近(jìn)年(nián)来(lái)我(wǒ)国光(guāng)刻胶(jiāo)産業鍊(liàn)初步打(dǎ)造完成(chéng),上下(xià)遊逐漸打(dǎ)通(tòng),下(xià)遊需求擴大(dà),拉動(dòng)光(guāng)刻胶(jiāo)市(shì)场(chǎng)規模增长(cháng)。
據(jù)中(zhōng)商情(qíng)報网(wǎng)數據(jù)顯示,2022年(nián)我(wǒ)国光(guāng)刻胶(jiāo)市(shì)场(chǎng)規模为(wèi)98.6亿(yì)元(yuán),同(tóng)比增长(cháng)5.68%。
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光(guāng)刻胶(jiāo)行業概览
光(guāng)刻胶(jiāo)是(shì)晶圆(yuán)制造重(zhòng)要(yào)材料,又名(míng)光(guāng)致抗蝕劑,是(shì)一(yī)種(zhǒng)感(gǎn)光(guāng)材料,是(shì)在(zài)通(tòng)过(guò)紫外(wài)光(guāng)、電(diàn)子束(shù)、離子束(shù)、X射線(xiàn)等照射或輻射後(hòu),其(qí)溶解(jiě)度(dù)会(huì)發(fà)生(shēng)變(biàn)化的(de)耐蝕劑刻薄膜材料。
在(zài)光(guāng)的(de)照射下(xià)發(fà)生(shēng)溶解(jiě)度(dù)的(de)變(biàn)化,可(kě)以(yǐ)通(tòng)过(guò)曝光(guāng)、顯影及(jí)刻蝕等一(yī)系(xì)列步驟将掩膜闆上的(de)图(tú)形转移到(dào)基片上。光(guāng)刻胶(jiāo)是(shì)電(diàn)子産品细(xì)微加工技術(shù)的(de)關(guān)鍵性(xìng)電(diàn)子産品,被(bèi)廣泛應(yìng)用(yòng)于(yú)半導體(tǐ)、液晶顯示(LCD)、印(yìn)刷電(diàn)路(lù)闆(PCB)等領域。
光(guāng)刻胶(jiāo)具有(yǒu)光(guāng)化學(xué)敏感(gǎn)性(xìng),經(jīng)过(guò)曝光(guāng)、顯影、刻蝕等工藝,可(kě)以(yǐ)将设計(jì)好(hǎo)的(de)微细(xì)图(tú)形從掩模版转移到(dào)待加工基片。光(guāng)刻胶(jiāo)按顯示的(de)效果(guǒ),可(kě)分(fēn)为(wèi)正(zhèng)性(xìng)光(guāng)刻胶(jiāo)和(hé)負性(xìng)光(guāng)刻胶(jiāo)。
如(rú)果(guǒ)顯影时(shí)未曝光(guāng)部(bù)分(fēn)溶解(jiě)于(yú)顯影液,形成(chéng)的(de)图(tú)形與(yǔ)掩膜版相反(fǎn),稱为(wèi)負性(xìng)光(guāng)刻胶(jiāo)。負性(xìng)光(guāng)刻胶(jiāo)中(zhōng)聚合物(wù)的(de)短(duǎn)鍊(liàn)分(fēn)子因(yīn)光(guāng)照而(ér)交聯成(chéng)为(wèi)长(cháng)鍊(liàn)分(fēn)子,曝光(guāng)部(bù)分(fēn)会(huì)因(yīn)此(cǐ)硬(yìng)化留在(zài)基底上,未曝光(guāng)的(de)光(guāng)刻胶(jiāo)被(bèi)清(qīng)除。
如(rú)果(guǒ)顯影时(shí)曝光(guāng)部(bù)分(fēn)溶解(jiě)于(yú)顯影液,形成(chéng)的(de)图(tú)形與(yǔ)掩膜版相同(tóng),稱为(wèi)正(zhèng)性(xìng)光(guāng)刻胶(jiāo),正(zhèng)性(xìng)光(guāng)刻胶(jiāo)在(zài)特(tè)定(dìng)光(guāng)線(xiàn)照射下(xià)会(huì)發(fà)生(shēng)反(fǎn)應(yìng)並(bìng)變(biàn)成(chéng)溶劑,曝光(guāng)部(bù)分(fēn)的(de)光(guāng)刻胶(jiāo)可(kě)以(yǐ)被(bèi)清(qīng)除。
由(yóu)于(yú)負性(xìng)光(guāng)刻胶(jiāo)顯影时(shí)易變(biàn)形和(hé)膨脹,分(fēn)辨率通(tòng)常只(zhī)能达(dá)到(dào)2微米(mǐ),因(yīn)此(cǐ)正(zhèng)性(xìng)光(guāng)刻胶(jiāo)的(de)應(yìng)用(yòng)更(gèng)为(wèi)普及(jí)。
根據(jù)應(yìng)用(yòng)領域,光(guāng)刻胶(jiāo)可(kě)分(fēn)为(wèi)半導體(tǐ)光(guāng)刻胶(jiāo)、LCD光(guāng)刻胶(jiāo)和(hé)PCB光(guāng)刻胶(jiāo)。
国内层(céng)面可(kě)以(yǐ)看(kàn)到(dào),PCB光(guāng)刻胶(jiāo)占比最(zuì)高(gāo),而(ér)半導體(tǐ)光(guāng)刻胶(jiāo)占比最(zuì)低(dī),表(biǎo)明(míng)自(zì)給(gěi)率仍较低(dī)。
光(guāng)刻工藝是(shì)半導體(tǐ)制造的(de)核心(xīn)工藝,半導體(tǐ)光(guāng)刻制程通(tòng)常遵循八(bā)步基本(běn)工藝,包(bāo)括襯底的(de)准備、半導體(tǐ)光(guāng)刻胶(jiāo)塗覆、软烘焙、曝光(guāng)、曝光(guāng)後(hòu)烘培、顯影、硬(yìng)烘焙和(hé)顯影檢测。
摩爾定(dìng)律趨近(jìn)极 限,半導體(tǐ)制造制程進(jìn)步使得所(suǒ)对(duì)應(yìng)光(guāng)刻加工特(tè)征尺(chǐ)寸(cùn)(CD)不(bù)斷縮小,配套 光(guāng)刻胶(jiāo)也(yě)逐漸由(yóu) G 線(xiàn)(436nm)→I 線(xiàn)(365nm)→KrF(248nm)→ArF(193nm)→ F2(157nm)方向(xiàng)转移,從而(ér)滿足半導體(tǐ)制造更(gèng)高(gāo)集成(chéng)度(dù)要(yào)求。
全(quán)球 8 寸(cùn)/12 寸(cùn)晶圆(yuán)廠(chǎng)擴産将带(dài)動(dòng) KrF、ArF 光(guāng)刻 胶(jiāo)需求。
根據(jù) SEMI 數據(jù), 2026 年(nián)全(quán)球 300 mm(12 寸(cùn))晶圆(yuán)廠(chǎng)産能有(yǒu)望提 高(gāo)至(zhì) 960 万(wàn)片/月(yuè);全(quán)球半導體(tǐ)制造商預計(jì)将從 2021 年(nián)到(dào) 2025 年(nián)将 200mm 晶圆(yuán)廠(chǎng)産能提高(gāo) 20%,新(xīn)增 13 条(tiáo) 200mm 生(shēng)産線(xiàn),産能有(yǒu)望超 700 万(wàn)片/月(yuè)。
未来(lái) KrF、ArF 光(guāng)刻胶(jiāo)将成(chéng)为(wèi)国内外(wài)廠(chǎng)商主要(yào)競争市(shì)场(chǎng)。
根據(jù) TECHCET 數據(jù), 2025 年(nián),KrF/ArF 光(guāng)刻胶(jiāo)市(shì)场(chǎng)規模分(fēn)别为(wèi) 9.07/10.72 亿(yì)美(měi)元(yuán)。
光(guāng)刻胶(jiāo)産業鍊(liàn)
行行查 | 行業研究數據(jù)庫 資料顯示,光(guāng)刻胶(jiāo)産業鍊(liàn)可(kě)以(yǐ)分(fēn)为(wèi)上遊原材料,中(zhōng)遊制造和(hé)下(xià)遊應(yìng)用(yòng)三(sān)个环(huán)节(jié)。
上遊包(bāo)括感(gǎn)光(guāng)樹(shù)脂、單體(tǐ)、光(guāng)引發(fà)劑及(jí)添加助劑等原材料,中(zhōng)遊包(bāo)括PCB 光(guāng)刻胶(jiāo)、面闆光(guāng)刻胶(jiāo)和(hé)半導體(tǐ)光(guāng)刻胶(jiāo)的(de)制備,下(xià)遊是(shì)各(gè)種(zhǒng)光(guāng)刻胶(jiāo)的(de)應(yìng)用(yòng)。
典型的(de)光(guāng)刻胶(jiāo)的(de)原料包(bāo)括溶劑、光(guāng)引發(fà)劑(包(bāo)括光(guāng)增感(gǎn)劑、光(guāng)致産酸劑)、成(chéng)膜樹(shù)脂、單體(tǐ)和(hé)其(qí)他(tā)助劑等。其(qí)中(zhōng)溶劑含量(liàng)占比通(tòng)常为(wèi)50-90%,光(guāng)引發(fà)劑占1-6%,成(chéng)膜樹(shù)脂占10-40%,單體(tǐ)及(jí)助劑占比小于(yú)1%。
樹(shù)脂是(shì)光(guāng)刻胶(jiāo)最(zuì)核心(xīn)的(de)部(bù)分(fēn),是(shì)光(guāng)刻胶(jiāo)的(de)骨(gǔ)架。光(guāng)敏材料是(shì)光(guāng)刻胶(jiāo)成(chéng)分(fēn)中(zhōng)的(de)光(guāng)敏感(gǎn)化合物(wù),是(shì)光(guāng)刻胶(jiāo)的(de)重(zhòng)要(yào)组成(chéng)部(bù)分(fēn)。溶劑主要(yào)用(yòng)于(yú)将光(guāng)刻胶(jiāo)的(de)各(gè)组分(fēn)分(fēn)散(sàn)其(qí)中(zhōng),使光(guāng)刻胶(jiāo)具備良好(hǎo)的(de)流動(dòng)性(xìng)。
光(guāng)刻胶(jiāo)成(chéng)分(fēn):
資料来(lái)源:華東(dōng)理(lǐ)工大(dà)學(xué)
我(wǒ)国光(guāng)刻胶(jiāo)上遊原材料樹(shù)脂技術(shù)尚停留在(zài)G線(xiàn)/I線(xiàn)水(shuǐ)平,是(shì)光(guāng)刻胶(jiāo)全(quán)産業鍊(liàn)薄弱(ruò)环(huán)节(jié),我(wǒ)国高(gāo)端材料“卡(kǎ)脖子”問(wèn)題(tí)迫在(zài)眉睫,光(guāng)刻胶(jiāo)国産化處(chù)于(yú)加速進(jìn)程中(zhōng)。G線(xiàn)/I線(xiàn)光(guāng)刻胶(jiāo)(436/365nm)自(zì)給(gěi)率较高(gāo),北京(jīng)科華、蘇州瑞紅(hóng)为(wèi)国内主要(yào)供應(yìng)商。
KrF/ArF光(guāng) 刻 胶(jiāo)(248/193nm)幾(jǐ)乎全(quán)部(bù)進(jìn)口(kǒu),国内北京(jīng)科華248nm通(tòng)过(guò)中(zhōng)芯国際認證,其(qí)他(tā)處(chù)于(yú)研發(fà)階(jiē)段(duàn)。
除了(le)原材料,光(guāng)刻胶(jiāo)生(shēng)産還(huán)需要(yào)光(guāng)刻机進(jìn)行配套测試,受到(dào)下(xià)遊需求刺激,全(quán)球光(guāng)刻机市(shì)场(chǎng)規模快(kuài)速增长(cháng)。
下(xià)遊主要(yào)圍绕光(guāng)刻胶(jiāo)在(zài)不(bù)同(tóng)領域的(de)應(yìng)用(yòng),主要(yào)包(bāo)括PCB、平闆顯示屏、半導體(tǐ)、微電(diàn)子机械系(xì)統四(sì)个領域。
我(wǒ)国光(guāng)刻胶(jiāo)下(xià)遊半導體(tǐ)工業设計(jì)已進(jìn)入(rù)全(quán)球第(dì)一(yī)梯(tī)隊,需要(yào)更(gèng)加先(xiān)進(jìn)的(de)ArF及(jí)EUV光(guāng)刻胶(jiāo),滿足下(xià)遊市(shì)场(chǎng)與(yǔ)技術(shù)匹(pǐ)配这(zhè)一(yī)成(chéng)功要(yào)素。
由(yóu)于(yú)光(guāng)刻胶(jiāo)本(běn)身(shēn)就(jiù)是(shì)一(yī)種(zhǒng)配方型的(de)經(jīng)验(yàn)學(xué)科,又高(gāo)度(dù)影響光(guāng)刻环(huán)节(jié)的(de)精度(dù)和(hé)良率,因(yīn)此(cǐ)在(zài)光(guāng)刻胶(jiāo)産業鍊(liàn)的(de)三(sān)个环(huán)节(jié)都存在(zài)较高(gāo)壁(bì)壘。
光(guāng)刻胶(jiāo)市(shì)场(chǎng)格局(jú)
從半導體(tǐ)産業转移曆程及(jí)光(guāng)刻胶(jiāo)發(fà)展(zhǎn)史可(kě)以(yǐ)看(kàn)出(chū),半導體(tǐ)及(jí)光(guāng)刻胶(jiāo)均起(qǐ)源于(yú)美(měi)国,但日(rì)本(běn)廠(chǎng)商在(zài)KrF光(guāng)刻胶(jiāo)商業化後(hòu)迅速占領市(shì)场(chǎng),開(kāi)啟霸主时(shí)代(dài)。
目前(qián)上遊光(guāng)刻胶(jiāo)産業依然保留在(zài)日(rì)本(běn),日(rì)本(běn)仍以(yǐ)70%以(yǐ)上的(de)市(shì)占率壟斷着全(quán)球高(gāo)端光(guāng)刻胶(jiāo)市(shì)场(chǎng),主要(yào)龍头(tóu)廠(chǎng)商包(bāo)括日(rì)本(běn)的(de)東(dōng)京(jīng)應(yìng)化、日(rì)本(běn)JSR、住友化學(xué)。
2021年(nián)東(dōng)京(jīng)應(yìng)化市(shì)场(chǎng)份额为(wèi)27%,位(wèi)居(jū)全(quán)球第(dì)一(yī);氏化學(xué)占比17%,位(wèi)居(jū)全(quán)球第(dì)二(èr);JSR、住友化學(xué)、韓国東(dōng)進(jìn)、富士胶(jiāo)片分(fēn)别占比为(wèi)13%、12%、11%、8%,行業前(qián)六(liù)共(gòng)占據(jù)88%的(de)市(shì)场(chǎng)份额。
從ArF光(guāng)刻胶(jiāo)来(lái)看(kàn),主要(yào)被(bèi)日(rì)美(měi)企業所(suǒ)占據(jù),且(qiě)市(shì)场(chǎng)集中(zhōng)度(dù)更(gèng)高(gāo),JSR、信(xìn)越化學(xué)、東(dōng)京(jīng)應(yìng)化、住友化學(xué)、富士胶(jiāo)片、陶氏化學(xué)分(fēn)别占據(jù)24%、23%、20%、15%、8%、4%的(de)市(shì)场(chǎng)份额,行業CR6为(wèi)94%。
KrF光(guāng)刻胶(jiāo)市(shì)场(chǎng)中(zhōng),東(dōng)京(jīng)應(yìng)化、信(xìn)越化學(xué)、JSR和(hé)杜邦占據(jù)了(le)85%的(de)市(shì)场(chǎng)份额。
在(zài)EUV光(guāng)刻胶(jiāo)方面,具備專利布(bù)局(jú)的(de)前(qián)十(shí)大(dà)企業中(zhōng),日(rì)本(běn)公司占有(yǒu)七(qī)席(xí),日(rì)本(běn)在(zài)EUV光(guāng)刻胶(jiāo)領域具備十(shí)分(fēn)明(míng)顯的(de)技術(shù)優勢。
国内外(wài)光(guāng)刻胶(jiāo)産業鍊(liàn)技術(shù)水(shuǐ)平对(duì)比:
資料来(lái)源:《我(wǒ)国半導體(tǐ)光(guāng)刻胶(jiāo)行業發(fà)展(zhǎn)現(xiàn)狀及(jí)对(duì)石(dàn)化産業建議》
近(jìn)年(nián)来(lái),国内企業也(yě)持(chí)續發(fà)力,逐步增強(qiáng)企業在(zài)光(guāng)刻胶(jiāo)領域的(de)技術(shù)研發(fà)和(hé)市(shì)场(chǎng)競争力。當前(qián),我(wǒ)国半導體(tǐ)領域用(yòng)于(yú)6英寸(cùn)晶圆(yuán)的(de)集成(chéng)電(diàn)路(lù)制造的(de)g線(xiàn)、i線(xiàn)光(guāng)刻胶(jiāo)基本(běn)可(kě)以(yǐ)实現(xiàn)自(zì)給(gěi),而(ér)更(gèng)为(wèi)高(gāo)端的(de)KrF、ArF光(guāng)刻胶(jiāo)高(gāo)度(dù)依賴進(jìn)口(kǒu),国内半導體(tǐ)光(guāng)刻胶(jiāo)企業份额僅占約5%,存在(zài)巨大(dà)的(de)国産替代(dài)空(kōng)間(jiān)。
国内光(guāng)刻胶(jiāo)供應(yìng)廠(chǎng)商主要(yào)有(yǒu)彤程新(xīn)材、晶瑞電(diàn)材、雅克(kè)科技、南(nán)大(dà)光(guāng)電(diàn)等,預計(jì)随着KrF、ArF光(guāng)刻胶(jiāo)的(de)研發(fà)和(hé)验(yàn)證完成(chéng)後(hòu),国産光(guāng)刻胶(jiāo)将進(jìn)入(rù)国産替代(dài)的(de)高(gāo)峰(fēng)期(qī)。
随着半導體(tǐ)線(xiàn)路(lù)图(tú)形越来(lái)越小、半導體(tǐ)産業向(xiàng)中(zhōng)国转移及(jí)光(guāng)刻工藝对(duì)光(guāng)刻胶(jiāo)的(de)需求提升(shēng),預計(jì)光(guāng)刻胶(jiāo)市(shì)场(chǎng)規模将快(kuài)速增长(cháng)。


