針對我國重點應用領(lǐng)域急需的新材料產(chǎn)業(yè)情況進行了研究與分析

新材料作為高新技術(shù)的先導和基石，是“發(fā)明之母”和“產(chǎn)業(yè)糧食”，更是國家科技水平前瞻性指標。目前我國新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)水平、發(fā)展機制等方面與國外仍存在較大差距。

我國新材料的進口率高達86%，自給率僅14%；

化工新材料產(chǎn)業(yè)國內(nèi)保障能力只有50%；

用量較大的工程塑料和特種橡膠自給率僅30%；

高端高溫合金主要要依賴進口；

……

新材料產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化需求迫切，具有技術(shù)優(yōu)勢的國產(chǎn)替代材料將獲得未來市場，進口替代仍將是未來一段時間新材料投資的主要邏輯。

新材料在線針對我國重點應用領(lǐng)域急需的新材料產(chǎn)業(yè)情況進行了研究與分析，整理了50+種高度依賴進口的新材料清單：

表1 高度依賴進口的新材料清單

Source：新材料在線

半導體和顯示行業(yè)的核心材料、器件、設(shè)備幾乎全部依賴進口。對于本土投資者、創(chuàng)業(yè)者來說，這是一次鳳凰涅槃的巨大機會。數(shù)據(jù)顯示，半導體材料國產(chǎn)化率普遍偏低，進口替代空間巨大。

表2 半導體材料進口替代市場數(shù)據(jù)

Source：公開資料整理

以下為半導體及顯示行業(yè)10大高度依賴進口的關(guān)鍵材料分析：

一 大硅片

硅片也稱硅晶圓，是制造半導體芯片最重要的基本材料，其最主要的原料為單晶硅。硅片直徑越大，其所能刻制的集成電路則越多，芯片的成本也隨之降低。大尺寸硅片對技術(shù)的要求很高，良品率極低，企業(yè)進入壁壘極高，全球大硅片市場形成寡頭壟斷的競爭格局。目前中國大陸自主生產(chǎn)的硅片以6英寸（150mm）為主，產(chǎn)品主要應用領(lǐng)域仍然是光伏和低端分立器件制造，8英寸（200mm）和12英寸（300mm）的大尺寸集成電路級硅片依然嚴重依賴進口。

▉ 全球大硅片產(chǎn)業(yè)競爭格局▉

集成電路用硅片是制造技術(shù)門檻極高的尖端高科技產(chǎn)品，全球只有大約10家企業(yè)能夠制造，市場基本被日韓廠商壟斷。

表3 全球知名大硅片制造企業(yè)競爭格局及主營產(chǎn)品

Source：公開資料整理

▉國內(nèi)大硅片知名企業(yè)布局▉

表4 2018年中國大尺寸硅片在建產(chǎn)能

Source：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

二 光刻膠

Source：新材料在線

光刻膠是微電子技術(shù)中微細圖形加工的關(guān)鍵材料之一，其成本約占整個芯片制造工藝的30%，耗費時間約占整個芯片制造工藝的40%-60%，是半導體制造中最核心的工藝。

目前國內(nèi)光刻膠自給率僅10%，主要集中于技術(shù)含量相對較低的PCB領(lǐng)域。6英寸硅片的g/i線光刻膠的自給率約為20%，8英寸硅片的KrF光刻膠的自給率不足5%，12寸硅片的ArF光刻膠目前尚無國內(nèi)企業(yè)可以大規(guī)模生產(chǎn)。

▉全球光刻膠產(chǎn)業(yè)競爭格局▉

表5 全球光刻膠知名企業(yè)競爭格局

Source：公開資料整理

▉國內(nèi)光刻膠知名企業(yè)▉

表6 光刻膠國內(nèi)化情況

Source：產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)、國海證券研究院

三 偏光片

偏光片是一種可以使天然光變成偏振光的光學元件，是制造液晶顯示屏的必備部件，主要由PVA膜、TAC膜、壓敏膠、離型膜和保護膜等復合而成。偏光片最核心的原材料是 PVA 膜和 TAC 膜，核心膜材 PVA 負責偏振作用，TAC 膜則起到對延伸的 PVA 膜的支撐和保護，二者約占總成本的 60%~70%。目前，兩種膜材的主要供應商均為日韓企業(yè)。

▉全球偏光片產(chǎn)業(yè)競爭格局▉

表7 全球知名偏光片企業(yè)業(yè)務(wù)一覽

ource：公開資料整理

▉國內(nèi)偏光片知名企業(yè)▉

表8 國內(nèi)現(xiàn)有及建設(shè)中偏光片產(chǎn)能

Source：民生證券研究院

四 OLED發(fā)光材料

OLED材料主要包括兩部分：發(fā)光材料和基礎(chǔ)材料。OLED發(fā)光材料主要包括紅光主體／客體材料、綠光主體／客體材料、藍光主體／客體材料等，OLED顯示技術(shù)實現(xiàn)自發(fā)光的基礎(chǔ)。目前，OLED發(fā)光材料中的最核心發(fā)光材料具有較高的專利壁壘，主要被韓日德美企業(yè)所掌控，國內(nèi)企業(yè)主要從事OLED 中間體和單體粗品生產(chǎn)。

▉全球OLED發(fā)光材料產(chǎn)業(yè)競爭格局▉

表9 全球OLED發(fā)光材料主要代表廠商

Source：公開資料整理

▉國內(nèi)OLED發(fā)光材料知名企業(yè)▉

表10 國內(nèi)OLED廠商產(chǎn)品情況

Source：公開資料整理

五 精細金屬掩模板

Source：新材料在線

精細金屬掩膜版（Fine Metal Mask，簡稱FMM）是OLED蒸鍍工藝中的消耗性核心零部件，主要材料是金屬或金屬+樹脂。其主要作用是在OLED生產(chǎn)過程中沉積RGB有機物質(zhì)并形成像素，在需要的地方準確和精細地沉積有機物質(zhì)，提高分辨率和良率。

如果需要制造高精度FMM，就需要更高級的INVAR合金（Super INVAR alloy）。現(xiàn)在市面上唯一能提供滿足FMM使用要求的Super INVAR alloy合金廠商是Hitachi Metals。目前國內(nèi)FMM材料處于初始研發(fā)階段，并不具備量產(chǎn)條件。

表11 FMM產(chǎn)業(yè)鏈競爭格局

Source：OLED industry

六 濕電子化學品

Source：圖蟲創(chuàng)意

濕電子化學品指為微電子、光電子濕法工藝(主要包括濕法刻蝕、濕法清洗)制程中使用的各種電子化工材料，是集成電路工藝制程中的關(guān)鍵性基礎(chǔ)化工材料。不同線寬的集成電路制程工藝中必須使用不同規(guī)格的超凈高純試劑進行蝕刻和清洗，其關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)包括混配技術(shù)、分離技術(shù)、純化技術(shù)以及與其生產(chǎn)相配套的分析檢驗技術(shù)、環(huán)境處理與監(jiān)測技術(shù)等、包裝技術(shù)等。在半導體濕化學品供應商方面，市場份額主要掌握在歐美、日本、韓國等國家的企業(yè)手中，高端產(chǎn)品市場依賴進口。

▉全球濕電子化學品產(chǎn)業(yè)競爭格局▉

在半導體濕化學品供應商方面，市場份額主要掌握在歐美、日本、韓國等國家的企業(yè)手中，包括德國巴斯夫，美國亞什蘭化學、Arch 化學，日本關(guān)東化學、三菱化學、京都化工、住友化學、和光純藥工業(yè)，臺灣鑫林科技，韓國東友精細化工等，上述公司占全球市場份額的85%以上。

表12 全球濕電子化學品主要生產(chǎn)企業(yè)

Source：公開資料整理

▉國內(nèi)濕電子化學品知名企業(yè)▉

濕電子化學品領(lǐng)域與國外尚有較大差距，高端市場主要集中在美、日、歐等少數(shù)大廠商手中，比如在對電子化學品純度等級要求較高的半導體和平板顯示領(lǐng)域，我國內(nèi)資企業(yè)市場占有率僅達到 25%左右。

表13國內(nèi)濕電子化學品知名企業(yè)

Source：公開資料整理

七 電子特種氣體

Source：圖蟲創(chuàng)意

電子氣體是指用于半導體及相關(guān)電子產(chǎn)品生產(chǎn)的特種氣體，被廣泛應用于國防軍事、航空航天、新型太陽能電池、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域，是電子工業(yè)體系的核心關(guān)鍵原材料之一，市場準入條件高。其行業(yè)技術(shù)壁壘在于從生產(chǎn)到分離提純以及運輸供應階段，一直受到歐美發(fā)達國家的技術(shù)封鎖。電子特種氣體行業(yè)集中度高，美電子特種氣體行業(yè)集中度高，美國氣體化工、美國普萊克斯、法國液化空氣、日本大陽日酸株式會社和德國林德集團五家公司壟斷全球特種氣體91%的市場份額。國內(nèi)企業(yè)主要集中在中低端市場。

▉全球電子特種氣體產(chǎn)業(yè)競爭格局▉

表14 全球電子特種氣體知名企業(yè)

Source：semi

▉國內(nèi)電子特種氣體知名企業(yè)▉

表15 國內(nèi)電子特種氣體知名企業(yè)

Source：公開資料整理

八 高純?yōu)R射靶材

利用離子源產(chǎn)生的離子轟擊固體表面，使固體表面的原子離開固體并沉積在基底表面，被轟擊的固體稱為濺射靶材, 是集成電路制造過程中的關(guān)鍵材料，根據(jù)應用領(lǐng)域，分為半導體靶材、面板靶材、光伏靶材等。高純?yōu)R射靶材制造環(huán)節(jié)技術(shù)門檻高、設(shè)備投資大，在濺射靶材產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的企業(yè)數(shù)量呈現(xiàn)金字塔型分布，半導體濺射靶材行業(yè)集中度很高，前五大廠商占比超過80%。具有規(guī)?；a(chǎn)能力的企業(yè)數(shù)量相對較少，主要分布在美國、日本等國家和地區(qū)。

▉全球靶材產(chǎn)業(yè)企業(yè)競爭格局▉

表16 全球靶材知名企業(yè)

Source：公開資料整理

▉國內(nèi)靶材知名上市企業(yè)▉

表17國內(nèi)靶材知名上市公司

Source：公開資料整理

九 化學機械拋光（CMP）材料

Source：新材料在線

化學機械拋光（CMP）是集成電路制造過程中實現(xiàn)晶圓全局均勻平坦化的關(guān)鍵工藝，是通過化學作用和機械研磨的組合技術(shù)來實現(xiàn)晶圓表面微米/納米級不同材料的去除，從而達到晶圓表面的高度（納米級）平坦化效應。拋光材料是 CMP 工藝過程中必不可少的耗材，具有技術(shù)壁壘高，客戶認證時間長的特點，一直以來處于寡頭壟斷的格局。根據(jù)功能的不同，拋光材料可劃分為拋光墊、拋光液、調(diào)節(jié)器、以及清潔劑等，主要以拋光液和拋光墊為主。全球芯片拋光液市場主要被在美國、日本、韓國企業(yè)所壟斷。全球 CMP 拋光墊幾乎全部被陶氏所壟斷，占據(jù)80%的市場。

▉全球CMP材料產(chǎn)業(yè)競爭格局▉

全球芯片拋光液市場主要被美國、日本、韓國等企業(yè)壟斷，占全球高端市場份額90%以上。CMP拋光墊方面，陶氏杜邦占79%的市場份額。

表18 全球拋光材料知名企業(yè)

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▉國內(nèi)CMP材料知名企業(yè)▉

拋光液方面，目前中國在不銹鋼、鋁、鎢等中低端領(lǐng)域拋光液基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。安集微電子率先在高品質(zhì)拋光液技術(shù)方面打破國外壟斷，進入晶圓拋光液領(lǐng)域。拋光墊方面，中國企業(yè)在高端拋光墊市場幾乎屬于空白，近年來鼎龍股份逐步取得突破。

表19 國內(nèi)拋光材料知名企業(yè)

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十 碳化硅單晶

碳化硅功率半導體產(chǎn)業(yè)鏈主要包含單晶材料、外延材料、器件、模塊和應用這幾個環(huán)節(jié)。碳化硅單晶是碳化硅功率半導體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，質(zhì)量、大尺寸的碳化硅單晶材料是碳化硅技術(shù)發(fā)展首要解決的問題，持續(xù)增大晶圓尺寸、降低缺陷密度（微管、位錯、層錯等）是其重點發(fā)展方向。

碳化硅單晶材料主要有導通型襯底和半絕緣襯底兩種, 是第三代半導體材料技術(shù)成熟度最高的材料，目前基本被國外企業(yè)壟斷。

高導通型襯底材料是制造碳化硅功率半導體器件的基材。半絕緣襯底具備高電阻的同時可以承受更高的頻率，因此在5G通訊和新一代智能互聯(lián)，傳感感應器件上具備廣闊的應用空間。

▉全球氮化硅單晶產(chǎn)業(yè)競爭格局▉

表20 全球碳化硅單晶知名企業(yè)

Source：公開資料整理

▉國內(nèi)氮化硅單晶知名企業(yè)▉

國內(nèi)主要碳化硅單晶襯底材料企業(yè)和研發(fā)機構(gòu)已經(jīng)具備了成熟的4英寸零微管碳化硅單晶產(chǎn)品，并已經(jīng)研發(fā)出了6英寸單晶樣品，但是在晶體材料質(zhì)量和產(chǎn)業(yè)化能力方面距離國際先進水平存在一定差距。

表21 國內(nèi)碳化硅單晶知名企業(yè)

Source：公開資料整理

當前，新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革蓄勢待發(fā)，全球新材料產(chǎn)業(yè)競爭格局正在進行重大調(diào)整。未來五年，是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期。

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