光刻胶行业现状分析.docx

1、光刻胶行业现状分析光刻胶行业现状分析国产光刻胶现状光刻胶是国际上技术门槛最高的微电子化学品之一，按应用领域可分为PCB（线路板）用、平板显示（LCD、LED）用和半导体用三类，目前国内市场上绝大多数厂商生产的产品为前两者。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，占芯片制造时间的40%50%，光刻胶是光刻工艺得以实现选择性刻蚀的关键材料。为适应集成电路线宽不断缩小的要求，光刻胶的波长由紫外宽谱向g线（436nm）i线（365nm）KrF（248nm）ArF（193nm）F2（157nm）的方向转移，并通过分辨率增强技术不断提升光刻胶的分辨率水平。目前半导体市

2、场上主要使用的光刻胶包括g线、i线、KrF、ArF四类光刻胶，其g线和i线光刻胶是市场上使用量最大的光刻胶。半导体用光刻胶技术壁垒较高、市场高度集中，日美企业基本垄断了g/i线光刻胶、KrF/ArF光刻胶市场，生产商主要有JSR、信越化学工业、TOK、陶氏化学等。国产光刻胶发展起步较晚，与国外先进光刻胶技术相比国内产品落后4代，目前主要集中在PCB光刻胶、TN/STN-LCD 光刻胶等中低端产品，虽然PCB领域已初步实现进口替代，但LCD 和半导体用光刻胶等高端产品仍需大量进口，正处于由中低端向中高端过渡阶段。随着国家层面对半导体在资金、政策上的大力支持，国内光刻胶企业正在努力追赶，企业数量从

3、2012年的5家增长到2017年15家，少数企业在中高端技术领域已取得一定突破。其中半导体用光刻胶领域代表性企业有苏州瑞红和北京科华，两者分别承担了02专项i线（365nm）光刻胶和KrF线（248nm）光刻胶产业化课题。目前，苏州瑞红实现g/i线光刻胶量产，可以实现0.35m的分辨率，248nm光刻胶中试示范线也已建成；北京科华KrF/ArF光刻胶已实现批量供货。如今国际半导体产能正在逐渐向国内转移，受益于产业大趋势，国产光刻胶需求将日益提升，随着苏州瑞红、北京科华等企业在技术上的不断突破，国产化替代趋势愈加明显。近年来，受益于光电产业、半导体产业及国内电子化学品产业向我国的逐步转移，微细加

4、工技术的关键性材料光刻胶发展迅速，但国内自给率仍然很低，核心技术仍掌握在日、美等国际大公司手中，在LCD、半导体等应用领域基本被国外厂商垄断。当前我国光刻胶主要应用领域PCB产业已占据全球半壁江山，LCD面板关键生产技术突破、产能扩张迅速，近年来国家大力扶持集成电路产业、半导体行业高歌猛进，国内光刻胶需求快速增长，进口替代成为趋势，国产化成为必然。整体来看，我国进口光刻胶占据国内87%的市场份额，自给率低。而国内光刻胶受益于半导体产业转移及国内电子化学品的迅速发展，需求增速远高于全球，国内从事光刻胶研发和生产的单位主要有北京科华微电子材料有限公司和苏州瑞红电子化学品有限公司，上市公司中飞凯材料

5、、强力新材等企业将有望率先实现技术突破，抓住历史发展机遇。全球光刻胶市场规模及结构（亿美元）我国光刻胶市场规模及增速（亿元）光刻胶进口替代空间巨大一、光刻胶概述1.1 概述光刻胶又称光致抗蚀剂，是由光引发剂（包括光增感剂、光致产酸剂）、光刻胶树脂、单体（活性稀释剂）、溶剂和其他助剂组成的对光敏感的混合液体，是利用光化学反应经曝光、显影、刻蚀等光刻工艺将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工基片上的图形转移介质，被广泛应用于光电信息产业的微细图形线路的加工制作，是微细加工技术的关键性材料。光引发剂是光刻胶感光特性的关键组成部分，对光刻胶的适用光源、感光度、分辨率等起决定性作用，光刻胶树脂是构成光刻

6、胶的基本骨架，主要决定曝光后光刻胶的硬度、柔韧性、附着力、曝光前和曝光后对特定溶剂的溶解度产生变化、光学性能、耐老化性、耐蚀刻、热稳定性等基本性能。在光刻工艺中，光刻胶被均匀涂布在硅片、玻璃和金属等不同的衬底上，经曝光、显影和蚀刻等工序将掩膜版上的图形转移到薄膜上，形成与掩膜版完全对应的几何图形，其中曝光过程是利用紫外光、电子束、准分子激光束、X射线、离子束等曝光源的照射或辐射，改变光刻胶的溶解度。光刻胶专用化学品是电子化学品，就生产工艺属性而言，属于精细化工行业；就产品用途而言，属于电子材料行业。1.2 工作原理光刻胶工作原理：光刻胶具有光化学敏感性，在特定的紫外光、深紫外光和极紫外光曝光后

7、，其溶解度会发生变化，通过显影液处理后在掩模版上形成所需的微细图形，然后进行刻蚀工艺将细微图形从掩模板转移到待加工基片上。光刻技术工艺流程为：镀膜清洗涂胶、预烘曝光显影蚀刻光刻胶剥离。1.3 分类光刻胶是 PCB、LCD 和半导体等各应用行业的上游材料，光刻胶经过几十年不断的发展和进步，应用领域不断扩大，衍生出非常多的种类：按显示的效果，光刻胶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。基于感光树脂的化学结构，光刻胶可以分为三种类型：光聚合型，即采用烯类单体，在光

8、作用下生成自由基，自由基再进一步引发单体聚合，最后生成聚合物，具有形成正像的特点；光分解型，即采用含有叠氮醌类化合物的材料，经光照后,会发生光分解反应,由油溶性变为水溶性，可以制成正性胶；光交联型，即采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其分子中的双键被打开，并使链与链之间发生交联，形成一种不溶性的网状结构，而起到抗蚀作用，这是一种典型的负性光刻胶。按应用领域，光刻胶可以划分为以下类型：其中，半导体用光刻胶、LCD用光刻胶对技术要求较高，为中高端产品。二、光刻胶发展现状2.1 光刻胶发展历程光刻胶自1959年被发明以来就成为半导体工业最核心的工艺材料。随后光刻胶被改进运用到印制电路

9、板的制造工艺，成为PCB生产的重要材料。二十世纪九十年代，光刻胶又被运用到LCD器件的加工制作，对LCD面板的大尺寸化、高精细化、彩色化起到了重要的推动作用。在微电子制造业精细加工从微米级、亚微米级、深亚微米级进入到纳米级水平的过程中，光刻胶起着举足轻重的关键性作用，目前全球光刻胶供应市场高度集中，核心技术被美、日等公司垄断。2.1.1 半导体用光刻胶半导体光刻胶随着市场对半导体产品小型化、功能多样化的要求，而不断通过缩短曝光波长提高极限分辨率，从而达到集成电路更高密度的集积，集成电路的制程工艺水平已由微米级、亚微米级、深亚微米级进入到纳米级阶段。为适应集成电路线宽不断缩小的要求，光刻胶的波长

10、由紫外宽谱向线(436nm)线(365nm)KrF(248nm)ArF(193nm)F2（157nm）的方向转移，并通过分辨率增强技术不断提升光刻胶的分辨率水平，具体的演进过程如下：（资料来源：晶瑞股份招股说明书）目前，半导体市场上主要使用的光刻胶包括g线、i线、KrF、ArF四类光刻胶，其中g 线和i线光刻胶是市场上使用量最大的光刻胶。市场上正在使用的KrF和ArF光刻胶核心技术基本被日本和美国企业所垄断，包括陶氏化学、JSR、信越化学、东京应化等企业。2.1.2 LCD用光刻胶平板显示器中TFT-LCD是市场的主流，彩色滤光片是TFT-LCD实现彩色显示的关键器件，占面板成本的14-16%

11、；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。彩色光刻胶和黑色光刻胶的技术壁垒高，全世界的生产几乎被日本、韩国厂商所垄断，彩色光刻胶的主要生产商有 JSR、住友化学、三菱化学等公司，黑色光刻胶主要生产商有东京应化、新日铁化学、三菱化学等公司，占全球产量约90%。2.1.3 PCB用光刻胶PCB 光刻胶主要包括干膜光刻胶、湿膜光刻胶和光成像阻焊油墨。2006 年开始，我国成为PCB的最大生产国，也是PCB光刻胶的最大使用国。目前国内的光刻胶生产厂家主要为合资的涂膜工厂，核心技术仍然掌握在国际大公司手中。2.2 发展现状国内光刻胶市场增速远高于全球增速，光刻胶行

12、业供应集中，严重依赖进口。我国光刻胶2007-2015 年均复合增长率达 17.2%，但国产化率不足 20%，我国光刻胶多依赖进口，光刻胶专用化学品长期被日本、 欧美的公司垄断，随着我国PCB产业、LCD产业、半导体产业快速增长，光刻胶需求大增，光刻胶自主化需求迫切；该细分行业经过多年发展，积累了一定人才，同时国家在资金、政策方面大力扶持，技术突破、进口替代趋势加快。2.2.1 光刻胶供给高度集中光刻胶是精细化工行业技术壁垒最高的材料，具有生产工艺复杂、生产及检测等设备投资大、技术积累周期长等特征，长期以来被日本、欧美的专业公司所垄断，日本的企业占据 80%的全球市场，主要企业包括日本的TOK

13、、JSR、富士、信越化学和住友化学，美国的陶氏化学、欧洲的 AZEM 和韩国的东进世美等，市场集中度非常高。我国光刻胶行业发展起步较晚，产品主要集中于 PCB 光刻胶、TN/STN-LCD 光刻胶等中低端产品，而 LCD 和半导体用光刻胶等高端产品仍需大量进口。2.2.2 国内需求增长迅速随着全球光电产业、消费电子产业、半导体产业逐步向我国转移，光刻胶下游产业PCB、LCD、半导体等产业发展迅速，对光刻胶需求大增。我国PCB产能已占据全球半壁江山，PCB光刻胶专用化学品传统业务增长稳健；随着我国面板生产技术取得巨大突破，国内 LCD 面板产能扩增迅速，液晶面板市场需求持续领跑全球；政府大力扶持

14、集成电路产业，设立多只产业基金支持集成电路产业发展，集成电路产值增速高于全球。国内下游市场需求大增，促使光刻胶市场规模持续增长。2.2.3 PCB光刻胶产品进口替代逐步推进PCB行业经过近20年的迅猛发展，中国已经成为全球最大的PCB生产国，2016年行业产值在全球占比超一半，与此同时我国PCB光刻胶全球产值占比已超过我国PCB的全球产值占比，我国光刻胶已迈入出口国行列，但主要是以在华外资企业供给为主。PCB光刻胶主要为中低端产品，技术壁垒相对较弱，随着PCB光刻胶技术、市场的成熟、稳定，国内中资企业已逐步消化、吸收相关技术、工艺，中资企业市场份额逐步扩大，进入国产化阶段。国内厂商开始在光刻胶

15、领域加速布局，预计到2020年左右，初步实现光刻胶部分品种的进口替代，国内企业未来有很大的市场突破空间。与此同时，在LCD与半导体光刻胶领域，国内企业也开始布局生产，目前北京科华、苏州瑞红、强力新材可以生产部分彩色光刻胶，晶瑞股份、苏州瑞红实现g/i线光刻胶量产，北京科华KrF/ArF光刻胶实现批量供货。2.2.4 高端产品技术差距大在LCD、半导体光刻胶应用领域，国内起步较晚，行业技术壁垒较高，中资企业技术远落后于日、美等国际大厂，在重点技术领域与国外先进技术有2-3代差距，同时我国在行业人才储备方面也凸显不足。LCD光刻胶主要由日本及韩国的厂商垄断，如JSR、LG化学、TOK、CHEIL等

16、，半导体光刻胶主要由日美企业垄断，如JSR、信越化学工业、TOK、陶氏化学等。三、行业壁垒、政策导向及发展趋势3.1 进入壁垒3.1.1 技术资金壁垒由于光刻胶用于微米级甚至纳米级图形加工，光刻胶专用化学品的化学结构特殊、品质要求高、微粒子及金属离子含量极低、生产工艺复杂、品质要求苛刻，生产、检测、评价设备投资大，需要长期的技术积累，这些特点使得光刻胶用品的技术壁垒极高。光刻胶投资成本、企业运行成本较高，下游客户对产品认证周期较长，如果没有强大的资金实力，难以在设备、研发和技术服务上取得竞争优势，企业持续发展也需要投入较大的资金，在资金上也存在较高的壁垒。3.1.2 客户认证壁垒光刻胶技术壁垒

17、较高且其功能性和产品质量直接影响电子元器件、部件的功能和稳定性，一旦出现质量问题会给下游客户带来不可估量的严重损失，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。加之下游光刻工艺更新换代快，光刻胶厂家需要与原料供应商进行密切的联合研发，研发过程技术保密非常严格，因此光刻胶专用化学品行业下游客户转换成本高，使得光刻胶行业上下游相互依存度高，但一旦合作关系相对稳定，对新进入者形成较高的客户认证壁垒。3.2 政策导向我国“十三五”规划中提出要引导制造业朝着分工细化、协作紧密方向发展，促进信息技术向市场、设计、生产等环节渗透，推动生产方式向柔性、智能、精

18、细转变；国家集成电路产业发展推进纲要，提出“研发光刻机、刻蚀机、离子注入机等关键设备，开发光刻胶、大尺英寸硅片等关键材料”；国家重点支持的高新技术领域（2015）中提到“高分辨率光刻胶及配套化学品作为精细化学品重要组成部分，是重点发展的新材料技术”；光刻技术（包括光刻胶）是中国制造2025重点领域。而当前全球光刻胶供应高度集中，核心技术掌握在日、美等国际大公司手中，但随着PCB、LCD的国产化替代，集成电路产业的国产化进程不断加快，国产化替代是必然选择。3.3 趋势及发展前景3.3.1 逐步实现进口替代光刻胶专用化学品长期被日、美公司垄断，国产化率不足20%，整体光刻胶专用化学品全球占率不足5

19、%，尤其是在LCD及半导体等产业应用领域，光刻胶基本全部需要进口。近年来，受益于消费电子、LCD及半导体产业等下游产能向大陆转移，国内光刻胶市场增速远高于全球增速，2007-2015 年均复合增长率高达 17.2%。同时，国内厂商开始在光刻胶领域加速布局，在PCB领域已初步实现进口替代，在LCD领域随着部分关键技术的突破，国内企业逐步开始自给，随着国内对半导体企业在资金、政策方面大力扶持，光刻胶国产化进程可期，光刻胶进口替代成为必然趋势。3.3.2 技术有望赶超在LCD与半导体光刻胶领域，国内企业也开始布局生产，目前北京科华、苏州瑞红、强力新材等公司可以生产部分彩色光刻胶，上海新阳拟设立韩国子

20、公司涉足黑色光刻胶领域，晶瑞股份、苏州瑞红实现g/i线光刻胶量产，北京科华KrF/ArF光刻胶实现批量供货。随着产业转移，国内企业投入加大，未来有望实现技术赶超。四、投资机会目前A股相关上市公司主要有：容大感光（300576）、强力新材（300429）、广信材料（300537）、晶瑞股份（300655）、上海新阳（300236）、飞凯材料（300398）等，这些公司主要立足于PCB光刻胶，积极布局、拓展LCD光刻胶专用化学品领域，同时加大半导体光刻胶专用化学品技术储备。4.1 苏州瑞红苏州瑞红电子化学品有限公司是晶瑞股份控股子公司，深耕光刻胶领域多年，主要产品包括半导体用光刻胶和平板显示用光刻胶，涵盖紫外负型光刻胶、宽谱正胶及部分g线、i线正胶等高端品种，在国内率先实现i线光刻胶的量产，产品采用步进重复投影曝光技术，可以实现0.35 m的分辨率。