庞大的市场需求缺口提升了我国半导体光刻胶国产替代的进度,叠加第三次半导体产业向中国迁移以及国家大基金二期的逐步落地,半导体产业国产化趋势明显。
光刻胶生产技术复杂,品种规格多,在电子工业集成电路的制造中,对所使用光刻胶有严格的要求。
光刻胶(Photoresist)又称光致抗蚀剂,是指通过紫外光、电子束、离子束、X射线等的照射或辐射,其溶解度发生变化的耐蚀剂刻薄膜材料。由感光树脂、增感剂和溶剂3种主要成分组成的对光敏感的混合液体。在光刻工艺过程中,用作抗腐蚀涂层材料。
半导体材料在表面加工时,若采用适当的有选择性的光刻胶,可在表面上得到所需的图像。光刻胶按其形成的图像分类有正性、负性两大类。在光刻胶工艺过程中,涂层曝光、显影后,曝光部分被溶解,未曝光部分留下来,该涂层材料为正性光刻胶。如果曝光部分被保留下来,而未曝光被溶解,该涂层材料为负性光刻胶。
2018年5月30日,国家科技重大专项“极大规模集成电路制造装备与成套工艺”专项(02专项)项目“极紫外光刻胶材料与实验室检测技术研究”,经过项目组全体成员的努力攻关,完成了EUV光刻胶关键材料的设计、制备和合成工艺研究、配方组成和光刻胶制备、实验室光刻胶性能的初步评价装备的研发,达到了任务书中规定的材料和装备的考核指标。
2019年11月25日,8种“光刻胶及其关键原材料和配套试剂”入选工信部《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版)》
随着集成度的提高,光刻胶的分辨率的要求越来越高,所用的光源波长越来越短。因为光刻胶成像时可分辨线宽与曝光波长成正比,与曝光机透镜开口数成反比,所以缩短曝光波长是提高分辨率的主要途径。
现代曝光技术不仅要求高的分辨率,而且要有工艺宽容度和经济性,显然光源的波长越短,光刻胶的分辨率越高,感光树脂合成的难度也越大。
多家公司纷纷布局,在投资者互动平台上也是非常活跃。
瑞联新材3月14日在投资者互动平台表示,公司研发的光刻胶单体涉及ArF光刻胶及KrF光刻胶,其中部分ArF光刻胶单体产品已量产。
南大光电在互动平台表示,ArF光刻胶有少量供货,尚未规模量产。光刻胶扩产计划需根据产品订单情况确定。ArF光刻胶是先进集成电路芯片制造的关键材料,在193nm光源下有较高的透明性和抗刻蚀性等,可以广泛应用于各种高端IC芯片的生产制造。
容大感光3月13日晚间回应深交所的关注函时表示,目前公司显示用光刻胶、半导体光刻胶的品质性能仅能满足中低端客户的要求,要开发中高端客户需要的产品尚存在技术瓶颈。
怡达股份3月14日在投资者互动平台表示,公司可用于光刻胶领域的湿电子化学品主要有电子级丙二醇甲醚(PM)和子级丙二醇甲醚乙酸酯(PMA)等。公司将进一步加强科技创新力度,争取研发更多的可用于光刻胶领域的高端产品。
捷捷微电3月14日在投资者互动平台表示,光刻胶为公司的原材料,公司有两项专利是关于光刻胶的用法,该专利技术已应用到公司产品的生产工艺中。
晶瑞电材3月13日在投资者互动平台表示,公司子公司瑞红(苏州)电子化学品股份有限公司的KrF光刻胶产品分辨率达到了0.25-0.13μm的技术要求,已通过部分重要客户测试,KrF高端光刻胶部分品种已量产。
上海新阳3月13日在投资者互动平台表示,请关注公司定期报告,相关光刻胶产品正在晶圆制造客户端验证。
鼎龙股份3月13日在投资者互动平台表示,公司已经提前在半导体及显示材料领域进行布局,除集成电路CMP制程工艺材料系统化解决方案外,公司在先进封装材料领域重点布局的产品包括:临时键合胶(TBA),封装光刻胶PSPI,底部填充剂(Underfill)等产品。公司显示用光刻胶(PSPI)已经通过主流显示客户验证,正在逐步放量。公司封装用光刻胶(PSPI),在显示用PSPI的技术平台基础上,吸收了PI合成及产业化方面的技术经验,目前已经开始客户送样工作。
扬帆新材3月13日在投资者互动平台表示,公司部分光引发剂产品下游可应用于光刻胶领域。
万润股份3月13日在投资者互动平台表示,公司光刻胶材料产品包括光刻胶单体与光刻胶树脂,主要应用在半导体制造领域。公司半导体用光刻胶单体和光刻胶树脂产品种类及生产技术覆盖大部分主要产品。
世名科技在互动平台表示,公司研发的光刻胶色浆产品在下游LCD彩色光刻胶中占比约50%以上,该项目属于行业“卡脖子”技术,作为色彩行业领先企业,我们有信心攻坚克难,力争尽快取得突破性成果。该产品国产自主化趋势明显,如后续开发顺利,可获得良好的市场效益。
湖北宜化3月10日在投资者互动平台表示,公司参股子公司湖北有宜新材料科技有限公司具备一定的光引发剂1206产品产能,该产品用于光刻胶、高端油墨。
近年来,光刻胶在半导体工业、PCB、平板显示等领域广泛应用,市场规模逐年增长。北京研精毕智信息咨询有限公司的数据显示,我国光刻胶市场规模由2017年58.7亿元增至2020年84亿元,年均复合增长率为12.7%。2021年市场规模增长至93亿元,预计在2023年我国光刻胶市场规模将超100亿元。
在国家一系列红利政策带动下,作为半导体、平板显示及PCB行业制造缓解的关键材料,光刻胶的市场需求得到快速释放,尤其是LCD光刻胶产量增长明显。2020年我国光刻胶市场产量由2017年的8万吨增长至13万吨。2021年产量提高到15万吨,预计在2023年光刻胶产量将超20万吨。
当前,我国正处于战略转型期,对新材料的战略需求更加突出,为新材料产业的发展提供了难得的历史机遇。《湖北省新材料产业高质量发展“十四五”规划》指出,要强化“光芯屏端网”战略产业协同发展,围绕电子信息材料产业国家战略需求,加快重要原辅料及材料的研发与生产。
在半导体芯片领域,光刻胶是光刻工艺的核心耗材,EUV光刻胶是其中发展最快的品类之一。TECHCET此前报告指出,用于半导体的光刻胶的营收规模预计在2022年增长7.5%至23亿美元,2025年超过25亿美元,2021年—2026年复合增长率为5.9%。而EUV光刻胶2021年的市场规模仅约0.6亿美元,预计到2025年达到2亿美元,2020年-2025年复合增长率达50%,远高于光刻胶市场平均增速。
随着晶圆代工厂在先进制程的资本支出越来越高,光刻材料在半导体制造中变得至关重要,是光刻加工的重要组成。因此,EUV等材料和工艺创新会加速发展。在EUV光刻胶等材料的推动下,光刻材料市场有望在未来3-4年随着细线宽器件制造的发展,实现5倍的增长。
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