制造更先进技术节点的逻辑芯片、3D存储芯片架构和异构集成技术需要更多的工艺步骤，带来更高的晶圆制造材料和封装材料消耗需求。根据SEMI，2021年全球主要晶圆制造材料中，晶圆、湿电子化学品、CMP抛光材料和光罩增长最为强劲。

（1）化学机械抛光液市场情况：化学机械抛光（CMP）是半导体先进制程中的关键技术，其主要工作原理是在一定压力下及抛光液的存在下，被抛光的晶圆对抛光垫做相对运动，借助纳米磨料的机械研磨作用与各类化学试剂的化学作用之间的高度有机结合，使被抛光的晶圆表面达到高度平坦化、低表面粗糙度和低缺陷的要求。根据不同工艺制程和技术节点的要求，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。与传统的纯机械或纯化学的抛光方法不同，CMP工艺是通过表面化学作用和机械研磨的技术结合来实现晶圆表面微米/纳米级不同材料的去除，从而达到晶圆表面的高度（纳米级）平坦化效应，使下一步的光刻工艺得以进行。

CMP工艺原理分析

随着制程节点的进步，CMP技术越来越重要，已成为0.35μm以下制程不可或缺的平坦化工艺，且随着多层布线的数量及密度增加，其对后续工艺良率的影响越来越大。此外，先进封装技术的应用使CMP从集成电路前道制造环节走向后道封装环节，如硅通孔（TSV）等先进封装技术对引线尺寸要求更小更细，因此会引入刻蚀、光刻等工艺，而CMP作为每道工艺间的抛光工序，得以广泛应用。

对于逻辑芯片，制程的缩小意味着光刻次数、刻蚀次数增加，也带动CMP工艺步骤数增加。例如14纳米技术节点的逻辑芯片制造工艺所要求的CMP工艺步骤数将由180纳米技术节点的10次增加到20次以上，而7纳米及以下技术节点的逻辑芯片制造工艺所要求的CMP工艺步骤数甚至超过30次。此外，更先进的逻辑芯片工艺可能会要求抛光新的材料，为抛光液带来了更多的增长机会。同样地，对于存储芯片，随着由2DNAND向3DNAND演进的技术变革，也会使CMP工艺步骤数近乎翻倍，带动了钨抛光液及其他抛光液需求的持续快速增长。

化学机械抛光液在CMP技术中至关重要，在抛光材料中价值占比约50%，其耗用量随着晶圆产量和CMP平坦化工艺步骤数增加而增加。根据应用的不同工艺环节，可以将抛光液分为硅/多晶硅抛光液，浅槽隔离（STI）抛光液，金属栅极抛光液，介电材料（二氧化硅、氮化硅）抛光液，钨抛光液，铜及铜阻挡层抛光液，以及用于三维集成的硅通孔（TSV）和混合键合抛光液等。抛光液特点为种类繁多，即使是同一技术节点根据不同客户的工艺技术要求也有不同配方，其主要原料包括纳米磨料、各种添加剂和超纯水。其中，纳米磨料是决定抛光液性能的关键原料，主要包括硅溶胶和氧化铈等品类，约占抛光液价值的三分之一。

根据中金企信统计数据，2021年全球抛光液市场规模为18.9亿美元，同比增长13%，预计未来五年复合增长率为6%。国内抛光液市场增速有望显著高于全球市场，2025年国内抛光液市场有望占全球市场的25%，达40亿元，2021-2025年复合增长率达15%。

中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国化学机械抛光液行业发展现状与投资战略规划可行性报告》

（2）湿电子化学品市场情况：湿电子化学品是超大规模集成电路、平板显示、太阳能电池等制作过程中不可缺少的关键性基础化工材料之一，一般要求超净和高纯，对生产、包装、运输及使用环境的洁净度都有极高要求。按照组成成分和应用工艺不同，可将湿电子化学品分为通用湿化学品和功能性湿化学品两大类。通用湿化学品以高纯化学品溶液为主，例如过氧化氢、氢氟酸、硫酸、磷酸、盐酸、硝酸等。功能湿化学品是指通过复配手段达到特殊功能、满足制造中特殊工艺需求的配方类或复配类化学品，主要包括光刻胶剥离液、清洗液、刻蚀液、电镀液等。

具体而言，功能性湿电子化学品在半导体制造领域的应用主要涉及光刻、刻蚀、离子注入、CMP、金属化、电镀等工艺。在集成电路制造过程中，光刻工艺结束后，紧接着是干法刻蚀工艺，干法刻蚀后需要刻蚀后清洗液对刻蚀后残留物实现完全去除，同时对金属或者非金属基材进行选择性保护，其应用的功能性湿化学品包含铝工艺刻蚀后清洗液和铜工艺刻蚀后清洗液。在金属化工艺中，应用的主要湿化学品为铜电镀液，起到芯片铜互连的作用，铜互连工艺具有更低的电阻率、抗电迁移性，能够满足芯片尺寸越小、功能越强大、能耗更低的技术性能要求。在CMP工艺中，需要抛光后清洗液实现抛光后残留物完全去除，从而实现低缺陷、低表面残留、高可靠性等技术要求。

湿电子化学品的纯度和洁净度对集成电路的成品率、电性能及可靠性都有着十分重要的影响。随着集成电路技术的不断发展，更精细的器件结构、更复杂的前后段工艺集成、193nm浸没式光刻结合多重曝光技术及EUV光刻的引入等多种复杂因素的推动，工艺步骤数量显著增加，而愈加精细的尺寸、图形和更复杂的结构均将使湿法工艺变得繁琐。这些新工艺、新结构和新材料的引入对功能湿化学品提出了新的需求。归纳起来，总的需求就是在达到特定刻蚀、电镀和清洗工艺需求的同时减少对衬底材料的损失，改善晶片表面微观特征，减小产品缺陷率，提升产品的良率和可靠性。对逻辑电路来讲，16nm工艺节点使用功能性湿化学品约90次，10nm技术节点使用次数上升到120多次，3nm约140次；3DNAND92层时使用功能性湿化学品约50次，368层达到100次。

（3）行业主要壁垒：

a.技术壁垒：化学机械抛光液和功能性湿电子化学品是化学、化工、材料科学、电子工程等多学科结合的综合学科领域，产业链整体壁垒较高，属于典型的技术密集型产业，对技术、工艺、专利等要求严格。特别是集成电路领域高端产品，对产品配方及生产工艺流程控制要求更高，对技术把控需要长时间的经验性积累。

长期以来，以美国和日本为代表的化学机械抛光液和功能性湿电子化学品供应商利用先发优势，掌握核心技术，并在研发和生产方面不断革新，同时实行非常严格的保密和专利保护措施，对新进入行业的企业构筑了难以突破的技术壁垒。特别是对于新产品开发而言，开发周期长、技术要求高，对企业的研发能力、技术水平和生产工艺提出了更高的要求。

b.人才壁垒：集成电路领域化学机械抛光液和湿电子化学品的技术含量高，研发及产业化需要大批专业背景深厚、实践经验丰富的高层次技术人才。这些人才具备复合专业知识结构，准确把握行业和技术的发展趋势，并且需要在长期实践工作中积累应用经验，以深刻理解生产工艺中的关键技术环节，开发出满足下游客户需求的产品。公司的产品在销售给客户后，需要经验丰富的工程师提供专业的技术支持服务，协助客户将产品应用到具体产线。

全球范围内，美国和日本等垄断厂商人才储备充足，而国内集成电路领域化学机械抛光液和湿电子化学品产业起步较晚，滞后的人才培养导致国内专业人才匮乏，构成新进入企业的主要壁垒之一。

c.客户壁垒：在逻辑芯片、存储芯片等集成电路技术不断推进过程中，与行业内领先客户联合开发成为关键半导体材料企业成功的先决条件。由于集成电路领域化学机械抛光液和湿电子化学品技术含量高，其产品质量、性能指标直接决定了终端产品的品质和稳定性，属于下游客户的关键材料。因此，下游客户实施严格的供应商认证机制，只有通过严格的认证满足客户对质量标准和性能的要求，才能成为下游客户的合格供应商。

由于下游客户需要对供应商进行严格的供应商认证和定期考核，产品一旦通过下游客户的认证，客户更换供应商时通常需要评估成本、所需的时间和对生产的影响，更换时间长、成本高。因此供应商一旦通过下游客户的认证成为其合格供应商，就会形成相对稳定的合作关系。新进入企业只有在技术水平、供应价格、产品质量和后续服务等方面显著超过原有供应商，才有可能获得客户订单。

d.资金壁垒：关键半导体材料的研发和产业化是一项投入大、周期长的系统性工程，产品从研究开发、性能检测到最终的产业化实现销售，需要投入大量的资金，用于建造实验室和生产车间、引进先进的研发生产设备和精密的检验测量仪器。

快速的技术升级和产品更新是半导体行业最显著的特点，也是推动行业发展的动力。随着下游应用领域发展速度不断加快，市场竞争加剧，生产技术标准越来越严格，集成电路领域化学机械抛光液和湿电子化学品生产企业只有具备雄厚的资金实力，不断加大对产品研发和产业化的投资力度，才能匹配下游行业更新换代快的要求，从激烈的市场竞争中脱颖而出。

中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国湿电子化学品行业市场调查研究及投资潜力预测报告》

（4）行业基本特点：材料和设备是半导体产业的基石，是推动集成电路技术创新的引擎。一代技术依赖于一代工艺，一代工艺依赖一代材料和设备来实现。

半导体材料处于整个半导体产业链的上游环节，对半导体产业发展起着重要支撑作用，具有产业规模大、细分行业多、技术门槛高、研发投入大、研发周期长等特点。

材料是半导体产业的重要支撑

第一，产业规模大。半导体材料主要分为晶圆制造材料和封装材料。2021年全球半导体材料销售额为643亿美元，增长15.9%，超越2020年创下的555亿美元纪录，再创新高，其中晶圆制造材料和封装材料的销售额分别为404亿美元和239亿美元，同比增长率分别为15.5%和16.5%。

从地区来看，2021年中国台湾因为拥有大规模晶圆代工和封装基地，已连续1年成为全球最大半导体材料消费市场，总金额达147亿美元；年度增长率则是中国最为亮眼，排名第二；韩国则继续稳居半导体材料第三大消费国。

第二，细分行业多。半导体材料行业是半导体产业链中细分领域最多的产业链环节，其中晶圆制造材料包括硅片、光掩模、光刻胶、光刻胶辅助材料、工艺化学品、电子特气、抛光液和抛光垫、靶材及其他材料，封装材料包括引线框架、封装基板、陶瓷基板、键合丝、包封材料、芯片粘结材料及其他封装材料，每一种大类材料又包括几十种甚至上百种具体产品，细分子行业多达上百个。

2019年全球晶圆制造材料和封装材料市场结构分析

数据统计：中金企信国际咨询

第三，技术门槛高、研发投入大、研发周期长。由于半导体材料尤其是晶圆制造材料在集成电路芯片制造中扮演着重要的角色，甚至部分关键材料直接决定了芯片性能和工艺发展方向，因此下游客户对于产品的要求极为苛刻，在上线使用前需要长周期的测试论证工作，并且上线使用后也会通过较长周期逐步上量。加之产品在能够进入测试论证阶段之前需要经历长时间、高难度的研发阶段，研发过程中需要大量的研发投入。

（5）产业发展前景分析：2021年，新冠疫情和地缘政治等因素对于半导体行业的影响依旧显著，“缺芯”现象从汽车、消费电子等重点行业，扩大至半导体行业上下游产业链和全球消费者，上游供应端的涨价给半导体行业造成了巨大压力。但是得益于以云计算、大数据、人工智能为代表的数字化技术的快速发展，全球半导体行业总体上依然保持着高速发展的态势，半导体供应从全球分工逐渐朝向区域化的方向发展，中国、美国、欧洲等国家和地区纷纷出台相关政策提振本国的半导体产业发展。

2022年，中美贸易争端对半导体产业的影响仍在持续，年初新冠疫情在中国的反扑也给整个行业的发展带来了诸多不确定性。但是可以确定的是，电动汽车和智能驾驶的发展驱动力依旧强劲，多个国家和地区出台的提振本国半导体产业发展的相关政策和各界资金向半导体行业的集中反映出相关政府和市场对于行业的认可和正向预期。

2021年是“十四五”开局之年，全国各地都制定了相关集成电路产业规划，并提出了2025年产业规模目标。预估，到2025年，我国集成电路产业规模将高达4万亿元。国家集成电路产业投资基金二期也继续向集成电路产业投资支持产业发展。汽车行业、手机厂商和互联网大场纷纷下场造芯。国内芯片制造的市场规模增长十分迅速，对于上游的材料需求增长也同样可观，为国内企业未来几年的业务增长提供了有力支撑。