全球半導(dǎo)體行業(yè)景氣度持續(xù)高漲，上游光刻膠市場也不例外，日本信越化學(xué)等廠商受多種因素影響，不僅趁此機(jī)會抬高光刻膠價格，而且還減少部分中國客戶的供給量，中小型客戶甚至出現(xiàn)斷供的情況。

不過，“斷供危機(jī)”也倒逼國內(nèi)晶圓廠商開始嘗試國產(chǎn)光刻膠，這在一定程度上加快了國產(chǎn)光刻膠的發(fā)展速度。目前彤程新材、晶瑞電材已經(jīng)供貨多家下游廠商，而南大光電、上海新陽、廣信材料、飛凱材料等廠商的光刻膠產(chǎn)品進(jìn)度也明顯加快。

什么是光刻膠?

光刻膠是利用光化學(xué)反應(yīng)經(jīng)光刻工藝將所需要的微細(xì)圖形從掩模版轉(zhuǎn)移到待加工基片上的圖形轉(zhuǎn)移介質(zhì)，由成膜劑、光敏劑、溶劑和添加劑等主要化學(xué)品成分和其他助劑組成，被廣泛應(yīng)用于光電信息產(chǎn)業(yè)的微細(xì)圖形線路的加工制作，是微細(xì)加工技術(shù)的關(guān)鍵性材料。

在光刻工藝中，光刻膠被均勻涂布在硅片、玻璃和金屬等不同的襯底上，經(jīng)曝光、顯影和蝕刻等工序?qū)⒀谀ぐ嫔系膱D形轉(zhuǎn)移到薄膜上，形成與掩膜版完全對應(yīng)的幾何圖形。光刻膠按顯示的效果，可分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠，如果顯影時未曝光部分溶解于顯影液，形成的圖形與掩膜版相反，稱為負(fù)性光刻膠;如果顯影時曝光部分溶解于顯影液，形成的圖形與掩膜版相同，稱為正性光刻膠。

按照曝光波長分類，可分為紫外光刻膠(300~450nm)、深紫外光刻膠(160~280nm)、極紫外光刻膠(EUV，13.5nm)、電子束光刻膠、離子束光刻膠、X 射線光刻膠等。通常來說，波長越短，加工分辨率越佳。

按應(yīng)用場景來看，光刻膠的三大應(yīng)用領(lǐng)域分別為 PCB、面板和半導(dǎo)體。用于 PCB、顯示面板的光刻膠，分辨率要求并不高。而目前半導(dǎo)體用光刻膠主要分為 5 個種類：g 線光刻膠，i 線光刻膠，KrF 光刻膠，ArF 光刻膠和 EUV 光刻膠。隨著芯片制程工藝的不斷進(jìn)步，對光刻膠分辨率的要求也越來越高，從微米級到現(xiàn)在納米級的蝕刻，甚至將來可能到原子級的蝕刻。

據(jù)法國知名調(diào)研機(jī)構(gòu)-Reportlinker 公布的數(shù)據(jù)顯示，2019 年，全球光刻膠在平板顯示 (LCD) 領(lǐng)域的應(yīng)用占比最大，約 27.8%;而在 PCB、半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用比例分別為 23% 和 21.9%。

而生產(chǎn)光刻膠的原料包括光刻膠樹脂、單體、光引發(fā)劑(包括光增感劑、光致產(chǎn)酸劑)及其他助劑等。數(shù)據(jù)顯示，樹脂占光刻膠總成本的 50%，在光刻膠原料中占比最大，其次是占 35% 的單體和占 15% 的光引發(fā)劑及其他助劑。

市場情況如何?

隨著電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的突飛猛進(jìn)，光刻膠市場總需求不斷提升。根據(jù) Cision 數(shù)據(jù)，2019 年，全球整體光刻膠市場規(guī)模為 91 億美元，而到 2022 年則有望達(dá)到 105 億美元，年均復(fù)合增速 5%。

而中國作為全球最大電子產(chǎn)品進(jìn)出口國，占據(jù)了光刻膠最大的市場份額。國內(nèi)光刻膠市場規(guī)模快速擴(kuò)大，根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)顯示，中國光刻膠市場規(guī)模由 2015 年的 100 億元增長至 2020 年的 176 億元，年均復(fù)合增速 12.0%。

不過，由于極高的行業(yè)壁壘，全球半導(dǎo)體光刻膠供應(yīng)市場高度集中，核心技術(shù)掌握少數(shù)國際大廠手中，日本的 JSR、東京應(yīng)化、信越化學(xué)及富士膠片四家企業(yè)占據(jù)了全球 70% 以上的市場份額，處于市場壟斷地位。在全球半導(dǎo)體光刻膠市場上，日本企業(yè)處于絕對壟斷地位。

國產(chǎn)光刻膠企業(yè)無論是技術(shù)水平還是市場份額，均遠(yuǎn)落后于世界先進(jìn)廠商。目前，雖然我國光刻膠產(chǎn)品在全球中低端市場占有一席之地，但高端光刻膠基本依賴于進(jìn)口。

從細(xì)分市場來看，在 PCB 光刻膠，濕膜及阻焊油墨已經(jīng)基本是實(shí)現(xiàn)自給，國產(chǎn)化率超過 50%，而干膜光刻膠仍需大量進(jìn)口，主要供應(yīng)地區(qū)在日本和中國臺灣。

而平板顯示用光刻膠主要產(chǎn)地為日本、韓國和中國臺灣，其中彩色光刻膠、黑色光刻膠國產(chǎn)化率僅為 5%，雅克科技收購 LG 化學(xué)該板塊業(yè)務(wù)后成為國內(nèi)最大供應(yīng)商;TFT 光刻膠，中國大陸大部分產(chǎn)能仍靠進(jìn)口。

半導(dǎo)體用光刻膠國產(chǎn)化率更低，基本被日本企業(yè)所壟斷，我國僅實(shí)現(xiàn) g 線、i 線、KrF 和 ArF 國產(chǎn)化，且大多供應(yīng)的是 g 線、i 線光刻膠，而高端市場 EUV 光刻膠尚處于早期研發(fā)階段。

高端光刻膠長期為國外企業(yè)壟斷的現(xiàn)狀，對我國芯片制造造成“卡脖子”風(fēng)險。去年底以來，集成電路企業(yè)生產(chǎn)所需的光刻膠等原材料出現(xiàn)斷供危機(jī)。近日“20 余家企業(yè)包機(jī)‘團(tuán)購’光刻膠、防反射薄膜生成液等集成電路制造相關(guān)材料”的新聞備受關(guān)注，折射出市場對光刻膠需求的急切程度。

隨著全球 "缺芯潮"、日本信越化學(xué)斷供等事件的不斷發(fā)生，國內(nèi)晶圓廠商也意識到保障半導(dǎo)體制造供應(yīng)鏈安全、實(shí)現(xiàn)自主可控的重要性，開始嘗試國產(chǎn)光刻膠，這在一定程度上加快了國產(chǎn)光刻膠的發(fā)展速度。

國內(nèi)廠商有何進(jìn)展?

盡管高端光刻膠技術(shù)壁壘較高，但目前國內(nèi)已有眾多廠商積極布局，包括彤程新材(北京科華)、晶瑞電材、南大光電、上海新陽、廣信材料、華懋科技等廠商。

彤程新材日前在互動平臺表示，2021 年上半年，公司旗下北京科華抓住國內(nèi)相關(guān)半導(dǎo)體光刻膠供應(yīng)短缺機(jī)會，在 G-I 線和 KrF 光刻膠的開發(fā)上持續(xù)發(fā)力，是唯一被 SEMI 列入全球光刻膠八強(qiáng)的中國光刻膠公司。

上半年，彤程新材與中芯國際、華虹半導(dǎo)體、華力微電子、長江存儲等國內(nèi)主流集成電路企業(yè)合作，研發(fā)立項(xiàng) 49 項(xiàng)，其中 70% 以上項(xiàng)目針對 8 寸及 12 寸客戶需求定制開發(fā)。多款新產(chǎn)品出貨放量。國內(nèi)所有的 6 寸客戶全部處于合作或在開發(fā)中，G/I 線光刻膠在 6 寸市場占有率在 60% 以上;8 寸用戶增至 15 家，12 寸客戶增至 8 家，持續(xù)多年穩(wěn)定量產(chǎn)供貨給下游客戶。

產(chǎn)品放量也帶動其業(yè)績快速增長。上半年，北京科華半導(dǎo)體光刻膠業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 5647.83 萬元，同比增長 46.74%，半導(dǎo)體用 G/I 線光刻膠產(chǎn)品較上年同期增長 40.36%，KrF 光刻膠產(chǎn)品較上年同期增長 94.51%。上半年新增包括 KrF 光刻膠、高檔 I 線光刻膠、化學(xué)放大型 I 線光刻膠在內(nèi)的 10 支產(chǎn)品獲得長江存儲、中芯北方、廣州粵芯、廈門士蘭集科等用戶訂單。

而晶瑞電材作為我國歷史最悠久、供應(yīng)量最大的光刻膠生產(chǎn)企業(yè)之一，產(chǎn)品序列齊全，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模、盈利能力均處于行業(yè)領(lǐng)先水平，其中 g/i 線光刻膠已向中芯國際、合肥長鑫等知名大尺寸半導(dǎo)體廠商供貨，KrF(248nm 深紫外)光刻膠完成中試，目前已進(jìn)入客戶測試階段，測試通過后即可進(jìn)入量產(chǎn)階段。ArF 高端光刻膠研發(fā)工作已正式啟動，旨在研發(fā)滿足 90-28nm 芯片制程的 ArF(193nm)光刻膠，滿足當(dāng)前集成電路產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵材料市場需求。

南大光電表示，公司已建成年產(chǎn) 25 噸的 ArF 光刻膠產(chǎn)線，目前簽訂了小批量訂單，尚未開始規(guī)模量產(chǎn)。而上海新陽也稱，公司自主研發(fā)的 KrF 光刻膠產(chǎn)品已通過客戶認(rèn)證，并成功取得訂單。另外，廣信材料、飛凱材料的光刻膠產(chǎn)品正處于送樣階段。

而在光刻膠原材料方面，國內(nèi)廠商也加速布局。例如，華懋科技通過投資徐州博康切入光刻膠單體領(lǐng)域。徐州博康主要單體產(chǎn)品覆蓋 ArF 濕法單體 5 款、ArF 干法單體 5 款、KrF 單體 6 款。今年上半年，其供應(yīng)某客戶的 KrF 光刻膠單體、ArF 光刻膠單體產(chǎn)品達(dá)到 1285 萬元。在光刻膠產(chǎn)品上，徐州博康向某射頻芯片制造商經(jīng)銷商供應(yīng) 4 款 KrF 光刻膠。在和某特殊存儲芯片制造商的合作中，徐州博康已經(jīng)小批量供應(yīng) ArF 光刻膠。

在單體領(lǐng)域，萬潤股份(ArF/KrF 膠單體)、瑞聯(lián)新材、微芯新材(KrF 膠單體)也已有實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)，但體量均不大。在樹脂領(lǐng)域，圣泉集團(tuán)雖是一家做酚醛樹脂的公司，但其主要應(yīng)用領(lǐng)域還是在非電子材料領(lǐng)域。

在光引發(fā)劑領(lǐng)域，強(qiáng)力新材具有一定市場競爭力，其主營光刻膠光引發(fā)劑業(yè)務(wù)，僅光刻膠用光引發(fā)劑產(chǎn)能近 1600 噸/年。在溶劑領(lǐng)域，外企壟斷現(xiàn)象相對而言沒有那么嚴(yán)峻，在國內(nèi)江蘇華倫、江蘇天音化學(xué)、百川股份以及怡達(dá)股份均有規(guī)模化生產(chǎn)電子級丙二醇甲醚醋酸酯。

整體上來看，在國家政策與“02 專項(xiàng)”等扶持項(xiàng)目的支持下，我國半導(dǎo)體光刻膠逐漸實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，g/i 線光刻膠已經(jīng)逐步形成產(chǎn)能，KrF 光刻膠正處于批量供貨階段，ArF 光刻膠正處于驗(yàn)證導(dǎo)入階段，EUV 光刻膠尚處于初級研發(fā)階段。隨著國內(nèi)企業(yè)在高端光刻膠產(chǎn)品上持續(xù)取得了重大突破，將會加快國產(chǎn)替代的進(jìn)程。