半导体国产化投资机会系列二：光刻胶，半导体制程关键材料|南大光电_新浪财经

原标题：半导体国产化投资机会系列二：光刻胶，半导体制程关键材料来源：富途资讯

上回，富途资讯和大家分享了《半导体国产化投资机会系列一：清洗设备》一篇文章，里面内容曾提过，华为被美国举全国之力打压此事告诉我们一个道理：「如果我们只有一家顶尖的科技公司，但相关配套的产业链设备没有发展起来的话，最终是可能会被拖后腿的。」预计未来，我们会加大对半导体产业链的投入和研发，加快了我们国家半导体国产化进程。

本文将会为大家介绍半导体制程中最为关键材料，光刻胶。2019年下半年，日本限制对韩国的半导体的相关原材料的出口，其中包括了最重要的就是光刻胶。韩国是全球最大的半导体生产国之一，三星、SK海力士两家公司就控制了全球超过50%的闪存、超过75%的内存生产，大量进口日本的原材料，日本政府希望用这些公司卡韩国脖子。

虽然半导体材料供应都十分集中，但其中的光刻胶材料技术应该算是全球集中度最高，且壁垒最高的材料，日本和美国合计占市场份额高达 95％，其中高端的半导体光刻胶日本的市场占有率接近90%。

一、光刻胶定义

光刻是半导体制程的核心，制程时间占比为40%-60%。而光刻胶作为光刻工艺中图形转移的载体，几乎决定了晶圆厂所能达到的制程高度，光刻胶是半导体、平板显示器、PCB等微电子、光电子领域加工制造中使用的关键材料，其性能直接影响了下游应用产品的集成度、功耗性能、成品率及可靠性，光刻胶是国产替代的重要环节。

光刻胶是由树脂、感光剂、溶剂及各类添加剂等组成的对光敏感的混合液态感光材料。光刻胶又称为光致抗蚀剂，是图形转移介质，其利用光照反应后溶解度不同将掩膜版图形转移至衬底上。

图片来源：乐晴智库精选

二、光刻胶在芯片制造过程中定位

光刻胶的使用基本贯穿了光刻工艺的所有的过程。主要是其利用光照反应后溶解度不同将掩膜版图形转移至衬底上。经光刻工艺将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工基片上，在集成电路和半导体分立器件的微细加工中有广泛应用。

图片来源：中信建投证券研究所，富途证券整理

在每次的光刻和刻蚀工艺中，光刻胶都要通过预烘、涂胶、前烘、对准、曝光、后烘、显影和蚀刻等环节，将光罩（掩膜版）上的图形转移到硅片上。每一代新的光刻工艺都需要新一代的光刻胶技术相匹配，一块半导体芯片在制造过程中一般需要进行10-50道光刻过程。

图片来源：明和化成株式会社，富途证券整理

三、光刻胶行业特点

1）属于资本、技术双密集型产业。半导体光刻工艺过程需涂胶、曝光、显影、烘烤、刻蚀、沉积、离子注入等诸多工艺。在这一系列的过程当中，光刻胶的质量和性能是直接影响这一些列工艺的制造，最终会影响集成电路性能、成品率及可靠性的关键因素。

2）配套材料具备产品技术更迭快、纯度高等特点。生产光刻胶需要将感光材料、成膜树脂、光敏剂、添加剂、溶剂等组分有效地结合在一起，通常是在氮气气体保护下将原料充分混合成均相液体。配套的材料需要一起系统性地升级，纯度也变得越来越苛刻。

三、光刻胶分类

1）按应用领域分类

从应用上看，光刻胶可以大致分为LCD光刻胶、PCB 光刻胶（感光油墨）与半导体光刻胶等。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，半导体光刻胶领域基本依赖于进口。

PCB光刻胶：目前国产替代进度最快的，目前国产化率已达到50%，如容大感光、广信材料、东方材料、飞凯材料、永太科技等在内的大陆企业占据国内 46%左右湿膜光刻胶和光成像阻焊油墨市场份额。

LCD 光刻胶：国产化率在10%左右，进口替代空间巨大。主要企业有飞凯材料、永太科技、苏州瑞红（晶瑞股份 100%控股）和北京科华微电子（南大光电持股 31.39%）。

半导体光刻胶：与世界先进水平仍有2-3代的差距，国产替代之路任重道远。半导体光刻胶半导体光刻胶及配套材料具备产品技术更迭快、纯度高等特点，也就是生产难度最高的光刻胶。

2）半导体光刻胶更细领域分类

半导体行业目前主要使用光刻胶包括g 线、i 线、KrF、ArF 四大类。光刻胶曝光波长有宽谱紫外向g线-i线-KrF-ArF-EUV的方向移动。

我国半导体领域的g线、i线光刻胶基本可以满足自给自足，两者主要用于6英寸晶圆（6英寸晶圆是在1992年生产）的集成电路制造。KrF（用于8英寸晶圆，1997年开始生产）和ArF光刻胶（用于12英寸晶圆，2002开始生产）被日本、美国企业垄断，我国的对于高端的KrF、ArF光刻胶，几乎全部依赖进口，国产化率存在极大的提升空间。

四、半导体光刻胶市场竞争格局

1）全球半导体光刻胶竞争格局

据智研咨询统计，2019年全球光刻胶市场规模预计近90亿美元，自2010年至今CAGR约5.4%。预计该市场未来3年仍将以年均5%的速度增长，至2022年全球光刻胶市场规模将超过100亿美元。

根据下图，我们可以了解到低端的g/i-line的占总的半导体光刻胶市场份额31%，高端的KrF、ArF-i光刻胶的市场份额最大，达到45%，基本是被日本的企业垄断，所以让日本在半导体领域有极大的控制能力。

在ArF光刻胶方面，基本是日本的企业，除了只有4%市场占有率美国的陶氏化学。在KrF光刻胶方面，日本也是占了主导地位，在这领域有全球5%市场占有率的韩国企业和11%的美国企业。

数据来源：网络公开资料，富途证券整理

2）国内企业在半导体光刻胶格局

国内生产半导体光刻胶的企业较少，且以偏低端的g线、i线光刻胶为主，目前基本可以自给自足。对于KrF、ArF 两大类，目前国内主要还处于规划和研发阶段，但南大光电已安装并调试第一条ArF 光刻胶生产线。另外，晶瑞股份、南大光电和北京科华等起步较早的企业有稳定G\I 光刻胶，未来也是国内半导体光刻胶国产化进程的代表公司。

i）晶瑞股份

晶瑞股份也称苏州瑞红，承担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」项目并通过验收，在国内实现了i线（365nm）光刻胶量产，并在中芯国际、扬杰科技、士兰微等知名半导体厂通过了单项测试和分片测试，取得了客户的产品认证。

光刻胶业务占公司的收入结构整体偏低10%左右，但其毛利率呈一直上升的趋势，说明其产品的竞争力也是不断地上升，2018-2019年的毛利率稳定在51%左右。

图片来源：wind，东兴证券研究所，富途证券整理

b）南大光电

2019年半年报中披露公司正在自主创新和产业化的193nm光刻胶项目，已获得国家02专项「193nm光刻胶及配套材料关键技术研究项目」和「ArF光刻胶开发和产业化项目」的正式立项，先后共获得中央财政补贴1.5亿元，地方配套5,000万元。

（注：ArF 光刻胶是目前仅次于 EUV 以外难度最高，制程最先进的光刻胶，是集成电路22nm、14nm 乃至 10nm 制程的关键。）

现阶段，南大光电成立了全资子公司「宁波南大光电材料有限公司」，重点推进ArF 光刻胶开发和产业化项目。2020年4月，引入193纳米浸没式光刻机用于光刻胶用于光刻胶产品开发，项目投产后将达到25吨193nm的生产规模，长期来看公司业绩有望受益。

（注：南大光电于2020Q1 转让持有北京科华股份。北京科华，未上市企业，是国内半导体光刻胶龙头，且目前国内唯一拥有荷兰ASML曝光机的光刻胶公司，并建有北京市发改委命名的「光刻胶北京市工程实验室」。）

总结

光刻是半导体制程的核心，制程时间占比为40%-60%。而光刻胶作为光刻工艺中图形转移的载体，几乎决定了晶圆厂所能达到的制程高度。目前，我国基本可以实现PCB光刻胶和LCD光刻胶国产化，但对于半导体光刻胶领域还是主要依赖于进口。

高端的半导体光刻胶基本是被日本企业垄断，所以让日本在半导体领域有极大的控制能力。我们国内对半导体光刻胶行业还处于研发和规划阶段，与世界先进水平仍有2-3代的差距，国产替代之路任重道远。晶瑞股份已实现i线（365nm）光刻胶量产，并在中芯国际、扬杰科技等知名半导体厂得到认可，现KrF半导体光刻胶处于中试阶段，未来有望突破。南大光电已披露公司正在自主创新和产业化的193nm光刻胶项目，已获国家2个专项「193nm光刻胶及配套材料关键技术研究项目」和「ArF光刻胶开发和产业化项目」，这些项目属于难度最高，制程最先进的光刻胶。

编辑/elisa