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【东兴化工】电子化工材料(ECM)进口替代实质性突破系列专题报告之三:湿电子化工品

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来源:东兴化工产业洞见

湿电子化学品行业:内资龙头竞争力强,部分产品比肩国际先进水平

投资摘要:

湿电子化学品贯穿电子元器件的湿法工艺制程,技术要求高。不同电子元器件对线宽的加工精度及污染的敏感性不同,对湿电子化学品的技术要求不同。其中,半导体领域要求最高,其次是平板显示和LED领域,再次是光伏太阳能领域。

市场规模大,行业增速高。湿电子化学品全球市场规模2018年达53亿美元,预计未来2年增速约8%,至2020年市场规模预计将超过60亿美元。我国市场规模2018年达到85亿元,预计未来2年增速超过10%,至2020年市场规模预计将达到105亿元。

湿电子化学品全球市场格局略微分散,主要集中在美国、德国、日本、韩国、中国台湾等地区。为了匹配集成电路的发展水平,国际上制备G1到G4等级各类湿电子化学品的技术已趋成熟,目前已开始向更高技术等级的产品发展。

下游各应用领域中,湿电子化学品的国产化率依次为:太阳能电池领域(近100%)>平板显示领域(整体约25%)>半导体领域(整体约25%)。

国内湿电子化学品供应较为集中,江阴和苏州是主要产地,这两个地区的供应量合计占比高达73%。国内湿电子化学品企业已具备G2~G3等级产品的规模化生产能力,部分龙头企业的产品达到G5级别,正在推进进口替代。

投资建议:推荐内资龙头企业,如晶瑞股份江化微

风险提示:市场竞争加剧;下游客户认证进度不及预期;新技术的研发风险;原材料价格波动风险。

前言:电子化工材料(ECM)——电子产业的“生长激素”

电子化工材料(Electronic Chemical Materials,简称ECM),指为集成电路和分立器件、电容、电池、印制线路板、液晶显示器等电子元器件的生产而使用的各种精细化学品,是电子材料和精细化学品结合的高新技术产品。电子化工材料处于电子信息产业链的前端,没有高质量的电子化工材料就不可能制造出高性能的电子元器件,在电子产业中的作用相当于“生长激素”。

在国内电子信息产业进口替代的浪潮中,上游原料的国产替代迫在眉睫。目前正处于国内第三次进口替代(电子信息产业的进口替代)的浪潮中,半导体、显示面板等电子产业链持续向中国转移,中国电子产业市场规模急剧扩张,我国已成为全球最大的半导体生产国家、液晶面板出货量最大的国家,且未来几年全球的半导体、显示面板新增产能主要集中在中国,中国电子元器件的国产化率将大幅提升。但与此同时,上游原材料受制于人的局面亟待改变,部分高端电子化工材料的供应仍以外资企业为主,国产替代需求迫切。

因此,我们将推出电子化工材料进口替代实质性突破系列专题报告。在此系列报告中,我们主要选取了部分在电子元器件制造中重要性高、行业空间大、技术难度高、进口替代已取得实质性进展的电子化工材料进行深入研究。

本篇报告是《电子化工材料进口替代实质性突破系列专题报告》的第三篇,深入研究贯穿电子产业制造各主要工艺制程的材料——湿电子化学品。我们认为湿电子化学品行业的进口替代已有实质性突破,部分内资产品技术等级达到国际一流水平,已经进入国产半导体&显示面板产业链,技术水平比肩国际先进水平。

1.  湿电子化学品贯穿电子元器件的湿法工艺制程,技术要求高

1.1 湿电子化学品应用于半导体、LCD、光伏等众多领域

湿电子化学品(Wet Electronic Chemicals),又称工艺化学品(Process Chemicals),是微电子、光电子湿法工艺(主要包括湿法刻蚀、湿法清洗)制程中使用的各种液体化工材料。湿电子化学品广泛用于芯片、显示面板、太阳能电池、LED等电子元器件微细加工的清洗、光刻、显影、蚀刻、掺杂等工艺环节配套使用。

按照配方,湿电子化学品可分为通用化学品(通常为超净高纯试剂)和功能性化学品(通常为混配试剂)。

通用湿电子化学品(超净高纯试剂):是化学试剂中对纯度要求最高的试剂。一般要求化学试剂中的尘埃颗粒粒径控制在0.5μm以下、杂质含量低于ppm级(10-6)。具有品种多、用量大、技术要求高、贮存有效期短、强腐蚀性等特点,主要包括超净高纯酸及碱类、超净高纯有机溶剂、超净高纯蚀刻剂等,用于电子元器件生产过程中的清洗、蚀刻等工艺。

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及复配类化学品。主要包括电子元器件的光刻工艺中所使用的光刻胶配套试剂,包括稀释剂、显影液、漂洗液、剥离液等,与光刻胶配套使用。

不同电子元器件对线宽的加工精度及污染的敏感性不同,对湿电子化学品的技术要求不同。其中,半导体领域要求最高,其次是平板显示和LED领域,再次是光伏太阳能领域。

半导体领域:集成电路对超净高纯试剂的纯度要求最高,基本集中在SEMI G3、G4水平;分立器件对超净高纯试剂的纯度要求稍低,基本集中在SEMI G2水平。

平板显示和LED领域:对超净高纯试剂的纯度等级要求为SEMI G2、G3水平。

光伏太阳能领域:一般只需要SEMIG1水平。

集成电路的不断发展需要与之配套的超净高纯试剂。随着集成电路精细加工要求由微米级、亚微米级进入到纳米级阶段,工艺所需的湿电子化学品的纯度要求也不断提高。从技术趋势上看,满足纳米级集成电路加工需求是湿电子化学品的发展方向。目前,国际上制备G1至G4等级的超净高纯试剂的技术都已经趋于成熟。

光刻胶的组成成分主要为感光剂(光引发剂)、聚合剂(感光树脂)、溶剂与助剂构成。其中,光引发剂是光刻胶的最关键成分,对光刻胶的感光度、分辨率起着决定性作用。

1.2 湿电子化学品专业性强、技术要求高

湿电子化学品是专业性强的技术密集行业,也是化学试剂产品中对品质、纯度要求最高的细分领域之一。

生产技术与生产工艺:电子工业对湿电子化学品的一般要求是超净和高纯,对原料、纯化方法、容器、环境和测试都有较为严格的要求。关键技术包括分离纯化技术、混配工艺技术,以及配套的分析检验技术、环境处理与监测技术、包装储存技术等。其中纯化工艺的核心是提纯技术和分析检测技术,混配工艺的关键在于配方。

配方技术和配套能力:生产企业需要掌握核心的配方工艺,以满足下游电子元器件不同生产工艺中的功能性需求。

规模和资金壁垒:湿电子化学品企业需要具备一定的品类规模,才能满足客户多样化的功能性需求。实现湿电子化学品规模化生产所需的投资规模较大,以取得设备、研发、技术服务等方面的竞争优势,企业的持续发展能力也需要投入较大的资金。

客户服务:国际上各主要生产厂家积极推出了化学品经营服务(CMS),即湿化学品供应商在IC生产现场,承担调查IC生产工艺与化学品的相关因素,协调解决有关工艺化学品在应用过程中的技术问题,使IC生产者与湿化学品供应商形成了精密的合作伙伴,降低双方的运营费用,缩短研发周期,增强质量保证,减少危险品的贮存量。

2. 湿电子化学品市场规模大,行业增速高

2.1 全球市场规模达53亿美元,未来2年增速约8%

受益半导体、平板显示以及太阳能等下游产业的快速发展,全球湿电子化学品市场规模快速增长,2018年达到53亿美元,自2011年至今CAGR约11%。下游三大应用领域对湿电子化学品的需求量约307万吨,其中半导体占比最高,达到43%。预计未来2年湿电子化学品市场规模仍以8%左右的速度增长,至2020年全球市场规模将超过60亿美元。

2.2 国内市场规模达85亿元人民币,未来2年增速超过10%

我国湿电子化学品市场规模高速增长,2018年达到85亿元,自2011年至今CAGR约17%。下游三大应用领域对湿电子化学品的需求量约91万吨,其中太阳能电池领域占比最高,达到38%。预计未来2年湿电子化学品市场规模仍以10%以上的速度增长,至2020年中国市场规模预计将达到105亿元。

3. 湿电子化学品全球市场格局略微分散,国内龙头在内资市场中竞争力强

3.1 全球供应主要为欧美、日本、韩国企业

目前全球范围内从事湿电子化学品研究开发及大规模生产的厂商主要集中在美国、德国、日本、韩国、中国台湾等地区。为了匹配集成电路的发展水平,国际上制备G1到G4等级各类湿电子化学品的技术已趋成熟,目前已开始向更高技术等级的产品发展。

欧美企业:市场份额合计约35%。主要企业有德国巴斯夫、美国亚仕兰、美国Arch化学品公司、美国霍尼韦尔公司、美国空气化工、美国Avantor PerformanceMaterials公司、德国Henkel等。

日本企业:市场份额合计约28%。主要包括关东化学、三菱化学、和光纯药(Wako)、住友化学、东京应化、京都化工、日本合成橡胶、Stella Chemifa公司等10家左右的生产企业。

韩国企业:市场份额合计约16%。主要包括东友(Dongwoo)、东进(Dongjin)等公司。

中国台湾企业:市场份额合计约10%。主要包括东应化、长兴化学、伊默克、联仕、台硝、理盛精密科技等公司。

中国大陆企业:市场份额合计约9%。主要包括江化微、晶瑞股份、江阴润玛等。

3.2 国内市场供应较为集中,龙头企业的部分产品已实现进口替代

目前KrF和ArF光刻胶的核心技术基本被日本和美国企业垄断,合计市场份额高达95%以上。日、美企业在高分辨率光刻胶领域的技术实力遥遥领先中国本土企业。东京应化、陶氏化学、合成橡胶、富士胶片、住友化学等国际一流企业均已实现ArF光刻胶的量产,且在EUV光刻胶有所布局。

我国半导体光刻胶市场中,本土企业市占率极低,技术差距较大。2017年中国半导体光刻胶市场份额占全球的32%,居世界首位,但适用于6吋硅片的g线/i线光刻胶的自给率约为20%,适用于8吋硅片的KrF光刻胶的自给率不足5%,而适用于12吋硅片的ArF光刻胶完全依赖进口。

国内公司目前仅有苏州瑞红、北京科华实现了部分品种的国产化,但是整体技术水平较低,仅能进入8吋晶圆生产线与LED等生产线。此外,南大光电、上海新阳拟建设ArF光刻胶生产线,容大感光的i线光刻胶已经小批量产。

苏州瑞红(晶瑞股份子公司):率先在国内实现了i线光刻胶的量产,并于2018年下半年通过中芯国际上线测试,其KrF光刻胶进入中试阶段。

北京科华:量产g线/i线光刻胶,KrF光刻胶已向国内芯片制造企业批量供货,ArF光刻胶已进入客户认证阶段,EUV光刻胶处于初步研发阶段。

进口替代的驱动因素主要为技术突破。国产工业级湿化学品的技术已经较为成熟,但达到电子级的产品仍然较少。部分内资企业已实现技术突破,部分产品的技术等级已经达到SEMI G5等级,可用于半导体及LCD制造的先进制程,比肩国际一流水平。

国内湿电子化学品供应较为集中,江阴和苏州是主要产地,供应量占比合计高达73%。内资企业中,达到国际标准、生产规模较大、具备一定知名度的湿电子化学品生产企业有10家左右。从地区分布看,国内湿电子化学品公司主要集中在长三角、珠三角地区。特别是江阴地区(主要企业包括江化微、江阴润玛、江阴市化学试剂厂)和苏州地区(主要企业包括晶瑞股份),湿电子化学品的产销量占全国总产销量的比重分别在45%和28%左右。

下游各应用领域中,湿电子化学品的国产化率依次为:太阳能电池领域>平板显示领域>半导体领域。

太阳能电池领域:湿电子化学品国产化率近100%。

平板显示领域:湿电子化学品整体国产化率约25%。其中,G3.5代线及以下的玻璃面板用湿电子化学品的国产化率近100%,LCD面板G4.5、G5代线用湿电子化学品的国产化率超过50%,LCD面板G6、G8代线用湿电子化学品的国产化率仅有10%以上。

半导体领域:湿电子化学品整体国产化率约25%。其中,6吋及6吋以下晶圆加工用湿电子化学品的国产化率超过80%,8吋及8吋以上晶圆加工用湿电子化学品的国产化率仅有10%以上。

国内湿电子化学品企业已具备G2~G3等级产品的规模化生产能力,部分龙头企业的产品达到G5级别,正在推进进口替代。

晶瑞股份:公司产品普遍达到G3~G4等级,其中双氧水、氨水、硫酸(引进日本技术,正在改扩建)均已达到G5等级,这三种产品约占半导体全部湿电子化学品用量的70%,有望整体解决相关产品的进口替代;氟化铵、硝酸、盐酸、氢氟酸产品达到G3~G4等级。客户方面,公司为平板显示、半导体、光伏太阳能等多领域供应湿电子化学品和光刻胶产品。

江化微:公司产品普遍达到G2~G3等级,其中IPO募投项目部分产品达到G4等级,待公司IPO募投项目验收后、镇江基地项目和四川基地项目建成投产后,公司将具备G4~G5等级产品的生产能力。客户方面,公司为平板显示、半导体、光伏太阳能等多领域供应湿电子化学品。其中,在平板显示领域,公司已为6代线、8.6代线高世代LCD面板供应高端湿电子化学品,在高端湿电子化学品领域逐步替代进口。

江阴润玛:公司产品普遍达到G3等级,其中自主研发的铝腐蚀液、钛腐蚀液、铜腐蚀液、钼腐蚀液等多项核心产品填补了国内空白。客户方面,公司为平板显示、半导体、光伏太阳能等多领域供应湿电子化学品和光刻胶产品。

4.  风险提示

市场竞争加剧;下游客户认证进度不及预期;新技术的研发风险;原材料价格波动风险。

分析师:刘宇卓证书编号S1480516110002

分析师:罗四维 证书编号S1480519080002

本文节选自东兴证券研究所已于2020年01月17日发布的《电子化工材料(ECM)进口替代实质性突破系列专题报告之三:湿电子化学品行业:内资龙头竞争力强,部分产品比肩国际先进水平》报告,具体分析内容(包括风险提示等)请详见报告。若因对报告的摘编产生歧义,应以完整版报告内容为准。

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