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四大角度剖析——半導體光刻膠國產化之路“難”在何處?

光刻膠是典型的高技術壁壘行業

光刻膠是電子化學品中技術壁壘最高的材料,具有純度要求高、生產工藝複雜、生產及檢測等裝置投資大、技術積累期長等特徵。從相關技術來看,光刻膠的核心技術包括配方技術、質量控制技術和原材料技術,配方技術是光刻膠實現功能的核心,而質量控制技術能夠保證光刻膠效能的穩定性,而光刻膠原材料的品質對光刻膠的質量起著關鍵作用。

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圖片來源:前瞻經濟學人

半導體光刻膠自給率低、主要由日企滿足

半導體光刻膠屬於光刻膠高階產品,受技術限制,當前,我國半導體光刻膠需求主要由外資企業來滿足,

2020年,外資企業的市場份額達71%。

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圖片來源:前瞻經濟學人

從不同光刻膠產品的自給率來看,

目前適用於6英寸矽片的g線、i線光刻膠的自給率約為20%,適用於8英寸矽片的KrF光刻膠的自給率不足5%,而適用於12寸矽片的ArF光刻膠基本依靠進口,光刻膠國產化任重道遠。

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圖片來源:前瞻經濟學人

半導體光刻膠國產化“難”在何處?

01 研發裝置:成本高昂且依賴進口

光刻膠生產需要光刻機進行配套測試,因此,光刻機是光刻膠研發中必不可少的一環。根據晶瑞電材於2021年8月公佈的積體電路製造用高階光刻膠研發專案資訊,該研發專案投資總額為48850萬元,其中裝置及安裝費佔總投資額的69%,而光刻機(進口ASML光刻機)就佔裝置及安裝費的44%,達1。5億元,可以看出,

光刻機是光刻膠研發專案中成本最高的一環。

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圖片來源:前瞻經濟學人

除了成本高昂以外,我國高階光刻機幾乎依賴進口,目前國內僅有1家高階光刻機生產企業上海微裝,成功研發出極紫外線光刻機。

在全球市場中,荷蘭的阿斯麥處於王者之位,尤其是在高階光刻機市場,更是處於壟斷地位,2018年以來,該公司的EUV光刻機價格也不斷上揚,2021年7月4日,約為1。54億歐元/臺。

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圖片來源:前瞻經濟學人

02 核心原材料“受制於人”

原料是光刻膠產業的重要環節,原料的品質也決定了光刻膠產品品質,主要原料包括樹脂、光引發劑、溶劑和單體等。

我國對光刻膠及專用化學品的研究起步較晚,但國家層面非常重視,從“六五計劃”至今都一直將光刻膠列為國家高新技術計劃、國家重大科技專案。儘管取得了一定成果,但技術水平仍與國際水平相差較大,作為原料的主要專用化學品仍然需要依賴進口。

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圖片來源:前瞻經濟學人

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03 客戶驗證週期長、不確定性較大

光刻膠技術壁壘較高且其功能性和產品質量直接影響電子元器件、部件的功能和穩定性,一旦出現質量問題會給下游客戶帶來不可估量的嚴重損失,下游客戶對光刻膠專用化學品供應商的選擇非常謹慎,通常採用認證採購的模式,認證所需時間週期較長。

由於光刻膠產品的功能及質量將直接影響電子元器件、部件的功能和穩定性,下游客戶對光刻膠專用化學品供應商的選擇非常謹慎,通常採用認證採購的模式,認證所需時間週期較長。

一般來說,

面板光刻膠的驗證週期為1-2年,半導體光刻膠的驗證週期為2-3年,

同時因為半導體光刻膠的種類多,各個客戶的測試要求和流程也有不同,因此,送測驗證的時間不確定性很高。

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04 定製化需求加大生產難度

由於光刻膠的下游使用者是IC晶片和麵板製造商,不同的客戶會有不同的應用需求,同一個客戶也有不同的光刻應用需求。因此,由於客戶的差異化、定製化需求,光刻膠產品種類繁多,主要透過配方技術來實現,是難度較高也是較核心的技術。

以半導體光刻膠的發展情況為例,隨著積體電路製程的演變,光刻膠技術需不斷更迭,產品種類也越來越多。

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圖片來源:前瞻經濟學人

但從目前本土光刻膠企業的產能情況來看,截至2021年上半年末,可量產i/g line膠的企業包括北京科華、晶瑞電材;可量產KrF的企業有北京科華;而其餘產品目前基本無可量產的企業。

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