「芯布局」光刻胶国产化进行时，谁能跃居龙头率先领航？
集微网消息（文/若冰）光刻胶是利用光化学反应经曝光、显影、刻蚀等工艺将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工基衬底上的有机化合物，是集成电路和平板显示两大产业光刻工艺的重要部分，也是国际上技术门槛最高的微电子化学品之一。
根据《现代化工》数据，全球光刻胶市场主要被美日韩企业垄断，所占市场份额超过85%。其中，日本光刻胶公司领跑，日本合成橡胶（JSR）、东京应化（TOK）、信越化学、富士电子材料四家企业市占率高达72%。大陆企业份额不足10%，国内光刻胶仍十分依赖进口，供应受制于人。特别是在今年外部等诸多不确定因素影响的当下，光刻胶的国产化显得愈发迫切。纵是大势所趋，却也是任重而道远。
任重——市场需求快速增长
按照下游应用，光刻胶可大致分为半导体用光刻胶、LCD 用光刻胶、PCB 用光刻胶等，其技术壁垒依次降低。
相应地，PCB光刻胶是目前国产替代进度最快的，已经实现对主流厂商大批量供货。据悉，如容大感光、广信材料、东方材料、飞凯材料、永太科技等在内的大陆企业占据国内46%左右湿膜光刻胶和光成像阻焊油墨市场份额。
LCD光刻胶替代进度相对较快，国产化率在10%左右，进口替代空间巨大。主要企业有飞凯材料、永太科技、苏州瑞红（晶瑞股份100%控股）和北京科华微电子等。
近年来，我国平板显示产业发展迅猛，以京东方、华星光电、天马等为代表的面板企业迅速崛起，产业中心向中国明显转移。同时，在激烈的市场竞争下，日韩面板产能逐步退出。再叠加整个产业链中材料国产化的大趋势，我国LCD光刻胶市场规模及国产化率有望逐步提升。
半导体光刻胶国产技术较国外先进技术差距最大。与世界先进水平仍有2-3代的差距，而且半导体光刻胶及配套材料具备产品技术更迭快、纯度高等特点，国产替代之路任重道远。
目前，全球半导体光刻胶的供应厂商主要集中日本，分别为东京日化、JSR、信越化学、住友化学和陶氏化学等，其中美国企业陶氏化学市占率仅为15%。
半导体用光刻胶市场上主要使用的光刻胶包括g线、i线、KrF、ArF四类光刻胶，其中g 线和i线光刻胶是市场上使用量最大的光刻胶。我国半导体领域的g线、i线光刻胶基本可以满足自给自足，并在逐步提升供应量，两者主要用于6英寸晶圆的集成电路制造。KrF（用于8英寸晶圆）和ArF光刻胶（用于12英寸晶圆）被日本、美国企业垄断。我国的对于高端的KrF、ArF光刻胶，几乎全部依赖进口，国产化率存在极大的提升空间。但KrF光刻胶也具备批量供应的条件；ArF光刻胶尚处于下游认证阶段；国际上最先进的EUV光刻胶国内尚处初级研发阶段。
而随着国内新建晶圆厂的密集投产，市场需求增长，也为半导体光刻胶打开了最佳代替窗口。2020年~2022年是中国大陆晶圆厂投产高峰期，以长江存储，长鑫存储等新兴晶圆厂和以中芯国际，华虹为代表的老牌晶圆厂正处于产能扩张期，未来3年将迎来密集投产。
浙商证券指出，根据国内晶圆厂的建设速度和规划，预计2022年国内半导体光刻胶市场将会是2019年的两倍，约55亿元。届时世界面板产能持续向中国转移，国内面板光刻胶市场需求预计约为105亿元。二者合计将带来约160亿元的市场空间。
道远——追赶的脚步不停歇
1、光刻胶的国产化进程
不管是面板光刻胶方面还是半导体光刻胶方面，国内光刻胶厂商们都在全力推动研发进度。
1）晶瑞股份
晶瑞股份是一家微电子材料企业，主导产品包括超净高纯试剂、光刻胶、功能性材料、锂电池材料和基础化工材料等，其中光刻胶产品主要由其子公司苏州瑞红生产。据介绍，苏州瑞红1993年开始光刻胶生产，是国内最早规模量产光刻胶的少数几家企业之一。
光刻胶产品由晶瑞股份的子公司苏州瑞红生产，苏州瑞红紫外负型光刻胶和宽谱正胶及部分g线等高端产品已规模供应市场数十年，承担并完成了国家重大科技项目02重大专项“i线光刻胶产品开发及产业化”项目，其i线光刻胶已向合肥长鑫、士兰微、扬杰科技、福顺微电子等行业头部公司供货。
苏州瑞红KrF（248nm深紫外）光刻胶完成中试，产品分辨率达到了0.25～0.13μm的技术要求，建成了中试示范线。
2）南大光电
南大光电专业从事高纯电子材料的研发、生产和销售，现已形成了MO源、电子特气、ALD/CVD前驱体材料和光刻胶四大业务板块。其中，在光刻胶方面，南大光电正在自主研发和产业化的193nm光刻胶项目，已获得国家02专项“193nm光刻胶及配套材料关键技术开发项目”和“ArF光刻胶开发和产业化项目”的正式立项。
根据2019年年报显示，南大光电“193nm光刻胶及配套材料关键技术开发项目”的研发工作已经完成，正在验收中。此外，公司设立光刻胶事业部，并由子公司宁波南大光电全力推进“ArF光刻胶开发和产业化项目”的落地实施。
2020年4月，其采购的用于检测ArF（193nm）光刻胶产品性能的光刻机运入宁波南大光电工厂，5月开始进行安装调试，预计安装调试需要4-5个月的时间。南大光电同时自主研发制备ArF（193nm）光刻胶用的高纯原材料，研制出的ArF（193nm）光刻胶样品正在供客户测试。
5月14日，南大光电接受投资者提问时表示，公司光刻胶产品力争年底通过客户验证。
6月3日，南大光电表示，目前“ArF光刻胶产品的开发和产业化项目”尚处于光刻胶样品验证阶段，验证过程预计需要12-18个月，甚至更长的时间。
3）上海新阳
2016年底，上海新阳立项开发集成电路制造用高端光刻胶。根据上海新阳2019年年报，其已研发获得多个KrF厚膜、ArF干法光刻胶产品配方、工艺数据和技术参数，得到了多次可重复的实验室曝光结果，关键曝光参数已经达到了光刻生产工艺对商用光刻胶可以进行中试产品验证的基本要求。
上海新阳在4月22日回复深交所的关注函时表示，其KrF厚膜光刻胶部分产品配方已完成实验室研发；即将开始生产工艺开发，中试产线在安装调试建设当中；用于检测曝光数据和质量分析的光刻机（型号：Nikon-20541，二手机台）已完成安装调试，进入试运行阶段；主要原材料开发在同步进行；待中试产品产出后进行客户产线验证。
5月26日，上海新阳在投资者互动平台上表示，公司光刻胶已完成实验室研发，准备开始进行200L反应釜的中试，在建项目规划产能为500吨/年。
4)容大感光
容大感光致力于PCB感光油墨、光刻胶及配套化学品、特种油墨等电子化学品的研发、生产和销售，光刻胶产品主要包括紫外线正胶、紫外线负胶两大类产品以及稀释剂、显影液、剥离液等配套化学品，主要应用于平板显示、发光二极管及集成电路等领域。
据了解，容大感光的光刻胶业务营收占比较小，其产品应用领域更多集中在平板显示合LED芯片。5月25日，容大感光接受投资者提问时表示，公司目前可生产的半导体光刻胶主要为g/i线正性光刻胶、i线负性光刻胶、i线厚膜胶等。
此外，容大感光大亚湾光刻胶及其配套化学品募投项目设计的生产能力为年产1000吨，投产后的主要产品是用于平板显示、发光二极管、集成电路芯片等领域的光刻胶，类别为g/i线正性光刻胶、负性光刻胶，i线正性光刻胶的分辨率为0.35微米。今年5月中旬，容大感光回复深交所关注涵表示，该项目所有设备已安装调试完毕。
5)飞凯材料
飞凯材料的主营业务产品主要包括紫外固化材料和电子化学材料，电子化学材料主要包括应用于半导体制造及先进封装领域的湿制程电子化学品如显影液、蚀刻液、剥离液、电镀液等，用于集成电路传统封装领域的锡球、环氧塑封料，用于TFT-LCD液晶显示面板制造领域的正性光刻胶、TN/STN型混合液晶、TFT型混合液晶、液晶单体及液晶中间体、用于OLED屏幕制造领域的配套材料等新材料。
6月1日，飞凯材料在互动平台表示，公司TFT-LCD正性光刻胶目前处于试生产过程中，且近期出货量也在稳步提升。另外，公司i-line半导体光刻胶实验室阶段产品正在做客户送样验证前的准备工作。
6）雅克科技
雅克科技主营电子半导体材料，深冷复合材料以及塑料助剂材料研发和生产。电子材料板块主要包括金属有机前驱体、特种气体、光刻胶、硅微粉等。
公司对光刻胶的布局通过外延并购实现，2020年2月26日公司公告以580亿韩元，约合人民币3.3亿元收购LG化学彩色光刻胶相关资产。
近日，雅克科技顺利收购LG化学彩胶。国联证券指出，雅克科技获得LG彩胶资产、参股Cotem公司的TFT-PR光刻胶业务，已为国内面板光刻胶龙头企业。通过本次交易，雅克科技可以获取彩色光刻胶的关键技术，在生产经营上减少对国外企业的依赖，并且填补国内相关技术的空白。
7）永太科技
6月12日，永太科技在接受投资者提问时表示，公司CF光刻胶生产线已经建成，目前国内CF光刻胶仍以进口为主，下游国产化率仍较低。目前永太科技CF光刻胶已经通过华星光电验证。
永太科技董事长王莺妹表示，光刻胶行业的专用化学品生产壁垒高,国产化需求强烈。近年来,我国政府为鼓励光刻胶行业发展、突破产业瓶颈,给予了大量政策支持,为光刻胶行业的发展提供了良好的环境氛围。同时,受益于消费电子、LCD及半导体产业等下游产能向大陆转移,国内光刻胶市场未来发展前景广阔。
8）北京科华
北京科华成立于2004年，是集光刻胶研发、生产、检测、销售于一体的中外合资企业，同时也是中国在光刻胶领域拥有自主知识产权的高新技术企业。主要产品为光刻胶和与之配套的试剂（稀释剂、去边剂、显影液及剥离液等）。北京科华已经陆续研制出了一系列高端光刻胶产品（包括 248nm、I 线、G 线光刻胶等）。这些产品系列在已实现产业化应用的基础上，还有大批品种或处于客户的测试阶段，或处于客户的测试准备阶段。
两难——技术和市场
在技术方面，光刻胶的研发关键在于其成分复杂、工艺技术难以掌握。
光刻胶主要成分有高分子树脂、色浆、单体、感光引发剂、溶剂以及添加剂，开发所涉及的技术难题众多，需从低聚物结构设计和筛选、合成工艺的确定和优化、活性单体的筛选和控制、色浆细度控制和稳定、产品配方设计和优化、产品生产工艺优化和稳定、最终使用条件匹配和宽容度调整等方面进行调整。因此，要自主研发生产，技术难度非常之高。
从产业链供应体系来看，虽然我国化工产品原料品种齐全，可以为光刻胶产业提供充足和价格低廉的基础原料供给，但是由于资金和技术的差距，生产光刻胶的原料如引发剂、增感光刻胶树脂等被外资垄断，导致光刻胶自给能力不足。当前光刻胶及上游原材料产业链主要位于日本，除日本企业外，韩国SKC及美国陶氏杜邦亦有参与。
近年来，尽管光刻胶研发有了一定突破，但国产光刻胶还是用不起来。目前，国外阻抗已达到15次方以上，而国内企业只能做到10次方，满足不了客户工艺要求和产品升级的要求，有的工艺虽达标了，但批次稳定性不好。
清华大学核能与新能源技术研究院的报告显示，IBM在上世纪70年代已经开始了化学放大光刻胶技术的研发，我们国家从2000年才开始重视光刻胶技术，几乎落后了30年。
造成与国际先进水平差距的原因很多。
过去由于我国在开始规划发展集成电路产业上，布局不合理、不完整，特别是重生产加工环节的投资，而忽视了最重要的基础材料、装备与应用研究。
特别是在半导体高端光刻胶方面的差距巨大。
从市场角度看，一方面，因大陆晶圆厂的晶圆制造技术落后于国际市场，国内市场对ArF i、EUV等高端光刻胶的需求量较小，主要集中在G-line、I-line、KrF光刻胶。由于试错成本很高，国内半导体光刻胶企业技术目前仍然还不成熟，很难作为验证的材料参与到芯片制造企业的研发环节。
另一方面，由于大陆晶圆制造技术落后而使得我国进口光刻胶落后国际市场1-2代技术，从而形成了国内光刻胶市场形成信越化学、TOK份额较大，JSR和陶氏份额较小的竞争格局。而当产品规模化量产之后，特别是在芯片制造高精密和严格质量管控之下，下游厂商对光刻胶的选择非常谨慎，所以光刻胶替代无论是国产替代还是外商间的竞品替代，难度都非常大。
不过，根据SEMI数据和中银的报告看，尽管现阶段大陆半导体光刻胶市场规模小，但未来将保持快速增长。相信随着未来国内芯片制造份额的扩大，影响上游供应链。例如，国内PCB和LCD行业的光刻胶发展历程，国产半导体光刻胶也将逐渐走向成熟。（校对/小北）