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顯示面板光刻膠市場(chǎng)前景半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)格局對(duì)于技術(shù)壁壘最高的半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng),ArF光刻膠與其他浸沒(méi)式光刻膠合起來(lái)占據(jù)了整個(gè)市場(chǎng)的52%。日本企業(yè)在半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。根據(jù)東京應(yīng)化公布的數(shù)據(jù),2019年日本企業(yè)合計(jì)市場(chǎng)份額為69%,東京應(yīng)化(TOK)占比為25%。全球百億美金市場(chǎng),顯示+PCB+IC三大應(yīng)用推動(dòng)發(fā)展全球市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)容,2023年有望突破百億美金。光刻膠作為制造關(guān)鍵原材料,隨著未來(lái)汽車、人工智能、國(guó)防等領(lǐng)域的快速發(fā)展,全球光刻膠市場(chǎng)規(guī)模將有望持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)Reportlinker數(shù)據(jù),全球光刻膠市場(chǎng)預(yù)計(jì)2019-2026年復(fù)合年增長(zhǎng)率有望達(dá)到6.3%,至2023年突破100億美金,到2026年超過(guò)120億美元。大陸市場(chǎng)增速高于全球,2022年有望超過(guò)百億人民幣。疊加產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移因素,中國(guó)光刻膠市場(chǎng)的增長(zhǎng)速度超過(guò)了全球平均水平。根據(jù)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù),2021年中國(guó)光刻膠市場(chǎng)達(dá)93.3億元,16-21年CAGR為11.9%,21年同比增長(zhǎng)11.7%,高于同期全球光刻膠增速5.75%。隨著未來(lái)PCB、LCD和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)向中國(guó)轉(zhuǎn)移,中國(guó)光刻膠市場(chǎng)有望不斷擴(kuò)大,占全球光刻膠市場(chǎng)比例也將持續(xù)提升,預(yù)計(jì)到2026年占比有望從2019年的15%左右提升到19.3%。顯示、PCB、IC是三大應(yīng)用領(lǐng)域,合計(jì)占比超70%。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同,光刻膠可分為印刷電路板(PCB)用光刻膠、液晶顯示(LCD)用光刻膠、半導(dǎo)體用光刻膠和其他用途光刻膠。根據(jù)Reportlinker數(shù)據(jù),2019年P(guān)CB、半導(dǎo)體和平板顯示光刻膠占比分別為27.8%、21.9%、23.0%,為前三大應(yīng)用領(lǐng)域。按顯影過(guò)程中曝光區(qū)域的去除或保留分,分成正性光刻膠(正膠)和負(fù)性光刻膠(負(fù)膠),正負(fù)膠各有優(yōu)勢(shì),但正膠分辨率更高,是主流光刻膠。1)正性光刻膠:正性光刻膠在紫外線等曝光源的照射下,將圖形轉(zhuǎn)移至光膠涂層上,受光照射后感光部分將發(fā)生分解反應(yīng),可溶于顯影液,未感光部分不溶于顯影液,仍然保留在襯底上,將與掩膜上相同的圖形復(fù)制到襯底上。正性光刻膠響應(yīng)波長(zhǎng)為330~430納米,膠膜厚為1~3微米,正性光刻膠的分辨率更高,無(wú)溶脹現(xiàn)象。因此,正性光刻膠的應(yīng)用比負(fù)性光刻膠更為普及。2)負(fù)性光刻膠:負(fù)性光刻膠在紫外線等曝光源的照射下,將圖形轉(zhuǎn)移至光膠涂層上,在顯影溶液的作用下,負(fù)性光刻膠曝光部分產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)而不溶于顯影液;未曝光部分溶于顯影液,將與掩膜上相反的圖形復(fù)制到襯底上。負(fù)性光刻膠響應(yīng)波長(zhǎng)為330~430納米,膠膜厚0.3~1微米,負(fù)性光刻膠的分辨率比正性光刻膠低。負(fù)膠占總體光刻膠比重較小,多用于特殊工藝。由于負(fù)膠耐熱性強(qiáng),多應(yīng)用于高壓功率器件、高耗能器件等,此外也常用于一些特殊工藝,因?yàn)樨?fù)膠難以去除的特性,在芯片最后的封裝階段可以使用負(fù)膠,能起到絕緣、保護(hù)芯片的作用??偟膩?lái)說(shuō),正膠有以下主要優(yōu)點(diǎn):①高分辨率,高對(duì)比度;②使用暗場(chǎng)掩模減少了曝光圖形的缺陷率,因?yàn)檠谀4蟛糠謪^(qū)域都是不透光的。③使用水溶性顯影液;④去膠容易。因此,正膠普及率大于負(fù)膠。行業(yè)基本風(fēng)險(xiǎn)特征(一)光刻膠行業(yè)下游行業(yè)景氣波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)電子材料行業(yè)的下游行業(yè)包括半導(dǎo)體、顯示面板等行業(yè),若未來(lái)受新冠疫情、國(guó)際貿(mào)易及全球經(jīng)濟(jì)下行的影響,半導(dǎo)體和顯示面板行業(yè)產(chǎn)品需求降低,存在導(dǎo)致電子材料行業(yè)經(jīng)營(yíng)環(huán)境發(fā)生較大不利變化的風(fēng)險(xiǎn)。(二)光刻膠行業(yè)安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)光刻膠及其配套試劑中的部分產(chǎn)品為危險(xiǎn)化學(xué)品、易制毒化學(xué)品或易制爆化學(xué)品,有易燃、易爆、腐蝕等性質(zhì),在其研發(fā)、生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)和運(yùn)輸過(guò)程中存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn),操作不當(dāng)會(huì)造成人身安全和財(cái)產(chǎn)損失等安全事故。(三)光刻膠行業(yè)環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)光刻膠及其配套試劑在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的廢水、廢氣、固體廢棄物等,如不能得到有效處理,會(huì)造成環(huán)境污染。隨著國(guó)家環(huán)境污染治理標(biāo)準(zhǔn)日趨提高,以及主要客戶對(duì)供應(yīng)商產(chǎn)品品質(zhì)和環(huán)境治理要求的提高,行業(yè)的環(huán)保治理成本將不斷增加;同時(shí),因環(huán)保設(shè)施故障、污染物外泄等原因可能產(chǎn)生環(huán)保事故,也將對(duì)企業(yè)未來(lái)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)產(chǎn)生不利影響。(四)光刻膠行業(yè)原材料進(jìn)口依賴風(fēng)險(xiǎn)上游原材料是影響光刻膠品質(zhì)的重要因素,目前我國(guó)光刻膠原材料市場(chǎng)基本被國(guó)外廠商壟斷,尤其是樹(shù)脂和光敏劑高度依賴于進(jìn)口,國(guó)產(chǎn)化率很低。若該等境外廠商減產(chǎn)或停產(chǎn),或由于自然災(zāi)害、國(guó)際貿(mào)易環(huán)境發(fā)生重大變化等因素導(dǎo)致供應(yīng)商無(wú)法正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、導(dǎo)致前述原材料供應(yīng)減少甚至中斷,可能對(duì)行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重大不利影響。半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模(一)光刻膠市場(chǎng)規(guī)模光刻膠作為制造關(guān)鍵原材料,隨著未來(lái)汽車、人工智能、國(guó)防等領(lǐng)域的快速發(fā)展,全球光刻膠市場(chǎng)規(guī)模將有望持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)Reportlinker數(shù)據(jù),全球光刻膠市場(chǎng)預(yù)計(jì)2019-2026年復(fù)合年增長(zhǎng)率有望達(dá)到6.3%,至2023年突破100億美元,到2026年超過(guò)120億美元。疊加產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移因素,中國(guó)光刻膠市場(chǎng)的增長(zhǎng)速度超過(guò)了全球平均水平。根據(jù)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù),2021年中國(guó)光刻膠市場(chǎng)達(dá)93.3億元,2016-2021年均復(fù)合增長(zhǎng)率為11.9%,2021年同比增長(zhǎng)11.7%,高于同期全球光刻膠增速5.75%。隨著未來(lái)PCB、顯示面板和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)向中國(guó)轉(zhuǎn)移,中國(guó)光刻膠市場(chǎng)有望不斷擴(kuò)大,占全球光刻膠市場(chǎng)比例也將持續(xù)提升,預(yù)計(jì)到2026年占比有望從2019年的15%左右提升到19.3%。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同,光刻膠可分為PCB光刻膠、顯示面板光刻膠、半導(dǎo)體光刻膠和其他用途光刻膠。2020年半導(dǎo)體、顯示面板和PCB光刻膠占比分別為23.3%、25.9%、23.6%,為前三大應(yīng)用領(lǐng)域。1、半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)規(guī)模全球半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)增速遠(yuǎn)高于全球光刻膠平均水平,占比不斷提升。據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì),2021年全球半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)規(guī)模達(dá)24.71億美元,較上年同期增長(zhǎng)19.49%,2015-2021年CAGR為12.03%。2019年全球半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)規(guī)模約為18億美元,半導(dǎo)體光刻膠占整體光刻膠比重約21.9%,到2021年占比提升至26.85%。分地區(qū)看,中國(guó)大陸半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)依舊保持著最快增速,2021年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到4.93億美元,較上年同期增長(zhǎng)43.69%,超過(guò)全球半導(dǎo)體光刻膠增速的兩倍;中國(guó)占比全球半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)比重也將從2015年約10.4%提升到2021年接近20%。半導(dǎo)體光刻膠按照曝光波長(zhǎng)不同可分為g線(436nm)、i線(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)以及新興起的EUV光刻膠5大類。ArF(包括ArFi)光刻膠已是集成電路制造需求金額最大的光刻膠產(chǎn)品,隨著集成電路產(chǎn)業(yè)超先進(jìn)制程持續(xù)發(fā)展,ArF光刻膠持續(xù)迎來(lái)廣闊市場(chǎng)機(jī)遇。2、顯示面板光刻膠市場(chǎng)規(guī)模全球顯示面板光刻膠市場(chǎng)穩(wěn)步上升,2020年全球顯示面板光刻膠市場(chǎng)規(guī)模在23億美元左右。未來(lái)有望受益于LCD電視的大尺寸化、高清化趨勢(shì),LCD面板出貨面積不斷提升,充分傳導(dǎo)至顯示面板光刻膠需求。根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)2019-2023年我國(guó)顯示面板光刻膠市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)從40億元提升到69億元,年均復(fù)合增長(zhǎng)14.6%,預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占比也將從2019年47.9%提升到2023年74.6%。3、PCB光刻膠市場(chǎng)規(guī)模根據(jù)Reportlinker數(shù)據(jù),2020年全球PCB光刻膠市場(chǎng)規(guī)模在20億美元左右,中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模占比達(dá)50%以上。隨著PCB光刻膠外企東移及內(nèi)資企業(yè)的不斷發(fā)展,中國(guó)已成為全球最大的PCB光刻膠生產(chǎn)基地。(二)光刻膠配套試劑市場(chǎng)規(guī)模根據(jù)《中國(guó)半導(dǎo)體支撐業(yè)發(fā)展?fàn)顩r報(bào)告(2022年編)》,光刻膠配套試劑主要包括顯影液、剝離液、邊膠劑和增粘劑等。全球光刻膠配套試劑的市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)與光刻膠基本一致,2021年市場(chǎng)規(guī)模為29.5億美元,同比增長(zhǎng)11.1%,預(yù)計(jì)2022和2023年將分別為31.9億美元和32.6億美元。光刻膠:光刻工藝所需核心材料,助力制程持續(xù)升級(jí)光刻膠百年發(fā)展史,是光刻工藝所需關(guān)鍵材料。光刻膠被應(yīng)用于印刷工業(yè)已經(jīng)超過(guò)一個(gè)世紀(jì)。到20世紀(jì)20年代,開(kāi)始被用于PCB領(lǐng)域,到20世紀(jì)50年代,開(kāi)始被用于生產(chǎn)晶圓。20世紀(jì)50年代末,eastmankodak(伊士曼柯達(dá)公司)和Shipley(已被陶氏收購(gòu))分別設(shè)計(jì)出適合半導(dǎo)體工業(yè)所需的正膠和負(fù)膠。光刻膠用于光刻工藝,幫助將設(shè)計(jì)好的電路圖形由掩膜版轉(zhuǎn)移至硅片,從而實(shí)現(xiàn)特定的功能。光刻膠的質(zhì)量和性能直接影響制造產(chǎn)線良率。以集成電路為例,光刻工藝步驟和光刻膠的使用場(chǎng)景:1)氣體硅片表面預(yù)處理:在光刻前,硅片會(huì)經(jīng)歷一次濕法清洗和去離子水沖洗,目的是去除沾污物。在清洗完畢后,硅片表面需要經(jīng)過(guò)疏水化處理,用來(lái)增強(qiáng)硅片表面同光刻膠(通常是疏水性的)的黏附性。2)旋涂光刻膠,抗反射層:在氣體預(yù)處理后,光刻膠需要被涂敷在硅片表面。涂敷的方法是最廣泛使用的旋轉(zhuǎn)涂膠方法,光刻膠(大約幾毫升)先被管路輸送到硅片,然后硅片會(huì)被旋轉(zhuǎn)起來(lái),并且逐漸加速,直到穩(wěn)定在一定的轉(zhuǎn)速上(轉(zhuǎn)速高低決定了膠的厚度,厚度反比于轉(zhuǎn)速的平方根)。3)曝光前烘焙:當(dāng)光刻膠被旋涂在硅片表面后,必須經(jīng)過(guò)烘焙。烘焙的目的在于將幾乎所有的溶劑驅(qū)趕走。這種烘焙由于在曝光前進(jìn)行叫做曝光前烘焙,簡(jiǎn)稱前烘,又叫軟烘(softbake)。前烘改善光刻膠的黏附性,提高光刻膠的均勻性,以及在刻蝕過(guò)程中的線寬均勻性控制。4)對(duì)準(zhǔn)和曝光:在投影式曝光方式中,掩膜版被移動(dòng)到硅片上預(yù)先定義的大致位臵,或者相對(duì)硅片已有圖形的恰當(dāng)位臵,然后由鏡頭將其圖形通過(guò)光刻轉(zhuǎn)移到硅片上。對(duì)接近式或者接觸式曝光,掩膜版上的圖形將由紫外光源直接曝光到硅片上。5)曝光后烘焙:曝光完成后,光刻膠需要經(jīng)過(guò)又一次烘焙。后烘的目的在于通過(guò)加熱的方式,使光化學(xué)反應(yīng)得以充分完成。曝光過(guò)程中產(chǎn)生的光敏感成分會(huì)在加熱的作用下發(fā)生擴(kuò)散,并且同光刻膠產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),將原先幾乎不溶解于顯影液體的光刻膠材料改變成溶解于顯影液的材料,在光刻膠薄膜中形成溶解于和不溶解于顯影液的圖形。由于這些圖形同掩膜版上的圖形一致,但是沒(méi)有被顯示出來(lái),又叫潛像(latentimage)。6)顯影:由于光化學(xué)反應(yīng)后的光刻膠呈酸性,顯影液采用強(qiáng)堿溶液。一般使用體積比為2.38%的四甲基氫氧化銨水溶液。光刻膠薄膜經(jīng)過(guò)顯影過(guò)程后,曝過(guò)光的區(qū)域被顯影液洗去,掩膜版的圖形便在硅片上的光刻膠薄膜上以有無(wú)光刻膠的凹凸形狀顯示出來(lái)。7)堅(jiān)膜烘焙:在顯影后,由于硅片接觸到水分,光刻膠會(huì)吸收一些水分,這對(duì)后續(xù)的工藝,如濕發(fā)刻蝕不利。于是需要通過(guò)堅(jiān)膜烘焙(hardbake)來(lái)將過(guò)多的水分驅(qū)逐出光刻膠。由于現(xiàn)在刻蝕大多采用等離子體刻蝕,又稱為干刻,堅(jiān)膜烘焙在很多工藝當(dāng)中已被省去。8)測(cè)量:在曝光完成后,需要對(duì)光刻所形成的關(guān)鍵尺寸以及套刻精度進(jìn)行測(cè)量。關(guān)鍵尺寸的測(cè)量通常使用掃描電子顯微鏡,而套刻精度的測(cè)量由光學(xué)顯微鏡和電荷耦合陣列成像探測(cè)器承擔(dān)。制程升級(jí)是確定發(fā)展方向,光刻設(shè)備和光刻膠是核心因素。隨著高集成度、超高速、超高頻集成電路及元器件的開(kāi)發(fā),集成電路與元器件特征尺寸呈現(xiàn)出越來(lái)越精細(xì)的趨勢(shì),加工尺寸達(dá)到百納米直至納米級(jí),光刻設(shè)備和光刻膠產(chǎn)品也為滿足超微細(xì)電子線路圖形的加工應(yīng)用而推陳出新。光刻膠的分辨率直接決定了特征尺寸的大小,通常而言,曝光波長(zhǎng)越短,分辨率越高,因此為適應(yīng)集成電路線寬不斷縮小的要求,光刻膠的曝光波長(zhǎng)由紫外寬譜向g線(436nm)→i線(365nm)→KrF(248nm)→ArF(193nm)→F2(157nm)的方向轉(zhuǎn)移,并通過(guò)分辨率增強(qiáng)技術(shù)不斷提升光刻膠的分辨率水平。光刻膠是發(fā)展半導(dǎo)體行業(yè)不可或缺的產(chǎn)品組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜,產(chǎn)品壁壘高企。光刻膠(photoresist)又稱光致抗蝕劑,是指通過(guò)紫外光、電子束、離子束、X射線等的照射或輻射,其溶解度發(fā)生變化的耐蝕劑刻薄膜材料,主要由光刻膠樹(shù)脂、增感劑(光引發(fā)劑+光增感劑+光致產(chǎn)酸劑)、單體、溶劑和其他助劑組成。由于應(yīng)用場(chǎng)景頗多,不同用途的光刻膠在曝光光源、制造工藝、成膜特性等性能要求不同,對(duì)材料的溶解性、耐蝕刻性和感光性能等要求不同,不同原料的占比會(huì)有很大幅度變化,其中光刻膠樹(shù)脂是光刻膠主要成分,成本占比達(dá)到50%。光刻膠為集成電路中極為重要的材料,作為圖形媒介物質(zhì),用于芯片制造的光刻環(huán)節(jié),是必不可缺的關(guān)鍵材料。正性和負(fù)性光刻膠由于曝光反應(yīng)存在差異:正性光刻膠在曝光后,曝光部分會(huì)溶于顯影液,未曝光部分顯影后會(huì)留存,正性光刻膠分辨率對(duì)比度高,更適用于小型圖形,也因此高端光刻膠以正性為主。負(fù)性光刻膠則相反,曝光后曝光部分形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),硬化并留存在基底形成圖形,未曝光部分將溶解。負(fù)性光刻膠擁有更好的粘滯性和抗蝕性,因其具有更好感光性所以添加的感光劑更少,成本更低,也更適用于低成本低價(jià)質(zhì)量的芯片。半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)中正性膠占比為絕大多數(shù),負(fù)性膠占比極低。光刻膠按應(yīng)用領(lǐng)域分為PCB、面板和半導(dǎo)體光刻膠。PCB光刻膠主要分為干膜光刻膠、濕膜光刻膠和阻焊油墨;面板光刻膠主要分為TFT-LCD正性光刻膠、彩色&黑色負(fù)性光刻膠;半導(dǎo)體集成電路制造行業(yè)主要使用G/I線光刻膠、KrF光刻膠、ArF光刻膠和EUV光刻膠等。根據(jù)Cision,2019年全球光刻膠市場(chǎng)規(guī)模約91億美元,至2022年市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)105億美元,年化增長(zhǎng)率約5%,其中,面板光刻膠,PCB光刻膠和半導(dǎo)體光刻膠的應(yīng)用占比分別為27.8%、23.0%和21.9%。半導(dǎo)體光刻膠將成為光刻膠市場(chǎng)主要增長(zhǎng)因素。在下游PCB和面板二者復(fù)合增速緩慢的情況下,半導(dǎo)體光刻膠將在半導(dǎo)體市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)下,疊加其單位價(jià)值量相較于PCB光刻膠和面板光刻膠更高的特性,有望成為全球光刻膠市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要因素。隨著IC制程的不斷提高,為了滿足集成電路對(duì)電路密度和集成水平更高要求,光刻膠通過(guò)不斷縮短曝光波長(zhǎng),不斷提升圖形的分辨率。經(jīng)過(guò)幾十年的研發(fā),按照曝光波長(zhǎng),目前光刻膠的波長(zhǎng)由紫外寬譜逐步至G線(436nm)、I線(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)(KrF和ArF合計(jì)稱為DUV光刻膠)、以及最先進(jìn)的EUV(<13.5nm)水平。半導(dǎo)體光刻膠存差異,應(yīng)用于不同芯片制程。隨著曝光波長(zhǎng)縮短,光刻膠達(dá)到的極限分辨率不斷提高,得到的精密度更佳。目前市場(chǎng)上能得到分辨率最高的是EUV光刻膠,用于14nm以下先進(jìn)制程,由于整體較高的壁壘,僅G/I線有少量國(guó)產(chǎn)份額,KrF和ArF國(guó)產(chǎn)化率極低,EUV方面僅荷蘭的ASML能制造EUV光刻機(jī),國(guó)內(nèi)尚無(wú)企業(yè)擁有先進(jìn)制程芯片產(chǎn)能,因此國(guó)內(nèi)并沒(méi)有EUV光刻膠市場(chǎng),目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)大多集中在G線/I線KrF/ArF等用于28nm以上成熟制程的半導(dǎo)體光刻膠。半導(dǎo)體光刻膠并不完全僅用于其對(duì)應(yīng)電路尺寸。以KrF膠為例,雖然其對(duì)應(yīng)的最精細(xì)工藝范圍為0.13-0.35μm,但是KrF膠仍然可以用于0.13μm以下節(jié)點(diǎn),包括28nm,原因在于28nm制程的芯片并不是每處都達(dá)到了精細(xì)度極限,由于ArF膠價(jià)格是KrF膠的幾倍,下游客戶出于節(jié)省成本目的,在芯片精細(xì)度較低的區(qū)域仍將使用用于低制程的光刻膠,也因此KrF膠成為全種類半導(dǎo)體光刻膠中,消耗量極高的膠種類,肩負(fù)起承上啟下的作用。PCB光刻膠市場(chǎng)格局PCB光刻膠的技術(shù)門檻較低,加之我國(guó)的PCB的產(chǎn)值規(guī)模占全球的比例自2016年已超過(guò)50%,根據(jù)R

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