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CMP抛光垫行业概述

抛光垫被广泛称之为抛光皮、抛光布或抛光片，这是因为它是在化学机械抛光工艺中对于决定表面质量起到关键性辅助作用的极其关键的原料之一。不仅仅如此，抛光垫的物理性质，例如材质的硬度以及弹性模量等均扮演着举足轻重的角色；与此同时，其表面特性，比如微孔的形态、孔隙率以及沟槽的形式等，也都是可以通过影响抛光液的流动性及分布状态，从而对抛光的效率以及平坦度等关键指标产生重要影响。然而，需要明确指出的是，由于在化学机械抛光过程中所扮演的角色及其工作机理存在差异，抛光垫主要依靠的是机械摩擦力的作用，并且还肩负着携带抛光液以促成化学反应的重任，故此相比较而言，化学反应作用为主导的抛光液种类会更为稀缺，产品的适配性自然也就更加突出。

抛光垫最主要的职责包括存储和输送抛光液、有效清除磨削产物以及确保稳定的抛光作业环境等等。值得注意的是，抛光液在化学机械抛光作业过程中，能够使得晶圆表面形成一层氧化膜，然后借助于抛光液中的研磨颗粒将其消除，进而实现抛光的最终目标。至于洗涤液，则主要承担着去除残留在晶圆表面的各类微小颗粒物质（包括灰尘颗粒、有机污染物、无机污染物、金属离子以及氧化物等）的重任。

图表：抛光垫按照材质结构分类

资料来源：智研瞻产业研究院整理

CMP抛光垫行业竞争格局

在全球化进程不断深化的背景下，全球范围内 CMP 抛光垫领域的市场结构日益清晰。其中，陶氏杜邦凭借其占有率高达 79%的优势，坐拥市场领袖地位。而卡博特和 Thomas West 则分别以各自 5%以及 4%的份额，紧随其后。然而，尽管已实现深度国产化的 CMP 抛光垫产品，其在市场中的渗透率当前仍然处于较低水平。但是，我们国内的领军企业——鼎龙股份，已经取得了重大技术创新，成功掌握 CMP 抛光垫全贯通的核心技术，成为最早打破国外巨头垄断、成功进入到国内主要芯片加工制造企业供应链体系的中国本土公司之一。此举使得原本由外国厂商主导的竞争格局出现了实质性的转变。展望未来，如鼎龙股份这般的引领者，有望从中获得双重收益，即二元市场的改革红利 —— 攻克现有国粹市普垫份额，以及借助内资芯片制造商的扩大生产带来的增长潜力及机遇。

图表：CMP抛光垫行业竞争格局

资料来源：智研瞻产业研究院整理

CMP抛光垫行业市场规模

统计数据显示，2018年中国CMP抛光垫行业市场规模9.36亿元，2023年中国CMP抛光垫行业市场规模15.77亿元。2018-2023年中国CMP抛光垫行业市场规模如下：

图表：2018-2023年中国CMP抛光垫行业市场规模

数据来源：智研瞻产业研究院整理

CMP抛光垫行业产业链

抛光垫产业的上游环节主要涉及到聚氨酯材料、无纺布以及抛光垫沟槽加工设备等等；而在整个产业链条上，抛光垫制造商则处中间位置。他们往往会选择从外部采购高品质的聚氨酯弹性体作为其原材料。抛光垫生产企业的常规操作是：在获取聚氨酯弹性体制成所需的原材料后，对其进行贴胶处理、精巧渡槽技术和准确裁剪等多道复杂的工序，最终生产出满足客户需求的优良抛光垫。这些产品将被送至下游的晶圆制造厂进行验证，只有在经受住严格测试和验证并获得认证之后，才能够开始向市场推出并实现稳定且大规模的供应策略。

图表：CMP抛光垫行业产业链

资料来源：智研瞻产业研究院整理

CMP抛光垫行业壁垒

CMP 抛光材料行业主要面临着两大挑战，即技术壁垒与客户壁垒，前者主要体现在产品性能、认证周期以及扩产能力等因素；后者则关乎市场份额及利润获取。

1、技术壁垒

专利壁垒是指企业借助技术垄断优势，利用专利制度所提供的法律保护，为维护自身市场地位和追求最大化利益的策略。这是技术壁垒中的一种典型表现。

针对 CMP 抛光垫而言，自 2004 年至 2009 年间，全球专利申请量达到高峰，但自 2010 年起，新申请数量显著降低，这主要源于 CMP 抛光垫技术的更新换代速度减缓。

然而，得益于 CMP 抛光垫技术迭代速度的放缓，给国内企业带来了足够的时间去实现技术追赶与突破，因此，专利申请量呈现出逐年增加的趋势。以鼎龙股份为例，这家公司从 8 英寸无窗口 CMP 抛光垫突破后，迅速进军 12 英寸硅片用的 CMP 抛光垫，产品现已进入客户测试阶段，有望打破国内从零到一的局面。一旦公司产品实现技术突破，将能够利用自身的专利壁垒，逐步侵占外资占据的既有市场份额，并优先占领国内企业扩产所带来的新兴市场。

自 2004 年开始申请专利以来，截止到 2023 年，绝大多数的专利申请都集中在中国大陆地区，其他地区的申请量仅占总申请量的约 8％。安集科技在传统的层间介质氧化硅、低 k 介质以及互连铜、钨和阻挡层钽的抛光等方面已经具备深厚的积累，并在先进封装技术硅通孔领域进行了广泛的专利布局。自实现自主创新以来，其市场份额得到快速提升。

2、客户壁垒

在芯片制造的多元工艺流程中，CMP材料的性能、可靠性与工艺稳定性对于晶圆产品的品质及良率具有直接且关键的影响力，因此，CMP材料的终端客户对CMP材料供应商及其产品均设定了极高的标准。当客户在考虑选用CMP抛光材料时，他们通常会在经过一系列筛选和验证步骤之后，才会做出大批量采购的决定。一旦客户对产品给予了认证，并构建了稳定的供应链系统，那么他们与供应商便会建立起紧密的合作关系，彼此之间有着极强的依赖黏性。在没有出现重大质量问题或供应链保障的情况下，客户一般不会有更换供应商的念头，因为这样的替代成本高昂、风险性大，且不确定性较大。以安集科技为例，其CMP抛光液在产品规划、研发期、推广应用等阶段，就已积极联络并争取潜在下游客户的支持，与之密切合作以将CMP抛光液产品运用于实际应用环境之中，历经三至四年的时间才赢得下游客户的批量生产订单。此外，下游客户早已对安集科技产生了强大的黏性依赖，而安集科技也因此建立了自家产品的独特优势，只需维持稳定的供货，便可牢固把握住客户资源，这便是我们所探讨的客户壁垒。对安集科技而言，只有在竞争对手的产品在技术水平、供应价格、产品质量等方面明显超越现有供应商时，他们才有可能失去客户壁垒优势。

CMP抛光垫行业发展趋势

近年来，关于CMP抛光垫的学术研究逐渐深化。鉴于提升加工质量和效率的需求，我们可以在如下几方面做更深层次的探索：

1. 表面纹理是影响抛光液流动及分布、从而影响抛光效果的主要因素。当前，大多以特殊形状为基础进行研究，缺乏全面性的理论总结。在此基础上，进一步探明几何参数如何影响抛光性能，建立完善的理论体系十分必要。

2. 当前，学者们多通过光学技术检测抛光垫表面磨损情况，然而这种方式较为单一。通过研究声发射信号和力信号等间接信号与磨损状态之间的关联，融合多种传感器信号可提高监测精度，具有良好的发展前景。

3. 尽管将亲水性聚合物用作抛光垫基材能达到自修整效果，无需安装额外修整器，但抛光垫的自我修复能力受加工参数影响，且水溶胀问题可能改变力学性能。因此，研究加工参数对自修整性能的影响以及改进基体质地，以降低水溶胀对抛光性能波动的影响显得尤为关键。

4. 双面化学机械抛光相较于单面抛光，显著提高了整体与局部平面精度及生产效率。然而，相关研究仍有待加强。针对双面化学机械抛光，研究抛光垫性能优化方法、揭示磨损特性以及创新修整策略都具有重要意义。

5. 在评估抛光垫性能时，抛光速度、品质固然重要，但使用寿命同样不容忽视。目前专门针对抛光垫使用寿命的研究相对较少，但从实际应用角度考虑，这方面的研究非常值得投入精力。开展此项研究，阐明抛光垫的实际使用寿命，无疑将为制造商提供宝贵的参考信息，具有极大的实际应用价值。

图表：CMP抛光垫行业发展趋势

资料来源：智研瞻产业研究院整理