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（1）CMP 设备基本情况 CMP 设备系依托 CMP 技术的化学-机械动态耦合作用原理，通过化学腐蚀与机械研磨的协同配合作用，实现晶圆表面多余材料的高效去除与全局纳米级平坦化——全局平整落差 5nm 以内的超高平整度；其是一种集摩擦学、表/界面力学、分子动力学、精密制造、化学/化工、智能控制等多领城最先进技术于一体的设备，是集成电路制造设备中较为复杂和研制难度较大的专用设备之一。 从产业上下游关系来看，集成电路制造产业链可分为硅片制造、集成电路设计、集成电路制造、封装测试等四大领域，除集成电路设计领域外，其他领域均有 CMP 设备应用场景。 在硅片制造领域，半导体抛光片生产工艺流程中，在完成拉晶、硅锭加工、切片成型环节后，在抛光环节，为最终得到平整洁净的抛光片需要通过 CMP 设备及工艺来实现。
在集成电路制造领域，芯片制造过程按照技术分工主要可分为薄膜淀积、CMP、光刻、刻蚀、离子注入等工艺环节，各工艺环节实施过程中均需要依靠特定类型的半导体专用设备。
在先进封装领域，CMP 工艺会越来越多被引入并大量使用，其中硅通孔（TSV）技术、扇出（Fan-Out）技术、2.5D 转接板（interposer）、3D IC 等将用到大量 CMP 工艺，这将成为CMP 设备除 IC 制造领域外一个大的需求增长点。
在上述领域中，集成电路制造是 CMP 设备应用最主要的场景。由于目前的集成电路元件普遍采用多层立体布线，集成电路制造的前道工艺环节要进行多次循环。在此过程中，化学机械抛光（CMP）是集成电路（芯片）制造过程中实现晶圆表面平坦化的关键工艺。如果将芯片制造过程比作建造高层楼房，每搭建一层楼都需要让楼层足够平坦齐整，才能在其上方继续搭建另一层，否则楼面就会高低不平，影响整体性能和可靠性。 CMP 平坦化效果图（CMOS 结构剖面图）
同时，CMP 技术是实现更细线宽光刻工艺的前提和基础，只有 CMP 技术能够有效保证集成电路的“楼层”达到纳米级全局平整，使得更先进光刻工艺得以进行，因此该项技术工艺是集成电路制造中推进制程技术节点升级的重要环节。随着线宽越来越小、层数越来越多，对 CMP 的技术要求越来越高，CMP 设备的使用频率也越来越高，在先进制程芯片的生产过程中每一片晶圆都会经历几十道的 CMP 工艺步骤。 在集成电路制造所使用的全部种类半导体设备中，CMP 设备是使用耗材较多、核心部件有定期维保更新需求的制造设备之一，在晶圆厂使用 CMP 设备的过程中需要用到例如设备外部的抛光液、抛光垫等，以及设备内部长时间运行磨损的抛光头、清洗等单元的定期维保更新，且该等服务需求会随着厂商销售设备数量的增加而快速增长。因此 CMP 设备厂商通常也会基于自身设备及工艺技术向客户提供专用耗材销售和关键耗材维保等技术服务，在设备销售之外获取更长期稳定和更高盈利能力的服务收入。 （2）CMP 设备的产品类型 CMP 的主要作用是实现集成电路生产过程中的 12 英寸或 8 英寸晶圆不同介质层的整体平坦化，目前行业内通常按所应用产线的晶圆尺寸（也代表技术难度） 分为 12 英寸 CMP 设备和 8 英寸 CMP 设备。作为集成电路生产中的环节之一， CMP 设备主要根据应用芯片领域、客户工艺特色和使用耗材的不同对模块性能进行差异化调整和定制化设计，不存在进一步细分产品类别。 （3）CMP 设备市场发展状况 根据 SEMI 统计，2018 年全球 CMP 设备的市场规模约为 18.42 亿美元，2013年-2018 年全球 CMP 设备年均复合增长率达到 20.11%。2019 年受全球半导体景气度下滑影响，全球 CMP 设备的市场规模出现短暂下滑，2020 年市场规模迅速回升至 15.8 亿美元，较 2019 年增长 5.83%。2020 年全球 CMP 设备市场中，中国大陆市场规模已跃升至全球第一，约为 4.29 亿美元，市场份额 27%，中国台湾市场规模仅次于中国大陆，约为 3.88 亿美元，市场份额 25%，韩国拥有 23% 的市场份额，居于第三。 2020 年全球 CMP 设备市场区域结构
数据来源：SEMI 与 2019 年全球 CMP 设备市场规模下降趋势不同，2019 年中国大陆地区的 CMP 设备市场规模保持平稳，达到 4.6 亿美元的销售额，但大部分高端 CMP 设备仍依赖于进口。2020 年中国大陆CMP 设备市场规模达4.3 亿美元。2013 年-2020年中国大陆地区 CMP 设备年均复合增长率达到 27.16%，具体情况如下图所示：
数据来源：SEMI、公司整理 根据 SEMI 历史数据，按照产业链上下游来看晶圆制造工艺设备类投资金额最大，其中 CMP 设备占半导体设备投资总额比例约为 4%。 从中国半导体设备市场规模角度来看，根据 SEMI 统计，2017-2019 年中国大陆地区的 CMP 设备市场规模分别为 2.2 亿美元、4.6 亿美元和 4.6 亿美元，对应年度中国大陆半导体设备市场销售规模分别为 82.3 亿美元、131.1 亿美元和134.5 亿美元，CMP 设备市场规模占半导体设备行业市场规模的 2.67%、3.51%和 3.42%，呈现增长趋势。 未来随着工艺技术进步，CMP 设备在整体生产链条中的使用频次将进一步增加，投资规模在半导体设备行业的占比也将逐步提升。 （4）CMP 设备行业发展前景 为实现芯片垂直空间的有效利用，多层金属化技术被应用到集成电路制造工艺中。随着各种工艺层被刻蚀成图形，晶圆表面变得高低起伏，导致晶圆表面呈现出不同的反射性质，难以达到良好的解析度同时电路电阻值增高，稳定性下降。因此，在多层布线的立体结构集成电路中，如何实现整片平坦化成为重要技术发展方向之一。化学机械抛光（CMP）技术依靠其优秀的全局平坦化能力、广泛的适用性、以及低成本特点逐渐成为晶圆制造和加工过程中的主流平坦化技术。随着集成电路技术发展，芯片集成度增加，CMP 设备的重要性和在产业链条中的投资占比也逐步增加。 近年来我国推出了一系列“新一代信息技术领域”及“半导体和集成电路” 产业支持政策，加速半导体设备国产化。“十三五规划”中明确提出要优化产业结构，推进包括 CMP 设备在内的集成电路专用设备关键核心技术的突破和应用。 《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录(2019 年版)》中也将化学机械抛光机作为集成电路生产装备之一列入该目录，可见我国对于发展 CMP 设备的支持力度。根据《国家集成电路产业发展推进纲要》，到 2020 年我国集成电路产业与国际先进水平的差距要逐步缩小，关键装备和材料进入国际采购体系， 基本建成技术先进、安全可靠的集成电路产业体系；到 2030 年集成电路产业链主要环节达到国际先进水平，一批企业进入国际第一梯队，实现跨越发展。 在国家政策的大力支持下，我国半导体设备市场实现了持续高速增长。根据 历史市场规模和晶圆厂产线投资情况测算，CMP 设备市场规模约占 IC 制造设备市场规模的 4%左右。同时，随着芯片制造技术发展，CMP 工艺在集成电路生产流程中的应用次数逐步增加，以逻辑芯片为例，65nm 制程芯片需经历约 12 道CMP 步骤，而 7nm 制程所需的 CMP 处理增加为 30 多道。随着 CMP 设备在整 体生产链条中的使用频次增加，投资规模在半导体设备行业的占比也将逐步提升， 未来市场前景广阔。 |
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