作者： 半岛官方下载入口 来源： 日期：2024-02-14 12:50
巨头被收、工厂爆炸 风口上的光刻胶国产化进展如何？
前有半导体材料制造商JSR被日本政府支持的投资公司收购，后有光刻胶供应商陶氏化学位于美国路易斯安那州的工厂发生爆炸，光刻胶作为光刻工艺中的关键材料，再度引起业界广泛关注。
光刻胶又称光致抗蚀剂，是一种对光敏感的混合液体。
其组成部分包括光引发剂、光刻胶树脂、单体、溶剂和其他助剂。光刻胶可以通过光化学反应，经曝光、显影等光刻工序将所需要的微细图形从光罩转移到待加工基片上。根据下游应用不用，基片可以分为集成电路、显示面板、PCB等领域。
得益于广泛的应用领域，光刻胶的重要性不言而喻。但该市场目前被日、美两国企业垄断，其它各国/地区也纷纷布局，试图迎头赶上。
中国企业在这一领域的发展如何？
高壁垒、高价值 光刻胶市场前景广阔
光刻是整个集成电路制造过程中耗时最长、难度最大的工艺，耗时占IC制造50%左右，成本约占IC生产成本的1/3。
光刻是将图形由掩膜版上转移到硅片上，为后续的刻蚀步骤作准备。在光刻过程中，需在硅片上涂一层光刻胶，经紫外线曝光后，光刻胶的化学性质发生变化，在通过显影后，被曝光的光刻胶将被去除，从而实现将电路图形由掩膜版转移到光刻胶上。再经过刻蚀过程，实现电路图形由光刻胶转移到硅片上。
在刻蚀过程中，光刻胶起到防腐蚀的保护作用。
根据应用领域不同，光刻胶可以分为面板光刻胶、PCB光刻胶和半导体光刻胶。
三种光刻胶的生产技术难度有所不同，面板光刻胶生产难度较低，而半导体光刻胶生产门槛较高。根据性能指标的不同，半导体光刻胶又分为G线光刻胶、I线光刻胶、KrF光刻胶、ArF光刻胶和EUV光刻胶、LCD光刻胶分为彩色光刻胶、黑色光刻胶、触摸屏光刻胶及TFT-LCD光刻胶；PCB光刻胶分为干膜光刻胶、湿膜光刻胶及阻焊油墨。
在半导体光刻胶中，一般来说，曝光光源波长越长，则技术复杂程度越低，因此G/I线光刻胶技术难度较低，其次是KrF光刻胶和ArF光刻胶，技术难度最高的是EUVEUV光刻胶。
光刻胶被誉为电子化学品产业“皇冠上的明珠”，其性能直接影响到集成电路芯片上的集成度、运行速度及功耗等性能，因此要求光刻胶具有高分辨率、强粘附性、良好的耐热性、耐碱性、抗蚀性、工艺宽容度大等特性，高壁垒和高价值量是典型特征。
从整体市场规模来看，Reportlinker的数据显示，全球光刻胶市场预计2019-2026年年复合增长率有望达到6.3%，至2023年突破100亿美元，2026年超过120亿美元，市场前景广阔。中国市场增速高于全球，2022年规模有望超过百亿元人民币，到2026年全球占比或将提升到19.3%。
从细分市场来看，SEMI统计数据显示，2021年全球IC光刻胶市场规模达24.7亿美元，中国增速超全球两倍；LCD光刻胶市场2020年全球规模近14亿美元，2021-2026年CAGR为2%，中国受益产业转移和本土面板厂崛起，2019-2023年CAGR达14.6%，高于全球水平。
但需要警惕的是，尽管中国市场发展迅猛，中国光刻胶自给率整体偏低。
日美寡头垄断 光刻胶国产替代空间大
目前，全球光刻胶市场主要被国外企业垄断，日本的东京应化、日本JSR、住友化学和美国陶氏杜邦占有全球约70%的市场份额。
东京应化综合实力位列第一，除了在ArF光刻胶领域以16%的市占率位于JSR、信越化学、住友化学之后，在G/I线光刻胶、KrF光刻胶及EUV光刻胶三个领域的份额均位列第一，其中在EUV光刻胶领域独占鳌头，占据一半以上的份额。
上文所提陶氏化学于2017年9月宣布与杜邦化工合并成陶氏杜邦，该公司成为全球仅次于巴斯夫的第2大化工企业。日本的JSR占全球光刻胶市场30%的份额，其于6月26日被日本政府支持的投资公司以63亿美元的价格收购，可见日本政府对保护先进半导体技术公司的重视程度。
在国内替代产品中，PCB光刻胶占比最高，而面板、半导体光刻胶占比低，光刻胶自给率明显不足。半导体光刻胶领域，国产替代率在10%以内，其中G/I线光刻胶国产替代率相对较高，已形成一定规模的销售；其次是KrF光刻胶和ArF光刻胶，已可以批量供应或通过下游验证；而EUV光刻胶国产替代化程度最低，目前还处于研发阶段。
值得关注的是，伴随光刻胶需求的攀升以及中美贸易间的不断摩擦，光刻胶国产替代之势势不可挡。
此外为应对国外技术出口管制风险，多家中国半导体企业也增加了材料国产化率要求，增加国产半导体光刻胶进入量产产线进行测试验证的机会，加快了国产半导体光刻胶研发进度。
国产替代迎进展 技术瓶颈待突破
随着国产化推进，我国本土企业技术水平的不断提升，光刻胶产品研发不断增加。
随着芯片集成度的提高，适用于8英寸、12英寸半导体硅片的KrF、ArF是当下及未来短期内各光刻胶公司的重点发力市场，多家企业积极布局光刻胶市场并取得进展。
在中高端光刻胶方面，彤程新材料集团股份有限公司通过并购北京科华进行布局，其KrF光刻胶产品已批量供应国内主要12英寸、8英寸晶圆厂。
彤程新材主要从事新材料的研发、生产、销售和相关贸易业务，其子公司北京科华微电子具有自主开发的G/I线光刻胶和KrF光刻胶的完整产线，并同步开发并完成ArF光刻胶的产线建设，在国内较为领先。
晶瑞电子材料股份有限公司是一家集研发、生产和销售于一体的科技型新材料公司，主要产品包括超净高纯试剂、光刻胶、功能性材料、锂电池材料等，是国内I线光刻胶龙头。3月份，晶瑞电材表示子公司瑞红电子化学品股份有限公司自1993年生产光刻胶已30年，公司产品紫外宽谱光刻胶、G/I线光刻胶、TFT光刻胶等产品均已通过客户认证并量产多年，量产经验丰富，工艺成熟；KrF光刻胶产品分辨率达到0.25-0.13μm的技术要求，已通过部分重要客户测试，KrF高端光刻胶部分品种已量产；Arf光刻胶在研。
江苏南大光电材料股份有限公司创建于2000年，是中国高纯电子材料的领军企业，主要业务覆盖先进前驱体材料、电子特气、光刻胶及配套材料等三大领域。在ArF光刻胶领域，其193nm ArF光刻胶已通过存储、逻辑两家芯片制造企业验证，将继续加快ArF光刻胶产业化步伐，筹备量产。
深圳市容大感光科技股份有限公司是国内感光电子化学材料龙头企业，主营产品包括PCB光刻胶、显示用光刻胶、半导体用光刻胶等。容大感光3月份表示，公司的干膜光刻胶、显示用光刻胶、半导体光刻胶等产品已经面向市场实现了批量销售，其中部分产品已进入核心客户的供应链体系，该部分产品的销售将会是未来业绩发展的驱动点。
但容大感光同时表示，这三个系列产品对公司的利润影响有限。目前公司显示用光刻胶、半导体光刻胶的品质性能仅能满足中低端客户的要求，要开发中高端客户需要的产品尚存在技术瓶颈。
徐州博康信息化学品有限公司成立于2010年3月，是国内少数能够产业化生产半导体中高端光刻胶单体的高新技术企业，拥有全品类光刻胶研发布局，产品包括ArF光刻胶、KrF光刻胶、G/I线光刻胶、电子束胶、封装胶、BARC、TARC以及水基胶等，且光刻胶种类数量国内领先，目前已有多款产品在国内12英寸晶圆厂导入验证和销售。
上海新阳半导体材料股份有限公司去年表示，公司在ArF光刻胶方面，ArF、ArF-i光刻胶研发进展顺利，已经形成两个系列试验产品，样品已经进入客户端进行测试，此外ArF浸没式光刻胶产品已有样品在测试阶段。今年2月份，上海新阳启动5.8亿元光刻胶投资项目，预计年产500吨I线、KrF、ArF干/湿法光刻胶；年产10000吨光刻胶稀释剂；年产5000吨高选择比氮化钛刻蚀液系列产品；年产15000吨干法蚀刻清洗液系列产品。项目拟于2023年取得施工许可证，2025年底前竣工，2026年6月底前投产。
除了半导体光刻胶企业外，面板光刻胶企业也在加紧布局，以江苏雅克科技股份有限公司为例，其通过外延并购不断扩充面板光刻胶版图。雅克科技旗下设有“新材料”、“新能源”和“电子”事业部。2016 年，雅克科技先后收购了成都科美特和韩国Up Chemical，间接参股韩国COTEM公司从而具备了TFT正性胶等业务能力。
此外，飞凯材料、博砚电子、鼎材科技等企业也在面板用光刻胶方面均有所突破。
写在最后
目前中国本土产能主要集中在相对低端的光刻胶产品领域，市场竞争格局仍以日美企业为主。因国内市场大势所趋及中美关系紧张，国产替代刻不容缓；但因其高壁垒，国内企业实现光刻胶大范围国产替代尚需时日。
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