近年来,随着半导体、PCB和面板等下游产业链向国内转移,光刻胶国内市场需求持续增大,国内光刻胶市场将迎来巨大的进口替代空间。
受行业技术壁垒高、国内起步晚等影响,目前国内企业在技术上远落后于日、美等国际大厂,光刻胶自给率仅10%。庆幸的是,国内企业已经开始实现光刻胶的突破,北京科华、苏州瑞红(晶瑞化学子公司)、飞凯材料、广信材料、容大感光等厂商已经在不同领域逐步推进国产替代,南大光电、上海新阳也重金投入193nm光刻胶的研发及产业化。
光刻胶(又称光致抗蚀剂)是指通过紫外光、准分子激光、电子束、离子束、x射线等光源的照射或辐射,其溶解度发生变化的耐蚀刻材料。由于光刻胶存在化学结构特殊、品质要求苛刻、生产工艺复杂等特性,被称为是精细化工行业技术壁垒最高的材料。
从20世纪50年代至今,光刻胶的曝光波长经历了紫外全谱(300-450nm)、G线(436nm)、i线(365nm)、深紫外(248nm和193nm)、极紫外(13.5nm)光刻、电子束光刻等六个阶段,随着曝光波长的缩短,光刻胶所能达到的极限分辨率不断提高,光刻得到的线路图案精密度更佳,而对应的光刻胶的价格也更高。
按应用领域分类可分为PCB光刻胶、LCD光刻胶和半导体光刻胶,其中PCB光刻胶主要包括干膜光刻胶、湿膜光刻胶和光成像阻焊油墨,PCB光刻胶技术壁垒较低。
自2006年,我国成为PCB的最大生产国和最大使用国,PCB行业发展带动我国PCB光刻胶行业发展。自2002年起,***长兴化学、日立化成、日本旭化成、美国杜邦等越来越多的外资在我国建厂,同时容大感光、广信材料、东方材料、北京力拓达等内资工厂已经崛起。
根据2016年容大感光招股书,上述内资企业占据国内46%左右湿膜光刻胶和光成像阻焊油墨市场份额,我国逐渐从PCB光刻胶进口大国转变为出口大国。
面板光刻胶:永太科技、容大感光、飞凯材料崛起
据了解,LCD和半导体光刻胶主要包括i线、ArF、KrF光刻胶等,技术壁垒较高。
在平板显示器领域,TFT-LCD仍是市场出货主力,其中彩色滤光片占面板成本的15%左右,彩色光刻胶和黑色光刻胶占彩色滤光片成本的27%左右。TFT-LCD用光刻胶市场基本被如JSR、住友化学、三菱化学等日韩公司占领,占有率可达90%。
不过,随着国产面板产业的兴起,永太科技、容大感光、飞凯材料等光刻胶厂商也开始乘势而起。
永太科技:年产1500吨CF光刻胶项目于2018年底验收结项,永太科技CF光刻胶产品可应用于OLED和TFT-LCD,公司在2016年成为华星光电的合格供应商。
容大感光:年产1000吨光刻材料及配套化学品生产线原定2018年底建成,目前投资进度达98.86%,拟延期至2019年12月31日,主要用于平板显示和LED芯片领域。
飞凯材料:现有3500吨/年PCB光刻胶产能;5000吨TFT光刻胶产能在建,工程进度已达92.03%,处于合作、研发阶段,用于TFT平板显示屏电路制作用光刻胶。
半导体光刻胶:多家厂商实现国产替代
在半导体领域,光刻胶的质量和性能是影响集成电路性能、成品率以及可靠性的关键性因素。光刻工艺的成本约占整个芯片制造工艺的35%,光刻胶材料约占IC制造材料总成本的4%,是半导体集成电路制造的核心材料。
半导体光刻胶领域的市场主要被日本的信越化学、合成橡胶、东京应化、住友化学、富士胶片和美国陶氏等国外公司占据。而在国内市场,苏州瑞红、北京科华、南大光电、上海新阳等已经可以开始实现国产替代。
苏州瑞红:已经能够提供紫外负型光刻胶和宽谱正胶及部分g线、i线正胶等高端光刻胶产品,主要应用于半导体及平板显示领域,苏州瑞红的正胶在国内的产量达到40吨/月,占有低端LCD市场超过50%的份额。
2018年6月,苏州瑞红完成了国家重大科技项目02专项“i线光刻胶产品开发及产业化”项目,建成了100吨/年规模的i线正胶产品生产线,同时建成了248nm深紫外光刻胶中试示范线,i线光刻胶已取得向中芯国际天津、扬杰科技、福顺微电子的供货订单。
北京科华:产品类型覆盖KrF(248nm)、G/I线(含宽谱)。2009年5月,建成高档G/I线正胶生产线(500吨/年)和正胶配套试剂生产线(1000吨/年);2012年12月,北京科华在02专项扶持下建成了248nmKrF光刻胶生产线,产品现已通过中芯国际认证获得商业订单。
2016年8月19日,北京科华总投资5亿元的光刻胶国家级工程实验室以及产业化基地建设项目在安徽省滁州市全椒县开工。项目投产后,年产紫外正性光刻胶600吨及正性光刻胶配套试剂1500吨,紫外负性光刻胶350吨及负性光刻胶配套试剂500吨。
2018年5月,北京科华负责的02重大专项“极紫外光刻胶材料与实验室检测技术研究”项目完成验收。
南大光电:2018年1月,南大光电宣布拟投资65557万元实施“193nm(ArF干式和浸没式)光刻胶材料开发和产业化”项目,获得了国家02专项正式立项;将通过3年的建设、投产及实现销售,达到年产25吨193nmArF光刻胶产品的生产规模,预计2020年完成研发及产业化。
上海新阳:2018年3月,上海新阳拟与复旦大学邓海博士技术团队共同开展193nm(ArF)干法光刻胶研发及产业化项目,计划总投资2亿元人民币;项目预计2022年达产,达产年时项目将建成年产5000加仑193nm干法光刻胶及配套材料的生产能力。
上海新阳目前主要开发193nm干法光刻胶,覆盖到90-45nm技术节点。在193nm干法光刻胶研发成功后继续开发193nm(浸没式)光刻胶。
写在最后
光刻胶是PCB、面板、半导体工艺中最核心的材料,当前,我国PCB产业已经崛起,PCB光刻胶也随之实现了国产化。
2014年,国务院发布了《国家集成电路产业发展推进纲要》,提出“研发光刻机、刻蚀机、离子注入机等关键设备,开发光刻胶、大尺英寸硅片等关键材料”。另外,国内新建的显示面板生产线、晶圆厂等即将步入量产,面板、半导体光刻胶需求量也会进一步扩大。
在国家政策与市场的双重驱动下,近年来,国内企业逐步向面板、半导体光刻胶发力,苏州瑞红、北京科华在分立器件、面板等部分产品实现了国产替代,但由于光刻胶市场资金和技术壁垒较高,长期被国外企业垄断,国内专业人才实在太少,国内企业要实现向高端光刻胶的突破并不容易,国产替代任重道远。
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原文标题:国产光刻胶之路任重道远,三大细分市场加速突围战
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