光刻胶行业深度:行业壁垒、前景分析、产业链及相关公司深度梳理

光刻胶发展至今已有百年历史,现已广泛用于集成电路、显示、PCB等领域,是光刻工艺的核心材料。高壁垒和高价值量是光刻胶的典型特征。光刻胶属于技术和资本密集型行业,全球供应市场高度集中。而目前,我国光刻胶自给率较低,生产也主要集中在中低端产品,国产替代的空间广阔。随着国内厂商在高端光刻胶领域的逐步突破,未来国产替代进程有望加速。
下面我们通过对光刻胶概述发展壁垒相关政策产业链及相关公司等方面进行深度梳理,试图把握光刻胶未来发展。
01
光刻胶行业概述
1.光刻是光电信息产业链中核心环节
光刻技术是指利用光学-化学反应原理和化学、物理刻蚀方法,将图形传递到介质层上,形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术,是光电信息产业链中的核心环节之一。以芯片制造为例,在晶圆清洗、热氧化后,需通过光刻和刻蚀工艺,将设计好的电路图案转移到晶圆表面
一切如新上,实现电路布图,之后再进行离子注入、退火、扩散、气相沉积、化学机械研磨等流程,最终在晶圆上实现特定的集成电路结构。
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2.光刻胶是光电工艺核心材料
光刻胶,又称光致抗蚀剂,是一种对光敏感的混合液体,是光刻工艺中最核心的耗材,其性能决定着光刻质量。作为图像转移“中介”,光刻胶是通过曝光显影蚀刻工艺发挥转移作用,首先将光刻胶涂覆于有功能层的基底上,然后紫外光通过掩膜版进行曝光,在曝光区促使光刻胶发生溶解度变化反应,选择性改变其在显影液中的溶解度,未溶解部分最后在
蚀刻过程中起保护作用,从而将掩模版上的图形转移到基底上。
3.光刻胶分类
(1)按反应机理可分为正性和负性光刻胶
根据化学反应机理不同,光刻胶可分正性光刻胶和负性光刻胶。
正性光刻胶受光照射后,感光部分发生分解反应,可溶于显影液,未感光部分显影后仍留在基底表面,形成的图形与掩膜版相同。
负性光刻胶正好相反,曝光后的部分形成交联网格结构,在显影液中不可溶,未感光部分溶解,形成的图形与掩膜版相反。
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(2)按应用领域可分为PCB、LCD、半导体光刻胶
根据应用领域不同,光刻胶可分为PCB光刻胶、LCD光刻胶和半导体光刻胶,技术门槛逐渐递增。
4.行业现状
(1)全球光刻胶供给高度集中,海外龙头已实现高端制程量产
光刻胶属于技术和资本密集型行业,目前核心技术主要掌握在日、美等国际大公司手中,全球供应市场高度集中,日本JSR等五家龙头企业占据全球光刻胶市场87%的份额。同时,海外龙头已实现高端制程量产,其中日本主要厂商已实现领域内最先进的EUV光刻胶的量产,以陶氏德国默克朝阳新增病例基因序列公布四川商情网锦湖石化为代表的其他光刻胶厂商也已实现ArF光刻胶的量产。
(2)国内光刻胶以中低端产品为主,高端领域逐步突破常设仲裁法院
我国光刻胶行业起步较晚,生产能力主要集中在PCB光刻胶、TN/STN-LCD光刻胶等中低端产品,其中PCB光刻胶占比达94%。先进制程半导体光刻胶方面,g/i线胶自给率约10%,KrF胶自给率不足5%,ArF胶基本依靠进口,而EUV胶还仍处研发阶段。
(3)国内企业产能持续扩张
目前,光刻胶专用电子化学品主要被日本、欧美企业占据较大市场份额。但经过多年技术积累,国内已形成一定光刻胶用电子化学品产能,国内相关公司市场份额逐步提升,国产替代正持续进行。
02
光刻胶行业壁垒高
1.工艺技术壁垒高
光刻胶生产工艺复杂,技术壁垒高,其研发和量产需要企业的长期技术积累,对企业研发人员的素质、行业经验、技术储备等都具有极高要求,新进入者需要极大的研发投入。
光刻胶的研发是不断进行配方调试的过程,配方研发是通过几百个、几千个树脂、光酸和添加剂的排列组合尝试出来,且难以通过现有产品反向解构出其配方,这对技术及经验积累有非常高的要求。
同时,产品纯度、金属离子杂质控制等也是光刻胶生产工艺中需面临的技术难关,光刻胶纯度不足会导致芯片良率下降。
而从实验室到稳定量产也是光刻胶行业中的关键壁垒。
此外,高端光刻胶生产的大量专利掌握在海外龙头企业中,这在光刻胶技术上已构建了专利壁垒,阻碍后来者进入。以EUV光刻胶为例,全球专利申请量前十名中日本占据7席,富士胶片以422件排在第一;美国罗门哈斯和陶氏化学占据两席;韩国三星电子占据一席。

本文发布于:2024-09-24 00:28:17,感谢您对本站的认可!

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