安徽的光刻胶产业离“长坡厚雪”还有多远?
近年来,因地缘政治的持续影响,加上2021年日本福岛地震导致信越化学对中国大陆限制供货KrF光刻胶。让国内更加认识到光刻胶的重要性。
光刻胶是市场整体规模小、行业高度垄断、上游产品为高度特化的专用产品,同时具有应用面狭窄、技术门槛极高、研发成本极高、失败风险高、投资回收周期长等行业特征。
从数据上看,2019年全球光刻胶市场规模预计约91亿美元,自2010年至2019年年复合增长率约为5.4%,推算2021年数据为百亿左右;同期中国本土光刻胶市场规模约在88亿人民币左右。
在早先的国际分工背景下,国内涉足光刻胶产业的企业并不多,但在国产替代的大趋势下,光刻胶在半导体等行业发展中,因其有着不可替代的重要作用,有着极为重要的战略意义和实际价值。
这对于锻长板补短板,谋求产业转型升级的安徽来说,光刻胶产业也是一个不得不涉足的赛道。
PCB光刻胶国产化率最高
光刻胶是由感光树脂、增感剂和溶剂三种主要成分构成的对光敏感的混合液体。光刻胶可以通过光化学反应,经曝光、显影等光刻工序将所需要的微细图形从光罩(掩模版)转移到待加工基片上。依据使用场景,这里的待加工基片可以是集成电路材料,显示面板材料或者印刷电路板。
上游:原材料及光刻胶生产设备、检测设备
原材料包括树脂、光引发剂、溶剂、单体等电子化学品。
生产光刻胶的原料包括光引发剂(包括光增感剂、光致产酸剂)、光刻胶树脂、单体及其他助剂等。
从含量来看,根据 Trendbank 数据,光刻胶主要原材料占比从大到小分别是溶剂(50%-90%)、树脂(10%-40%)、光引发剂(1%-6%)以及添加剂(<1%)。从成本来看,高端光刻胶中树脂占成本比重较大,占总成本的50%,单体(活性稀释剂)的占比为35%,光引发剂及其他助剂占比15%。
经过多年技术积累,国内已形成一定光刻胶用电子化学品产能,相关公司市场份额逐步提升。
检测设备:光刻机
光刻胶生产需要光刻机进行配套测试,因此,光刻机是光刻胶研发中必不可少的一环。受益于下游晶圆巨大需求、服务器云计算和5G基础建设的发展,带动相关芯片的需求,全球光刻机销售额与销量增速稳定提升。相关数据显示,随着下游市场需求持续升高,预计2022全球光刻机市场仍将持续增长,销售额预计将达153亿元,销量将达510台。
中游:光刻胶成品制造
依据光照后显影时与显影液产生的化学反应,最终形成的图形与掩模版图形的对应关系,光刻胶可分为正性光刻胶与负性光刻胶。
正性光刻胶的曝光部分溶于显影剂,在蚀刻过程中光照到的区域会被等离子化气体蚀刻去除,最终留下的图样是曝光工序中光线所没有照到的区域,与掩膜版上的图形相同。负性光刻胶与正性光刻胶相反,其曝光部分不溶解于显影剂,未被光照的区域会被去除,显影时形成的图形与掩膜版相反。
依据应用领域,光刻胶可分为PCB光刻胶、面板(LCD)光刻胶和半导体光刻胶。
(1)PCB 光刻胶
PCB 是指印制线路板,是电子产品基本组成部分之一,被誉为“电子产品之母”。PCB 的加工制造过程涉及图形转移,即把设计完成的电路图像转移到衬底板上,因而在此过程中会使用到光刻胶。PCB 光刻胶主要包括干膜光刻胶、湿膜光刻胶、光成像阻焊油墨,是 PCB 产业重要的上游材料。
(2)LCD 光刻胶
面板光刻胶主要分为彩色光刻胶、黑色光刻胶、触摸屏用光刻胶和 TFT-LCD 正性光刻胶。彩色光刻胶、黑色光刻胶主要用于制备彩色滤光片;触摸屏用光刻胶主要用于在玻璃基板上沉积 ITO 制作触摸电极;TFT-LCD 正性光刻胶主要用于微细图形加工。
在 LCD 显示器加工过程中,彩色滤光片是液晶显示器实现彩色显示的关键器件,而彩色滤光片的制造是用彩色光刻胶和黑色光刻胶在基板上的附着加工制造而成,光刻胶质量的好坏直接影响彩色滤光片的显色性能,是 LCD 制造业的关键上游材料。
(3)半导体光刻胶
半导体光刻胶按照曝光波长不同可分 为 g 线(436nm)、i 线(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)以及新兴起的 EUV 光刻胶 5 大 类,高端光刻胶指 KrF、ArF 和 EUV 光刻胶,等级越往上其极限分辨率越高,同一面积的硅晶圆布线密度越大,性能越好。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,占芯片制造时间的 40-50%,占制造成本的 30%。
下游:印刷电路板、显示面板和电子芯片等应用领域
尽管光刻胶在电子元器件加工行业是核心材料,但整体市场规模并不大。
从全球光刻胶市场来看,LCD、PCB、半导体光刻胶各自占有27%、25%和24%的份额,市场分布比较平均。其中,半导体光刻胶虽然占比最低,却是成长性最好以及技术难度最高的细分市场。
从国内光刻胶市场来看,三种主要光刻胶中,PCB光刻胶是国产化率最高的领域。数据显示,目前,我国光刻胶市场主要以PCB用光刻胶供应为主,占比高达94%,面板、半导体用光刻胶自给率依然很低,占比分别为3%、2%,进口依赖性高。
国产光刻胶初露曙光
全球半导体光刻胶市场高度集中,这个不大的市场由日美巨头把持,尤其是日本,更是光刻胶领域无可争议的龙头。前五大厂商占据全球 87%的市场份额,其中日本合成橡胶(JSR)、东京应化(TOK)、美国杜邦、信越化学、富士电子市占率分别为 28%、21%、15%、13%、10%。
在高端的 KrF、ArF、EUV光刻胶市场,垄断格局更为明显。中国本土企业在光刻胶市场的份额较低,与国外光刻胶制造商仍存在差距。
基于市场需求和我国大陆晶圆代工厂制程布局情况,国内开始积极探索光刻胶国产替代的道路,高端光刻胶的技术成为本土光刻胶厂商主要攻关方向。国内一批优秀的龙头公司正积极突破:EUV 胶方面,北京科华已通过02专项验收;ArF 胶方面,上海新阳、徐州博康正处于客户测试阶段,南大光电已获部分客户认证;此外,阜阳欣奕华向36氪安徽表示,KrF、ArF光刻胶的开发已进入评测阶段,预计在2023年可以实现少量出货。
国产光刻胶虽初露曙光,但国产高端光刻胶所需关键原材料与单体,现阶段仍然要以进口为主,这也就意味着依然存在被竞争对手封锁的风险。因此,在研发高端光刻胶的同时,还需开发关键原材料与单体,确保本项目对原材料的需求与供应。
于政策端,据36氪安徽了解,在省市层面,提出发展光刻胶行业的省份有广东、浙江、安徽等省份,其中安徽省在《安徽省“十四五”新材料产业发展规划》,提出围绕半导体、新型显示、汽车等领域需求,依托安庆、合肥等地相关产业发展基础,重点发展液晶显示用化学品、半导体集成电路用化学品、OLED用化学品、PCB用化学品等,其中重点产品包括光刻胶。
国内光刻胶企业梳理
光刻胶是芯片制造环节最重要的原材料之一,在实现国产替代上,我们应该清楚的认识到,这并不是靠砸钱就能短时间发展起来的行业,对于安徽甚至全国来说,还有非常长的一段路要走。
目前,国产半导体光刻胶已经初露曙光,36氪安徽梳理了一些代表性企业。
深圳市容大感光科技股份有限公司
深圳市容大感光科技股份有限公司(以下简称“容大感光”)成立于1996年,是一家专业生产高端感光电子化学材料的国家级高新技术企业。长期致力于国家“卡脖子材料”之一的光刻胶产品的研发、生产、销售,始终不断地满足电子电路光刻胶、半导体光刻胶及平板显示光刻胶行业发展带来的对产品品质不断提高的技术需求。目前容大感光已是国内少数三类光刻胶实现批量生产、销售企业之一。2022年,容大感光在半导体行业研发投入高分辨i线正性光刻胶、KrF线(248nm)光刻胶等产品。
江苏南大光电材料股份有限公司
江苏南大光电材料股份有限公司创办于2000年。公司成立以来,一直围绕前驱体材料(包含MO源)、电子特气和光刻胶三项核心电子材料进行奋斗,并形成三大核心业务布局。在光刻胶领域,南大光电193nm ArF光刻胶已通过存储、逻辑两家芯片制造企业验证,成为国内首个通过验证的ArF光刻胶产品;“先进光刻胶产品开发与产业化”项目通过“02-专项”专家组验收。
晶瑞电子材料股份有限公司
晶瑞电子材料股份有限公司近 30 年致力于光刻胶产品的研发和生产,光刻胶产品类型覆盖高中低分辨率的线、G 线紫外正性光刻胶、环化橡胶型负性光刻胶、化学增幅型光刻胶、厚膜光刻胶等类型,应用行业涵盖 IC、TFT-array、LED、Touch panel、先进封装等领域。
目前,I线光刻胶已向国内中芯国际、合肥长鑫等知名大尺寸半导体厂商供货;KrF 光刻胶产品分辨率达到了 0.25-0.13um 的技术要求,已通过部分重要客户测试,KrF 光刻胶量产化生产线正在积极建设中。
彤程新材料集团股份有限公司
彤程新材料集团股份有限公司是全球领先的新材料综合服务商,旗下北京科华微电子材料有限公司,是国内领先的半导体光刻胶龙头生产商。
北京科华拥有中高档光刻胶生产基地,分别有百吨级环化橡胶系紫外负性光刻胶和千吨级负性光刻胶配套试剂生产线、G/I线正胶生产线(500 吨/年)和正胶配套试剂生产线(1000 吨/年)、百吨级248nm光刻胶生产线。其I线光刻胶和 KrF 光刻胶批量供应于中芯国际、华虹宏力、长江存储、华力微电子、武汉新芯、华润上华等12家12寸客户和17家8寸客户;EUV 胶方面,北京科华也已通过 02 专项验收。
上海新阳半导体材料股份有限公司
上海新阳半导体材料股份有限公司成立于2004年,正在开发集成电路制造用高端光刻胶产品,包括逻辑和模拟芯片制造用的 I 线光刻胶、KrF 光刻胶、ArF 干法光刻胶,存储芯片制造用的 KrF 厚膜光刻胶,底部抗反射膜(BARC)等配套材料。
2021年12月16日,公司与Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG围绕半导体行业用光刻胶产品及相关材料签署了《合作备忘录》,合作双方凭借自身优势,携手共进,解决中国半导体光刻胶供应链的新挑战,共同推进半导体光刻胶事业的发展,展开深度合作,满足行业对先进光刻胶及其它光刻材料的需求。
徐州博康信息化学品有限公司
徐州博康信息化学品有限公司位于江苏省邳州经济开发区,是集研发、生产、经营中高端光刻胶、光刻胶单体和光刻胶树脂为主的国家高新技术企业。目前有60多款IC光刻胶处于研发改进阶段,品类覆盖i线、KrF、ArF干法、Arf湿法光刻胶,其中部分产品已经实现销售收入,还有部分产品已经通过国内12寸主流晶圆厂的良率验证,进入STR与MSTR阶段。据悉,华为哈勃已经向徐州康博投入了3亿来研发先进的光刻胶
阜阳欣奕华材料科技有限公司
阜阳欣奕华成立于2013年5月,隶属于欣奕华科技集团,主营业务包括光刻胶、 OLED 材料、半导体湿电子材料和前沿材料。核心研发团队在光刻胶领域深耕十余载,公司光刻胶已在多条8.5代线、10.5代线实现大批量、稳定供货,产品年出货量突破千吨;预计到2026年,公司光刻胶出货量可达到7000吨/年,2022~2026年复合增长率预计将达28%。
合肥鼎材科技有限公司
合肥鼎材成立于2018年,是鼎材科技在电子材料产业领域部署的OLED有机发光材料产品和光刻胶产品的量产基地。2022年,鼎材发布了高分辨率TFT-Array 引线刻蚀用正性光刻胶产品、柔性Amoled面板用像素隔离层、平坦化层用PSPI型正性光刻胶产品,产品解决了分辨率、挥发物、像素形貌和光刻工艺问题,整体性能达到进口同类产品水平。(整理/深海,审核/王顺)
36氪安徽——在安徽观察世界,在长三角链接全球。
这里是36氪安徽,我们是安徽的新经济媒体。立足安徽,辐射长三角,为创业者、投资人以及财经、科技、新经济领域从业者提供深度报道。让一部分人先看到未来。
如果你希望得到36氪安徽的报道,或转载相关文章,请将你的需求和BP发送至指定邮箱:anhuizhan@36kr.com,或拨打电话15720512216,微信号:shunshun4671,我们将在24小时内回复。