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光刻膠 | 半導體高壁壘核心材料
2022-08-15 13:00
導言：光刻膠目前廣泛用于光電信息產業(yè)的微細圖形線路加工制作，光刻工藝的成本約占整個芯片制造工藝的35%，耗時占整個芯片工藝的40%到60%，是半導體制造中的核心工藝。光刻膠材料約占芯片制造材料總成本的4%，是半導體集成電路制造的核心材料。
中國光刻膠市場增速高于國際水平，據前瞻產業(yè)研究院數據，2019年我國光刻膠本土供應量約70億元，自2010年起復合增速達11%，遠高于全球增速，但本土供應量在全球占比僅10%左右，且以已經實現國產替代的主要是中低端PCB光刻膠，LCD和半導體領域的光刻膠自給率極低。
光刻膠是圖形轉移介質，其利用光照反應后溶解度不同將掩膜版圖形轉移至襯底上，主要由感光劑(光引發(fā)劑)、聚合劑(感光樹脂)、溶劑與助劑構成。
光刻膠原材料主要為樹脂、溶劑和其他添加劑。其中溶劑質量占比最大，一般在80%以上。其他添加劑質量占比雖不足5%，卻是決定光刻膠特有性質的關鍵材料，包括光敏劑、表面活性劑等材料。
在光刻工藝中，光刻膠被均勻涂布在硅片、玻璃和金屬等不同的襯底上，經曝光、顯影和蝕刻等工序將掩膜版上的圖形轉移到薄膜上，形成與掩膜版完全對應的幾何圖形。
光刻膠可根據其下游應用領域分為半導體光刻膠、面板光刻膠和PCB光刻膠三類。
半導體光刻膠
目前，KrF/ArF仍是主流的加工材料。光刻技術隨著集成電路的發(fā)展經歷了從G線（436nm）光刻，H線（405nm）光刻，I線（365nm）光刻，到深紫外線DUV光刻（KrF248nm和ArF193nm）、193nm浸沒式加多重成像技術（32nm-7nm），在到極端紫外線（EUV，＜13.5nm）光刻的發(fā)展，甚至采用非光學光刻（電子束曝光、離子束曝光），以相應波長為感光波長的各類光刻膠也應用而生。
光刻膠市場行業(yè)集中度高。日本企業(yè)在半導體光刻膠領域占據絕對優(yōu)勢。半導體光刻膠主要生產企業(yè)包括日本東京應化、JSR、住友化學、信越化學；韓國東進世美肯；美國陶氏杜邦，其中日本企業(yè)占據約70%市場份額。分產品看，東京應化在g線/i線和Krf光刻膠領域居龍頭地位，市場份額分別達到27.5%和32.7%。JSR在Arf光刻膠領域市占率最高，為25.6%。
根據富士經濟預測，2023年全球ArF、KrF膠產能有望達到1870、3650噸，市場規(guī)模近49、28億元。日本光刻膠龍頭JSR、TOK包括光刻膠在內的業(yè)務毛利率約40%，其中光刻膠原料成本約占90%。
國內半導體用光刻膠生產企業(yè)包括上海新陽、南大光電、晶瑞股份、北京科華、恒坤股份。目前只有北京科華、晶瑞股份具備量產KrF光刻膠能力，北京科華產品已為中芯國際供貨。上海新陽在建的19000噸/年ArF（干法）光刻膠項目預計2022年達產。
面板光刻膠
光刻膠是LCD面板制造的關鍵材料，根據使用對象的不同，又可分為RGB膠、BM膠、OC膠、PS膠、TFT膠等。
面板光刻膠主要包括TFT配線用光刻膠、LCD/TP襯墊料光刻膠、彩色光刻膠及黑色光刻膠四大類別。其中TFT配線用光刻膠用于對ITO布線，LCD/TP沉淀料光刻膠用于使LCD兩個玻璃基板間的液晶材料厚度保持恒定。彩色光刻膠及黑色光刻膠可賦予彩色濾光片顯色功能。
面板光刻膠市場需要構成穩(wěn)定，彩色光刻膠需求量領先，預計2022年全球銷售量將達22900噸，銷售額將達8.77億美元。
TFT面板用光刻膠、LCD/TP襯墊料光刻膠、黑色光刻膠銷售額2022年預計分別達到3.21億美元、2.51億美元、1.99億美元。
根據智研咨詢測算，2020年全球面板光刻膠市場規(guī)模將達到167億人民幣，增速維持在4%左右。根據我們的測算，到2025年光刻膠市場規(guī)模將達到203億人民幣。其中，伴隨LCD產業(yè)中心的轉移，我國LCD光刻膠市場規(guī)模及國產化率有望逐步提升。
PCB用光刻膠
PCB光刻膠可根據涂布方式分為UV固化油墨和UV噴涂油墨。目前國內PCB油墨供應商已逐步實現國產替代，容大感光、廣信材料等企業(yè)已掌握PCB油墨關鍵技術。
國內對TFT光刻膠和半導體光刻膠仍在起步探索階段。晶瑞股份、雅克科技、永太科技、容大感光、欣奕華、中電彩虹、飛凱材料在TFT光刻膠領域均有布局，其中飛凱材料、北旭電子規(guī)劃產能高達5000噸/年，雅克科技通過收購LG化學下屬彩色光刻膠事業(yè)部切入此市場，在渠道和技術方面具備優(yōu)勢。
光刻膠等技術壁壘極高的行業(yè)，實現技術層面的突破是基礎、其次，需不斷改進工藝，滿足半導體行業(yè)快速發(fā)展的需要。
由于光刻膠等行業(yè)認證時間較長，客戶不會輕易更換供應商，因此進入主流供應鏈是極其必要的。國內光刻膠生產商未來有望把握中國半導體行業(yè)進口替代契機，實現快速發(fā)展。
◆ 資料來源：電子材料圈
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