“卡脖子”的光刻胶

9月11日，光刻胶板块大幅上涨。彤程材料（3.67%）、南大光电（3.83%）、格林达（2.81%）等涨幅居前。值得注意的是，进入9月份光刻胶板块景气度一直上升，众多光刻胶概念股节节攀升。

光刻胶，半导体制造核心材料光刻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。通常半导体芯片在制造过程中需要进行10-50道光刻过程，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。根据曝光波长的不同，目前市场上应用较多的光刻胶可分为G线、I线、KrF、ArF和EUV5种类型。光刻胶波长越短，加工分辨率越高。为适应集成电路线宽不断缩小的要求，光刻胶波长也在不断缩短。

按技术难度分类，G线是最低等，EUV是最高等。

1995年东京应化成功突破了KrF光刻胶。东京应化实现了KrF光刻胶的商业化销售，并标志着日本超越美国成为光刻胶的龙头。在之后的第二次、第三次半导体产业链转移中，日本仍保留了光刻胶产业，并一直保持龙头地位至今。

多家国际光刻胶厂商已实现EUV光刻胶量产。在光刻胶品种的量产进度上，日本东京应化（TOK）、JSR、信越化学等厂商已经实现EUV光刻胶的量产。

此外，2019年日本限制对韩国的EUV光刻胶出口后，韩国光刻胶厂商东进世美肯开始研发EUV光刻胶，并在2021年通过了三星电子的可靠性认证；2022年12月三星电子在其一条量产线上使用了东进半导体的EUV光刻胶产品，标志着韩国也实现了EUV光刻胶的国产化量产突破。

光刻胶：国产替代进程加快

目前国内半导体光刻胶进展较快的公司包括彤程新材、华懋科技、晶瑞电材、上海新阳等。

分产品看：g/i线光刻胶：国内北京科华、徐州博康、苏州瑞红已实现大规模量产，已导入国内头部半导体企业，市场份额逐渐提升。KrF光刻胶：北京科华和徐州博康进展较快，2022年已有多个品种实现销售；此外苏州瑞红及上海新阳也实现了量产突破。ArF光刻胶：南大光电推出国内通过客户验证的第一支国产ArF光刻胶，并实现少量销售，华懋科技、上海新阳也有相关产品进行测试导入。EUV光刻胶：当前国内并无EUV光刻机，各厂商EUV光刻胶尚处于理论研究阶段。

目前国内实现产业化的光刻胶生产企业主要集中于PCB及面板领域，半导体领域特别是高端品种仍需进口。根据前瞻产业研究院数据，目前从事半导体用光刻胶研发和产业化的企业则多以i线、g线光刻胶生产为主，2021年国内G线、I线光刻胶国产化率已达10%，KrF以上的高端光刻胶品种基本处于研发状态，国产化率仅为1%。

2021年初，日本光刻胶龙头信越化学工厂遭遇地震产能受限，对国内部分晶圆厂限供/断供KrF光刻胶，即便其他国外厂商补充了部分产能，但仍存在较大缺口。此外近年来全球地缘政治摩擦加剧，国内半导体产业对于关键材料自主可控的需求更加紧迫，国产光刻胶有望加速导入。

从今年上半年半导体行业面对下行趋势前提下，以汇顶科技、韦尔股份为代表的消费电子半导体企业净利润跌幅居前，但是以上海新阳（775.81%）、容大感光（117.01%）为代表的光刻胶概念股净利润增长喜人。

公司

2023年上半年净利润

同比增长

南大光电

1.52亿

5.43%

容大感光

4489万

117.01%

雅克科技

3.41亿

21.3%

晶瑞电材

1071万

-87.06%

格林达

7772万

-16.45%

江化微

6477万

5.52%

飞凯材料

1.74亿

-31.08%

彤程新材

2.23亿

21.3%

上海新阳

8681万

775.81%

根据TrendBank数据，2021年国内半导体光刻胶市场规模约29亿元，预计2022年将同比增长35%达到39.3亿元。伴随着第三次半导体产业转移，晶圆产能向大陆转移，我国大陆地区在全球半导体材料市场占比同步提升，预计未来国内半导体光刻胶市场将保持高于全球市场的增速持续成长。

卡脖子的“光刻胶”
长江存储CEO陈南翔曾表述，当下ASML高端DUV和EUV光刻机与中国无缘，除此之外已经采购光刻机的配件、零部件也难如登天。

但是从全局的角度看，光刻机国产替代并不是上海微电子一家的责任，因为以美国为首的国家不光限制光刻机整机出口，零部件以及配套设施也加以限制。想实现光刻机国产化需要有一个完整上下游供应链，各方向都实现突破，才能够真正摆脱限制。

除了光源、光刻物镜系统、双工台等光刻机重要零部件之外，光刻胶成为我国国产替代又一软肋。

涂胶显影设备，中国大陆在这个方面的龙头企业是沈阳的芯源微，在2022年就已经宣布在28nm及以上制程实现了全面国产化替代。那么这一类设备主要包括涂胶机、喷胶机和显影机等等。在全球范围内涂胶显影设备领域是一个高度垄断的行业，有接近90%的市场被日本的东京电子占据，芯源微占比约0.7%。光刻胶krf已经突破，Arf待突破。根据光源的不同，每一种光刻机都会有单独的一种光刻胶来适配，而目前中国大陆的对外依赖程度高达80%，根据上市公司的公告数据用于6英寸晶圆的j线I线光合胶自给率只有20%，而适用于8英寸晶圆的krf光合胶已经突破，但是自给率也小于5%。而12英寸晶圆要用到的Arf光合胶目前依然需要进口，其中生产krf光合胶的这家企业是北京科华应该是目前唯一量产的一家。整体来说中国大陆的光刻机从整机来看已经是第四代的水平，但是从本土供应链来看，木桶效应还比较的明显，尤其是光刻胶这类耗材仍然是严重依赖进口。

产品壁垒高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，下游主要为各芯片应用环节。由于光刻胶本身就是一门配方型的经验学科，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。除上游原材料壁垒外，半导体光刻胶国产化还具有配方、设备、客户验证等多重壁垒：1，配方壁垒：配方是光刻胶的核心技术。各厂商的配方难以通过分析市场上的成品来获得。为实现与已有供应商产品的性能和参数的完全匹配，光刻胶厂商首先需要对成百上千个树脂、光酸和添加剂进行排列组合，其次还要不断对各成分的比例进行调整，以实现和现有产品关键参数的完全匹配，这需要足够的研发资源、经验积累。

2，配套光刻机：光刻胶需要通过相应的光刻机进行测试和调整，目前国际光刻机龙头厂商所在地区对我国实施技术封锁，国产光刻机产品较少，且技术水准与海外龙头有较大差距，可供光刻胶厂商测试的资源较少。此外光刻机的购置和测试成本高昂，资金投入要求极高

3，量产稳定性：光刻胶的稳定性对下游晶圆厂极为重要。从实验室产品到量产，每批次光刻胶产品间金属离子含量、分子量分布等都必须实现稳定一致。这其中的难点，一是原材料的稳定供应，尤其是对于KrF、ArF等高端品种，其所需的单体、树脂种类较多，并且在国际市场中仅能购买到基础款，因此能否稳定获取质量合格的光刻胶树脂具有较大难度。二是在放大量产过程中金属离子的控制，由于存在环境控制效果不一样、树脂后处理产品量不同、配胶时混合速度不一样且均匀度也不一样等问题，需要更高水平的提纯技术和经验。4，下游客户认证壁垒：由于光刻胶的品质会直接影响芯片性能、良率等，试错成本高，客户验证需要经过PRS（基础工艺考核）、STR（小批量试产）、MSTR（中批量试产）、RELEASE（量产）四个阶段，验证周期在两年以上；此外光刻胶厂商的原材料供应商也必须得到下游晶圆厂的认可，因此下游晶圆厂与光刻胶供应厂商的粘性较强，光刻胶产品替代验证的时间成本极高。

所以。最后光刻胶成品的单价也是非常高，据了解KRF光刻胶售价为150万-300万元/吨，ARF光刻胶为1000万-3000万元/吨

光刻胶主要上市公司据华创证券，目前国内半导体光刻胶进展较快的公司包括彤程新材、华懋科技、晶瑞电材、上海新阳等。分产品看：1、g/i线光刻胶：国内北京科华、徐州博康、苏州瑞红已实现大规模量产，已导入国内头部半导体企业，市场份额逐渐提升。2、KrF 光刻胶：北京科华和徐州博康进展较快，2022 年已有多个品种实现销售；此外苏州瑞红及上海新阳也实现了量产突破。3、ArF 光刻胶：南大光电推出国内通过客户验证的第一只国产 ArF 光刻胶，并实现少量销售，华懋科技、上海新阳也有相关产品进行测试导入。4、EUV 光刻胶：当前国内并无EUV 光刻机，各厂商 EUV 光刻胶尚处于理论研究阶段。

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