半导体光刻胶行业深度研究

半导体光刻胶行业深度研究核心观点：光刻是光电信息产业核心环节，光刻胶技术壁垒高。光刻是利用光学、化学、物理方法，将设计好的电路图转移到晶圆等表面，是光电信息产业链中核心环节。光刻胶是对光敏感的混合液体，主要是由树脂、光引发剂、溶剂、单体等组成，是光刻工艺中最核心耗材，其性能决定着光刻质量。目前，光刻胶生产在工艺技术、测试设备和下游认证均存较高壁垒。一．光刻胶：半导体产业核心材料1.1、光刻是光电信息产业链中核心环节光刻技术是指利用光学-化学反应原理和化学、物理刻蚀方法，将图形传递到介质层上，形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术，是光电信息产业链中的核心环节之一。以芯片制造为例，在晶圆清洗、热氧化后，需通过光刻和刻蚀工艺，将设计好的电路图案转移到晶圆表面上，实现电路布图，之后再进行离子注入、退火、扩散、气相沉积、化学机械研磨等流程，最终在晶圆上实现特定的集成电路结构。1.2、按反应机理可分为正性和负性光刻胶根据化学反应机理不同，光刻胶可分正性光刻胶和负性光刻胶。正性光刻胶受光照射后，感光部分发生分解反应，可溶于显影液，未感光部分显影后仍留在基底表面，形成的图形与掩膜版相同。负性光刻胶正好相反，曝光后的部分形成交联网格结构，在显影液中不可溶，未感光部分溶解，形成的图形与掩膜版相反。1.3、光刻胶制造环节处于产业链中游光刻胶领域里，光刻胶的制造环节处于中游，上游主要依托基础化工原料，生产树脂、光引发剂、溶剂、单体等电子化学品；中游包括PCB光刻胶、面板光刻胶和半导体光刻胶的制备；下游为印刷电路板、显示面板和电子芯片，广泛应用于消费电子、航空航天、军工等领域。1.4、光刻胶行业具有高工艺技术壁垒光刻胶生产工艺复杂，技术壁垒高，其研发和量产需要企业的长期技术积累，对企业研发人员的素质、行业经验、技术储备等都具有极高要求，新进入者需要极大的研发投入。其中，光刻胶的研发是不断进行配方调试的过程，配方研发是通过几百个、几千个树脂、光酸和添加剂的排列组合尝试出来，且难以通过现有产品反向解构出其配方，这对技术及经验积累有非常高的要求。原材料比重的微调会直接影响到光刻胶的各个性能指标，比如溶剂的多少会影响粘度；光引发剂的多少会影响光刻胶的灵敏度。同时，光刻胶的国产化替代实际是对标的过程，即产品所以的性能参数都必须和国外供应商的产品完全匹配，某个关键参数的不匹配都可能会使开发必须从头推导重来。二．光刻胶市场前景广阔2.1、PCB光刻胶市场需求稳定增长分领域看，光刻胶是PCB产业重要的上游材料，在PCB制造成本中，光刻胶和油墨的占比约为3-5%。近年PCB光刻胶市场需求增长稳定，国内PCB光刻胶市场规模从2015年的70亿元，增长至2020年的85亿元，年均复合增速达4.0%。2.2、面板光刻胶市场规模持续增长面板显示中，彩色滤光片是液晶显示器实现彩色显示的关键器件，占面板成本的14-16%，而彩色光刻胶和黑色光刻胶是制备彩色滤光片的核心材料，占彩色滤光片成本的27%左右。2020年，全球面板光刻胶市场规模达23.7亿美元，同比增长3.95%。国内面板光刻胶市场规模近年增长较快，从2015年的3.07亿美元增长至2020年的10.2亿美元，年均复合增速高达27.14%。2.3、国内外半导体光刻胶市场稳中有升光刻胶作为关键半导体材料之一，近年市场规模稳定增长。全球半导体光刻胶市场规模从2016年的15.0亿美元增长至2021年的24.7亿美元，年均复合增速达10.5%；国内半导体光刻胶市场规模从2015年的17.8亿元增长至2020年的27.4亿元，年均复合增速达9.0%。2.4、信越断供，有望推动国产替代进程2019年7月1日，日本政府突然宣布对韩国出口的“光刻胶”、“高纯度氟化氢”、“氟聚酰亚胺”三种半导体原材料实施限制，这三种材料韩国对日本的依赖度分别为91.9%、44%和93.7%。日本的精准打击，引发了韩国半导体产业链震荡。2021年2月，日本福岛东部海域发生7.3级地震，导致信越化学在当地的产线遭受破坏，在之后3-6个月内未恢复供给，因此信越化学向中国大陆多家晶圆厂限制供应KrF光刻胶，并向小规模晶圆厂通知停止供应，之后，KrF光刻胶供需也一致处于进展状态。2022年3月，日本福岛外海再次发生规模7.3级地震，信越化学工厂再次受到影响。三．国产替代进行时3.1、全球光刻胶供给高度集中光刻胶生产工艺复杂，技术壁垒高，属于技术密集型和资本密集型行业，目前核心技术主要掌握在日、美等国际大公司手中，因此全球供应市场高度集中。日本JSR等五家龙头企业占据全球光刻胶市场87%的份额，呈寡头垄断格局，其中JSR占据全球光刻胶市场28%的份额，东京应化占比21%，杜邦占比15%，信越化学占比13%，富士电子材料占比10%。3.2、国内光刻胶生产主要以中低端产品为主中国光刻胶行业发展起步较晚，生产能力主要集中在PCB光刻胶、TN/STN-LCD光刻胶等中低端产品，其中PCB光刻胶占比达94%，而TFT-LCD、半导体光刻胶等高端产品仍需大量进口。先进制程半导体光刻胶方面，目前适用于6英寸硅片的g线、i线光刻胶国内自给率约为10%，适用于8英寸硅片的KrF光刻胶国内自给率不足5%，适用于12寸硅片的ArF光刻胶国内基本依靠进口，而EUV光刻胶还仍处研发阶段。3.3、光刻胶组分随光刻技术发展而变化生产光刻胶的