半導體集成度逐漸提升,ArF、EUV光刻膠成未來發(fā)展趨勢
高端光刻膠市場需求成長性顯著,國產化程度較低。半導體光刻膠隨著市場對半導體產品小型化、功能多樣化的要求,而不斷通過縮短曝光波長提高極限分辨率,從而達到集成電路更高密度的集積。隨著 IC 集成度的提高,世界集成電路的制程工藝水平按已由微米級、亞微米級、深亞微米級進入到納米級階段。為適應集成電路線寬不斷縮小的要求,光刻機的波長由紫外寬譜向g線(436nm)→i線(365nm) →KrF(248nm)→ArF(193nm)→F2、EUV(157nm)的方向轉移。
ArF、EUV光刻膠疊加分辨率提升技術、多次圖形技術不斷推進工藝節(jié)點進步, 為光刻膠技術未來發(fā)展主要趨勢。對應不同的光刻技術需要配套相應分辨率的光刻膠,目前半導體市場上主要使用的光刻膠包括g線、i線、KrF、ArF四類光刻膠。同時伴隨著下游晶圓代工廠商不斷布局先進工藝節(jié)點,由于正性(濕)ArF光刻膠結合分辨率增強技術可用于32nm/28nm工藝,采用多次圖形技術,可以實現(xiàn)20 /14nm工藝(線寬均勻度(LWR)<2.5nm),而EUV光刻膠搭配EUV光刻機成為下一代光刻技術的未來主流選擇,預計未來7nm、3nm等先進節(jié)點將應用EUV光刻膠。因此未來伴隨著工藝的進步對于ArF、EUV類型 的光刻膠需求將會進一步提升。
短期大基金一期投資晶圓代工企業(yè)進入收效期,國內微電子化學產品伴隨晶圓代工產能提升需求旺盛。在《國家集成電路產業(yè)發(fā)展推動綱要》的推動下,2014年國家集成電路產業(yè)投資基金(簡稱“大基金”)正式成立,2015年大基金全產業(yè)鏈投資扶持我國集成電路產業(yè),投資領域資金占比以半導體晶圓代工企業(yè)為主,國內晶圓代工企業(yè)建廠投資額快速提升。同時在降低關稅、低人力成本,靠近旺盛大陸客戶的需求下,外資企業(yè)也不斷向大陸建設晶圓代工廠,推動我國晶圓代工的上游半導體設備、微電子化學品需求快速提升。
行業(yè)內晶圓廠從動工到量產通常需要1年半到2年時間,設備采購在投產前1年左右開始,且大部分采購在投產前后一年完成。而微電子化學品則不同,光刻膠等微電子化學品直接用于實際生產過程中,同時由于采購相對迅速,因此相比于半導體設備市場空間打開相對滯后一年,預計2019-2020年為國內微電子化學品快速成長的高峰期。
長期政策推動力持續(xù),帶動我國晶圓代工產業(yè)蓬勃發(fā)展。根據(jù)《中國制造2025重點領域技術創(chuàng)新綠皮書》預計,中國集成電路的本地產值在2020年預計達到 851 億美元,滿足國內49%的市場需求;2030年預計達到1,837億美元,滿足國內75% 的市場需求,預計年復合增長率約為6.6%。同時參考日韓之間半導體核心原材料的貿易沖突,微電子化學品行業(yè)作為集成電路制造的重要配套行業(yè),自主可控戰(zhàn)略意義明顯,也將隨著集成電路制造國產化的政策和資金支持,獲得新的發(fā)展機遇。國內內資晶圓代工廠商也將不斷提升對于國產光刻膠的接受程度,給予國內優(yōu)質的光刻膠廠商快速成長的機會。
旺盛需求下是國內長期依賴進口的行業(yè)現(xiàn)狀,根據(jù)前瞻產業(yè)研究院數(shù)據(jù),全球區(qū)域市場來看,中國半導體光刻膠市場規(guī)模全球占比最大,高達32 %,市場需求旺盛。但是半導體光刻膠相比PCB光刻膠在分辨率,對比度、敏感度、粘滯性/粘附性、抗蝕方面均相比PCB光刻膠要求更高,目前我國已經(jīng)在PCB重要類別濕膜及阻焊油墨進行了相當比例的國產化進度,但由于半導體光刻膠技術壁壘較高,目前國內僅在適用于6英寸的g線/i線光刻膠領具備一定國產替代能力,適用于8英寸硅片的KrF光刻膠,12英寸硅片的ArF光刻膠幾乎依靠進口。
半導體光刻膠的供應廠商主要集中在美國和日本。主要企業(yè)有日本的TOK、日本JSR、富士膠片、信越化學、住友化學,美國陶氏化學等。
根據(jù)新材料在線數(shù)據(jù)顯示,目前全球光刻膠前二廠商(日本合成橡膠和東京日化)市占率可達49%,其中以日本合成橡膠(JSR株式會社)市占率水平最高,高達28%。JSR半導體材料品類多樣,包括光刻材料、CMP研磨材料和封裝材料,2018年半導體材料實現(xiàn)營收753.8億日元(2019年業(yè)務分類發(fā)生口徑變化,未細拆出半導體材料營收情況)。
光刻膠具備較高的技術壁壘和客戶壁壘,因此行業(yè)整體集中度情況較高,前五市占率總和高達77%。中國的光刻膠供應廠商主要有北京科華微電子、蘇州瑞紅,南大光電等,國內相關廠商技術追趕迅速,預計伴隨KrF光刻膠、ArF光刻膠研發(fā)完畢順利完成客戶驗證后, 國產光刻膠將進入國產替代的高峰期。
晶瑞股份是國內知名的生產銷售微電子業(yè)用超純化學材料和其他精細化工產品的上市企業(yè),子公司蘇州瑞紅承擔并完成了國家02重大專項“i線光刻膠產品開發(fā)及產業(yè)化”項目,i線光刻膠已向中芯國際、揚杰科技、福順微電子等客戶供貨,KrF(248nm深紫外)光刻膠完成中試,產品分辨率達到了0.25~0.13μm的技術要求,建成了中試示范線。公司在i線光刻機規(guī)模優(yōu)勢以及技術優(yōu)勢得到認可,產能利用率較高且相對穩(wěn)定,2019年8月公司獲批發(fā)行人民幣1.85億元可轉債,其中1.39億元用于新建年產8.7萬噸光電顯示、半導體用新材料項目,有望進一步提升公司半導體相關材料產能。
大光電積極布局高端ArF光刻膠技術,其自主創(chuàng)新和產業(yè)化的193nm 光刻膠項目已獲得國家02專項“193nm 光刻膠及配套材料關鍵技術研究項目”和“ArF光刻膠開發(fā)和產業(yè)化項目”的正式立項,先后共獲得中央財政補貼1.51億元,地方配套0.50億元。目前“193nm 光刻膠及配套材料關鍵技術研究項目”的研發(fā)工作已經(jīng)完成,正在等待驗收。同時南大光電設立光刻膠事業(yè)部,并成立了全資子公司“寧波南大光電材料有限公司”,全力推進“ ArF光刻膠開發(fā)和產業(yè)化項目”的落地實施。預計2019年底在寧波建成一條光刻膠生產線,項目產業(yè)化基地建設工作進展順利。
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