光刻胶-微纳制造的“燃料”

来源:本站  时间:2024.01.25

光刻胶主要应用于电子信息产业的微纳图形线路的加工制作,作为集成电路制造、显示面板和印刷电路板产业链上游关键材料,在电子化学品中技术壁垒最高。我国低端光刻胶基本实现了产业化,但高端光刻胶仍长期受制于人。光刻胶作为卡脖子材料,关系到我国电子信息产业链供应链韧性和安全水平,已经成为国际贸易斗争的重要武器,其战略价值非常明显。预计到2025年,全球光刻胶市场规模有望达到1000亿元左右,其中中国市场占比将达到20%左右。光刻胶国产化主要面临合成技术专利限制、合成制备质量管控难、应用验证壁垒高和周期长等核心问题。随着近年来国产替代进程加快,已有更多产品得到下游厂商的认证和使用,国家层面和各省市地区也在出台大量政策文件,大力支持光刻胶技术突破和产业发展。

一、光刻胶产业综述

(一)光刻胶是电息产业的核心材料

光刻胶是一种在特定光源照射下发生局部溶解度变化的光敏材料,又称为光致抗蚀剂,是电子领域细微图形加工的关键性原材料,是电子化学品中技术壁垒最高,也是光刻制程中不可或缺的核心材料。光刻胶由成膜剂、光敏剂、溶剂、添加剂和其他助剂组成。光刻胶按显示的效果,可分为正性光刻胶和负性光刻胶,如果显影时未曝光部分溶解于显影液,形成的图形与掩膜版相反,称为负性光刻胶;如果显影时曝光部分溶解于显影液,形成的图形与掩膜版相同,称为正性光刻胶。

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1 光刻胶的成分和含量占比

(数据来源:策源资本整理)


光刻胶是电子信息产业链上游的核心材料。在芯片制造过程中,光刻和刻蚀技术是精细线路图形加工中最重要的工艺,决定着芯片的最小特征尺寸,占芯片制造时间的40-50%,占制造成本的30%。光刻胶是光刻工艺中最重要的耗材,其质量和性能与电子器件良品率、器件性能以及器件可靠性直接相关。根据SEMI数据,2021年光刻胶及其配套试剂在全球晶圆制造材料市场中占比高达12%,光刻胶产品的净利率也是电子材料中相对较高的,可达到50%左右。

(二)光刻胶应用分类

光刻胶按应用领域分为集成电路光刻胶、显示面板光刻胶、印刷电路板(PCB)光刻胶。集成电路光刻胶主要应用于分立器件、发光二极管、微机电系统、集成电路芯片等晶圆制造领域;显示面板光刻胶主要应用于触摸屏、LCDOLED等显示领域;PCB光刻胶主要用于PCB加工领域。此外,光刻环节中与光刻胶产生直接交互的材料如显影液、剥离液等,称为光刻胶配套试剂。

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2 光刻胶分类示意图

(数据来源:瑞红苏州公司,策源资本整理)

(三)光刻胶市场规模

在全球晶圆产能持续扩张、显示面板需求不断上升的驱动下,全球光刻胶市场保持稳健增长。根据TECHCET数据,2020年全球光刻胶市场规模约为600亿元,预计2025年将有望达到980亿元,2021~20255CAGR8.0%

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3 全球光刻胶市场规模

(数据来源:前瞻产业研究院,策源资本整理)

(四)核心驱动因素:国产替代

从市场应用来看,我国低端光刻胶基本实现了产业化,但高端光刻胶仍长期受制于人,其中印刷电路板光刻胶国产率达到了50%以上,但液晶显示屏和集成电路制造光刻胶整体国产率不足10%,尤其是高端的EUV集成电路光刻胶还未实现突破。

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4 中国各类光刻胶国产化率

(数据来源:中国电子材料行业协会,平安证券研究所,策源资本整理)

由于PCB光刻胶技术壁垒相对较低,中国生产的光刻胶中94%PCB光刻胶,显示面板光刻胶和集成电路光刻胶只占3%2%的产量。目前中国光刻胶国产化水平严重不足,重点技术差距在半导体光刻胶领域,有2-3代差距,随着下游半导体行业、LED及平板显示行业的快速发展,未来国内光刻胶产品国产化替代空间巨大。

二、光刻胶产业链概述

光刻胶产业链上游为原树脂、单体、感光剂、溶剂等光刻胶原材料;中游为基于配方的光刻胶生产合成,下游主要为各应用环节。由于光刻胶本身就是一种配方型的经验学科,又高度影响光刻环节的精度和良率,因此在光刻胶产业链的三个环节都存在较高壁垒。

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5 光刻胶产业链

(数据来源:浙商证券研究所、策源资本整理)

三、光刻胶技术壁垒解析

光刻胶产业链中的技术壁垒主要包括原材料壁垒、配方和品控壁垒、设备和认证壁垒等。原材料壁垒影响光刻胶纯度的原因多种多样,但原材料一定占据核心位置。由于光刻胶产品的功能及质量将直接影响电子元器件、部件的功能和稳定性,下游客户对光刻胶专用化学品供应商的选择非常谨慎,通常采用认证采购的模式,认证所需时间周期较长。一般来说,面板光刻胶的验证周期为1-2年,集成电路光刻胶的验证周期为2-3年,同时因为集成电路光刻胶的种类多,各个客户的测试要求和流程也有不同,因此,送测验证的时间不确定性很高。

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6 光刻胶产业链技术壁垒分析

(数据来源:策源资本整理)













































































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