光刻胶专题分析：光刻环节核心，厚积薄发，国产替代

一、光刻胶：集成电路光刻环节核心材料

光刻胶是半导体，面板，PCB 等领域加工制造中的关键材料。光刻胶由树脂，感光剂， 溶剂，光引发剂等组成的混合液态感光材料。原理是利用光化学反应，经光刻工艺将所 需要的微细图形转移到加工衬底上，来达到在晶圆上刻蚀出需的图形的目的。

从光刻胶的发展历程看，从 20 世纪 50 年代至今，光刻技术经历了紫外全谱（300-340nm）， G 线（436nm），I 线（365nm），深紫外（Deep Ultraviolet，DUV，248nm 和 193nm）， 以及目前最引人注目的极紫外（EUV，13.5nm）光刻，电子束光刻等六个阶段，随着光 刻技术发展，各曝光波长的光刻胶组分（成膜树脂、感光剂和添加剂等）也随之变化。

根据反应机理和显影原理，可以将光刻胶分为正性光刻胶和负性光刻胶。正性光刻胶形 成的图形与掩膜版（光罩）相同，负性光刻胶显影时形成的图形与掩膜版相反。根据感 光树脂的化学结构，光刻胶可分为光聚合型，光分解型和光交联型。根据应用领域，光 刻胶可以分为 PCB 光刻胶、面板光刻胶和半导体光刻胶。

从光刻胶全球市场来看，2019 年约有 91 亿美元的市场规模，且至 2022 年预计将达到 105 亿美元，实现复合增长 5%。全球光刻胶市场2015 年约有 13 亿美元的市场 规模，至 2020 年全球光刻胶（不包含 EUV 光刻胶）的市场规模已经达到约 21 亿美元， 从 2019 年至 2020 年增速超过 20%。

中国光刻胶市场的规模在 2019 年约为 88 亿元人民币，至 2022 年预计将达到 117 亿元人民币，实现复合增长 15%。在 2015 年光刻胶市场约为 1.3 亿美元，而至 2020 年中国半导体光刻胶市场整体已经增长至约 3.5 亿美元，且 2019 年至 2020 年中国市场的增 速约为 40%。

中国市场半导体光刻胶的增速在 2019 年至 2020 年远超全球光刻胶市场的增速的核心 原因是中国半导体晶圆代工的产能增速迅猛，因此给中国大陆市场带来个更大的增速。

二、集成电路制程提升+晶圆厂扩产，光刻胶价量齐升

从半导体材料来看，至 2020 年全球市场规模在 539.0 亿美元，较 2019 年同比增长 2.2%。 从长期维度来看半导体材料的市场一直随着全球半导体产业销售而同步波动。虽然半导体芯片存在较大的价格波动，但是作为上游原材料的价格相对较为稳定，因此半导体材料整体并无巨幅波动，且保持稳定增长的趋势。

当前半导体市场由于 5G 时代到来，进而推动下游电子设备硅含量的大增，带来的半导体需求的快速增长，直接推动了各个晶圆厂商的扩产规划。而芯片的制造更是离不开最上游的材料环节，因此有望看到全球以及中国半导体材料市场规模的飞速增长。

在全球半导体材料的需求格局之中，中国大陆从 2011 年的 10%的需求占比，至 2019 年已经达到占据全球需求总量的 16.7%，仅次于中国台湾（21.7%）及韩国（16.9%）， 位列全球第二。随着整个半导体产业的持续增长，以及中国大陆不断新建的代工产能， 有望看到中国大陆半导体材料市场规模增速将会持续超越全球，荣登第一。

中国及全球 IC 用光刻胶的市场规模分别约为 25 亿人民币、25 亿美金，整体体量并不大。但是随着中国及全球的晶圆产能持续扩张， 以及集成电路制程的不断提升，因此判断中国 IC 光刻胶市场有望向着 100 亿人民币规模发展，而全球 IC 光刻胶的市场规模有望向着超过 50 亿美金的市场规模发展。

2.1 晶圆产能扩产推动光刻胶用量激增

在不包含三星、英特尔等 IDM 类型晶圆代工市场而言， 2020 年纯晶圆代工市场或实现了约 19%的增长，达到了 677 亿美元的市场规模，是多年以来最高的增速幅度。随着 5G 带来的硅含量渗透的景气及需求的爆发，未来市场预计将持续增长，至 2024 年 IDM+Pure-Play Foundry 将会有合计约 1075 亿美元的 市场规模。

全球半导体制造商在 2020 年至 2024 年将持续提高 8 寸晶圆厂产能，预计增加 95 万片/月，复合增速将达到 17%，至 2024 年将会达到 660 万片/月的最高历史记录。中国占据大多数产能，在 2021 年已经达到了 18%，在未来的产能不断扩张 的情况下，有望占比持续提高。

从全球角度看到晶圆产能无论是 8 寸或者 12 寸均处于高速增长的趋势之中，再聚焦至中国大陆的晶圆产能增长情况来看，更是呈现了较全球产能增长更高的增速，这也将给国产半导体材料带来更大替代契机以及可渗透空间。

2.2 制程提升带来光刻胶价值量提升

中国晶圆代工厂商在未来的扩产规划将会十分巨大，8 寸的产能将在未来实现从当前 74 万片/月增长至 135 万片/月，12 寸产能将从当前 38.9 万片/ 月增长至 145.4 万片/月，分别将实现 82%及 274%的增长，将会直接带动半导体的材料需求之外，从产能的扩张的结构来看，12 寸晶圆的增速将会远超过 8 寸晶圆，并且未来中国的产能制程结构将会逐步升级，带动更大的半导体材料用量的弹性增长。

整体芯片制程不断的向更先进制程的方向发展，而其中将会带动各类集成电路 晶圆制造材料的使用量不断地提升。随着制程的逐步增长，所用的 IC 级光刻胶品种将会逐步发生变化，并且随之带来的 IC 光刻胶的价值量也将会发生巨大的变化（单位价值量：ArF>KrF>I>G）。

2.3 国产替代黄金机遇，紧抓趋势加速替代

根据国产替代环境的过去与现在的对比，可以看到中国内资厂商将迎来一个国产替代的机会窗口。在未来随着产品在新晶圆产线上的稳定使用，有望将加速在老产线上的替代，实现对于国产晶圆产线的全面替代。

三、光刻胶长期海外垄断，国产替代空间巨大

3.1 光刻胶市场中国占比底下，主要以日本为主

光刻胶主要分为三大类，分别为：1）集成电路半导体；2）面板；3）PCB。 从全球的格局上来看此三类光刻胶分别占据了全球光刻胶市场均约 25%，但是反观中国光刻胶产业链，中国半导体光刻胶的占比仅有 2%，LCD 仅为 3%，而最为简单 PCB 光 刻胶占比高达 94%。

中国光刻胶自产光刻胶整体平均仍然处于较为低端的位置，而其中半导体及面板光刻胶虽然有一定的占比，但是也同样处于低于行业技术水平的位置，而纵观全球无论是 PCB、面板、及半导体的光刻胶供应格局，均还是以海外及中国台湾供应商为主其中日本占据了绝对龙头。

整体来看，全球光刻胶行业主要被 JSR、东京应化、罗门哈斯、信越化学、及富士合理 占据，前五大家占据了全球光刻胶领域的 86%；如若聚焦到全球半导体用光刻胶领域， 前六大家（主要以日本为主）实现了对于市场的 87%的占据。

对于光刻胶中的 KrF、ArF、i 线、g 线，其市占率仍然是全球几大龙头形成了 寡头垄断之势，而中国供应商尚未登榜。而半导体国产光刻胶的发展速度远远慢于其他产业，原因在于：

1. 光刻胶的验证周期长。光刻胶批量测试的过程需要占用晶圆厂机台的产线时间，在 产能紧张的时期测试时间将会被延长。测试的过程需要与光刻机、掩膜版及半导体 制程中的许多工艺步骤配合，付出成本极高。通常面板光刻胶验证周期为 1-2 年， 半导体光刻胶为 2-3 年。

2. 原材料成膜树脂具有专利壁垒。树脂的合成难度高，通常光刻胶厂商在合成一种树 脂后会申请相应的专利，目前树脂结构上的专利主要被日本公司占据。

3. 光刻胶产品品类多，配方需要满足差异化需求。根据产品需求来调配适合的树脂来 满足差异化需求对于光刻胶企业是一大难点，也是光刻胶制造商最核心的技术。

4. 材料替代的挑战。所有性能必须与晶圆产线上的 Baseline 一致，不能比其差，但在 某些领域也不能比 Baseline 好。

5. 光刻胶工程化挑战。系统化挑战，反应釜、管线、工艺流程、环境控制都有特殊要 求，是各企业的 Know How。

3.2 内资厂商厚积薄发，逐一突破

在外资供应商统治了全球光刻胶行业的基础下，中国内资厂商耗费十多年的时间，在当 前已经实现了各大类（除 EUV）光刻胶的突破，实现了厚积薄发的现状。

随着中国半导体光刻胶逐步突破技术壁垒，实现部分产品种类上对于海外领先者们的替 代；此外，随着中国晶圆厂不断扩产新线，有望看到中国光刻胶企业产品加速导入 新产线，从过去的 Baseline 规则的追逐者向着 Baseline 制定者的身份转变，在巨大 的国产替代空间内实现成长的巨大动力。

四、风险提示

国产替代进展不及预期：半导体设备及材料新技术难度较高，验证周期较长，具有一定 的不确定性；

全球贸易纷争影响：全球贸易纷争存在不确定性，尤其是科技领域竞争激烈，导致科技 产业链具有不稳定性；

下游需求不确定性：全球经济受疫情影响，下游需求存在不确定性。

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