过去几年，芯片制造，特别是晶圆代工产能供不应求，相应的产能扩充一直在全球范围内进行当中。这给产业链上游的半导体材料提供了更持久的增长动力，特别是光刻胶，在接下来的几年，全球半导体光刻胶市场将保持稳定的增长势头。电子材料咨询机构TECHCET发布的研报显示，随着高端芯片所需的先进制程工艺加速引入EUV，金属氧化物、干沉积、多触发等EUV光刻胶的市场规模将不断壮大。光刻胶是光刻工艺的核心耗材，EUV光刻胶是其中发展最快的品类之一。TECHCET此前报告指出，半导体光刻胶的营收规模预计在2022年增长7.5%，达到23亿美元，2025年超过25亿美元，2021~2026年复合增长率为5.9%。而EUV光刻胶2021年的市场规模仅约0.6亿美元，预计到2025年达到2亿美元，2020-2025年复合增长率达50%，远高于光刻胶市场平均增速。![]()
光刻胶又称光致抗蚀剂(photoresist)，是指通过紫外光、电子束、离子束、X射线等照射或辐射，溶解度发生变化的耐刻蚀薄膜材料，主要由光刻胶树脂、增感剂（光引发剂+光增感剂+光致产酸剂）、单体、溶剂和其它助剂组成。不同用途的光刻胶在曝光光源、制造工艺、成膜特性等性能要求不同的情况下，对材料的溶解性、耐刻蚀性和感光性能要求也各不相同，而且，不同原料的占比也会有大幅度变化，其中光刻胶树脂是主要成分，成本占比达到50%。按照应用领域分类，光刻胶主要包括印制电路板（PCB）光刻胶专用化学品（光引发剂和树脂）、液晶显示器（LCD）光刻胶光引发剂、半导体光刻胶光引发剂和其它用途光刻胶四大类。本文主要讨论半导体光刻胶。半导体光刻胶是集成电路（IC）制造过程中极为重要的材料，作为图形媒介物质，用于IC制造的光刻环节，是必不可缺的关键材料。光刻工艺约占整个IC制造成本的35%，耗时占整个芯片工艺的40%~60%，是半导体制造中最核心的工艺。在光刻工艺中，光刻胶被均匀涂布在衬底上，经过曝光(改变光刻胶溶解度)、显影(利用显影液溶解改性后光刻胶的可溶部分)与刻蚀等工艺，将掩膜版上的图形转移到衬底上，形成与掩膜版完全对应的几何图形。光刻技术随着IC集成度的提升而不断发展。为了满足IC对集成度的更高要求，半导体光刻胶通过不断缩短曝光波长以提高极限分辨率。这里，根据所适配的刻蚀用光的波长不同，光刻胶可分为普通宽谱光刻胶、g线（436nm）、i线（365nm）、KrF（248nm）、ArF（193nm）、F2（157nm），以及最先进的EUV(<13.5nm) 光刻胶，其相关技术壁垒随刻蚀用紫外光波长缩短而相应提高。目前，市场上常用的半导体光刻胶主要包括g线、i线、KrF、ArF这四类。其中，ArF光刻胶是IC制造的关键材料，可以用于90nm-14nm，甚至7nm制程节点的IC制造。由于半导体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。目前，国际市场被美日大厂把持。这里的技术壁垒，主要体现在两方面，一是研发能力，二是客户认可度。光刻胶客户壁垒极高，多数用户不愿意导入新供应商，因为过程很繁琐，耗时又长。光刻胶厂商要不断给客户送样，并听取问题反馈，然后改进相关技术，这样的过程会反复进行，多的会超过50次，完成整个客户导入过程需要2-3年时间。光刻胶厂商购买原材料后通过调配进行光刻验证，得到大致实验结果后再进行微调，不断重复实验过程以达到客户要求的性能数据，并适配客户的产线。因此，光刻胶企业与客户之间的粘性很高，客户不愿意花费时间导入其它供应商。为了加速验证过程并拥有自我验证能力，部分光刻胶企业选择自购光刻机。光刻机购置成本极高，且开机成本几乎与购置成本相同，由于光刻机无法对光刻胶企业带来任何利润，由此带来的资金成本投入是极高的。由于光刻胶产品的特性，下游的采购商基本为大型企业，光刻胶行业市场集中度较高。目前，全球半导体光刻胶市场基本被日本和美国企业垄断。在g/i线光刻胶领域，日本和美国企业市占率合计超过85%。
全球主要有5家光刻胶生产企业：日本合成橡胶（JSR）、东京应化（TOK）、住友化学、信越化学、美国罗门哈斯等。其中，日本厂商技术和生产规模占绝对优势。中国本土光刻胶整体技术水平与国际先进水平存在较大差距，自给率不足10%，且主要集中在技术含量较低的PCB光刻胶领域，半导体光刻胶和LCD光刻胶自给率较低。
国际大厂垄断了中国半导体市场绝大多数份额。尤其是以JSR、信越、东京应化等为代表的日本企业占据高端光刻胶大部分市场份额。目前，中国g线、I线光刻胶的自给率约为20%，KrF光刻胶的自给率不足5%，12英寸硅片用的ArF光刻胶尚无国内企业可以大规模生产。从技术和产品线角度看，中国大陆企业在半导体光刻胶领域与世界先进水平仍有2-3代的差距。目前，主要有晶瑞股份、北京科华微、上海新阳、南大光电等本土厂商布局半导体光刻胶，江化微等进军半导体光刻胶配套材料。目前，晶瑞股份（旗下苏州瑞红）、北京科华微等起步较早的企业有稳定的g/i线光刻胶，南大光电已安装并调试第一条ArF光刻胶生产线，其它企业大多处于规划、研发，以及产业化过程中。过去这些年，在中国政府和企业的共同努力下，本土半导体光刻胶企业不断发力，也取得了不少成绩。例如，晶瑞股份子公司瑞红化学是国内半导体光刻胶龙头，主要产品包括g线、i线光刻胶、LCD触摸屏用光刻胶等。其产品包含紫外负型光刻胶和宽谱正胶及部分g线，i线正胶等高端产品。瑞红拥有达到国际先进水平的光刻胶生产线，实行符合现代微电子化学品要求的净化管理，配备了一流的光刻胶检测评价装置，并承担了国家重大科技项目02专项“i线光刻胶产品开发及产业化”项目，在国内率先实现了IC制造商大量使用的核心光刻胶，即i线光刻胶的量产，产品采用步进重复投影曝光技术，可实现高分辨率。上海新阳则主攻KrF和干法ArF光刻胶，已经进入产能建设阶段。根据2020年11月3日定增预案，该公司拟定增募资不超过14.50亿元，其中8.15亿元拟投资于集成电路制造用高端光刻胶研发、产业化项目，主要目标为实现ArF干法工艺使用的光刻胶和面向3D NAND台阶刻蚀的KrF厚膜光刻胶的产业化，力争于2023年前实现上述产品的产业化，填补国内空白。2021年6月，上海新阳宣布，该公司自主研发的KrF（248nm）厚膜光刻胶产品通过了客户认证，并成功取得订单。2020年底，南大光电自主研发的ArF光刻胶产品成功通过客户认证。认证评估报告显示，本次认证选择客户50nm闪存产品中的控制栅进行验证，南大光电的ArF 光刻胶产品测试各项性能满足工艺规格要求，良率结果达标。该产品通过认证，成为通过产品验证的第一家国产ArF光刻胶企业。能否将ArF光刻胶各组成部分的功能有效地结合在一起，是调制光刻胶配方的最大挑战和难点，国际上只有少数几家公司可以做到产品级ArF光刻胶配方的调制。北京科华微的半导体光刻胶产品覆盖KrF（248nm）、g/i线。其中，g线、i线光刻胶已实现量产供货，KrF光刻胶已经通过客户认证，并实现批量供货。目前，主攻逻辑IC、存储器的厂商都在引入EUV技术。逻辑IC方面，随着先进制程技术的发展，EUV被规模化应用，EUV光刻胶的市场规模快速增长。存储器方面，相关厂商已经开始将EUV技术引入DRAM生产。
而g线、i线、KrF、ArF等相对成熟制程使用的光刻胶也有望保持增长。KrF光刻胶在3D NAND存储器用量和堆叠层数不断增加的过程中保持增长。ArF光刻胶也随着多重曝光技术的使用而增长。在EUV光刻胶等材料的推动下，光刻材料市场有望在未来3-4年随着细线宽（孔间四条线或平均线宽在5～6mil以下称为细线）器件制造实现5倍的增长。未来的光刻胶市场更加值得期待。![]()