解惑！高端光刻胶国产化到底存在哪些壁垒？

关键词 | 高端光刻胶  国产化壁垒

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光刻胶是晶圆制造重要材料，行业壁垒高

光刻胶是晶圆制造重要材料。光刻胶又称光致抗蚀剂，是一种感光材料，在光的照射下发生溶解度的变化，可以通过曝光、显影及刻蚀等一系列步骤将掩膜板上的图形转移到基片上。光刻胶是电子产品细微加工技术的关键性电子产品，被广泛应用于半导体、液晶显示（LCD）、印刷电路板（PCB）等领域。

01 | 构成：树脂、添加剂、光引发剂和溶剂是光刻胶主要原料

1.1.1.光刻胶构成：树脂、添加剂、光引发剂和溶剂是光刻胶主要原料

光刻胶是由树脂、添加剂、光引发剂和溶剂等组成的对光敏感的混合液体。从光刻胶成本占比来看，树脂占比最大约50%，其次是添加剂占比约35%，剩余成本合计占比约15%。从各成分作用来看，树脂是惰性聚合物，是用于把光刻胶中的不同材料聚在一起的粘合剂，给予光刻胶机械和化学性质；添加剂（包括单体、助剂等）则控制和改变光刻材料的特定化学性质或光响应特性；光引发剂（包括感光剂、光致产酸剂等）是光刻胶材料中的光敏成分，发生光化学反应；溶剂使光刻胶具有流动性，易挥发，对于光刻胶的化学性质影响小。

1.1.2.光刻胶性能评估：须综合评价各性能指标与客户需求匹配性

光刻胶的性能指标包括分辨率、对比度、灵敏度、粘度、粘附性、抗蚀性和表面张力等。光刻胶是制造集成电路的关键材料，其性能直接影响到集成电路芯片上的集成度、运行速度及功耗等性能，因此要求光刻胶具有高分辨率、强粘附性，有良好的耐热性、耐碱性、抗蚀性、工艺宽容度大等特性。

光刻胶须综合评价各性能指标与客户需求匹配性。在实际研发与光刻工艺评估过程中，光刻胶的各性能指标往往需要根据客户的应用需求进行调整。光刻胶厂商在一个型号或者一个系列的光刻胶目录下，有十几个甚至几十个品种，以满足不同客户的需求。因此光刻胶性能好坏并不能简单的以各个指标的绝对值进行判断，还须经过充足的光刻工艺评估，综合评价各指标与客户需求的匹配性。

02 | 应用及分类：光刻胶是光刻工艺核心材料，种类丰富专用性强

1.2.1.光刻胶应用：光刻胶是光刻工艺核心材料

在集成电路制造中光刻工艺决定了芯片的最小线宽，是整个制造中的核心技术，而光刻胶则是这一核心技术中用到的关键材料。

光刻工艺包含十多个步骤，其中光刻胶涂胶、曝光和显影是关键步骤。光刻工艺是一种多步骤的图形转移工艺，大部分工艺都包含十多个步骤，除去涂胶、曝光和显影三个关键步骤外，光刻工艺还包括清洗硅片、预烘和打底胶、对准、曝光后烘烤、坚膜、刻蚀、离子注入、去除光刻胶等步骤。

1.2.2.光刻胶分类：光刻胶种类丰富，专用性强

按照反应原理划分成正性光刻胶和负性光刻胶。按照曝光后化学反应原理和溶解度变化分类，光刻胶可以分为正性光刻胶和负性光刻胶。光刻胶在经过曝光后，正性光刻胶被曝光区域可溶于显影液，留下的光刻胶薄膜的图形与掩模版相同，负性光刻胶则相反。

按下游应用划分为半导体光刻胶、LCD光刻胶、PCB光刻胶。半导体光刻胶的技术门槛较高，可以按曝光光源波长划分为为紫外宽谱（300~450nm）、G线（436nm）、I线（365nm）、KrF（248nm）、ArF（193nm）、EUV（13.5nm）等6个主要种类。随着其曝光波长依次递减其极限分布率依次上升，从而可适用于更加先进的芯片。LCD光刻胶主要包括彩色光刻胶和黑色光刻胶、触摸屏光刻胶、TFT-LCD光刻胶，可被用于制备彩色滤光片，沉积ITO制作等。PCB光刻胶的技术壁垒最低，主要包括干膜光刻胶、湿膜光刻胶和光成像阻焊油墨，应用于微细图形加工中。

光刻胶专用性强。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。

03 | 发展历程：摩尔定律推动光刻胶加速迭代

1.3.1.光刻胶历史技术演变：摩尔定律推动光刻胶加速迭代

摩尔定律推动光刻胶技术加速迭代。摩尔定律指随着科学技术不断发展、产品不断迭代，半导体中晶体管的密度与其性能每18至24个月翻1倍。迄今为止，规模集成电路均采用光刻技术进行加工，光刻的线宽极限和精度直接决定了集成电路的集成度、可靠性和成本。由于光源波长与加工线宽呈线性关系，这意味着光源采用更短的波长，将得到更小的图案、在单位面积上实现更高的电子元件集成度，这使得芯片性能可以呈指数增长，而成本却同步大幅下降。

在摩尔定律的推动下，集成电路芯片集成度不断提高、线宽不断缩小，光刻胶技术也不断发展，经历了紫外宽谱（300~450nm）、G线（436nm）、I线（365nm）、KrF（248nm）、ArF（193nm）、EUV（13.5nm）等一系列技术平台，从技术上经历了环化橡胶体系、酚醛树脂-重氮萘醌体系及化学放大体系。在设备、工艺与材料的共同作用下，分辨率从几十微米发展到了现在的10nm。

1.3.2.光刻胶未来技术方向：EUV光刻胶是突破EUV光刻技术的关键材料

EUV光刻技术分辨率更高，是延续摩尔定律的“重中之重”。目前曝光波长发展到了极紫外区（EUV）的13.5nm，EUV技术成为各大公司努力的方向。相比ArFi浸没式光刻，EUV光刻技术有很高的图形保真度和设计灵活性，所需的光掩模数量很少，显示出明显的优势。

EUV光刻瓶颈已从光刻机转向光刻胶。极紫外光刻发展的过程非常曲折，其科学机理、技术路线讨论以及技术发展的历史已经超过了20年。发展至今，极紫外光刻图形加工的大规模工业应用中面临的最大挑战，就是光源功率与极紫外光刻胶光子吸收效率匹配的问题。光源的功率不足，会影响芯片的生产效率，这也是过去多年以来EUV技术一直推迟量产的原因。目前ASML的光源功率可以达到250W，在此功率下，客户可以达到每小时155片晶圆吞吐量。光源问题解决后，EUV技术被提出最多的挑战即是EUV光刻胶，开发新型高灵敏度的EUV光刻胶成为了关键问题。

1.4.1.技术壁垒：配方技术、质量控制技术和原材料技术三维高壁垒

光刻胶技术壁垒主要体现在配方技术、质量控制技术和原材料技术三方面。配方技术是光刻胶实现功能的核心，而质量控制技术能够保证光刻胶性能的稳定性，光刻胶原材料的品质对光刻胶的质量起着关键作用。光刻胶生产工艺复杂，技术壁垒高，其研发和量产不仅需要企业的长期技术积累，而且对企业研发人员素质、行业经验、技术团队与客户的沟通协作能力及技术储备等都具有高要求，构成了新进企业短期内难以克服的障碍。

1）配方技术：光刻胶下游应用广泛，不同的客户会有不同的应用需求，同一个客户也有不同的光刻应用需求。一般一块半导体芯片在制造过程中需要进行10-50道光刻过程，由于基板不同、分辨率要求不同、蚀刻方式不同等，不同的光刻过程对光刻胶的具体要求也不一样，即使类似的光刻过程，不同的厂商也会有不同的要求。针对以上不同的应用需求，光刻胶的品种非常多，这些差异主要通过调整光刻胶的配方来实现。因此，通过调整光刻胶的配方，满足差异化的应用需求，是光刻胶制造商最核心的技术。

2）质量控制技术：由于用户对光刻胶的稳定性、一致性要求高，需要光刻胶对感光灵敏度、膜厚的一致性保持在较高水平，因此，光刻胶生产商不仅仅要配置齐全的测试仪器，还需要建立一套严格的QA体系以保证产品质量稳定。

3）原材料技术：光刻胶是一种经过严格设计的复杂、精密的配方产品，由树脂、光引发剂、溶剂和添加剂等不同性质的原料，通过不同的排列组合，经过复杂、精密的加工工艺而制成。因此，光刻胶原材料的品质对光刻胶的质量起着关键作用。

1.4.2.客户壁垒：下游客户认证过程复杂、周期长，更换合作商意愿不强

下游客户认证过程复杂、周期长，更换合作商意愿不强。由于光刻胶技术壁垒较高且对电子元器件、部件的功能和稳定性影响大，下游客户对光刻胶专用化学品供应商的选择非常谨慎，通常采用认证采购的模式。认证过程包括“小试、样品认证、中试、工厂现场审核、批量生产”等多个环节，将对相关供应商的质量水平、研发实力、技术保障和售后服务进行详尽的考察和认证。认证所需时间周期较长，通常LCD光刻胶的验证周期为1-2年，半导体光刻胶的验证周期为2-3年左右。由于认证成本较高、更换风险比较大，下游客户非常重视与其合格供应商建立长期稳定的合作关系，切换原有光刻胶供应的意愿不强。

1.4.3.设备壁垒：重要研发设备光刻机依赖进口

光刻机是芯片制造、高端光刻胶研发的重要装备。光刻机又名掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等，是制造芯片的核心装备，也是光刻胶材料研发的重要设备。根据晶瑞电材的集成电路制造用高端光刻胶研发项目信息，设备及安装费占总投资额的69%，而光刻机就占设备及安装费的44%。

光刻机技术壁垒高，我国高端光刻机几乎依赖进口。由于光刻机是技术壁垒极高的产品，目前全球光刻机被荷兰ASML、韩国NIKON和韩国CANON垄断，2019年三家企业的合计市场份额就占到了全球光刻机市场的90%以上。其中ASML由于其技术领先，垄断了第五代光刻机(EUV光刻机)，独占75%的市场份额。受技术限制，我国光刻机需求高度依赖进口，数据显示，2020年我国光刻机行业的进出口总额为19.5亿美元，而贸易逆差达17.59亿美元。中国大陆高端光刻机严重短缺，只能购买到国外二手光刻机，国内生产高端光刻机的企业仅1家，并成功研发出28nm芯片用光刻机。

1.4.4.原材料壁垒：被外企垄断，高度依赖进口

从国产替代三阶段分析，上游原料自主可控必不可少。从进入国内大客户的供应链角度可以将光刻胶国产替代分为国产替代、新产能配套开发、长期自主可控三个阶段。第一个阶段：国产替代。我国光刻胶当前仍处于追赶阶段，其中具备长期技术积累与优势的企业或更有可能在技术迭代中实现弯道超车。第二个阶段：新产能配套开发需要光刻胶定制化，以满足新产线工艺良率，对上游有积累、可以打通上游树脂、单体链条的公司更具备快速应变能力。第三个阶段：光刻胶核心材料需要长期稳定可控和好的产品品控，上游原料都自主可控的企业更具备长期供货能力。

全球44家光刻胶原料主要生产企业分布不平均，国内企业规模小。根据Trendbank数据，全球光刻胶原料的主要生产企业分别位于日本、美国、中国、韩国、英国以及荷兰。其中所属地在日本企业最多，占据全球光刻胶原材料生产企业数量的49%。虽然中国企业数量占比29%，但我国技术水平仍与国际水平相差较大，产量和规模较小，且品种规格较为单一。

国内企业经营产品覆盖面窄，半导体光刻胶领域企业数量少。在光刻胶上游原材料领域，国内企业在每种专用化学品领域都有所布局，但分布极不均衡，产品覆盖面较窄。在技术含量相对较低的PCB光刻胶专用化学品领域，各国企业数量分布较为平均。而在LCD及半导体光刻胶专用化学品领域，尤其是在半导体领域，由于关键技术积累少、产能规模小、资金投入有限以及品牌知名度小等原因导致企业数量分布不均，国产化率低，由此增加了国内光刻胶生产成本以及供应链风险。

光刻胶市场不断扩容，高端光刻胶亟需国产替代

01 | 下游三大领域共促发展，2022年国内光刻胶市场有望超百亿

2.1.1.光刻胶是半导体+LCD+PCB领域核心材料

半导体+LCD+PCB合计占比超70%，半导体领域占比不断提升。根据Reportlinker数据，2020年，在全球光刻胶市场中，半导体、LCD和PCB细分市场分别价值20.4亿美元、22.5亿美元和20.5亿美元，分别占全球总量的23.3%、25.9%和23.6%，为前三大应用领域。其中半导体光刻胶市场占全市场比例不断提升，据SEMI统计，半导体光刻胶占整体光刻胶比重从2019年的21.9%提升至2021年的23.75%。

光刻是半导体制造三大核心工艺之一，约占设备成本30%。芯片制造过程包含光刻、薄膜、刻蚀、清洗、注入等十几道工艺，工序多达2000-5000道。目前光刻工艺是IC制造中最关键也是最复杂步骤，光刻机是目前成本最高的半导体设备，光刻工艺也是制造中占用时间比最大的步骤，其约占晶圆生产线设备成本30%，占芯片制造时间40%-50%。

光刻胶及其配套化学品占半导体产值约12%。光刻胶是光刻工艺中核心耗材，同时光刻胶及其配套化学品作为重要的半导体材料，在芯片制造材料成本中的占比高达12%，是继晶圆、电子气体之后的第三大制造材料。

LCD光刻胶包括彩色及黑色光刻胶、触摸屏光刻胶、TFT-LCD光刻胶等。在LCD显示器的加工过程中，光刻胶主要用于制作显示器像素、电极、障壁、荧光粉点阵等。在LCD显示器的制造过程中，为了制作大尺寸、高分辨率的平板显示器，通常需使用光刻技术重复丝印十次以上。

彩色光刻胶和黑色光刻胶在LCD整体制作成本占比约4%。彩色滤光片是液晶显示器实现彩色显示的关键器件，占LCD成本的14-16%；彩色光刻胶和黑色光刻胶是制备彩色滤光片的核心材料，在彩色滤光片材料成本中，彩色光刻胶和黑色光刻胶在整体成本中占比约27%。综上，彩色光刻胶和黑色光刻胶在LCD整体制作成本占比约4%。

PCB光刻胶主要包括干膜、湿膜光刻胶和光成像阻焊油墨等。PCB的加工制造过程涉及图形转移，即把设计完成的电路图像转移到衬底板上，因而在此过程中会使用到光刻胶。干膜光刻胶压合在覆铜板上，通过曝光、显影将底片（掩膜板或阴图底版）上的电路图形复制到干膜光刻胶上，再利用干膜光刻胶的抗蚀刻性能，对覆铜板进行蚀刻加工，形成印制电路板的精细铜线路。光成像阻焊油墨的作用是防止焊锡搭线造成短路，形成线路的永久保护层，保证印制电路板在制作、运输、贮存、使用上的安全性和电性能不变性。

2.1.2.国内光刻胶需求市场增速高于全球，2022年有望超百亿

国内光刻胶需求市场增速高于全球，2022年有望超百亿。全球光刻胶市场规模从2010年的55.5亿美元增长至2020年的87亿美元，CAGR保持在4.6%左右。根据Reportlinker数据，未来随着汽车、人工智能、国防等电子技术的进步，2020-2026年的CARG将高达5.5%，到2026年将超过120亿美元。受益半导体、LCD和PCB产业向东方转移，中国光刻胶销售市场规模从2010年的26.9亿元增长至2020年87.4亿元，CAGR达到12.5%，远高于全球平增速，但占全球总量的14%左右，增长空间巨大。根据Reportlinker数据，预计到2026年我国光刻胶市场规模将达到156.4亿元人民币，2020-2026年的CARG将达到7.2%，同样高于全球平均增速。

02 | 国内市场被日美垄断，高端市场亟需国产化

2.2.1.国内光刻胶产品以中低端为主，高端市场被日美垄断

全球光刻胶市场主要被日美企业垄断，CR4约70%。全球光刻胶市场高度集中，2020年CR4达69.4%。其中日本企业牢牢占据龙头地位，数据显示，2020年，日本企业在半导体光刻胶市场中占据的份额至少在60%以上。在半导体光刻胶的细分市场中，2020年，日本东京应化在G/I线、KrF和EUV光刻胶市场的份额位列全球第一，分别是25.2%、31.4%和51.8%；而在ArF光刻胶产品市场中，日本JSR以24.9%的市场份额位列全球第一；此外，美国杜邦公司在G/i线光刻胶市场中也占据明显优势，市场份额位列全球前二。

国内市场被外企垄断，高端市场国产化率低。我国半导体光刻胶市场主要由外资企业垄断，2020年外资企业的市场份额达71%。从供给方面来看，国产光刻胶产品结构以低端为主，主要集中在PCB光刻胶（占比94.4%），而高端产品半导体光刻胶（占比1.6%）和LCD光刻胶（占比2.7%）的占比非常低，仍需大量进口，因此国产化率较低，半导体光刻胶中G/I线国产化率10%，高端KrF、ArF国产化率不足5%。

2.2.2.半导体光刻胶：G/I线国产化率20%，高端KrF、ArF国产化率不足5%

G/I线国产化率20%，高端KrF、ArF国产化率不足5%。受制于高端光刻胶的高技术壁垒，生产工艺复杂，纯度要求高，认证周期需要2-3年，后发国家追赶难度大。我国以KrF、ArF光刻胶为代表的高端半导体光刻胶领域市场份额仍然较小，长期为国外巨头所垄断。

2.2.3.LCD光刻胶：主要被日韩及中国台湾所垄断

LCD光刻胶主要被日韩及中国台湾所垄断。在LCD光刻胶市场中，我国的LCD光刻胶市场主要由外资企业占领，占比达65%。具体来看，我国彩色和黑色光刻胶市场国产化率较低，仅为5%左右，主要由日本和韩国外资品牌占领；另一方面，近年来我国在触控屏光刻胶技术上有所突破，晶瑞股份和北京科华微已经实现了触控屏光刻胶的量产，国产化率在30%-40%左右。

2.2.4.PCB光刻胶：低端产品由国内主导，高端产品仍依赖进口

PCB光刻胶低端产品由国内主导，高端产品仍依赖进口。在PCB光刻胶市场中，中国在中低端产品（湿膜光刻胶、光成像阻焊油墨）占据主导地位，2020年容大感光、广信材料、东方材料、北京力拓达等本土企业占据国内50%左右的湿膜光刻胶和光成像阻焊油墨市场份额。但是较高端的干膜光刻胶市场主要由日本企业垄断，仍高度依赖进口，中国大陆干膜光刻胶市场主要由日本旭化成、日本日立化成、中国台湾长兴化学垄断，这三大企业在全球的市场占有率超过80%。

03 | 外企断供风险加剧，高端光刻胶迎国产化良机

外企断供风险加剧，高端光刻胶迎来国产替代良机。今年11月份市场有消息称美国杜邦、陶氏、德国AZ电子材料、日本TOK或将断供包括高端光刻胶KrF、ArF在内的部分半导体材料。日美企业厂商占据国内高端光刻胶市场大部分份额，一旦断供，国内多家晶圆厂或将面临光刻胶缺货风险。在当前逆全球化大背景下，日美半导体材料企业供应存在巨大风险，因此材料端自主可控成为国际大趋势，光刻胶下游客户对供应链安全性的关注度大幅提升，将主动或被动的快速导入国产光刻胶，国内企业迎来高端光刻胶国产替代良机。

以史为鉴，全产业链自主可控进步加速国产化

01 | 日本光刻胶崛起复盘：上下游协同发展加速国产替代

日本在技术落后美国十余年背景下后发制人，成功崛起为龙头。从JSR企业发展历程可以看出，光刻胶产业于1950s左右跟随半导体产业起源于美国，随后在1960s半导体产业开始向日本转移，日本光刻胶产业开始兴起。从技术突破来看，美企于1980s已实现当时最先进的KrF光刻胶的研发，而日企直至1995年才实现KrF光刻胶的商业化，落后美企十余年左右，JSR企业却于1990s成功崛起反超美企，一跃成为全球龙头。

解读日本光刻胶产业崛起关键内在因素：上下游协同发展。（1）下游受益于半导体产业转移：下游家电的繁荣发展带动日本半导体行业需求，使得日本光刻胶和光刻机技术快速发展。（2）中游政策扶持加大研发，抓住KrF制程节点机会：技术与市场匹配，日本厂商打破IBM对KrF光刻胶的垄断时，恰逢半导体工艺节点逼近I线光刻极限。（3）上游设备光刻机与光刻胶协同发展：国内光刻机产业的崛起，带动了核心材料光刻胶的崛起。（4）牢牢把握上游原材料技术。尽管晶圆制造、光刻机两大引擎大幅流出日本，但上游光刻胶产业却依然保留在日本，日本仍以70%以上的市占率垄断着全球高端光刻胶市场，但凭借出口上游原料依然具备明显优势，可见牢牢掌握上游原材料技术，对于维护产品竞争力的作用至关重要。

02 | 下游：半导体+LCD产业转移，驱动配套光刻胶需求

3.2.1.半导体光刻胶：半导体产业持续转移，成熟制程扩产促光刻胶量价齐升

受益于半导体产业转移，我国半导体光刻胶需求市场增速超全球两倍。据TECHCET发布的统计和预测数据：2021年，半导体制造所需的光刻胶市场规模将同比增长11％，达到19亿美元，近五年CAGR为4.84%。当前，受益于半导体产业转移和分工,中国已是全球最大半导体消费国家，光刻胶作为半导体制造的核心材料之一，对半导体光刻胶的需求也不断增长。据美国半导体协会的数据显示，中国半导体光刻胶市场从2015年的1.3亿美元增长至2020年的3.5亿美元，近五年CAGR在21.9%，超过全球半导体光刻胶增速的两倍。

半导体需求结构持续变化：KrF和ArF占比及增量最大。KrF、ArF光刻胶对应的制程节点较为先进，市场需求增长迅速。从2020年市场占比来看，无论是全球还是国内市场，KrF光刻胶和ArF光刻胶都合计占有超70%的市场份额。从市场规模增量来看，KrF光刻胶和ArF光刻胶从2015年至2020年的市场规模增量均超过0.6亿美元，增量最大。预计未来KrF、ArF光刻胶将逐渐替代I线光刻胶并保持增长状态。

晶圆厂扩产是光刻胶用量增长主要推动力之一。根据SEMI发布的《200mm晶圆厂展望报告》显示，从2020年初到2024年底，全球半导体制造商有望将8英寸（200mm）晶圆厂产能提高21%，相当于120万片，达到每月690万片的历史新高。其中2022年Foundry将占全球晶圆厂产能的50%以上，其次是模拟占19%，离散/功率占12%。从地区来看，中国将在2022年以21%的份额在200mm产能方面领先世界，其次是日本占16%，中国台湾地区和欧洲/中东各占15%。

光刻次数提升是光刻胶用量增长主要推动力之二。随着逻辑制程缩减，IC技术节点减小翻倍提升光刻次数，高分辨率IC光刻胶消耗量增加。根据TrendBank统计，在0.13μm节点以下，KrF光刻层数和ArF光刻胶层数（包含浸没式和干式）均大幅度增加，尤其在55nm以下节点，ArF浸没式光刻胶层数更是呈现翻倍式提升。目前国内晶圆制造处于成熟制程阶段（28nm及以上节点），高分辨率IC光刻胶需求主要集中在KrF光刻胶产品上，未来随着终端产品的迭代升级，我国晶圆代工制程向28nm-90nm节点集中，且头部本土芯片制造商战略性突破14nm、7nm、5nm节点，届时ArF光刻胶实际用量将会激增。

3.2.2.LCD光刻胶：全球LCD产能不断向国内转移，带动光刻胶需求提升

全球LCD产能不断向国内转移，带动光刻胶需求提升。随着全球LCD市场逐渐向中国转移，自2016年以来，中国大陆LCD光刻胶市场呈现井喷式发展，2017-2021年复合增速达28%，远超2016年至2020年全球LCD光刻胶市场6.84%的年复合增长率。进入2022年以来，LCD市场发展首次陷入停滞，材料市场受到影响，2022年市场需求量和市场规模与2021年略微下降。

LCD光刻胶行业将持续受益于LCD电视屏幕大尺寸化。近年来LCD电视平均尺寸持续扩大，2021年全球电视平均尺寸达到49英寸，同比增长2英寸；到2022年，液晶电视LCD平均尺寸将达到49.7英寸。屏幕的大尺寸顺应消费升级的新趋势，已成为LCD电视的主流发展方向，并推动上游光刻胶市场需求的持续增加。

新增高世代线面板产能持续促进面板光刻胶需求。随着全球高世代线陆续投产，面板出货面积有所增长，对上游面板光刻胶需求稳定增长，全球2015年面板光刻胶市场规模突破19.57亿美元，假设复合增速约为4%，则全球光刻胶预计2020年将达到23.7亿美元，2016年我国面板产能占全球比重为26%，随着京东方等十数家国产厂商扩产项目陆续投产，预计2020年我国面板产能占比有望提升至42%以上，则整体国内市场规模有望达到10.2亿美元约66.3亿元，复合增速25%。

3.2.3.PCB光刻胶：受益于我国PCB产值稳步提升

PCB光刻胶受益于中国PCB产业景气度持续提升。1990年以前，全球PCB市场由欧美日主导，我国主要依赖进口。1990年之后，PCB产业开始向亚洲转移，我国以大内需市场和低廉生产成本承接了大量PCB产能投资，根据Prismark的数据，中国大陆PCB市场规模占比从2016年的50%波动上升至2021年的接近55%，已成为全球最大PCB生产国。受益于下游产业转移，在全球PCB光刻胶市场中，中国占据主导地位，2019年的市场份额达93.35%，未来持续受益于我国PCB产值的提升。

03 | 中游：政策持续利好，国内光刻胶企业进入国产替代加速阶段

3.3.1.下游客户加速导入，国内企业进入高端光刻胶规模量产阶段

下游客户加速导入，国内企业进入高端光刻胶规模量产阶段。尽管我国光刻胶领域与具备几十年半导体产业经验的美日韩企业仍存在不小的差距，但国内优秀企业仍在积极投入研发，做足纵深，致力于将国产光刻胶由低端走向高端。目前国内晶圆厂等下游客户正在加速导入国产高端半导体光刻胶，实际认证已经开始进入到量产和规模出货的阶段，在中高端半导体光刻胶方面有了很大突破，例如：

华懋科技：子公司徐州博康产品涵盖半导体的I线、ArF、KrF及电子束光刻胶及上游单体、树脂、光引发剂等领域，且相关技术和工艺不断突破。在ArF光刻胶领域，有23款处于研发改进阶段；2022年上半年，形成销售的ArF光刻胶有2款。在ArF光刻胶领域，有23款处于研发改进阶段；2022年上半年，形成销售的KrF光刻胶有13款。I线光刻胶有15款处于研发改进阶段，2022年上半年，形成销售的I线光刻胶有9款。除此之外，徐州博康已研发60多款光刻胶单体、50多款光刻胶树脂以及超过100款的光引发剂。

彤程新材：KrF和I线光刻胶是子公司北京科华目前的核心光刻胶产品，其中，G线、I线光刻胶已实现量产供货，I线光刻胶能提供0.3μm以上产品，KrF光刻胶能提供0.11μm以上产品。实现了普通I线光刻胶，高分辨I线光刻胶，化学放大型I线光刻胶，普通KrF光刻胶，高分辨KrF光刻胶，KrF负性光刻胶，厚膜KrF光刻胶等产品大批量稳定供货（8-12英寸产线）。ArF高端光刻胶研发平台建设项目”预计于2023年末建设完成，且与中科院联合承担的国家02专项EUV光刻胶项目已通过国家验收。公司拥有中高档光刻胶生产基地，分别有百吨级环化橡胶系紫外负性光刻胶和千吨级负性光刻胶配套试剂生产线、G/I线正胶生产线（500吨/年）和正胶配套试剂生产线（1000吨/年）、百吨级248nm光刻胶生产线。

晶瑞电材：子公司苏州瑞红产品主要应用于半导体及显示面板领域。目前已拥有负型光刻胶系列、宽谱正胶系列、G线系列、I线光刻胶系列、KrF光刻胶系列等数十个型号产品。其中，紫外负型光刻胶和宽谱正胶及部分G线等高端产品已规模供应市场数十年；I线光刻胶已向国内中芯国际、合肥长鑫等知名大尺寸半导体厂商供货；高端KrF光刻胶已完成中试，KrF光刻胶生产及测试线目前已经基本建成，争取今年批量供货；ArF高端光刻胶研发工作已启动，已完成光刻机、匀胶显影机、扫描电镜、台阶仪等设备购置，研发工作正在有序开展中。

南大光电：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，成为通过产品验证的第一家国产ArF光刻胶企业。南大光电的ArF光刻胶可达90nm-14nm的集成电路工艺节点，ArF光刻胶产品正在多家下游客户处进行验证，已分别通过一家存储芯片制造企业的50nm闪存平台和一家逻辑芯片制造企业55nm技术节点上验证。同时其在今年透露，ArF光刻胶有小批量订单，尚未规模量产。公司目前已建成25吨产能的ArF光刻胶生产线。

上海新阳：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。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。目前，公司EUV光刻胶基本的研发工作正在进行中；ArF、ArF-i、ArF浸没式光刻胶进入样品测试阶段；KrF光刻胶已有订单客户超3家。

3.3.2国家利好政策持续出台，开启光刻胶发展新机遇

光刻胶是应用于半导体行业的关键原材料，并且作为“卡脖子”材料，一直是中国重点鼓励发展的电子专用材料制造产业，也是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性和基础性产业。从集成电路行业起步阶段至今，光刻胶行业持续获得国家围绕“实现技术突破、加快产业化进程”等方向的先后多项优惠政策和鼓励措施的支持。国家层面先后引发《新材料关键技术产业化实施方案》、《国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》等鼓励性、支持性政策，推动我国半导体材料产业的集聚和发展。

04 | 上游：原料和设备被外企垄断，部分企业自主可控进步

3.4.1上游核心原材料被外企垄断，国内部分企业有所突破

国内半导体光刻胶原料生产企业逐渐向全品类布局。国内光刻胶原料生产领域尚处于起步阶段，呈现出产品分布不均衡，产品覆盖面窄的特征，但已经实现从无到有，并逐渐向全品类发展。彤程新材、圣泉集团以及台湾安智电子材料等企业完成了半导体光刻胶树脂的布局；强力新材、久日新材等企业已经完成了半导体光刻胶光引发剂的布局。

3.4.2上游设备：国内光刻机龙头突破90nm研发

国内光刻机龙头上海微电子已突破90nm光刻机，研发28nm中。光刻机成本高昂，占高端光刻胶项目成本份额达30%。我国高端光刻机几乎依赖进口。目前，国内光刻机企业中取得重要突破的企业主要是上海微电子。2018年，公司最先进的SSA600系列光刻机项目通过正式验收，能够用于90nm制程的芯片制造；而更先进的国产首台28nm光刻极已经进入研发尾声，技术检测和认证已经完成，客户验证有望逐步开展，未来有望打破国外垄断。

光刻胶企业不断购入二手高端光刻机设备。目前国内头部光刻胶生产企业中，在已有3家成功购入ASML光刻机二手设备，用于研发ArF高端光刻胶，光刻胶光刻机协同有望突破相关高端光刻胶技术壁垒。

光刻机培育周期为2-4年，预计不久将与光刻胶技术协同发展。从技术培育周期来看，荷兰及日本的光刻机技术培育周期在2~4年，比光刻胶制造技术的培育周期（8~10年）短。预计未来不久我国光刻机技术水平将会与光刻胶中游制造技术水平持平；届时将满足光刻机与光刻胶技术协同发展这一要素。

关注具备先发优势及一体化优势企业

01 | 行业竞争逻辑1：以史为鉴，行业高价值高壁垒凸显先发优势

全球龙头为鉴，行业高价值高壁垒凸显先发优势。经前文分析光刻胶行业是下游半导体、LCD及PCB行业关键原材料，且在半导体成本中占比较低，约4%，成本不敏感；而且行业具备技术壁垒、设备壁垒、客户壁垒、原材料壁垒等四大高壁垒，而且技术壁垒中配方研究需时间沉淀，需要切入下游客户，实验室与量产之间存在差距，耗时较长，需提前布局，不存在弯道超车，因此企业先发优势明显。并且通过梳理日本光刻胶市场发展历史，发现率先切入行业，并具备技术上、客户端以及产能和产品线先发优势的企业竞争优势明显，并保持垄断地位数年。

02 | 行业竞争逻辑2：供应链安全逻辑凸显上下游一体化优势

原料树脂在G线/I线水平，是全产业链最薄弱环节。首先我国光刻胶下游半导体工业设计已进入全球第一梯队，需要更加先进的ArF及EUV光刻胶，满足下游市场与技术匹配这一成功要素。其次，我国光刻胶及光刻机制造技术分别处于ArF和KrF水平。但是，我国光刻胶上游原材料树脂技术尚停留在G线/I线水平，是光刻胶全产业链最薄弱环节，这一要素的缺失将导致我国光刻胶产业时刻面临“卡脖子”风险。

原料技术培育周期是全产业链最长，布局上下游一体化企业优势明显。预计未来不久我国光刻机技术水平将会与光刻胶中游制造技术水平持平；届时将满足光刻机与光刻胶技术协同发展这一要素。上游原材料技术培育周期长达8~12年，远不能满足把握上游原材料技术这一最关键要素。因此，国内提前布局上下游一体化的企业优势明显。

03 | 重点公司对比

半导体光刻胶企业对比。华懋科技、彤程新材、晶瑞电材、南大光电和上海新阳是我国布局或量产半导体光刻胶的企业。由于光刻胶属于高技术产业，从产品技术分布看，晶瑞电材拥有：负型光刻胶系列、宽谱正胶系列、G线系列、I线光刻胶系列、KrF光刻胶系列等数十个型号产品。从产能看，彤程新材公司全部投产后，光刻胶产能达6000吨。从光刻机数量看，彤程新材是国内唯一拥有荷兰ASML曝光机的光刻胶公司。从产业链布局来看，华懋科技是国内唯一一家拥有完备的光刻胶自供应链（单体+树脂+光酸+光刻胶），可以完全实现由初始原料到成品胶的自主化生产的企业。

来源：博授堂新材料、东方财富证券 

作者：周旭辉

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