「芯佈局」光刻膠國產化進行時，誰能躍居龍頭率先領航？
集微網訊息（文/若冰）光刻膠是利用光化學反應經曝光、顯影、刻蝕等工藝將所需要的微細圖形從掩模版轉移到待加工基襯底上的有機化合物，是積體電路和平板顯示兩大產業光刻工藝的重要部分，也是國際上技術門檻最高的微電子化學品之一。
根據《現代化工》資料，全球光刻膠市場主要被美日韓企業壟斷，所佔市場份額超過85%。其中，日本光刻膠公司領跑，日本合成橡膠（JSR）、東京應化（TOK）、信越化學、富士電子材料四家企業市佔率高達72%。大陸企業份額不足10%，國內光刻膠仍十分依賴進口，供應受制於人。特別是在今年外部等諸多不確定因素影響的當下，光刻膠的國產化顯得愈發迫切。縱是大勢所趨，卻也是任重而道遠。
任重——市場需求快速增長
按照下游應用，光刻膠可大致分為半導體用光刻膠、LCD 用光刻膠、PCB 用光刻膠等，其技術壁壘依次降低。
相應地，PCB光刻膠是目前國產替代進度最快的，已經實現對主流廠商大批次供貨。據悉，如容大感光、廣信材料、東方材料、飛凱材料、永太科技等在內的大陸企業佔據國內46%左右溼膜光刻膠和光成像阻焊油墨市場份額。
LCD光刻膠替代進度相對較快，國產化率在10%左右，進口替代空間巨大。主要企業有飛凱材料、永太科技、蘇州瑞紅（晶瑞股份100%控股）和北京科華微電子等。
近年來，我國平板顯示產業發展迅猛，以京東方、華星光電、天馬等為代表的面板企業迅速崛起，產業中心向中國明顯轉移。同時，在激烈的市場競爭下，日韓面板產能逐步退出。再疊加整個產業鏈中材料國產化的大趨勢，我國LCD光刻膠市場規模及國產化率有望逐步提升。
半導體光刻膠國產技術較國外先進技術差距最大。與世界先進水平仍有2-3代的差距，而且半導體光刻膠及配套材料具備產品技術更迭快、純度高等特點，國產替代之路任重道遠。
目前，全球半導體光刻膠的供應廠商主要集中日本，分別為東京日化、JSR、信越化學、住友化學和陶氏化學等，其中美國企業陶氏化學市佔率僅為15%。
半導體用光刻膠市場上主要使用的光刻膠包括g線、i線、KrF、ArF四類光刻膠，其中g 線和i線光刻膠是市場上使用量最大的光刻膠。我國半導體領域的g線、i線光刻膠基本可以滿足自給自足，並在逐步提升供應量，兩者主要用於6英寸晶圓的積體電路製造。KrF（用於8英寸晶圓）和ArF光刻膠（用於12英寸晶圓）被日本、美國企業壟斷。我國的對於高階的KrF、ArF光刻膠，幾乎全部依賴進口，國產化率存在極大的提升空間。但KrF光刻膠也具備批次供應的條件；ArF光刻膠尚處於下游認證階段；國際上最先進的EUV光刻膠國內尚處初級研發階段。
而隨著國內新建晶圓廠的密集投產，市場需求增長，也為半導體光刻膠打開了最佳代替視窗。2020年~2022年是中國大陸晶圓廠投產高峰期，以長江儲存，長鑫儲存等新興晶圓廠和以中芯國際，華虹為代表的老牌晶圓廠正處於產能擴張期，未來3年將迎來密集投產。
浙商證券指出，根據國內晶圓廠的建設速度和規劃，預計2022年國內半導體光刻膠市場將會是2019年的兩倍，約55億元。屆時世介面板產能持續向中國轉移，國內面板光刻膠市場需求預計約為105億元。二者合計將帶來約160億元的市場空間。
道遠——追趕的腳步不停歇
1、光刻膠的國產化程序
不管是面板光刻膠方面還是半導體光刻膠方面，國內光刻膠廠商們都在全力推動研發進度。
1）晶瑞股份
晶瑞股份是一家微電子材料企業，主導產品包括超淨高純試劑、光刻膠、功能性材料、鋰電池材料和基礎化工材料等，其中光刻膠產品主要由其子公司蘇州瑞紅生產。據介紹，蘇州瑞紅1993年開始光刻膠生產，是國內最早規模量產光刻膠的少數幾家企業之一。
光刻膠產品由晶瑞股份的子公司蘇州瑞紅生產，蘇州瑞紅紫外負型光刻膠和寬譜正膠及部分g線等高階產品已規模供應市場數十年，承擔並完成了國家重大科技專案02重大專項“i線光刻膠產品開發及產業化”專案，其i線光刻膠已向合肥長鑫、士蘭微、揚傑科技、福順微電子等行業頭部公司供貨。
蘇州瑞紅KrF（248nm深紫外）光刻膠完成中試，產品解析度達到了0.25～0.13μm的技術要求，建成了中試示範線。
2）南大光電
南大光電專業從事高純電子材料的研發、生產和銷售，現已形成了MO源、電子特氣、ALD/CVD前驅體材料和光刻膠四大業務板塊。其中，在光刻膠方面，南大光電正在自主研發和產業化的193nm光刻膠專案，已獲得國家02專項“193nm光刻膠及配套材料關鍵技術開發專案”和“ArF光刻膠開發和產業化專案”的正式立項。
根據2019年年報顯示，南大光電“193nm光刻膠及配套材料關鍵技術開發專案”的研發工作已經完成，正在驗收中。此外，公司設立光刻膠事業部，並由子公司寧波南大光電全力推進“ArF光刻膠開發和產業化專案”的落地實施。
2020年4月，其採購的用於檢測ArF（193nm）光刻膠產品效能的光刻機運入寧波南大光電工廠，5月開始進行安裝除錯，預計安裝除錯需要4-5個月的時間。南大光電同時自主研發製備ArF（193nm）光刻膠用的高純原材料，研製出的ArF（193nm）光刻膠樣品正在供客戶測試。
5月14日，南大光電接受投資者提問時表示，公司光刻膠產品力爭年底透過客戶驗證。
6月3日，南大光電錶示，目前“ArF光刻膠產品的開發和產業化專案”尚處於光刻膠樣品驗證階段，驗證過程預計需要12-18個月，甚至更長的時間。
3）上海新陽
2016年底，上海新陽立項開發積體電路製造用高階光刻膠。根據上海新陽2019年年報，其已研發獲得多個KrF厚膜、ArF幹法光刻膠產品配方、工藝資料和技術引數，得到了多次可重複的實驗室曝光結果，關鍵曝光引數已經達到了光刻生產工藝對商用光刻膠可以進行中試產品驗證的基本要求。
上海新陽在4月22日回覆深交所的關注函時表示，其KrF厚膜光刻膠部分產品配方已完成實驗室研發；即將開始生產工藝開發，中試產線在安裝除錯建設當中；用於檢測曝光資料和質量分析的光刻機（型號：Nikon-20541，二手機臺）已完成安裝除錯，進入試執行階段；主要原材料開發在同步進行；待中試產品產出後進行客戶產線驗證。
5月26日，上海新陽在投資者互動平臺上表示，公司光刻膠已完成實驗室研發，準備開始進行200L反應釜的中試，在建專案規劃產能為500噸/年。
4)容大感光
容大感光致力於PCB感光油墨、光刻膠及配套化學品、特種油墨等電子化學品的研發、生產和銷售，光刻膠產品主要包括紫外線正膠、紫外線負膠兩大類產品以及稀釋劑、顯影液、剝離液等配套化學品，主要應用於平板顯示、發光二極體及積體電路等領域。
據瞭解，容大感光的光刻膠業務營收佔比較小，其產品應用領域更多集中在平板顯示合LED晶片。5月25日，容大感光接受投資者提問時表示，公司目前可生產的半導體光刻膠主要為g/i線正性光刻膠、i線負性光刻膠、i線厚膜膠等。
此外，容大感光大亞灣光刻膠及其配套化學品募投專案設計的生產能力為年產1000噸，投產後的主要產品是用於平板顯示、發光二極體、積體電路晶片等領域的光刻膠，類別為g/i線正性光刻膠、負性光刻膠，i線正性光刻膠的解析度為0.35微米。今年5月中旬，容大感光回覆深交所關注涵表示，該專案所有裝置已安裝除錯完畢。
5)飛凱材料
飛凱材料的主營業務產品主要包括紫外固化材料和電子化學材料，電子化學材料主要包括應用於半導體制造及先進封裝領域的溼製程電子化學品如顯影液、蝕刻液、剝離液、電鍍液等，用於積體電路傳統封裝領域的錫球、環氧塑封料，用於TFT-LCD液晶顯示面板製造領域的正性光刻膠、TN/STN型混合液晶、TFT型混合液晶、液晶單體及液晶中間體、用於OLED螢幕製造領域的配套材料等新材料。
6月1日，飛凱材料在互動平臺表示，公司TFT-LCD正性光刻膠目前處於試生產過程中，且近期出貨量也在穩步提升。另外，公司i-line半導體光刻膠實驗室階段產品正在做客戶送樣驗證前的準備工作。
6）雅克科技
雅克科技主營電子半導體材料，深冷複合材料以及塑膠助劑材料研發和生產。電子材料板塊主要包括金屬有機前驅體、特種氣體、光刻膠、矽微粉等。
公司對光刻膠的佈局透過外延併購實現，2020年2月26日公司公告以580億韓元，約合人民幣3.3億元收購LG化學彩色光刻膠相關資產。
近日，雅克科技順利收購LG化學彩膠。國聯證券指出，雅克科技獲得LG彩膠資產、參股Cotem公司的TFT-PR光刻膠業務，已為國內面板光刻膠龍頭企業。透過本次交易，雅克科技可以獲取彩色光刻膠的關鍵技術，在生產經營上減少對國外企業的依賴，並且填補國內相關技術的空白。
7）永太科技
6月12日，永太科技在接受投資者提問時表示，公司CF光刻膠生產線已經建成，目前國內CF光刻膠仍以進口為主，下游國產化率仍較低。目前永太科技CF光刻膠已經透過華星光電驗證。
永太科技董事長王鶯妹表示，光刻膠行業的專用化學品生產壁壘高,國產化需求強烈。近年來,我國政府為鼓勵光刻膠行業發展、突破產業瓶頸,給予了大量政策支援,為光刻膠行業的發展提供了良好的環境氛圍。同時,受益於消費電子、LCD及半導體產業等下游產能向大陸轉移,國內光刻膠市場未來發展前景廣闊。
8）北京科華
北京科華成立於2004年，是集光刻膠研發、生產、檢測、銷售於一體的中外合資企業，同時也是中國在光刻膠領域擁有自主智慧財產權的高新技術企業。主要產品為光刻膠和與之配套的試劑（稀釋劑、去邊劑、顯影液及剝離液等）。北京科華已經陸續研製出了一系列高階光刻膠產品（包括 248nm、I 線、G 線光刻膠等）。這些產品系列在已實現產業化應用的基礎上，還有大批品種或處於客戶的測試階段，或處於客戶的測試準備階段。
兩難——技術和市場
在技術方面，光刻膠的研發關鍵在於其成分複雜、工藝技術難以掌握。
光刻膠主要成分有高分子樹脂、色漿、單體、感光引發劑、溶劑以及新增劑，開發所涉及的技術難題眾多，需從低聚物結構設計和篩選、合成工藝的確定和最佳化、活性單體的篩選和控制、色漿細度控制和穩定、產品配方設計和最佳化、產品生產工藝最佳化和穩定、最終使用條件匹配和寬容度調整等方面進行調整。因此，要自主研發生產，技術難度非常之高。
從產業鏈供應體系來看，雖然我國化工產品原料品種齊全，可以為光刻膠產業提供充足和價格低廉的基礎原料供給，但是由於資金和技術的差距，生產光刻膠的原料如引發劑、增感光刻膠樹脂等被外資壟斷，導致光刻膠自給能力不足。當前光刻膠及上游原材料產業鏈主要位於日本，除日本企業外，韓國SKC及美國陶氏杜邦亦有參與。
近年來，儘管光刻膠研發有了一定突破，但國產光刻膠還是用不起來。目前，國外阻抗已達到15次方以上，而國內企業只能做到10次方，滿足不了客戶工藝要求和產品升級的要求，有的工藝雖達標了，但批次穩定性不好。
清華大學核能與新能源技術研究院的報告顯示，IBM在上世紀70年代已經開始了化學放大光刻膠技術的研發，我們國家從2000年才開始重視光刻膠技術，幾乎落後了30年。
造成與國際先進水平差距的原因很多。
過去由於我國在開始規劃發展積體電路產業上，佈局不合理、不完整，特別是重生產加工環節的投資，而忽視了最重要的基礎材料、裝備與應用研究。
特別是在半導體高階光刻膠方面的差距巨大。
從市場角度看，一方面，因大陸晶圓廠的晶圓製造技術落後於國際市場，國內市場對ArF i、EUV等高階光刻膠的需求量較小，主要集中在G-line、I-line、KrF光刻膠。由於試錯成本很高，國內半導體光刻膠企業技術目前仍然還不成熟，很難作為驗證的材料參與到晶片製造企業的研發環節。
另一方面，由於大陸晶圓製造技術落後而使得我國進口光刻膠落後國際市場1-2代技術，從而形成了國內光刻膠市場形成信越化學、TOK份額較大，JSR和陶氏份額較小的競爭格局。而當產品規模化量產之後，特別是在晶片製造高精密和嚴格質量管控之下，下游廠商對光刻膠的選擇非常謹慎，所以光刻膠替代無論是國產替代還是外商間的競品替代，難度都非常大。
不過，根據SEMI資料和中銀的報告看，儘管現階段大陸半導體光刻膠市場規模小，但未來將保持快速增長。相信隨著未來國內晶片製造份額的擴大，影響上游供應鏈。例如，國內PCB和LCD行業的光刻膠發展歷程，國產半導體光刻膠也將逐漸走向成熟。（校對/小北）