2022年半导体光刻胶行业深度研究 半导体产业核心材料，前景广阔

核心观点：

光刻是光电信息产业核心环节，光刻胶技术壁垒高。光刻是利用光学、化学、物理方法，将设计好的电路图转移到晶圆等表面，是光电信息产业链中核心环节。光刻胶是对光敏感的混合液体，主要 是由树脂、光引发剂、溶剂、单体等组成，是光刻工艺中最核心耗材，其性能决定着光刻质量。目前，光刻胶生产在工艺技术、测试设备和下游 认证均存较高壁垒。

一．光刻胶：半导体产业核心材料

1.1、光刻是光电信息产业链中核心环节

光刻技术是指利用光学-化学反应原理和化学、物理刻蚀方法，将图形传递到介质层上，形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术，是光电信 息产业链中的核心环节之一。以芯片制造为例，在晶圆清洗、热氧化后，需通过光刻和刻蚀工艺，将设计好的电路图案转移到晶圆表面上，实现电路布图，之后再进行离子 注入、退火、扩散、气相沉积、化学机械研磨等流程，最终在晶圆上实现特定的集成电路结构。

1.2、按反应机理可分为正性和负性光刻胶

根据化学反应机理不同，光刻胶可分正性光刻胶和负性光刻胶。正性光刻胶受光照射后，感光部分发生分解反应，可溶于显影液，未感光部分显影后仍留在基底表面，形成的图形与掩膜版相同。负性光刻胶正好相反，曝光后的部分形成交联网格结构，在显影液中不可溶，未感光部分溶解，形成的图形与掩膜版相反。

1.3、光刻胶制造环节处于产业链中游

光刻胶领域里，光刻胶的制造环节处于中游，上游主要依托基础化工原料，生产树脂、光引发剂、溶剂、单体等电子化学品；中游包括PCB 光刻胶、面板光刻胶和半导体光刻胶的制备；下游为印刷电路板、显示面板和电子芯片，广泛应用于消费电子、航空航天、军工等领域。

1.4、光刻胶行业具有高工艺技术壁垒

光刻胶生产工艺复杂，技术壁垒高，其研发和量产需要企业的长期技术积累，对企业研发人员的素质、行业经验、技术储备等都具有极高要求， 新进入者需要极大的研发投入。其中，光刻胶的研发是不断进行配方调试的过程，配方研发是通过几百个、几千个树脂、光酸和添加剂的排列组合尝试出来，且难以通过现 有产品反向解构出其配方，这对技术及经验积累有非常高的要求。原材料比重的微调会直接影响到光刻胶的各个性能指标，比如溶剂的多少 会影响粘度；光引发剂的多少会影响光刻胶的灵敏度。同时，光刻胶的国产化替代实际是对标的过程，即产品所以的性能参数都必须和国外 供应商的产品完全匹配，某个关键参数的不匹配都可能会使开发必须从头推导重来。

二．光刻胶市场前景广阔

2.1、PCB光刻胶市场需求稳定增长

分领域看，光刻胶是PCB产业重要的上游材料，在PCB制造成本中，光刻胶和油墨的占比约为3-5%。近年PCB光刻胶市场需求增长稳定， 国内PCB光刻胶市场规模从2015年的70亿元，增长至2020年的85亿元，年均复合增速达4.0%。

2.2、面板光刻胶市场规模持续增长

面板显示中，彩色滤光片是液晶显示器实现彩色显示的关键器件，占面板成本的14-16%，而彩色光刻胶和黑色光刻胶是制备彩色滤光片的 核心材料，占彩色滤光片成本的27%左右。2020年，全球面板光刻胶市场规模达23.7亿美元，同比增长3.95%。国内面板光刻胶市场规模近年增长较快，从2015年的3.07亿美元增长 至2020年的10.2亿美元，年均复合增速高达27.14%。

2.3、国内外半导体光刻胶市场稳中有升

光刻胶作为关键半导体材料之一，近年市场规模稳定增长。全球半导体光刻胶市场规模从2016年的15.0亿美元增长至2021年的24.7亿美元， 年均复合增速达10.5%；国内半导体光刻胶市场规模从2015年的17.8亿元增长至2020年的27.4亿元，年均复合增速达9.0%。

2.4、信越断供，有望推动国产替代进程

2019年7月1日，日本政府突然宣布对韩国出口的“光刻胶”、“高纯度氟化氢”、“氟聚酰亚胺”三种半导体原材料实施限制，这三种材 料韩国对日本的依赖度分别为91.9%、44%和93.7%。日本的精准打击，引发了韩国半导体产业链震荡。2021年2月，日本福岛东部海域发生7.3级地震，导致信越化学在当地的产线遭受破坏，在之后3-6个月内未恢复供给，因此信越化学向中国 大陆多家晶圆厂限制供应KrF光刻胶，并向小规模晶圆厂通知停止供应，之后，KrF光刻胶供需也一致处于进展状态。2022年3月，日本福岛 外海再次发生规模7.3级地震，信越化学工厂再次受到影响。

三．国产替代进行时

3.1、全球光刻胶供给高度集中

光刻胶生产工艺复杂，技术壁垒高，属于技术密集型和资本密集型行业，目前核心技术主要掌握在日、美等国际大公司手中，因此全球供应 市场高度集中。日本JSR等五家龙头企业占据全球光刻胶市场87%的份额，呈寡头垄断格局，其中JSR占据全球光刻胶市场28%的份额，东 京应化占比21%，杜邦占比15%，信越化学占比13%，富士电子材料占比10%。

3.2、国内光刻胶生产主要以中低端产品为主

我国光刻胶行业发展起步较晚，生产能力主要集中在PCB光刻胶、TN/STN-LCD光刻胶等中低端产品，其中PCB光刻胶占比达94%，而 TFT-LCD、半导体光刻胶等高端产品仍需大量进口。先进制程半导体光刻胶方面，目前适用于6英寸硅片的g线、i线光刻胶国内自给率约为10%，适用于8英寸硅片的KrF光刻胶国内自给率不足 5%，适用于12寸硅片的ArF光刻胶国内基本依靠进口，而EUV光刻胶还仍处研发阶段。

3.3、光刻胶组分随光刻技术发展而变化

生产光刻胶的原料主要包括光刻胶树脂、光引发剂、溶剂、单体及其他助剂等，其中树脂和光引发剂是最关键的组分。随着光刻技术的发展， 对应于各曝光波长的光刻胶组分，也随着光刻技术的发展而变化。长期以来，光刻胶专用电子化学品主要被日本、欧美的专业公司所垄断。

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编辑：JACK