产运行。上海奉贤基 地项目由全资子公司上海芯刻主导实施,该项目除了继续扩产刻蚀液和清洗液系列 产品之外,还新增了 I 线、KrF、ArF 干/湿光刻胶和光刻胶稀释剂,公司产品矩阵也 进一步丰富,国产半导体材料平台公司逐步成型。

3.2、 深耕半导体材料领域,逐步拓宽业务范围

以电镀和清洗液为基,布局光刻胶和研磨液打造新增长极。公司在半导体材料 领域的布局主要包括 5 大板块,分别为晶圆制造及先进封装用电镀液及添加剂系列 产品、晶圆制造用清洗液、蚀刻液系列产品、半导体封装用电子化学材料集成电路 制造用高端光刻胶产品系列和晶圆制造用化学机械研磨液。其中,电镀液、清洗液 和半导体封装用电子化学材料为当前公司主要收入来源,公司也在行业内处于领先 地位。为了进一步丰富产品矩阵,公司开始积极扩展业务范围,加大了对光刻胶和 研磨液的研发投入。在光刻胶领域,公司 I 线、KrF 光刻胶产品工艺性能指标不断优 化,目前已在超 20 家客户端提供样品进行测试验证;ArF 浸没式光刻胶已在国内多 家晶圆制造企业开展测试验证工作,部分型号产品已取得良好的测试结果及工艺窗 口,技术指标与对标产品比较接近。同时,为了配合光刻胶的研发和验证,公司提 前布局了四台光刻机,包括 ASML XT1900Gi 型光刻机(对应 ArF 湿法光刻胶)、 ASML-1400 光刻机(ArF 干法)、NIKON205C(KrF)、Nikon-i14 型光刻机(i 线), 其中 ASML XT1900Gi 型可用于研发分辨率达 28nm 的高性能 ArF 湿法光刻胶。在研 磨液领域,公司产品已经覆盖 14nm 及以上技术节点,浅槽隔离研磨液(STI Slurry)、 金属钨研磨液(W Slurry)、金属铜研磨液(Cu Slurry)、硅氧化层研磨液(Oxide Slurry)、 多晶硅层研磨液(Poly Slurry)等系列产品均已经实现出货。

3.3、 氟碳辊涂填补国内空白,涂料板块筹划挂牌新三板

氟碳涂料使用性能优异,应用领域广泛。涂料指涂于物体表面,一定条件下能 形成薄膜的一类液体或固体材料,作用主要有四点:保护,装饰,掩饰产品的缺陷 和其他特殊作用(绝缘、防水、防霉、耐热),从而提升产品的价值。氟碳涂料指的 是以含氟树脂为主要成膜物的系列涂料的统称,它是在氟树脂基础上经过改性、加 工而成的一种新型涂层材料,其主要特点是树脂中含有大量的 F-C 键,其键能为 485KJ/mol 在所有化学键中堪称第一。氟碳涂料相比一般其它类型涂层材质使用性能 更为优异,有"涂料王"之称。该涂料是防腐性、耐磨性、耐污染性、耐久性良好的最 佳建材用面漆。PVDF 是氟碳涂料最主要原料之一,以其为原料制备的氟碳涂料已经 发展到第六代,由于 PVDF 树脂具有超强的耐候性,可在户外长期使用,无需保养, 该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等。应用比较广泛的氟 树脂涂料主要有 PTFE、PVDF、FEVE 等三大类型。

中国涂料行业经济产量稳步增长,未来环保涂料比重将增加。据中国涂料工业 协会统计,从“十二五”末的 2015 年至“十三五”末的 2020 年,涂料年产量从 1717.6 万吨增至 2459.1 万吨,增长 43.17%,平均年增长率 7.44%,高于国家 GDP 增长率。 根据涂料行业“十四五”发展总体目标,“十四五”期间,涂料全行业经济总量保持 稳步增长,总产值年均增长 4%左右。到 2025 年,涂料行业总产值预计增长到 3700 亿元左右;总产量预计增长到 3000 万吨左右。产品结构方面,到 2025 年,环保涂 料品种占涂料总产量的 70%。

公司涂料业务由全资子公司江苏考普乐开展,自主研发了氟碳辊涂产品填补国 内空白。考普乐为国家火炬计划重点高新技术企业、江苏省首批科技上市培育企业, 是国内氟碳涂料行业内的龙头企业。考普乐开发的喷涂型 PVDF 氟碳涂料国内市场 占有率在 15%左右,位居全国前三。同时,考普乐注重创新体系建设,建有江苏省 (考普乐)新型环保功能涂料工程技术研究中心、江苏省企业技术中心,与西安交 通大学、国家纳米中心、常州大学等高校院所开展产学研合作,持续完善研发创新 能力。

考普乐坚持环保型、功能性涂料研发,申请新三板挂牌推动业务发展。随着环 保监管日益严格,市场对氟碳涂料的可降解性、环保性有了更高要求,PVDF 氟碳涂 料市场发展面临巨大机遇和挑战,信息化技术将成为核心竞争力。江苏考普乐申请 新三板挂牌,有助于公司治理结构的完善、融资渠道的拓宽和品牌影响力的提升, 更有利于集中资源发展氟碳涂料等环保型高端涂料业务,提升江苏考普乐核心竞争 力,推动上市公司整体战略目标有序落地。

3.4、 公司持续加大研发投入,股权激励彰显发展决心

研发费用维持高位,产品创新迭代加速。公司能够始终坚持瞄准国际前沿技术, 面向全球产业需求,突破国际技术垄断,填补国内技术空白,与公司研发和创新能 力的不断提升密切相关。公司重视研发投入,2018-2022 年公司平均研发费率为 12.52%,处于行业前列。2023 年上半年,公司投入研发费用合计 0.64 亿元,研发费 用占营业收入比重达 11.60%。同时,公司还建设了一只技术过硬半导体业务开发团 队,近 30%的技术人员有 10 年以上行业经验。截止至 2023 年半年报,公司申请了 核心专利 504 项,其中发明专利 349 项,国际发明专利 17 项,高效的研发大幅提升 了公司的产品竞争力和准入门槛,也为公司长期发展提供了充足的动力。

股权激励考核目标落子于半导体行业营收,彰显公司半导体材料发展决心。 2023.03.03,公司发布公告,计划实施新成长(二期)股权激励计划。此次股权激励 对象共计 141 人,主要对象为任职的核心技术/业务人员。本激励计划授予的限制性 股票在授予日起满 12 个月后分三期归属,各期归属的比例分别为 50%、30%、20%。 第一个归属期的业绩考核目标为 2023 年半导体行业营收不低于 8 亿元,第二个归属 期的业绩考核目标为 2024 年半导体行业营收不低于 10 亿元,第二个归属期的业绩 考核目标为 2025 年半导体行业营收不低于 12 亿元。此次股权激励的业绩考核目标 落子于半导体行业,表明了公司大力发展半导体材料的决心,也为公司未来长期稳 定可持续发展提供强有力的人才保障。

 


(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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