半导体材料专题报告-国产化排头兵湿电子化学品未来可期.docx

半导体材料专题报告国产化排头兵，湿电子化学品未来可期 一、湿电子化学品：以纯度立足的半导体产业核心产品（一）湿电子化学品简介湿电子化学品，又称超净高纯试剂或工艺化学品，是指主体成分纯度大于 99.99%， 杂质离子和微粒数符合严格要求的化学试剂，是重要的晶圆制造材料之一，2020 年市场 规模占比 4%主要以上游硫酸、盐酸、氢氟酸、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、丙酮、乙 醇、异丙醇等为原料，经过预处理、过滤、提纯等工艺生产得到的高纯度产品下游应 用主要为光伏太阳能电池、平板显示和半导体三大领域，主要应用在集成电路制造的清 晰、蚀刻、掺杂、显影、晶圆表面处理、去膜、去光刻胶等工序中按照用途主要可以将湿电子化学品分为通用化学品和功能性化学品两类其中通用 化学品以高纯溶剂为主，例如过氧化氢、氢氟酸、硫酸、磷酸、盐酸、硝酸等；功能性 化学品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，主要包括显影液、剥离液、清洗液、蚀刻液等常用的湿电子化学品以通用化学品为主，占比达到 88%，其中过氧化氢、氢氟酸和 硫酸需求占比排名前三，占比分别达到 16.7%、16%和 15.3%；功能性化学品中主要为显 影液和 MEA 等极性溶液，占比达到了 4.3%和 3.2%。

由于电子产品的制作过程中有极高的规格要求，细微的污染或是不纯净都会导致精 细的半导体材料的成品率、电性能和可靠性受到严重的影响随着集成电路的不断发展， 超净高纯试剂必须与之同步发展，一代的微细加工技术需要一代的超净高纯试剂与之配 套，不断的更新换代，才能适应集成电路生产化的需要随着对集成电路线宽的要求越来越密集，其对湿电子化学品的要求越来越高，例如 有害例子含量已经从 10 -6（ppm）向 10 -9（ppb）、10 -12（ppt）发展国际半导体设备和 材料组织（SEMI）在 1975 年制定了国际统一的超净高纯试剂标准20 世纪 60 年代以后，电子工业、核工业、航天工业等高新技术领域快速发展，产 品对电子材料的要求越来越高，我国湿电子化学品的发展可以分为 3 个阶段：20c70s 中 期-2005 年初期发展阶段，2006-2009 年的规模化发展阶段，以及 2010 年后的大规模快速 发展阶段湿电子化学品处在一般工业原料和特殊应用化工材料之间，作为常规生产线之外的 必需辅助材料，俗称“工业味精”，应用在平板显示、半导体以及光伏太阳能的加工过 程中在对于湿电子化学品进行制备时主要有三大方面需要严苛的技术或工艺。

二）核心壁垒：超净、高纯和功能性复配技术纯化技术是行业立足根本，混配工艺成就企业发展的瓶颈对应于湿电子化学品中 通用化学品和功能性化学品的分类，湿电子化学品的制备有相应的纯化工艺以及混配工 艺纯化工艺是使得化学产品达到有关产品标准的核心保证，而混配工艺则是为满足客 户特定需求而在纯化产品上继续加工纯化工艺的核心是提纯技术和对于质量进行控制的分析检测技术，混配工艺的核心 在于混配的配方纯化和混配主要涉及的工艺基本为精密控制下的物理反应过程，较少 涉及化学反应过程1）提纯工艺：超高纯试剂制备的关键在于控制并达到其所要求的杂质含量和颗粒 度目前，国际上普遍使用的超净高纯试剂提纯工艺有十余种，用于不同成分、不同要 求的超净高纯试剂的生产主要的方法有蒸馏和精密分馏、离子交换、分子筛分离、气 体吸收和超净过滤2）分析检测技术：超净高纯化学试剂质量控制的关键技术，根据不同的检测需要， 可分为颗粒分析测试技术、金属杂质分析测试技术、非金属分析测试技术①IC 制作技术的不断发展对超净高纯试剂中的颗粒要求越来越严，所需控制的粒径 也从 5μm 到 1、0.5、0.2、0.1μm，颗粒的测试技术从早期的显微镜法、库尔特法、光 阻挡法发展到激光光散射法。

②对于金属以及非金属杂质含量的要求也从原来的 10 -6 级发展到超大规模集成电路 的 10 -9，再到极大规模集成电路的 10 -12随着 IC 技术向亚微米及深亚微米方向的发展， ICP-MS 法已成为金属杂质分析测试的主要手段③非金属杂质的分析测试最常使用的是离子色谱法，根据被测的离子半径和所带电 荷不同，在分离柱上得到分离，然后经过抑制柱去除洗脱液的导电性，采用电导检测器测定Cl−、NO3 −、SO4 2−、PO4 3−等离子3）混配工艺：满足下游客户对湿电子化学品功能性要求的关键工艺技术混配工 艺的关键在于配方，配方的获取需要企业有丰富的行业经验，通过不断的调配、试验、 试制及测试才能完成具体的制作主要是将公司纯化成品经过检测后，再进行过滤、精 密混配等重要工艺完成三）市场规模和格局：国内市场规模突破 100 亿元，增速远高于全球湿电子化学品作为“工业味精”处在上下产业链的中间加工过程，并非为某一种物 质的直接原材料，而是作为一种损耗品参与到产业链的生产之中湿电子化学品的上游 原料是上游硫酸、盐酸、氢氟酸、氨水、氢氧化钠、有机物等基本工业原料 经过多年 的发展，我国化学工业体系已经较为完善、成熟。

另一方面，湿电子化学品制造由于需 要较高的技术与工艺水平，具有较高的附加值2020 年全球湿电子化学品市场规模为 50.8 亿美元，近 5 年 CAGR 为 4.3%，2019 年，全球下游需求量合计 327 万吨，其中半导体需求量达到 134 万吨（占比 41%），显 示面板需求量达到 116 万吨（占比 35%），光伏产业需求量达到 77 万吨（占比 24%）行业集中度较高，从供应角度看，全球供应地区仍以产业早期转移源头地区为主， 包括欧美地区、日本、韩国和中国，2019 年市场份额合计达到 98%主要企业包括德国 巴斯夫、美国亚什兰化学、Arch 化学，日本关东化学、三菱化学、京都化工、住友化学、 和光纯药工业，中国台湾鑫林科技，韩国东友精细化工等，根据新材料数据，以上 公司全球市场份额达到 80%以上2019 年，中国湿电子化学品市场规模突破 100 亿元，受益于全球半导体和面板显示 制造环节产业链转移，中国市场增速远高于全球增速，2015-2019 年 CAGR 为 16.7% 与全球情况不同，中国下游以显示面板需求量达到 45.7 万吨（占比 37%），半导体需求 量 41.5 万吨（占比 41%），太阳能电池需求量 24.1 万吨（占比 22%）。

中国大陆市场集中度较低，湿电子化学品生产企业共有 40 余家，具有规模化的企业 有 30 余家，各公司产量较小，按照销售规模计算，湿电子化学品龙头公司江化微和格林 达，2019 年市占率仅为 4.8%和 5.1%大陆企业大致分为三类，第一类是以江化微、格 林达和江阴润玛为代表的湿电子化学品专业供应商，主营业务以湿电子化学品为主，产 品种类丰富且毛利率较高；第二类是以晶瑞电材和飞凯材料为代表的电子材料平台型企 业，以泛半导体业务为主，具有客户导入优势；第三类是以巨化股份和滨化股份为代表 的大化工企业，湿电子化学品品种较少，营收占比较小，与其他业务有产业链协同效应， 在原料方面具有相对优势行业具有天然的区域性约束，围绕下游产业布局湿电子化学品对于产品纯度、洁 净度有很高的要求，长途运输不利于品质保证，且易产生较昂贵的运输成本，因此湿电 子化学品企业往往围绕下游制造业布局我国湿电子化学品市场增长主要是依靠下游光 伏产业推动，太阳能发电装机多集中于东部沿海和西北部地区；半导体晶圆厂多集中于 东部沿海和华中地区；平板显示企业多集中于东部沿海和西南地区；湿电子化学品企业 以长三角居多，并分布于华南、华中地区，并逐渐向西部拓展，如江化微在四川新建基 地，覆盖西部厂商，以降低运输费用。

在国家政策方面，新世纪以来颁布了一系列支撑性政策，国家集成电路产业投资基 金的成立也在直接投资上体现发展导向2006 年的《国家中长期科学和技术发展规划纲 要（2006-2020 年）》提出重点研究开发高纯材料，后 2013 年《产业结构调整目录（2011 年）》（2013 年修正）明确将超净高纯试剂等列为鼓励类发展领域同时《原材料工业质量提升三年行动方案（2018-2020 年）》等一系列政策推动着湿电子化学品行业以及下 游平板显示、半导体等等对应行业不断发展随着半导体的第三次产业转移，现有的市场天平将进一步向我国大陆倾斜，驱动配 套材料需求量增长从上世纪 70 年代半导体产业在美国形成规模以来，半导体产业总共 经历了三次产业迁移第一次产业迁移是 20 世纪 80 年代时由美国本土向日本迁移，由 此催生了东芝、松下等行业知名品牌第二次是在 20 世纪 90 年代末到 21 世纪初，由美 国、日本向韩国和中国台湾迁移，由此催生了三星、台积电等世界知名龙头企业第三 次则是由韩国和中国台湾向中国大陆地区迁移全球产业链转移、政策驱动及下游市场高景气度驱动湿电子化学品市场增长，区域 约束+相对较低的技术壁垒驱动湿电子化学品成为半导体材料中国产化进程较快的材料。

细分领域看，产业发展相对较成熟、纯度等级要求较低的太阳能电池国产化率较高，接 近 100%自给；平板显示领域，G6 以上高世代线国产化率很低，仅为 10%，G6 以下世代线国产化率已达到 50%以上；半导体用湿电子化学品，纯度要求最高，6 寸以下内资企 业市占率达到 80%，8 寸及以上仅为 10%国内企业在高纯度湿电子化学品方面亟需突 破四）下游应用：高端市场份额提升，驱动湿电子化学品国产替代进程加快湿电子化学品主要应用于光伏太阳能电池、平板显示和半导体三者所需的技术水 平不断提高，技术要求最高的半导体毛利率最高1、太阳能电池太阳能电池主要是一个大面积的半导体光电二极管，是一种由于光生伏特效应而将 太阳光能直接转化为电能的电子元器件，能利用光电材料吸收光能后发生光电效应，将 光能转换为电能，因此太阳能发电又称为光伏发电光伏太阳能电池包括单晶硅、多晶 硅、薄膜太阳能电池三种晶体硅太阳能电池：硅系列太阳能电池中，单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术 也最为成熟，一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术，开发的电池主要 有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池单晶硅太阳能电池在大规模应用和工业 生产中占据主导地位。

多晶硅薄膜太阳电池是将多晶硅薄膜生长在低成本的衬底材料上，用相对薄的晶体 硅层作为太阳能电池的激活层，不仅保持了晶体硅太阳能电池的高性能和稳定性，而且 材料的用量大幅度下降，明显地降低了电池成本晶体硅太阳能电池制造的常规工艺主要包括:硅片清洗、绒面制备、扩散制结、等离 子周边刻蚀、去磷硅玻璃、PECVD 减反射膜制备、电极印刷及烘干、烧结、Laser 和分 选测试等薄膜太阳能电池：薄膜太阳能电池指用单质元素薄膜、无机化合物薄膜或者有机材 料薄膜等制作的太阳能电池通常其厚度约为 1-2μm这些薄膜通常用化学气相沉积、 真空蒸镀、辉光放电、溅射等方法制得薄膜太阳能电池具有轻质、耐用、简单等优点 根据所用半导体的类型，薄膜太阳能电池主要有以下三类：非晶硅、碲化镉和铜铟镓硒非晶硅薄膜电池的生产过程由清洗透明导电玻璃(TCO)、第一次激光刻划、等离子增 强化学气相沉积(PECVD)、第二次激光刻划、磁控溅射镀膜、封装测试、热老化等步骤 组成一般来说太阳能电池制作包括清洗、表面腐蚀、制绒、蚀刻、去磷硅玻璃清洗六大 工艺运用在太阳能电池中的湿电子化学品具有种类相对较少，但用量大的特点湿电子 化学品主要运用于太阳能电池片制造中的清洗、腐蚀、制绒等工序中。

硫酸、王水、酸 性和碱性过氧化氢溶液等是光伏太阳能制造。