引言
濕電子化學(xué)品是電子行業(yè)濕法制程的關(guān)鍵材料,被稱為“工業(yè)味精”,廣泛應(yīng)用于光伏、顯示面板、半導(dǎo)體制造中,2022年國內(nèi)市場規(guī)模接近200億元。高端濕電子化學(xué)品的門檻和附加值極高,我國仍高度依賴進口,尤其是8寸以上晶圓制造中用到的高端功能型濕電子化學(xué)品,國產(chǎn)化率低于10%,具備較高的投資價值。
壹
濕電子化學(xué)品:
半導(dǎo)體制造材料的關(guān)鍵一環(huán)
被稱為“工業(yè)味精”
濕電子化學(xué)品(Wet Chemicals)屬于電子化學(xué)品領(lǐng)域的一個分支,為微電子、光電子濕法工藝制程(主要包括濕法蝕刻、清洗、顯影等)中使用的各種液體電子化工材料。濕電子化學(xué)品行業(yè)上承基礎(chǔ)化工原料,下接電子信息材料行業(yè),其主體成分和潔凈度對下游產(chǎn)品的良率、電性能及可靠性都有著十分重要的影響,是電子行業(yè)濕法制程的關(guān)鍵材料,被稱為“工業(yè)味精”。
(1)濕電子化學(xué)品可分為通用型與功能型材料
濕電子化學(xué)品按用途劃分,可分為通用型化學(xué)品和功能型化學(xué)品:
通用型濕電子化學(xué)品:以超凈高純試劑為主,一般為單組分、單功能、被大量使用的液體化學(xué)品,按照性質(zhì)可劃分為酸類、堿類、有機溶劑類和其他類;
功能型濕電子化學(xué)品:通過復(fù)配手段滿足制造中特殊工藝需求的復(fù)配類化學(xué)品;由于是混合化學(xué)物,理化指標(biāo)很難通過普通儀器定量檢測,只能通過應(yīng)用手段評價其有效性;主要包括蝕刻液、清洗液、顯影液、去膠液和拋光液等。
圖表 1 濕電子化學(xué)品具體分類
(2)濕電子化學(xué)品應(yīng)用廣泛,可應(yīng)用于光伏、顯示面板、半導(dǎo)體等行業(yè)
濕電子化學(xué)品主要應(yīng)用于光伏太陽能電池、顯示面板和半導(dǎo)體等行業(yè)。其中,光伏用濕電子化學(xué)品門檻和附加值最低;半導(dǎo)體級產(chǎn)品的門檻最高,更新?lián)Q代速度快,要求嚴(yán)格,而利潤空間也最大。
圖表 2 濕電子化學(xué)品主要應(yīng)用場景
(3)國內(nèi)規(guī)模近200億元并保持高增速,行業(yè)前景可期
電子制造持續(xù)向中國遷移,對濕電子化學(xué)品需求將擴大。全球面板、半導(dǎo)體FAB、先進封裝等產(chǎn)業(yè)經(jīng)過 3 次轉(zhuǎn)移后,形成了目前中日韓三足鼎立的局面。隨著中國5G、物聯(lián)網(wǎng)、新能源汽車、折疊手機等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)跑全球,同時作為電子消費的最大市場,電子制造產(chǎn)業(yè)仍有加速向中國大陸轉(zhuǎn)移的趨勢,中國對濕電子化學(xué)品的需求還將持續(xù)擴大。
圖表 3 半導(dǎo)體三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移示意圖
半導(dǎo)體市場中,大陸晶圓廠進入投產(chǎn)高峰期,濕電子化學(xué)品用量大幅增加,且產(chǎn)品要求趨嚴(yán);面板市場中,國內(nèi)產(chǎn)能位居全球第一,多條高世代面板產(chǎn)線投產(chǎn)以及OLED在小尺寸市場的滲透,拉動產(chǎn)品用量提升;光伏市場中,平價上網(wǎng)打開太陽能電池片用濕電子化學(xué)品的增長空間。根據(jù)測算,中國濕電子化學(xué)品2022年的市場規(guī)模約為200億元,其中,約40%為高端功能性產(chǎn)品,預(yù)計未來三年將保持22%的高增速。
圖表 4 中國濕電子化學(xué)品市場規(guī)模
貳
高端功能型產(chǎn)品:
注重行業(yè)know-how
仍處于國產(chǎn)化“盲區(qū)”
由于下游半導(dǎo)體等應(yīng)用場景的特殊性,濕電子化學(xué)品產(chǎn)品具備更新迭代快、質(zhì)控要求高、對生產(chǎn)及使用環(huán)境潔凈度要求高的特點。通用型濕電子化學(xué)品講究純度,而功能型濕電子化學(xué)品則講究配方,后者產(chǎn)品開發(fā)對于廠商的行業(yè)經(jīng)驗以及對客戶需求的把握有更高的要求,國內(nèi)企業(yè)缺乏提純、混配、工藝控制等核心環(huán)節(jié)的經(jīng)驗和能力,亟待國產(chǎn)化突破。
(1)濕電子化學(xué)品核心壁壘在于提純、混配、分析檢測與包裝運輸
濕電子化學(xué)品對純度和潔凈度要求極高,在生產(chǎn)、檢測、包裝、運輸?shù)雀鳝h(huán)節(jié)均有嚴(yán)格要求。通用型高純試劑核心生產(chǎn)工藝主要涉及物理純化的提純工藝,功能型產(chǎn)品主要為配方性的混配工藝。具體而言:
提純:超高純試劑制備的關(guān)鍵在于控制并達到其所要求的雜質(zhì)含量和顆粒度。一般的蒸餾方法將離子含量降低到10-9級還相對容易,但要繼續(xù)達到10-9以上對處理設(shè)備、容器和環(huán)境要求非常高,處理成本也會大幅提高。
混配(功能型產(chǎn)品的關(guān)鍵):混配是滿足下游客戶對濕電子化學(xué)品功能性要求的關(guān)鍵工藝技術(shù),混配工藝的關(guān)鍵在于配方,配方的獲取需要企業(yè)有豐富的行業(yè)經(jīng)驗,根據(jù)不同客戶需求定制開發(fā),通過不斷的調(diào)配、試驗、試制及測試才能完成。
分析檢測:分析檢測是質(zhì)量控制的關(guān)鍵技術(shù),根據(jù)不同的檢測需要,可分為顆粒分析測試技術(shù)、金屬雜質(zhì)分析測試技術(shù)、非金屬分析測試技術(shù)等。隨著工藝制程的不斷發(fā)展演進,對濕電子化學(xué)品的顆粒粒徑、金屬/非金屬含量都有嚴(yán)格的要求,除了對制造工藝的嚴(yán)格控制外,也需要分析檢測技術(shù)的跟進。
包裝運輸:濕電子化學(xué)品多為易燃、易爆、強腐蝕的危險品,且對運輸過程中潔凈度要求極高。規(guī)模運輸過程多采用內(nèi)襯PFA、PTFE等高性能氟樹脂的槽車,造價較為高昂,且全球僅少數(shù)廠家具備供應(yīng)能力。
圖表 5 功能型濕電子化學(xué)品混配工藝流程示意圖
(2)功能型產(chǎn)品重在配方,對供應(yīng)商的團隊經(jīng)驗和能力提出更高要求
如上文所述,功能型濕電子化學(xué)品最關(guān)鍵的步驟是混配,而配方的獲取與迭代具備很高的行業(yè)門檻。對供應(yīng)商而言,需要考慮到原料選型、配方比例,在符合應(yīng)用環(huán)節(jié)功能的同時,還需要滿足客戶對于產(chǎn)品的特殊性要求。除此之外,在生產(chǎn)中的工藝控制、分析檢測也有一定壁壘,如投料的順序與速度、混合技術(shù)的時間與強度、過濾分析檢測的設(shè)備選型等。尤其在半導(dǎo)體領(lǐng)域,由于材料對于生產(chǎn)的重要性,細(xì)微的污染或組分偏差都將對成品率、電性能、可靠性等造成嚴(yán)重影響,部分客戶的驗證周期長達一年以上,進入壁壘極高。因此,供應(yīng)商需要掌握精密濕電子化學(xué)品加工的底層核心技術(shù),覆蓋配方、工藝控制、分析檢測的全方位能力,更需要在行業(yè)中具備充分的經(jīng)驗,把握客戶的真實需求。
(3)功能型產(chǎn)品國產(chǎn)化率尚低,仍亟待突破
中國傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)相對發(fā)達,在化學(xué)品的提純和工藝積累上較為成熟,因此,在光伏、面板3.5代線、半導(dǎo)體6寸及以下晶圓加工等低端通用型產(chǎn)品,國產(chǎn)化已有一定進展。但在8寸以上的晶圓加工與G6以上顯示面板領(lǐng)域濕電子化學(xué)品國產(chǎn)化率仍未能突破20%。
相較通用型產(chǎn)品,功能型濕電子化學(xué)品的國產(chǎn)化率極低。功能型產(chǎn)品的研發(fā)高度依賴于產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗積累以及客戶的長期“陪跑”,要求極高。國內(nèi)在這一領(lǐng)域仍處于起步階段,高端功能型產(chǎn)品國產(chǎn)化率低于5%,部分產(chǎn)品(如半導(dǎo)體級拋光液、去膠液、蝕刻液等)基本處于國產(chǎn)化的空白地帶。
圖表 6 常見的功能型濕電子化學(xué)品國產(chǎn)化率
叁
國產(chǎn)化進程:
濕電子化學(xué)品被海外廠商壟斷
國內(nèi)企業(yè)從通用型產(chǎn)品逐步切入
濕電子化學(xué)品仍被海外杜邦、漢高、巴斯夫等海外巨頭壟斷,但國產(chǎn)化進程加快,國內(nèi)企業(yè)從通用型產(chǎn)品或單點功能型產(chǎn)品進入,借助市場應(yīng)用與性價比的優(yōu)勢,逐步獲得客戶青睞。
(1)濕電子化學(xué)品競爭格局:海外廠商壟斷,中國大陸仍處第四梯隊
宏觀層面上,中國大陸在濕電子化學(xué)品領(lǐng)域處于全球第四梯隊,雖然占有11%的市場份額,但整體呈現(xiàn)品類單一、產(chǎn)品附加值低的特點。相比海外杜邦、漢高、巴斯夫等全品類化學(xué)品巨頭,中國的濕電子化學(xué)品廠商還有很長的路要走。
圖表 7 濕電子化學(xué)品競爭格局
(2)國產(chǎn)化機遇:性價比優(yōu)勢+客戶響應(yīng)能力有望推動材料國產(chǎn)化替代加速
我國濕電子化學(xué)品起步較晚,2006年后逐步進入規(guī)模化發(fā)展階段,但在規(guī)模、技術(shù)水平上與國際上的濕電子化學(xué)品巨頭還有很大的差距。但我們需要注意到,IC制造產(chǎn)業(yè)向中國大陸轉(zhuǎn)移的趨勢不變,作為“工業(yè)味精”,濕電子化學(xué)品是制造環(huán)節(jié)中必不可少的材料,具備重要的“卡脖子”屬性,國產(chǎn)化替代是大勢所趨;同時,國內(nèi)基礎(chǔ)化工行業(yè)成熟,為濕電子化學(xué)品的發(fā)展提供了良好基礎(chǔ),我們認(rèn)為以濕電子化學(xué)品為代表的半導(dǎo)體材料將在未來三年實現(xiàn)快速突破。
隨著行業(yè)積累與技術(shù)迭代,國內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出了一批廠商,大多從通用型產(chǎn)品轉(zhuǎn)進,或選擇單一品類的功能型產(chǎn)品切入。部分企業(yè)的產(chǎn)品性能優(yōu)越,可以比肩杜邦、東進等海外廠商;且同時擁有高效的客戶響應(yīng)能力,很好地彌補了海外大廠的缺點。根據(jù)我們對市場與現(xiàn)有玩家的梳理,與通用型濕電子化學(xué)品追求純度不同,功能型濕電子化學(xué)品重在配方以及工藝,然而中國基礎(chǔ)相對薄弱,人才稀缺,缺乏產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗,因此團隊經(jīng)驗就顯得尤為重要,目前國內(nèi)實現(xiàn)多品類功能型產(chǎn)品覆蓋的企業(yè)十分稀缺。我們認(rèn)為,率先實現(xiàn)突破的企業(yè),尤其是可以做到多品類覆蓋的廠商將可以在國產(chǎn)化替代浪潮中快速搶占市場,成為行業(yè)龍頭。
總結(jié)
濕電子化學(xué)品是電子行業(yè)濕法制程的關(guān)鍵材料,對電子元器件的成品率、電性能、可靠性均有重要影響。其中,通用型產(chǎn)品有賴于國內(nèi)成熟的基礎(chǔ)化工產(chǎn)業(yè)已有一定的發(fā)展,而功能型產(chǎn)品由于強調(diào)配方,國內(nèi)廠商缺乏經(jīng)驗,尚處于初步發(fā)展階段。我們看好以濕電子化學(xué)品為代表的半導(dǎo)體材料行業(yè),具備短期緊缺與長期成長的重要屬性,“大基金”二期也加大了在材料、設(shè)備等制造領(lǐng)域的投資,將是國產(chǎn)化突破的重要切入口。
在當(dāng)前背景下,國家對半導(dǎo)體、顯示面板、光伏產(chǎn)業(yè)的大力扶持,加之國內(nèi)企業(yè)的成本、合作協(xié)同、快速響應(yīng)等方面的優(yōu)勢,將加速國內(nèi)廠商在濕電子化學(xué)品領(lǐng)域的國產(chǎn)突破。目前,部分國內(nèi)廠商憑借在行業(yè)中的積累,已經(jīng)實現(xiàn)多品類濕電子化學(xué)品突破,在部分應(yīng)用場景的性能甚至超越海外廠商,且具備更優(yōu)秀的客戶響應(yīng)能力與成本優(yōu)勢,成功進入半導(dǎo)體客戶并實現(xiàn)量產(chǎn)。我們認(rèn)為,未來三年將是材料國產(chǎn)替代的重要時間窗口,作為“工業(yè)味精”的濕電子化學(xué)品亟待突破,值得持續(xù)關(guān)注。
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