光刻膠專題分析-半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)核心卡脖子環(huán)節(jié)國(guó)內(nèi)廠商蓄勢(shì)待發(fā)

光刻膠專題分析：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)核心卡脖子環(huán)節(jié)，國(guó)內(nèi)廠商蓄勢(shì)待發(fā)1、半導(dǎo)體光刻膠：半導(dǎo)體制造關(guān)鍵原材料之一1.1、光刻工藝中最關(guān)鍵的耗材，承擔(dān)圖形轉(zhuǎn)移介質(zhì)重任光刻工藝是半導(dǎo)體制造中最為重要的工藝步驟之一。集成電路制造工藝繁多復(fù)雜，其中光刻、刻蝕和薄膜沉積是半導(dǎo)體制造三大核心工藝，其中光刻的主要作用是將印制于掩膜板上的電路圖復(fù)制到襯底晶圓上，為下一步進(jìn)行刻蝕或者離子注入工序做好準(zhǔn)備。光刻的成本約為整個(gè)硅片制造工藝的1/3，耗費(fèi)時(shí)間約占整個(gè)硅片工藝的40～60%。光刻過程可大致分為涂膠、曝光、顯影、刻蝕、清洗等步驟：（1）涂膠：將已沉積在晶圓表面需要被刻蝕的晶圓面朝上放置于圖片，涂抹上光刻膠，然后通過高速旋轉(zhuǎn)將光刻膠均勻涂抹于晶圓表面，其中光阻層的厚度與轉(zhuǎn)速成負(fù)相關(guān)。（2）曝光+顯影：紫外光通過光罩照射至光刻膠表面，被照射的地方化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，進(jìn)而在顯影液的作用下被清除，從而暴露出下層需要被刻蝕的材料。（3）刻蝕：將處理好的晶圓片放置刻蝕液中，刻蝕液通常是可以和被刻蝕材料反映且不和光刻膠反映的液體，因此被光刻膠遮蓋住的部分不受影響。（4）清洗：光刻膠本身是有機(jī)物，因此最后可利用相似相容原理，通過物理+化學(xué)方法去除多余的光刻膠。光刻膠是光刻工藝中最主要的、最關(guān)鍵的材料。光刻材料是指光刻工藝中用到的光刻膠

（Photoresist，PR）、抗反射涂層（ARC）、旋涂碳（SOC）、旋涂玻璃（SOG）等，其中最為重要的就是光刻膠。光刻膠是一類光敏感聚合物，在一定波長(zhǎng)的光照下光子激發(fā)材料中的光化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而改變光刻膠在顯影液中的溶解度，從而實(shí)現(xiàn)圖形化的目的。在光刻工藝中，掩膜版上的圖形被投影在光刻膠上，激發(fā)光化學(xué)反應(yīng)，再經(jīng)過烘烤和顯影后形成光刻膠圖形，而光刻膠圖形作為阻擋層，用于實(shí)現(xiàn)選擇性的刻蝕或離子注入。光刻膠本身性能對(duì)IC圖形化工藝質(zhì)量影響較大，并將進(jìn)一步影響電子器件的性能。光刻膠性能主要由其化學(xué)結(jié)構(gòu)決定，不同結(jié)構(gòu)的光刻膠在性能上差異較大，酚醛樹脂類光刻膠的分辨度性能就明顯不如聚合物樹脂。評(píng)價(jià)光刻膠性能的指標(biāo)主要有分辨度、感光性能（敏感度、感光速度、對(duì)比度）、粘滯性和粘附性等關(guān)鍵指標(biāo)，此外還有表面張力、保護(hù)能力、存儲(chǔ)和運(yùn)輸可靠性等指標(biāo)。分辨度：區(qū)分鄰近圖形的最小距離，光刻膠分辨率越高，在同樣光刻設(shè)備的作用下能把更多的器件單元清晰地在硅片上顯影出來，即同樣面積集成的晶體管更多，芯片運(yùn)算速度越快。感光性能：主要分為靈敏度、感光速度和對(duì)比度三項(xiàng)。由于光源發(fā)出的紫外/極紫外光需要經(jīng)過多次反射鏡修正光路并完成雜光過濾，因此最終大部分能量將被過濾掉。光刻膠發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)所需要的能量越小，感光速度越快。此外，由于顯影環(huán)節(jié)存在大量化學(xué)反應(yīng)，對(duì)比度較高的光刻膠才能防止反應(yīng)擴(kuò)散及邊緣“毛邊”。1.2、半導(dǎo)體光刻膠種類豐富，研發(fā)/生產(chǎn)/客戶壁壘極高根據(jù)曝光后光刻膠薄膜化學(xué)性質(zhì)變化不同所導(dǎo)致的去留情況，光刻膠可分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠。正性光刻膠在紫外/極紫外光照射下，曝光區(qū)域光刻膠中的高分子鏈發(fā)生降解、官能團(tuán)脫保護(hù)、重排、分子內(nèi)脫水等化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致其在顯影液中溶解度增加，在基板上獲得與掩膜版相同的圖案。反之，負(fù)性光刻膠的高分子鏈在曝光區(qū)域光刻膠中因發(fā)生交聯(lián)而不溶，未曝光區(qū)域在顯影液中溶解，從而獲得與掩膜版圖形相反的圖案。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于負(fù)性光刻膠在顯影時(shí)易發(fā)生變形及膨脹，通常情況下分辨率只能達(dá)到2微米，因此正性光刻膠的應(yīng)用更為廣泛。按下游應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行分類可分為半導(dǎo)體用光刻膠、顯示面板用光刻膠和PCB用光刻膠。智研咨詢數(shù)據(jù)顯示，下游三大應(yīng)用領(lǐng)域分布較為均衡，PCB光刻膠、面板光刻膠、半導(dǎo)體光刻膠各占1/4左右。PCB光刻膠主要包括干膜光刻膠、濕膜光刻膠、感光阻焊油墨等；平板顯示光刻膠則主要是彩色及黑色光刻膠、TFT-LCD正性光刻膠、LCD觸摸屏用光刻膠等；

半導(dǎo)體光刻膠根據(jù)波長(zhǎng)可進(jìn)一步分為G線光刻膠（436nm）、I線光刻膠（365nm）、KrF光刻膠（248nm）、ArF光刻膠（193nm）、EUV光刻膠（13.5nm）等。研發(fā)/生產(chǎn)/客戶壁壘高：原材料稀缺+測(cè)試設(shè)備緊張+客戶粘性強(qiáng)。制備光刻膠所必須的單體、樹脂及感光劑等原材料進(jìn)口依賴較強(qiáng)，國(guó)內(nèi)達(dá)到同水平供應(yīng)的廠商較少；生產(chǎn)光刻膠所必須的測(cè)試設(shè)備光刻膠費(fèi)用昂貴且購(gòu)入途徑較為緊張；半導(dǎo)體光刻膠產(chǎn)品的驗(yàn)證測(cè)試及導(dǎo)入時(shí)間較長(zhǎng)，一般需要2-3年，且對(duì)晶圓質(zhì)量有較大影響，因此客戶選定供應(yīng)商后不會(huì)輕易更換。半導(dǎo)體用光刻膠隨著曝光波長(zhǎng)的縮短，分辨率逐漸提升，適用的IC制程工藝越先進(jìn)，極紫外EUV光刻工藝是當(dāng)前可達(dá)的最精密工藝。KrF、G/I線光刻膠均為成熟制程用光刻膠，KrF光刻膠主要用于KrF激光光源光刻工藝，對(duì)應(yīng)工藝制程250-150nm；而G/I線光刻膠主要用于高壓汞燈光源的光刻工藝，對(duì)應(yīng)工藝制程為350nm及以上。ArF光刻膠主要用于DUV光刻工藝，可用于130-14nm芯片工藝制程，其中干法主要用于130-65nm工藝，浸沒式主要用于65-14nm工藝。2、半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)空間廣闊，日企寡頭壟斷2.1、晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)+高端膠占比提升，推動(dòng)半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)成長(zhǎng)2021年全球半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)約為24.71億美元，中國(guó)大陸市場(chǎng)約4.93億美元。下游數(shù)據(jù)中心服務(wù)器及新能源汽車等行業(yè)的快速擴(kuò)張驅(qū)動(dòng)全球晶圓代工廠積極擴(kuò)產(chǎn)，從而為上游半導(dǎo)體光刻膠提供了持久的增長(zhǎng)動(dòng)力。SEMI數(shù)據(jù)顯示，2021年全球半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)約為24.71億美元，同比增速達(dá)19.49%，中國(guó)大陸市場(chǎng)保持最快增速，達(dá)4.93億美元，同比增長(zhǎng)43.69%。受益于半導(dǎo)體行業(yè)技術(shù)進(jìn)步帶來的KrF膠和ArF膠單價(jià)值量和總需求快速提升，我們預(yù)測(cè)2022年全球半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)將以9%的增速增長(zhǎng)，達(dá)26.93億美元，而光刻膠國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)有望以高于全球的增速持續(xù)增長(zhǎng)。KrF膠及ArF膠（含ArFi膠）憑借較高單價(jià)占據(jù)80%以上市場(chǎng)份額。TECHCET數(shù)據(jù)顯示，2020年ArF和ArFi（ArF浸沒式光刻膠）市場(chǎng)規(guī)模共計(jì)9億美元，占據(jù)約48%的全球半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)份額，位列第一，KrF光刻膠市占率34%，排名第二，G/I線膠以16%的市占率位列第三。工藝節(jié)點(diǎn)進(jìn)步和存儲(chǔ)技術(shù)升級(jí)，光刻層數(shù)提升，單位面積光刻膠價(jià)值量增長(zhǎng)。隨著先進(jìn)制程技術(shù)成熟及市場(chǎng)份額占比提升，配套使用的光刻膠也由G/I線光刻膠進(jìn)步到價(jià)值含量更高的KrF和ArF（ArFi）光刻膠，28nm及以下先進(jìn)制程通常使用KrF膠及ArF浸沒式光刻膠，光刻工藝層數(shù)相較成熟節(jié)點(diǎn)也存在顯著提高，根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，單位面積光刻膠價(jià)值含量由2015年的約0.120美元/平方英寸上漲至2021年的0.174美元/平方英寸，CAGR6.4%。下游新能源汽車、5G建設(shè)和HPC等領(lǐng)域景氣度上行驅(qū)動(dòng)中游制造/代工需求提升，從而帶動(dòng)上游光刻膠需求提升。中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示，截至2022年9月我國(guó)新能源車產(chǎn)銷量近456萬輛，同比增112.7%。受吉林、上海兩地疫情困擾，加之部分零部件/原材料缺貨等不利因素影響，國(guó)內(nèi)新能源車市場(chǎng)3、4月出現(xiàn)大幅下跌，但后續(xù)由于政府政策推動(dòng)、廠商營(yíng)銷促銷、國(guó)民消費(fèi)反彈等多方利好，自5月起新能源車市場(chǎng)需求量開始反彈，持續(xù)景氣。2021年全球晶圓市場(chǎng)市值突破1100億美元，芯片銷售突破1.15萬億片。自2020年以來，全球晶圓市場(chǎng)以20%以上的速度迅速擴(kuò)張，ICinsights數(shù)據(jù)顯示2021年全球晶圓市場(chǎng)達(dá)1101億美元，預(yù)計(jì)2022年全球晶圓市值將突破1320億美元，較2019年的723億美元幾乎翻倍，SEMI統(tǒng)計(jì)2021年全球芯片銷售突破1.15萬億片。當(dāng)前擴(kuò)充的產(chǎn)能以12寸為主，根據(jù)Trendforce數(shù)據(jù)顯示65%以上的12寸擴(kuò)產(chǎn)產(chǎn)量聚焦成熟制程。國(guó)內(nèi)廠商積極擴(kuò)產(chǎn)12英寸產(chǎn)品，帶動(dòng)上游半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)增長(zhǎng)。受國(guó)內(nèi)外服務(wù)器、高性能計(jì)算、車用與工控等產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)性需求增長(zhǎng)影響，中芯國(guó)際、華虹集團(tuán)、長(zhǎng)江存儲(chǔ)、合肥長(zhǎng)鑫等芯片廠商相繼擴(kuò)充28nm及以上成熟制程產(chǎn)能，主要為12英寸晶圓產(chǎn)品。集微網(wǎng)預(yù)計(jì)中國(guó)大陸12英寸晶圓廠產(chǎn)能全球份額有望從2021年的19%提高到2025年的23%，用于生產(chǎn)HV、MCU、PMIC、功率半導(dǎo)體等關(guān)鍵料件，國(guó)內(nèi)光刻膠廠商將直接受益于晶圓廠制造產(chǎn)能的大幅擴(kuò)張。需求向高端光刻膠轉(zhuǎn)移，KrF、ArF半導(dǎo)體光刻膠為短期競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。摩爾定律趨近極限，半導(dǎo)體制造制程進(jìn)步使得所對(duì)應(yīng)的光刻加工特征尺寸（CD）不斷縮小，配套光刻膠也逐漸由G線(436nm)→I線(365nm)→KrF(248nm)→ArF(193nm)→F2(157nm)的方向轉(zhuǎn)移，從而滿足IC制造更高集成度的要求。SEMI數(shù)據(jù)顯示，全球8寸、12寸半導(dǎo)體硅片在硅片市場(chǎng)的市占率超過90%，與之配對(duì)的KrF、ArF是當(dāng)下及未來短期內(nèi)各光刻膠公司的重點(diǎn)發(fā)力市場(chǎng)。2.2、全球視角：日企寡頭壟斷，深度把控原材料及配方改進(jìn)工藝目前全球高端半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)主要被日本和美國(guó)公司壟斷，日企全球市占率約80%，處于絕對(duì)領(lǐng)先地位。半導(dǎo)體光刻膠屬于高技術(shù)壁壘材料，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，純度要求高，認(rèn)證周期需要2-3年，因此短時(shí)間內(nèi)新興玩家難以進(jìn)入。目前主流廠商包括日本的東京應(yīng)化、JSR、富士、信越化學(xué)、住友化學(xué)，以及美國(guó)杜邦、歐洲AZEM和韓國(guó)東進(jìn)世美肯等。日本的光刻膠之路：從追趕到超越。美國(guó)在上世紀(jì)80年代末期之前憑借柯達(dá)的光刻技術(shù)和IBM率先掌握KrF光刻技術(shù)的多重優(yōu)勢(shì)下成為市場(chǎng)領(lǐng)先者。然而隨著工藝制程提升，KrF光刻需求的正確匹配、日本光刻膠與光刻機(jī)技術(shù)及美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)進(jìn)入下降期多因素疊加，日本光刻膠產(chǎn)業(yè)開始崛起。1995年東京應(yīng)化成功研發(fā)出KrF光刻膠并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化后，日本正式確立霸主地位，并將龍頭地位保持至今。當(dāng)前可量產(chǎn)EUV光刻膠的廠商除美國(guó)杜邦外其他全部為日本企業(yè)，包括JSR、東京應(yīng)化和信越化學(xué)。2.3、國(guó)內(nèi)視角：國(guó)產(chǎn)替代加速，博康/科華/晶瑞迅速突圍國(guó)內(nèi)視角：廠商多集中于中低端市場(chǎng)，僅北京科華和徐州博康能量產(chǎn)KrF光刻膠。當(dāng)前國(guó)內(nèi)光刻膠企業(yè)多分布在技術(shù)難度較低的PCB光刻膠領(lǐng)域，占比超9成，而技術(shù)難度最大的半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)僅有彤程新材（北京科華）、華懋科技（徐州博康）、南大光電、晶瑞電材和上海新陽等少數(shù)幾家，根據(jù)測(cè)算我們認(rèn)為其2021年全球市場(chǎng)份額合計(jì)不超過5%，且產(chǎn)品主要集中在相對(duì)低端的G/I線光刻膠，目前國(guó)內(nèi)北京科華、徐州博康等企業(yè)已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)KrF光刻膠量產(chǎn)。華懋科技（徐州博康）：高端光刻膠和光刻膠材料雙向發(fā)力，完善高端光刻膠布局。公司已實(shí)現(xiàn)I線膠、KrF膠量產(chǎn)，ArF膠在2022年也有望形成銷售，公司積極布局高端光刻膠市場(chǎng)，大力推進(jìn)KrF、ArF膠研發(fā)，當(dāng)前有23款A(yù)rF膠（含ArFi）處于研發(fā)改進(jìn)狀態(tài)，6款處于驗(yàn)證導(dǎo)入階段，可涵蓋55-28nm及以下的關(guān)鍵層光刻。2022年形成銷售的KrF膠有13款，此外還有23款處于研發(fā)改進(jìn)階段。此外，公司布局光刻膠原料領(lǐng)域，目前已研發(fā)60余款單體及50余款光刻膠樹脂，包括ArFi系列單體及樹脂。彤程新材（北京科華）：國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的半導(dǎo)體光刻膠龍頭廠商，產(chǎn)品以G/I線膠和KrF膠為主。2021年G線膠市占率達(dá)60%，I線膠已接近國(guó)際先進(jìn)水平，種類涵蓋國(guó)內(nèi)14nm以上大部分工藝需求，KrF膠在Poly、AA、Metal等關(guān)鍵層工藝實(shí)現(xiàn)重大突破，能夠提供0.11μm以上產(chǎn)品。2021年，抓住國(guó)產(chǎn)替代機(jī)會(huì)，在半導(dǎo)體光刻膠上持續(xù)發(fā)力，新增10支KrF膠、9支I線膠產(chǎn)品，并通過客戶驗(yàn)證、獲得訂單。3、上游原材料國(guó)產(chǎn)化進(jìn)行時(shí)，供應(yīng)鏈安全意義深遠(yuǎn)生產(chǎn)光刻膠的原料主要是光刻膠樹脂、光敏材料、溶劑及添加劑等。光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)較多，覆蓋面也較廣，原材料質(zhì)量及配方比例是決定光刻膠產(chǎn)品品質(zhì)的重要因素。光刻膠樹脂：用作粘合劑的惰性聚合物，與其他材料聚合成光刻膠的“框架”，并決定光刻膠的粘附性、膠膜厚度等性質(zhì)。通常來說，光刻膠樹脂含量低于20%，且波長(zhǎng)越短樹脂含量越低，溶劑的含量越高。G/I線樹脂含量在10-20%，KrF樹脂含量低于10%，ArF及EUV樹脂含量不足5%。光敏材料：主要包括感光化合物和光致產(chǎn)酸劑，是光刻膠的核心部分，決定了光刻膠感光度、分辨率等關(guān)鍵指標(biāo)。光引發(fā)劑，又稱為光敏劑或者光固化劑，它會(huì)對(duì)光輻射的能量發(fā)生反應(yīng)。光增感劑，即光引發(fā)助劑。光致酸劑，起到化學(xué)放大作用。溶劑：溶解或者分散光刻膠主體成分，使光刻膠具有一定的流動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)光刻膠的均勻涂覆，光刻膠中成分占比約80%，主要成分通常為丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)。添加劑：各廠商差異點(diǎn)之一，能夠改變光刻膠的某些關(guān)鍵特性，通常占比約5%。3.1、單體及樹脂：半導(dǎo)體光刻膠核心原材料，直接決定光刻線寬光刻膠樹脂是光刻膠核心組成部分，直接決定光刻膠在特定波長(zhǎng)下可以達(dá)到的線寬，在原材料成本占比約50%，不同光刻膠樹脂的結(jié)構(gòu)不同：

用于I線（365nm）和G線（436nm）的光刻膠主要成分是聚合物樹脂、光敏化合物

（PAC）和溶劑。溶劑含量變化可以改變光刻膠粘度，從而在合理的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)得到刻蝕所需的厚度；PAC是重氮萘醌酯化合物，主要用于線性酚醛樹脂體系光刻膠中，如g線/i線光刻膠，決定光刻膠的光敏程度，在光子的作用下，PAC分解，進(jìn)而激發(fā)光化學(xué)反應(yīng)。目前絕大多數(shù)的I/G線膠都是以酚醛樹脂和二氮醌（DNQ）為主要成分的“novolac/DNQ”膠，其中DNQ占總質(zhì)量的20%-50%。248nm以下光刻膠則使用以聚合物樹脂、光致酸產(chǎn)生劑（PAG）、相應(yīng)添加劑及溶劑為主要成分的化學(xué)放大膠。由于酚醛樹脂對(duì)250nm以下的光有較強(qiáng)的吸收率且只能激發(fā)一次的光化學(xué)反應(yīng)也難以滿足高精度電路的光敏需求，因此248nm及以下的光刻膠不再使用酚醛樹脂類單體，而是采用化學(xué)放大光刻法。化學(xué)放大膠的工作原理為：1）光子被PAG吸收，PAG分解并釋放H+；2）烘烤時(shí)，酸與樹脂上的不容性懸掛基團(tuán)反應(yīng)，使聚合物能溶液顯影液，同時(shí)能釋放一個(gè)新的H+。通過化學(xué)放大法，使得光刻膠對(duì)光照非常敏感，很少量的光刻膠就能夠完成整個(gè)區(qū)域的曝光，無論是從技術(shù)層面還是經(jīng)濟(jì)效益來說都有其優(yōu)勢(shì)，因此也被廣泛KrF（248nm）光刻膠、ArF（193nm）光刻膠和ArF（193nm）浸沒式光刻膠。常用于KrF（248nm）的光刻膠是有IBM最早研發(fā)的tBOC膠，所使用的聚合物樹脂為PBOSCT。根據(jù)化學(xué)放大原理，受到光照后，光致酸產(chǎn)生劑釋放H+，在后續(xù)PEB過程中酸導(dǎo)致懸掛基團(tuán)脫落并生成一個(gè)新親水酸分子。PBOSCT光敏感度比novolac/DNQ膠提升兩個(gè)數(shù)量級(jí)，且具備正/負(fù)膠選擇能力，因此被廣泛應(yīng)用于130-180nm分辨率的光刻工藝。ArF光刻膠以PMMA為樹脂材料，浸沒式ArF膠進(jìn)一步增加隔水涂層等改進(jìn)性能。由于芳香結(jié)構(gòu)的PBOCST對(duì)193nm光吸收較強(qiáng)，因此ArF膠多采用基本對(duì)193nm光透明無吸收的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA為樹脂材料。而用于浸沒式ArF光刻膠在此基礎(chǔ)上又進(jìn)行多次改進(jìn)，如引入隔水涂層來減少H2O對(duì)光刻工藝的影響，采用大分子疏水性PAG降低酸(H+)向水體系的擴(kuò)散等，采用多重曝光技術(shù)最高可滿足7nm節(jié)點(diǎn)需求。極紫外EUV光刻可實(shí)現(xiàn)線寬減小，對(duì)光刻膠材料要求更苛刻，目前以金屬基光刻膠為主流。EUV波長(zhǎng)13.5nm，僅為ArF膠的不到1/10，因此可實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵線寬大幅縮小。當(dāng)前EUV光刻膠主要包括聚合物基光刻膠、有機(jī)分子玻璃光刻膠、金屬基光刻膠等，其中金屬基光刻膠由于具有尺寸小、EUV吸收率高等顯著優(yōu)勢(shì)，研究進(jìn)度較快。我國(guó)光刻膠企業(yè)使用的樹脂90%以上依賴進(jìn)口，供應(yīng)商以日本和美國(guó)廠商為主。全球光刻膠樹脂主要由住友電木、日本曹達(dá)及美國(guó)陶氏等化工大廠供應(yīng)，國(guó)內(nèi)運(yùn)用于光刻膠領(lǐng)域樹脂幾乎全部需要進(jìn)口，本土企業(yè)圣泉集團(tuán)具備大規(guī)模量產(chǎn)光刻膠樹脂能力，安智電子材料、強(qiáng)力新材等也有少量產(chǎn)出。圣泉集團(tuán)生產(chǎn)的光刻膠用線性酚醛樹脂成功打破國(guó)外壟斷，通過對(duì)分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品具有高純度、高耐熱性、高電氣絕緣性等特點(diǎn)，樹脂中各種金屬雜質(zhì)控制達(dá)到了ppb級(jí)，適合各種光刻膠產(chǎn)品的生產(chǎn)。光刻膠單體則是合成樹脂的原料。在光刻膠生產(chǎn)中，樹脂決定了其光刻性能和耐刻蝕性能，而在“單體——樹脂——光刻膠”的合成過程中，每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)影響著光刻膠終端產(chǎn)品的質(zhì)量，單體的性能和質(zhì)量穩(wěn)定性決定著樹脂的性能和質(zhì)量穩(wěn)定性。要生產(chǎn)質(zhì)量好的光刻膠，就必須擁有性能良好、質(zhì)量穩(wěn)定的單體。半導(dǎo)體光刻膠單體的合成在技術(shù)難度、產(chǎn)品純度及穩(wěn)定性、價(jià)格三個(gè)方面與一般單體存在較大差異：1）半導(dǎo)體級(jí)光刻膠單體的合成技術(shù)難度更大；2）半導(dǎo)體光刻膠單體要求質(zhì)量更穩(wěn)定，金屬離子雜質(zhì)更少。例如，半導(dǎo)體級(jí)單體純度要求達(dá)到99.5%，金屬離子含量小于1ppb，而面板級(jí)單體結(jié)構(gòu)是環(huán)氧乙烷類，純度要求或僅99.0%，金屬離子含量最少小于100ppb；

3）半導(dǎo)體級(jí)光刻膠單體的價(jià)格遠(yuǎn)高于一般類單體，一般的I線單體100-200元/kg，KrF單體500-1000元/kg，ArF干法和濕法的單體價(jià)格在3000-10000元/kg。不同光刻膠類型都有相應(yīng)的光刻膠單體：I線單體主要是甲基酚和甲醛，屬于大宗化學(xué)品；KrF單體主要是苯乙烯類單體，為液體；ArF單體主要是甲基丙烯酸酯類單體，有固體也有液體。3.2、光敏材料：先進(jìn)光刻膠引發(fā)劑，產(chǎn)品價(jià)格差異顯著光敏材料主要包括感光化合物和光致產(chǎn)酸劑，是光刻膠中真正“對(duì)光敏感”的化合物，決定了光刻膠感光度、分辨率等關(guān)鍵指標(biāo)。感光化合物（PAC）：重氮萘醌酯化合物，多用于線性酚醛樹脂體系光刻膠中，如G線/I線光刻膠。感光化合物能在紫外光區(qū)或可見光區(qū)吸收一定波長(zhǎng)的能量，產(chǎn)生自由基、陽離子等，從而引發(fā)單體聚合交聯(lián)固化的化合物，主要影響光刻膠的分辨率和感光度。國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體用光引發(fā)劑廠商主要是強(qiáng)力新材和久日新材兩家。光致產(chǎn)酸劑：常稱光酸（PAG），是主要運(yùn)用于在化學(xué)放大型體光刻膠中，包括KrF光刻膠（聚對(duì)羥基苯乙烯樹脂體系）和ArF光刻膠（聚甲基丙烯酸酯樹脂體系）、EUV光刻膠，常溫下為固態(tài)。半導(dǎo)體光刻膠用光敏材料仍屬于“卡脖子”產(chǎn)品，海外進(jìn)口依賴較重，不同品質(zhì)之間價(jià)格差異大。以國(guó)內(nèi)PAG對(duì)應(yīng)的化學(xué)放大型光刻膠（主要是KrF、ArF光刻膠）來看，樹脂在光刻膠中的固含量占比約10%-15%，對(duì)應(yīng)的PAG用量為一般按樹脂重量的6%-8%添加，最終PAG的成本占光刻膠總成本的10%-20%。從單價(jià)看，KrF光刻膠用PAG的價(jià)格在0.5-1.5萬元/kg，而ArF光刻膠用PAG的價(jià)格約1.5-30萬元/千克，相差約20倍。在用量上，PAG中ArF光刻膠相較KrF的PAG用量更少，而與PAG相比，PAC在光刻膠中的用量則更大且價(jià)格相較PAG大幅降低。3.3、溶劑：電子級(jí)PGMEA技術(shù)門檻高，國(guó)內(nèi)廠商已實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)溶劑：作用主要是溶解光刻膠原料組分，作為后續(xù)反應(yīng)的載體，含量占據(jù)光刻膠總質(zhì)量的80%~90%，當(dāng)前半導(dǎo)體光刻膠的主要溶劑為丙二醇甲醚醋酸酯（PGMEA/PMA），其具有較好的溶解性及性狀穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。高純電子級(jí)PMA技術(shù)門檻較高，海外大廠技術(shù)領(lǐng)先，國(guó)內(nèi)也已實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。海外代表廠商主要是一些知名化工企業(yè)，如陶氏化學(xué)、殼牌、利安德巴塞爾工業(yè)、伊士曼化學(xué)、德國(guó)巴斯夫等；國(guó)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)?；a(chǎn)電子級(jí)丙二醇甲醚醋酸酯。4、機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體光刻膠蓄勢(shì)待發(fā)4.1、挑戰(zhàn)：部分原材料及設(shè)備難獲取，海外同行先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯我們光刻膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨較大的現(xiàn)實(shí)困難，主要包括原材料取得、配方know-how少且驗(yàn)證困難、客戶粘性強(qiáng)更換供應(yīng)商意愿不高三個(gè)方面：

光刻膠原料主要包括樹脂、光引發(fā)劑、添加劑及溶劑等，其中單體又是樹脂的合成原料，國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)廠商能供應(yīng)電子級(jí)光刻膠原料，尤其是對(duì)光刻膠性能影響重大的樹脂。圣泉集團(tuán)可量產(chǎn)的光刻膠樹脂也多限制用于相對(duì)低端的G/I線膠，對(duì)于技術(shù)難度及市場(chǎng)空間較大的KrF及ArF膠尚未有