2024年光刻胶行业简析:构建自主可控基石,国产替代加速放量

  • 来源:金元证券
  • 发布时间:2024/10/15
  • 浏览次数:1985
  • 举报
相关深度报告REPORTS

光刻胶行业简析:构建自主可控基石,国产替代加速放量.pdf

光刻胶行业简析:构建自主可控基石,国产替代加速放量。在半导体制造的生态系统中,光刻机和光刻胶是两个关键的环节,它们共同决定了芯片制造的精度和效率。光刻机和光刻胶的竞争将不仅仅是技术层面的较量,还将涉及供应链的安全和自主可控能力。根据Gartner的预测,全球光刻胶市场未来几年将保持强劲增长,预计到2028年,市场规模将达到75亿美元,年复合增长率(CAGR)约为8.7%。虽然当前高端光刻机仍依赖于进口,但国产光刻胶的市场占有率正逐步提升,国内企业正在逐步打破国外技术垄断。国内半导体产业的高速扩张需求,为国产光刻胶创造了更多的市场机会。而在另一方面,国际贸易环境的不确定性,也促使国内企业加速自主...

一、光刻:信息产业发展的核心基石

1、光刻技术与光刻胶

现代信息技术的高速发展依赖于芯片性能的大幅提升,在半导体制造的生态系统中,光刻机和光刻胶是两个关键的环节,它们共同决定了芯片制造的精度和效率。随着全球对高性能半导体的需求不断增加,光刻机和光刻胶的市场竞争愈演愈烈,成为各大科技企业争夺的焦点。 光刻机是将电路图案转移到硅片上的设备,其性能直接影响芯片的生产能力和良率。尤其在现代芯片制造中,随着制程技术的不断推进,光刻机的分辨率要求越来越高。极紫外光(EUV)光刻机的出现使得7nm 及以下制程成为可能,这对光刻机制造商提出了更高的技术要求。荷兰的ASML是这一领域的领军企业,凭借其 EUV 技术的独特优势,牢牢占据市场主导地位。

与此同时,光刻胶作为光刻工艺中的关键材料,其质量和性能直接影响图案的精度和可靠性。高端制程对光刻胶的要求极为严格,尤其是对分辨率、抗蚀刻性和热稳定性的要求,光刻胶的性能直接决定了光刻效果好坏,因此,光刻机与光刻胶直接决定一国的芯片制造能力。

2、半导体产业兵家必争之地

近年来,我国在光刻机和光刻胶领域的投资持续增加,国家政策的支持也为国产企业的发展提供了强劲动力。虽然当前高端光刻机仍依赖于进口,但国产光刻胶的市场占有率正逐步提升,比如i-line 光刻胶的国产化率已经超过60%-70%,KrF 光刻胶的国产化率也超过 30%-40%,国产光刻胶正在逐步打破国外技术垄断。光刻机和光刻胶的竞争将不仅仅是技术层面的较量,还将涉及供应链的安全和自主可控能力。随着全球半导体产业链的重组,各国都在寻求在这一关键领域的战略自立。光刻机和光刻胶的研发不仅关乎单一企业的命运,更关系到国家的科技自主权和产业竞争力。 光刻机与光刻胶的竞争已经成为半导体产业中的兵家必争之地。未来,谁能够在光刻机与光刻胶的技术、市场及供应链中取得优势,谁就能在全球半导体产业中占据更为有利的位置。

3、光刻胶市场规模保持强劲增长

近年,随着电子信息产业更新换代速度不断加快,对光刻胶的市场需求也在持续增长。 根据 Gartner的预测,全球光刻胶市场未来几年将保持强劲增长,预计到 2028 年,市场规模将达到75 亿美元,年复合增长率(CAGR)约为 8.7% 。

二、光刻胶的分类及主要应用领域

1、光刻胶的化学构成及成本占比

光刻胶制造属于精细化工领域,主要是由树脂、光引发剂、溶剂、单体和其他助剂混合组成。光刻胶核心成分是光敏聚合物、溶剂和添加剂等,树脂和光引发剂是影响光刻胶性能最重要的组分。在一般光刻胶的化学构成中,树脂占成本50%左右,是光刻胶构成的最大部分化合物,其后为添加剂成本35%和光引发剂及溶剂占成本比为 15%。

对于不同类型及等级的光刻胶,化学构成亦不相同,比如高端ArF光刻胶,其树脂的质量占比虽然较低(仅5%-10%),但其成本却占光刻胶原材料总成本的 97%以上,树脂在光刻胶成本构成中的相当重要。 目前,光刻胶原材料市场基本被日本企业掌控,国内厂商在原材料环节的议价能力较弱,但国内厂商经过多年的研发及实践,部分企业已经进入原材料供货名单。

2、光刻胶的应用领域

根据应用领域不同,光刻胶在大类应用上可划分为PCB用光刻胶、LCD 用光刻胶和半导体应用光刻胶,随应用领域的不同其技术门槛逐级提高。

根据 Exactitude Consultancy 全球光刻胶市场分析,2022年全球光刻胶市场接近 50 亿美元,其中半导体行业占据了全球光刻胶需求的 70-80%,随后为显示面板(LCD 和OLED)、印刷电路板(PCB)和微机电系统(MEMS)等领域应用。

3、光刻胶市场主流产品及占比

为了确保在光刻过程中具有良好的分辨率、敏感性和选择性,不同波长的光刻工艺(如深紫外光193nm、极紫外光13.5nm)要求光刻胶有不同的配方设计。 随着 IC 集成度的提高,集成电路的制程工艺水平已由微米级(1.0µm)、亚微米级(1.0-0.35µm)、深亚微米级(0.35µm以下)进入到纳米级(90-22nm)的方向转移,曝光波长越短,光刻胶技术水平越高,适用的集成电路制程也更加先进。

目前,ArF 光刻胶已是集成电路制造需求金额最大的光刻胶产品,但随着未来集成电路产业的进一步发展,半导体芯片制造商将逐步向 EUV 加工技术挺进,EUV 光刻胶的市场占比将会持续放大。

三、光刻胶行业全球主要参与者

1、日本企业主导全球光刻胶市场

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,全球供应市场高度集中。 依据调研公司 Market Research USA 及ExactitudeConsultancy调研数据,2023 年全球光刻胶市场总值约50 亿美元,市场继续被日本企业主导,尤其是 JSR(30-35%)和TOK(20-25%)在高端市场(如 EUV)占据较大份额。美国企业如杜邦也占据重要地位,而中国本土企业在政策和技术支持下,正在推动国产化并争取取得一定的市场份额(5%)。

目前,日本主要光刻胶厂商已经实现领域内最先进的EUV光刻胶的量产,而以陶氏、德国默克、锦湖石化为代表的其他发达国家光刻胶厂商也已实现 ArF 光刻胶的量产。

2、国产光刻胶替代率明显提升

我国光刻胶行业发展起步较晚,2018 年国内生产能力94%集中在PCB 光刻胶、TN/STN-LCD 光刻胶等中低端产品,而在TFT-LCD、半导体光刻胶等高端产品需大量进口。经过多年的发展,截至 2023 年,国产光刻胶的应用率在中国市场出现了明显提升,国产产品已经替代中低端应用领域KrF光刻胶(60-70%)和 i 线光刻胶(30-40%)市场,并在中端应用ArF光刻胶领域出现突破(10-20%),但在最先进的EUV光刻胶领域,中国企业的技术仍在追赶,市场几乎完全依赖进口。

随着电子信息产业向中国转移、美国对中国科技的打压、以及半导体上下游产业链配套需求的提升,未来高端光刻胶实现进口替代是大势所趋。 尽管我国光刻胶领域与国外巨头仍存不小差距,但国内一批优秀的龙头公司正积极投入研发,旨在突破高端光刻胶受制于人的局面,使光刻胶国产化由低端逐步走向高端。

例如,在 EUV 光刻胶方面,北京科华已通过02 专项验收,ArF胶方面,上海新阳、徐州博康正处于客户测试阶段,南大光电已获部分客户认证;KrF 胶方面,北京科华、上海新阳、徐州博康、晶瑞电材均具备量产能力。

四、 国内光刻胶厂商面临发展机遇

1、我国半导体产能将在 2026 年增至全球第一

根据美国半导体行业协会(SIA)统计,2024 年6 月全球半导体销售总金额 499.8 亿美元,同比增长18.3%,环比增长1.7%。中国半导体市场 6 月份销售金额150.9 亿美元,同比增长21.6%,环比增长 0.8%,复苏步伐快于全球平均。AI浪潮驱动晶圆代工需求回暖,全球晶圆代工龙头台积电2024Q2季度业绩出色,超过市场预估。高性能计算已经取代手机业务,成为支撑台积电的业绩核心。

TechInsights 的调查数据显示,2023 年中国大陆半导体设备市场规模达到创纪录的 342 亿美元,增长8%,全球占比达到30.3%。预计 2024 年中国大陆半导体设备市场规模将达到375亿美元,增长 9.6%。未来 5 年,中国大陆的半导体产能将增长40%。半导体研究机构 Knometa Research 报告显示,2023年底全球半导体产能份额为韩国 22.2%、中国台湾22.0%、中国大陆19.1%、日本 13.4%、美国 11.2%、欧洲4.8%。展望未来,预计中国大陆的半导体产能份额将逐步增加,并将在2026 年增至全球第一。

2、自主可控推动中国半导体材料国产化

随着全球科技竞争的加剧,光刻胶作为半导体制造中的关键材料,其市场需求日益增长。然而,长期以来,中国的光刻胶市场依赖于进口,面临着供应链安全和成本控制的挑战。近年来,国家出台了一系列自主可控的政策,旨在推动国产光刻胶的发展,这为行业带来了前所未有的机遇。国内半导体市场需求的增长为国产光刻胶提供了广阔的空间。国内半导体企业对高品质光刻胶的迫切需求,使得国产光刻胶获得了更多的市场机会。另一方面,国际贸易环境的不确定性,也促使国内企业加速自主研发,减少对外部市场的依赖。近年,通过政策引导,国家在半导体领域的战略布局为光刻胶的突破提供了有利环境。随着国家对半导体产业的重视,光刻胶作为关键材料之一,得到了政策层面的全力支持。

可以预见,在自主可控的国家发展政策背景下,国产光刻胶将会迎来前所未有的发展机遇。

3、国内光刻胶企业有望获得更大的市场份额

截至 2023 年,在国内市场上,国产光刻胶已经在i线产品上占据主导(60-70%),并在 KrF 光刻胶上占据相当份额(30-40%),已实现 ArF 光刻胶产品的突破(10%以上),同时部分国内厂商已经进入光刻胶原材料领域。 按 2023 年全球光刻胶市场约50 亿美元计算,国产光刻胶市场占有率为 5%,计算出国产光刻胶总量在2.5 亿美元左右,即国产光刻胶2023年总规模 18亿左右,国内市场占有率仅在20-25%之间,未来增长空间明显。

在自主可控的政策指引下,“进口替代”已成国内光刻胶产业发展大势所趋,中国本土光刻胶企业积极对标国外光刻胶技术,国内光刻胶企业近年已纷纷加快产能布局,国产光刻胶企业2024年有望占据更高的市场份额。

五、行业重点公司

刻胶是半导体制造的核心材料,其性能直接影响芯片性能和良率。在中国国内半导体产能走向世界第一及制程结构升级驱动下,光刻胶尤其是高端光刻胶需求迅速提升。

同时,随着国产化率的提升,国产光刻胶市场增速明显快于行业发展速度。尤其在半导体光刻胶领域,目前我国仍然依赖国外进口,在自主可控的行业政策加持下,产品国产替代得以加速发展,看好国内厂家在本轮国产替代浪潮中表现。部分国内厂商产品已经逐步进入行业高端领域,随着这些厂商产能提升,预计这些厂商的销售收入及利润将会出现跳跃式增长,看好光刻胶行业国产替代的发展大趋势。

1、彤程新材:中报增40%,光刻胶业务大幅放量

公司是全球最大的轮胎橡胶用特种酚醛树脂供应商,多年发展与国内外轮胎企业建立了长期稳定的业务合作,客户覆盖全普利司通、米其林、固特异、马牌、倍耐力等国际知名轮胎企业。公司电子材料业务主要涵盖半导体光刻胶及配套试剂、LCD 光刻胶和电子酚醛树脂等产品,2020 年公司战略收购半导体光刻胶龙头厂商北京科华和国内首家 TFT-LCD Array 光刻胶生产商北旭电子,同时充分发挥协同效应反溯核心原材料的开发,加快公司电子酚醛树脂在光刻胶领域的开发及导入,一举成为国内光刻胶生产领域的龙头企业。2024 年上半年,公司半导体光刻胶实现营收1.28 亿元,同比增长54.4%;面板光刻胶实现营收 1.59 亿元,同比增长27.8%,其中KrF 光刻胶产品增长率超过 60%,化学放大型 I 线光刻胶增长率超过500%。公司多款高分辨KrF、ArF 光刻胶(含干式和浸润式)和 BARC 底部抗反射涂层等产品陆续通过客户产品认证, ArF 光刻胶已开始形成销售。

另外,公司面板光刻胶国内市占率约为 25.9%,为国内本土第一大供应商,在国内最大面板厂 B 客户的占有率达到 55%以上。在半导体材料方面,2024 年 5 月,公司发布公告表示拟投资3亿元在江苏金坛华罗庚高新技术产业开发区建设半导体芯片抛光垫生产基地,项目顺利达产后可实现年产半导体芯片先进抛光垫25 万片,预计满产后年销售额约 8 亿元。

2、晶瑞电材:业绩短期承压,半导体景气推动盈利改善

晶瑞电材布局了泛半导体材料及新能源材料两大方向。其中,泛半导体材料包括高纯化学品、光刻胶及配套材料、医药中间体等,其在在半导体用量最大的三个高纯湿化学品——高纯双氧水、氨水及纯硫酸方面,公司产品品质已达到 SEMI 最高等级 G5 水准,获得中芯国际、华虹宏力、长江存储、士兰微等国内知名半导体客户的采购,成功填补半导体关键材料的国内空白。 新能源材料包括锂电池材料 NMP、锂电池粘结剂、电解液等。公司NMP产品已通过多项国际认证,是中国区唯一通过韩国三星集团SDI公司认证合格的产品。 公司光刻胶业务主体为子公司瑞红苏州,苏州瑞红自1993 年开始规模化生产光刻胶,是国内少有的既有规模又有利润的成熟光刻胶企业,2023年11 月,瑞红苏州引入战略投资者中石化资本,并向其定向发行1.01亿股,募集资金 8.5 亿元。 瑞红苏州经过三十年积累,拥有紫外宽谱系列、g 线系列、i 线系列、KrF系列等上百个型号光刻胶产品。 目前公司 i 线光刻胶已向中芯国际、长鑫存储等大尺寸半导体厂商大批量供货;多款 KrF 光刻胶已量产并供应多家半导体客户;ArF 高端光刻胶研发工作在有序开展中,部分样品已开展客户送样验证工作。随着产品序列逐步完善,公司光刻胶业务前景可期。

3、上海新阳:业绩快速增长,半导体业务营收创新高

上海新阳成立于 2004 年,公司多年发展已形成两大类业务模块:半导体材料:覆盖电镀、清洗、光刻、研磨四大工艺化学材料产品;主要产品包括电镀液及添加剂、清洗液、光刻胶、封装材料及配套设备产品。公司电镀和清洗两大核心技术已达到国内领先水平,电镀液及添加剂产品已覆盖 90-14nm 技术节点;干法蚀刻后清洗液已经实现14nm 以上技术节点全覆盖,20-14nm 电镀液及添加剂已实现销售;用于存储器芯片的原创新产品氮化硅蚀刻液打破国外垄断,并与客户共同开发、验证更高层级的产品系列;用于铜抛光后清洗液(PCMP)产品开发完成,已进入到客户端;公司布局开发的研磨液(CMP)也已有成熟产品成功进入客户端实现销售。环保功能性氟碳涂料:由子公司江苏考普乐生产,公司开发的喷涂型PVDF氟碳涂料国内市场占有率在 15%左右,位居全国前三。

在光刻胶领域,2022 年公司自主研发的 KrF 光刻胶产品通过认证客户不断增加,已在国内主流晶圆制造厂商处实现供货;ArF、ArF-i 光刻胶方面研发进展顺利,已经形成两个系列试验产品,样品已进入客户端进行测试;公司已自购 ASML1900、1400 光刻机用于光刻胶产品测试。拥有完整自主可控知识产权的光刻胶产品与应用即将形成公司的第三大核心技术,未来发展前景可期。 2024 上半年公司实现营收 6.61 亿元,同比+19.78%;归母净利润0.59亿元,同比-32.14%;扣非归母净利润 0.80 亿元,同比+51.77%。其中半导体业务板块实现营业收入 4.63 亿元,同比+36.44%,并首次实现单月销售额破亿元。公司集成电路关键工艺材料系列产品收入快速增长,其中晶圆制造用关键工艺材料实现同比增长超50%,晶圆制造用电镀液及添加剂系列产品市场份额继续保持快速增长,集成电路制造用清洗系列产品客户端认证顺利,取得客户订单数量持续增加。

另外,公司布局规划的电镀液及添加剂、清洗液、刻蚀液、光刻胶、研磨液等化学品材料产能不断加强,上海松江厂区年产能1.9 万吨扩充目标已完成,合肥第二生产基地一期 1.7 万吨产能已进入试生产阶段。合肥二期规划 5.3 万吨年产能,各类手续正在办理中。

4、南大光电:特气品质国内领先,光刻胶稳步推进

南大光电布局于先进前驱体材料产品、电子特气类产品和光刻胶及配套材料三大板块,产品广泛应用于集成电路、平板显示、LED、第三代半导体、光伏和半导体激光器的生产制造。 先进前驱体板块包括 MO 源产品及 ALD/CVD 前驱体材料;电子特气板块主要包括氢类电子特气磷烷、砷烷等及含氟电子特气三氟化氮、六氟化硫及其副产品;光刻胶及配套材料方面公司正在自主研发和实现ArF光刻胶(含干式及浸没式)产业化。 今年一季度,公司实现晶圆制造所需的硅前驱体/金属前驱体、高K前驱体/低 K 前驱体的主要品类的全覆盖,并成功导入国内领先的芯片制造企业量产制程,成为在先进半导体制程所需核心前驱体材料领域推进国产自主可控的“主力军”。

公司电子特气板块主要包括氢类电子特气产品和含氟电子特气产品,产能多地布局且品质国内领先。其中,氢类电子特气市场份额持续增长,离子注入安全源产品实现了进口替代,得到客户高度认可;氟类气体主要包括三氟化氮、六氟化硫等,已成为国内集成电路及平板显示领域的重要供应商。 在光刻胶研发方面,公司始终坚持从原材料到产品的完全自主化。目前,三款 ArF 光刻胶产品已在下游客户通过认证并实现销售。

5、雅克科技:半导体材料助力利润快速增长

公司从发泡剂起家,2017 年业务进一步延伸到保温复合板材,是目前国内唯一一家通过 GTT 和船级社认证的 LNG 保温绝热板材供应商。2016 年开始,公司陆续收购浙江华飞电子、成都科美特、江苏先科、LG彩色光刻胶事业部、江苏科特美,将业务扩展至硅微粉、电子特种气体、半导体前驱体、彩色光刻胶和 TFT-PR 正性光刻胶领域。公司的光刻胶产品包括彩色光刻胶、TFT 正胶、OCPS 胶,公司是LG显示、京东方、华星光电等面板厂核心供应商,在面板产能东移的背景下,充分受益国产化替代需求。另外,l 公司先科工厂光刻胶项目在客户端验证顺利,预计 24 年陆续投产,新增产能释放后国内市占率有望进一步提升。

半导体前驱体是半导体薄膜沉积工艺的主要原材料,在薄膜、光刻、互连、掺杂等半导体制造过程中,前驱体主要应用于气相沉积(包括物理沉积PVD、化学气相沉积 CVD 和原子气相沉积 ALD),以形成符合半导体制造要求的各类薄膜层。此外,前驱体也可用于半导体外延生长、刻蚀、离子注入掺杂和清洗等,是半导体制造的核心材料之一。在半导体前驱体领域,公司产品在存储领域具备国际顶尖竞争力,公司高带宽存储芯片(HBM)前驱体产品直接绑定SK 海力士,将充分受益HBM行业的高速发展。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

相关报告
评论
  • 相关文档
  • 相关文章
  • 最新文档
  • 最新精读
分享至