半導(dǎo)體光刻膠行業(yè)市場分析

半導(dǎo)體光刻膠行業(yè)市場分析光刻膠主要用于半導(dǎo)體、顯示面板與印制電路板領(lǐng)域集成電路工藝提升，帶動光刻需求大幅增長光刻技術(shù)是利用光化學(xué)反應(yīng)原理和刻蝕方法將掩模版上的圖案傳遞到晶圓的工藝技術(shù)，原理起源于印刷技術(shù)中的照相制版。光刻膠，是光刻工藝中的關(guān)鍵材料，主要應(yīng)用于顯示面板、印刷電路板、集成電路三大領(lǐng)域。光刻膠作為關(guān)鍵材料，品質(zhì)至關(guān)重要光刻膠，是指經(jīng)過紫外光、深紫外光、電子束、離子束、X射線等光照或輻射后，溶解度發(fā)生變化的耐蝕刻薄膜材料，是光刻工藝中的關(guān)鍵材料。據(jù)SEMI數(shù)據(jù)統(tǒng)計，隨著先進制程工藝不斷演進，所需要的刻蝕次數(shù)也逐漸增多，從65nm制程的20次增加至5nm制程的160次，復(fù)雜度提升了8倍,顯著提高了對光刻膠的需求。光刻膠經(jīng)過旋涂、前烘、曝光、后烘、顯影等工序后，可以將光掩模板上的微納圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上，結(jié)合后續(xù)工藝實現(xiàn)目標(biāo)材料的圖案化和陣列化。光刻膠根據(jù)其顯影原理可分為負性光刻膠和正性光刻膠光刻膠根據(jù)其顯影原理可分為負性光刻膠和正性光刻膠。正性光刻膠經(jīng)光照輻射后，被曝光部分被顯影液溶解，而掩模版覆蓋部分則被保留，通常正性光刻膠可獲得較高的分辨率；負性光刻膠經(jīng)光照輻射后，被掩模版覆蓋而未經(jīng)曝光的部分被顯影液溶解。相比正性光刻膠，負性光刻膠在顯影時易發(fā)生變形及膨脹，因此造價較低。在實際生產(chǎn)中，正性光刻膠的應(yīng)用更為廣泛。主要應(yīng)用于半導(dǎo)體、顯示面板與印制電路板領(lǐng)域印制電路板（PCB）是電子產(chǎn)品的基本組成部分之一，PCB的加工制作過程中需要將電路圖象轉(zhuǎn)至襯底板上，PCB光刻膠主要包括干膜光刻膠、濕膜光刻膠、光成像阻焊油墨等；顯示面板（LCD）光刻膠可分為TFT正性光刻膠、觸控用光刻膠、彩色光刻膠和黑色光刻膠等，彩色光刻膠、黑色光刻膠主要用于制備彩色濾光片，觸摸屏用光刻膠主要用于在玻璃基板上沉積ITO制作觸摸電極，TFT-LCD正性光刻膠主要用于微細圖形加工；半導(dǎo)體集成電路制造行業(yè)；主要使用g線光刻膠、i線光刻膠、KrF光刻膠、ArF光刻膠等。在大規(guī)模集成電路的制造過程中，一般要對硅片進行超過十次光刻。在每次的光刻和刻蝕工藝中，光刻膠都要通過預(yù)烘、涂膠、前烘、對準(zhǔn)、曝光、后烘、顯影和蝕刻等環(huán)節(jié)，將光罩（掩膜版）上的圖形轉(zhuǎn)移到硅片上。半導(dǎo)體光刻膠：全球高端半導(dǎo)體光刻膠市場被日本和美國公司壟斷，國產(chǎn)替代率較低半導(dǎo)體光刻膠根據(jù)波長可分為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，分辨率逐步提升。曝光波長越短，光刻膠技術(shù)水平越高，適用的集成電路制程也更加先進。目前全球高端半導(dǎo)體光刻膠市場主要被日本和美國公司壟斷，國產(chǎn)替代率較低。高端光刻膠被國外巨頭壟斷，光刻膠國產(chǎn)化任重道遠全球光刻膠市場中，LCD光刻膠占比27.3%，PCB光刻膠占比23%，半導(dǎo)體光刻膠占比21.9%，各類型光刻膠占比較為平均。全球光刻膠產(chǎn)品占比較為均衡，相比之下，我國光刻膠生產(chǎn)能力主要集中PCB光刻膠，占比高達94%；半導(dǎo)體光刻膠由于技術(shù)壁壘較高僅占2%。高端光刻膠是生產(chǎn)28nm、14nm乃至10nm以下制程的關(guān)鍵，被國外巨頭壟斷，國產(chǎn)化任重道遠。半導(dǎo)體光刻膠市場空間廣闊，國產(chǎn)替代未來可期國內(nèi)外半導(dǎo)體銷售額逐年增加，帶動半導(dǎo)體光刻膠需求提升在5G、物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車、云服務(wù)等下游旺盛需求的驅(qū)動下，全球半導(dǎo)體需求逐漸提升。全球半導(dǎo)體銷售額自2019年逐步增加，2022年達到6014.90億美元，2019-2022年CAGR達到13.41%，同期中國半導(dǎo)體銷售額由145.99億元提升至185.75億美元。中國晶圓制造規(guī)模增速快于全球，光刻膠市場有望快速提升晶圓代工行業(yè)源于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的專業(yè)化分工，主要負責(zé)晶圓制造，屬于技術(shù)、資本與人才密集型行業(yè)，需要大量的資本支出和人才投入，具有較高的進入壁壘。根據(jù)統(tǒng)計，2016-2021年全球晶圓制造市場規(guī)模由652億美元提升至1101億美元，CAGR為11.05%，同期中國晶圓制造市場規(guī)模約由49.05億美元提升至115.65億美元，行業(yè)增速高于全球，達到15.36%。據(jù)統(tǒng)計，截至2021年，我國6英寸及以下晶圓制造線裝機產(chǎn)能約420萬片等效6英寸晶圓產(chǎn)能，8英寸、12英寸晶圓制造廠裝機產(chǎn)能分別為125萬片/月、131萬片/月，預(yù)計到2024年8英寸、12英寸將達到187與273萬片/月，年均復(fù)合增速分別為14.37%、27.73%。光刻膠市場平穩(wěn)增長根據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，2021年中國光刻膠市場規(guī)模約93.3億元，預(yù)計2022年98.6億元，同比增長5.68%。2019年，全球光刻膠整體市場規(guī)模約82億美元。據(jù)機構(gòu)的預(yù)測數(shù)據(jù)顯示，2019-2026年全球光刻膠市場的復(fù)合年增長率為6.3%。半導(dǎo)體光刻膠市場空間廣闊，國產(chǎn)替代空間大SEMI數(shù)據(jù)顯示，2021年全球半導(dǎo)體光刻膠市場約為24.71億美元，同比增速為19.49%，中國半導(dǎo)體光刻膠市場規(guī)模達31.81億元，同比增長16.09%。日美企業(yè)占據(jù)壟斷地位，EUV光刻膠國內(nèi)暫處于空白根據(jù)數(shù)據(jù)披露，2020年全球半導(dǎo)體光刻膠市場ArFi占比最大（38%），其次為KrF（34%）、G/I線（16%）、ArF（10%），EUV占比最?。?%）。當(dāng)前G/I線光刻膠的市場空間趨于飽和，未來占比將逐年減少，而EUV光刻膠主要用于7nm及更小的邏輯制程節(jié)點，隨著相關(guān)技術(shù)的研發(fā)升級，預(yù)計2025年EUV占比將提升至10%。目前全球高端半導(dǎo)體光刻膠市場主要被日本和美國公司壟斷，日企全球市占率約80%，處于絕對領(lǐng)先地位。主流廠商包括日本的東京應(yīng)化（27%）、JSR（13%）、富士、信越化學(xué)、住友化學(xué)，以及美國杜邦（17%）、歐洲AZEM和韓國東進世美肯等。國外斷供風(fēng)險升級，推動中國半導(dǎo)體國產(chǎn)化率提升2022年10月7日，美國商務(wù)部工業(yè)與安全局（BIS）公布了《對向中國出口的先進計算和半導(dǎo)體制造物項實施新的出口管制》，美國對中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)制裁的再次升級。2023年3月，荷蘭加入美國對中國的半導(dǎo)體制裁，并陸續(xù)出臺相關(guān)政策。3月31日，日本政府周五宣布將限制23種半導(dǎo)體制造設(shè)備的出口，此舉普遍被視為是在配合美國，通過出口管制措施以遏制中國制造先進芯片的能力。當(dāng)前日本半導(dǎo)體的微細化水平在40納米左右，但在制造設(shè)備和原材料方面占有重要位置，在全球半導(dǎo)體設(shè)備市場中約占28%。光刻膠壁壘高筑，供應(yīng)鏈安全意義深遠行業(yè)技術(shù)壁壘高筑，美日企業(yè)光刻膠技術(shù)占比超七成光刻膠生產(chǎn)工藝復(fù)雜，技術(shù)壁壘高，其研發(fā)和量產(chǎn)需要企業(yè)的長期技術(shù)積累，對企業(yè)研發(fā)人員的素質(zhì)、行業(yè)經(jīng)驗、技術(shù)儲備等都具有極高要求，新進入者需要極大的研發(fā)投入。當(dāng)前研發(fā)配方、光刻膠純度、從實驗室到量產(chǎn)，大量專利掌握在海外龍頭企業(yè)中。2020年中國光刻膠生產(chǎn)企業(yè)主要集中在技術(shù)壁壘較低的PCB光刻膠和LCD光刻膠，而在技術(shù)壁壘較高的半導(dǎo)體光刻膠占比較低。作為光刻工藝的核心，光刻膠產(chǎn)品需滿足尺寸、阻擋刻蝕、與晶圓等襯底良好粘合與階梯覆蓋四大條件。截至2021年9月末，光刻膠相關(guān)技術(shù)超71%掌握在日本與美國企業(yè)，中國以7%的專利量位列韓國之后。ASML壟斷EUV光刻膠設(shè)備，價格高昂且購買困難2022年，前三大半導(dǎo)體光刻機廠商ASML、Nikon、Canon的出貨量達到551臺，同比提升15%。在高端機型中，ArFi方面ASML市占率高達95%；ArF方面ASML市占率達到87%；KrF方面ASML占據(jù)72%的市場份額，而EUV方面ASML保持壟斷地位，市占率維持100%。2022年ASML共出貨345臺光刻機，較2021年增加36臺，同比提升12%。其中EUV光刻機出貨40臺，占整體營收約44%，單臺EUV平均售價超過1.7億歐元，較2021年增長15%。光刻膠廠商需購置相關(guān)的光刻機來進行內(nèi)部測試，伴隨著光刻膠產(chǎn)品從低端向高端演進，疊加國際間貿(mào)易摩擦和經(jīng)濟限制，中國光刻膠供應(yīng)商難以購買EUV光刻機進行內(nèi)部驗證，使得EUV光刻膠的研發(fā)成本及驗證難度大幅提升。認證周期長，行業(yè)上下游關(guān)系緊密光刻膠的品質(zhì)對終端產(chǎn)品性能起到至關(guān)重要的作用，所以下游客戶會對光刻膠進行嚴(yán)格的篩選，一旦達成合作，就很可能形成長期合作關(guān)系。光刻膠的生產(chǎn)認證流程包括：原料設(shè)計購買、配方工藝研制與客戶端驗證三個環(huán)節(jié)，認證流程復(fù)雜且成本昂貴。根據(jù)研究數(shù)據(jù)，PCB、LCD光刻膠驗證時間為1-2年，而IC光刻膠認證長達2-3年。光刻膠客戶端驗證要經(jīng)過三個階段，第一階段是離線測試階段，對標(biāo)現(xiàn)有產(chǎn)品；第二階段是小批量產(chǎn)品測試；第三階段是大批量產(chǎn)品測試階段，客戶通常會測試50個批次以上。在小試之前往往還要經(jīng)過信息反饋和配方改進等步驟，最終大批量產(chǎn)品測試成功后，才可以獲得訂單。光刻膠樹脂：技術(shù)壁壘高，海外供應(yīng)商幾乎壟斷市場光刻膠樹脂是一種粘合劑，主要用于將光刻膠各類原材料粘合在一起，直接決定光刻膠在特定波長下可以達到的線寬，是光刻膠核心組成部分。目前為止，光刻膠體系經(jīng)歷了紫外全譜、G線、I線、KrF、ArF、EUV、電子束等6個階段，伴隨技術(shù)迭代與性能提升，對光刻膠樹脂的提出不同的需求。當(dāng)前國內(nèi)少有供應(yīng)樹脂單體的企業(yè)，國內(nèi)各類光刻膠所需各類樹脂幾乎由海外壟斷。例如ArF用聚甲基丙烯酸酯類樹脂，單體為甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯的衍生物單體，需要由幾種單體共聚而成，定制化程度比較高，高端光刻膠難以買到。光引發(fā)劑：光刻膠用材料為海外企業(yè)壟斷，國內(nèi)企業(yè)積極研發(fā)布局光引發(fā)劑又稱光敏劑或者光固化劑，是光刻膠的核心部分，在特定波長光形式的輻射下會發(fā)生相關(guān)光化學(xué)反應(yīng)，改變樹脂在顯影液中的溶解度，從而影響光刻膠的感光度、分辨率。光引發(fā)劑主要包括感光化合物（PAC）和光致產(chǎn)酸劑（PAG），PAG主要起到化學(xué)放大作用。2022年，全球光引發(fā)劑產(chǎn)能在10萬噸左右，荷蘭IGMResins和中國久日新材兩家企業(yè)產(chǎn)能均已突破2萬噸，在全球光引發(fā)劑行業(yè)內(nèi)具有較為明顯的優(yōu)勢。目前光刻膠用光引發(fā)劑市場主要被日本、韓國、德國等國家的企業(yè)占據(jù)。單體：性能各異，國內(nèi)企業(yè)終有突破光刻膠單體產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)困難在于合成和純化時防止單體聚合，并對金屬離子進行控制。傳統(tǒng)I線光刻膠單體主要是甲酚和甲醛；KrF光刻膠單體主要是苯乙烯類單體；ArF光刻膠單體主要是甲基丙烯酸酯類單體。除了技術(shù)攻克外，還需要通過穩(wěn)定的規(guī)?；慨a(chǎn)來實現(xiàn)工業(yè)級供應(yīng)。同時，下游客戶的供應(yīng)商體系需要一個長期的認證過程。目前國內(nèi)生產(chǎn)單體的企業(yè)較少，近期華懋科技的重要參股公司徐州博康不管是在品類覆蓋度、產(chǎn)業(yè)鏈完整度，還是在客戶驗證和放量的產(chǎn)業(yè)化進展上都是國內(nèi)領(lǐng)先。國內(nèi)企業(yè)積極布局光刻膠行業(yè)國內(nèi)企業(yè)積極布局光刻膠材料，力爭提升國產(chǎn)化率當(dāng)前，日美廠商占據(jù)了全球光刻膠市場絕大份額，中國半導(dǎo)體光刻膠的進口比例高達九成，伴隨美國近年來在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域?qū)χ袊翱ú弊印?，國產(chǎn)替代需求日益提升。在EUV光刻膠研究方面，北京科華與中科院化學(xué)所、理化所聯(lián)合承擔(dān)的02專項“極紫外光刻膠材料與實驗室檢測技術(shù)研究”項目，2018年中國科學(xué)院進行了任務(wù)驗收和財務(wù)驗收。彤程新材：聯(lián)手杜邦攻堅光刻膠技術(shù)，鞏固國內(nèi)半導(dǎo)體光刻膠龍頭地位彤程新材主要從事新材料的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和相關(guān)貿(mào)易業(yè)務(wù)。公司2020年收購北京科華35.54%股權(quán)，進入光刻膠領(lǐng)域。公司重點發(fā)展電子材料業(yè)務(wù)，涵蓋半導(dǎo)體光刻膠及配套試劑、顯示面板光刻膠和電子酚醛產(chǎn)品。2021年11月6日，杜邦與北京科華宣布開展合作，旨在為中國集成電路芯片制造商提供高性能光刻材料，彤程新材另一子公司于2021年8月宣布將投資6.99億元建設(shè)ArF高端光刻膠研發(fā)平臺建設(shè)項目，杜邦作為全球為數(shù)不多掌握ArF光刻膠生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)，與北京科華合作后將推動北京科華及彤程電子在ArF光刻膠等先進半導(dǎo)體光刻膠的研發(fā)進度。2022年，自產(chǎn)電子材料占公司營業(yè)收入與毛利的15.08%與15.76%。晶瑞電材：國內(nèi)光刻膠領(lǐng)域先驅(qū)公司是一家微電子材料的平臺型高新技術(shù)企業(yè)，包括泛半導(dǎo)體材料和新能源材料兩個方向，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、新能源等行業(yè)。子公司蘇州瑞紅主要從事光刻膠產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，于2023年2月16日在新三板上市。2022上半年，光刻膠及配套材料占公司營業(yè)收入和毛利的14.53%和27.23%。2022年前三季度，公司實現(xiàn)營業(yè)收入13.38億元，同比增加2.21%；公司實現(xiàn)歸母凈利潤1.09億元，