光刻胶:半导体技术壁垒最高的材料之一

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光刻是整个集成电路制造过程中耗时最长、难度最大的工艺,耗时占IC制造50%左右,成本约占IC生产成本的1/3。光刻胶是光刻过程最重要的耗材,光刻胶的质量对光刻工艺有着重要影响。

光刻是将图形由掩膜版上转移到硅片上,为后续的刻蚀步骤作准备。在光刻过程中,需在硅片上涂一层光刻胶,经紫外线曝光后,光刻胶的化学性质发生变化,在通过显影后,被曝光的光刻胶将被去除,从而实现将电路图形由掩膜版转移到光刻胶上。再经过刻蚀过程,实现电路图形由光刻胶转移到硅片上。在刻蚀过程中,光刻胶起防腐蚀的保护作用。

光刻胶分类

根据化学反应机理和显影原理的不同,光刻胶可以分为负性胶和正性胶。对某些溶剂可溶,但经曝光后形成不可溶物质的是负性胶;反之,对某些溶剂不可溶,经曝光后变成可溶的为正性胶。

从需求端来看,光刻胶可分为半导体光刻胶、面板光刻胶和PCB光刻胶。其中,半导体光刻胶的技术壁垒最高。

光刻胶技术壁垒

光刻胶是半导体材料中技术壁垒最高的品种之一。

光刻胶产品种类多、专用性强,是典型的技术密集型行业。不同用途的光刻胶曝光光源、反应机理、制造工艺、成膜特性、加工图形线路的精度等性能要求不同,导致对于材料的溶解性、耐蚀刻性、感光性能、耐热性等要求不同。因此每一类光刻胶使用的原料在化学结构、性能上都比较特殊,要求使用不同品质等级的光刻胶专用化学品。

光刻胶一般由4种成分组成:树脂型聚合物、光活性物质、溶剂和添加剂。树脂是光刻胶中占比最大的组分,构成光刻胶的基本骨架,主要决定曝光后光刻胶的基本性能,包括硬度、柔韧性、附着力、耐腐蚀性、热稳定性等。光活性物质是光刻胶的关键组分,对光刻胶的感光度、分辨率等其决定性作用。

分辨率、对比度和敏感度是光刻胶的核心技术参数。随着集成电路的发展,芯片制造特征尺寸越来越小,对光刻胶的要求也越来越高。光刻胶的核心技术参数包括分辨率、对比度和敏感度等。为了满足集成电路发展的需要,光刻胶朝着高分辨率、高对比度以及高敏感度等方向发展。

光刻胶市场情况

目前全球光刻胶市场基本被日本和美国企业所垄断。光刻胶属于高技术壁垒材料,生产工艺复杂,纯度要求高,需要长期的技术积累。日本的JSR、东京应化、信越化学及富士电子四家企业占据了全球70%以上的市场份额,处于市场垄断地位。

光刻胶市场需求逐年增加,2018年全球半导体光刻胶销售额12.97亿美元。随着下游应用功率半导体、传感器、存储器等需求扩大,未来光刻胶市场将持续扩大。

由于光刻胶的技术壁垒较高,国内高端光刻胶市场基本被国外企业垄断。特别是高分辨率的KrF和ArF光刻胶,基本被日本和美国企业占据。

国内光刻胶生产商主要生产PCB光刻胶,面板光刻胶和半导体光刻胶生产规模相对较小。国内生产的光刻胶中,PCB光刻胶占比94%,LCD光刻胶和半导体光刻胶占比分别仅有3%和2%。

国内光刻胶市场规模保持稳定增长,从2011年的30.4亿元增长到2018年的62.3亿元,复合增长率达11.59%。预计2018年国内光刻胶市场规模约为62.3亿元。

国内光刻胶需求量方面,2011年光刻胶需求量为3.51万吨,到2017年需求量为7.99万吨,年复合增长率达14.69%。2018年国内光刻胶需求量预计为8.44万吨。

国内光刻胶需求量远大于本土产量,且差额逐年扩大。由于国内光刻胶起步晚,目前技术水平相对落后,生产产能主要集中在PCB光刻胶、TN/STN-LCD光刻胶等中低端产品,TFT-LCD、半导体光刻胶等高技术壁垒产品产能极少,仍需大量进口,从而导致国内光刻胶需求量远大于本土产量。

国内PCB光刻胶国产替代进度快,面板光刻胶和半导体光刻胶与国外相比仍有较大差距。

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全部讨论

2019-10-08 00:39

抛开民粹,我认为,十年内不可能有突破。主要是国内的环境所致:稍微掌握一点相关技术的人员,都要先出来吹嘘一下有“重大突破”,吹完广告后以赚钱为主,没人想成为钱学森。
除非上升到为国家而战为民族而战的高度、培养专业科研人才、吸引海外科研人才回流去攻克该项项目,才可能有机会突围。光刻胶,防腐蚀工业胶已经被小日本牵着鼻子走了二十年,说涨价就涨价,而且是翻倍的涨!

2019-10-09 18:56

不是光刻机吗?据说一个光刻机要1亿欧元,可以造一艘航空母舰了

2019-10-09 11:30

行业基石,一料难求

2019-10-08 14:35

等待国产替代

2019-10-08 10:50

看好大科技股,我们圈子里有个擅长做短线的叫@快乐东风一股时光 记得她说过,要对市场有敬畏之心,在行情不好的情况下,只有强势股才能赚钱,行情可以的情况下要强势板块里寻找补涨的个股比较安全

2019-10-08 00:01

相关股呢?

2019-10-07 22:06

推荐股票啊

2019-10-07 20:13

#story#

2019-10-07 17:06

市场容量太低

2019-10-07 13:07

容大感光、广~ 材料似乎是搞这个的。不知道水平如何