CMP材料市场规模激增:存储叠层与国产替代共振
在长江存储武汉基地的无尘车间内,一片12英寸晶圆正在进行化学机械抛光(CMP)。纳米级氧化硅浆料注入,金属层被逐级磨平,精度偏差需控制在1纳米以内。制造一片先进制程的3D NAND闪存芯片,从底层到顶层往往需要经历上百次这样的循环。
这道位于半导体制造前道的工序,正成为产业链中增长最快的细分赛道。SEMI发布的《全球晶圆制造材料市场报告》显示,2024年全球CMP材料市场规模达38.2亿美元,同比增长14.6%。中国市场的增速更为显著,据中国电子材料行业协会统计,2024年国内市场规模约为65亿元人民币,同比增幅超过20%。
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存储层数堆叠与逻辑制程微缩推高需求
CMP材料需求主要受晶圆抛光次数与产能扩张双重驱动。当前,这两个变量均处于上行通道。
在存储芯片领域,3D NAND技术持续向更高层数演进。从64层、128层发展至232层及以上,每增加一轮堆叠,关键层的抛光步骤随之增加。TechInsights拆解分析指出,三星最新一代V9(232层)3D NAND芯片的CMP工艺步骤较V6(128层)增加了约30%至40%。这直接导致抛光液和抛光垫消耗量的攀升。
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逻辑芯片领域同样面临类似情况。随着台积电、三星等代工厂推进3nm及以下节点,铜互连层数增加,且FinFET向GAA(环绕栅极)结构转型,对CMP平坦化精度及材料选择性的要求愈发苛刻。Gartner预测,2025至2028年全球CMP耗材市场复合年增长率预计为12.3%,显著高于晶圆制造材料整体约8%的增速。
本土晶圆厂扩产拉升国产化率
2025年下半年,长鑫科技登陆科创板,募资规模超百亿元。作为国内唯一具备DRAM量产能力的IDM企业,其产能爬坡直接拉动了对本土CMP材料的采购需求。
业内数据显示,长鑫科技在扩产阶段将抛光液国产化率从2023年的不足15%提升至2025年上半年的约35%,抛光垫国产化率也接近30%。长江存储在自研3D NAND量产过程中,已大规模导入国产CMP材料供应商。
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目前,全球CMP材料市场长期由美国Entegris(原Cabot Microelectronics)、日本Fujimi、美国DuPont等海外厂商主导,三者合计占据约70%份额。国内厂商正在加速突围,鼎龙股份作为少数同时布局抛光垫和抛光液的企业,其2025年半年报显示,CMP业务板块营收同比增长超60%,抛光垫产品在国内12英寸产线市占率已突破20%。安集科技在抛光液领域持续深耕,其铜及阻挡层抛光液已进入多家主流晶圆厂量产线。
配方验证周期长,上游原材料仍存短板
尽管市场机遇巨大,但CMP材料的国产替代仍面临技术壁垒。化学机械抛光要求化学腐蚀与机械研磨达到动态平衡,不同工艺节点、不同材料体系(氧化物、铜、钨、钴等)需要适配不同的浆料配方。
根据中国半导体行业协会发布的《CMP材料国产化进展白皮书》,一款新型抛光液从实验室开发到通过全流程验证,通常需要18至36个月,先进制程领域周期更长。抛光垫的难点在于聚氨酯基体的孔隙率、硬度梯度等微观结构控制,这直接影响抛光均匀性。
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此外,供应链安全风险仍存。CMP材料中的关键原材料,如高纯度胶体二氧化硅、特种表面活性剂等仍依赖进口。赛迪顾问评估指出,CMP上游原材料国产化率整体不足40%,在极端情况下存在断供风险。
产能扩建与产品升级并行
面对需求增长,CMP赛道企业密集投入资本扩产。鼎龙股份披露,其武汉CMP材料扩产项目二期已进入设备调试阶段,投产后12英寸抛光垫年产能将从50万片提升至120万片。安集科技2025年5月公告拟募资不超过18亿元,用于扩产抛光液及研发新一代钴/钌互连抛光液。
下游方面,长鑫科技、长江存储、中芯国际等厂商的扩产计划为国产材料提供了订单支撑。TrendForce集邦咨询报告预测,中国大陆晶圆代工产能在全球占比预计从2024年的约19%提升至2027年的约23%。
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除了单纯的产能扩张,产品结构升级也是增长动力。随着制程微缩和新材料引入,抛光液品种从传统的氧化物扩展到铜、钴、钌等高附加值品类,单价显著提升。这意味着即便晶圆产能增速放缓,CMP材料企业仍可通过产品升级维持增长。
国际巨头加码布局,窗口期竞争加剧
CMP材料正处于结构性增长窗口期:存储芯片三维化带来抛光步骤增长,先进逻辑节点拓宽产品谱系,本土晶圆厂扩产提供市场机遇。
然而,竞争格局正在发生变化。海外巨头Entegris于2025年宣布在上海设立CMP材料应用实验室,日本Fujimi亦加速在华布局。国产厂商若不能在产品性能和供应链稳定性上建立优势,仅靠价格和政策红利难以形成长期护城河。
SEMI预测,到2028年中国大陆CMP材料市场规模有望突破120亿元人民币,较2024年接近翻倍。在这个快速扩大的市场中,谁能完成从“能用”到“好用”再到“首选”的跨越,谁将在这场供应链竞争中占据主动。
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