由于光刻膠行業(yè)較高的技術(shù)壁壘高,被譽(yù)為半導(dǎo)體材料領(lǐng)域皇冠上的明珠,這也使得光刻膠行業(yè)保持持續(xù)較高的盈利能力。光刻膠又稱(chēng)光致抗蝕劑,是指通過(guò)紫外光、電子束、離子束、X射線等照射或輻射,其溶解度發(fā)生變化的耐蝕劑刻薄膜材料。在光的照射下發(fā)生溶解度的變化,可以通過(guò)曝光、顯影及刻蝕等一系列步驟將掩膜板上的圖形轉(zhuǎn)移到基片上。光刻膠目前被廣泛用于光電信息產(chǎn)業(yè)的微細(xì)圖形線路加工制作,約占IC制造材料總成本的4%,是重要的半導(dǎo)體材料。受益于數(shù)字技術(shù)、消費(fèi)電子等領(lǐng)域興起,加之政策扶持推動(dòng),下游領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng),由此拉動(dòng)光刻膠市場(chǎng)需求增長(zhǎng)。#半導(dǎo)體#

光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈
行行查 | 行業(yè)研究數(shù)據(jù)庫(kù) 資料顯示,光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈可以分為上游原材料,中游制造和下游應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)。上游包括感光樹(shù)脂、單體、光引發(fā)劑及添加助劑等原材料,中游包括PCB 光刻膠、面板光刻膠和半導(dǎo)體光刻膠的制備,下游是各種光刻膠的應(yīng)用,主要圍繞光刻膠在不同領(lǐng)域的應(yīng)用,主要包括PCB、平板顯示屏、半導(dǎo)體、微電子機(jī)械系統(tǒng)四個(gè)領(lǐng)域。#光刻膠#

光刻膠的上游
光刻膠上游是生產(chǎn)原材料和設(shè)備。光刻膠主要是由光引發(fā)劑(包括光增感劑、光致產(chǎn)酸劑)、光刻膠樹(shù)脂、單體(活性稀釋劑)、溶劑和其他助劑組成的對(duì)光敏感的混合液體。樹(shù)脂和光引發(fā)劑是光刻膠最核心的部分,樹(shù)脂對(duì)整個(gè)光刻膠起到支撐作用,使光刻膠具有耐刻蝕性能;光引發(fā)劑是光刻膠材料中的光敏成分,能發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。其中,感光樹(shù)脂成本占比最高,為50%,隨后是單體和光引發(fā)劑和助劑。目前我國(guó)也已成為世界最大的合成樹(shù)脂生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。

光刻膠的中游
中游主要是PCB 光刻膠、面板光刻膠和半導(dǎo)體光刻膠三種光刻膠的生產(chǎn)。PCB光刻膠是目前國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)度最快的,但是技術(shù)壁壘最低,主要包括干膜光刻膠、濕膜光刻膠和光成像阻焊油墨,應(yīng)用于微細(xì)圖形加工中。LCD光刻膠替代進(jìn)度相對(duì)較快,主要包括彩色光刻膠和黑色光刻膠、觸摸屏光刻膠、TFT-LCD 光刻膠,可被用于制備彩色濾光片,沉積ITO 制作等。半導(dǎo)體光刻膠占比最低,自給率仍較低。

半導(dǎo)體光刻膠
由于半導(dǎo)體光刻膠單體的合成在技術(shù)難度、產(chǎn)品純度及穩(wěn)定性、價(jià)格三個(gè)方面與一般單體存在較大差異,因此半導(dǎo)體光刻膠目前國(guó)產(chǎn)技術(shù)較國(guó)外先進(jìn)技術(shù)差距最大。光刻工藝是半導(dǎo)體制造的核心工藝,半導(dǎo)體光刻制程通常遵循八步基本工藝,包括襯底的準(zhǔn)備、半導(dǎo)體光刻膠涂覆、軟烘焙、曝光、曝光后烘培、顯影、硬烘焙和顯影檢測(cè)。據(jù)TECHCET的數(shù)據(jù)顯示,2021年整個(gè)半導(dǎo)體用光刻膠的市場(chǎng)只有19億美元的規(guī)模,日本和美國(guó)的光刻膠企業(yè)幾乎壟斷了整個(gè)半導(dǎo)體用光刻膠市場(chǎng)。#芯片#

不同品類(lèi)半導(dǎo)體用光刻膠應(yīng)用于不同制程節(jié)點(diǎn)。光刻膠根據(jù)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng),主要品類(lèi)分為紫外光譜(300-450nm)、g-line(436nm)、i-line(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)和EUV(13.5nm)。目前g-line、i-line廣泛應(yīng)用于0.5um以上和0.5-0.35um制程,KrF多應(yīng)用于0.25-0.13um,ArF應(yīng)用于130-7nm,EUV應(yīng)用于7nm及以下。美國(guó)在上世紀(jì)80年代末期之前憑借柯達(dá)的光刻技術(shù)和IBM率先掌握KrF光刻技術(shù)的多重優(yōu)勢(shì)下成為市場(chǎng)領(lǐng)先者。然而隨著工藝制程提升,KrF光刻需求的正確匹配、日本光刻膠與光刻機(jī)技術(shù)及美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)進(jìn)入下降期多因素疊加,日本光刻膠產(chǎn)業(yè)開(kāi)始崛起。#光刻機(jī)#1995年?yáng)|京應(yīng)化成功研發(fā)出KrF光刻膠并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化后,日本正式確立霸主地位,并將龍頭地位保持至今。以ArF光刻膠舉例,日本的JSR、信越化學(xué)、東京應(yīng)化、住友化學(xué)四家企業(yè)占據(jù)了82%的市場(chǎng)份額,KrF光刻膠市場(chǎng)中,東京應(yīng)化、信越化學(xué)、JSR和杜邦占據(jù)了85%的市場(chǎng)份額。當(dāng)前可量產(chǎn)EUV光刻膠的廠商除美國(guó)杜邦外其他全部為日本企業(yè),包括JSR、東京應(yīng)化和信越化學(xué)。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)光刻膠企業(yè)多分布在技術(shù)難度較低的PCB光刻膠領(lǐng)域,占比超9成,而技術(shù)難度最大的半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng),國(guó)內(nèi)僅有彤程新材(北京科華)、華懋科技(徐州博康)、南大光電、晶瑞電材和上海新陽(yáng)等少數(shù)幾家。技術(shù)壁壘和客戶認(rèn)證壁壘是光刻膠行業(yè)主要的壁壘。(1)技術(shù)壁壘:光刻膠工藝復(fù)雜,定制化程度高,且難以對(duì)光刻膠成品進(jìn)行逆向分析和仿制,目前光刻膠核心技術(shù)被日本、歐美企業(yè)壟斷。全球光刻膠研制專(zhuān)利主要分布在日本和美國(guó),合計(jì)占比高達(dá)82%;(2)客戶認(rèn)證壁壘:光刻膠在下游企業(yè)的審核認(rèn)證周期長(zhǎng)(1-3年),測(cè)試驗(yàn)證成本高。除了原材料,光刻膠生產(chǎn)還需要光刻機(jī)進(jìn)行配套測(cè)試,受到下游需求刺激,全球光刻機(jī)市場(chǎng)規(guī)??焖僭鲩L(zhǎng)。全球光刻機(jī)市場(chǎng)三足鼎立,前道設(shè)備光刻機(jī)市場(chǎng)已基本被ASML、尼康、佳能所壟斷,2022年三家光刻機(jī)廠商合計(jì)出貨量達(dá)551臺(tái)。按平均售價(jià)測(cè)算,2022年全球市場(chǎng)規(guī)模達(dá)189億美元。其中,ASML獨(dú)占鰲頭,22年實(shí)現(xiàn)光刻機(jī)出貨345臺(tái),其中EUV光刻機(jī)出貨40臺(tái),系EUV唯一供應(yīng)商。據(jù)ASML,公司未來(lái)將大幅提升產(chǎn)能,預(yù)計(jì)2025-26年將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)90臺(tái)EUV光刻機(jī)和600臺(tái)DUV光刻機(jī),并且在2027-28年增產(chǎn)20臺(tái)HighNA EUV光刻機(jī),未來(lái)市場(chǎng)潛力巨大。全球光刻機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局:

半導(dǎo)體材料是半導(dǎo)體制造工藝的基石,制程的進(jìn)步推動(dòng)半導(dǎo)體材料價(jià)值量增加,需求相應(yīng)進(jìn)一步提升。光刻膠行業(yè)作為半導(dǎo)體高壁壘賽道,有望迎來(lái)國(guó)產(chǎn)替代發(fā)展良機(jī)。
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