光刻胶产业全景解析

光刻工艺的成本约为整个芯片制造工艺的35%，耗时约占整个芯片工艺的40%~50%，是半导体制造中最核心的工艺。

光刻胶作为微电子领域微细图形加工核心上游材料，占据电子材料制高点。其质量和性能是影响集成电路性能、成品率及可靠性的关键因素。

光刻胶随着半导体市场规模的扩张保持着同比例变动，随着半导体制程节点不断缩小，光刻工艺对光刻胶要求越来越高，需求量也越来越大。

光刻胶利用光照反应后溶解度不同将掩膜版图形转移至衬底上，主要由感光剂(光引发剂)、聚合剂(感光树脂)、溶剂与助剂构成。

以半导体光刻胶为例，在光刻工艺中，光刻胶被均匀涂布在衬底上，经过曝光(改变光刻胶溶解度)、显影(利用显影液溶解改性后光刻胶的可溶部分)与刻蚀等工艺，将掩膜版上的图形转移到衬底上，形成与掩膜版完全对应的几何图形。

从全球区域市场来看，中国半导体光刻胶市场规模占全球比重最大，达到32%。其次是美洲地区，其光刻胶市场规模占全球比重为21%。

据中国产业信息网数据，全球光刻胶市场规模自2010年起，以约5.4%的复合增长率，增长至2019年的90亿美元左右，预计未来3年仍将以5%的速度增长，至2022年全球市场规模将超过100亿美元。

按照应用领域的不同，光胶刻又可以分为PCB用、LCD用、半导体用和其他用途光刻胶。

从全球市场来看，LCD光刻胶占比较高，为26.6%，全球供应集中在日本、韩国、中国台湾等地区，海外企业市占率超过90%；PCB光刻胶技术壁垒较低，国产化率较高，中国内资企业已占据国内市场份额50%以上；面板光刻胶和半导体光刻胶由于光刻胶的技术壁垒较高，国内高端光刻胶市场基本被国外企业垄断。

数据来源：赛瑞研究

光刻胶根据所适配的刻蚀用光的波长不同而分为普通宽谱光刻胶、g线（436nm）、i线（365nm）、KrF（248nm）、ArF（193nm）、F2（157nm），以及最先进的EUV(<13.5nm)线水平，其相关技术壁垒随刻蚀用紫外光波长缩短而相应提高。

半导体行业目前主要使用光刻胶包括g线、i线、KrF、ArF四类。半导体光刻胶属于高技术壁垒材料，生产工艺复杂，纯度要求高，需要长期的技术积累。目前基本依赖于进口，仅占国内生产光刻胶的2%。

ArF光刻胶材料是集成电路制造领域的重要关键材料，可以用于90nm-14nm甚至7nm技术节点的集成电路制造工艺，广泛应用于高端芯片制造。

国内G线、I线光刻胶的自给率约为20%，KrF光刻胶的自给率不足5%，12寸硅片的ArF光刻胶目前尚无国内企业可以大规模生产。

资料来源：CNKI、兴业证券

光刻胶专用化学品具有市场集中度高、技术门槛高、客户壁垒高的特点。

一般相同用途的光刻胶，由于投资大、市场比下游应用行业小，行业集中度非常高，只能有几家企业生存。光刻胶专用化学品具有相似特征，即品种多、用量小、品质要求高，投资相对普通化学品大，行业集中度高。

光刻胶所在产业链覆盖范围十分广泛，从上游基由于光刻胶技术含量高且处于产业链上游，其质量直接影响下游产品的质量，因此下游企业对光刻胶供货企业的质量及供货能力非常重视，通常采取认证采购的商业模式。

光刻胶更新换代较快，厂家出于技术保密的考虑，一般会和光刻胶原料供应商进行密切合作，共同开发新技术，并且客户转换成本大，这些特点使得光刻胶行业上下游相互依赖、关系非常紧密，进入壁垒高。

伴随着更高的采购成本与认证成本，光刻胶生产厂家与下游企业通常会形成较为稳定的合作，这对新供应商涉足光刻胶行业设置了准入壁垒。制造商必须具备性能评价技术、严格的生产管理体系和洁净生产技术以及ppb级微量分析技术。

光刻胶的种类繁多，实际操作中由于各个客户的产品的要求不同，因此对光刻胶的具体要求也较多。这一点将会直接导致光刻胶企业在生产制作光刻胶的时候需要具备足够的配方研发能力，对众多国内仍在起步的厂商无疑是个巨大的挑战。

由于光刻胶产品的特性，下游的采购商基本为大型企业，光刻胶行业市场集中度较高。

全球共有5家主要的光刻胶生产企业：日本合成橡胶（JSR）、东京应化（TOK）、住友化学、信越化学、美国罗门哈斯等，所占市场份额超过85%。其中，日本厂商技术和生产规模占绝对优势。

从国内市场上看，国外企业强势垄断国内半导体市场绝大多数份额。尤其是以特种橡胶、信越、东京应化等为首的日本企业占据高端光刻胶的主要市场。

从技术及产品线角度看，国内企业在半导体光刻胶领域与世界先进水平仍有2-3代的差距，实现国产化的光刻胶主要集中在低端PCB光刻胶和LCD光刻胶。

目前主要有晶瑞股份、北京科华、上海新阳、南大光电、北京北旭等国内厂商布局半导体光刻胶，江化微等进军半导体光刻胶配套材料。目前晶瑞股份（旗下苏州瑞红）、北京科华（南大光电于2020Q1转让持有北京科华股份）等起步较早的企业有稳定GI光刻胶，南大光电已安装并调试第一条ArF光刻胶生产线，其他企业大多还处于规划、研发以及产业化过程中。

随着半导体制程的不断升级，面向7nm以下制程的极紫外EUV(13.5nm)光刻技术及其配套的光刻胶或将成为未来各国际大厂的必争之地。

根据调研机构IC Insights统计，制程10nm以下的半导体圆晶产量将从2019年的每月105万片增长到2023年的每月627万片，而这一尺寸对应的正为EUV光刻技术。

在下一代技术所配套的EUV光刻胶领域，我国企业目前尚为空白，仅北京科华有与科研院所合作项目。相比之下，Intel、台积电、三星等大厂均已开始试产。而传统光刻胶强势企业如信越化学、东京应化、住友化学等厂商较早进行了专利布局，相关专利保护壁垒逐渐形成，此领域也或将国内厂商在追赶传统大厂过程中的下一个需要发力的节点。

中国光刻胶市场本土供应量增速高于全球平均水平，随着下游半导体行业、LED及平板显示行业的快速发展，以及受益于本土半导体产能持续扩大，国内光刻胶生产商未来有望把握进口替代契机实现快速发展。