光刻膠是精細化工行業(yè)技術壁壘最高的材料，被譽為電子化學品產(chǎn)業(yè)“皇冠上的明珠”。

光刻膠在芯片制造材料成本中的占比高達12%，是繼大硅片、電子氣體之后第三大IC制造材料，是半導體產(chǎn)業(yè)關鍵材料。

得益于技術節(jié)點不斷進步以及存儲器層數(shù)的增加，半導體光刻膠需求持續(xù)增長。

TECHCET預計2022年全球半導體光刻膠市場規(guī)模同比增長7.5%達到近23億美金。2021年至2026年，半導體光刻膠市場年復合增長率預計為5.9%，其中增速最快的產(chǎn)品是EUV和KrF光刻膠。

半導體光刻膠分產(chǎn)品市場規(guī)模（百萬美金）：

資料來源：TECHCET

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光刻工藝概覽

在大規(guī)模集成電路的制造過程中，光刻和刻蝕技術是精細線路圖形加工中最重要的工藝，決定著芯片的最小特征尺寸。

光刻工藝是一種多步驟的圖形轉移工藝，大部分工藝都包含十多個步驟，除去涂膠、曝光和顯影三個關鍵步驟外，光刻工藝還包括清洗硅片、預烘和打底膠、對準、曝光后烘烤、堅膜、刻蝕、離子注入、去除光刻膠等步驟。

在光刻工藝中，掩膜版上的圖形被投影在光刻膠上，激發(fā)光化學反應，再經(jīng)過烘烤和顯影后形成光刻膠圖形，而光刻膠圖形作為阻擋層，用于實現(xiàn)選擇性的刻蝕或離子注入。

集成電路光刻和刻蝕工藝流程：

資料來源：晶瑞電材

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光刻膠行業(yè)概覽

光刻膠又稱光致抗蝕劑，是一種感光材料，在光的照射下發(fā)生溶解度的變化，可以通過曝光、顯影及刻蝕等一系列步驟將掩膜板上的圖形轉移到基片上。

摩爾定律推動光刻膠技術加速迭代，隨著科學技術不斷發(fā)展、產(chǎn)品不斷迭代，半導體中晶體管的密度與其性能每18至24個月翻1倍。

光刻膠經(jīng)歷了紫外寬譜（300~450nm）、G線（436nm）、I線（365nm）、KrF（248nm）、ArF（193nm）、EUV（13.5nm）等一系列技術平臺，從技術上經(jīng)歷了環(huán)化橡膠體系、酚醛樹脂-重氮萘醌體系及化學放大體系。

在設備、工藝與材料的共同作用下，分辨率從幾十微米發(fā)展到了現(xiàn)在的10nm。

根據(jù)下游應用領域，光刻膠可分為半導體光刻膠、PCB光刻膠、LCD光刻膠及其他。

目前，已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)替代的主要是中低端PCB光刻膠。

受益于顯示面板、半導體產(chǎn)業(yè)東移和國內企業(yè)技術突破，LCD和半導體光刻膠已形成一定的國產(chǎn)替代基礎，未來發(fā)展空間廣闊。

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光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈

光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈比較長，從上游的基礎化工行業(yè)、一直到下游電子產(chǎn)品消費終端，環(huán)環(huán)相扣。

由于上游產(chǎn)品質量對最終產(chǎn)品性能影響重大，常采用認證采購的模式，上游供應商和下游采購商通常會形成比較穩(wěn)固的合作模式。

光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈上游

生產(chǎn)光刻膠的原料包括光引發(fā)劑（光增感劑、光致產(chǎn)酸劑幫助其更好發(fā)揮作用）、樹脂、溶劑和其他添加劑等，我國由于資金和技術的差距，如感光劑、樹脂等被外企壟斷，所以光刻膠自給能力不足。

從光刻膠成本占比來看，樹脂占比最大約50%，其次是添加劑占比約35%，剩余成本合計占比約15%。

樹脂

隨著光刻技術的發(fā)展，光刻膠不斷更新?lián)Q代，從早期的聚乙烯醇肉桂酸酯、環(huán)化橡膠-疊氮化合物紫外負性光刻膠，發(fā)展到G 線(436nm)和I 線(365nm)酚醛樹脂-重氮萘醌類紫外正性光刻膠，再到KrF(248nm）和ArF（193nm)化學增幅型光刻膠、再到真空紫外(157nm)，極紫外(13. 5nm)、電子束等下一代光刻技術用光刻膠。

正性光刻膠可分為非化學放大型與化學放大型光刻膠兩大類，其中非化學放大型光刻膠主要以重氮萘醌（DNQ）-酚醛樹脂（Novolac）光刻膠為主，并主要應用于g線和i線光刻工藝中。

全球光刻膠樹脂供應商主要有住友電木、日本曹達及美國陶氏等，我國光刻膠企業(yè)使用的樹脂90%以上依賴進口。高純光刻膠樹脂單體是中國光刻膠實現(xiàn)國產(chǎn)替代的核心壁壘之一。

由于中低端市場行業(yè)壁壘較低，酚醛樹脂行業(yè)集中度不高，我國產(chǎn)能10萬噸以上企業(yè)僅5家，其中，樹脂龍頭圣泉新材料占比23%。

光引發(fā)劑

光引發(fā)劑發(fā)生光化學反應的產(chǎn)物可以改變樹脂在顯影液中的溶解度，幫助完成光刻過程。

一般光引發(fā)劑的使用量在光固化材料中占比為3%-5%，但由于光引發(fā)劑價格相對昂貴，其成本一般占到光固化產(chǎn)品整體成本的10%-15%。

光引發(fā)劑行業(yè)存在一定技術壁壘，行業(yè)格局向頭部企業(yè)集中，整體市場形成寡頭壟斷格局。

目前在國際市場光引發(fā)劑企業(yè)基本形成了以巴斯夫、意大利Lamberti、IGM Resins 等大型跨國企業(yè)為主的寡頭局面。

隨著Lamberti 被IGM Resins 兼并，優(yōu)勢趨勢日益增強，這些企業(yè)擁有較強的技術實力、產(chǎn)品創(chuàng)新研發(fā)和應用研發(fā)實力。

近年來產(chǎn)業(yè)鏈出現(xiàn)向中國轉移趨勢，一方面中國目前已經(jīng)成為光引發(fā)劑終端應用市場如手機、家電、電路板等行業(yè)的最大應用市場，另一方面關鍵產(chǎn)品的化合物專利到期，中國生產(chǎn)工藝技術水平的迅速提高，海外光引發(fā)劑產(chǎn)能未能有效擴大，國內光引發(fā)劑產(chǎn)業(yè)開始蓬勃發(fā)展。

在國內，光引發(fā)劑生產(chǎn)企業(yè)從最初幾百家，經(jīng)過十多年充分市場競爭后，集中趨勢日益明顯。

目前行業(yè)內主要企業(yè)包括久日新材、揚帆新材、強力新材、固潤科技等、北京英力（已被IGM Resins 收購）等。

光引發(fā)劑生產(chǎn)過程污染較大，隨著國家環(huán)保監(jiān)管要求加強，中小產(chǎn)能已陸續(xù)退出，而新增產(chǎn)能建設周期較長，導致國內光引發(fā)劑供給不足，未來行業(yè)新增產(chǎn)能將主要集中于龍頭企業(yè)，行業(yè)集中度仍將持續(xù)提高。

全球光引發(fā)劑廠商及重點產(chǎn)品：

資料來源：廣發(fā)證券

上游材料廠商中，容大感光光刻膠產(chǎn)品主要包括紫外線正膠、紫外線負膠兩大類產(chǎn)品以及稀釋劑、顯影液、剝離液等配套化學品，主要應用于平板顯示、發(fā)光二極管及集成電路等領域。

同益股份主要是從韓國引進丙烯酸樹脂、KISCO 光引發(fā)劑、DKC 光敏劑以及色漿等產(chǎn)品，主要應用于 LCD-TFT 正性光刻膠等中高端市場，公司不進行光刻膠生產(chǎn)制造，不具備光刻膠自主生產(chǎn)能力。

強力新材主要從事電子材料領域各類光刻膠專用電子化學品（分為光引發(fā)劑、樹脂）的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售及相關貿易業(yè)務。

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光刻膠市場格局

全球光刻膠市場主要被JSR、東京應化、杜邦、信越化學、住友及富士膠片等制造商所壟斷，尤其是在半導體光刻膠的高端的KrF和ArF領域，市場集中度更高。

前六大廠商中除了杜邦為美國廠商之外，其他均為日本廠商。

當前背景下，先進節(jié)點技術開發(fā)速度略有放緩，國內半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國產(chǎn)化需求為中國企業(yè)帶來發(fā)展機遇。

在較為低端的g/i線光刻膠領域，CR4為74%，但在KrF光刻膠領域的CR4為85%，ArF光刻膠領域的CR4為83%，兩者均超過83%以上。

中國公司除少數(shù)公司覆蓋g/i光刻膠外，在更高的光刻膠領域基本都處于客戶驗證甚至只是研發(fā)階段，任重而道遠。

當前國內光刻膠企業(yè)多分布在技術難度較低的PCB光刻膠領域，占比超9成，而技術難度最大的半導體光刻膠市場，國內僅有彤程新材（北京科華）、華懋科技（徐州博康）、南大光電、晶瑞電材和上海新陽等少數(shù)幾家。

彤程新材全資子公司彤程電子受讓北京科華微電子33.70%的股權。北京科華微電子成立于2004年8月，是國內唯一擁有荷蘭ASML曝光機的光刻膠公司，是集光刻膠研發(fā)、生產(chǎn)、檢測、銷售于一體的中外合資企業(yè)，也是國內唯一一家擁有高檔光刻膠自主研發(fā)及生產(chǎn)實力的國家級高新技術企業(yè)。

南大光電自主研發(fā)的ArF光刻膠產(chǎn)品成功通過客戶的使用認證，成為通過產(chǎn)品驗證的第一只國產(chǎn)ArF光刻膠。

上海新陽投資設立的控股子公司上海芯刻微材料技術有限責任公司進行193nm（ArF）干法光刻膠研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目。

產(chǎn)業(yè)鏈上下游布局相關公司還包括雅克科技、永太科技、江化微、芯源微、七彩化學、萬潤股份、世名科技、華特氣體、新萊應材、盛劍環(huán)境、廣信材料、八億時空、晶瑞電材、飛凱材料等。

隨著國外大廠斷供造成國內光刻膠供需短缺持續(xù)緊張，以及半導體供應鏈安全問題日益嚴重，光刻膠的國產(chǎn)替代的窗口逐步打開。國產(chǎn)光刻膠有望從0到1實現(xiàn)技術突破，逐步導入供應鏈，國內大廠有望抓住國產(chǎn)替代窗口進入上升的拐點。