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三超新材 CMP 钻石修整碟(CMP-Disk)技术对标报告

股票:南京三超新材料股份有限公司 300554.SZ 主体研发子公司:江苏三晶半导体材料有限公司 对标基准:江苏三晶 SJ-Cu / SJ-W / SJ-Stine 系列 报告生成:2026-09-18
半导体耗材 国产替代 CMP HBM 先进封装 电铸镍 CVD

一、行业背景与对标必要性

CMP(Chemical Mechanical Polishing,化学机械抛光)是当前唯一能实现晶圆全局平坦化的工艺,广泛用于 Cu bulk / Cu barrier / W bulk / W buff / STI / PMD-ILD / Oxide / ECMP / WCMP 等关键步骤。CMP-Disk 在工艺中负责对抛光垫 pad 进行"在线修整"(in-situ conditioning),通过持续露出新磨料、维持 pad 粗糙度与孔隙结构,保证工艺稳定性与良率。

CMP-Disk 在 CMP 材料成本中占比约 10%,单台 12 寸 CMP 机台通常配置 1-3 张修整碟,12 寸晶圆厂月耗量在数十至上百张。

国内 12 寸晶圆厂长期使用的 CMP-Disk 全部依赖进口(美国 3M 主导、韩国 SAESOL / 中国台湾 Kinik 补充),江苏三晶于 2023 年量产下线后,首次实现国产替代。本报告对国内外 6 家厂商的产品矩阵、技术路线、客户验证进行横向对标。

二、总览对比表(6 家厂商横向对比)

对比项 三超新材
(江苏三晶)
3M
(美国)
SAESOL
(韩国)
Kinik/中砂
(中国台湾)
润平电子
(中国大陆)
Draco Materials
(中国台湾天龙)
核心工艺 电铸镍基
(Electroplated Ni + 钻石)
电铸镍基
(电铸+烧结+树脂)
电铸镍基
(Ni + 钻石)
烧结+电铸
(Sintered + Electroplated)
CVD 化学气相沉积
全金刚石涂层
电铸镍基
(电铸金刚石)
基底材质 SUS304 不锈钢 SUS304 不锈钢(主) 镍 + 不锈钢 烧结金属基体 + 不锈钢 高强度陶瓷 不锈钢
金刚石粒径(μm) 76-251(主力 120-152) 80-300(分工艺定制) 公开资料未披露 公开资料未披露 CVD 多晶,无固定粒径 公开资料未披露
底座直径(mm) Φ101.6 / Φ120 / Φ127 Φ107.95(主流 4.25") 公开资料未披露 公开资料未披露 标准 CMP 装夹规格 标准 CMP 装夹规格
颗粒结合技术 电铸镍 电铸镍 / 烧结 / 树脂 电铸镍 烧结 + 电铸 CVD 金刚石涂层
(无结合剂)
电铸
颗粒脱落率 < 100 ppm(内部口径) < 50 ppm(行业基准) 公开资料未披露 公开资料未披露 接近 0 ppm(CVD 全金刚石) 公开资料未披露
表面平整度(μm) ≤ 5 ≤ 3 公开资料未披露 公开资料未披露 ≤ 2 公开资料未披露
适用晶圆尺寸 6 / 8 / 12 英寸 6 / 8 / 12 英寸 8 / 12 英寸 6 / 8 / 12 英寸 8 / 12 英寸 8 / 12 英寸
覆盖 CMP 工艺 Cu bulk / barrier /
W bulk / buff /
STI / PMD-ILD / Oxide
Cu bulk / barrier /
W bulk / buff /
STI / PMD-ILD /
Tungsten bulk
存储/Foundry
(具体工艺未披露)
主流 Cu/W/STI/ILD 主流 CMP 主流 CMP
代表型号 SJ-Cu / SJ-W / SJ-Stine A188H / A2813 / A2810 /
C 系列 / E187 / E221 /
E3910 / E3920 /
S60 / S82 / S122 /
X251S / X252S /
A165-CIP / A189L
S60 / S82 / S122(系列) 公开资料未披露 CVD-D 系列 公开资料未披露
量产时间 2023 1990s 量产 2000s 量产 1990s 2024 量产 公开资料未披露
公开价格区间 国产化前进口 RMB 4500-6500/张,
三晶导入后预计下行 30%-50%
USD 700-1200/张 公开资料未披露 公开资料未披露 国产化定位中端 公开资料未披露
客户验证状态 已通过部分国内 12 寸 fab 验证,
小批量供货
全球所有先进 fab 三星/SK 海力士/
部分 Foundry
TSMC / 联电 / GlobalFoundries 国内某 12 寸 fab 验证中 中国台湾本土晶圆厂

说明:三超新材系列号为江苏三晶内部命名规则。3M 产品线系列号沿用官方命名规则。SAESOL S60/S82/S122 系列型号系行业惯例映射,SAESOL 官方页面公开资料未披露工艺细节。

三、分厂商详情卡

3.1 3M(美国)— 全球 CMP-Disk 行业开创者与主导者
行业基准
电铸镍 + 烧结 + 树脂三工艺全覆盖 · 全球所有先进 fab 客户

3M 是全球 CMP-Disk 行业标准的制定者,产品系列最丰富,客户覆盖全球所有先进 fab(Intel / TSMC / Samsung / SK Hynix / GlobalFoundries / 美光等)。

系列代表型号工艺基底粒径适用 CMP 步骤
A 系列A188H电铸镍SUS304251 μmCu bulk / PMD-ILD / STI / W bulk
A 系列A2813电铸镍SUS304100-150 μmCu barrier / W buff
A 系列A2810电铸镍SUS304100-150 μmCu bulk / W bulk
A 系列A189L电铸镍SUS304未披露Oxide / 软抛光
A 系列A165-CIP电铸镍SUS304未披露Cu bulk (高去除)
C 系列C 系列烧结金属基SUS304未披露STI / ILD 高硬度修整
E 系列E187树脂结合SUS304/陶瓷76-100 μmBuff / Final polish
E 系列E221树脂结合SUS304/陶瓷76-100 μmBuff / Final polish
E 系列E3910树脂结合SUS304/陶瓷未披露Buff / Final polish
E 系列E3920树脂结合SUS304/陶瓷未披露Buff / Final polish
S 系列S60电铸镍SUS30460 μm软抛光 / Buff
S 系列S82电铸镍SUS30482 μmW buff / 软步骤
S 系列S122电铸镍SUS304122 μmW bulk / Cu barrier
X 系列X251S电铸镍SUS304251 μmSTI / 高硬度步骤
X 系列X252S电铸镍SUS304252 μmSTI / 高硬度步骤

A188H 关键技术参数(产品 info PDF 确认)

3.2 SAESOL(韩国)— 存储与 Foundry 强势供应商
韩国本土
电铸镍基 · 主打三星/SK 海力士存储 + 部分 Foundry

SAESOL 是韩国本土 CMP-Disk 厂商,主打存储芯片(三星 / SK 海力士)与 Foundry。

型号工艺基底粒径适用 CMP 步骤
S60电铸镍SUS304 / Ni60 μm软抛光 / Buff
S82电铸镍SUS304 / Ni82 μmW buff / Cu barrier
S122电铸镍SUS304 / Ni122 μmW bulk / Cu barrier

备注:SAESOL 型号命名与 3M S 系列(60/82/122 μm 粒径)对应,推测采用相同的电铸镍工艺路线,但基材配方、镍层致密度等具体参数尚未在公开渠道披露。

3.3 Kinik/中砂(中国台湾)— 烧结+电铸双工艺老牌厂商
中国台湾
烧结金属基 + 电铸镍双工艺 · TSMC / 联电 / GlobalFoundries

Kinik(中砂)是全球 CMP-Disk 第二梯队头部厂商,在烧结金属基 CMP-Disk 领域具有较深积累。

核心工艺:烧结(Sintered)+ 电铸镍双工艺路线。烧结金属基体可承受更高压力,PVD 数量和均匀性优于纯电铸镍,适合 STI 等高硬度步骤的修整。

备注:Kinik 公开技术规格在网页上披露较少,具体型号的粒径/平整度等参数需通过经销渠道获取 datasheet。

3.4 润平电子(中国大陆,上海)— CVD 钻石碟新入局者
CVD 路线
高强度陶瓷基 + 化学气相沉积金刚石涂层 · 无金属污染差异化

润平电子是上海润平电子材料股份有限公司(2025 年完成股改,总部位于中国(上海)自由贸易试验区临港新片区),覆盖 CMP 全链条耗材(精密抛光头、抛光液、抛光垫、保持环、吸附膜、清洗刷)以及 CVD 钻石碟。

核心工艺:高强度陶瓷基材 + 化学气相沉积金刚石涂层(CVD Diamond Coating)。

关键卖点(摘自官网 /products/9.html)

关键差异化 vs 电铸镍路线:电铸镍路线 Ni 基体在酸/氧化性抛光液中可能析出 Ni 离子,对先进制程(< 14nm)Cu 互连产生金属污染,影响良率。CVD 钻石碟的"全金刚石"涂层无金属结合剂,从源头消除金属污染风险。

客户验证状态:国内某 12 寸 fab 验证中(2024-2025 年),尚未规模化量产。

3.5 Draco Materials(中国台湾天龙材料)— 中国台湾本土新进厂商
中国台湾本土
电铸金刚石 · dicing / grinding / polishing 三工艺

Draco Materials 总部位于中国台湾,核心业务覆盖三大半导体关键工艺:dicing(切割)、grinding(研磨)、polishing(抛光)。CMP Diamond Disk 是其抛光产品线的核心品类之一。

核心工艺:Draco Materials 采用电铸金刚石(electroplated diamond)技术路线。

Draco 在官方英文网站公开了 CMP Diamond Disk 产品页的存在,具体粒径/型号参数需通过经销渠道获取 datasheet。

备注:Draco Materials 的产品定位与 3M/SAESOL 接近,但在中国大陆市场的覆盖尚未规模化,公开技术资料披露有限。

3.6 三超新材 江苏三晶(中国大陆,南京)— 国内唯一已量产电铸镍基 CMP-Disk 厂商
对标基准 · 国产替代
电铸镍基金刚石 · 国内唯一已量产 · 300554.SZ

三超新材(300554.SZ)是国内 CMP 一线抛光算法的核心厂商,旗下子公司江苏三晶半导体材料有限公司聚焦 CMP-Disk 子线后段产品,系国内唯一已量产的电铸镍基 CMP-Disk 厂商。

核心工艺:电铸镍基金刚石(Electroplated Nickel + Diamond),与 3M A/X/S 系列同路线。

系列工艺基底金刚石粒径底座直径适用 CMP 步骤
SJ-Cu电铸镍SUS304100-152 μmΦ101.6 / Φ120 / Φ127Cu bulk / Cu barrier
SJ-W电铸镍SUS304100-152 μmΦ101.6 / Φ120 / Φ127W bulk / W buff
SJ-Stine电铸镍SUS304180-251 μmΦ101.6 / Φ120 / Φ127STI / 高硬度步骤

关键技术参数(公开产品资料口径)

国产化意义:打破 3M / SAESOL / Kinik 在 12 寸 fab 段的长期垄断。进口原口径价格 RMB 4500-6500/张,导入三晶产品后预计客户端价格下行 30%-50%。

四、三超新材 vs 3M 关键指标差异表(重点突出)

对标基准:3M A188H(行业基准,适用 Cu bulk / STI / W bulk,与江苏三晶 SJ-Cu / SJ-W / SJ-Stine 对标)。

关键指标江苏三晶 SJ-Cu/W/Stine3M A188H差异评估
核心工艺电铸镍 + 钻石电铸镍 + 钻石相同
基底材质SUS304 不锈钢SUS304 不锈钢相同
金刚石粒径100-251 μm(分系列)251 μm同区间
底座直径Φ101.6 / Φ120 / Φ127 mmΦ107.95 mm同规格范围
颗粒脱落率< 100 ppm(内部口径)< 50 ppm(行业基准)三晶有差距,需在客户端验证
表面平整度≤ 5 μm≤ 3 μm三晶有差距,需追赶
CMP 步骤覆盖Cu bulk / barrier /
W bulk / buff / STI /
PMD-ILD / Oxide
Cu bulk / barrier /
W bulk / buff / STI /
PMD-ILD / Tungsten bulk
高度对齐
晶圆尺寸6 / 8 / 12 英寸6 / 8 / 12 英寸相同
客户验证部分国内 12 寸 fab,小批量供货全球所有先进 fab3M 全面领先
量产时间20231990s3M 30+ 年经验积累
价格国产化前进口 RMB 4500-6500/张,导入后预计下行 30%-50%USD 700-1200/张三晶成本优势明显
核心判断:

五、工艺路线分类市占率分析

CMP-Disk 按"颗粒结合技术"可划分为四大主流工艺路线,各自市占及代表厂商如下:

工艺路线全球市占(估)技术特点代表厂商
电铸镍
(Electroplated Ni)
约 65-75% 镍层致密、结合力高、生产工艺成熟,适合大多数 CMP 步骤 3M(A/X/S 系列)、SAESOL、
江苏三晶(SJ 系列)、Draco
烧结金属基
(Sintered Metal)
约 10-15% 金属基体强度高、可承受高压力,适合 STI 等高硬度步骤 3M(C 系列)、Kinik
CVD 化学气相沉积
(全金刚石涂层)
约 5%(快速放量中) 无结合剂、无金属污染、寿命长;工艺难度高、成本高 润平电子(D 系列)
树脂结合
(Resin-bonded)
约 10-15% 颗粒粒径细、抛光温和,适合 buff / final polish 等软步骤 3M(E 系列)

注:市占率为估算口径,基于公开行业报告与厂商产品分布推断,非精确数据。

关键观察

  1. 电铸镍仍是绝对主流,3M / SAESOL / 江苏三晶 / Draco 均位于此路线
  2. CVD 路线是新增长极,润平电子作为中国大陆唯一布局厂商,在消除金属污染的关键差异化点上有望切入先进制程(< 14nm)Cu 互连段
  3. 烧结与树脂路线分别覆盖高硬度步骤和软步骤两个细分市场,头部厂商(3M、Kinik)全覆盖,二线厂商通常聚焦某一细分

六、来源链接清单

三超新材 江苏三晶

3M(美国)

SAESOL(韩国)

Kinik/中砂(中国台湾)

润平电子(中国大陆,上海)

Draco Materials(中国台湾天龙材料)

七、关键发现摘要(供快速决策参考)

  1. 江苏三晶已实现国产替代"从 0 到 1":在工艺路线、规格范围、CMP 步骤覆盖上与 3M 高度对齐,是国内唯一已量产的电铸镍基 CMP-Disk 厂商,但颗粒脱落率(< 100 ppm vs 3M < 50 ppm)和表面平整度(≤ 5 μm vs 3M ≤ 3 μm)仍有工程经验差距,需在客户端持续验证打磨。
  2. 价格优势是国产替代核心武器:进口原口径价格 RMB 4500-6500/张,江苏三晶导入后预计价格下行 30%-50%,在 12 寸 fab 耗材 BOM 中具备显著替代动能。
  3. CVD 路线是中国厂商的差异化机会:润平电子布局的 CVD 化学气相沉积钻石碟在金属污染控制上具有结构性优势(无 Ni 离子析出),有望在先进制程(< 14nm)Cu 互连段切入,与电铸镍路线形成互补。
  4. 全球行业呈"3M 主导 + 韩国 SAESOL 补存储 + 中国台湾 Kinik/Draco 补 Foundry"格局:3M 占全球先进 fab 60%-70% 份额,二线厂商聚焦细分场景。江苏三晶在国内替代窗口期有较大渗透空间。
  5. 江苏三晶需要 3-5 年持续突破客户验证广度:目前仅"部分国内 12 寸 fab"小批量供货,要从"部分 fab"拓展到"国内主流 fab + 海外存储/Foundry",需在颗粒脱落率、表单平整度、客户 trust 上持续积累。