詳解光刻膠技術(shù)并闡述光刻膠產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和國內(nèi)發(fā)展趨勢

光刻膠是電子領(lǐng)域微細(xì)圖形加工關(guān)鍵材料之一，是由感光樹脂、增感劑和溶劑等主要成分組成的對光敏感的混合液體。在紫外光、深紫外光、電子束、離子束等光照或輻射下，其溶解度發(fā)生變化，經(jīng)適當(dāng)溶劑處理，溶去可溶性部分，最終得到所需圖像。光刻膠作為技術(shù)門檻極高的電子化學(xué)品一直被國際企業(yè)壟斷。 隨著大力研發(fā)和投入， 國內(nèi)企業(yè)已逐步從低端 PCB 光刻膠發(fā)展至中端半導(dǎo)體光刻膠的量產(chǎn)。

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什么是光刻膠

光刻膠是電子領(lǐng)域微細(xì)圖形加工關(guān)鍵材料之一，是由感光樹脂、增感劑和溶劑等主要成分組成的對光敏感的混合液體。在紫外光、深紫外光、電子束、離子束等光照或輻射下，其溶解度發(fā)生變化，經(jīng)適當(dāng)溶劑處理，溶去可溶性部分，最終得到所需圖像。光刻膠是微電子領(lǐng)域微細(xì)圖形加工核心上游材料， 電子化學(xué)品材料至高點。

1、集成電路（IC）光刻工藝

集成電路光刻工藝是指利用曝光和顯影在光刻膠層上刻畫幾何圖形結(jié)構(gòu)，然后通過刻蝕工藝將光掩模上的圖形轉(zhuǎn)移到所在襯底（硅晶圓）上?；驹硎抢霉饪棠z感光后因光化學(xué)反應(yīng)而形成耐蝕性的特點，將掩模板上的圖形刻制到被加工表面上。

▲IC 光刻工藝原理

▲IC 光刻流程圖

光刻工藝之前先要進(jìn)行硅片清洗，目的是去除污染物，去除顆粒，減少針孔和其他缺陷，提高光刻膠粘附性?；静襟E為化學(xué)清洗、漂洗、烘干。

▲IC 光刻工藝硅片清洗示意圖

接下來是預(yù)烘和底膠涂覆工藝，光刻膠中含有溶劑，硅片脫水烘焙能去除圓片表面的潮氣、增強(qiáng)光刻膠與表面的黏附性，這是與底膠涂覆合并進(jìn)行的，底膠涂覆增強(qiáng)光刻膠(PR)和圓片表面的黏附性。廣泛使用(HMDS)六甲基二硅胺、在PR旋轉(zhuǎn)涂覆前HMDS蒸氣涂覆、PR涂覆前用冷卻板冷卻圓片。

▲IC 光刻工藝預(yù)烘和底膠涂覆示意圖

第三步就是進(jìn)行光刻膠涂覆， 在涂光刻膠之前，先在 900-1100 度濕氧化，濕氧化后從容器中取出光刻膠滴布到樣品表面， 將樣品置于涂膠機(jī)上高速旋轉(zhuǎn)，膠在離心力的作用下向邊緣流動。涂膠的質(zhì)量直接影響到所加工器件的缺陷密度。 為了保證線寬的重復(fù)性和接下去的顯影時間，同一個樣品的膠厚均勻性和不同樣品間的膠厚一致性不應(yīng)超過±5nm。

▲IC 光刻工藝光刻膠涂覆示意圖

第四步進(jìn)行進(jìn)行光刻曝光前的烘干， 通過在較高溫度下進(jìn)行烘培，使溶劑從光刻膠中揮發(fā)出來（前烘后溶劑含量降至 5％左右），從而降低灰塵的沾污。同時，這一步驟還可以減輕因高速旋轉(zhuǎn)形成的薄膜應(yīng)力， 提高光刻膠襯底上的附著性。

▲IC 光刻工藝烘干示意圖

烘干后進(jìn)行對準(zhǔn)和曝光工藝， 光刻對準(zhǔn)技術(shù)是曝光前一個重要步驟作為光刻的三大核心技術(shù)之一，一般要求對準(zhǔn)精度為最細(xì)線寬尺寸的 1/7——1/10。 曝光即使用特定波長的光對覆蓋襯底的光刻膠進(jìn)行選擇性地照射，從而使正光刻膠感光區(qū)域、負(fù)光刻膠非感光區(qū)的化學(xué)成分發(fā)生變化， 利用感光與未感光光刻膠對堿性溶劑的不同溶解度，就可以進(jìn)行掩膜圖形的轉(zhuǎn)移。曝光方法分為 a、接觸式曝光（Contact Printing）掩膜板直接與光刻膠層接觸。 b、接近式曝光（Proximity Printing）掩膜板與光刻膠層的略微分開，大約為 10～50μm。 c、投影式曝光（Projection Printing）。在掩膜板與光刻膠之間使用透鏡聚集光實現(xiàn)曝光。 d、步進(jìn)式曝光(Stepper)。

▲IC 光刻工藝對準(zhǔn)示意圖

▲IC 光刻工藝曝光示意圖

曝光完成之后為顯影和堅膜，顯影即將在曝光過程中形成的隱性圖形顯示為光刻膠在與不在的顯性圖形，光刻膠層中的圖形就可以作為下一步加工的膜版。 堅膜即通過高溫除去光刻膠中剩余的溶劑，增強(qiáng)光刻膠對硅片表面的附著力，同時提高光刻膠在隨后刻蝕和離子注入過程中的抗蝕性能力。

▲IC 光刻工藝顯影示意圖

最后工序為刻蝕及離子注入和光刻膠的去除，刻蝕是半導(dǎo)體器件制造中利用化學(xué)途徑選擇性地移除沉積層特定部分的工藝。一般分為電子束刻蝕和光刻：光刻對材料的平整度要求很高，需要很高的清潔度；電子束刻蝕對平整度的要求不高，但是速度很慢且設(shè)備昂貴。離子注入是將特定離子在電場里加速，然后注入到晶圓材料中用于形成載流子。所有步驟結(jié)束后將光刻膠去除，一般分為濕法去膠、干法去膠、有機(jī)溶劑去膠和無機(jī)溶劑去膠。

2、面板 LCD 光刻工藝

面板 LCD 光刻工藝是核心。面板光刻工藝跟晶圓光刻步驟類似，不過線寬要求和設(shè)備及材料等這些相對 IC 產(chǎn)業(yè)要求更低。液晶顯示器主要由 ITO 導(dǎo)電玻璃、 液晶、 偏光片、 封接材料、 導(dǎo)電膠、取向?qū)印?襯墊料等組成，光刻工藝主要針對 ITO 導(dǎo)電玻璃，在導(dǎo)電玻璃上涂覆感光膠，并進(jìn)行曝光，然后利用光刻膠的保護(hù)作用，對 ITO 導(dǎo)電層進(jìn)行選擇性化學(xué)腐蝕，從而在 ITO導(dǎo)電玻璃上得到與掩膜版完全對應(yīng)的圖形，工藝流程大致為光刻膠涂覆、前烘、顯影、堅膜、刻蝕、剝離去膜。

▲TFT-LCD 光刻工藝示意圖

3、PCB導(dǎo)電圖形制作

圖形轉(zhuǎn)移過程對 PCB 制作來說，有非常重要的意義，工序上前兩者類似，但精確度和設(shè)備等方面要求顯著低于前者兩個產(chǎn)業(yè)，主要包括內(nèi)層貼膜、曝光顯影、內(nèi)層蝕刻等多道工序，內(nèi)層貼膜就是在銅板表面貼上一層特殊的感光膜，感光膜遇光會固化，在銅板上形成保護(hù)膜，曝光顯影是將貼好膜的板進(jìn)行曝光，透光的部分被固化，沒透光的部分還是干膜。然后經(jīng)過顯影，褪掉沒固化的干膜，將貼有固化保護(hù)膜的板進(jìn)行蝕刻。再經(jīng)過退膜處理，最終內(nèi)層的線路圖形就被轉(zhuǎn)移到板子上。

▲PCB 光刻工藝示意圖

光刻膠是光刻工藝的核心， 光刻膠的選擇和光刻膠工藝的研發(fā)是一項非常漫長而復(fù)雜的過程。光刻膠需要與***、掩膜版及半導(dǎo)體制程中的許多工藝步驟相配合，因此一旦一種光刻工藝建立起來，便極少再去改變，因而光刻膠的研發(fā)突破難度較大。 對于半導(dǎo)體制造商來說，更換既定使用的光刻膠需要通過漫長的測試周期。同時，開發(fā)光刻膠的成本也是巨大的，對于廠商而言量產(chǎn)測試時需要產(chǎn)線配合，測試需要付出的成本也是巨大的。

針對不同應(yīng)用需求，光刻膠的品種非常多，這些差異主要通過調(diào)整光刻膠的配方來實現(xiàn)。因此， 通過調(diào)整光刻膠的配方，滿足差異化的應(yīng)用需求，是光刻膠制造商最核心的技術(shù)。

4、技術(shù)壁壘很高，配方和穩(wěn)定性是核心

光刻膠一般由 4 部分組成：溶劑（solvent），樹脂型聚合物（resin/polymer），光引發(fā)劑（photoactive compound， PAC） ,添加劑（Additive）。

▲光刻膠組分

隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代電子電路越發(fā)向細(xì)小化集成化方向發(fā)展，隨著對線寬的不同要求，光刻膠的配方有所不同，但應(yīng)用相同，都是用于微細(xì)圖形的加工， 按照不同的下游行業(yè)主要分為 PCB 光刻膠、 面板光刻膠、 半導(dǎo)體光刻膠。

▲光刻膠主要類型及應(yīng)用

光刻膠作為精密制造的核心材料， 隨著微電子制程對線寬的要求極為嚴(yán)格， 光刻膠主要技術(shù)參數(shù)為分辨率、 對比度、敏感度等。 分辨率是指光刻膠可再現(xiàn)圖形的最小尺寸， 一般用關(guān)鍵尺寸來（CD， Critical Dimension）衡量分辨率。 對比度是指光刻膠從曝光區(qū)到非曝光區(qū)過渡的陡度。 敏感度：光刻膠上產(chǎn)生一個良好的圖形所需一定波長光的最小能量值。

▲光刻膠主要技術(shù)參數(shù)

5、下游應(yīng)用

（1）IC光刻膠：光刻膠頂峰

隨著 IC 集成度水平的提高，光刻技術(shù)不斷向前發(fā)展。為了滿足集成電路對密度和集成度水平的更高要求，半導(dǎo)體光刻膠通過不斷縮短曝光波長的方式，不斷提高極限分辨率。目前，世界芯片工藝水平已跨入微納米級別，光刻膠的波長由紫外寬譜逐步至 g 線（436nm）、 i 線（365nm）、 KrF（248nm）、 ArF（193nm）、 F2（157nm），以及最先進(jìn)的 EUV(<13.5nm)線水平。其中， g 線和 i 線光刻膠的市場份額最大。隨著未來功率半導(dǎo)體、傳感器、 LED 市場的持續(xù)擴(kuò)大， i 線光刻膠市場將持續(xù)增長，而精細(xì)化需求的增加將推動 KrF 光刻膠的增長并逐漸替代 i 線光刻膠。 ArF 光刻膠對應(yīng)的 IC 制程節(jié)點最為先進(jìn)，且隨著雙/多重曝光技術(shù)的使用， ArF 光刻膠的市場將快速成長。目前， KrF 和 ArF 光刻膠的核心技術(shù)基本被日本和美國企業(yè)所壟斷。

▲半導(dǎo)體光刻膠分類

半導(dǎo)體光刻膠配方比較穩(wěn)定，其專用化學(xué)品的市場規(guī)模與半導(dǎo)體光刻膠的市場規(guī)?；颈３滞壤儎?。 2017 年半導(dǎo)體光刻膠需求量較 2016 年增長 7~8%，達(dá)到 12億美元的市場規(guī)模。隨著下游應(yīng)用功率半導(dǎo)體、傳感器、存儲器等需求擴(kuò)大，未來光刻膠市場將持續(xù)擴(kuò)大。

▲全球半導(dǎo)體光刻膠市場規(guī)模

在半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域，汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)等的發(fā)展會在一定程度上增加對 g 線、 i 線光刻膠的需求。預(yù)計 g 線正膠今后將占據(jù) 50%以上的市場額，i 線正膠將占據(jù) 40%左右的市場份額， DUV 等其他光刻膠約占 10%的市場份額。光刻膠的質(zhì)量和性能是影響集成電路性能、成品率以及可靠性的關(guān)鍵性因素。 光刻工藝的成本約占整個芯片制造工藝的 35%，耗時占整個芯片工藝的 40%~60%，是半導(dǎo)體制造中的核心工藝。 光刻膠材料約占 IC 制造材料總成本的 4%， 是半導(dǎo)體集成電路制造的核心材料。

（2）面板光刻膠

面板光刻膠在 LCD 的加工中主要用于制作顯示器像素、電極、障壁、熒光粉點陣等。為了制作大屏幕、高分辨率平板顯示器，需要重復(fù)絲印十幾次才可以達(dá)到幾十微米至一百微米以上的厚度，精度誤差大，必須通過光刻技術(shù)來實現(xiàn)。

在 LCD 制造中，圖形加工大多使用紫外正性光刻膠。紫外正膠主要由感光膠、堿溶性樹脂和溶劑組成，是一種透明紅色粘性液體，可使用醇、醚、酯類等有機(jī)溶劑稀釋。該光刻膠遇水產(chǎn)生沉淀，受熱和光發(fā)生分解，是一種可燃性液體?；逭掣叫院?，具有較好的曝光寬容度和顯影寬容度，顯影后留膜率高，具有良好的涂覆均勻性。光刻膠在面板制造中的作用機(jī)理如下圖所示。

▲面板光刻膠曝光機(jī)理

面板光刻膠技術(shù)壁壘較高， 日韓企業(yè)占據(jù)極大市場份額， 如 JSR、住友化學(xué)、三菱化學(xué)等公司， 市占率超過 90%。

▲LCD 主要供應(yīng)商

（3）PCB 光刻膠

PCB (Printed circuit board）是印制線路板的簡稱，俗稱電路板，是電子產(chǎn)品的基本組成部分之一， PCB 市場是當(dāng)代電子元件業(yè)最活躍的產(chǎn)業(yè)，被譽(yù)為“電子產(chǎn)品之母”。 PCB 板的加工制造過程涉及圖形轉(zhuǎn)移，即把生產(chǎn)菲林上設(shè)計的圖像轉(zhuǎn)移到襯底板上， 此時會使用到光刻膠?；具^程如下：首先在襯底表面形成一層光刻膠薄膜，然后紫外光通過掩膜板照射到光刻膠薄膜上，曝光區(qū)域發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，再通過顯影的作用將曝光區(qū)域（正性）或未曝光區(qū)域（負(fù)性）溶解并去除，最后經(jīng)過固化、蝕刻、退膜等一系列過程將圖形轉(zhuǎn)移至襯底。

PCB 光刻膠的主要類型有干膜光刻膠、濕膜光刻膠以及光成像阻焊油墨等。 干膜光刻膠是指在精密的涂布機(jī)上和高清潔度的條件下，將預(yù)先配制好的液態(tài)光刻膠均勻涂布在載體聚酯薄膜（PET 膜）上， 經(jīng)過烘干、冷卻， 覆上聚乙烯薄膜（PE 膜），最終收卷而成的薄膜型光刻膠。相對于干膜光刻膠， 濕膜光刻膠可以獲得更為精細(xì)的電極結(jié)構(gòu)。 綜合來說， 干膜操作簡單，設(shè)備投入小，門檻低； 濕膜成本低，設(shè)備投入大，特性好，適合實力強(qiáng)的公司和高難度 PCB 加工。 而光成像阻焊油墨的作用是形成線路的永久保護(hù)層， 防止焊錫搭線造成短路，保證印制電路板在制作、運(yùn)輸、貯存、使用上的安全性和電性能不變性。

PCB 光刻膠主要用于中低端產(chǎn)品，技術(shù)壁壘相對較低。 PCB 市場競爭激烈，屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，毛利率并不高。 2006 年起，我國成為 PCB 的最大生產(chǎn)國，也是 PCB光刻膠的最大使用國。

6、全球及國內(nèi)市場概況

全球光刻膠市場擴(kuò)增，對光刻膠的總需求不斷提升。在下游產(chǎn)業(yè)的帶動下，預(yù)計國際光刻膠市場規(guī)模在 2022 年可能突破 100 億美元。

▲全球光刻膠市場規(guī)模（億美元）

據(jù)集邦咨詢光電研究中心的數(shù)據(jù)顯示，雖然近三年里國際 LCD 廠商面板的出貨量較低，但 LCD 整體出貨面積變大，這種現(xiàn)象可以通過大屏顯示的市場擴(kuò)增得到驗證。LCD 面板的平均面積已經(jīng)由 2007 年的 0.34 平方米/片增長至 2016 年的 0.52 平方米/片，年復(fù)合增長 4.7%， 40 英寸以上 LCD 面板出貨量占比從之前的 42.93%漲至77.31%。 預(yù)計至 2019 年， 65 英寸及以上尺寸的面板出貨量將以 17%的年復(fù)合增長率大幅增長。 未來幾年廠商將繼續(xù)推動面板的大尺寸化，尤其是 60 英寸以上面板出貨量與出貨面積將增加， LCD 行業(yè)仍有較大的增長空間。中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)預(yù)測，未來幾年全球 LCD 光刻膠的需求量增長速度為 4%~6%。

由于光刻膠產(chǎn)品的技術(shù)要求較高，中國光刻膠市場基本由外資企業(yè)占據(jù)，國內(nèi)企業(yè)市場份額不足 40%，高分辨率的 KrF 和 ArF 光刻膠，其核心技術(shù)基本被日本和美國企業(yè)所壟斷，產(chǎn)品也基本出自日本和美國公司，包括陶氏化學(xué)、 JSR 株式會社、信越化學(xué)、東京應(yīng)化工業(yè)、 Fujifilm，以及韓國東進(jìn)等企業(yè)。

隨著需求的增加和技術(shù)的進(jìn)步，中國光刻膠產(chǎn)量也在逐年增加。 據(jù)統(tǒng)計資料顯示，2017年中國光刻膠行業(yè)產(chǎn)量達(dá)到7.56萬噸，較2016年增加0.29萬噸，其中，中國本土光刻膠產(chǎn)量為4.41萬噸，與7.99萬噸的需求量差異較大，說明我國供給能力還需提升。 得益于我國平面顯示和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，預(yù)計我國光刻膠市場需求。

▲中國光刻膠產(chǎn)量（萬噸）

▲中國本土光刻膠產(chǎn)量（萬噸）

▲中國光刻膠需求量（萬噸）

▲中國光刻膠市場規(guī)模（億元）

在光刻膠生產(chǎn)種類上，我國光刻膠廠商主要生產(chǎn) PCB 光刻膠， 面板光刻膠和半導(dǎo)體光刻膠的生產(chǎn)規(guī)模較小，相關(guān)光刻膠主要依賴進(jìn)口。 隨著我國面板生產(chǎn)技術(shù)取得巨大突破，國內(nèi) LCD 面板產(chǎn)能擴(kuò)增迅速，液晶面板市場需求持續(xù)領(lǐng)跑全球。隨著國內(nèi)廠商在 LCD 市場的比重逐漸加大，國內(nèi)面板光刻膠的需求也會持續(xù)增長。

高端制造國產(chǎn)化浪潮勢不可擋

1、 PCB 國產(chǎn)化率 已達(dá)50%

PCB（印刷電路板）產(chǎn)業(yè)是電子元件細(xì)分產(chǎn)業(yè)中比重最大的產(chǎn)業(yè)，技術(shù)和市場條件均已成熟， PCB 產(chǎn)業(yè)重心不斷向亞洲地區(qū)轉(zhuǎn)移，而亞洲地區(qū)產(chǎn)能又進(jìn)一步向大陸轉(zhuǎn)移，形成了新的產(chǎn)業(yè)格局。

在2000年以前，全球PCB產(chǎn)值70%分布在歐洲、美洲（主要是北美）、日本等三個地區(qū)。而隨著產(chǎn)能轉(zhuǎn)移的不斷進(jìn)行，現(xiàn)在亞洲地區(qū)PCB產(chǎn)值接近全球的90%，中國大陸成為了全球PCB產(chǎn)能最高的地區(qū)。同時，亞洲地區(qū)內(nèi)產(chǎn)能在近幾年內(nèi)呈現(xiàn)出由日韓及***地區(qū)向中國大陸地區(qū)轉(zhuǎn)移的趨勢，使得大陸地區(qū)PCB產(chǎn)能以高于全球水平5%~7%的速度增長。2017年中國PCB產(chǎn)值達(dá)到289.72億美元，占全球總產(chǎn)值的50%以上。

受益于下游電子消費品市場回暖，2017年全球PCB行業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到552.77億美元，同比增漲1.97%，重新進(jìn)入上升通道。根據(jù)Prismark預(yù)測，2022年全球PCB產(chǎn)值有望達(dá)到760億美元，2017-2022年行業(yè)CAGR將維持在3.2%左右，主要增長點在中國大陸。

▲2013-2016 年 PCB 產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能占比

全球 PCB 產(chǎn)業(yè)東移，尤其重心不斷向中國大陸轉(zhuǎn)移的原因在于成本優(yōu)勢。近年來隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，中國 PCB 生產(chǎn)制造的上下游產(chǎn)業(yè)鏈配套逐步完善， 同時勞動力成本雖然有逐年增加的趨勢，但相比歐美日韓，依然相當(dāng)?shù)土?。產(chǎn)業(yè)鏈完善加上低廉的勞動力， 在中國設(shè)廠具有明顯的成本優(yōu)勢。

隨著產(chǎn)業(yè)東移，我國也已成為全球最大的 PCB 光刻膠生產(chǎn)基地， 2015 年我國 PCB光刻膠產(chǎn)值達(dá) 12.6 億美元，占全球市場份額高達(dá) 70%。 隨著 PCB 光刻膠的技術(shù)升級，分辨率更高、成本更低的濕膜光刻膠將會替代掉部分干膜光刻膠市場份額，根據(jù)輻射固化委員會的數(shù)據(jù)， 2013 年我國濕膜光刻膠的應(yīng)用比例為 35%，需求量為3.2 萬噸，預(yù)計我國濕膜光刻膠需求增速將達(dá)到 6%，可估算 2018 年我國濕膜光刻膠需求量將達(dá)到 4.3 萬噸，按照平均銷售單價 3.2 萬元/噸（不含稅），市場規(guī)模將達(dá)到 14 億元。

整體來說， PCB 產(chǎn)業(yè)對光刻膠的技術(shù)要求較低， PCB 光刻膠在光刻膠產(chǎn)品系列中屬于較低端，目前國產(chǎn)化率已達(dá)到 50%，并有望進(jìn)一步擴(kuò)大， PCB 產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定增長，促進(jìn)了國產(chǎn)光刻膠市場的進(jìn)一步擴(kuò)大。

2、面板國產(chǎn)化率 30%，新建產(chǎn)能來自國內(nèi)

過去十年，液晶面板產(chǎn)能向韓國、中國***和大陸三地集中。尤其在產(chǎn)品價格不斷下降，全球 TFT-LCD 顯示面板需求增速放緩的背景下，國內(nèi)液晶面板產(chǎn)業(yè)受益于產(chǎn)能轉(zhuǎn)移發(fā)展速度高于全球水平。

▲TFT-LCD 產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移路徑

▲TFT-LCD 面板產(chǎn)能占比

國內(nèi)液晶面板產(chǎn)能先后將超過中國***、韓國，躍居全球第一。韓國、***地區(qū)新建 LCD 產(chǎn)線速度減慢，國內(nèi)廠商開始異軍突起。隨著三星、 LG 顯示等國外廠商將產(chǎn)能重心轉(zhuǎn)移至 OLED，國外 LCD 產(chǎn)線將陸續(xù)減少，我國大陸的 LCD 市占率將進(jìn)一步提升。國內(nèi) LCD 面板市占率的不斷提升， LCD 大陸產(chǎn)能的增加將進(jìn)一步加劇競爭格局， 面板價格的下跌將促進(jìn)上游偏向采購國產(chǎn)光刻膠產(chǎn)品。

光刻膠行業(yè)的技術(shù)升級是將光刻膠的曝光波長不斷減小，通過技術(shù)增強(qiáng)不斷提升分辨率水平。平板顯示行業(yè)則是不斷提高顯示屏的世代線代數(shù)，代數(shù)越高，則可經(jīng)濟(jì)切割顯示屏的最大尺寸越大，生產(chǎn)效益越高。目前國內(nèi)廠商正在加速建設(shè)高世代線，所有項目投產(chǎn)后，預(yù)計 2019 年將進(jìn)入持續(xù)放量階段，將帶動上游光刻膠需求增長。目前，全球面板新建產(chǎn)能均來自我國，包括新規(guī)劃的 4 條 10.5 代高世代線， 12 條8.5 代線，都將在中大尺寸市場中逐步發(fā)力。 大陸面板產(chǎn)能在 2016-2019 年間，預(yù)計將以年復(fù)合 26.3%的速度增長，同期***的年復(fù)合增長率僅為 4%，而韓國則以年復(fù)合-8%的速度退出 LCD 市場。 2018 年中國大陸面板產(chǎn)能將逼近韓國，預(yù)計到2019 年全球占比為 41.1%，將全面超越全球占比為 32.0%的韓國，成為全球最大產(chǎn)區(qū)。

▲國內(nèi)高世代線新建情況

面板光刻膠國產(chǎn)化率大概在 10%左右，進(jìn)口替代空間巨大。國內(nèi) LCD 光刻膠領(lǐng)域的生產(chǎn)企業(yè)，如晶瑞股份（蘇州瑞紅），具有 TN/STN-LCD 光刻膠產(chǎn)品，同時也擁有高端的 TFT-LCD 光刻膠產(chǎn)品，是面板光刻膠的國產(chǎn)化之路的領(lǐng)軍企業(yè)。

3、半導(dǎo)體晶圓制造產(chǎn)能全球占比不足 20%，產(chǎn)能轉(zhuǎn)移逐步加強(qiáng)

憑借著巨大的市場容量和消費群體，中國已成為全球最大的半導(dǎo)體消費國。 2000-2016 年，中國半導(dǎo)體市場增速領(lǐng)跑全球， 年均復(fù)合增速達(dá)到 21.4%，其中全球半導(dǎo)體年均增速是 3.6%，美國將近 5%，歐洲和日本都較低。

中國已經(jīng)成為第三次半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的核心地，已具備成為半導(dǎo)體強(qiáng)國的實力，現(xiàn)在正是布局這輪產(chǎn)業(yè)黃金發(fā)展時期的時機(jī)。就市場份額而言，根據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計組織(WSTS)統(tǒng)計，2016 年中國半導(dǎo)體消費額 1075 億美元，占全球總量的 32%，已經(jīng)超過美國、歐洲和日本，成為全球最大的市場。

▲2008-2016 集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額及同比

光刻膠是光刻工藝得以實現(xiàn)選擇性刻蝕的關(guān)鍵材料。隨著市場對半導(dǎo)體產(chǎn)品小型化、功能多樣化的要求，半導(dǎo)體用光刻膠需要不斷通過縮短曝光波長提高極限分辨率，從而達(dá)到集成電路更高密度的集積。半導(dǎo)體光刻膠是光刻膠產(chǎn)品系列中技術(shù)難度最高的，也是國產(chǎn)與國際先進(jìn)水平差距最大的一類。

▲不同尺寸晶圓制造中主要的光刻膠類型

目前大陸晶圓制造領(lǐng)域的情況為 12 寸晶圓廠集中擴(kuò)建， 8 寸廠訂單滿載， 6 寸廠面臨轉(zhuǎn)型。根據(jù)國際半導(dǎo)體協(xié)會（SEMI）所發(fā)布的近兩年全球晶圓廠預(yù)測報告顯示，2017 年到 2020 年的四年間，大陸預(yù)計將有 26 座新晶圓廠投產(chǎn)，整個投資計劃占全球新建晶圓廠的 42%，成為全球新建投資最大的地區(qū)。整體來看目前大陸已投產(chǎn)12 寸線月產(chǎn)能達(dá) 46 萬片（含外資、存儲器），全球占比約 9%；已投產(chǎn) 8 寸線月產(chǎn)能達(dá) 66 萬片（含外資），全球占比達(dá) 12.8%。 2016-2020 年新增 12 寸線規(guī)劃產(chǎn)能在 100-110 萬片/月。

▲大陸地區(qū)新建主要晶圓廠表

國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)迎來了高速發(fā)展，晶圓制造廠由 6 寸向 8 寸再向 12 寸不斷發(fā)展，對于高端光刻膠的需求不斷增大。但半導(dǎo)體光刻膠因技術(shù)受限， 始終依賴進(jìn)口，國產(chǎn)化率低。根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)的分析，適用于 6 英寸硅片的 g/i 線光刻膠的自給率約為 20%，適用于 8 英寸硅片的 KrF 光刻膠的自給率不足 5%，而適用于 12 寸硅片的 ArF 光刻膠完全依靠進(jìn)口。隨著大基金資金注入，以及國家科技重大專項（02專項）的建設(shè)，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)加緊研發(fā) i 線（365nm）光刻膠、 KrF（248nm）光刻膠以及 ArF（193nm）光刻膠，高端光刻膠國產(chǎn)化刻不容緩。

4、產(chǎn)業(yè)政策和基金護(hù)航

（1）半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)政策陸續(xù)出臺，產(chǎn)業(yè)獲多維度支持

中美貿(mào)易戰(zhàn)愈演愈烈， 尤其高端技術(shù)領(lǐng)域?qū)χ袊姆怄i，中興華為事件顯示出了我國在芯片領(lǐng)域的軟肋， 警醒著我國在先進(jìn)產(chǎn)業(yè)方面還存在諸多不足，尤其對美國等發(fā)達(dá)國家技術(shù)的過分依賴，使得在貿(mào)易談判時容易受制于人。中美貿(mào)易戰(zhàn)或?qū)⒊蔀槌志脩?zhàn)，我國先進(jìn)產(chǎn)業(yè)尤其是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化需求必將顯著增加。

自 2000 年以來，我國出臺了多項政策支持半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展。 2011 年，我國在2000 年《鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策》的基礎(chǔ)上，出臺進(jìn)一步鼓勵政策，從財稅、投融資、研發(fā)、進(jìn)出口、人才、知識產(chǎn)權(quán)、進(jìn)出口、市場等多角度給予政策支持。

2006 年國務(wù)院在《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020 年)》中提出《極大規(guī)模集成電路制造技術(shù)及成套工藝》項目，因次序排在國家重大專項所列 16 個重大專項第二位，在行業(yè)內(nèi)被稱為“02 專項”。 02 專項在“十二五”期間重點實施的內(nèi)容和目標(biāo)分別是：重點進(jìn)行 45-22 納米關(guān)鍵制造裝備攻關(guān)，開發(fā) 32-22 納米互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)工藝、 90-65 納米特色工藝，開展 22-14 納米前瞻性研究，形成 65-45 納米裝備、材料、工藝配套能力及集成電路制造產(chǎn)業(yè)鏈，進(jìn)一步縮小與世界先進(jìn)水平差距，裝備和材料占國內(nèi)市場的份額分別達(dá)到 10%和 20%，開拓國際市場。 02 專項提出至今已經(jīng)十二年，項目支持了國內(nèi)許多半導(dǎo)體企業(yè)，光刻膠行業(yè)龍頭晶瑞股份（蘇州瑞紅）和南大光電（北京科華）也分別承接了 02 專項項目。

▲集成電路產(chǎn)業(yè)主要政策匯總表

2014 年，我國出臺《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，系統(tǒng)的闡述了對集成電路產(chǎn)業(yè)的支持政策及目標(biāo)。政策發(fā)布后，行業(yè)發(fā)展明顯提到了一個新的高度。各地政府也積極響應(yīng)，制訂了地方性的《發(fā)展推進(jìn)綱要》。

（2）大基金紛紛入股半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)

2014 年 6 月，國務(wù)院頒布了《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，提出設(shè)立國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金（簡稱“大基金”），將半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新技術(shù)研發(fā)提升至國家戰(zhàn)略高度。

大基金首期募資 1387.2 億元，截至 2017 年 9 月，大基金累計決策投資 55 個項目，涉及 40 家集成電路企業(yè)，共承諾出資 1003 億元，承諾投資額占首期募集資金的72%，實際出資 653 億元，達(dá)到首期募集資金的 47%。目前承諾投資中， 集成電路制造業(yè)的資金為 65%、設(shè)計業(yè) 17%、封測業(yè) 10%、裝備材料業(yè) 8%。 近兩年受政策扶持影響，集成電路制造業(yè)進(jìn)入高速增長階段。

▲大基金一期各產(chǎn)業(yè)鏈的承諾投資額占比

▲大基金投資金額狀況（截至 2017 年底）

大基金投資的標(biāo)的企業(yè)圍繞整個半導(dǎo)體行業(yè)的上中下游，其中不乏國內(nèi)光刻膠企業(yè)的上游供應(yīng)商和下游客戶，目前大基金一期對半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的投資占比較低，不到 4%，但隨著整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的逐漸成熟，預(yù)計未來大基金二期會加大對上游半導(dǎo)體材料的投入，尤其是支持光刻膠企業(yè)克服技術(shù)痛點，解決這個技術(shù)壁壘最高的電子化學(xué)品材料。

（3）國產(chǎn)低端光刻膠已有規(guī)模量產(chǎn)，中端已獲突破

從全球范圍來看， 2015 年數(shù)據(jù)顯示 LCD 光刻膠市占率 26.6%為最高， PCB 光刻膠24.5%的市場份額位居第二，半導(dǎo)體光刻膠市占率 24.1%位于第三，目前三類光刻膠市場份額接近。

▲全球光刻膠市場份額占比

▲大陸光刻膠市場份額占比

對于中國本土光刻膠產(chǎn)品， 主要還集中在低端 PCB 光刻膠， PCB 光刻膠市場份額高達(dá) 94.4%。排名第二的 LCD 光刻膠市場份額僅為 2.7%。半導(dǎo)體光刻膠市場份額僅為 1.6%。 雖然數(shù)據(jù)是較為早期的 2015 年數(shù)據(jù)， 但當(dāng)前國內(nèi)光刻膠的市場格局沒變，大陸市場 PCB 光刻膠依舊占據(jù)大部分市場份額， LCD 光刻膠和半導(dǎo)體光刻膠所占份額還處于很低的水平。

▲光刻膠國產(chǎn)化情況

光刻膠的主要應(yīng)用領(lǐng)域： PCB、面板和半導(dǎo)體三大產(chǎn)業(yè)，前兩個領(lǐng)域?qū)饪棠z的技術(shù)要求相對低，但即使是這樣，我國也沒用達(dá)到完全自給自足，依然需要依賴進(jìn)口。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對光刻膠的技術(shù)要求較高，為適應(yīng)集成電路線寬不斷縮小的要求， 光刻膠的波長由紫外寬譜向 g 線（436nm）→i 線（365nm）→KrF（248nm）→ArF（193nm）→EUV(13.5nm)的方向轉(zhuǎn)移，并通過分辨率增強(qiáng)技術(shù)不斷提升光刻膠的分辨率水平。未來國產(chǎn)企業(yè)在進(jìn)一步占據(jù)中低端市場的同時，還要不斷向高端產(chǎn)品如 KrF 光刻膠， ArF 光刻膠進(jìn)行研發(fā)突破。

國內(nèi) PCB 產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展帶動了 PCB 光刻膠（線路油墨） 的消費， 也使得國內(nèi)企業(yè)迎來發(fā)展良機(jī)， 目前在 PCB 領(lǐng)域，國產(chǎn)光刻膠具備了一定的技術(shù)和量產(chǎn)能力，已經(jīng)實現(xiàn)對主流廠商大批量供貨。容大感光、廣信材料、東方材料、 飛凱材料、永太科技等在內(nèi)的大陸企業(yè)占據(jù)國內(nèi) 46%左右濕膜光刻膠和光成像阻焊油墨市場份額。技術(shù)門檻更高的 LCD 光刻膠， 國內(nèi)也有所突破，晶瑞股份等企業(yè)在面板行業(yè)光刻膠已經(jīng)有一定的供應(yīng)，飛凱材料也處于客戶驗證階段。 經(jīng)過十幾年的研發(fā)努力，國產(chǎn)企業(yè)在低端光刻膠領(lǐng)域已經(jīng)開始發(fā)力， 有望逐步實現(xiàn)進(jìn)口替代。

▲國內(nèi) PCB/LCD 光刻膠上市公司產(chǎn)能

從國內(nèi)整體來看，目前市場主流的四種中高端光刻膠： g 線、 i 線、 KrF、 ArF，我國已經(jīng)實現(xiàn)了其中 g/i 線的量產(chǎn)，并將逐步提升供貨量； KrF 已經(jīng)通過認(rèn)證，但還處于攻堅階段； ArF 光刻膠樂觀預(yù)計在 2020 年能有效突破并完成認(rèn)證。

國內(nèi)在光刻膠的研發(fā)上起步較晚， 2000 年左右才開始重視對光刻膠技術(shù)的研發(fā)，經(jīng)過 18 年的發(fā)展，面對技術(shù)壁壘和技術(shù)壟斷，國內(nèi)光刻膠技術(shù)有所突破，陸續(xù)攻克了中低端光刻膠的部分技術(shù)，但與國際先進(jìn)水平仍有較大差距，技術(shù)上才剛剛達(dá)到在國際上 20 世紀(jì) 90 年代水平。

2017 年，全球半導(dǎo)體光刻膠銷售額達(dá)到 12.05 億美元的市場規(guī)模。從全球半導(dǎo)體光刻膠分類市場份額占比來看， g/i 線光刻膠市場份額占比為 24.0%， KrF 光刻膠市場份額占比為 22.0%，ArF/液浸 ArF 光刻膠市場份額占比為 41.0%。從數(shù)據(jù)可以看到，高端光刻膠占據(jù)最大的市場份額， 并且高端光刻膠產(chǎn)品附加值更高，只有實現(xiàn)高端光刻膠才能占據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈頂端，充分享受行業(yè)利潤。

我國各大產(chǎn)業(yè)的起步都要晚于歐美日韓等發(fā)達(dá)國家，雖然形成了后發(fā)優(yōu)勢，使得我國的互聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展程度處在前列，但最基礎(chǔ)的硬件制造產(chǎn)業(yè)反倒落后于發(fā)達(dá)國家。我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展最大的問題就在于產(chǎn)業(yè)鏈不平衡，整個產(chǎn)業(yè)鏈最薄弱的環(huán)節(jié)就在于上游的半導(dǎo)體材料和設(shè)備環(huán)節(jié)。所以，我們應(yīng)當(dāng)利用起下游產(chǎn)業(yè)的旺盛需求，以需求促進(jìn)供給，逐步完成國產(chǎn)替代進(jìn)口。以光刻膠為例，盡管高端光刻膠尚難突破，但中下游企業(yè)已經(jīng)可以使用部分國產(chǎn)的中低端光刻膠，政府也可以從政策上鼓勵使用國產(chǎn)光刻膠。