受華為新機(jī)發(fā)布影響,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈近期表現(xiàn)活躍,8月29日至今半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)指數(shù)最大漲幅達(dá)到14.2%,產(chǎn)業(yè)鏈中光刻膠板塊表現(xiàn)亮眼,廣信材料、容大感光和強(qiáng)力新材漲幅分別達(dá)到76.14%、63.21%和38.29%。
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資料來源:wind,鈦媒體產(chǎn)業(yè)研究部
目前國內(nèi)企業(yè)光刻膠生產(chǎn)主要以PCB光刻膠為主,同時在PCB光刻膠領(lǐng)域國產(chǎn)替代進(jìn)度也是最快的,國產(chǎn)化率超過50%,而面板和半導(dǎo)體光刻膠國產(chǎn)化率較低,其中高端半導(dǎo)體光刻膠領(lǐng)域被日本和美國公司壟斷,國產(chǎn)替代空間巨大,本文來分析一下光刻膠產(chǎn)業(yè)。
光刻膠是一種在特定光源照射下溶解度發(fā)生變化的光敏材料,在光刻工藝中作為掩膜層,光線通過掩膜板照射光刻膠,經(jīng)過顯影后光刻膠在晶圓上形成與掩膜板一致的圖形,再通過蝕刻將掩膜板上圖形轉(zhuǎn)移到晶圓上。
根據(jù)顯示效果不同,光刻膠可分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠,正性光刻膠經(jīng)過光照輻射后,曝光部分被顯影液溶解,而負(fù)性光刻膠則經(jīng)過光照輻射后,未經(jīng)曝光被掩膜板覆蓋的部分被顯影液溶解,由于負(fù)性光刻膠顯影時容易發(fā)生變形和膨脹,分辨率較低,生產(chǎn)中主要使用正性光刻膠。
PCB光刻膠主要包括干膜光刻膠、濕膜光刻膠以及光成像阻焊油墨,成本約占PCB生產(chǎn)成本的3%,其中濕膜光刻膠是直接以液態(tài)形式涂在基材表面,而干膜光刻膠是預(yù)先將液態(tài)光刻膠涂布在載體薄膜上,經(jīng)處理形成固態(tài)薄膜光刻膠后再直接貼附到基材表面。
相比面板和半導(dǎo)體光刻膠,國產(chǎn)PCB光刻膠在國內(nèi)市場份額達(dá)到63%,濕膜光刻膠和阻焊油墨已基本實現(xiàn)自給,干膜光刻膠由于技術(shù)壁壘相對較高,目前國內(nèi)仍以進(jìn)口為主。
面板光刻膠主要分為彩色光刻膠、黑色光刻膠、觸屏用光刻膠和TFT-LCD正性光刻膠,約占LCD面板生產(chǎn)成本的10%,其中彩色光刻膠和黑色光刻膠主要用于制作彩色濾光片,觸屏用光刻膠主要用于在玻璃基板上沉積ITO制作觸摸電極,TFT-LCD正性光刻膠主要用于微細(xì)圖形加工。
觸屏用光刻膠國產(chǎn)化率近年提升較快,目前已經(jīng)達(dá)到30%-40%左右,而彩色光刻膠和黑色光刻膠作為面板光刻膠核心材料,目前國產(chǎn)化率仍然較低,僅6.36%和13.08%左右。
光刻作為芯片制造過程中最關(guān)鍵技術(shù),占整個晶圓制造成本的35%,光刻膠是光刻工藝中最重要的耗材,在芯片制造材料成本中占比達(dá)到12%,是繼硅片和電子氣體之后第三大半導(dǎo)體材料。
根據(jù)曝光波長不同,半導(dǎo)體光刻膠主要分為G線(436nm)、I線(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)和EUV(13.5nm)光刻膠,曝光波長越短,分辨率越高,相對應(yīng)所制備的芯片制程也越小。
半導(dǎo)體光刻膠作為技術(shù)壁壘最高的光刻膠,其國產(chǎn)化率也最低,目前國內(nèi)G線和I線光刻膠國產(chǎn)化率約10%,KrF和ArF光刻膠國產(chǎn)化率僅1%左右,而EUV光刻膠國內(nèi)尚處于空白。
全球高端半導(dǎo)體光刻膠市場主要被日本和美國企業(yè)壟斷,其中日企占全球市占率約70%,根據(jù)SEMI數(shù)據(jù),2022年全球半導(dǎo)體光刻膠市場份額CR5為81%,其中東京應(yīng)化、杜邦和JSR分別以27%、17%和13%的市場份額位居前三。
光刻膠主要由光引發(fā)劑、樹脂、溶劑和添加劑組成,其中樹脂成本占光刻膠總成本的50%左右,添加劑(包括單體、助劑)成本占35%左右,光引發(fā)劑和溶劑成本合計占15%左右。
樹脂作為光刻膠最核心部分,是一種作為粘合劑的惰性聚合物,通過將光刻膠中不同材料聚合在一起,在光照下與光敏材料發(fā)生反應(yīng),使光刻膠在顯影液中溶解度發(fā)生變化,決定了曝光后光刻膠能達(dá)到的線寬和硬度、柔韌性等性能。
添加劑包括單體和其他助劑,在光刻膠中含量占比較小,主要用來控制和改變光刻膠特定化學(xué)性質(zhì)。
光引發(fā)劑主要包括感光化合物和光致產(chǎn)酸劑,決定了光刻膠感光度和分辨率等性能;溶劑將光刻膠各組分分散其中,使光刻膠具有良好的流動性,從而實現(xiàn)光刻膠的均勻涂覆,目前主要使用的溶劑為PGMEA(丙二醇甲醚醋酸酯)。
國內(nèi)在溶劑和中低端樹脂方面已實現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn),溶劑方面,我國已成為全球最大PGMEA生產(chǎn)國,2021年產(chǎn)能占全球總產(chǎn)能35%,PCB光刻膠樹脂方面國內(nèi)強(qiáng)力新材等企業(yè)也已實現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn)。
全球光刻膠樹脂企業(yè)主要分為兩類,一類為自產(chǎn)樹脂光刻膠廠商,如信越化學(xué)、杜邦等,這類公司掌握樹脂合成和光刻膠配方專利;另一類專門生產(chǎn)樹脂,為光刻膠廠商提供定制化樹脂企業(yè),如東洋合成、住友電木和三菱化學(xué)等。
國內(nèi)光刻膠使用樹脂90%以上依賴進(jìn)口,G、I線光刻膠所使用的酚醛樹脂國產(chǎn)化程度較低,依賴進(jìn)口;KrF所使用聚對羥基苯乙烯單體國內(nèi)僅少數(shù)廠商能生產(chǎn),目前基本也依賴進(jìn)口;ArF光刻膠的聚甲基丙烯酸脂類樹脂定制化程度高,國際上僅能買到買到部分普通ArF樹脂,無法買到高端ArF樹脂。
光引發(fā)劑方面,國內(nèi)久日新材與荷蘭IGM Resins處于行業(yè)第一梯隊,兩家企業(yè)產(chǎn)能均已突破兩萬噸,此外,國內(nèi)強(qiáng)力新材和揚(yáng)帆新材等企業(yè)也均有布局。
目前國產(chǎn)光刻膠已在28nm-90nm工藝實現(xiàn)覆蓋,在供應(yīng)鏈自主可控和市場需求推動下,國內(nèi)企業(yè)近年也在產(chǎn)業(yè)鏈上積極布局。
在產(chǎn)業(yè)鏈上游樹脂環(huán)節(jié),強(qiáng)力新材為PCB光刻膠樹脂龍頭,面板光刻膠樹脂企業(yè)包括強(qiáng)力新材、圣泉集團(tuán)和彤程新材等;半導(dǎo)體光刻膠樹脂企業(yè)包括彤程新材、圣泉集團(tuán)、博康化學(xué)和久日新材等。
光引發(fā)劑環(huán)節(jié),PCB光刻膠和面板光刻膠光引發(fā)劑企業(yè)包括強(qiáng)力新材和久日新材等;半導(dǎo)體光刻膠光引發(fā)劑包括強(qiáng)力新材、久日新材、揚(yáng)帆新材以及博康化學(xué)等。
PGMEA溶劑企業(yè)包括江蘇德納、江蘇華倫、百川股份、怡達(dá)股份以及博康化學(xué)等。
PCB干膜光刻膠方面,容大感光已掌握干膜光刻膠配方及生產(chǎn)技術(shù),干膜光刻膠產(chǎn)線正處于建設(shè)中;濕膜光刻膠以及阻焊油墨企業(yè)包括容大感光、東方材料、飛凱材料以及北京力拓達(dá)等。
LCD彩色光刻膠企業(yè)包括永太科技、雅克科技和晶瑞電材等;黑色光刻膠企業(yè)包括上海新陽和江蘇博硯等;TFT-LCD正性膠企業(yè)包括蘇州瑞紅、北京科華和容大感光等。
半導(dǎo)體G/I線光刻膠企業(yè)包括蘇州瑞紅、北京科華和容大感光等;KrF和ArF光刻膠企業(yè)包括上海新陽、南大光電、蘇州瑞紅和北京科華等;EUV光刻膠彤程新材已通過02專項驗收。
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資料來源:公司公告,鈦媒體產(chǎn)業(yè)研究部
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