深度报告-20221113-浙商证券-电子行业深度报告_光刻胶_半导体产业核心卡脖子环节_国内厂商蓄势待发_21页_2mb

光刻胶行业深度报告总结

核心内容

光刻胶是半导体制造中的关键原材料，承担图形转移介质的重要作用。其性能直接影响芯片制造水平，是光刻工艺中最主要的耗材。随着芯片集成度的提高，KrF和ArF光刻胶成为当前及未来短期内各光刻胶公司的重点发力市场。

主要观点

• 光刻工艺的重要性：光刻工艺是半导体制造三大核心工艺之一，约占整个硅片制造成本的1/3，耗时约占40%-60%。
• 光刻胶分类：根据曝光后化学性质变化分为正性光刻胶和负性光刻胶，根据波长可分为G线、I线、KrF、ArF、EUV等。
• 市场格局：全球高端光刻胶市场由日本和美国企业主导，日企占据约80%的市场份额，国内厂商在KrF胶和部分ArF胶实现量产，但在高端领域仍有差距。
• 国内厂商发展：国内厂商如徐州博康、北京科华、苏州瑞红、南大光电、上海新阳等在KrF胶和ArF胶研发和量产上实现突破，国产化趋势明显。
• 市场增长动力：晶圆厂扩产及高端光刻胶需求增加推动市场增长，预计2022年全球市场规模将突破26亿美元，国内市场增速高于全球。
• 国产替代机遇：国内厂商具备本土化优势，与客户联系更紧密，客户替代意愿增强，为国产替代提供良机。

关键信息

光刻胶市场数据

• 全球市场规模：2021年约为24.71亿美元，2022年预计增长至26.93亿美元，同比增长约9%。
• 国内市场规模：2021年约4.93亿美元，同比增长43.69%，预计持续增长。
• 光刻胶价值量提升：单位面积光刻胶价值由2015年的0.120美元/平方英寸上涨至2021年的0.174美元/平方英寸，CAGR为6.4%。

光刻胶种类及性能

• 正性光刻胶：曝光区域溶解，形成与掩膜版相同的图案。
• 负性光刻胶：曝光区域交联而不溶，形成与掩膜版相反的图案。
• 分辨率与波长关系：光刻胶分辨率越高，所能获得的关键特征尺寸越小，单位面积集成的晶体管数量越多。
• 关键性能指标：包括分辨度、对比度、灵敏度、粘度、粘附性、抗蚀性、表面张力等。

原材料与供应链

• 主要原材料：光刻胶树脂、光敏材料（如PAC、PAG）、溶剂（如PGMEA）和添加剂。
• 树脂：光刻胶树脂含量因波长不同而变化，G/I线胶树脂含量约10%-20%，KrF胶低于10%，ArF胶不足5%。
• 光敏材料：PAG用于化学放大胶，价格差异显著，ArF胶PAG价格为1.5-30万元/千克，KrF胶为0.5-1.5万元/千克。
• 溶剂：PGMEA是主要溶剂，国内已实现规模生产，技术门槛较高。

国内厂商进展

• 徐州博康：实现I线胶和KrF胶批量生产，ArF胶研发进展顺利，2022年底有望批量销售。
• 北京科华：国内G线胶和I线胶领先，KrF胶在关键层工艺实现突破，产品覆盖14nm以上工艺。
• 苏州瑞红：国内最早研制半导体光刻胶厂商，已实现G/I线胶量产，KrF胶实现小额销售。
• 南大光电：在KrF胶和ArF胶研发上取得进展，部分产品已通过客户验证。
• 上海新阳：在KrF胶和ArF胶方面有突破，正在推进技术验证。

市场趋势与挑战

• 市场需求增长：新能源汽车、5G和高性能计算等领域带动晶圆厂扩产，推动光刻胶需求增长。
• 挑战：原材料进口依赖严重，技术壁垒高，验证周期长，客户更换意愿低。
• 机遇：国产替代进程加快，国内厂商具备本土化优势，与晶圆厂合作紧密，有望快速成长。

投资建议

建议关注以下公司：

• 华懋科技：参股徐州博康，已实现I线胶和KrF胶量产，ArF胶研发进展顺利。
• 彤程新材：通过并购北京科华实现布局，G线胶市占率60%，KrF胶在关键层工艺有重大突破。
• 晶瑞电材：子公司苏州瑞红是国内最早研制光刻胶的厂商，已实现G/I线胶量产，KrF胶小额销售。
• 南大光电：在KrF胶和ArF胶研发方面取得进展，部分产品已通过客户验证。
• 上海新阳：在KrF胶和ArF胶方面有突破，正在推进技术验证。

风险提示

1. 光刻胶研发和导入进度不及预期。
2. 原材料供应链中断影响企业生产经营。
3. 半导体下游需求不及预期。
4. 疫情反复对厂商生产及物流运输带来负面影响。

行业评级

• 看好：行业指数相对于沪深300指数表现+10%以上。

关键图表与数据

• 图1：薄膜沉积、光刻、刻蚀是半导体制造三大核心工艺。
• 图2：光刻工艺过程示意图。
• 图3：光刻胶产业链全景图。
• 图4：正性/负性光刻胶示意图。
• 图5：按应用领域划分光刻胶市场情况。
• 图6：光刻胶按下游应用分类。
• 图7：IC集成度与光刻技术发展历程。
• 图8：全球半导体光刻胶市场规模及增速。
• 图9：国内半导体光刻胶市场规模及预测。
• 图10：2020年全球光刻胶细分市场情况。
• 图11：我国光刻胶产量及预测（含面板光刻胶和PCB光刻胶）。
• 图12：国内不同技术节点下光刻工艺层数分布。
• 图13：单位面积光刻胶价值量显著提高。
• 图14：国内新能源车市场持续火热，保持近100%同比增速。
• 图15：全球晶圆市场今年预计将突破1300亿美元。
• 图16：近年中芯国际产能基本处于满负荷状态。
• 图17：国内当前在建或已披露的晶圆扩产计划。
• 图18：全球不同尺寸硅片出货面积。
• 图19：ASML光刻机出货情况。
• 图20：G/I胶、KrF胶、ArF胶市场份额。
• 图21：日本IC光刻胶产业发展历程。
• 图22：中国光刻胶市场结构占比情况。
• 图23：中国光刻胶市场竞争格局。
• 图24：“单体-树脂-光刻胶”工艺流程。
• 图25：半导体光刻胶组合物含量占比情况。
• 图26：I/G线胶单体、酚醛树脂和DNQ。
• 图27：PBOCST化学放大发原理。
• 图28：248nm光刻胶聚合树脂常用单体多为芳香结构。
• 图29：193nm光刻胶常用树脂分子多为烃类结构。
• 图30：光刻特征尺寸与光源波长的发展。
• 图31：圣泉集团电子级酚醛树脂系列产品。
• 图32：强力新材半导体用光刻胶光引发剂产销情况。
• 图33：光敏材料在半导体光刻胶中的作用。
• 图34：PGMEA结构式。
• 图35：PGMEA生产情况。

表格数据

• 表1：光刻胶关键性能指标。
• 表2：国内主流半导体光刻胶研发进度。
• 表3：光刻胶树脂材料总结。
• 表4：光敏材料用量与价格。

结论

光刻胶作为半导体制造的关键原材料，其国产化趋势明显，国内厂商在KrF胶和部分ArF胶实现突破，未来有望在高端市场占据更大份额。尽管面临原材料依赖、技术壁垒和验证周期长等挑战，但随着国内晶圆厂扩产和国产替代加速，国内光刻胶行业将迎来发展机遇。