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日本光刻膠存斷供風險,A股光刻膠板塊大漲
最后更新: 2021-05-28 07:02:40【文/觀察者網 呂棟】光刻膠是半導體光刻工藝的核心材料,可以決定半導體圖形工藝的精密程度和良率。作為半導體制造重要材料,由于技術壁壘和客戶壁壘較高,全球半導體光刻膠市場集中度一直很高,市場長期被日美廠商壟斷。
在全球各類芯片紛紛缺貨之際,行業媒體“集微網”5月26日報道稱,由于日本信越化學KrF光刻膠產能不足等原因,導致中國大陸多家晶圓廠KrF光刻膠供應緊張,部分中小晶圓廠KrF光刻膠甚至出現斷供,多家晶圓廠正在加速驗證導入國內KrF光刻膠。
受此消息影響,今天A股光刻膠板塊漲幅在所有板塊中排名第一,南大光電收漲9.7%、晶瑞股份收漲20%、上海新陽收漲11.2%。同時,中芯概念、半導體、碳化硅、第三代半導體等板塊也大幅上漲。
5月27日,A股不同板塊走勢
業內人士今天告訴觀察者網,近期國內外有不少晶圓廠在增加產能,光刻膠生產企業難以快速增產,而且光刻膠產品本身具有保質期,這些都是光刻膠供應緊張的因素。在晶圓廠中,越是先進的工藝,使用的光刻膠越多,雖然光刻膠市場規模不大,但是單價較高,利潤率也較高,這成為光刻膠生產企業持續研發的動力。
觀察者網梳理發現,在國家02專項等政策扶持下,國內光刻膠近年來已取得不少進展。
其中,南大光電宣布ArF光刻膠25噸產線建設已完成,明年將量產,性能與日本產品同等,已經拿到首個訂單;北京科華KrF光刻膠已通過包括中芯國際在內的部分客戶認證,并實現批量供貨;晶瑞股份g-line/i-line光刻膠量產,KrF光刻膠已進入客戶測試階段,即將研發ArF光刻膠;上海新陽的ArF干法、KrF厚膜等中試光刻膠產品已取得優異的客戶端測試結果。
市場規模不大,但必不可少
今年2月,日本福島近海發生7.3級地震,導致光刻膠大廠信越化學部分工廠停產。5月26日,集微網援引行業人士報道稱,信越化學KrF光刻膠產線受到很大程度破壞,至今未完全恢復生產。
在產線受到影響和晶圓廠擴產等多方因素下,信越化學不得不停止向中國大陸幾家晶圓廠供應KrF光刻膠。雖然東京應化填補了信越化學海外大部分缺失的KrF光刻膠產能,但目前仍存在不小的缺口。
除信越化學KrF光刻膠產線供應出問題外,更重要的原因是,在福島地震前,KrF光刻膠的產能供應就較為緊張。據央視財經報道,今年年初以來半導體光刻膠供應極為短缺,以往企業每次采購的光刻膠量約在100kg,近期由于原材料短缺,每次只能買到很小的量。一瓶4公斤的光刻膠成本約4-5萬元,價格也由于供應緊張開始上漲。
信越化學官網截圖
經觀察者網梳理,光刻膠又稱光致抗蝕劑,它是指由感光樹脂、增感劑和溶劑三種主要成分構成的對光敏感的混合液體。在紫外光、電子束、離子束、X射線等輻射的作用下,其感光樹脂的溶解度及親和性由于光固化反應而發生變化,經適當溶劑處理,溶去可溶部分可獲得所需圖像。
光刻膠主要成本構成如下圖:
華泰證券2020年11月研報
按應用領域分類,光刻膠可分為印制電路板(PCB)光刻膠、顯示面板光刻膠、半導體光刻膠及其他光刻膠。目前,國內光刻膠以PCB用光刻膠為主,顯示面板、半導體用光刻膠供應量占比極低。
浙商證券2020年4月研報截圖
依照曝光波長分類,光刻膠又可分為紫外光刻膠(300-450nm)、深紫外光刻膠(160-280nm)、極紫外光刻膠(EUV,13.5nm)、電子束光刻膠、離子束光刻膠、X射線光刻膠等。在不同曝光波長的情況下,光刻膠適用的光刻極限分辨率也不盡相同,在加工方法一致時,波長越小加工分辨率更佳。
因此,不同波長光源的光刻機需要搭配相應波長的光刻膠進去光刻。目前半導體光刻膠最常使用曝光波長分類,主要有g線、i線、KrF、ArF和最先進的EUV光刻膠,其中DUV光刻機分為干法和浸潤式,所以ArF光刻膠也對應分為干法和浸潤式兩類。越先進制程相應需要使用越短曝光波長光刻膠,以達到特征尺寸微小化。
華泰證券2020年11月研報
觀察者網注意到,前文提到的KrF光刻膠對應曝光波長為248nm,適用的邏輯制程工藝為0.25um-0.11um,晶圓尺寸為8英寸。而中芯國際目前可量產14nm工藝,該工藝需要采用更高端的ArF光刻膠。
國內半導體咨詢機構“芯謀研究”企業定制項目一部研究總監王笑龍向觀察者網分析指出,KrF光刻膠主要是面向成熟工藝,而國內晶圓廠也是以成熟工藝為主,所以對KrF光刻膠的需求量還是比較大的。
全球光刻膠應用結構
據電子材料市場研究與咨詢服務公司TECHCET預測,2021年半導體制造所需的光刻膠市場規模將同比增長11%,達到19億美元。從抗蝕劑類型來看,2020年和2021年的光刻膠市場,用于KrF和浸入式ArF的光刻膠市場較高。對于極紫外光刻(EUV),應用范圍正在從邏輯芯片擴展到DRAM。2021年的EUV光刻膠市場將超過2000萬美元,并且此后還將繼續增長,預計到2025年將超過2億美元。
而根據智研咨詢預測,2022年中國大陸半導體光刻膠市場空間將會接近55億元,是2019年的兩倍。不過,相對半導體設備市場來說,光刻膠的規模要小的多。國際半導體產業協會(SEMI)公布的數據顯示,中國大陸2020年半導體設備銷售總額達到187.2億美元(約合人民幣1224.2億元)。
2019年-2020年中國純晶圓代工市場規模
雖然市場規模不大,但是光刻膠在芯片制造中必不可少。作為光刻曝光的核心材料,光刻膠分辨率是光刻膠實現器件的關鍵尺寸(如器件線寬)的衡量值,光刻膠分辨率越高形成的圖形關鍵尺寸越小。
目前,相同用途的光刻膠需要大量投資,行業退出壁壘較大、技術壁壘較高。與此同時,光刻膠廠家為了實現技術保密性,從而會與上游的原料供應商保持密切合作關系,共同研發新技術,增大了客戶的轉換成本。因此,光刻膠行業的上下游合作處于互相依賴、互相依存的關系,使得客戶的進入壁壘較高。
華泰證券2020年11月的研報顯示,全球半導體光刻膠市場主要被日本企業高度壟斷,并且在越高端的市場壟斷地位越明顯。目前,全球半導體光刻膠龍頭廠商是TOK(東京應化)、信越化學、JSR(日本合成橡膠)、住友化學、富士膠片等日企和美國陶氏化學,這些龍頭企業總計占據各半導體光刻膠細分領域超過85%市場份額,其中頭部日企在各個細分領域都占據主導地位。
最先進的EUV光刻膠領域則完全被日企所主導,日本的JSR、TOK、信越化學成為EUV光刻膠市場上僅有的實現量產的廠商。目前引入EUV工藝的僅有三星電子和臺積電兩家公司,日企也將工廠布局到韓國和中國臺灣,以便以地理優勢保持市場份額。
華泰證券2020年11月研報截圖
- 責任編輯: 呂棟 
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