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湿电子化学品又称超净高纯试剂,是微电子、光电子湿法工艺制程中使用的各种液体化工材料,也是重要的晶圆制造材料之一。由于下游行业对工艺品控要求极高,对电子湿化学品的纯度、洁净度、精度等特性具有严苛的要求,一般要求控制杂质颗粒粒径低于0.5µm,金属杂质含量低于ppm级,所以湿电子化学品具有高技术门槛、高附加值的显著特点。
图表1湿电子化学品产业链结构
数据来源:公开资料、卓创咨询
湿电子化学品按照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两大类,其中通用湿电子化学品一般为单组份、单功能、被大量使用的超净高纯试剂,常用于湿法工艺中的清洗、显影等工序,主要包括酸类(硫酸、磷酸、氢氟酸、盐酸、硝酸等),碱类(氨水、氢氧化钠、氢氧化钾等),有机溶剂类(甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯等)及其他类(双氧水等)产品。
功能湿电子化学品可分为光刻胶配套试剂和蚀刻液等类型。光刻工艺是制造集成电路等电子器件的关键步骤之一,光刻胶配套试剂就包括显影液、定影液等。显影液的作用是将曝光后的光刻胶溶解去除,形成所需的图案;定影液则用于固定光刻胶图案,防止其在后续工艺中被破坏。蚀刻液则用于选择性地去除半导体晶圆表面的特定材料,如硅、二氧化硅、金属等,以形成精确的电路图案和结构。根据蚀刻材料的不同,蚀刻液有多种类型,例如用于蚀刻硅的氢氟酸 - 硝酸混合蚀刻液,用于蚀刻金属的王水等。
图表2湿电子化学品主要产品分类
类别 | 种类 | 具体产品 | |
---|---|---|---|
通用湿电子化学品 | 酸类 | 氟酸、硫酸、盐酸、硝酸、乙酸、磷酸 | |
碱类 | 氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、氟化铵、四甲基氢氧化铵 | ||
有机溶剂 | 醇类 | 甲醇、乙醇、异丙醇 | |
酮类 | 丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、N-甲基吡咯烷酮 | ||
酯类 | 乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异戊酯、丙二醇单甲醚醋酸酯 | ||
醚类 | 丙二醇单甲醚 | ||
烃类 | 甲苯、二甲苯、环己烷 | ||
卤代烃类 | 三氯乙烯、三氯乙烷、氯甲烷、四氯化碳 | ||
其它 | 双氧水 | ||
功能湿电子化学品 | 蚀刻液 | 金属蚀刻液、BOE蚀刻液、ITO蚀刻液 | |
清洗液 | / | ||
光刻胶配套试剂 | 稀释液 | ||
显影液 | 正/负胶显影液 | ||
剥离液 | 正/负胶剥离液、剥离清洗液 |
数据来源:卓创咨询整理
过去几年,随着半导体、光伏和面板等下游产业的快速发展,对湿电子化学品的需求整体上升。截止到2024年,我国TOP10湿电子化学品的总消费量达到250.4万吨。
从2020-2024年的数据来看,TOP10湿电子化学品市场呈现出强劲的增长态势。各类产品的消费年均加权复合增速平均达到33%以上。但铝蚀刻液呈现负增长态势,主要原因在于随着消费者对视觉体验的追求不断提升,液晶面板在刷新率和像素质量方面要求越来越高。在此背景下,铜制导线凭借其在导电性、信号传输稳定性等方面的优势,逐渐在液晶面板制造中替代铝制导线,直接导致了铝蚀刻液市场需求的下滑。
图表3 2024年全国湿电子化学品TOP10需求量品类分析(单位:万吨)
序号 | 产品大类 | 2024年消费量 | 消费量复合增速(20-24) | 消费量复合增速(24-29) | 下游应用场景 |
---|---|---|---|---|---|
1 | 电子级氢氧化钾 | 75.1 | 44.4% | 5.6% | 光伏 |
2 | 电子级双氧水 | 56.1 | 33.1% | 7.5% | 光伏、半导体 |
3 | 电子级硫酸 | 37.4 | 0.2 | 0.1 | 光伏、半导体 |
4 | 铜蚀刻液 | 35.0 | 33.9% | 10.2% | 面板 |
5 | 氢氟酸 | 13.2 | 29.5% | 5.3% | 光伏、半导体 |
6 | 正胶剥离液 | 13.1 | 24.8% | 13.1% | 面板 |
7 | 电子级氨水 | 7.8 | 24.1% | 8.9% | 光伏 |
8 | 电子级异丙醇 | 5.0 | 24.6% | 8.6% | 半导体 |
9 | 电子级硝酸 | 4.4 | 17.6% | 4.4% | 光伏、面板、半导体 |
10 | 铝蚀刻液 | 3.3 | -4.8% | -9.3% | 面板 |
合计 | 250.4 |
数据来源:卓创咨询
湿电子化学品行业属于国家重点支持行业,近年来国家加大扶持力度,先后出台了《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》《“十四五”原材料工业发展规划》《“十四五”国家信息化规划》《重点新材料首批次应用示范指导目录(2024年版)》等产业政策,对集成电路及其配套产业链、电子新材料等相关产业和领域的发展予以重点推动支持,湿电子化学品也列入了鼓励发展的战略新兴产业。国家各部委和地方政府的鼓励和支持政策为湿电子化学品行业的发展提供了有利的外部环境。
国家层面分政策来看,《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》指出,到2025年,石化化工行业基本形成自主创新能力强、结构布局合理、绿色安全低碳的高质量发展格局,高端产品保障能力大幅提高,核心竞争能力明显增强,高水平自立自强迈出坚实步伐。政策要求加强财政、金融、区域、投资、进出口、能源、生态环境、价格等政策与产业政策的协同。发挥国家产融合作平台作用,推进银企对接和产融合作。强化知识产权保护。加强化工专业人才培养和从业员工培训。推动首台(套)装备、首批次材料示范应用。为上海华谊发展电子化学品提供强有力的政策支持。
《精细化工产业创新发展实施方案(2024—2027年)》中提出3点措施,一是布局建设创新平台。加强国家重点实验室和制造业创新中心建设,发挥产业创新联盟作用,促进上下游协同创新和生产应用示范引领,围绕关键共性技术布局一批中试平台。二是推进中试项目落地。制定化工中试装置建设管理规范,强化产业、应急、环保等政策协同,基于专业化评价进一步优化化工中试装置安评、环评工作,积极开展关键工序和新工艺中试,推动研发成果加快转化为生产力。三是促进上下游协同创新。引导产业链龙头企业联合相关企业、高校、院所等组建产学研用创新联合体,加快新技术、新产品和新装备协同攻关、验证和应用,全面提升产业链基础能力,持续推进高压电缆绝缘及屏蔽材料、电子特气、微通道等先进技术及产品“一条龙”应用示范。《实施方案》设置“精细化工中试平台建设工程”专栏,鼓励地方聚焦磷矿资源高效利用技术、精细化工低危化高效化生产共性技术等关键共性技术开展中试平台建设,为加快科技成果产业化创造条件。
图表4近年来中国湿电子化学品相关政策
日期 | 涉及产品 | 发布单位 | 政策名称 | 相关内容 |
---|---|---|---|---|
2023年3月28日 | 电子化学品 | 上海化学工业区管理委员会 | 《上海化学工业区促进产业高质量发展专项扶持实施办法》 | 为贯彻落实创新驱动、碳达峰碳中和等战略部署,促进上海化学工业区产业发展与科技创新深度融合,全面打造精细、绿色、高技术、高效益、高附加值的高质量发展园区,现将《上海化学工业区促进产业高质量发展专项扶持实施办法》印发给你们,请按照执行。 |
2024年7月 | 湿电子化学品 | 工业和信息化部等九部门 | 《精细化工产业创新发展实施方案(2024-2027年)》 | 加快关键产品攻关。围绕新能源、新材料、生物技术工业母机、医疗装备需求,采用“揭榜挂帅”“赛马机制”等方式开展协同创新,提升高端聚烯烃、合成树脂与工程塑料、聚氨酯、氟硅材料及制品、特种橡胶、高性能纤维、高性能膜材料、电子化学品等领域关键产品供给能力。 |
2024年3月 | 湿电子化学品 | 河南省人民政府办公厅 | 《河南省加快制造业“六新”突破实施方案》 | 加快湿电子化学品、高纯特种气体、高纯金属材料研发和规模化生产。 |
2024年2月 | 湿电子化学品 | 发改委 | 《产业结构调整指导目录(2024年本)》 | 超净高纯试剂、光刻胶、电子气体、新型显示和先进封装材料等电子化学品及关键原料的开发与生产属于国家鼓励发展的产品。 |
2024年1月 | 湿电子化学品 | 工信部 | 《重点新材料首批次应用示范指导目录(2024年版)》 | 超高纯化学试剂作为先进半导体材料和新型显示材料之一明确纳入《指导目录》范围。 |
2024年1月 | 半导体 | 工业和信息化七部门 | 《关于推动未来产业创新发展的实施意见》 | 推动有色金属、化工、无机非金属等先进基秘材料升级,发展高性能碳纤维、先进半导体等关键战路材料,加快超导材料等前沿新材料创新应用。 |
2023年12月 | 超净高纯试剂等 | 工业和信息化部 | 《产业结构调整指导目录(2024 年本)》 | 提出将“超净高纯试剂、光刻胶、电子气体、新型显示和先进封装材料等电子化学品及关键原料的开发与生产”设为鼓励类 |
2023年7月 | 半导体 | 工业和信息化部、教育部、科学技术部、财政部 | 《制造业可靠性提升实施意见》 | 电子行业,重点提升电子整机装备用SoC/MCU/GPU等离端通用芯片、氮化像/碳化硅等宽禁带半导体功率器件、精密光学元器件、光通信器件、新型敏感元件及传感器、离适应性传感图模组、北斗芯片与器件、片式阻容感元件、离速连接器、高端射频器件、离端机电元器件、LED芯片等电子元器件的可靠性水平。 |
2023年6月 | 半导体 | 工业和信息化部等部门 | 《制造业可靠性提升实施意见》 | 重点提升电子化学品、新型显示电子功能材料、先进陶瓷基板材料、电子装联材料、芯片先进封装村料等电子材料性能。 |
2023年1月 | 半导体 | 工业和信息化部等六部门 | 《工业和信息化部等六部门关于推动能源电子产业发展的指导意见》 | 面向光伏、风电、储能系统、半导体照明等,发展新能源用耐高温、耐高压、低损耗、离可靠1GBT器件及模块,siC、GaN等先进宽禁带半导体材料与先进拓扑结构和封装技术,新型电力电子器件及关键技术。 |
2022年4月 | 湿电子化学品 | 工信部、发改委、科技部、生态环境部、应急管理部、国家能源局 | 《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》 | 要求“实施‘三品’行动,提升化工产品供给质量”,围绕新一代信息技术等战略性新兴产业,加快发展电子化学品、工业特种气体等产品。鼓励企业提升品质,培育创建品牌。 |
2021年12月 | 湿电子化学品 | 工信部、科技部、自然资源部 | 《“十四五”原材料工业发展规划》 | 石化化工行业中,推动高纯/超高纯化学品及工业特种气体等新产品研发。 |
2021年12月 | 湿电子化学品 | 中央网络安全和信息化委员会 | 《“十四五”国家信息化规划》 | 瞄准产业基础高级化,加快基础材料、关键芯片、高端元器件、新型显示器件等关键核心信息技术成果转化,推动产业迈向全球价值链中高端。 |
2021年9月 | 湿电子化学品 | 湖北省人民政府 | 《湖北省科技创新“十四五”规划》 | 加快发展支撑重点产业的先进材料技术:电子信息材料。重点发展高纯石英晶体、光纤光缆用膨胀阻水材料、光纤涂料、新型发光材料、化合物半导体材料、高介电常数低介电损耗电子陶瓷、电子级高纯化学品、电子用胶黏剂无铅压电材料、光刻胶等。 |
信息来源:公开资料
从未来视角看,全球贸易格局会因多种因素发生变化,其中湿电子化学品领域的贸易关系也会随之调整。在湿电子化学品市场,由于供应链和市场需求的波动,若部分地区(如中国台湾地区)相关产品供应出现不稳定因素,可能促使中国大陆企业对供应链进行优化,例如内陆地区企业会加大自主研发投入,推进关键材料的对中国台湾和其他地区进口产品的替代进程。
在贸易格局封锁不断加剧的情况下,中国湿电子化学品行业将更加注重实现国产产品的替代机会,目前国内湿电子化学品TOP10品类仍有超过8万吨的进口规模,未来进口规模将有下降趋势。
图表5中国TOP10湿电子化学品进口规模数据统计(万吨)
序号 | 产品大类 | 进口量 | 出口量 |
---|---|---|---|
1 | 电子级氢氧化钾 | ** | ** |
2 | 电子级双氧水 | ** | ** |
3 | 电子级硫酸 | ** | ** |
4 | 铜蚀刻液 | ** | ** |
5 | 氢氟酸 | ** | ** |
6 | 正胶剥离液 | ** | ** |
7 | 电子级氨水 | ** | ** |
8 | 电子级异丙醇 | ** | ** |
9 | 电子级硝酸 | ** | ** |
10 | 铝蚀刻液 | ** | ** |
合计 | 8.9 | 4.6 |
信息来源:卓创咨询
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