2022年光刻胶行业分析市场现状及发展机遇分析.docx

《2022年光刻胶行业分析市场现状及发展机遇分析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年光刻胶行业分析市场现状及发展机遇分析.docx（14页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、2022年光刻胶行业分析市场现状及发展机遇分析1.光刻胶是发展半导体行业不可或缺的产品组成结构复杂，性能要求高组成结构复杂，产品壁垒高企。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，主 要由光刻胶树脂、增感剂（光引发剂+光增感剂+光致产酸剂）、单体、溶剂和其他助剂 组成。由于应用场景颇多，不同用途的光刻胶在曝光光源、制造工艺、成膜特性等性能 要求不同，对材料的溶解性、耐蚀刻性和感光性能等要求不同，不同原料的占比会有很 大幅度变化，其中光刻胶树脂是光刻胶主要成分，成本占比达到 50%。光刻胶为集成电

2、 路中极为重要的材料，作为图形媒介物质，用于芯片制造的光刻环节，是必不可缺的关 键材料。正性和负性光刻胶由于曝光反应存在差异： 正性光刻胶在曝光后，曝光部分会溶于显影液，未曝光部分显影后会留存，正性光刻胶 分辨率对比度高，更适用于小型图形，也因此高端光刻胶以正性为主。 负性光刻胶则相反，曝光后曝光部分形成交联结构，硬化并留存在基底形成图形，未曝 光部分将溶解。负性光刻胶拥有更好的粘滞性和抗蚀性，因其具有更好感光性所以添加 的感光剂更少，成本更低，也更适用于低成本低价质量的芯片。半导体光刻胶市场中正 性胶占比为绝大多数，负性胶占比极低。光刻胶按应用领域分为 PCB、面板和半导体光刻胶。PCB 光

3、刻胶主要分为干膜光刻胶、 湿膜光刻胶和阻焊油墨；面板光刻胶主要分为 TFT-LCD 正性光刻胶、彩色&黑色负性光 刻胶; 半导体集成电路制造行业主要使用 G/I 线光刻胶、KrF 光刻胶、ArF 光刻胶和 EUV 光刻胶等。根据 Cision, 2019 年全球光刻胶市场规模约 91 亿美元，至 2022 年市 场规模将超过 105 亿美元，年化增长率约 5%，其中，面板光刻胶，PCB 光刻胶和半导 体光刻胶的应用占比分别为 27.8%、23.0%和 21.9%。半导体光刻胶将成为光刻胶市场主要增长因素。在下游 PCB 和面板二者复合增速缓慢 的情况下，半导体光刻胶将在半导体市场的快速增长下，

4、叠加其单位价值量相较于 PCB 光刻胶和面板光刻胶更高的特性，有望成为全球光刻胶市场增长的主要因素。随着 IC 制 程的不断提高，为了满足集成电路对电路密度和集成水平更高要求，光刻胶通过不断缩 短曝光波长，不断提升图形的分辨率。经过几十年的研发，按照曝光波长，目前光刻胶 的波长由紫外宽谱逐步至 G 线（436nm）、I 线（365nm）、KrF（248nm）、ArF（193nm） （KrF 和 ArF 合计称为 DUV 光刻胶）、以及最先进的 EUV (13.5nm) 水平。半导体光刻胶存差异，应用于不同芯片制程。随着曝光波长缩短，光刻胶达到的极限 分辨率不断提高，得到的精密度更佳。目前市场上

5、能得到分辨率最高的是 EUV 光刻 胶，用于 14nm 以下先进制程，由于整体较高的壁垒，仅 G/I 线有少量国产份额，KrF 和 ArF 国产化率极低，EUV 方面仅荷兰的 ASML 能制造 EUV 光刻机，国内尚无企业 拥有先进制程芯片产能，因此国内并没有 EUV 光刻胶市场，目前国内市场大多集中在 G 线/I 线 KrF/ArF 等用于 28nm 以上成熟制程的半导体光刻胶。半导体光刻胶并不完全仅用于其对应电路尺寸。以 KrF 胶为例，虽然其对应的最精细工 艺范围为 0.13-0.35m，但是 KrF 胶仍然可以用于 0.13m 以下节点，包括 28nm，原 因在于 28nm 制程的芯片

6、并不是每处都达到了精细度极限，由于 ArF 胶价格是 KrF 胶 的几倍，下游客户出于节省成本目的，在芯片精细度较低的区域仍将使用用于低制程的 光刻胶，也因此 KrF 胶成为全种类半导体光刻胶中，消耗量极高的胶种类，肩负起承上 启下的作用。2.终端市场蓬勃发展，光刻胶需求快速增长终端需求强劲，带动半导体光刻胶需求增长。根据 IC Insights，在 2021 年经济从 2020 年爆发的新冠疫情危机中反弹后，全球半导体营收增长 25%，预计 2022 年半导体总销 售额将持续增长并达到创纪录的 6806 亿美元，其中光电、传感器、执行器和分立器件 （统称 OSD 设备）将达到创纪录的 115

7、5 亿美元。半导体产品销售的强势增长，为半导 体材料市场提供厚实基础，作为耗材，其每年的需求量整体稳步上升。SMIC 的招股说 明书中，光阻（光刻胶及配套试剂）成本占比在所有原材料中占第二大，为 14.4%，处 在较高地位。因此综合整体半导体材料端的需求增长及光刻胶自身在材料中极高的地位， 未来光刻胶市场需求也将不断稳定扩大。晶圆制造产能扩张，光刻胶需求高增长半导体光刻胶作为关键材料，晶圆厂产能变化预示光刻胶需求变化。SMIC 的 8 寸晶圆 出货量与我国整体半导体材料销售额呈现高度正相关，因此晶圆产能的扩张节奏，可以 作为整个半导体材料的景气度风向标。我国在世界晶圆产能占比逐步提高，半导体光

8、刻胶需求随之提升。未来随着我国积极推 动芯片自主化政策，晶圆厂产能大幅提升，2010、2019 年分别超越欧洲、北美，2020 年接近日本，月产能约 318.4 万片（折合 8 寸晶圆），全球市占率约 15.3%，排名全球 第四。此外，20202025 年间受惠当地业者不断投资，以及三星、SK 海力士等内存大 厂进驻，中国大陆晶圆厂月产能将持续增加，预计将增加 3.7 个百分点，达到世界占比 接近 20%，有望升至全球第二。大晶圆消耗更多光刻胶。未来中国大陆规划的晶圆厂产能以 12 寸晶圆为主，预计国内 芯片巨头 SMIC 以及其子公司中芯北方、中芯南方 12 英寸晶圆产能总计可达每月 9.6

9、 万片。除 SMIC 外，产能规模前三名厂商分别是 SK 海力士、华虹和三星电子。截至 2020 年 5 月，SK 海力士 12 英寸晶圆总计产能可达 17.0 万片/月，华虹 12 英寸晶 圆总计产能可达 11.8 万片/ 月，三星电子 12 英寸晶圆产能总计可达 10.0 万片/月。 当前我国境内晶圆工厂 12 英寸晶圆已投产能在 86 万片/月以上，在建产能达 26 万 片/月以上，更多的大尺寸晶圆厂将带来额外的光刻胶消耗量。制程整体提高提升光刻胶单位价值量新增晶圆厂将极大提升 KrF 和 ArF 光刻胶需求量。根据 Gartner 预测，预计 2022 年 20nm 及以下占比 12%

10、, 28nm 至 90nm 占比 41%，0.13m 及以上的微米级制程占比 47%。目前，90nm 以下主要使用 12 寸晶圆，90nm 以上使用 8 寸或更小尺寸晶圆。由 于 KrF 和 ArF 胶主要应用于 0.35m 以下，应用晶圆为 8 寸或 12 寸，随着未来我国整 体晶圆新增产能集中在 12 寸线，相比于 g/i 线价值量更高的 KrF 和 ArF 光刻胶将成为 未来我国光刻胶需求增长的绝对主流。未来我国半导体光刻胶市场 KrF 和 ArF 胶的占比将继续提升。根据 Trend Bank 数据， 2020 年我国 ArF 和 KrF 胶占比分别为 44.0%和 37.0%，占比最

11、高，预计 2021 年我国 半导体光刻胶规模达到 29.0 亿元。由于我国在建的晶圆产能基本为 8 寸和 12 寸产能， ArF 和 KrF 胶的占比将会持续增高。未来我国半导体光刻胶增速将远超世界增速。由于世界新增晶圆产能大部分在中国大陆， 光刻胶需求也将随之增长。根据 Techcet 预测，2021 年全球半导体光刻胶市场规模约 19 亿美元，预计到 2025 年超过 24 亿美元，年化增长率为 6%以上。根据 Trend Bank, 我国 2021 年半导体光刻胶市场预计 29.0 亿元。中国作为未来全球晶圆产能增长的主力 军，当前到 2025 年在建和计划 8 寸和 12 寸晶圆产能总

12、共达到 84 万/片，增幅为当前 的 60%，结合到 2021-2025 年五年时间完全达产，给予平均每年 12%作为我国半导体 光刻胶中性复合增速；由于我国的芯片产能结构将整体提高，2020 年 KrF 和 ArF 的占 比分别为 37.0%和 44.0%，给予二者未来更大的占比假设，KrF 胶占比 40.0%，ArF 胶 占比 45.0%。综上情况和假设判断到 2025 年，我国半导体光刻胶市场规模将保守在 40 亿元，乐观 50 亿元以上。3.光刻胶发展迎来国产化机遇期两大壁垒：研发和客户客户壁垒极高，客户导入新供应商意愿不高，过程繁琐，耗时长。企业在研发成功后需 要不断进行送样、问题反

13、馈和技术改进等循环过程，此过程多达 50 次以上，完成整个 客户导入过程也因此需要 2-3年时间。光刻胶厂商购买原材料后通过调配进行光刻验证， 得到大致实验结果后再进行微调，不断重复实验过程以达到客户要求的性能数据，并适 配客户的产线，也因此光刻胶企业与客户产生的粘性较高，客户不愿意花费时间导入其 它供应商。而为了加速验证过程及拥有自我验证能力，部分光刻胶企业选择自购光刻机。 光刻机购置成本极高，并且开机成本几乎与购置成本相同，由于光刻机本身无法对光刻 胶企业带来任何利润，由此带来的资金成本投入也是极高的。日本企业垄断，头部聚集效应明显整个行业呈现出集中度较高的现状。纵观全球半导体光刻胶供给端

14、，除美国陶氏化学以 外，其余头部半导体光刻胶企业均为日本企业，并且技术要求越高的光刻胶头部聚集效 应越明显。海外企业垄断光刻胶原料，国内企业逐步崛起。目前大部分原材料均为国外进口，原材 料企业日本占到 47%，尽管中国的原材料企业位列全球第二，但大部分目前处于研发和 布局阶段，成熟材料供应企业均来自日本和美国。中国企业如万润股份、圣泉集团、强 力新材等在原材料树脂、感光剂等方面均有国产突破，但大部分仍属于低端产能或者高 端产量极为有限，爬坡较为缓慢。回溯日本光刻胶发展史：产业协同发展与半导体产业转 移共同助力日本光刻胶产业链的蓬勃发展归因于以下几点：半导体产业在上世纪向日本迁移。光刻胶起源于美

15、国，柯达为光刻胶工业的开创者， 光刻胶跟随摩尔定律不断演进。上个世纪由于美国企业意识到其生产效率不高，人 员成本高，开始逐渐将人员设备密集型产业向外迁移，采取委外代工的方式，留下 技术密集型的设计产业在美国。日本企业在关键结点完成研发突破。IBM 在 1980s 早期就突破了 KrF 光刻胶，并 在 1980s 早期至 1995 年的十余年时间一直保持垄断地位。但在此期间，KrF 光 刻胶的市场增速缓慢，并未大规模放量，我们认为主要由于 1980s-1995 年，半导 体工艺节点主要集中在 1.5m-0.35m，这一范围的工艺可以用 I 线光刻胶实现， 从而使 KrF 光刻胶成为了“早产儿”，

16、半导体工业的发展尚未到达需要 KrF 光刻 胶大规模放量的时代。1995 年日本东京应化（TOK）成功突破了高分辨率 KrF 正 性光刻胶 TDUR-P007/009 并实现了商业化销售，打破了 IBM 对于 KrF 光刻胶的 垄断，而与此同时，半导体工艺节点发展到了 0.25-0.35m，逼近了 I 线（365nm 波长，已经与特征尺寸 0.35m 接近）光刻的极限。光刻机市场也由此前美国厂商 主导逐步演变为佳能、尼康为龙头的时代。天时地利俱备的情况下，日本 KrF 光 刻胶迅速放量占据市场，光刻胶市场也正式进入了日本厂商的霸主时代。日本光刻胶产业已形成高度分工协作的产业集群。上个世纪以来，

17、围绕光刻胶及其 上游树脂、光引发剂、溶剂&单体各领域，涌现一批大中小企业。经过长期技术积 累或兼并收购，光刻胶企业与上游共同建立起技术壁垒，形成寡头竞争格局，并和 下游制造公司形成稳定合作关系。由于光刻胶本身的产品性质技术高壁垒、客户导 入周期长，这样的行业性质特点意味行业内竞争厮杀无意义，产业链抱团互相合作 才是长久发展之计。因此下游应用厂商扶持上游光刻胶成品企业共同进步，甚至下 游领域企业包括英特尔、三星参与投资 3100 万美元至上游光刻胶龙头 JSR 子公 司 Inpria 研发 EUV 光刻胶，长期来看日本光刻胶企业建立了非常高的产业地位。目前我国正在经历第三次半导体产业转移。上海微

18、电子已经成功研发 90nm 极紫外线光 刻机，因此我国的半导体光刻胶也迎来一次良好的配合发展窗口。同时，国家大基金一 期总额约 1047.14 亿元，已于 2019 年结束，进入回收期，目前二期基金投资正在进行 中，预计投资超过 2000 亿元。一期投资总共撬动社会投资约 6500 亿元，预期二期投 资将撬动社会投资超过 10000 亿元进入半导体行业，并且投资领域重心将逐渐向一期 忽视的设备以及材料方面转移。海外龙头断供提供国产替代良机日本信越化学光刻胶断供产生供给缺口，为国产企业导入提供机会。由于 2021 年日本 福岛地震事件，信越化学光刻胶工厂暂停生产，引发新合约涨价事件。受地震影响，

19、信 越化学 KrF 光刻胶产线受到很大程度的破坏，2021 年 2 月至今尚未完全恢复生产，虽 然东京应化（TOK）填补了信越化学海外大部分缺失的 KrF 光刻胶产能，但目前仍存在 不小的缺口。另外，除了台积电、三星、英特尔、联电等晶圆厂积极扩产外，SMIC、华 虹宏力、广州粤芯等多家本土晶圆厂积极扩产和产能释放，这也就导致国内光刻胶需求 量激增，供应不足。2020 年底美国商务部将 SMIC 列入实体清单，对 SMIC 实施出口 限制，导致美国陶氏化学无法向 SMIC 供应任何半导体材料，其中包括光刻胶。在国外 厂商无法供应的情况下，晶圆厂对导入新半导体材料供应商的要求提升，利好国产光刻 胶

20、产业。原材料“掐脖子”对企业正常生产有潜在威胁。2019 年日韩贸易战中，日本对韩国半导 体材料断供，由于韩国对日本光刻胶依赖程度达 84.5%，此举让韩国企业遭受巨大损失。 2019 年三季度，三星电子营业利润从二季度 12.8 万亿韩元，下降至 7.7 万亿韩元，环 比下降 39.8%；SK 海力士营业利润从 6316 亿韩元，下降至 4100 亿韩元，环比下降 35.1%。我国光刻胶对外依赖程度更为明显，半导体光刻胶目前国产化率仅 5%，因此 我国存在极大的供应链政策风险。我国光刻胶企业大部分供给 G/I 线光刻胶，仅彤程新材实现了 KrF 光刻胶商业化。我国 的 G/I 线光刻胶已处于成熟量产阶段，各企业仍处于扩张 KrF 胶种类以及打入客户验证 周期，仅产生极少量 KrF 胶收入。由于口径不同原因，晶瑞电材将辅材并入光刻胶板块 收入，其光刻胶纯胶收入基本由 G/I 线贡献。