光刻胶原理、分类、市场规模及需求分析

制程提升+晶圆厂建设加速+国产替代，光刻胶需求复苏。

1、 芯片制程提升，带动光刻胶用量增长

光刻胶是利用光化学反应经曝光、显影、刻蚀等工艺将所需要的微细图形从掩 模板转移到待加工基片上的图形转移介质。其中曝光是通过紫外光、电子束、准分 子激光束、X 射线、离子束等曝光源的照射或辐射，使光刻胶的溶解度发生变化。 光刻胶主要用于微电子领域的精细线路图形加工，是微制造领域最为关键的材料之 一。

光刻胶按应用领域分类可分为 PCB 光刻胶、LCD 光刻胶、半导体光刻胶三大 类。其中 PCB 光刻胶的技术难度相对较低，半导体光刻胶的技术壁垒最高。 PCB 光刻胶：是指印制电路板制造过程的关键材料，主要分为干膜光刻胶、湿 膜光刻胶和阻焊油墨。其中，干膜光刻胶被广泛应用在 PCB 制造过程中。在加热加 压的条件下将干膜光刻胶压合在覆铜板上，通过曝光、显影将底片(掩膜板或阴图底 版)上的电路图形复制到干膜光刻胶上再利用干膜光刻胶的抗蚀刻性能，对覆铜板进 行蚀刻加工，最终形成印制电路板的精细铜线路。 LCD 光刻胶：是平板显示行业中使用的一种光刻胶，一种对光敏感的混合液体，是微电子技术中微细图形加工的关键材料。它由光引发剂(光增感剂、光致产酸剂)、 光刻胶树脂、溶材料剂、单体(活性稀释剂)和其他助剂组成。主要分为彩色及黑色光 刻胶、LCD 触摸屏用光刻胶 TFT-LCD 正性光刻胶等。LCD 光刻胶主要用于波晶显 示器的生产过程中，用于制造液晶显示器的透明电极和非透明电极。 半导体光刻胶：是一种对光敏感的混合液体，是微电子技术中微细图形加工的 关键材料。它主要用于半导体品圆制造过程中，用于制造液晶显示器的透明电极和 非透明电极。目前，半导体光刻胶一般按照曝光波长进行分类:G 线、I 线、KrF、ArF、 ArFi、EUV。不同曝光波长的光刻胶，其适用的光刻极限分辨率不同，波长越小， 加工分辨率越佳。 光刻胶配套试剂：主要是由基础化工原料（包括 N-甲基吡咯烷酮、醋酸丁酯、 四甲基氢氧化铵、石油醚、正庚烷等）调配制造的产品，包括显影液、剥离液、增 粘剂、边胶剂等，与光刻胶配套使用。因此同光刻胶应用范围相同，主要应用于显 示面板、集成电路和半导体分立器件等细微图形加工作业。

全球光刻胶市场空间广阔，未来发展潜力大。根据 Reportlinker 数据，全球光 刻胶市场预计2019-2026年复合年增长率有望达到6.3%，至2023年突破100亿美元， 到 2026 年超过 120 亿美元。 中国光刻胶市场的增长速度超过了全球平均水平。根据中商产业研究院数据， 2021 年中国光刻胶市场达 93.3 亿元，2016-2021 年均复合增长率为 11.9%，2021 年 同比增长 11.7%，高于同期全球光刻胶增速 5.75%。随着未来 PCB、显示面板和半导 体产业持续向中国转移，中国光刻胶市场有望不断扩大，占全球光刻胶市场比例也 将持续提升，预计到 2026 年占比有望从 2019 年的 15%左右提升到 19.3%。

全球半导体光刻胶市场规模预计将在 2024 年反弹，同比增长 7%。根据 TECHCET 数据，预计 2022-2027 年的全球光刻胶市场规模复合年增长率(CAGR)为 4.1%。TECHCET 指出，受先进逻辑工艺与存储器等新技术驱动，增长最快的细分领 域为 EUV 和 KrF 光刻胶。此外，用于成熟制程（如 i、g 和 KrF/248nm）的光刻胶 材料也将继续推动市场增长。随着三星、台积电和英特尔等公司的部分工艺制程从 ArF 和 ArFi 转向 ArFi 和 EUV 组合，预计美光和 SK 海力士也将紧随其后，EUV 光 刻胶产量不断爬升。

全球半导体制程向着更先进、更精细化方向发展。根据 IC Insights 的统计和预 测，在 2019 年，10nm 以下先进制程的市占率仅为 4.4%，而到 2024 年，其比例将 增长到 30%。在该时间段内，10nm-20nm 制程的市占率将从 38.8%，下降到 26.2%； 20nm-40nm 制程的市占率将从 13.4%，下降到 6.7%；预计到 2024 年，10nm 以下的 先进制程的市占率将达到 30%左右。

半导体光刻工艺和制程提升驱动各半导体光刻胶需求增长。 KrF 光刻胶：目前，KrF 光刻胶广泛应用于 0.25um 及以下各制程。同时，在 NAND 闪存从 2D 平面结构转为 3D 堆叠构架的过程中，厚膜 KrF 光刻胶大量使用于 3D NAND 堆叠架构的制作上。随着 5G、云计算、人工智能时代的来临，对大数据 存储的急剧需求，使得 3D NAND 堆叠层数迅速增加，KrF 光刻胶的使用量也将大幅 提升。根据 CFM 闪存市场数据，三星 2021 年量产的第七代 3D NAND 堆叠至 176 层，采用双堆叠制程；2022 年 11 月，三星宣布量产全球最高容量 1Tb TLC 第八代 3D NAND，虽未公开具体堆叠层数，但业界推测可能为 236 层；至于第九代 3D NAND 预计将在 2024 年推出，业界预计达 280 层，第十代 3D NAND 将跳过 300 层区间， 达 430 层，预计将于 2025-2026 年推出。 ArF 光刻胶：在浸润式光刻系统、负显影工艺、多重光刻工艺等新技术、新工 艺的辅助下，ArF 光刻系统不断突破瓶颈，将先进制程从 45nm 一直推进到了 7nm 工艺。实现制程微缩的手段是“多重曝光”，即将原本一层光刻的图形拆分到多个掩 模上，利用光刻 Litho 和刻蚀 Etch 实现更小制程。常见的技术有双重曝光（DE）、固 化双重曝光（LFLE）、双重光刻（LELE）、三重光刻（LELELE）、自对准双重成像 （SADP）、连续两次 SADP（SAQP）等。目前，ArF 光刻胶主要用于先进制程的多 重光刻工艺，其用量也随着市场对先进工艺产品的需求不断增长。 EUV 光刻胶：目前，EUV 光刻胶用于最先进逻辑芯片(CPU, GPU)和存储芯片 (DRAM)的制造,并将先进制程迅速从 7nm，不断演进到 5nm 与 3nm。随着先进制程 EUV 光刻道次的增加(从最初 7nm+上使用的 3 道，逐渐增加到 5nm 的 14 道和 3nm 的 22 道。)，EUV 光刻胶的使用量将大幅增加。

2、 中国晶圆厂建设加速，驱动光刻胶需求复苏驱动

从下游资本开支角度看：全球晶圆厂设备支出在 2023 年放缓，有望在 2024 年 复苏。根据 SEMI 数据，预计 2023 年全球晶圆厂设备支出将同比下降 15%，从 2022 年的 995 亿美元的历史新高降至 840 亿美元， 2024 年将同比反弹 15%，至 970 亿美 元。2023 年的下降将源于芯片需求疲软以及消费和移动设备库存增加。 根据 SEMI 发布的《世界晶圆厂预测报告》，2022-2024 年，全球半导体行业计 划开始运营 82 个新的晶圆厂。其中包括 2023 年的 11 个项目和 2024 年的 42 个项目， 晶圆尺寸从 300mm 到 100mm 不等。根据 SEMI 数据，全球半导体每月晶圆（WPM） 产能在 2023 年增长 5.5%至 2960 万片后，预计 2024 年将增长 6.4%，首次突破每月 3000 万片大关（以 200mm 当量计算）。2024 年的增长将由前沿逻辑和代工、包括生 成式人工智能和高性能计算（HPC）在内的应用的产能增长以及芯片终端需求的复 苏推动。在政府资金和其他激励措施的推动下，预计中国将增加其在全球半导体产 能中的份额。预计中国芯片制造商将在 2024 年开始运营 18 个项目，2023 年产能同 比增长 12%，达到每月 760 万片晶圆，2024 年产能同比增加 13%，达到每月 860 万 片晶圆。

中国晶圆厂能快速增长，预计 2023 年中国预计将占据 200 mm 晶圆厂产能的 22%。根据 SEMI 数据，预计 2026 年全球 300mm 晶圆厂产能将达到每月 960 万片 的历史新高。预计在 2023 年到 2026 年，全球半导体制造商 200mm 晶圆厂产能将增 加 14%，新增 12 个 200mm 晶圆厂（不包括 EPI），达到每月 770 多万片晶圆的历史 新高。其中，预计中国将以 22%的增长率位居第二。作为 200mm 产能扩张的最大贡 献者，中国预计到 2026 年将达到每月 170 多万片晶圆。美洲、欧洲和中东以及中国 台湾地区将分别以 14%、11%和 7%的增长率紧随其后。2023 年，中国预计将占据 200 mm 晶圆厂产能的 22%，而日本预计将占据总产能的 16%，其次是中国台湾地区、 欧洲和中东以及美国，分别占 15%、14%和 14%。

中国晶圆厂已建成 44 座、在建 22 座、计划 10 座。根据全球半导体观察数据， 除却 7 座已暂停搁置的晶圆厂，截至 2023 年 11 月，建有 44 座晶圆厂，其中 12 寸 晶圆厂 25 座，6 英寸厂 4 座，8 英寸晶圆厂/产线 15 个。此外，还有正在建设晶圆厂 22 座，其中 12 英寸厂 15 座，8 英寸厂 8 座。未来包括中芯国际、晶合集成、合肥 长鑫、士兰微等在内的厂商还计划建设 10 座晶圆厂，其中 12 英寸厂 9 座，8 英寸晶 圆厂 1 座。总体来看，预计至 2024 年底，将建立 32 座大型晶圆厂，且全部锁定成 熟制程。

2024-2026 年预计我国半导体光刻胶需求量快速复苏。根据势银（TrendBank） 预计数据，2023 年下游市场疲软，半导体用光刻胶需求量也相应减少， 2023 年中 国大陆半导体光刻胶总体需求量为 1817.24 吨，同比减少 12.77%；其中，前五家晶 圆制造厂商需求量达到 894.65 吨，占比 49.23%。2024 年随着云计算、大数据、AI、 自动驾驶等新兴领域的快速发展，算力芯片的效能要求逐步加强，多重挑战和趋势 下，半导体行业将不断探索新的发展路径，半导体用光刻胶需求量及性能也将随之 提升，尤其是高分辨率光刻胶以及厚膜光刻胶产品。预计 2024-2026 年中国大陆半导 体光刻胶总体需求量增速为 12.04%、11.50%和 7.71%。