三大类别：PCB光刻胶、LCD光刻胶、半导体光刻胶 光刻胶是精细化工行业技术壁垒最高的材料，被誉为电子化学品产业“皇冠上的明珠”。光刻胶在芯片制造材料成本中的占比高达12%，是继大硅片、电子气体之后第三大IC制造材料，是半导体产业关键材料。得益于技术节点不断进步以及存储器层数的增加，下游产业对光刻胶的推动，特别是半导体晶圆厂产能扩建，光刻胶市场增速加快。TECHCET预计2022年至2026年，半导体光刻胶市场年复合增长率预计为5.9%，其中增速最快的产品是EUV和KrF光刻胶。01
光刻工艺概览
在大规模集成电路的制造过程中，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。
光刻工艺是集成电路制造中最为关键的工序，也是其他步骤能正常进行的先决条件。
光刻工艺占整个晶圆制造成本的35%，耗费时间占据整个制造过程的40%~60%。光刻工艺是一种多步骤的图形转移工艺，大部分工艺都包含十多个步骤，除去涂胶、曝光和显影三个关键步骤外，光刻工艺还包括清洗硅片、预烘和打底胶、对准、曝光后烘烤、坚膜、刻蚀、离子注入、去除光刻胶等步骤。在光刻工艺中，掩膜版上的图形被投影在光刻胶上，激发光化学反应，再经过烘烤和显影后形成光刻胶图形，而光刻胶图形作为阻挡层，用于实现选择性的刻蚀或离子注入。
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光刻胶行业概览
光刻胶又称光致抗蚀剂，是一种感光材料，在光的照射下发生溶解度的变化，可以通过曝光、显影及刻蚀等一系列步骤将掩膜板上的图形转移到基片上。光刻胶按化学反应机理可分为正性、负性两大类，涂层曝光并显影后，曝光部分被溶解，未曝光部分留下来，为正性光刻胶，反之则是负性光刻胶。按应用领域分类可分为PCB光刻胶、LCD光刻胶、半导体光刻胶三大类。
资料来源：行行查目前，已经实现国产替代的主要是中低端PCB光刻胶。PCB光刻胶主要用于PCB制造过程的图案化工艺，主要分为干膜光刻胶、湿膜光刻胶、阻焊油墨，用于微细图形加工。
资料来源：中国化工信息周刊，驭势资本、华金证券受益于显示面板、半导体产业东移和国内企业技术突破，LCD和半导体光刻胶已形成一定的国产替代基础，未来发展空间广阔。半导体光刻胶价值量高，成长性好，因其独有的特点作为光刻胶下游领域价值量高、最具潜力的细分领域之一。半导体光刻胶用于半导体器件的制备，经历了从紫外光源到深紫外光源，再到极紫外光源的历程。根据曝光光源波长，半导体光刻胶分为g线光刻胶（436nm）、i线光刻胶（365nm）、KrF光刻胶（248nm）、ArF光刻胶（193nm）和EUV光刻胶（13.5nm）。
半导体光刻胶曝光波长越短，则加工分辨率越高，能够形成更小尺寸和更精细的图案。随着集成电路制造技术的不断进步和器件特征尺寸的不断缩小，目前最先进的光刻胶曝光波长已经达到了极紫外光波长范围，如EUV光刻胶（13.5nm）。全球半导体光刻胶需求结构较为集中，其中ArF和KrF光刻胶需求占比居前，分别为38%和34%。其次为G/I线和ArFi光刻胶，占比分别为16%和10%。EUV占比最小，仅1%。
光刻胶产业链
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，下游为印刷电路板、液晶显示屏和IC芯片，广泛应用于消费电子、家用电器、汽车电子等行业。光刻胶整个产业进步是围绕下游需求展开，一方面下游厂商制造工艺进步倒逼光刻胶与原材料配套进行技术迭代，另一方面下游厂商国产替代与扩产规划同步带来光刻胶厂商替换与增量市场机会。
光刻胶产业链图示：
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。上游产品质量对最终产品性能影响重大，常采用认证采购的模式，上游供应商和下游采购商通常会形成比较稳固的合作模式。
资料来源：《我国半导体光刻胶行业发展现状及对石化产业建议》生产光刻胶的原料包括光引发剂（光增感剂、光致产酸剂帮助其更好发挥作用）、树脂、溶剂和其他添加剂等，我国由于资金和技术的差距，如感光剂、树脂等被外企垄断，光刻胶自给能力不足。
树脂光刻胶上游材料中树脂为核心组分，成本占比最高。
随着光刻技术的发展，光刻胶不断更新换代，从早期的聚乙烯醇肉桂酸酯、环化橡胶-叠氮化合物紫外负性光刻胶，发展到G 线(436nm)和I 线(365nm)酚醛树脂-重氮萘醌类紫外正性光刻胶，再到KrF(248nm）和ArF（193nm)化学增幅型光刻胶、再到真空紫外(157nm)，极紫外(13. 5nm)、电子束等下一代光刻技术用光刻胶。
全球光刻胶用树脂主要由住友化学、美国陶氏等海外大厂垄断。根据立鼎产业研究院数据，中国光刻胶用树脂超90%依赖进口。单体是合成树脂的核心原料。不同光刻胶类型都有相应的光刻胶单体，且转换率不同。全球光刻胶用单体市场由三井化学、三菱化学等日本厂商所主导。高纯光刻胶树脂单体是中国光刻胶实现国产替代的核心壁垒之一。由于中低端市场行业壁垒较低，酚醛树脂行业集中度不高，我国产能10万吨以上企业仅5家，其中，树脂龙头圣泉集团占比23%。
光刻胶上游原材料主要厂商布局情况：
资料来源：公司公告光引发剂
光引发剂发生光化学反应的产物可以改变树脂在显影液中的溶解度，帮助完成光刻过程。一般光引发剂的使用量在光固化材料中占比为3%-5%，但由于光引发剂价格相对昂贵，其成本一般占到光固化产品整体成本的10%-15%。光引发剂行业存在一定技术壁垒，行业格局向头部企业集中，整体市场形成寡头垄断格局。
目前在国际市场光引发剂企业基本形成了以巴斯夫、意大利Lamberti、IGM Resins 等大型跨国企业为主的寡头局面。随着Lamberti 被IGM Resins 兼并，优势趋势日益增强，这些企业拥有较强的技术实力、产品创新研发和应用研发实力。近年来产业链出现向中国转移趋势，一方面中国目前已经成为光引发剂终端应用市场如手机、家电、电路板等行业的最大应用市场，另一方面关键产品的化合物专利到期，中国生产工艺技术水平的迅速提高，海外光引发剂产能未能有效扩大，国内光引发剂产业开始蓬勃发展。国内光引发剂生产企业从最初几百家，经过十多年充分市场竞争后，集中趋势日益明显。目前行业内主要企业包括久日新材、扬帆新材、强力新材、固润科技等、北京英力（已被IGM Resins 收购）等。光引发剂生产过程污染较大，随着国家环保监管要求加强，中小产能已陆续退出，而新增产能建设周期较长，导致国内光引发剂供给不足，未来行业新增产能将主要集中于龙头企业，行业集中度仍将持续提高。上游材料厂商中，容大感光光刻胶产品主要包括紫外线正胶、紫外线负胶两大类产品以及稀释剂、显影液、剥离液等配套化学品，主要应用于平板显示、发光二极管及集成电路等领域。同益股份主要是从韩国引进丙烯酸树脂、KISCO 光引发剂、DKC 光敏剂以及色浆等产品，主要应用于 LCD-TFT 正性光刻胶等中高端市场，公司不进行光刻胶生产制造，不具备光刻胶自主生产能力。强力新材主要从事电子材料领域各类光刻胶专用电子化学品（分为光引发剂、树脂）的研发、生产和销售及相关贸易业务，同样公司不进行光刻胶生产。溶剂在光刻胶含量占比中是最大的原材料，光刻胶溶剂的作用是将光刻胶中的树脂和感光剂溶解，使其均匀地涂布在硅片表面。溶剂可以调整光刻胶的粘度，使其适合涂覆过程。同时光刻胶溶剂还可以起到清洗、脱水等作用。在涂覆过程中，溶剂会从光刻胶中挥发出去，留下均匀的光刻胶膜层。溶剂需要能够有效地溶解光刻胶中的树脂和光敏剂，以确保光刻胶的均匀性和性能。
04光刻胶市场格局
从光刻胶竞争格局看，全球光刻胶市场主要以日美龙头企业为主，日美企业凭借先发优势，掌握核心技术。尤其是在半导体光刻胶的高端的KrF和ArF领域，市场集中度更高。前六大厂商中除了杜邦为美国厂商之外，其他均为日本厂商，全球市占率约80%。日本头部企业受益于半导体产业链转移，研发实力强劲，其中东京应化占据头部位置。当前背景下，先进节点技术开发速度略有放缓，国内半导体产业高速发展，国产化需求为中国企业带来发展机遇。当前国内光刻胶企业多分布在技术难度较低的PCB光刻胶领域，占比超9成，而技术难度最大的半导体光刻胶市场，国内仅有彤程新材（北京科华）、华懋科技（徐州博康）、南大光电、晶瑞电材和上海新阳等少数几家。彤程新材全资子公司彤程电子受让北京科华微电子33.70%的股权。北京科华微电子成立于2004年8月，是国内唯一拥有荷兰ASML曝光机的光刻胶公司，也是国内唯一一家拥有高档光刻胶自主研发及生产实力的国家级高新技术企业。彤程新材KrF光刻胶量产品种达20种以上，且公告称全资子公司上海彤程电子上海化学工业区工厂已逐步进入试生产阶段，其中半导体光刻胶设计能力年产1000吨，主要包括年产300/400吨ArF及KrF光刻胶量产产线。南大光电自主研发的ArF光刻胶产品成功通过客户的使用认证，成为通过产品验证的第一只国产ArF光刻胶。上海新阳投资设立的控股子公司上海芯刻微材料技术有限责任公司进行193nm（ArF）干法光刻胶研发及产业化项目。
光刻胶产业链上下游布局相关公司众多，代表厂商还包括雅克科技、永太科技、江化微、芯源微、七彩化学、万润股份、华特气体、新莱应材、盛剑环境、鼎龙股份、怡达股份、广信材料、八亿时空、晶瑞电材、炬光科技、飞凯材料、晶方科技、百川股份等。随着国外大厂断供造成国内光刻胶供需短缺持续紧张，以及半导体供应链安全问题日益严重，光刻胶的国产替代的窗口逐步打开。国产高端光刻胶有望从0到1实现技术突破，逐步导入供应链，国内大厂有望抓住国产替代窗口进入上升的拐点。
作者在2024-03-01 15:33:20修改文章
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