光刻膠行業(yè)市場分析1.光刻膠是光刻工藝的關鍵材料1.1.光刻膠按應用可分為半導體、PCB和顯示三類，半導體光刻膠壁壘最高光刻膠是光刻工藝的關鍵材料，光刻工藝是集成電路制造的核心工藝。光刻膠是利用光化學反應，經(jīng)光刻工藝將所需要的微細圖形從掩模版轉(zhuǎn)移到待加工基片上的圖形轉(zhuǎn)移介質(zhì)，是光刻工藝得以實現(xiàn)選擇性刻蝕的關鍵材料，被廣泛應用于光電信息產(chǎn)業(yè)的微細圖形線路的加工制作。在大規(guī)模集成電路的制造過程中，光刻和刻蝕技術是精細線路圖形加工中最重要的工藝，占芯片制造時間的40%-50%。以集成電路為例，光刻工藝的過程可概括為涂膠、曝光、顯影等環(huán)節(jié)。（1）涂膠：在晶圓襯底片上涂覆光刻膠，并進行前烘去除溶劑；（2）曝光：透過掩膜版，經(jīng)紫外光、深紫外光、電子束、離子束等光照或輻射曝光，使曝光部分的感光組分發(fā)生化學反應；（3）顯影：烘烤后通過顯影將光刻膠部分溶解，形成圖形從掩膜版到襯底片的轉(zhuǎn)移。光刻膠按顯示效果分為正性光刻膠和負性光刻膠，正膠通常用來繪制精細圖形，負膠成本低、抗刻蝕能力強。光刻膠是一種受到光照后特性會發(fā)生改變的光敏材料，在光輻照的作用下，光敏化合物分解，激發(fā)光化學反應，在顯影液中的溶解度發(fā)生變化，使得受光輻照的區(qū)域更加容易溶解于顯影液中(負膠情況相反)。因此按照曝光區(qū)域的去除或者保留區(qū)分，曝光后溶解度上升的物質(zhì)稱作正性光刻膠（正膠），反之則為負性光刻膠（負膠）。使用正膠形成的圖形與掩膜版相同，負膠則圖形相反。正膠經(jīng)顯影處理后溶解度上升，被曝光的區(qū)域溶于顯影液，在后續(xù)的刻蝕、沉積等工藝中會被去除掉，而沒有被曝光部分不會受后續(xù)工藝的影響。負膠經(jīng)曝光而固化的部分，在顯影過程中，因吸收部分顯影液而容易膨脹、變形，不適合繪制精細圖形。光刻膠按照下游應用領域不同，可分為半導體光刻膠、PCB光刻膠和顯示光刻膠。其中PCB光刻膠的技術難度相對較低，半導體光刻膠的技術壁壘最高。半導體光刻膠：包括紫外寬譜光刻膠、g線光刻膠、i線光刻膠、KrF光刻膠、ArF光刻膠和EUV光刻膠。半導體光刻膠根據(jù)曝光光源波長進行分類，經(jīng)歷了從紫外光源到深紫外光源，再到極紫外光源的發(fā)展過程，用于半導體器件的制備。PCB光刻膠：包括干膜光刻膠、濕膜光刻膠和光成像阻焊油墨。干膜、濕膜光刻膠用于PCB印刷線路板中精細銅線路的加工，濕膜相對干膜的精度更高、成本更低，但設備成本高；光成像阻焊油墨在印刷版表面永久停留，具有絕緣作用，是用于預防焊錫搭線短路的保護層。顯示光刻膠：包括薄膜場效應晶體管（TFT）光刻膠、彩色光刻膠、黑色光刻膠和觸摸屏用光刻膠。TFT光刻膠一般為正性膠，用于面板中TFT陣列的制備；彩色、黑色光刻膠均為負性膠，用于彩色濾光片的制備，由于含有顏料，在制造過程中對于顏料分散穩(wěn)定技術要求較高；觸摸屏用光刻膠用于在玻璃基板上沉積氧化銦錫以制備觸摸電極。光刻膠配套試劑是光刻工藝中與光刻膠配套使用的濕化學品，主要包括增黏劑、稀釋劑、去邊劑、顯影液、剝離液等。大部分配套試劑的組分是有機溶劑和微量添加劑，溶劑和添加劑都是具有低金屬離子及顆粒含量的高純試劑。在光刻工藝過程中，稀釋劑用于稀釋光刻膠，增黏劑用于涂布環(huán)節(jié)前，去邊劑用于涂布環(huán)節(jié)中，顯影液和剝離液用于顯影環(huán)節(jié)及后續(xù)?？狗瓷渫繉幽軌蛱嵘P鍵尺寸的均一性，BARC是目前主流方案。隨著集成電路制程提升，圖案分辨率要求提升，相對應的光刻技術的曝光波長不斷減小，也伴隨著負面的光刻工藝中駐波效應、擺動效應和凹缺效應等對圖案關鍵尺寸的均一性影響增加，進而嚴重影響圖案的清晰度和分辨率。抗反射涂層作為配套光刻膠，可以有效緩解這一問題。大部分的光刻膠是多層結構，在涂覆光刻膠前，可先將抗反射涂層涂覆在晶圓表面，作為光刻膠的其中一種涂層，以減少底部光的反射?？狗瓷渫繉樱ˋnti-ReflectiveCoatings，ARC）可分為頂部抗反射涂層（TopAnti-reflectiveCoatings，TARC）和底部抗反射涂層（BottomAnti-reflectiveCoatings，BARC）兩種，BARC降低擺動效應和凹缺效應的效果更明顯，因此增加BARC是目前行業(yè)普遍采用的主流方法。1.2.光刻膠市場持續(xù)擴容，半導體光刻膠市場國內(nèi)增速高于全球全球光刻膠市場有望突破百億美金，國內(nèi)市場增速高于全球。隨著5G、智能家居、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等領域的快速發(fā)展以及時代信息化的推進，半導體、顯示面板和PCB等光刻膠下游應用的需求逐步提升。Databridge和HDINResearch數(shù)據(jù)顯示，2021年全球光刻膠市場規(guī)模為91.8億美元，預計2022-2027CAGR為5.4%，至27年市場規(guī)模達122.5億美元。在市場需求增長及國產(chǎn)自主化政策推動下，疊加產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移等因素，我國光刻膠市場規(guī)模加速擴增，2021年國內(nèi)光刻膠市場規(guī)模為93.3億元，同比增長11.07%。預計2023年我國光刻膠市場規(guī)模將達到109.2億元，同比增長10.78%，高于全球平均水平。全球市場前三大應用占比合計超75%，國內(nèi)市場中PCB光刻膠仍占主流。全球光刻膠市場的面板膠、半導體膠、PCB市場份額較為均衡，根據(jù)HDIN的數(shù)據(jù)，2021年占比分別為28.10%、24.20%、23.80%。我國光刻膠行業(yè)起步較晚，2022年國內(nèi)光刻膠市場PCB光刻膠占比達94%，面板光刻膠占比3%、半導體光刻膠占比2%。面板光刻膠、半導體光刻膠等部分高端產(chǎn)品仍需依靠進口，自給率較低，發(fā)展相對不均衡。半導體光刻膠市場增速高于整體市場，國內(nèi)市場規(guī)模增速遠高于全球。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2022年全球半導體材料市場銷售額同比增長8.9%，達727億美元，其中晶圓制造材料447億美元，占比61.5%，同比增長10.5%。2021年半導體光刻膠在全球晶圓制造材料市場中份額占比為6%，光刻膠輔助材料占比為8%，合計約14%，規(guī)模僅次于硅片、掩模版及電子特氣。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2022年全球半導體光刻膠市場規(guī)模達26.4億美元，同比增長6.82%，大陸半導體光刻膠市場規(guī)模為5.93億美元，同比增長20.47%。全球和國內(nèi)的半導體光刻膠市場規(guī)模增速均高于整體光刻膠市場增速。同時，國內(nèi)半導體光刻膠市場增速遠高于全球水平，國內(nèi)半導體光刻膠市場在全球市場的份額占比從2020年的16.9%增至2022年的22.5%。半導體光刻膠市場中以ArF份額最高，EUV增速最快。根據(jù)TECHCET統(tǒng)計，全球半導體光刻膠市場中，按照曝光波長分類，2022年ArF干式和ArFi浸沒式光刻膠共計占46%的市場份額，KrF和g線/i線光刻膠市場份額分別為36%和14%。其中由于ArFi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，份額占比最高。根據(jù)TECHCET數(shù)據(jù)，2022年全球ArFi浸沒式光刻膠市場規(guī)模為8億美元，ArF干式光刻膠市場規(guī)模為2億美元。EUV光刻膠規(guī)模增速最快，TECHCET預計其2025年將增至2億美元，2022-2025CAGR約為30%，其次為增速較快的依次為KrF光刻膠和ArFi光刻膠。隨著半導體制程提升，ArF（包括ArFi）光刻膠及EUV光刻膠市場有望持續(xù)高景氣擴容。2.光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈高壁壘，多環(huán)節(jié)亟待突破光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈上游原材料主要由樹脂、感光劑、溶劑、添加劑等組成，其中樹脂和感光劑是最核心的部分，技術難度較大。溶劑和其他添加劑等技術難度較低，光刻膠廠商普遍通過外購獲得。光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈中游主要由光刻膠廠商進行光刻膠的配方調(diào)配和生產(chǎn)。光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈下游應用主要分為半導體、LCD/OLED顯示面板及PCB制造。2.1.供給端：上游原材料壁壘高、自給率低，國產(chǎn)化需求迫切2.1.1.樹脂及單體、感光劑等材料性能要求高，技術難度大光刻膠主要由樹脂（Resin）、感光劑（Sensitizer）、溶劑（Solvent）及添加劑組成。從成分來看，根據(jù)《中國石油和化工》期刊的數(shù)據(jù)，光刻膠含量成分占比分別為溶劑50-90%、樹脂10%-40%、感光劑1%-8%、添加劑1%。從成本來看，樹脂占光刻膠總成本的比重最大，以KrF光刻膠為例，樹脂成本占比高達約75%，感光劑約為23%，溶劑約為2%。根據(jù)南大光電公告，在ArF光刻膠中，樹脂以丙二醇甲醚醋酸酯為主，質(zhì)量占比僅5%-10%，但成本占光刻膠原材料總成本的97%以上。光刻膠樹脂是一種惰性聚合物基質(zhì)，作用是將光刻膠中的不同材料粘合在一起。樹脂決定光刻膠的機械和化學性質(zhì)（粘附性、膠膜厚度、柔順性等），樹脂對光不敏感，曝光后不會發(fā)生化學變化。感光劑是光刻膠中的光敏成分，曝光時會發(fā)生光化學反應，是實現(xiàn)光刻圖形轉(zhuǎn)移的關鍵。溶劑讓光刻膠在被旋涂前保持液體狀態(tài)，多數(shù)溶劑會在曝光前揮發(fā)，不會影響光刻膠的光化學性質(zhì)。樹脂是光刻膠原材料的最核心成分，成本價值量占比最高。樹脂的結構設計涉及單體（樹脂主要合成材料）的種類和比例，會直接決定光刻膠在特定波長下可以達到的線寬，也會影響ADR（堿溶解速率）的特性，從而決定曝光能量（EOP）、EL（能量窗口），LWR(線寬邊緣粗糙度）等等。此外，樹脂的分子量、PDI（分散度）等也會影響光刻膠的膠膜厚度、耐刻蝕性、附著力等，即樹脂的質(zhì)量決定了光刻“成畫”的水平，而樹脂質(zhì)量的穩(wěn)定性決定了每一幅畫的水平是否穩(wěn)定。高端光刻膠對樹脂性能要求更高，各類光刻膠樹脂難以通用。在光刻工藝中，線寬主要由CD=k1*λ/NA決定（K1：工藝的難易程度，k1通常在0.25~1之間；λ：光源的波長；NA：投影透鏡的數(shù)值孔徑）。所以線寬和波長正相關，在其他條件不變下，光源波長越短，線寬越小。而光刻膠樹脂在對應波長下需要滿足透光、低吸收等要求，曝光波長越短，對樹脂的性能要求越高。例如，ArF光刻膠樹脂的要求條件為：在193nm處具有低吸收，較高的光學透明性；具有較高的熱穩(wěn)定性能，且Tg溫度介于130-170℃；由于膜厚的不斷減小，需要具有較高的抗蝕刻性能；具有酸敏感基團，可以運用化學增幅技術以降低曝光能量等等。因此，線寬越小，曝光波長越短，對應的光刻膠及樹脂性能要求越高。酚醛樹脂適用于G線和I線，其曝光波長為G線436nm、I線365nm,但在KrF適用的248nm曝光光源處不透明，與產(chǎn)酸劑存在競爭吸收關系，光敏性較差；聚甲基丙烯酸甲酯和聚對羥基苯乙烯則在248nm處具有較高的光透過性和分辨率，因此被適用作KrF光刻膠樹脂。類似地，KrF光刻膠樹脂在ArF的193nm曝光光源下具有較高的吸收性，也無法達到ArF光刻膠樹脂的要求條件，不同曝光波長對應的光刻膠品類之間，樹脂也需一一對應，難以通用。光刻膠樹脂單體用于合成光刻膠樹脂，高端光刻膠樹脂的對應單體成本更高。光刻膠制備鏈條順序：①光刻膠樹脂單體合成光刻膠樹脂，②樹脂和感光劑等光刻膠原料再加工，形成光刻膠。不同光刻膠類型都有相應的光刻膠單體，傳統(tǒng)I線單體主要是甲基酚和甲醛，屬于大宗化學品；KrF單體主要是苯乙烯類單體，性狀是液體；ArF單體主要是甲基丙烯酸酯類單體，性狀有固體也有液體。光刻膠單體的性能指標：包括純度，水份，酸值，單雜，金屬離子含量等指標。光刻膠單體和樹脂的對應關系：不同光刻膠單體做成樹脂的收率不同（收率:單位數(shù)量單體最終聚合而成的樹脂數(shù)量）。高端光刻膠單體對應的單位樹脂產(chǎn)能少。根據(jù)半導體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)的數(shù)據(jù)，1噸KrF單體大約會做出0.8-0.9噸KrF樹脂；大約1噸ArF單體產(chǎn)生0.5-0.6噸ArF樹脂，而且ArF樹脂需要多種單體聚合而成，每種單體的性能和價格存在差異。半導體光刻膠單體合成技術難度大，穩(wěn)定性、純度要求高，價格貴。單體的合成工藝包括前道合成和后道提純兩道工藝。其中前道合成反應階段的主要原料除主原料外還有甲醇、乙醇、二甲基甲酰胺等溶劑；后道純化處理階段的原料包括乙酸乙酯，甲基叔丁基醚等，這些材料國內(nèi)有大量的供應商，量多且價格不高。半導體級光刻膠單體的合成具有一定的特殊性，與一般類單體差異體現(xiàn)在三方面：①半導體級光刻膠單體的合成技術難度更大。②半導體級光刻膠單體要求質(zhì)量更穩(wěn)定，金屬離子雜質(zhì)更少。例如，半導體級單體純度要求達到99.5%，金屬離子含量小于1ppb（即10億分之一）；而面板級別的單體結構是環(huán)氧乙烷類，純度要求或僅99.0%，金屬離子含量最少小于100ppb即可。③半導體級光刻膠單體的價格遠高于一般類單體。根據(jù)徐州博康公眾號2022年發(fā)布的數(shù)據(jù)，普通I線單體100-200元/公斤，KrF單體500-1000元/公斤，ArF單體價格在3000-10000元/公斤不等。感光劑（光敏劑、光引發(fā)劑）是影響光刻膠性能的重要原料，不同品類的光刻膠用感光劑價差達數(shù)十倍。光分解型光刻膠（g線、i線）：采用含有重氮醌類化合物材料(PAC)作為光引發(fā)劑，經(jīng)光照后發(fā)生光分解反應，用于制成正性光刻膠。光交聯(lián)型光刻膠采用聚乙烯醇月桂酸酯等作為光引發(fā)劑，經(jīng)光照后形成不溶性的網(wǎng)狀結構，起到抗蝕作用，用于制成負性光刻膠?；瘜W放大光刻膠（KrF光刻膠、ArF光刻膠、EUV光刻膠、電子束光刻膠）：采用光致酸劑（PAG）作為光引發(fā)劑，經(jīng)光照后光致酸劑產(chǎn)生酸酸在后烘中作為催化劑，可以移除樹脂的保護基因使樹脂變得易于溶解。根據(jù)徐州博康公眾號，PAC在i線光刻膠原料占比為1%-6%，單價在600-700元/kg。PAG在化學放大型光刻膠（主要是KrF光刻膠、ArF光刻膠）中占總成本的10%-20%。KrF光刻膠用PAG單價在0.5-1.5萬元/kg，ArF光刻膠用PAG單價約1.5-30萬元/kg，價差可達20倍。2.1.2.原材料依賴進口，國產(chǎn)供應商亟待突破高端光刻膠原料進口難度高，國產(chǎn)替代需求緊迫。全球范圍內(nèi)光刻膠原料大廠主要來自日本，一類是自產(chǎn)樹脂的光刻膠廠商，如信越化學、杜邦；另一類是專門生產(chǎn)原料的生產(chǎn)商，如光刻膠樹脂廠商：東洋合成、住友電木、三菱化學等。光刻膠光引發(fā)劑廠商包括：巴斯夫、黑金化成、臺灣優(yōu)禘、國內(nèi)的強力新材等。因此對于國內(nèi)光刻膠廠商，實現(xiàn)高端光刻膠突破，需先解決原料穩(wěn)定供應難題。KrF光刻膠樹脂基本依賴進口：KrF用聚對羥基苯乙烯類樹脂，單體為對羥基苯乙烯的衍生物單體，此類樹脂目前基本依賴進口，原因一是國產(chǎn)化難度高，生產(chǎn)樹脂需要的單體國內(nèi)只有很少廠家供應，同時光刻膠生產(chǎn)商和原材料供應商之間的業(yè)務關系一旦建立，就會在相當長的時間內(nèi)保持穩(wěn)定,供應鏈切換難；原因二是樹脂的生產(chǎn)工藝有一定難度。ArF光刻膠樹脂難以進口：根據(jù)徐州博康公眾號，ArF的樹脂由幾種單體共聚而成，定制化程度比較高，國際市場上能夠買到部分普通款的ArF樹脂，但高端的ArF樹脂幾乎沒有購買渠道。超凈高純試劑國產(chǎn)化率低，國內(nèi)精細化工水平與海外差距較大。合成光刻膠過程中，需要丙二醇甲醚醋酸酯、乳酸乙酯等高純試劑。目前國際上公認的濕電子化學品雜質(zhì)含量標準是SEMI國際標準，共分為五個等級。集成電路制造對于材料品質(zhì)有較高要求，g/i線光刻膠需要G1至G3SEMI等級的超凈高純試劑，KrF光刻膠需要G3至G4SEMI等級的超凈高純試劑，ArF光刻膠則需要G4SEMI等級以上的超凈高純試劑。中國大陸大多數(shù)企業(yè)濕電子化學品產(chǎn)品等級在SEMIG1至G2，部分企業(yè)在單一產(chǎn)品上達到SEMIG3級別，只有極少數(shù)企業(yè)個別產(chǎn)品達到SEMIG4以上級別，與世界領先水平還有較大差距。根據(jù)亞化咨詢2022年公布數(shù)據(jù)，濕電子化學品的高端產(chǎn)品國產(chǎn)化率僅10%左右。2.2.制造端：高端光刻膠產(chǎn)品配方技術復雜，研發(fā)投入大，制備要求高光刻膠由分辨率、對比度、敏感度、粘滯性黏度、粘附性、抗蝕性和表面張力等參數(shù)指標評估。①分辨率：是指區(qū)別硅片表面相鄰圖形特征的能力，在光刻膠上形成圖案的關鍵尺寸越小，光刻膠的分辨率越好；②對比度：指光刻膠發(fā)生光化學反應時，從曝光區(qū)到非曝光區(qū)過渡的側(cè)壁陡度，側(cè)壁越陡，對比度越好；③敏感度：指在光刻膠上形成一個良好圖形所需一定波長光的最小曝光量，對于波長更短的深紫外光和極紫外光，光刻膠的敏感度更為重要；④粘滯性：黏度用來衡量光刻膠流動特性，光刻膠中溶劑越少，粘滯性越高；⑤粘附性：指光刻膠粘著于襯底的強度，粘附性需要經(jīng)受住后續(xù)的刻蝕、離子注入等藝，以保證硅片表面的圖形不會變形；⑥抗蝕性：指光刻膠的耐熱穩(wěn)定性、抗刻蝕能力和抗離子轟擊能力，以保證在后續(xù)刻蝕工序中能夠保護襯底表面；⑦表面張力：指液體中將表面分子拉向液體主體內(nèi)的分子間吸引力，光刻膠基于流動性和覆蓋的考慮，要求具有比較小的表面張力。壁壘一：配方復雜，無法通過現(xiàn)有產(chǎn)品反推配方，不同光刻膠配方差異大。光刻膠是一種經(jīng)過嚴格設計的復雜、精密的配方產(chǎn)品，由成膜劑、光敏劑、溶劑和添加劑等不同性質(zhì)的原料，通過不同的排列組合，經(jīng)過復雜、精密的加工工藝而制成，是一項經(jīng)驗型學科，無法通過現(xiàn)有產(chǎn)品反向推斷原材料配方。以EUV光刻膠為例，EUV光刻膠有多種技術方向，如有機無機雜化體系、將酸敏感基團引入聚合物主鏈等。國內(nèi)目前能同時達到具有高靈敏度、高分辨率、低LWR（線寬粗糙度）且成本較低、易于工業(yè)化生產(chǎn)的EUV光刻膠體系還在研究階段，未量化生產(chǎn)。壁壘二：前期研發(fā)投入高昂，高端光刻機設備進口受限。光刻膠研發(fā)費用高，設備支出投入巨大。光刻膠廠商需要購買光刻機用于內(nèi)部配方測試，根據(jù)驗證結果調(diào)整配方。根據(jù)2021年晶瑞電材公告，單一臺ArF光刻機需支出1.5億元，設備總支出為3.4億元。根據(jù)國際光刻機巨頭ASML公告，2022年ASML公司單臺EUV光刻機平均售價在1.76億歐元，ArFi浸沒式光刻機平均售價在0.65億歐元。另一方面，高端光刻機依賴進口，影響產(chǎn)品研發(fā)進度。自2019年12月瓦森納協(xié)議修訂以來，美國、日本等成員國對我國半導體出口一般按照N-2原則審批，即比最先進的技術晚兩代。根據(jù)半導體產(chǎn)業(yè)縱橫的數(shù)據(jù)，光刻機國外廠商的交期是3～5年，不確定性增加。國內(nèi)進口高端光刻機受限，阻礙了和光刻機相配套光刻膠的研發(fā)突破。壁壘三：產(chǎn)品穩(wěn)定性難控制和潔凈度要求高。高端光刻膠的制備過程需要嚴格控制產(chǎn)品穩(wěn)定和金屬雜質(zhì)含量。光刻膠生產(chǎn)工藝采用分步法以保證各生產(chǎn)批次間的穩(wěn)定性。主要制造流程為：①分別生產(chǎn)高感度光刻膠半成品和低感度光刻膠半成品。②取樣檢測后進行配合比試驗。③針對不同樹脂原料進行配方調(diào)整以保證產(chǎn)品的感度穩(wěn)定，同時調(diào)整溶劑配比以保證產(chǎn)品的膜厚穩(wěn)定，當產(chǎn)品達到相應的感度和動粘度規(guī)格后，配方調(diào)整結束。④產(chǎn)品調(diào)整結束后，進行循環(huán)過濾，以保證產(chǎn)品的潔凈度（控制產(chǎn)品中的粒子數(shù)），并得到最終產(chǎn)品。2.3.需求端：半導體光刻膠品類需求多，導入認證周期長芯片制程越高，所使用的光刻膠品類越多。集成電路為多層結構，相同層的工藝方案沒有規(guī)定一致，因此不同的制造廠會采用不同的光刻方案。以鰭式場效應晶體管（FinFET）的半導體邏輯器件為例，從下到上每一層的圖形實現(xiàn)都需要依賴不同的光刻技術，從而需要不同的光刻膠：①前道工藝關鍵層鰭式（Fin）和柵（Gate）采用氟化氬（ArF）浸沒式（波長193nm）雙重投影光刻技術實現(xiàn)，對應使用ArF浸沒式光刻膠；②如需進行切割，切割層（CutLayer）采用極紫外（EUV，波長13.5nm）光刻技術實現(xiàn)，對應使用EUV光刻膠；③中道工藝（MOL）連接層C（ContactLayer）采用ArF浸沒式三重投影光刻技術或極紫外光刻技術實現(xiàn)，對應使用ArF浸沒式光刻膠或EUV光刻膠；④后道工藝（BEOL）。一是關鍵層的V1/V2（通孔）和M1/M2（金屬）采用ArF浸沒式雙重投影光刻或EUV光刻技術實現(xiàn)，對應ArF浸沒式光刻膠和EUV光刻膠。二是后道工藝非關鍵層分別采用ArF干法、氟化氪（KrF，波長248nm）和i線（I-line，波長365nm）等光刻技術實現(xiàn)，分別對應ArF干法光刻膠、KrF光刻膠和i線光刻膠等。先進封裝g/i線光刻膠、PSPI光刻膠用于Bumping、RDL、TSV等先進封裝工藝環(huán)節(jié)。與IC制造時使用的g/i線光刻膠相比,大多數(shù)封裝技術中所用到的光刻膠層要厚很多，一方面是由于先進封裝對精度要求相對晶圓制造環(huán)節(jié)低，另一方面是由于凸塊需要厚涂。根據(jù)中國電子材料行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，2022年中國集成電路g/i線光刻膠市場規(guī)模總計9.14億元，預計2025年將增長至10.09億元；其中集成電路封裝用g/i線光刻膠市場規(guī)模5.47億元，預計2025年將增長至5.95億元。先進封裝g/i線正性光刻膠可用于先進封裝Bumping工藝中圖形轉(zhuǎn)移、線路重排（RDL）、TSV技術；先進封裝g/i線負性光刻膠用于先進封裝Bumping工藝中。凸塊制作封裝光刻膠PSPI是一種光敏性聚酰亞胺材料，兼具光刻膠的圖案化和樹脂薄膜的應力緩沖、介電層等功能，類似于有圖案的介電薄膜，可用于Bumping和RDL等先進封裝工藝流程中。根據(jù)中國電子材料行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2021年中國集成電路晶圓制造用PSPI市場規(guī)模7.12億元，預計到2025年將增長至9.67億元。下游客戶端導入及驗證周期長，國產(chǎn)頭部廠商具有自主替代先發(fā)優(yōu)勢。由于光刻膠的質(zhì)量穩(wěn)定直接影響芯片良率，集成電路制造企業(yè)對光刻膠的使用謹慎，從實驗室樣品到產(chǎn)線樣品都需要在客戶端進行反復多次的測試驗證，才能確定光刻膠產(chǎn)品的基本配方，驗證周期一般在2-3年?？蛻舢a(chǎn)品驗證過程需要經(jīng)過四個階段：PRS（基礎工藝考核）、STR（小批量試產(chǎn)）、MSTR（中批量試產(chǎn)）、RELEASE（量產(chǎn)）。在四個階段的測試驗證都順利通過的前提下，才有機會獲得芯片生產(chǎn)公司的訂單。因此，對光刻膠廠商來講，驗證周期長，會光刻膠研發(fā)項目開始產(chǎn)生銷售回報的時間變長，變相增加前期投入成本，并且存在產(chǎn)品開發(fā)出來但客戶認證計劃拖后、無法實行客戶認證計劃或無法通過客戶認證的風險。因而我們認為，率先成功在客戶端導入并形成量產(chǎn)突破的國內(nèi)光刻膠廠商，有望在國產(chǎn)化過程中占據(jù)先發(fā)主導地位，保證相對較高的客戶端份額。3.晶圓廠擴產(chǎn)+制程升級，驅(qū)動國內(nèi)市場需求擴增半導體光刻膠廣泛應用于汽車電子、MEMS、存儲IC、邏輯IC等制造過程，芯片制程節(jié)點提升帶動高端光刻膠需求。按曝光光源波長來分，半導體光刻膠可主要分為紫外全譜光（300～450nm波長）、g線（436nm波長）、i線（365nm波長）、KrF（248nm波長）、ArF（193nm波長）、以及目前最前沿的EUV光刻膠（<13.5nm波長）。通常來講，波長越短加工分辨率越佳，能制造的芯片工藝越先進，技術難度也越高。其中：1）g線、i線光刻膠：分別適用于436nm、365nm的波長光源，目前已成熟應用于汽車電子、MEMS、平板等領域。2）KrF光刻膠：適用于248nm波長光源，主要應用于3DNAND堆疊架構中。NAND工藝已逐漸從2D轉(zhuǎn)向3D、4D堆疊架構，隨著堆疊層數(shù)的增加，光刻次數(shù)也在遞增，相應光刻膠的用量隨著光刻次數(shù)的增加而大幅增長，KrF光刻膠的使用量將顯著提升。3）ArF光刻膠：適用于193nm波長光源，主要用于邏輯芯片和高端存儲芯片的制造。ArF光刻膠可分為干式和浸沒式，ArF干式主要應用于130-65nm光刻工藝，而ArFi浸沒式主要應用于65-7nm光刻工藝。由于美國針對中國半導體行業(yè)的出口管制，目前國內(nèi)無法進口EUV光刻機。使用DUV浸沒式光刻機，采用ArF光源，搭配ArFi浸沒式光刻膠,通過多重曝光可實現(xiàn)7nm先進制程，因此ArFi浸沒式光刻膠需求量為普通光刻膠的2-4倍。半導體景氣周期提振，稼動率提升將拉動光刻膠等半導體材料需求。（1）下游手機、可穿戴設備市場出貨增長：根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，23Q3中國可穿戴設備市場出貨量3470萬臺，同比增長7.5%；智能手表市場出貨量1140萬臺，同比增長5.5%；手環(huán)市場出貨量398萬臺，同比增長2.2%；耳戴設備市場出貨量1924萬臺，同比增長9.8%。據(jù)中國信通院，2023年10月中國智能手機出貨量為2818.1萬臺，同比增長18.5%；據(jù)國家統(tǒng)計局，2023年11月中國智能手機產(chǎn)量為1.21億臺，同比增長20.8%。（2）客戶端庫存消化基本完成，代工晶圓廠逐步走出周期底：根據(jù)TrendForce集邦咨詢研究，隨著終端及IC客戶庫存陸續(xù)消化至較為健康的水位，及下半年iPhone、Android陣營推出新機等有利因素，2023年第三季度，全球前十大晶圓代工廠產(chǎn)值為282.9億美元，環(huán)比增長7.9%。3.1.驅(qū)動因素一：晶圓廠產(chǎn)能擴張，半導體光刻膠用量增加產(chǎn)能建設規(guī)劃有序推進，國內(nèi)晶圓廠新增項目數(shù)領先。根據(jù)SEMI2024年1月公布的《全球晶圓廠預測》報告，從2022年至2024年期間，全球?qū)⑼度虢ㄔO82個晶圓廠，預期中國將擴大其在全球半導體產(chǎn)能占比。中國大陸制造商預計2024年將展開18座新晶圓廠，產(chǎn)能年增率將從2023年的12%提升至2024年的13%，中國臺灣、韓國、日本預計自2024年起分別將有5座、1座和4座新晶圓廠投產(chǎn)。全球晶圓廠產(chǎn)能穩(wěn)步擴充，國內(nèi)晶圓產(chǎn)能比重進一步提升。根據(jù)SEMI預測，全球半導體制造商2026年將推升12寸晶圓廠產(chǎn)能至每月960萬片（wpm）的歷史新高。12寸晶圓產(chǎn)能經(jīng)2021-2022年連續(xù)擴充后，2023年因存儲、邏輯芯片需求疲軟，擴張速度將有所趨緩。囿于美國出口管制，中國大陸將集中于成熟技術發(fā)展，并在政府支持下，帶領12寸晶圓廠產(chǎn)能擴張，預估全球產(chǎn)能比重將從2022年的22%增至2026年的25%，達每月240萬片。根據(jù)SEMI預測，2021年到2025年，全球半導體制造商8寸晶圓廠產(chǎn)能有望增加20%，至每月711萬片（wpm）。2025年中國的8英寸晶圓產(chǎn)能增速將達66%，領先全球其他地區(qū)，且產(chǎn)能占比持續(xù)增加，約占全球8寸晶圓總產(chǎn)能21%，約每月149萬片。3.2.驅(qū)動因素二：制程節(jié)點升級&先進制程多次曝光，光刻膠需求量價齊升單個芯片光刻膠用量增加，疊加先進制程芯片出貨占比提升。（1）先進制程芯片制造工藝更加復雜，多次光刻導致單芯片光刻膠用量提升：中國大陸的晶圓廠普遍采用193nm水浸沒式光刻機多次曝光實現(xiàn)7nm邏輯芯片的光刻工藝流程。流程中金屬層需采用SALELE自對準光刻-刻蝕、光刻-刻蝕圖形方法，通孔層需采用LE4四次光刻-刻蝕方法，帶動光刻膠用量需求增加（2）存儲芯片NAND堆疊層數(shù)增加，光刻層數(shù)增加導致單芯片光刻膠用量提升：3DNAND指存儲單元的垂直堆疊。隨著層數(shù)的增加，位密度會提高，從而增加存儲容量。根據(jù)SK海力士官網(wǎng)，2014年3月，SK海力士開發(fā)出24層2015DNAND芯片，隨后先后推出48層-96層176層-238層NAND芯片，堆疊層數(shù)持續(xù)增加。由于每一層NAND都要光刻工藝，光刻膠用量將同步成倍增長。2023年6月8號SK海力士宣布已開始量產(chǎn)238層4DNAND閃存，將為智能手機和PC客戶提供更高的性能。長江存儲232層Xtacking3.0產(chǎn)品3DNAND進展迅速，已于23年11月推出232層QLC3DNAND芯片。（3）先進制程出貨占比提升：根據(jù)ICInsight數(shù)據(jù)，10nm以下先進制程芯片出貨比重逐年提升，2019年10nm以下先進制程芯片出貨占比為4%，預計2024年將增長至30%。制程升級帶動光刻次數(shù)增加，單位面積光刻膠價值量提升。根據(jù)SEMI的數(shù)據(jù)計算，單位面積所使用的光刻膠價值量從2018年0.13美元/平方英寸上升到2022年約0.18美元/平方英寸，2018-2022CAGR為8.48%，平均價值量的提升主要來源于先進制程占比的提升以及光刻次數(shù)的增加。我們對國內(nèi)半導體光刻膠市場需求預測：根據(jù)semi統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2022年大陸市場半導體光刻膠市場規(guī)模為5.93億美元。假設單位面積所使用的光刻膠價值量復合增速8.48%保持不變，則預計2025年單位面積所使用的光刻膠價值量為0.23美元/平方英寸。根據(jù)群智咨詢統(tǒng)計，晶圓廠稼動率處于65%-100%區(qū)間，我們中性假設為80%。預計2025年國內(nèi)年半導體光刻膠市場規(guī)模為8.84億美元，為2022年市場規(guī)模的1.49倍，2022-2025CAGR為14.23%。4.半導體光刻膠市場海外壟斷，國產(chǎn)化空間大難度高4.1.全球市場海外寡頭壟斷，龍頭廠商進展全面領先全球光刻膠市場集中度高，日美韓等海外廠商壟斷。2021年全球光刻膠市場份額前五名依次為東京應化、JSR、信越化學、陶氏化學、富士膠片，合計占比79.5%。半導體光刻膠技術壁壘較高，目前全球半導體光刻膠市場由日美韓廠商主導，東京應化、JSR、住友化學、富士膠片，四大日本企業(yè)分別占據(jù)27%、13%、12%、8%市場份額，美國杜邦、韓國東進占據(jù)17%、11%的市場份額。日系龍頭廠商技術領先，已實現(xiàn)高端光刻膠量產(chǎn)。目前，東京應化、JSR、信越化學、住友化學、富士膠片、韓國東進、美國杜邦已覆蓋所有不同曝光波長的半導體光刻膠類型。1980s早期，IBM突破了KrF光刻，但此時半導體工業(yè)的發(fā)展尚未到達需要KrF光刻大規(guī)模放量的時代。1995年，日本東京應化（TOK）成功突破了高分辨率KrF正性光刻膠TDUR-P007/009并實現(xiàn)了商業(yè)化銷售，打破了IBM對于KrF光刻膠的壟斷，并借由光刻機市場由此前美國廠商主導逐步演變?yōu)榧涯?、尼康為龍頭的時代，迅速放量占據(jù)市場，光刻膠市場也正式進入了日本廠商的霸主時代。2004年，JSR首次通過ArF沉浸式光刻成功實現(xiàn)了32nm分辨率，引領了巨大的的技術變革。2006年JSR又與IBM合作，通過ArF沉浸式光刻成功實現(xiàn)了30nm及更小的線寬。EUV光刻膠的研發(fā)可以追溯至1994年，在2000年之后逐步成熟：2002年，東芝開發(fā)出分辨率達到22nm的低分子EUV光刻膠。東京應化（TOK）與信越化學都參與到了SEMATECH的EUV光刻膠的開發(fā)工作，其中JSR在2011年與SEMATECH聯(lián)合開發(fā)出用于15nm工藝的化學放大型EUV光刻膠。TOK（東京應化）：全球半導體光刻膠龍頭。TOK具有世界領先的微細加工和高純化技術。1968年，TOK開始開發(fā)和銷售第一批日本制造的半導體光刻膠。如今，TOK提供與所有光刻機兼容的全系列光刻膠。除光刻膠外，TOK產(chǎn)品覆蓋半導體制造領域、半導體封裝領域、圖像傳感器/MEMS制造領域、面板制造領域等。根據(jù)TOK官網(wǎng)公布的數(shù)據(jù)，TOK2022年全球半導體光刻膠市場市占率第一，達26.1%，細分市場中：g線/i線光刻膠市場市占率為22.8%、KrF光刻膠市場市占率為36.6%、ArF光刻膠市場市占率為16.2%、EUV光刻膠市場市占率為38.0%。TOK材料業(yè)務（含光刻膠）連續(xù)四年正增長，2022年實現(xiàn)收入1703億日元，息稅前利潤率20.4%。美國杜邦（原名陶氏杜邦）：系2017年8月，陶氏化學與杜邦公司完成對等合并后的一家控股公司。2019年陶氏杜邦（DowDuPontInc.）拆分為陶氏（DOWInc.）、杜邦（DupontdeNemours,Inc.）及科迪華農(nóng)業(yè)科技（CortevaAgriscience）三家企業(yè)。美國杜邦公司從事業(yè)務包括化工、材料、膜產(chǎn)品等，集中了原陶氏、原杜邦的特種產(chǎn)品業(yè)務，包括封裝材料及解決方案。杜邦在光刻技術方面有過許多行業(yè)首創(chuàng)的技術創(chuàng)新，產(chǎn)品包括ArF光刻膠、KrF光刻膠、i/g線光刻膠、EUV光刻膠、EUV底層和有機底部減反射涂層（BARC）材料。東進世美肯：是一家生產(chǎn)銷售半導體及顯示器用材料,可再生能源用材料和發(fā)泡劑的公司。東進世美肯于1984年開始了半導體用封裝材料事業(yè)，之后投身到半導體用工藝材料事業(yè)。1989年成功開發(fā)出了光刻膠，成為了韓國國內(nèi)第一家，世界上第4家成功開發(fā)光刻膠的企業(yè)。通過持續(xù)研究和開發(fā)，現(xiàn)已把ArF浸沒式光刻膠、ArF干式光刻膠、KrF光刻膠、i-Line光刻膠、BARC、SOC、前驅(qū)體、CMP拋光液等產(chǎn)品向國內(nèi)外客戶供應。根據(jù)東進官網(wǎng)數(shù)據(jù)，東進2022年在3DNAND用KrF光刻膠全球市占率第一。根據(jù)2022年12月韓媒ETnews報道，東進世美肯EUV光刻膠已應用于三星電子量產(chǎn)線，在2019年日本對韓光刻膠出口禁令后實現(xiàn)韓國國內(nèi)EUV光刻膠突破。JSR：日本合成橡膠、合成樹脂等石化事業(yè)的領導廠商，以石油化學為基礎，拓展至顯示器、電子與光電材料產(chǎn)業(yè)領域。JSR株式會社的FPD(FlatPanelDisplay)用有機化學材料、信息電子材料、光學材料等，在全球占有極高的市場占有率。公司半導體材料產(chǎn)品覆蓋光刻膠、CMP材料、清洗液、先進封裝材料等。公司是全球少數(shù)能夠生產(chǎn)EUV光刻膠的公司之一。根據(jù)公司公告，公司2022年ArF全球市占率為30%，排名全球第一。4.2.多重因素助力國產(chǎn)化，國內(nèi)光刻膠廠商加速突破目前我國半導體光刻膠的國產(chǎn)化率極低，且產(chǎn)品越高端國產(chǎn)化率越低。根據(jù)2023