光刻胶：半导体制程关键材料

光刻是半导体制程的核心，制程时间占比为40%-60%。而光刻胶作为光刻工艺中图形转移的载体，几乎决定了晶圆厂所能达到的制程高度，是半导体制程中的不可或缺的关键材料，也是国产替代的重要环节。

光刻胶广泛用于光电信息产业的微细图形线路加工制作，光刻胶材料约占IC制造材料总成本的4%，市场空间巨大。

据智研咨询统计，2019年全球光刻胶市场规模预计近90亿美元，自2010年至今CAGR约5.4%。预计该市场未来3年仍将以年均5%的速度增长，至2022年全球光刻胶市场规模将超过100亿美元。

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光刻胶又称为光致抗蚀剂，是图形转移介质，其利用光照反应后溶解度不同将掩膜版图形转移至衬底上，主要由感光剂(光引发剂)、聚合剂(感光树脂)、溶剂与助剂构成。经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，在集成电路和半导体分立器件的微细加工中有广泛应用。

在每次的光刻和刻蚀工艺中，光刻胶都要通过预烘、涂胶、前烘、对准、曝光、后烘、显影和蚀刻等环节，将光罩（掩膜版）上的图形转移到硅片上。每一代新的光刻工艺都需要新一代的光刻胶技术相匹配，一块半导体芯片在制造过程中一般需要进行10-50道光刻过程。

不同的光刻过程对于光刻胶也有不一样的具体需求，光刻胶的质量和性能是影响集成电路性能、成品率及可靠性的关键因素。

光刻胶行业具有极高的行业壁垒，因此在全球范围其行业都呈现寡头垄断的局面。

从全球市场份额来看，主要由日本、美国、韩国企业所把控。目前前五大厂商占据了全球光刻胶市场87%的份额，行业集中度极高。其中，日本JSR、东京应化、日本信越与富士电子材料市占率加和达到72%。

目前，光刻胶曝光波长有宽谱紫外向g线-i线-KrF-ArF-EUV的方向移动，KrF和ArF光刻胶被日本、美国企业垄断。日本在这一领域的控制力极大增强了日本整体的半导体实力。

我国半导体领域的g线、i线光刻胶基本可以满足自给。其中g线光刻胶曝光波长463nm，分辨率可达0.5μm；i线光刻胶曝光波长365nm，分辨率可达0.35μm。两者主要用于6英寸晶圆的集成电路制造。

而更为高端的KrF、ArF光刻胶，我国则几乎全部依赖进口，国产化率存在极大的提升空间。

目前，芯片制造商使用的量产的最高端光刻胶为曝光波长193nm的ArF光刻胶。仅有海外企业能够达到ArF及以上的技术水平。

在ArF光刻胶方面，JSR、信越化学、东京应化、住友化学、富士胶片、陶氏化学分别占据24%、23%、20%、15%、8%、4%的市场份额。

在KrF光刻胶方面，东京应化、信越化学、JSR、陶氏化学、韩国东进、富士胶片分别占据35%、22%、18%、11%、6%、5%的市场份额。

在EUV光刻胶方面，具备专利布局的前十大企业中，日本公司占有七席，并且富士胶片、信越化学、住友化学排名前三位，其专利申请数量大幅领先其他公司，体现日本在EUV光刻胶领域具备十分明显的技术优势。

光刻胶按应用领域分类，大致分为LCD光刻胶、PCB光刻胶（感光油墨）与半导体光刻胶等。按照下游应用来看，目前半导体光刻胶占比24.1%，LCD光刻胶占比26.6%，PCB光刻胶占比24.5%，其他类光刻胶占比24.8%。

从技术及产品线角度看，国内企业在半导体光刻胶领域与世界先进水平仍有2-3代的差距，国产替代之路任重道远。

实现国产化的光刻胶主要集中在低端PCB光刻胶和LCD光刻胶。

从技术水平来看，PCB光刻胶是目前国产替代进度最快的，目前国产化率已达到50%。

在PCB领域，国产光刻胶具备了一定的技术和量产能力，已经实现对主流厂商大批量供货。容大感光、广信材料、东方材料、飞凯材料、永太科技等在内的大陆企业占据国内 46%左右湿膜光刻胶和光成像阻焊油墨市场份额。

技术门槛更高的 LCD 光刻胶国产化率在10%左右，进口替代空间巨大。主要企业有飞凯材料、永太科技、苏州瑞红（晶瑞股份 100%控股）和北京科华微电子（南大光电持股 31.39%）。飞凯材料已经在高端的湿膜光刻胶领域通过下游厂商验证，CF光刻胶已经通过华星光电验证。

晶瑞股份（苏州瑞红）承担了国家重大科技项目02专项“i线光刻胶产品开发及产业化”项目并通过验收，在国内实现了i线（365nm）光刻胶量产，并在中芯国际、扬杰科技、士兰微等知名半导体厂通过了单项测试和分片测试，取得了客户的产品认证。

南大光电2019年半年报中披露公司正在自主创新和产业化的193nm光刻胶项目，已获得国家02专项“193nm光刻胶及配套材料关键技术研究项目”和“ArF光刻胶开发和产业化项目”的正式立项，先后共获得中央财政补贴15,101.65万元，地方配套5,000万元。

半导体材料和半导体设备作为半导体产业链的最上游，对于产业的支撑意义明显，具有同等重要的战略意义。2020年至2022年是中国大陆晶圆厂投产高峰期，以长江存储，长鑫存储等新兴晶圆厂和以中芯国际，华虹为代表的老牌晶圆厂正处于产能扩张期，未来3年将迎来密集投产。根据国内晶圆厂的建设速度和规划，预计2022年国内半导体光刻胶市场是2019年的两倍，半导体光刻胶市场将迎来高速发展期。