光刻胶行业深度报告精品.docx

《光刻胶行业深度报告精品.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光刻胶行业深度报告精品.docx（54页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、光刻胶行业深度报告目录1光刻胶：光刻工艺所需核心材料，助力制版续升级2全球百亿美金市场，显示+PCB+IC三大应用推动发展62.1 半导体光刻胶：技术难度最高，增速最快 92.2 LCD光刻胶：市场稳健增长，大陆增速远高于全球172.3 PCB光刻胶：产业转移是主要推动力 20,国产化需求迫切233.1 四大壁垒铸就高集中度，全壬求市场美日寡头垄断 233.2 上游原材料树脂、单体难度较高,大陆产业化等彳按围293.3 日系龙头实力雄厚，国内厂商有望复刻成功经验 36国产化初低叠加海外断供，大陆产业链崛起迫切394.1 彤程新材：旗下科华生|匕旭光刻胶双龙头，KrF光刻胶已实现放量414.2

2、晶瑞电材：国内光刻胶先驱，约三十年经3第只累434.3 南大光电:ArF光刻胶已送样验证，进度领先行业444.4 华懋科技：投资徐州博康切入光刻胶领域，拥有全产业链能454.5 上海新阳：中国集成电路制造与封测关键翻斗龙头.47505投资建议6风险提示531光刻胶：光刻工艺所需核心材料，助力制程唾升级光刻胶百年发展史,是光刻工艺所需关键材料。光刻胶被应用于印刷工业已经超过一个世纪。到20世纪20年代，开始被用于PCB领域，到20世纪50年代，开始被用于生产晶圆。20世纪50年代末,eastman kodak（伊士曼柯达公司）和Shipley（已被陶氏收购）分别设计出适合半导体工业所需的正胶和负

3、胶。光刻胶用于光刻工艺，帮助将设计好的电路图形由掩膜版转移至硅片，从而实现特定的功能。光刻胶的质量和性能直接影响制造产线良率。以集成电路为例，光刻工艺步骤和光刻胶的使用场景如下：1）气体硅片表面预处理：在光刻前,硅片会经历一次湿法清洗和去离子水冲洗，目的是去除沾污物。在清洗完毕后，硅片表面需要经过疏水化处理，用来增强硅片表面同光刻胶（通常是疏水性的）的黏附性。2 ）旋涂光刻胶，抗反射层：在气体预姐里后,光刻胶需要被涂敷在硅片表面。涂敷的方法是最广泛使用的方磨专涂胶方法，光刻胶（大约几毫升）先被管路输送到硅片中央，然后硅片会被旋转起来，并且逐斩加速，直至J定在一定的转速上（转速高低决定了胶的厚度

4、，厚度反比于转速的平方根）o 3 ）曝光前烘焙当光刻胶被旋涂在硅片表面后，必须经过烘焙。烘焙的目的在于将几乎所有的溶剂驱赶走。这种烘焙由于在曝光前进行叫做曝光前烘焙，简称前烘，又叫软烘（softbake ）o前烘改善光刻胶的黏附性，提高光刻胶的均匀性，以及在刻蚀过程中的线宽均匀性控制。4）对准和曝光：在投影式曝光方式中，掩膜版被移动到硅片上预先定义的大致位辂，或者相对硅片已有图形的恰当位谿，然后由镜头将其图形通过光刻转移到硅片上。对接近式或者接触式曝光，掩膜版上的图形将由紫外光源直接曝光至M圭片o 5)曝光后烘焙：曝凝成后，光刻胶需要经过又一次烘喑。后烘的目的在于通过加热的方式，使光化学反应得

5、以充分完成。曝光过程中产生的光敏感成分会在加热的作用下发生扩散，并且同光刻胶产生化学反应,将原先几乎不溶解于显影液体的光刻胶翻斗改变成溶解于显影液的材料，在光刻胶薄膜中形成溶解于和不溶解于显影液的图形。由于这些图形同掩膜版上的图形一致，但是没有被显示出来,又叫潜像(latent image )o 6)显影：由于光化学反应后的光刻胶呈酸性，显影液采用强碱溶液。一般使用体积比为2.38%的四甲基氢氧化铳水溶液。光刻胶薄膜经过显影过程后，曝过光的区域被显影液洗去,掩膜版的图形便在硅片上的光刻胶薄膜上以有无光刻胶的凹凸形状显示出来。7)坚膜烘焙：在显影后，由于硅片接触到水分，光刻胶会吸收一些水分，这对

6、后续的工艺,如湿发刻蚀不利。于是需要通过坚膜烘焙(hard bake )来将过多的水能区逐出光刻胶。由于现在刻蚀大多采用等离子体刻蚀,又称为“干刻，坚膜烘焙在很多工艺当中已被省去。8)测量：在曝光完成后，需要对光刻所形成的关键尺寸以及套刻精度进行测量。关键尺寸的测量通常使用扫描电子显微镜，而套刻精度的测量由光学显微镜和电荷耦合阵列成像探测器承担。图表1:集成电路光刻和刻蚀工艺步臊制程升级是确定发展方向，光刻设备和光刻胶是核心因素。随着高集成度、超高速、超高频集成电路及元器件的开发，集成电路与元器件特征尺寸呈现出越来越精细的趋势，加工尺寸达到百纳米直至纳米级,光刻设备和光刻胶产品也为满足超微细电

7、子线路图形的加工应用而推陈出新。光刻胶的分到蟀直接决定了特征尺寸的大小，通常而言，曝光波长越短，分辨率越高，因此为适应集成电路线宽不断缩小的要求，光刻胶的曝光波长由紫外宽谱向g线(436nm)- i线(365nm)KrF(248nm)ArF(193nm)F2 ( 157nm )的方向转移,并通过分辨率增强技术不断提升光刻胶的分辨率水平。“2:2集成度与光刻技术发展历程IC 集成度IM4M16M64M256M1G技术水fum1.20.80.50.550250.18适用的光刻.g 线g 或、 线 KrF1 纨、KrFKrF注：e fl 436nm充型技来ArF 193rw尤刻技呆EPL电子投影技术

8、i ft 365s光剑技术F2157nm充划技术PXL 近X射线技术KrF 248en光刽技术RET 光网增线技米IPL例子投用技术4G16G64G0.150.10.07rFRET.F2+RET、EPLKrF+RET2、PXLEUV、IPL、IiBOW、ArFIPL等EUV 超紫外找技公EBOW电子束直写技术来通：晶琪电材招联书,中挈证券叼咒所图表3:不同曝光波长的光刻胶与芯片特征尺寸的对应关系0.80.5十线0.35EUVKrF0.250.180.130.10ArF0.028 0.022 0.7制程尺寸u来琼：晶璃电材可杵倚发行时发国.中春法林研生所2全球百亿美金市场，显示+PCB+IC三大

9、应用推动发展全球市场持续扩容,2023年有望突破百亿美金。光胶作为制造关键原材料，随着未来汽车、人工智能、国防等令见或的快速发展，全球光刻胶市场规模将有望持续增长。根据Reportlinker数据,全球光刻胶市场预计2019-2026年复合年增长率有望达到6.3% ,至2023年突破100亿美金，到2026年超过120亿美元。 大陆市场增速高于全球，2022年有望超过百亿人民币。量）口产业转移因素，中国光刻胶市场的增长速度超过了全球平均水平。根据中商产业研究院数据，2021年中国光刻胶市场达93.3亿元，16-21年CAGR为11.9% , 21年同比增长11.7% ,高于同期全球光刻胶增速5

10、.75%。随着未来PCB、LCD和半导体产业持续向中国转移，中国光刻胶市场有望不断扩大，占氧求光刻胶市场比例也将持郸是升，预计到2026年占比有望从2019年的15%左右提升到19.3%o显示、PCB、IC是三大应用领域，合计占比超70%o本雕应用领域的不同洸刻胶可分为印刷电路板（PCB ）用光刻胶、液晶显示（LCD ）用光刻胶、半导体用光刻胶和其他用途光刻胶。根据Reportlinker数据,2019年PCB、半导体和平板显示光刻胶占比分别为27.8%.困表4: 20192026年全球光刻胶市场规模全腺龙刻胶市场飒潼（亿义元）- 6.4%-6.2%-6.0% 5.8% 5.6%- 5.4%-

11、5.2%-5.0%来源：Report I inker,中泰证养研无所2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 2026ET 4.8%yy6.6%图表5: 20162021中国光刻胶市场规模来:a：中商产业研究陀.EDA365.中泰证券留究所21.9%、23.0% ,为前三大应用领域。图表6；2019全球光刻胶下游应用按显影过程中曝光区域的去除或保留分，分成正性光刻胶（正胶）和负性光刻胶（负胶），正负胶各有优势，但正胶分辨率更高，是主流光刻胶。1）正性光刻胶：正性光刻胶在紫外鳍曝光源的照射下，将图形转移至光胶涂层上，受光照射后感光部分将发生分解反应，可溶于显

12、影液,未感光部分不溶于显影液，仍然保留在衬底t, 各与掩膜上相同的图形复制到衬底上。正性光刻胶响应波长为330-430纳米，胶膜厚为1 3微米，正性光刻胶的分辨率更高，无溶胀现象。因此，正性光刻胶的应用比负性光刻胶更为普及。2 ）负性光刻胶：负性光刻胶在紫外线等曝光源的照射下,将图形转移至光胶涂层上，在显影溶液的作用下，负性光刻胶曝光部分产生交联反应而不溶于显影液；未曝光部分容于显影液,将与掩膜上相反的图形复制到衬底上。负性光刻胶响应波长为330-430纳米，胶膜厚0.3 1微米，负性光刻胶的分辨率比正性光刻胶低。 负胶占总体光刻胶比重较小，多用于特殊工艺。由于负胶耐热性强，多应用于高压功率器

13、件、高耗能器彳懵，此外也常用于T特殊工艺，因为负胶难以去除的特性，在芯片最后的封装阶段可以使用负胶，能起到绝缘、儒P芯片的作用。 总的来说，正胶有以下主要优点：高分辨率，高对比度；吏用暗场掩模减少了曝光图形的缺陷率，因为掩模大部分区域都是不透光的。使用水溶性显影液；去胶容易。因此，正胶普及率大于负胶。图我7:正性光刻胶vs负性光刻胶负性胶正性胶光：利用紫外线照射把图彬“称仁光刻股涂江上.显影：在显影溶液的作川卜 工负件此刻股未跟光部分将溶解.比性此刻收跟此部分将溶就蚀刻：未受到光刻股涂江保护部分将破蚀刻.脱膜:将光刻收大表耳：Trendbank.中奉讪牟州总所图表8:正性、负性光刻胶拥有不同特

14、点,适用于不同工艺光刻股臭型正股负胶拈的性一般好灵敏戊校依高对比度高低成本校贵校便宜显影液水溶性水溶性或有加溶剂受环境氧气影响无有最佳分辩率0.5um以下2um左右选择比高低残胶现配可能发生在1um以下较普遍理区台阶能力好反显影后筋胀无有热稳定性好一菽氽源：发件微纳米加工技术及其应用瓦中摹证券研究所2.1半导体光刻胶：技术难度最高，增速最快全球半导体光刻胶市场增速远高于全球光刻胶平均水平，占比不断提升。据SEMI统计，2021年全球半导体光刻胶市场规模达24.71亿美元，较Jz年同期增长19.49% ,2015-2021年CAGR为12.03%o 2019年全球半导体光刻胶市场规模分别为约为18亿美元，半导体光胶占整体光刻胶比重约21.9% ,到2021年占比提升至26.85%大陆半导体光刻胶增速超全球两倍。分地区看，中国大陆半导体光胶市场依旧保持着最快增速，2021年市场规模达到4.93亿美元,较上年同期增长43.69% ,超过全年半导体光刻胶增速的两倍；中国占比全球半导体光刻胶市场比重也将从2015年约10.4%提升至J 2021年接近20%o图表10: 1921年半导体光刻胶占比不断提升仝球先