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机遇：国内IC高端光刻胶和上游原材料亟待发展

上游原材料国产化水平不足，制约本土光刻胶产业发展

树脂占光刻胶原材料的60%-70%，对海外企业依赖性高

光刻胶由溶剂和溶质两部分组成，溶质主要为树脂、光引发剂、和其他助剂；溶剂主要为可以溶解溶质的有机化学溶液。从成本而言，树脂占比约为60-70%，光引发剂占比10-20%，而质量占比最大的溶剂，成本仅占10%左右。目前我国光刻胶原料市场基本被国外厂商垄断，其中树脂和光引发剂国产化能力不足，对海外厂商依赖度高，增加了国内光刻胶生产厂商的原料成本，以及原料端的供应风险。

溶剂通常为丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)，用于溶质的溶解和光化学反应。在KrF、ArF、EUV光刻胶中质量占比可达90%-95%。

树脂为有机聚合物，由单体聚合而成，为光刻胶提供机械性能和化学性质，在溶质里质量占比80%-90%以上。在目前商业化的光刻胶中，树脂本身并非感光材料，而是与发生光化学反应后的光引发剂中间体反应，改变了自身在显影液中的溶解性。

光引发剂为光敏感化合物，是光刻胶重要组成成分。光引发剂会对特定波长的光源发生光化学反应，然后作用到溶液中的树脂上。根据光刻胶体系，光引发剂分为感光化合物(PAC)和光致酸剂(PAG)。其质量占比同样取决于光刻胶体系，以化学放大体系KrF和ArF为例，光致酸剂占比不足5%。

其他助剂包括碱性抑制剂、表面活性剂、染色剂、增稠剂、增感剂等，虽然含量微乎其微，但是会在光刻胶体系中发挥重要作用。碱性抑制剂能有效降低光致酸剂的化学放大效果，表面活性剂能降低光刻胶的显影后黏连，染色剂是FPD光刻胶的重要组成成分。

图表25：光刻胶的主要组成成分

资料来源：韦亚一《超大规模集成电路先进光刻理论与应用》 2016，中金公司研究部

海外龙头企业通常采用原材料外包的形式协助生产

由于海外光刻胶龙头厂商大部分掌握原材料的专利技术，会把单体、树脂、引发剂的生产外包给专业的树脂、中间体合成厂商，例如日本的三菱化学、丸善石化、旭有机材，韩国的美源商社，德国的巴斯夫、贺利氏等。这些负责原料生产的厂商均为化工龙头厂商，具有完备的生产线和技术支持，可以大幅降低光刻胶厂商的原料成本。由于光刻胶的生产技术壁垒极高，光刻胶厂商并不会担心外包中技术泄露，在配方调配中，树脂和光引发剂的品类较多，需要多种搭配，因此将原材料分散给多家厂商生产可以规避技术方面的风险。

另外一个明显特点是，由于海外原材料厂商都拥有几十年的技术积累，产品覆盖面广，在光刻胶原材料市场竞争中优势明显。比如成立于1950年的三菱化学，可覆盖全部光刻胶原材料的生产业务。韩国的美源商社也有多年单体、低聚物的生产研发积累，可覆盖除溶剂以外所有品类的光刻胶原材料。作为化学材料龙头，光刻胶原材料业务并非公司的主要盈利来源。此外，一些光刻胶生产厂商也在积极布局原材料供给能力，以增强自身的市场竞争力。例如龙头厂商杜邦自身就可以生产光刻胶单体和树脂聚合，富士胶片收购了IC光刻胶引发剂厂商和光纯药，TOK、JSR也投资了EUV光刻胶原材料厂商Inpria。

图表26：光刻胶主要原材料国产化程度以及国内外主要厂商

资料来源：各公司官网和公告，中金公司研究部

国内原材料厂商逐渐崛起，具备较强成长性

近几年，国内厂商也开始布局和发展光刻胶原材料市场。从PGMEA厂商实现量产电子级产品开始，国内厂商逐步提高材料生产水平和产品品质，将产业布局从传统化工材料领域往纯净度要求更高的电子领域延伸，呈现逐步崛起的姿态。

目前国内厂商在光刻胶单体、树脂、光引发剂方面均有布局。溶剂的品种单一，生产技术壁垒相对较低，因此国产化程度最高。溶质部分，树脂和光引发剂的国产化程度较低，生产厂商较少，产品主要应用于PCB光刻胶和FPD光刻胶。IC高端光刻胶的树脂和引发剂在国内还存在较大空白。单体的国产化程度高于树脂，国内厂商已经实现用于KrF和ArF光刻胶的单体的小规模量产。

国内光刻胶发展不均衡，IC光刻胶的发展为重中之重

IC光刻胶市场被日美厂商垄断，国内仍聚焦于中低端市场

光刻胶日美厂商高度垄断，国产化率低。全球光刻胶市场被日美厂商垄断，我国厂商无论是从产品种类还是产能规模都存在较大差距。据Research And Markets的数据，长期以来，日本合成橡胶、东京应化、杜邦、信越化学、富士电子五大厂商垄断了85%的市场份额，日本的四家占据超过70%，而国产光刻胶在全球市场占比不到5%。

国内在高端半导体光刻胶领域与国际领先厂商有较大差距。海外龙头厂商JSR、TOK、信越化学三家可以覆盖全部的IC光刻胶品种，基本实现了对高端IC光刻胶的垄断，与下游大客户例如台积电、英特尔、三星建立了长期的供应关系，例如在EUV光刻胶市场呈日本JSR，TOK，信越化学垄断格局，在ArF光刻胶市场中日本厂商占据80%市场份额。美国厂商杜邦是目前IC光刻胶市场中唯一可以与日本厂商竞争的非日系厂商，在g/i光刻胶和KrF光刻胶的市场中占有较大份额。近日韩国三星电子联合东进半导体成功开发出EUV光刻胶，率先打破日本厂商的垄断，这也为我国未来EUV的自主研发、国产化的早日实现带来激励。

图表27：2020年IC光刻胶各品种市场主要厂商占比

资料来源：南大光电公司公告，上海新阳公司公告，中金公司研究部

目前国内厂商主要聚焦于紫外宽谱、g/i线等低端市场。高端光刻胶领域，北京科华作为国内IC光刻胶的龙头厂商、可以批量供应部分KrF光刻胶产品（2020年KrF光刻胶收入286万元），ArF和EUV光刻胶则尚未有公司可以实现量产，南大光电ArF光刻胶通过国家验收，正在进行试生产，尚未开始规模量产。

光刻胶生产厂商需要不断研发新的光刻胶体系并改良配方，以满足客户需求，高端光刻胶生产工艺则更为复杂、配方调配更加困难，所以生产厂商必须有足够的硬实力和软实力来确保研发顺利推进。我们认为，光刻胶研发的硬实力主要体现在高端光刻设备和配套验证设备上，软实力主要体现在研发团队和专利积累。

图表28：IC光刻胶海外和大陆主要厂商

资料来源：各公司官网和公告，中金公司研究部

FPD光刻胶国产化：布局良好，众多厂商稳步推进

根据Absolute Reports数据，全球LCD光刻胶的领跑者为日本厂商，JSR、东洋油墨、住友化学排名前三并占据了全球彩色光刻胶市场约55%的份额，剩下的市场主要被韩国的三星SDI、LG化学和中国台湾的奇美化学、达兴材料承包。在TFT Array光刻胶方面，约90%的市场被德国的默克、日本的TOK、韩国的东进半导体占据，三者均是IC光刻胶紫外宽谱和g/i线的主要生产厂商。德国默克的AZ系列光刻胶备受学界和业界的青睐，其光刻胶业务得益于收购的Azoplate公司（IC光刻胶开创者之一）。在黑色光刻胶方面，日本的三菱化学和TOK占据约2/3的市场，韩国的三星SDI以及中国台湾的奇美化学和达兴材料均占有一定的市场份额。

国内FPD光刻胶领域以TFT正胶为主，彩胶及黑色光刻胶壁垒仍较高。由于TFT正性光刻胶与IC低端光刻胶分辨率和显影效果类似，因此国内一部分布局IC低端光刻胶业务的厂商可以给FPD厂商供货，PCB光刻胶厂商也逐渐向较高分辨率的TFT光刻胶领域渗透。彩色光刻胶经历了从颜料基到染料基的更新换代，使其研发生产的技术壁垒相对较高，目前国内彩色光刻胶厂商数量明显少于TFT光刻胶厂商，主要厂商也通过自研或收购的方式提高产品水平。

图表29：FPD光刻胶海外和大陆主要厂商

资料来源：各公司官网和公告，中金公司研究部

国内PCB光刻胶厂商较多，国产化率较高

全球PCB光刻胶市场主要由日本和中国台湾厂商占据，其中日本厂商覆盖面较齐全，台湾厂商则以生产干膜光刻胶为主，国内PCB光刻胶企业以生产感光阻焊油墨和湿膜光刻胶(感光线路油墨)为主，布局干膜光刻胶的公司较少，目前部分PCB光刻胶厂商的产品结构也逐渐从低廉的阻焊油墨往技术壁垒更高的线路油墨、FPD、甚至IC低端光刻胶领域延伸。

图表30：PCB光刻胶海外和大陆主要厂商

资料来源：各公司官网和公告，中金公司研究部

文章来源

本文摘自：2022年1月9日已经发布的《半导体材料系列二：国产光刻胶百舸争流，剑指高端》

李学来 SAC 执证编号：S0080521030004 SFC CE Ref：BRH417

贾雄伟 SAC 执证编号：S0080518090004 SFC CE Ref：BRF843

江 磊 SAC 执证编号：S0080121100009

本文转载自《中金点睛》

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