光刻胶 | 半导体高壁垒核心材料
2022-08-15 13:00
导言：光刻胶目前广泛用于光电信息产业的微细图形线路加工制作，光刻工艺的成本约占整个芯片制造工艺的35%，耗时占整个芯片工艺的40%到60%，是半导体制造中的核心工艺。光刻胶材料约占芯片制造材料总成本的4%，是半导体集成电路制造的核心材料。
中国光刻胶市场增速高于国际水平，据前瞻产业研究院数据，2019年我国光刻胶本土供应量约70亿元，自2010年起复合增速达11%，远高于全球增速，但本土供应量在全球占比仅10%左右，且以已经实现国产替代的主要是中低端PCB光刻胶，LCD和半导体领域的光刻胶自给率极低。
光刻胶是图形转移介质，其利用光照反应后溶解度不同将掩膜版图形转移至衬底上，主要由感光剂(光引发剂)、聚合剂(感光树脂)、溶剂与助剂构成。
光刻胶原材料主要为树脂、溶剂和其他添加剂。其中溶剂质量占比最大，一般在80%以上。其他添加剂质量占比虽不足5%，却是决定光刻胶特有性质的关键材料，包括光敏剂、表面活性剂等材料。
在光刻工艺中，光刻胶被均匀涂布在硅片、玻璃和金属等不同的衬底上，经曝光、显影和蚀刻等工序将掩膜版上的图形转移到薄膜上，形成与掩膜版完全对应的几何图形。
光刻胶可根据其下游应用领域分为半导体光刻胶、面板光刻胶和PCB光刻胶三类。
半导体光刻胶
目前，KrF/ArF仍是主流的加工材料。光刻技术随着集成电路的发展经历了从G线（436nm）光刻，H线（405nm）光刻，I线（365nm）光刻，到深紫外线DUV光刻（KrF248nm和ArF193nm）、193nm浸没式加多重成像技术（32nm-7nm），在到极端紫外线（EUV，＜13.5nm）光刻的发展，甚至采用非光学光刻（电子束曝光、离子束曝光），以相应波长为感光波长的各类光刻胶也应用而生。
光刻胶市场行业集中度高。日本企业在半导体光刻胶领域占据绝对优势。半导体光刻胶主要生产企业包括日本东京应化、JSR、住友化学、信越化学；韩国东进世美肯；美国陶氏杜邦，其中日本企业占据约70%市场份额。分产品看，东京应化在g线/i线和Krf光刻胶领域居龙头地位，市场份额分别达到27.5%和32.7%。JSR在Arf光刻胶领域市占率最高，为25.6%。
根据富士经济预测，2023年全球ArF、KrF胶产能有望达到1870、3650吨，市场规模近49、28亿元。日本光刻胶龙头JSR、TOK包括光刻胶在内的业务毛利率约40%，其中光刻胶原料成本约占90%。
国内半导体用光刻胶生产企业包括上海新阳、南大光电、晶瑞股份、北京科华、恒坤股份。目前只有北京科华、晶瑞股份具备量产KrF光刻胶能力，北京科华产品已为中芯国际供货。上海新阳在建的19000吨/年ArF（干法）光刻胶项目预计2022年达产。
面板光刻胶
光刻胶是LCD面板制造的关键材料，根据使用对象的不同，又可分为RGB胶、BM胶、OC胶、PS胶、TFT胶等。
面板光刻胶主要包括TFT配线用光刻胶、LCD/TP衬垫料光刻胶、彩色光刻胶及黑色光刻胶四大类别。其中TFT配线用光刻胶用于对ITO布线，LCD/TP沉淀料光刻胶用于使LCD两个玻璃基板间的液晶材料厚度保持恒定。彩色光刻胶及黑色光刻胶可赋予彩色滤光片显色功能。
面板光刻胶市场需要构成稳定，彩色光刻胶需求量领先，预计2022年全球销售量将达22900吨，销售额将达8.77亿美元。
TFT面板用光刻胶、LCD/TP衬垫料光刻胶、黑色光刻胶销售额2022年预计分别达到3.21亿美元、2.51亿美元、1.99亿美元。
根据智研咨询测算，2020年全球面板光刻胶市场规模将达到167亿人民币，增速维持在4%左右。根据我们的测算，到2025年光刻胶市场规模将达到203亿人民币。其中，伴随LCD产业中心的转移，我国LCD光刻胶市场规模及国产化率有望逐步提升。
PCB用光刻胶
PCB光刻胶可根据涂布方式分为UV固化油墨和UV喷涂油墨。目前国内PCB油墨供应商已逐步实现国产替代，容大感光、广信材料等企业已掌握PCB油墨关键技术。
国内对TFT光刻胶和半导体光刻胶仍在起步探索阶段。晶瑞股份、雅克科技、永太科技、容大感光、欣奕华、中电彩虹、飞凯材料在TFT光刻胶领域均有布局，其中飞凯材料、北旭电子规划产能高达5000吨/年，雅克科技通过收购LG化学下属彩色光刻胶事业部切入此市场，在渠道和技术方面具备优势。
光刻胶等技术壁垒极高的行业，实现技术层面的突破是基础、其次，需不断改进工艺，满足半导体行业快速发展的需要。
由于光刻胶等行业认证时间较长，客户不会轻易更换供应商，因此进入主流供应链是极其必要的。国内光刻胶生产商未来有望把握中国半导体行业进口替代契机，实现快速发展。
◆ 资料来源：电子材料圈
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