一、化學機械拋光設備行業簡介
化學機械拋光設備（CMP設備）是一種結合了化學腐蝕和機械磨削作用的表面處理設備，主要用于半導體制造和微電子工藝中實現材料表面的平整化處理。這種技術能夠在納米級別上實現材料表面的平整度，通過化學機械拋光(CMP)技術，利用與被加工基片相匹配的拋光液在基片表層發生快速化學作用，形成一層相對于基體硬度較軟、強度較低、結合力較弱的表面軟化層；然后通過拋光墊與被加工基片之間的相對運動，利用拋光液中的磨料和拋光墊對被加工基片表面進行機械去除，降低拋光作用力而獲得高品質的加工表面。CMP技術結合了化學腐蝕和機械磨削的作用，能夠在納米級別上實現材料表面的平整度，克服了純化學拋光中化學腐蝕后表面平面度差的問題，也克服了純機械拋光過程中表面光潔度差、損傷層厚度大的缺點。
化學機械拋光設備的主要功能部件包括研磨盤與工件固定裝置。工件置于研磨盤上方，由工件固定裝置施加合適的載荷，在二者共同作用下，工件有規律地運動，在拋光墊與拋光液的化學機械作用下完成拋光。拋光液是影響化學機械拋光質量和效率的關鍵因素，應根據工件材質的物理化學性質及結構特點選擇適合的磨料、氧化劑和其他添加劑進行配制。拋光墊和拋光液作為硅晶圓的關鍵制造材料，其技術發展直接影響半導體行業的發展。
CMP技術自20世紀80年代中期被IBM公司引入集成電路制造工業以來，經過三十多年的發展，已成為集成電路制造中最關鍵的工藝之一。它不僅提升了加工質量和成品率，還直接推動了集成電路領域的蓬勃發展。目前，化學機械拋光關鍵技術仍面臨被國際行業巨頭卡脖子的局面，技術壁壘較高，但其增長勢頭和發展前景非常可觀。
二、全球化學機械拋光設備行業發展現狀
近年來，全球化學機械拋光設備行業市場規模總體呈增長趨勢。2017-2018年，全球化學機械拋光設備行業市場規模呈現快速增長趨勢，2019-2020年受全球半導體景氣度下滑影響市場規模有所下降，2021-2022年隨著半導體行業景氣度回暖，全球化學機械拋光設備市場規模迅速回升，2023年，全球化學機械拋光設備行業市場規模約50億美元。
圖表：2021-2023年全球化學機械拋光設備行業市場規模
在市場競爭方面，全球化學機械拋光設備行業處于高度壟斷狀態，美國應用材料和日本荏原兩家獨大。具體從市場份額方面，應用材料、日本荏原兩家制造商占據全球化學機械拋光設備90%以上的市場份額，尤其在14nm以下最先進制程工藝的大生產線上所應用的化學機械拋光設備僅由兩家國際巨頭提供。隨著半導體技術的不斷進步，芯片集成度不斷提高，晶圓尺寸逐漸擴大。這使得在半導體制造過程中，對CMP設備的需求不斷增加，以滿足更高標準的表面平坦化需求。
CMP設備廣泛應用于半導體晶片表面加工，是確保晶片表面平滑度和精度的關鍵技術之一。此外，CMP設備還涉及到許多其他領域，如玻璃、陶瓷、合成材料、金屬和木材等材料的表面處理。這些材料在許多行業中都有著廣泛的應用，如3C消費電子、汽車制造與售后、航天航空、家電、家具、船舶、機械、建筑、珠寶、樂器和醫學美容等。通過使用CMP設備，這些行業能夠實現更加高效和精準的表面處理，提高產品的質量和性能。
三、化學機械拋光設備行業發展前景
隨著摩爾定律的延續，當制造工藝不斷向先進制程節點發展，線寬會變得越來越小、層數也會越來越多，對CMP的技術要求越來越高，CMP設備的使用頻率也越來越高。從技術角度看，無論是高層的存儲器、先進封裝、中的芯片堆疊等技術，都推動CMP設備的不斷提升。從用量上看，無論是高精度對于工藝步驟數量，還是第三代半導體工藝逐步成熟帶來的機臺需求，都推動市場空間的上升。
CMP設備發展呈現四大趨勢：向高精密化與高集成化方向發展；隨著芯片制程工藝升級，CMP設備應用將更為頻繁；隨著第三代半導體的發展，CMP設備應用將更為廣泛；國產CMP設備成熟度增高，國內市場空間逐步增大。
《2024-2029年中國半導體設備行業市場分析及發展前景預測報告》由中研普華產業研究院撰寫，本報告對該行業的供需狀況、發展現狀、行業發展變化等進行了分析，重點分析了行業的發展現狀、如何面對行業的發展挑戰、行業的發展建議、行業競爭力，以及行業的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了行業的整體發展動態，對行業在產品方面提供了參考建議和具體解決辦法。
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