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电子行业电子化学品系列报告之四:湿电子化学品高端产品国产进程有望加速

基础化工 2023-08-30 太平洋证券 何杰斌
报告封面

证券分析师:王海涛E-MAIL:wanght@tpyzq.com执业资格证书编码:S1190523010001 证券分析师:王亮E-MAIL:wangl@tpyzq.com执业资格证书编码:S1190522120001 研究助理:周冰莹E-MAIL:zhoubingying@tpyzq.com一般证券业务证书编码:S1190123020025 核心逻辑 湿电子化学品:电子行业湿法制程关键材料 •湿电子化学品分为通用湿电子化学品和功能湿电子化学品。具有较高的技术壁垒、认证壁垒、人才壁垒等。 三大下游需求焕发新动力,产业结构升级及技术进步带动湿电子化学品结构升级,规模不断上升 •湿电子化学品主要应用在半导体、显示面板、光伏等多个领域。随着半导体和显示面板产能向中国大陆转移,大陆晶圆厂数量迅速增长,高世代面板生产线大量投产,以及光伏新增装机量逐年创新高,下游厂商对湿电子化学品的需求大大增加。•集成电路领域,AI、云计算等新兴技术对算力和芯片需求带来外生冲击,叠加先进制程的发展,对湿电子化学品需求量和等级提出更高要求;显示面板领域,OLED、高世代线技术趋于成熟,推动湿电子化学品需求总量上升、结构升级;光伏领域,N型电池生产工艺精密度要求更高,对光伏电池清洗制绒环节湿电子化学品纯度提出更高的要求。•市场规模:2021年全球湿电子化学品市场规模54.28亿美元,我国湿电子化学品市场规模达130.94亿元,2018-2021远超全球同期的2.21%。 年均复合增速为14.21%, 当前高端产品国产化率低,四大推动力量加速国产化 •欧美和日本企业凭借技术优势,占据全球市场主导地位。集成电路领域湿电子化学品整体国产化率为23%,显示面板领域中高世代线使用的湿电子化学品国产化率仅10%。在政策鼓励、技术突破、供应链安全、本土化优势等推动下,高端产品国产替代进程有望加速。 相关公司 •江化微(603078):国内湿电子化学品龙头;产品品种齐全,配套能力强;拥有雄厚的研发实力和丰富的客户资源;业务规模不断扩大。 •格林达(603931):核心产品TMAH显影液相关技术指标已达到SEMI G5标准要求,是国内绝对龙头;持续拓展下游客户,项目建设稳步推进。 风险提示:原材料价格波动;新产品研发不及预期;国产替代不及预期;下游需求不及预期等。 Ⅰ湿电子化学品:电子行业湿法制程关键材料………………………………………3 产业结构升级叠加技术进步,三大下游需求焕发新动力…………………………14 当前高端产品国产化率低,四大推动力量加速国产化……………………………22 Ⅳ国内头部企业介绍……………………………………………………………………32 Ⅴ风险提示………………………………………………………………………………47 湿电子化学品用于湿法工艺制程 •湿电子化学品,指主体成分纯度大于99.99%的化学试剂,是在湿法工艺(湿法刻蚀、清洗、显影、剥离等)制程中使用的各种液体化学材料,主要用于集成电路、光伏面板、显示面板行业。超净高纯试剂,在国际上通称为工艺湿电子化学品(ProcessChemicals),在美国、欧洲和我国台湾地区称为湿电子化学品(Wet Chemicals),其纯度和洁净度对电子元器件的成品率、电性能和可靠性有十分重要的影响。 资料来源:SEMI,太平洋证券研究院 湿电子化学品细分种类多,不同类型差别大 •根据组成成分和应用工艺不同,湿电子化学品分为通用湿电子化学品和功能湿电子化学品。通用湿电子化学品主要以超净高纯试剂为主,除了主体成分纯度大于99.99%外,其杂质离子和微粒数符合严格要求,一般为单组份、单功能湿电子化学品。功能湿电子化学品是通过复配手段达到特殊功能,从而满足特殊工艺需求的配方类或复配类湿电子化学品,主要是以光刻胶配套试剂为代表的湿电子化学品。 湿电子化学品上下游产业链 •湿电子化学品使用工业级的原材料,经纯化工艺和混配工艺制备。纯化工艺使产品达到一定的纯度标准,混配工艺使产品匹配下游客户功能性需求。 •湿电子化学品主要用于集成电路、显示面板、光伏电池等行业。集成电路产业是电子信息产业的基础,核心产品芯片、储层器等应用在计算机、通信、军事、工业、医疗等各个领域。显示面板广泛应用在家电、PC、移动终端及汽车显示屏等领域。光伏电池作为作为新能源产业的重要分支,其发展离不开上游的湿电子化学品产业的发展。 资料来源:华经情报网,太平洋证券研究院 通用湿电子化学品用量大,功能性湿电子化学品利润高 •通用湿电子化学品需求远大于功能性湿电子化学品,占湿电子化学品总需求达到88.2%,按需求占比排名双氧水、氢氟酸和硫酸为前三。通用湿电子化学品等级越高,附加值越高。 •功能性湿电子化学品除了要保持超净和高纯,同时更要注重试剂的功能性,研发难度大,附加值远高于通用湿电子化学品,单位利润高。 •光伏电池、显示面板、集成电路制造,使用的湿电子化学品中,通用湿电子化学品等级和功能性湿电子化学品占比依次升高,毛利率也依次升高。 资料来源:中国电子材料行业协会,太平洋证券研究院 湿电子化学品行业壁垒较高,属于典型的技术密集型行业 •湿电子化学品应用广泛,对技术要求很高,对于产品及其供应系统有着苛刻的要求,属于典型的技术密集型行业。行业壁垒主要体现在三方面:技术壁垒、认证壁垒、人才壁垒,其次资金壁垒、市场壁垒、资质壁垒等也构成行业进入壁垒。•我国企业多年来不断积极研发,目前已取得一系列技术性突破,光伏用湿电子化学品已完成国产化替代,但是显示面板和集成 电路用湿电子化学品国产化替代水平较低。 技术壁垒:纯化工艺、混配工艺是生产流程的核心 •湿电子化学品的主要工艺流程为原料接收、纯化、吸收、混配、包装等工艺,成品产品入桶包装或装车后,经检验合格后入库。之后根据客户订单发货并回收包装桶和槽车,再次循环使用。 •纯化工艺和混配工艺将湿电子化学品分为不同种类。纯化工艺是使化学产品达到产品标准的核心,起决定性的是提纯技术和分析检测技术;混配工艺则是在纯化产品的基础上根据客户需求进一步加工,其关键是混配的配方。 资料来源:中巨芯招股说明书,太平洋证券研究院 技术壁垒一:纯化工艺 •1975年,国际半导体设备和材料协会制定了国际统一的SEMI标准,成为区分不同湿电子化学品的洁净度和纯度的主流标准,分为G1~G5五个等级。 •下游尤其集成电路先进制程对湿电子化学品的纯度、金属杂质含量、颗粒数量和粒径、品质一致性要求严苛,例如湿电子化学品金属杂质含量千亿分之一(10-11)级的波动会对整条集成电路生产线的产品良率造成影响。一般蒸馏方法,可以实现湿电子化学品中离子含量从10-6级降低到10-9级,但要实现1.0×10-9或1.O×10-10比较困难,其对技术积累、人才储备、处理设备及材质、容器和环境都有较高要求且成本较高。分析检测技术用于对湿电子化学品质量进行控制,依据检测需求不同,有颗粒分析测试技术、金属杂质分析测试技术、非金属分析测试技术。 资料来源:江化微年报,太平洋证券研究院 技术壁垒二:混配工艺 •混配工艺是配置试剂各组分量比例关系达到要求的关键。混配工艺以下游客户需求为目标,进行配制、实验、试制以及测试不同原料和配方的可行性,需要长时间的经验积累,其中主要的工艺为精密混配。 认证壁垒:认证周期长,客户粘性强 •湿电子化学品质量会决定整条生产线产品的质量,所以集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆等高端领域客户对供应商进行选择时,一般需要经过厂商审核、多轮产品认证等严格审核流程。 •下游集成电路等生产企业对湿电子化学材料供应商的质量和供货能力十分重视,对供应商的选择非常慎重,常采用认证采购的模式,需要通过需求对接、技术指标比对、现场稽核、送样测试、小批试用、批量供应等严格流程。整个湿电子化学材料的认证过程通常需要2-3年左右的时间,根据客户、产品类型、技术难度的不同亦会有所差异。因此,湿电子化学材料供应商完成新产品研发及产业化阶段后还需经历下游集成电路等生产企业较长的认证周期,认证通过后才能最终实现新产品的批量供货,具有较高认证壁垒。 资料来源:中巨芯招股说明书,太平洋证券研究院 人才、资金壁垒:人才稀缺,资金投入大 •人才壁垒:化学材料行业是一个多学科交叉、知识密集型的产业,涵盖化工、电子、材料、物理、化学等专业领域,需要大量综合性人才。且行业人才培养周期长,人员经验和能力亦需要在研发、生产过程中不断提升。新进入电子化学材料行业的企业难以在短期内组建出专业、成熟的复合型人才团队,在人才储备方面追赶难度较大。 •资金壁垒:电子化学材料行业兼具资本密集型、技术密集型与人才密集型的特点,随着电子化学材料厂商快速迭代发展,需要投入大量的资金用于购置厂房、设备和研发支出,专业人员的人工成本也不断增加。因此,较高的资金门槛是进入电子化学材料行业的主要壁垒之一。 资料来源:中巨芯招股说明书,太平洋证券研究院 湿电子化学品:电子行业湿法制程关键材料………………………………………3 Ⅱ产业结构升级叠加技术进步,三大下游需求焕发新动力…………………………14 Ⅳ国内头部企业介绍……………………………………………………………………32 Ⅴ风险提示………………………………………………………………………………47 三大需求:半导体、显示面板、光伏 •湿电子化学品目前主要应用在半导体、显示面板、光伏等多个领域,作为损耗品参与产业链的生产。下游需求中,集成电路占比最高,2021年达到42%,其次是显示面板和光伏行业,分别占到30%和21%。 •产业结构升级:随着半导体和显示面板产能向中国大陆转移,大陆晶圆厂数量增长快,高世代面板生产线大量投产,以及光伏新增装机量逐年创新高,下游厂商对湿电子化学品的需求大大增加。 •技术进步:集成电路领域,AI、云计算等新兴技术对算力进而芯片需求带来的外生冲击,叠加先进制程的发展,晶圆制程步入5nm时代,对湿电子化学品需求量和等级提出更高要求;显示面板领域,OLED、高世代线技术趋于成熟,渗透率提高稳步增产,推动湿电子化学品需求总量上升、结构升级;光伏领域,光伏电池技术正处在自P型Perc电池逐步升级为N型Topcon/HJT电池的趋势中,N型电池生产工艺精密度要求更高,对光伏电池清洗制绒环节湿电子化学品纯度控制提出更高的要求。 资料来源:公开资料,太平洋证券研究院 第一大需求——集成电路制造 •从半导体市场构成来看,湿电子化学品在晶圆制造过程中占比7%。集成电路用湿电子化学品主要用于晶圆制造的清洗、显影、刻蚀、剥离环节。由于集成电路生产对产品纯度要求高,产品SEMI等级集中在G3、G4级,并有向G5级发展的趋势。据百川盈孚8月17日数据,用于半导体集成电路12寸晶圆生产的G5级氢氟酸价格为11000元/吨,G5级双氧水价格为8500元/吨;用于光伏电池生产的G1级氢氟酸价格为6000元/吨,G2级双氧水价格为1800元/吨。集成电路客户对产品价格不敏感,客户粘性强,因此产品附加值高。 资料来源:中商产业研究院,太平洋证券研究院 资料来源:百川盈孚,太平洋证券研究院 资料来源:中巨芯招股说明书,太平洋证券研究院 集成电路工艺进步,带动功能性湿电子化学品需求 •随着近年来国内集成电路生产环节的工艺进步和配套产业的发展,我国12英寸晶圆厂建设速度远高于全球。根据KnometaResearch,2023年全球预计新增12英寸晶圆厂13座,中国大陆有4座、中国台湾2座,占比全球新增数量46%以上。 •根据中国产业信息网的数据,12英寸的晶圆湿电子化学品消耗量约为239.82吨/万片,是8英寸晶圆消耗量的4.6倍,是6英寸晶圆消耗量的7.9倍。随着高端晶圆产能的不断释放,对于功能性湿电子化学品的需求将不断增加,尤其是G5级湿电子化学品。 资料来源:KnometaResearch,太平洋证券研究院 第二大需求——显示面板制造