新材料專題報告之濕電子化學品行業深度研究

未來智庫 發佈 2020-04-12T22:13:15+00:00

濕電子化學品在各應用領域的產品標準有所不同,光伏太陽能電池領域一般只需要 G1 級水平; 平板顯示和 LED 領域對濕電子化學品的等級要求為 G2、G3 水平;半導體領域中, 集成電路用濕電子化學品的純度要求較高,基本集中在 G3、G4 水平,分立器件對 濕電子化學品純度的要求低

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1、 濕電子化學品是重要的電子信息材料之一

1.1、 濕電子化學品的核心要素是超凈、高純及功能性

濕電子化學品是電子行業濕法製程的關鍵材料。濕電子化學品屬於電子化學品 領域的一個分支,是微電子、光電子濕法工藝製程(主要包括濕法蝕刻、清洗、顯 影、互聯等)中使用的各種液體化工材料。超凈高純試劑是在通用試劑基礎上發展 起來的純度最高的試劑,其雜質含量較優級試劑低幾個數量級。濕電子化學品是對 「電子級試劑」、「超凈高純化學試劑」更為合理準確的表達。國內的超凈高純試劑, 在國際上通稱為工藝化學品(Process Chemicals), 在美國、歐洲和我國台灣稱 為濕化學品(Wet Chemicals),是指主體成分純度大於 99.99%,雜質離子和微粒數 符合嚴格要求的化學試劑,其純度和潔凈度對電子元器件的成品率、電性能和可靠 性有十分重要的影響。

按照組成成分和應用工藝不同,濕電子化學品可分為通用性和功能性濕電子化 學品。通用濕電子化學品以超凈高純試劑為主,一般為單組份、單功能、被大量使 用的液體化學品,按照性質劃分可分為:酸類、鹼類、有機溶劑類和其他類。酸類 包括氫氟酸、硝酸、鹽酸、硫酸、磷酸等;鹼類包括氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀等; 有機溶劑類包括甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、乙酸乙酯等;其他類包括雙氧水等。 功能濕電子化學品指通過復配手段達到特殊功能、滿足製造中特殊工藝需求的復配 類化學品,即在單一的超凈高純試劑(或多種超凈高純試劑的配合)基礎上,加入 水、有機溶劑、螯合劑、表面活性劑混合而成的化學品。例如剝離液、顯影液、蝕 刻液、清洗液等。由於多數功能濕電子化學品是復配的化學品,是混合物,它的理 化指標很難通過普通儀器定量檢測,只能通過應用手段來評價其有效性。

隨著電子元器件製作要求的提高,相關行業應用對濕電子化學品純度的要求也 不斷提高。為了適應電子信息產業微處理工藝技術水平不斷提高的趨勢,並規範世 界超凈高純試劑的標準,國際半導體設備與材料組織(SEMI)將濕電子化學品按金 屬雜質、控制粒徑、顆粒個數和應用範圍等指標制定國際等級分類標準。濕電子化 學品在各應用領域的產品標準有所不同,光伏太陽能電池領域一般只需要 G1 級水平; 平板顯示和 LED 領域對濕電子化學品的等級要求為 G2、G3 水平;半導體領域中, 集成電路用濕電子化學品的純度要求較高,基本集中在 G3、G4 水平,分立器件對 濕電子化學品純度的要求低於集成電路,基本集中在 G2 級水平。一般認為,產生集 成電路斷絲、短路等物理性故障的雜質分子大小為最小線寬的 1/10。因此隨著集成 電路電線寬的尺寸減少,對工藝中所需的濕電子化學品純度的要求也不斷提高。從 技術趨勢上看,滿足納米級集成電路加工需求是超凈高純試劑今後發展方向之一。

1.2、 濕電子化學品行業:上承基礎化工,下接電子信息

1.2.1、 濕電子化學品位於電子信息產業鏈的前端

濕電子化學品位於電子信息產業偏中上游的材料領域。濕電子化學品上游是基 礎化工產品,下游是電子信息產業(信息通訊、消費電子、家用電器、汽車電子、 LED、平板顯示、太陽能電池、軍工等領域)。濕電子化學品的生產工藝主要採用物 理的提純技術及混配技術,將工業級的化工原料提純為超凈高純化學試劑,並按照 特定的配方混配為具有特定功能性的化學試劑。濕電子化學品行業是精細化工和電 子信息行業交叉的領域,其行業特色充分融入了兩大行業的自身特點,具有品種多、 質量要求高、對環境潔凈度要求苛刻、產品更新換代快、產品附加值高、資金投入 量大等特點,是化工領域最具發展前景的領域之一。

濕電子化學品對包裝、運輸的要求極高,行業具有一定的區域性。濕電子化學 品大多屬於易燃、易爆、強腐蝕的危險品,所以不僅要求產品在貯存的有效期內雜 質及顆粒不能有明顯的增加,而且要求包裝後的產品在運輸及使用過程中對環境不 能有泄露的危險。目前最廣泛使用的材料是高密度聚乙烯(HDPE)、四氟乙烯和氟 烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)。 HDPE 對多數超凈高純試劑的 穩定性較好,而且易於加工,並具有適當的強度,因而它是超凈高純試劑包裝容器 的首選材料,HDPE 的關鍵是與大多數酸、鹼及有機溶劑都不發生反應,也不滲入 聚合物中。對於使用周期較長的管線、貯管、周轉罐等,可採用 PFA 或 PTFE 材料 做內襯。超凈高純試劑在運輸過程中極易受污染,同時對運輸工具也有較高要求, 運輸成本也較高。為了保證穩定供應高品質濕電子化學品,濕電子化學品生產企業 往往圍繞下游製造業布局,以減少運輸距離。濕電子化學品行業的區域性決定了其 發展水平與該地區的電子產業發展水平呈正相關。

「生產者-使用者-廢液處理者」構成濕電子化學品閉環交易新模式。濕電子化學 品的閉環交易模式在國外早有應用,通過引入高水平廢液再生提煉純化商,一方面 解決了化學品使用者的廢液處理問題,另一方面也能相應降低化學品生產者的生產 成本,是較為先進的生產模式。隨著國內液晶產業的發展,國內液晶面板廠商也開 始廣泛採用該模式,如「江化微-中電熊貓-默克電子」的合作,江化微向中電熊貓供 應正膠剝離液,蘇州默克將使用後的廢液進行回收提純處理,江化微採購該類回收 液,根據技術和功能性要求,添加部分新液後進行純化、混配,實現再生利用、綠 色生產。江化微的閉環模式主要是由產品特點所決定:正膠剝離液為混配產品,生 產工藝具有獨特性,因此即使是廢液回收處理後,由於內部配比關係,回收液通過 再加工也只能被原生產企業和最終客戶循環使用。

1.2.2、 高技術壁壘賦予濕電子化學品較高的附加值

源於大宗:濕電子化學品的成本構成中原材料占比較高。濕電子化學品的原材 料種類較多,主要包括氫氟酸、硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鉀、氫氧化鈉、有機溶 劑等基礎化工產品以及其他各類添加劑。濕電子化學品企業的成本構成呈現出「料 重工輕」的結構特點,直接材料成本占營業成本的比重普遍在 70%-90%,因此原材 料價格波動會對濕電子化學品的生產成本有較大影響。我國化學工業經過多年發展, 已建立了較為完善的化工工業體系,這使得我國基礎化工原料品種齊全。從量上看, 濕電子化學品對上游原材料的採購占上遊行業總體的供給比例非常小,上游原材料 供給較為充足。從價格上分析,基礎化工受到上游基礎原料產業如原油、煤炭及采 礦冶金、糧食等行業的影響,近幾年價格有所波動。總體上看,濕電子化學品價值 占其下游電子產業鏈價值比重較低,同時產品技術等級越高,則產品的附加值越高, 企業的議價能力越強,所以原材料對濕電子化學品企業盈利水平的影響可控。

不同於大宗:濕電子化學品的高附加值源於精密純化與混配技術。濕電子化學 品是化學試劑中對純度要求最高的領域,對生產的工藝流程、生產設備、生產的環 境控制、包裝技術都有非常高的要求,具備較高的技術門檻。與工業級化學品的合 成工藝不同,濕電子化學品在整個生產過程中主要工藝為純化工藝和配方工藝,該 兩大關鍵技術工藝基本為精密控制下的物理反應過程,較少涉及化學反應過程,不存在高污染、高耗能的情況。同時,濕電子化學品的工藝水平和產品質量直接對電 子元器件的功能構成重要影響,進而通過產業傳導影響到終端整機產品的性能,因 此濕電子化學品具有附加值高的特點。以江化微為例,其超凈高純硝酸的平均售價 一般為 2,300-2,600 元/噸,而工業級純化原料的價格一般為 1,200-1,500 元/噸,提純 處理後的產品價值量顯著提升。功能濕電子化學品的生產工藝更為複雜,除了提純 外還有混配的過程,對產品的配方、製作參數的選擇均十分考驗生產商的技術實力 與生產經驗。我們分別比較了江化微和潤瑪股份單酸、混酸產品的毛利率,可見混 配產品與單一純化產品相比具備更高的盈利水平。

(1)純化工藝的核心是提純技術和分析檢測技術

分離純化技術主要用於去除雜質,對化學品進行分離提純以得到合格產品的過 程,其關鍵是針對不同產品的不同特性採取對應的提純技術。目前國內外製備超凈 高純試劑常用的提純技術主要有精餾、蒸餾、亞沸蒸餾、等溫蒸餾、減壓蒸餾、低 溫蒸餾、升華、氣體吸收、化學處理、樹脂交換、膜處理等技術。不同的提純技術 適應於不同產品的提純工藝,有的提純技術如亞沸蒸餾技術只能用於製備量少的產品,而有的提純技術如氣體吸收技術可以用於大規模的生產。檢測分析技術是超凈 高純試劑質量控制的關鍵技術,根據不同的檢測需要可以分為顆粒分析測試技術、 金屬雜質分析測試技術、非金屬分析測試技術等,目前分別發展到雷射光散法、電 感耦合等離子體—質譜法(ICP-MS)、離子色譜法。

(2)混配工藝的關鍵在於配方,需要長期經驗積累

混配工藝是將純化成品經過檢測後,再進行過濾、精密混配的工藝過程,混配 工藝是滿足下遊客戶對濕電子化學品功能性要求的關鍵工藝之一。混配類產品的核 心在於配方,裝置通用性強,滿足一定條件下,產能可互相通用轉換。而配方的形 成需要企業有豐富的行業經驗,通過不斷的調配、試製及測試才能完成,甚至還需 要對客戶的技術工藝進行實地調研,才能實現滿足客戶需要的功能性產品的研發。 因此混配工藝高度依賴企業的技術和經驗。

1.2.3、 濕電子化學品盈利差異體現在產品等級不同

濕電子化學品跟隨下游電子信息產業快速更新換代。濕電子化學品作為電子行 業的配套行業,與下遊行業結合緊密,素有「一代材料、一代產品」之說。濕電子 化學品下游應用行業主要有半導體、光伏太陽能電池、LED、平板顯示等,下游應 用行業的未來發展趨勢對濕電子化學品行業有較大的影響。由於電子產業發展速度 非常快,產品更新換代也很快。新產品的工藝特點和技術要求都會發生變化,這就 要求濕電子化學品與之同步發展,以適應其不斷推陳出新的需要。以集成電路製造 為例,根據摩爾定律,集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔 18 個月便會增加 一倍,性能也將提升一倍。集成電路性能與半導體製程緊密聯繫,應用於集成電路 的濕電子化學品從 G2 等級發展至 G5 等級。

產品等級與應用領域對濕電子化學品的盈利能力有較大影響。通用濕電子化學 品的定價模式主要為市場定價,高等級產品和功能濕電子化學品的議價能力較強, 以國際價格為參考並根據企業自身研發成本進行定價。成本方面,主要原材料均為 大宗商品,價格公允透明。因此,國內濕電子化學品廠商的盈利差異主要體現在產 品等級與應用領域的不同。目前,我國濕電子化學品應用領域主要分為三大類,即 半導體市場、光伏市場、平板顯示器市場。整體而言,半導體市場對濕電子化學品 生產商的技術實力與生產經驗要求最高,故該領域競爭激烈程度相對較低,毛利率 最高。光伏太陽能領域對產品純度要求低,進入壁壘低,毛利率較低。以江化微為 例, 2019年半導體晶片、顯示面板、太陽能電池三大市場的產品毛利率分別為41.47%、 23.58%、27.34%,受產品競爭加劇以及面板價格下滑的影響,顯示面板用濕電子化 學品的利潤空間有所壓縮,毛利率較 2018 年減少 6.27%。

認證採購模式使濕電子化學品具備一定的客戶壁壘。濕電子化學品有技術要求 高、功能性強、產品隨電子行業更新快等特點,且產品品質對下游電子產品的質量 和效率有非常大的影響。因此,下游電子元器件生產企業對濕電子化學品供應商的 質量和供貨能力十分重視,常採用認證採購的模式,需要通過送樣檢驗、技術研討、 信息回饋、技術改進、小批試做、大批量供貨、售後服務評價等嚴格的篩選流程, 而在大尺寸面板,半導體集成電路等高端領域要求更加嚴格。同時,濕電子化學品 儘管在下游電子元器件中成本占比很小,因此一旦與下游企業合作,就會形成穩定 的合作關係,這會對新進入者形成較高的客戶壁壘。

2、 三大應用領域齊發力,濕電子化學品需求持續增長

2.1、 半導體:大尺寸晶圓廠投產拉動濕電子化學品需求

2.1.1、 濕電子化學品在晶圓加工中充當清洗和蝕刻功效

濕電子化學品主要有清洗和蝕刻兩大類用途。濕電子化學品在半導體製造領域 的應用,主要在集成電路和分立器件製造用晶圓的加工方面,還包括晶圓加工前的 矽片加工以及後端的封裝測試環節。集成電路的製造工藝十分複雜,大體上可以分 為光刻(Lithograph)、 蝕刻(Etch)、氧化(Oxidation)、薄膜(Thin film)、化學機械平坦化研磨(CMP)、擴散(DIFF)等幾個部分,其中光刻、蝕刻以及輔助性的清 洗/表面預處理工序均需要濕電子化學品參與,具體包括曝光後光刻膠的剝離、灰化 殘留物的去除、本徵氧化物的去除,還有選擇性蝕刻。

(1)清洗

在集成電路生產中,約有 20%的工序與晶圓清洗有關。集成電路製造過程中的 晶圓清洗是指在氧化、光刻、外延、擴散和引線蒸發等工序之前,採用物理或化學 的方法去除矽片表面的雜質,以得到符合清潔度要求的矽片的過程。晶圓表面的污 染物,如顆粒、有機雜質、金屬離子等以物理吸附或化學吸附的方式存在於矽片表 面或自身氧化膜中,晶片生產每一道工序存在的潛在污染,都有可能導致缺陷的產 生和器件的失效,晶圓清洗要求既能去除各類雜質,又不損壞套片。晶圓清洗不同 工序的清洗要求和目的也是各不相同的,這就必須採取各種不同的清洗方法和技術 手段,以達到清洗的目的。

濕法化學清洗技術在矽片表面清洗中仍處於主導地位。半導體矽片清洗可分為 物理清洗和化學清洗,化學清洗又可分為濕法化學清洗和干法化學清洗。儘管干法 工藝不斷發展,且在某些應用中具有獨特的優勢,但是大多數晶圓清洗工藝還是濕 法,即利用各種化學試劑和有機溶劑與吸附在被清洗物體表面上的雜質及油污發生 化學反應或溶解作用,通常在批浸沒或批噴霧系統內對晶圓進行處理,當然還包括 日益廣泛使用的單晶圓清洗方法。目前濕法化學清洗技術的趨勢是使用更稀釋的化 學溶液,輔之以某種形式的機械能,如超聲波或噴射式噴霧處理等。晶圓濕法化學 清洗中所用濕法化學品根據工藝不同及加工品質要求的差異,所用的濕法化學品的 品種也不同。一般將充當晶圓清洗作用的濕法化學品其劃分為四類品種,即鹼性類 溶液、酸性類溶液、SPM 清洗劑、稀釋 HF 清洗劑(DHF)。

(2)光刻和蝕刻

光刻和蝕刻占晶片製造時間的 40%-50%,占製造成本的 30%。在集成電路的 製造過程中,晶圓廠需要在晶圓上做出極微細的圖案,而這些微細圖案最主要的形 成方式是使用光刻和蝕刻技術。光刻是利用照相技術將掩膜板上圖形轉移到晶片上 光刻膠層的過程,包括基片前處理、塗膠、前烘、曝光、後烘、顯影等步驟。蝕刻 是繼光刻之後的又一關鍵工藝,將光刻技術所產生的光阻圖案,無論是線面或是孔 洞,準確無誤地轉移到光阻底下的材質上以形成整個積體電路所應有的複雜架構。

光刻工序中,基片前處理、勻膠、顯影和剝離步驟需要使用濕電子化學品。光 刻所涉及到的光刻膠配套試劑包括用於光刻膠稀釋用溶劑、塗膠前用於基片表面處 理的表面處理劑(如六甲基二矽胺烷)、曝光之後的顯影劑(四甲基氫氧化銨水溶液)、 去除基片上殘餘光刻膠的去膠劑(包括硫酸、過氧化氫、N-甲基吡咯烷酮及混合有 機溶劑組成的去膠劑、剝離液等)。

蝕刻技術可大略分為濕式蝕刻和乾式蝕刻兩種,濕式蝕刻技術是最早發展起來 的,目前還是半導體製造中得到廣泛應用的蝕刻技術。濕式蝕刻通過特定的溶液與 需要蝕刻的薄膜材料發生化學反應,除去光刻膠未覆蓋區域的薄膜,其優點是操作 簡便、成本低廉、用時短以及高可靠性,選擇合適的化學試劑,濕式蝕刻相比乾式 蝕刻具有更高的選擇性;濕式蝕刻的缺點是存在側向腐蝕(鑽蝕)的現象,進而導 致圖形線寬失真。整體而言,濕式蝕刻因其可精確控制薄膜的去除和對原材料的低 損耗,在今後很長一段時間將無法取代。濕式蝕刻的機制,一般是利用氧化劑將蝕 刻材料氧化,再利用適當的酸將氧化後的材料溶解於水中。另外,為了讓蝕刻的速 率延長濕電子化學品的使用時間,常會在蝕刻液中加入活性劑及緩衝液來維持蝕刻 溶液的穩定。濕式蝕刻在半導體製程,可用於矽的蝕刻(多採用混合酸蝕刻液,混 合酸由氫氟酸、硝酸、醋酸組成)、二氧化矽的蝕刻(多採用氟化銨與氫氟酸的混合 液)、氮化矽的蝕刻(多用磷酸蝕刻)、金屬(Al、Al-Si)蝕刻(常採用磷酸+硝酸+ 醋酸蝕刻液)、有機材料蝕刻(常採用四甲基氫氧化銨液)。

濕法蝕刻和濕法清洗從本質和原理來看有相同之處。從本質來講,選用的化學 藥液的種類和濃度以及應用的場合決定了到底是蝕刻還是清洗。一般而言強酸強鹼 用於蝕刻,如高濃度氫氟酸(49%),磷酸(70%)等。低濃度酸鹼用於清洗,如水 和氫氟酸體積比為 500: 1 的混合溶液,低濃度氨水和雙氧水混合液等。從原理上講, 濕法清洗也就是輕微的濕法蝕刻。以傳統的 RCA 清洗為例,在清洗過程中晶圓表面材料會被氨水腐蝕掉一部分,然後通過電性排斥的原理去除污染顆粒,從而達到清 洗晶圓表面的目的。機台設備方面,濕法蝕刻和清洗均可分為槽式蝕刻(清洗)和 單片獨刻(清洗),槽式機台一次性能處理 50 片晶圓,產量較大,它採用浸泡的方 式,整個過程中晶圓不斷旋轉。槽式蝕刻(清洗)的優點是濕電子化學品消耗較低, WPH(wafer per hour)高,蝕刻均勻性較好。

2.1.2、 2020 年國內半導體用濕電子化學品需求量 45 萬噸

近兩年中國大陸晶圓廠進入投產高峰期。隨著我國經濟結構調整,新興產業, 計算機、消費電子、通信等產業規模將持續增長,大大拉動了對上游集成電路需求, 同時,國家信息安全戰略層面不斷加大對集成電路產業的政策支持力度,我國半導 體市場持續快速增長。2017 年以來,中國大陸晶圓廠進入投產高峰期,根據中國半 導體行業協會數據,2019 年國內 IC 製造業產值突破 2,000 億元,近五年複合增速達 24.28%。2018 年國內 12 英寸、8 英寸、6 英寸晶圓平均產能分別為 80.4 萬片/月、 86.4 萬片/月、73.8 萬片/月,中國電子材料協會預計,隨著多座半導體十二英寸廠投 產,2019 年國內 12 英寸晶圓平均產能將達到 127.5 萬片/月,2020 年國內 12 英寸晶 圓平均產能將達到 150 萬片/月。

12 英寸晶圓加工主導半導體用濕電子化學品需求。12 英寸晶圓面積是 8 英寸晶 圓的兩倍,但其製造過程中使用的濕電子化學品達 239.82 噸/萬片,是 8 寸晶圓消耗 量的 4.6 倍,6 寸晶圓消耗量的 7.9 倍,我們測算 2018 年我國 6 英寸及以上晶圓生產 中消耗各類濕電子化學品總量約為 28.27 萬噸,其中 12 英寸的半導體晶圓生產線消 耗濕電子化學品 20.98 萬噸,約占總消耗量的 74.22%。如果再加上 6 英寸以下半導 體晶圓生產線所消耗的濕電子化學品,以及半導體晶圓加工前的矽片加工用濕電子 化學品,我們預計 2018 年我國半導體生產所需濕電子化學品超過 30 萬噸。

硫酸、雙氧水是半導體晶圓加工中需求量最大的兩個品種。從具體產品種類看, 2018 年我國晶圓加工用硫酸、雙氧水、氨水、氫氟酸、硝酸的消耗量分別為 8.88 萬 噸、8.11 萬噸、2.29 萬噸、1.56 萬噸、1.10 萬噸,用量最大的硫酸、雙氧水主要用 於前道工序的清洗;功能濕電子化學品中,顯影液、蝕刻液、剝離液的用量分別為 2.91 萬噸、1.52 萬噸、0.47 萬噸,顯影液主要為四甲基氫氧化銨顯影液。

2020 年國內半導體行業濕電子化學品需求量有望達 45 萬噸。半導體產業規模在國 內繼續保持快速增長,對濕電子化學品的需求也將保持較高景氣。2018-2020 年我國 新增 11 條 12 英寸晶圓生產線和 5 條 8 英寸晶圓生產線, 2020 年國內 12 英寸晶圓產 能將達到 150 萬片/月,較 2018 年提升近 70 萬片/月,按照 80%的產能利用率,我們 測算新增 12 英寸晶圓產量會帶來濕化學品需求增量 16.02 萬噸,再加上其他尺寸晶 圓擴產以及矽片加工的需求,我們預計 2020 年半導體行業對濕電子化學品的需求量 約為 45 萬噸,並且未來三年將保持 15%以上的增速。

製程節點的突破將對濕電子化學品等級提出更高要求。光刻工藝一直是現代集 成電路領域最大的難題,在 1965 年摩爾定律提出後,半導體產業一直以 18 個月為 周期升級半導體工藝,節點製程從 1000 nm 演變到了如今的 7 nm,2019 年三星發布 了新一代 3 nm GAA(閘極全環),台積電宣布正式啟動 2 nm 工藝的研發。因此晶圓 代工廠在選擇濕電子化學品時,會對其純度提出更高要求。目前,8 英寸晶圓生產使 用的是 G3、G4 等級濕電子化學品,12 英寸晶圓由於加工方式的改變,對濕電子化 學用量大幅增加,並對濕電子化學品的等級提出更高的要求,普遍需要 G4-G5 等級。 隨著集成電路製程節點的突破,G4、G5 高等級濕電子化學品需求占比將逐漸升高。 而國內濕電子化學品達到國際標準且具有一定生產量的 30 多家企業中,技術水平多 集中在 G3 以下(國產化率 80%),G3 及以上的濕電子化學品國產化率僅約為 10%。

2.2、 平板顯示:大陸面板產業崛起帶動濕電子化學品需求增長

2.2.1、 濕電子化學品用於面板製造的顯影、蝕刻、清洗等工序

薄膜電晶體是LCD和AMOLED中的重要部件。面板顯示行業中兩大主流技術, TFT-LCD 和 AMOLED,其製造過程均可分為三大階段:前段陣列工序(Array)、中 段成盒工序(Cell)以及後段模塊組裝工序(Module), 薄膜電晶體(TFT)在兩大 顯示技術中均發揮了重要的作用。TFT 在 LCD 中充當電路開關的作用,用來控制液 晶顯示;AMOLED 全稱主動矩陣有機發光二極體,TFT 就是這個「主動矩陣」,即 用電晶體控制的開關矩陣。一片表面平滑、沒有任何雜質的玻璃基板,製成可用的 薄膜電晶體,需要重複清洗、鍍膜、上光阻、曝光、顯影、蝕刻、去光阻等過程, 即 Array 製程。相較於傳統非晶矽(a-Si)TFT-LCD 的 Array 製程,OLED 採用低溫 多晶矽(LTPS) TFT 作為基板,因此其具體工序及所用濕電子化學品種類有所差異。

濕電子化學品主要應用於顯示面板製造中Array製程的顯影、光刻(蝕刻-剝離) 、 清洗工序。顯示面板的前段 Array 製程與晶圓加工相似,不同的是 Array 將薄膜晶體 管製作於玻璃上,而非矽晶圓上。光刻技術是 Array 製程中最為核心的內容,通過帶 有目標圖形的掩模版對塗有光刻膠的 ITO 玻璃進行曝光,受光部分可經顯影液溶解,再將露出的ITO膜層去除並剝離多餘的光刻膠,便能得到帶有目標圖形的ITO玻璃。 濕電子化學品是面板製造中關鍵的基礎材料,基板上顆粒和有機物的清洗、光刻膠 的顯影和去除、電極的蝕刻等工序都需要特定的濕電子化學品的參與。

(1)清洗

面板製造過程中,會經過多次玻璃基板、鍍膜玻璃清洗工序,需要濕電子化學 品的參與。如所使用的玻璃基板在受入前使用濕電子化學品對其清洗乾淨;在濺鍍 ITO 導電膜之前的清洗加工;在塗敷光刻膠等之前都要採用濕電子化學品對玻璃基 板進行清洗,以保證對微小顆粒以及所有的無機、有機污染物清除乾淨,達到所需 要的潔凈精度的要求。清洗工序貫穿於 Array 的整個製程過程,對平板顯示的成品率 有十分重要的影響。

(2)顯影

光刻膠顯影,即通過顯影液將經過曝光部分的光刻膠溶解,從而將圖形從光罩 轉移到光刻膠塗層上。常用的顯影液有四甲基氫氧化銨(TMAH)、氫氧化鉀(KOH) 等,最常用的是 TMAH,它的純度高,金屬離子含量低,顯影清洗後基本不留金屬 痕跡,顯影效果也非 KOH 所能比。杭州格林達是國內顯示面板顯影液的主要生產供 應廠商,其電子級四甲基氫氧化銨(TMAH)產品在全球市場約占 25%的份額。

(3)蝕刻

蝕刻工藝分為兩種,干法蝕刻和濕法蝕刻,面板製作多採用濕法蝕刻。濕法蝕 刻指的是利用濕電子化學品通過化學反應進行蝕刻的方法。主要包括 Mo/Al 蝕刻液 (又稱鋁蝕刻液)、Cu 蝕刻液、ITO 蝕刻液三種。Mo/Al 蝕刻液用於 Array 工藝中鉬 /鋁金屬層的蝕刻,主要組分是磷酸、硝酸、醋酸及添加劑(硝酸鉀、氯化鉀)。Cu 蝕刻液是由雙氧水加添加劑構成的,用在銅電極存在的面板對銅金屬層的蝕刻工序 中,這是一種較新的製造工藝,京東方、中電熊貓、華星光電已有使用銅電極的高 世代線投產,使用的也是銅蝕刻液。ITO 蝕刻液用於面板導電膜氧化銦錫(ITO)的 蝕刻,目前,市場上的 ITO 蝕刻液主要為草酸系和無機酸錫,無機酸系一般是硝酸 (或醋酸)、硫酸、添加劑和水的混合溶液。

(4)剝離

TFT-LCD 製作用的剝離液,是用於去除金屬電鍍或蝕刻加工完成後的光刻膠和 殘留物質,同時防止對下面的襯底層造成損壞,剝離液的配方還必須符合剝離工藝。

TFT-LCD 面板剝離液以有機溶劑型為主,主要成分是 DMSO 和 MEA。但有機溶劑 污染大、成本高,水系剝離液前景更加廣闊。江化微已經自主研發出了水系剝離液, 剝離效果良好,達到了國外大公司產品水平,目前已大量使用在國內中小尺寸及高 世代面板 G6 線上。

(5)面板薄化

輕薄是顯示器發展的主流趨勢,高世代生產線相繼投入到薄型化產品的生產中。 其中單片玻璃的厚度從流行的 0.7t、0.63t 逐步薄化為 0.5t、0.4t 甚至 0.3t 以下的玻璃 基板生產的產品都已得到了生產。玻璃基板的薄化工藝分為兩種,化學蝕刻和物理 研磨,目前化學蝕刻是 TFT-LCD 業界主流工藝方式,即利用氫氟酸與基板材料二氧 化矽發生化學反應並使其溶解的原理,對面板表面進行咬蝕,將面板厚度變薄,達 到工藝要求的玻璃基板的厚度。

2.2.2、 2020 年國內平板顯示用濕電子化學品需求量 69 萬噸

面板行業兩大趨勢:全球產能向中國大陸轉移,小尺寸OLED滲透率快速提升。 根據 Wind 數據,2015-2019 年全球 LCD 面板出貨量整體保持平穩,2019 年出貨量 為 1.44 億片,同比略微下降 0.43%;但大尺寸 LCD 面板出貨面積仍穩步增長,2019 年同比增長 5.21%。全球面板產業呈現向中國大陸轉移的趨勢,2016 年中國大陸面 板廠商出貨量首次超越台灣地區的出貨量,位居全球第二,2017 年底國內面板 產能首次超過韓國位居全球第一, 2019年國內面板在全球市場的占有率超40%。 IHS Markit 預計,到 2023 年中國大陸的面板出貨量占全球的出貨量比例將進一步提升, 將占全球總產能的 55%。相較於 LCD 面板,OLED 作為一種新型顯示面板,具備厚 度小、可彎曲、色彩對比度高等優點,在智慧型手機等小尺寸應用領域實現滲透率的 快速提升。根據 CINNO Research 數據,2018 年全球 OLED 智慧型手機銷量 3.70 億部, 滲透率達到 26.3%。由於柔性 AMOLED 工藝的成熟、成本將接近 LCD,OLED 在智 能手機市場將逐漸取代 LCD 成為共識,CINNO Research 預計 OLED 手機滲透率在 2024 年將達到 69.1%。

中國大陸面板產業崛起,推動國內濕電子化學品需求增長提速。截至 2018 年底, 中國大陸已經建成投產的 LCD、OLED 面板生產線產能分別為 1.13 億平米、201.80 萬平米。由於 OLED 面板對潔凈度的更高要求以及蝕刻工藝的差別,同等面積 OLED 面板製造所需要的濕電子化學品用量比 LCD 更多。根據濕電子化學行業協會數據, 單位面積 OLED 消耗的濕電子化學品量約是 LCD 面板的 7 倍。隨著多個高世代及 OLED 面板陸續產線,國內平板顯示用濕電子化學品的需求不斷增加。2018 年我國 LCD 面板、OLED 面板用濕電子化學品的消耗量分別為 29.68 萬噸、4.40 萬噸,同 比增長 13.95%、119.61%。從具體產品種類看,剝離液和 Al 蝕刻液是 LCD 面板制 造中用量最大的兩個品種,2018 年國內消耗量分別為 9.28 萬噸和 4.86 萬噸,而 Cu 電極工藝的發展有望帶來 Cu 蝕刻液的用量大幅增長;OLED 面板製造中,剝離液和 顯影液的用量占比最高,2018 年國內消耗量分別為 1.93 萬噸、1.16 萬噸。

2020 年國內平板顯示行業濕電子化學品需求量有望達 69 萬噸。京東方、華星 光電、中電熊貓等多條高世代面板產線建成投產,將進一步增加濕電子化學品的配 套需求。根據中國電子材料行業協會的統計數據, 2020 年中國大陸 LCD 面板、 OLED 面板產能分別達 1.69 億平米、1509 萬平米。按照 80%的產能利用率,我們測算 2020 年 LCD、OLED 面板製造對濕電子化學品的需求量分別達 42 萬噸、27 萬噸,行業 總需求為 69萬噸, 2014-2020 年複合增長率為 28.15%,我們預計未來三年將保持 25% 以上的增速。隨著平板顯示向高世代發展趨勢的加快,對產品的良品率、穩定性、 解析度以及反應時間會有越來越高的要求,相應對高世代線用濕電子化學品提出越 來越高的要求。

2.1、 太陽能電池:光伏平價上網打開濕電子化學品長期空間

2.1.1、 濕電子化學品用於太陽能電池片的制絨、清洗、蝕刻工序

濕電子化學品主要應用於太陽能電池片製造的制絨、清洗及蝕刻。太陽能電池工作原理的基礎是半導體 P-N 結的光伏效應,晶矽太陽能電池是目前應用最廣泛的 電池,其基本結構是在 P 型晶體矽材料上通過擴散等技術形成 N 型半導體層,組成 P-N 結;在 N 型半導體表面製備絨面結構和減反射層,然後是金屬電極,而在 P 型 半導體上直接製備背面金屬接觸。太陽能電池片製造的主要工藝步驟包括:絨面制 備、P-N 結製備、鋁背場製備、正面和背面金屬接觸以及減反射層沉積。晶矽太陽 能電池片製程中所用濕電子化學品,主要應用於太陽能電池片的制絨、清洗及蝕刻, 其中制絨加工部分的濕電子化學品用量占總消耗量的 60%-70%。

(1)制絨

由於太陽能電池矽片切割過程中的線切作用,矽片表面往往存在 10-20 微米的損 失層,因此製備太陽能電池時需利用化學腐蝕去除這層機械損傷層,並進行矽片表 面織構化,即制絨。通過化學腐蝕在矽片表面形成凹凸不平的結構,延長光在電池 表面的傳播路徑,減少光反射造成的光損失,從而提高太陽能電池對光的吸收效率。 同時,絨面也能對後續組件封裝的光匹配有比較大的幫助,可減少組件封裝的損耗。

單晶矽採用的鹼處理制絨,多晶矽採用的酸處理制絨。目前,晶體矽太陽能電 池的絨面一般是通過化學腐蝕方法製作完成。針對不同矽片類型,有兩種不同的化 學液體系的制絨工藝,過程中使用的鹼/酸處理劑,以及配合使用的清洗劑,都屬於 濕電子化學品範疇。單晶太陽能電池片的制絨加工,是利用單晶片各向異性的腐蝕 特性由強鹼對矽片表面進行一系列的腐蝕,形成似金字塔狀的絨面,所用處理劑為 氫氧化鈉(或氫氧化鉀)、異丙醇(或乙醇)、矽酸鈉、絨面添加劑等;多晶矽片的 制絨加工,是利用強腐蝕性酸混合液的各向同性的腐蝕特性對矽片表面進行腐蝕, 所用的主要處理劑為硝酸、氫氟酸以及添加劑。多晶矽制絨還有機械刻槽、反應離 子腐蝕(RIE)等其他方法,但機械刻槽要求矽片厚度在 200 微米以上,RIE 設備復 雜且昂貴,相對來說,酸性腐蝕法工藝簡單、成本低廉,仍是大多數公司的選擇。

(2)清洗

太陽能電池片清洗加工,一般思路是首先去除矽片表面的有機沾污,因為有機 物會遮蓋部分矽片表面,從而使氧化膜和與之相關的沾污難以去除;然後溶解氧化 膜,因為氧化層是「沾污陷阱」,也會引入外延缺陷;最後再去除顆粒、金屬等沾污。 因此太陽能電池片的典型清洗的工藝順序為:去分子(超聲清洗)→去離子→去原 子→去離子→水沖洗。根據清洗雜質的類型不同,清洗過程中使用的濕電子化學品 也有所不同。

(3)蝕刻

經過擴散工序後,矽片表面、背面、周邊會形成 N 型層,若不去除邊緣的 N 型 層,製成的電池片會因為邊緣漏電而無法使用。擴散過程中,矽片表面形成了一層 磷矽玻璃(PSG),磷矽玻璃不導電,為了形成良好的歐姆接觸,減少光的反射,在 沉積減反射膜之前,必須把磷矽玻璃腐蝕掉。太陽能電池片的蝕刻工藝也分為干法 和濕法兩種,濕法蝕刻應用較多。濕法蝕刻利用 HNO3和 HF 的混合液對矽片表面進 行腐蝕,達到同時去除邊緣的 N 型矽和磷矽玻璃的效果。

2.1.2、 2020 年國內太陽能電池用濕電子化學品需求量 41 萬噸

我國太陽能電池片產量持續增長。光伏太陽能作為資源潛力大,環境污染低, 可永續利用,且使用安全的可再生能源,其開發利用受到世界各國高度重視。我國 光伏產業在 2013-2018 年迅速崛起,已經牢牢占據光伏產業鏈各環節高點龍。2018 年「531 政策」以來,國內光伏產業迎來發展陣痛,新增裝機量下滑、產業鏈價格劇 烈下跌。但受益於海外需求大漲,國內電池片生產端仍在持續增長。據中國光伏行 業協會統計,2019 年國內電池片產量為 108.6 GW,同比上升 24.54%,全球市場占 比達 83%。替代傳統能源、光伏產品降本是國內外光伏產業維持增長的驅動力。根 據中國光伏行業協會《2019 年中國光伏產業發展路線圖》 ,2025 年國內新增裝機量 樂觀預期可達 80GW、全球新增裝機量樂觀預期可達 200GW。從產品類型看,多晶 矽電池片價格快速下滑,企業盈利困難,高效單晶市占率有望呈現不斷提升的趨勢。

氫氟酸、硝酸、氫氧化鉀是太陽能電池片製造中用量最多的品種。根據中國電 子材料行業協會的數據,單多晶矽電池片用濕電子化學品的單位消耗量整體接近。 從細分種類看,由於制絨及清洗工藝不同(單晶矽電池片加工為鹼制絨、多晶矽電 池片加工為酸制絨),單晶矽電池片對氫氧化鉀的用量較大,而多晶矽電池片對氫氟 酸、硝酸的用量較大。2018 年國內太陽能電池用氫氟酸、硝酸、氫氧化鉀的消耗量 分別為 10.38 萬噸、8.24 萬噸、3.71 萬噸,我們預計,隨著單晶市占率的提升,未來 氫氧化鉀的用量及占比將進一步增加。

2020 年國內光伏行業濕電子化學品需求量有望達 41 萬噸。太陽能電池片生產 對濕電子化學品等級的要求較低,只需達到 G1 等級。隨著前幾年國內太陽能電池生 產製造業的大規模擴產,濕電子化學品需求量也快速增長,國內眾多濕電子化學品 生產企業實現產業鏈配套,目前該領域的內資企業占有 99%以上的份額。2020 年以 來,通威、隆基等電池片大廠均公布擴產計劃,根據 PV Info Link 預測,2020 年新 增電池片產能規劃超 40GW。綜合考慮新項目投產、落後產能淘汰、多晶產能利用 率走低等因素,我們預計2020年國內太陽能電池片總產量達125 GW,按照3.3噸/MV的單位消耗量,對應濕電子化學品需求量為 41.25 萬噸,我們預計未來三年將保持 10%左右的增速。

3、 全球濕電子化學品產能重心向亞太轉移,政策資金助力國內發展

3.1、 以海外為鑑,單點突破是後進者主要成長路徑

3.1.1、 全球濕電子化學品的發展與集成電路產業密切相關

濕電子化學品的產生與發展與集成電路產業密切相關。20 世紀 60 年代起,大 規模集成電路及超大規模集成電路相繼出現,對集成電路製造用化學試劑要求更高, 濕電子化學品也就是在這一需求市場的變化背景下應運而生,可以說目前國際上在 濕電子化學品技術發展方面的重點還在大規模集成電路的應用領域中。同時濕電子 化學品也成為電子化學品產業中的一個重要門類,其應用市場還滲透到平板顯示、 LED、太陽能電池、光磁記錄存儲體產品等領域中。由於全球濕電子化學品市場的 不斷擴大,從事濕電子化學品研究與生產的廠家及機構也在增多,生產規模不斷擴 大。全球濕電子化學品的市場格局經歷了三個階段的變化:

(1)美歐壟斷

20 世紀 80 年代至 90 年代中期,濕電子化學品市場主要由美國、歐洲(主要為 德國、英國等)的幾家世界知名的化工企業所壟斷,它們約占整個世界濕電子化學 品市場的 65%以上。當時市場占有率較高的主要企業有:德國 Merck(默克)公司、 美國亞仕蘭(Ashland)公司、美國奧林(Olin)公司、美國 Mallinckradt Baker 公司、 美國 Arch 公司、英國的 B.D.H 公司等,其中以德國默克為最大,其次是日本的一 些企業,包括關東化學、三菱瓦斯化學、住友化學、和光純藥公司等。

(2)日本崛起

自 20 世紀 90 年代後期起,世界濕電子化學品市場格局發生一些轉變。主要是 由於日本半導體產業的迅速發展,日本企業的濕電子化學品在生產規模及世界市場 占有率方面都得到了較大的發展。日本濕電子化學品企業還大幅度促進了濕電子化 學品製造技術的提高。

(3)亞太主導

21 世紀前十年代的後期起,隨著亞洲其它國家、地區(不含日本)在半導體、 平板顯示器、太陽能電池等產業快速發展,亞太地區已成為全球濕電子化學品的主 導市場,其中台灣地區、韓國等濕電子化學品生產企業市場份額得到明顯的擴 大。陶氏、霍尼韋爾、巴斯夫等公司競相將電子化學品業務重點放在亞太地區,而 部分歐美傳統老牌企業在全球市場的份額上出現明顯的縮減。

全球濕電子化學品市場三分天下,歐美、日本企業份額逐年降低。根據中國電 子材料行業協會數據,2018 年全球半導體、平板顯示、太陽能電池三大應用市場使 用濕電子化學品總量達到 307 萬噸,全球市場規模 52.65 億美元。市場格局方面, 2018 年歐美傳統老牌企業(包括其亞洲工廠)的市場份額(以銷售額計)約為 33%, 較 2010 年減少 4 個百分點;第二塊市場份額是由日本的十家左右生產企業所擁有, 總共占 27%左右,較 2010 年減少 7 個百分點;其餘市場份額主要是台灣、韓國、 中國大陸本土企業生產的濕電子化學品所占領,約占世界市場總量 38%,近年來這 些國家、地區的應用市場大幅擴大,特別是在大尺寸晶圓、高世代液晶面板、OLED 面板等濕電子化學品新市場方面,因此台灣、韓國、中國大陸等國家、地區的 濕電子化學品生產能力、技術水平及市場規模都得到快速發展,替代歐美、日本同 類產品的趨勢顯著。根據中國電子材料行業協會數據,2018 年中國大陸三大應用市 場使用濕電子化學品總量約 92 萬噸,對應市場規模約為 110 億元。

3.1.2、 老牌廠商以多元化集團為主,新進者多為專業生產商

全球濕電子化學品行業參與者分為兩類:多元化集團與專業型生產商。我們對 境外及台灣地區的濕電子化學品生廠商進行了全面梳理,其中歐美企業多為傳 統大型化工企業,具有生產歷史悠久、品種齊全、生產基地遍及世界各地的特點, 代表性企業如巴斯夫、霍尼韋爾、美國亞什蘭、德國漢高,其中巴斯夫 2005 年收購 默克的電子化學業務成為業內領先供應商。日本濕電子化學品生企業中既有住友化 學、三菱化學這樣的綜合性化學集團,也有 Stella Chemifa、關東化學這樣技術領先 的專業型生產商,目前 Stella Chemifa 是世界最大的高純氫氟酸企業。韓國主要濕電 子化學品企業是東友和東進,它們最早的技術來源於日本,這兩家企業都沒有韓國 電子產業的大集團背景;由於平板顯示在韓國發展迅速,此領域兩家韓國公司的產 品市占率較高,但半導體高端晶圓加工用濕電子化學品仍未實現全面國產化。中國 台灣本島的濕電子化學品生產企業普遍成立於 20 世紀 90 年後,其特點是合資公司 較多,如台灣東應化是東京應化與台灣長春石化的合資公司,伊默克化學由巴斯夫 及關東化學合資,理盛精密是由日本 Rasa 控股。由此可見,濕電子化學品發展初期 需要依賴成熟的化工產業經驗、充分的技術積累,大型綜合集團的資金優勢也使其 在產業整合、生產規模、產品種類等方面具備優勢;行業後進者多通過技術引進、 打造專業型濕電子化學品生產商。

濕電子化學品品種規格繁多,單點突破是新進者較為可行的成長路徑。由於濕 電子化學品的品種多,每種產品的製備工藝路線、設備及對設備材質的要求各不相 同,而且為了保證產品的純度和潔凈度,相關的設備通常不是通用設備。廠商必須 根據不同品種的特性來確定各自的工藝路線,獨立設計安裝主要產品的生產線。在 濕電子化學品應用領域逐漸細化的背景下,行業後進者往往選擇有限的產品進行生 產。我們認為,儘管在發展初期會面臨產品結構單一、難以配套供貨的劣勢,但結 合濕電子化學品行業客戶驗證壁壘高、技術門檻高的特點,通過持續的研發投入實 現單點突破、打造細分產品的專業化生產商是新進者較為可行的成長路徑。

3.2、 國產替代空間廣闊,政策資金助力行業發展

3.2.1、 我國濕電子化學品行業起步較晚,高等級產品國產化率較低

我國濕電子化學品產業起步較晚,2006 年進入規模化發展階段。自 20 世紀七 八時年代中期起至 21 世紀前十年代中期,中國大陸濕電子化學品企業在規模上、技 術水平上都比較低,與國際上的濕電子化學品大型企業相差甚遠。21 世紀初期我國 濕電子化學品的產量不足 5,000 噸,2004 年達到了 1.1 萬噸左右。自 2005 年以來, 國內光伏產業進入規模發展階段,對濕電子化學品的性能要求門檻相對較低,國內 不少濕電子化學品企業進入太陽能電池片行業,生產規模得到快速發展。2010 年年 後,平板顯示、IC 製造產業相繼向中國大陸轉移,新市場帶來需求量的增加,驅動 我國濕電子化學品行業進入大規模快速發展階段。同時下游光伏行業的調整使得該 領域濕電子化學品銷售價格大幅下滑,一些有一定生產規模和技術水平較高的企業 為追求更高效益而調整產業結構,將更多的濕電子化學品生產量轉向半導體、平板 顯示市場。

國內濕電子化學品產能集中於華東地區,區域發展不平衡。目前國內濕電子化 學品生產企業約有 40 多家,產品達到國際標準,且具備一定生產規模的企業有 30 多家。這些企業中,外資企業占比很少,多為內資企業和合資企業。在我國濕電子 化學品的區域產量分部上,目前華東地區占有絕對的優勢,特別是江陰、蘇州地區, 包括江陰江化微、蘇州晶瑞化學、江陰潤瑪、江陰化學試劑廠等知名內資企業均位 於該區域。根據中國電子材料行業協會統計,2018 年華東地區的濕電子化學品產量 約占國內總產量的 74%左右,江陰、蘇州的產量占比分別約為 41%、20%。近年來, 多個集成電路、面板、太陽能電池項目在中西部落地,如位於湖北的長江存儲、武 漢新芯、武漢天馬 G6,位於成都、綿陽的京東柔性 AMOLED 線,以及通威在成都、 眉山的電池片項目等。隨著下游產業在中西部地區深入布局,濕電子化學品區域發 展不平衡的現象凸顯,華東及沿海地區生產商對於內陸的供應需要經過長途運輸, 高昂的運輸成本下,內陸地區亟須更多就近配套的濕電子化學品供應商。

三大應用領域國產化率不一,高等級產品仍待突破。中國大陸濕電子化學品整體技 術水平與海外存在較大差距的原因,一方面大陸相關企業起步較晚,另一方面相比於歐 美日濕電子化學品產生於大規模集成電路時代、韓國濕電子化學品產生於液晶面板的爆 發,中國大陸濕電子化學品是跟隨光伏產業發展起來的,因此 2010 年以前內資廠商的技 術水平整體停留在 G1、G2 等級。自 2011 年起我國多家濕電子化學品企業在設備裝備上 開始進行大規模投資,工藝技術檔次也有迅速的提升,能夠逐步滿足下游顯示面板、集 成電路日益增長的需求。根據中國電子材料行業協會的統計數據,2018 年太陽能電池、 平板顯示、半導體領域的濕電子化學品國產化率分別約為 99%、35%、23%(按銷售供 應量計) ,太陽能電池市場基本滿足生產需求,而平板顯示、半導體領域的國產化率反而 較前兩年小幅下降,主要原因是高世代面板線和大尺寸晶圓加工對高等級濕電子化學品 的需求增加。具體來看,2018 年我國晶圓加工所用的濕電子化學品,在 6 英寸及 6 英寸 (一般為 0.8-1.2μm、0.5-0.6μm)以下的國產化率為 83%左右,在 8 英寸及 8 英寸以上(含 0.25-0.35μm、28nm-0.18μm)的國產化率不足 20%,大部分產品來自進口;2018 年我國 平板顯示所用的濕電子化學品,在 G4.5 至 G5.5 代線的國產化率超過 80%,而在 G6 至 G8.5 代線的國產化率僅為 29%,OLED 面板所需的濕電子化學品目前仍有品種被韓國、 日本和我國台灣的少數電子化學品廠商壟斷。由此可見,如果未來能夠在高端領域 實現進口替代的突破與進展,我國內資濕電子化學品企業發展空間廣闊。

3.2.2、 政策加碼,資金助力,濕電子化學品迎發展契機

由於濕電子化學品在行業發展中的重要性突出,我國在政策上鼓勵該產業的發 展。近十年來,濕電子化學品也已成為我國化學工業中一個重要的獨立分支和新增 長點,我國把新興產業配套用電子化學品作為化學工業發展的戰略重點之一和新材 料行業發展的重要組成部分,在政策上予以重點支持。「十五」、「十一五」期間我國 把濕電子化學品的研發列入「863」計劃;在 2008 年國家科技部下發《高新技術企 業認定管理辦法》中,明確列出超凈高純試劑屬於國家重點支持的高新技術領域。 在 2014 年工信部和發改委聯合制定的《2014-2016 年新型顯示產業創新發展行動計 劃》中提出,「引導面板企業加強橫向合作,對上游產品實現互信互認,鼓勵面板企 業加大本地材料和設備的採購力度」。在國家政策的引導下,下游本土領軍企業積極 開展對國產材料的合作研發、驗證及配套採購,根據《集成電路產業全書》的數據, 中芯國際國產材料累計驗證成功項目從 2010 年的 6 個增至 2015 年的 51 個。

大基金二期即將開始實質投資,濕電子化學品行業迎來新一輪資金支持。國家 集成電路產業投資基金(大基金)是為促進集成電路產業發展而設立,2014 年 9 月 大基金一期成立,募資規模合計 1,387 億元。大基金一期(含子基金)投資的 9 家半 導體材料企業中,從事濕電子化學品業務的公司有 3 家,包括晶瑞股份、中巨芯科 技、安集科技。但從大基金一期在上下游各領域的投資額占比來看,材料環節的投 資力度稍顯不足,占比不到 2%,低於全球半導體產業鏈中半導體材料產值 11.08% 的占比。大基金二期於 2019 年 10 月 22 日註冊成立,註冊資本 2,041.5 億元,較一 期的 987.2 億元有顯著提升,投資方向上也將加重上游材料行業。近期大基金管理機 構華芯投資表示,大基金二期將在穩固一期投資企業基礎上彌補一期空白,加強半 導體設備、材料和 IC 設計等附加值較高環節的投資。隨著大基金二期實質投資的正 式啟動,濕電子化學品行業有望迎來新一輪資金支持。

4、 受益標的

4.1、 江化微(603078.SH):三大領域全系列濕電子化學品供應商

江化微是國內為數不多的平板顯示、半導體及光伏太陽能三大領域全系列濕電 子化學品的供應企業之一。公司主要從事超凈高純試劑、光刻膠配套試劑等專用濕 電子化學品的研發、生產和銷售業務,其中超凈高純試劑包括單酸、混酸、蝕刻液、 溶劑、單鹼;光刻膠配套試劑包括剝離液、顯影液等。公司生產的濕電子化學品應 用於平板顯示、半導體及 LED、光伏太陽能三大領域,客戶涵蓋士蘭微電子、華潤 微電子、中芯國際、中電熊貓、京東方、晶澳太陽能、通威太陽能等知名廠商。2019 年公司實現營收 4.90 億元,同比增長 27.82%;實現歸母凈利潤 3,451.86 萬元,同比 下降 13.54%。公司營業收入持續增長但凈利潤有所下滑,主要系公司長途運輸費用、 研發投入增加所致,公司 2019 年研發費用為 2501.87 萬元,同比增長 26.18%。

江化微現有濕電子化學品產能 5.5 萬噸,產品等級普遍達 G2、G3。公司產品主 要分為四大類:酸鹼類(過氧化氫、硫酸、鹽酸、硝酸、發煙硝酸、磷酸、氫氟酸、 冰乙酸、氨水、氟化銨、氫氧化鉀溶液、C-400 膽鹼清洗劑、氫氧化鈉溶液);蝕刻 液( BOE、鋁 /鉬/鉬鋁/矽/金/銀/鈦/鉻/ITO 蝕刻液、酸性剝離液、DHF);溶劑(甲醇、 乙醇、異丙醇、丙酮、醋酸丁酯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、環己烯、N-甲基吡咯 烷酮、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚醋酸酯)和光刻膠配套試劑(負膠顯影液/漂洗 液/顯影漂洗液/剝離液,正膠顯影液/稀釋劑/剝離液,邊膠清洗劑)。產能方面,截至 2019 年底 8 萬噸項目二期已完工,鎮江一期、四川項目計劃於 2020 年 10 月投產, 屆時公司將具備 G4、G5 濕電子化學品的生產能力,總產能擴增至 20.8 萬噸。

4.2、 晶瑞股份(300655.SZ):拳頭產品達 G5 等級,打入高端市場

晶瑞股份主要從事超凈高純試劑、光刻膠、功能性材料和鋰電池粘結劑的研發、 生產和銷售。公司產品廣泛應用於半導體、LED 及平板顯示、光伏太陽能電池和鋰 電池領域,積累了一批穩定的客戶,並與下遊行業的眾多頭部企業建立長期合作伙 伴關係,如半導體行業的華虹宏力、長江存儲、合肥長鑫等;鋰電池行業的比亞迪、 力神等;LED 行業的三安光電、華燦光電等。2019 年公司實現營業收入 7.56 億元, 同比減少 6.80%;實現歸母凈利潤 3,131.59 萬元,同比減少 37.64%。2019 年公司超 凈高純試劑業務收入 1.79 億元,同比減少 20.61%,而該業務毛利率較 2018 年提升 2.66 個百分點,主要原因系公司為優化產品結構,減少低端產品出貨,對光伏行業 的超凈高純試劑銷售規模減少。

晶瑞股份目前擁有濕電子化學品產能近 4 萬噸,拳頭產品達到 G5 等級。公司濕 電子化學品等級位居國內前列,拳頭產品超凈高純雙氧水、氨水均達到 G5 等級,與 三菱化學合作的高純硫酸產品也是 G5 等級。公司在建及規劃中的產能包括「9 萬噸 電子級硫酸擴建項目」、「眉山年產 8.7 萬噸光電顯示、半導體用新材料項目」、「晶瑞 (湖北)微電子材料項目」、「年產 5.4 萬噸微電子材料及循環再利用項目」。隨著在 建及規劃產能的逐步落地,公司業績有望迎來增長。

4.3、 巨化股份(600160.SH):旗下凱聖氟化學是國內領先的電子級氫氟 酸生產商

巨化股份聯手集成電路大基金打造電子化學材料平台。巨化股份是國內最大的 氟化工、氯鹼化工一體化的先進位造業基地,2017 年 12 月,巨化股份聯合國家集成 電路產業投資基金等設立中巨芯科技有限公司,巨化股份持股比例為 39%。2018 年 4 月,巨化股份將全資子公司凱聖氟化學和博瑞電子 100%股權轉讓中巨芯科技,從 而完成大基金的引進,以進一步發展電子化學材料業務。凱聖氟化學是國內內資企 業中電子級氫氟酸規模最大、品種最全、規格最高的企業,其下屬控股子公司凱恆 電子是由凱聖氟化學與另一家濕電子化學品領軍企業杭州格林達合資設立。

凱聖氟化學目前具備 G4 及以上級別氫氟酸產能 3 萬噸。凱聖氟化學目前可生 產電子級氫氟酸、BOE、硝酸、硫酸和鹽酸等,其中氫氟酸純度最高可達 G5 等級, 年產能達 3 萬噸。同時凱聖氟化學還有一系列技改及擴產計劃,新增產能主要為電 子級氫氟酸和硫酸。受益於股東的氟化工背景、大基金的產業資源以及同行之間的 密切合作,凱聖氟化學有望成為國產氫氟酸進口替代的領軍者。

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(報告觀點屬於原作者,僅供參考。報告來源:開源證券)

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