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(1)行業(yè)概況
光刻工序是集成電路制造中最重要的一環(huán),是將設(shè)計好的集成電路圖形由掩膜版轉(zhuǎn)移至硅片后再進行下一步刻蝕的工藝,是集成電路制造中耗時最大、難度 最高的工藝。
光刻時會在硅片上涂一層光刻膠,經(jīng)紫外線曝光后,光刻膠化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化,再經(jīng)顯影后將曝光的光刻膠去除,實現(xiàn)圖形從掩膜版到硅片的轉(zhuǎn)移。 光刻膠作為光刻環(huán)節(jié)的重要耗材,其質(zhì)量和性能直接影響集成電路制造產(chǎn)線良率, 是集成電路制造的核心材料之一。
按照應(yīng)用領(lǐng)域的不同,光刻膠又可以分為印刷電路板(PCB)用光刻膠、液 晶顯示(LCD)用光刻膠、半導(dǎo)體(IC)用光刻膠和其他用途光刻膠。PCB 光 刻膠和 LCD 光刻膠技術(shù)壁壘相對較低,國產(chǎn)化率較高,而半導(dǎo)體光刻膠代表著 光刻膠技術(shù)最先進水平,尤其是高端光刻膠,目前國內(nèi)公司在量產(chǎn)層面仍與國外 有巨大差距。
半導(dǎo)體光刻膠按照曝光波長不同,領(lǐng)域可分為 g 線(436nm)、i 線(365nm)、 KrF(248nm),ArF(193nm)以及新興起的 EUV 光刻膠 5 大類,高端光刻膠指 KrF、ArF 和 EUV 光刻膠,各類型光刻膠適用的集成電路制程如下:
(2)市場空間和競爭格局
近年來,隨著半導(dǎo)體行業(yè)的蓬勃發(fā)展,尤其是下游晶圓廠產(chǎn)能擴建帶來的的龐大需求,光刻膠市場需求保持了良好的增長態(tài)勢。根據(jù) Research And Markets 數(shù)據(jù),2020年全球光刻膠市場為 87 億美元,預(yù)計 2026 年有望達 127 億美元, 年復(fù)合增長率達 6.5%。其中,2020年全球半導(dǎo)體用光刻膠占市場總額的 23.3%,對應(yīng)市場空間分別為 20.4 億美元。
資料來源:Research And Markets,中金公司研究部
從國內(nèi)市場看,工信部及研究機構(gòu) Cision 預(yù)計,十三五期間,國內(nèi)光刻膠市場實現(xiàn)年均 14.5%增長,2020年全國光刻膠整體的市場規(guī)模達到 176 億元;預(yù)計 到 2026 年,中國光刻膠市場規(guī)模將超過 300 億元,高于全球增速。
資料來源:Cision,工信部賽博研究院
從半導(dǎo)體光刻膠細(xì)分市場分析,ArF 干式和浸沒式光刻膠已成為集成電路制 造領(lǐng)域需求量最大的光刻膠產(chǎn)品。根據(jù) TECHCET 統(tǒng)計,2020 年 ArF 干式和浸沒式光刻膠占據(jù)了 48%的市場份額,KrF 和 g 線/i 線光刻膠分別占據(jù) 34%和 16% 的市場份額。預(yù)計至 2025 年 ArF 干式及浸沒式光刻膠仍然能占據(jù) 45%的市場份 額。其中由于 ArF 浸沒式光刻膠主要用于先進制程中的多重曝光過程,因此其需求量為普通光刻膠的 2-4 倍。
根據(jù) TECHCET 數(shù)據(jù),2020 年全球 ArF 浸沒式光 刻膠市場規(guī)模為 7.1 億美元,2025 年有望達 8.84 億美元,復(fù)合增長率達 4.4%; ArF 干式光刻膠 2020 年全球市場規(guī)模 1.9 億美元,未來預(yù)計在此上下小幅波動。
資料來源:TECHCET,中金公司研究部
然而,盡管光刻膠市場保持了良好的增長趨勢,但以 ArF 光刻膠為代表的半 導(dǎo)體光刻膠領(lǐng)域國內(nèi)市場份額仍然較小,高端光刻膠市場長期為國外巨頭所壟斷。
根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù),2018 年全球行業(yè)前四大光刻膠廠商合成橡膠(JSR)、信越化學(xué)、東京應(yīng)化以及住友化學(xué)均為日系廠商,全品類半導(dǎo)體光刻膠中日本廠商占據(jù) 了 70%的市場份額,分品類來看,日本廠商在 ArF、KrF、g 線/i 線膠市場中市占 率分別為 93%、80%、61%,其在高端市場中展現(xiàn)出極強的控制力。根據(jù)富士經(jīng)濟統(tǒng)計,2019 年合成橡膠(JSR)、信越化學(xué)、東京應(yīng)化以及住友化學(xué)占據(jù)全球 ArF 光刻膠 82%的市場份額,KrF 光刻膠 75%的市場份額,依然屬于主導(dǎo)地位。
高端光刻膠長期為國外企業(yè)壟斷的現(xiàn)狀,對我國芯片制造造成“卡脖子”風(fēng) 險。由于高端光刻膠的保質(zhì)期很短(通常只有 6 個月左右甚至更短),一旦遇到 貿(mào)易沖突或自然災(zāi)害,我國集成電路產(chǎn)業(yè)勢必面臨芯片企業(yè)短期內(nèi)全面停產(chǎn)的嚴(yán) 重不利局面。日韓貿(mào)易提供了最好的例證:韓國公司在半導(dǎo)體工業(yè)產(chǎn)品方面極度 依賴日本,僅 2018 年精密化學(xué)材料進口額就高達 19 億美元。
2019 年下半年, 日本通過對韓國實施了包括光刻膠在內(nèi)的電子材料貿(mào)易禁運,對韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè) 造成了較大影響。因此,盡快實現(xiàn)高檔光刻膠材料的全面國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化具有十 分重要的戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟價值,自主可控需求愈發(fā)迫切,從國家政策到市場環(huán)境, 都將為高端光刻膠發(fā)展提供強有力支撐。
編制:諸葛御
責(zé)任編輯:趙皋
來源: 思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 南大光電