近日據媒體報道,由于KrF光刻膠產能受限以及全球晶圓廠積極擴產等,占據全球光刻膠市場份額超兩成的日本供應商信越化學已經向中國大陸多家一線晶圓廠限制供貨KrF光刻膠,且已通知更小規(guī)模晶圓廠停止供貨KrF光刻膠。
據悉,信越化學之所以停止供貨部分晶圓廠KrF光刻膠,與2月份日本福島東部海域發(fā)生7.3級地震有莫大關聯(lián)。地震導致信越化學KrF光刻膠產線受到很大程度的破壞,至今尚未完全恢復生產。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,中國大陸多家晶圓廠正在加速驗證導入本土廠商的KrF光刻膠。
日本企業(yè)壟斷光刻膠市場
光刻工藝約占整個芯片制造成本的 35%,耗時占整個芯片工藝的 40-50%,是半導體制造中最核心的工藝。而光刻膠則是光刻過程的關鍵耗材,一般由由感光樹脂(聚合劑)、增感劑(光引發(fā)劑)、溶劑與助劑構成。光刻膠的質量和性能對光刻工藝有著重要影響,因其技術壁壘高而長期被海外大廠所主導,是半導體國產化的一道大坎。

(圖自方正證券)
去年日本斷供韓國光刻膠事件,就讓世界意識到日本在光刻膠領域的地位。目前全球光刻膠主要企業(yè)有日本合成橡膠(JSR)、東京應化(TOK)、住友化學、信越化學、羅門哈斯等,市場集中度非常高,所占市場份額超過85%,在高端EUV光刻膠上甚至占比達95%以上。

?。▓D自方正證券)
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(yè)每次采購的光刻膠量約在100kg,近期由于原材料短缺,每期只能采購到10kg-20kg,價格方面也隨之水漲船高。其中,光刻膠關鍵材料稀釋劑從4月份價格提高50%,這也進一步傳導至光刻膠價格上漲。
再加之,由于全球晶圓代工產能不足,產能擴充一直在進行中,光刻膠市場需求也在保持穩(wěn)定增長,但實際產能開出并沒有與晶圓廠形成匹配。
光刻膠的種類
光刻膠經過幾十年不斷的發(fā)展和進步,應用領域不斷擴大,衍生出非常多的種類,根據應用領域,光刻膠可分為半導體光刻膠、 平板顯示光刻膠和 PCB 光刻膠,其技術壁壘依次降低。
相應地,PCB 光刻膠是目前國產替代進度最快的,LCD 光刻膠替代進度相對較快,半導體光刻膠目前國產技術較國外先進技術差距最大。

光刻膠按下游應用分類(圖自方正證券)
根據化學反應機理,光刻膠可分為負性光刻膠和正性光刻膠兩類。二者在 PCB、面板、半導體中都有廣泛應用,但是 ArF 光刻膠和 EUV 光刻膠基本都是正膠。
由于負性光刻膠顯影時易變形和膨脹,分辨率通常只能達到 2 微米,因此正性光刻膠的應用更為普及。

正性光刻膠與負性光刻膠參數(shù)(圖自方正證券)

正性光刻膠與負性光刻膠光刻對比(圖自國盛證券)
據介紹,隨著芯片跨入納米級,半導體光刻膠的波長也在不斷縮短,已經由紫外寬譜逐步發(fā)展到g線(436nm)、i線(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)、ArF Immersion 浸潤式,以及最先進的EUV(<13.5nm)線水平。光刻膠波長越短,研發(fā)難度越大,適應工藝越先進,EUV光刻膠、ArF光刻膠、KrF光刻膠均為高端光刻膠產品。

國內光刻膠公司有哪些?
今年以來,除了臺積電、三星、英特爾、聯(lián)電等晶圓廠積極擴產外,中芯國際、華虹宏力、廣州粵芯等多家本土晶圓廠積極擴產和產能釋放,這也就導致國內光刻膠需求量遠大于本土產量,且差額逐年擴大,尤其是在高端KrF、ArF等半導體光刻膠。
然而,截至目前,國內能夠批量供應KrF、ArF光刻膠的廠商卻為數(shù)不多。根據SEMI數(shù)據,日本幾大廠商在g線/i線、KrF、ArF膠市場中市占率分別為61%、80%、93%,而國內g線/i線自給率約為20%,KrF光刻膠的自給率不足5%,12寸硅片的ArF光刻膠目前尚無國內企業(yè)可以大規(guī)模生產。
大基金二期已經明確主要投資的領域為半導體制造設備領域和半導體材料領域。在半導體材料方面,重點關注大硅片、光刻膠、掩膜板、電子特氣等領域。當前國內主要的光刻膠生產商有:
容大感光:公司的光刻膠產品主要包括紫外線正膠、紫外線負膠兩大類產品以及稀釋劑、顯影液、剝離液等配套化學品,主要應用于集成電路、平板顯示、發(fā)光二極管制造等領域。
雅克科技:公司光刻工藝中所涉及到的電子化學品,包括稀釋劑、顯影液、漂洗液、剝離液等,光刻膠配套試劑與光刻膠配套使用。
彤程新材:走在前列,其ArF光刻膠已經量產,KrF光刻膠尚在研發(fā)過程中。股價自去年一波大炒后也未出現(xiàn)明顯下跌,也是資金認可的體現(xiàn),本周連陽回升,已有資金開始著手布局。
上海新陽:主攻KrF和干法ArF光刻膠,目前已進入產能建設階段。去年大漲讓人印象深刻,如今幾乎跌回原點,調整較為充分,今天也是底部出長陽,再給些時間消化下降趨勢的壓力后,將會有更好表現(xiàn)。
南大光電:子公司寧波南大光電自主研發(fā)的ArF光刻膠已通過客戶認證。
晶瑞股份:KrF光刻膠已經完成中試,正進入客戶測試階段,ArF光刻膠尚在研發(fā)過程中。今天晶瑞股份沖高18%,直接創(chuàng)下了去年10月以來的高點,而且在兩個月前已經完成扭轉趨勢,現(xiàn)在已經在上升趨勢中了,有回調就是機會。
今年初,晶瑞股份曾購買ASMLXT 1900 Gi型ArF浸入式(DUV)光刻機一臺,用于高端光刻膠研發(fā),相關閱讀:《蘇州企業(yè)千萬美元購得ASML光刻機,卻不用來造芯片》
日本14種材料均占逾50%的市場份額
事實上,作為全球最主要的半導體材料輸出國,日本擁有絕對地位的半導體材料品種不只有光刻膠。在一份廣發(fā)證券2014年的研究報告中統(tǒng)計:
生產半導體芯片需要 19 種必須的材料,缺一不可,且大多數(shù)材料具備極高的技術壁壘;而日本企業(yè)在硅晶圓、合成半導體晶圓、光罩、光刻膠、藥業(yè)、靶材料、保護涂膜、引線架、陶瓷板、塑料板、 TAB、 COF、焊線、封裝材料等 14 中重要材料方面均占有 50%及以上的份額。
其中,日本國內更是有著三家世界級半導體材料龍頭企業(yè)。
第一家就是上文提到的信越化學,是全球最大的半導體硅片供應商,占據全球半導體硅片市場中27%的份額。光刻膠他們也在做,主要切入點是KrF和ArF,EUV光刻膠也在開發(fā),在中國大陸有不少FAB廠客戶;
第二家是凸版印刷株式會社,全球最大的光罩生產商,占據全球超過30%的光罩市場份額;
第三家是日本合成橡膠公司,全球最大、技術是最領先的光刻膠生產商,其生產的氟化氬光刻膠占據全球40%以上的市場份額。Intel、三星和臺積電都是JSR核心客戶,I-line、KrF、ArF、EUV光刻膠產品全覆蓋。
最后附上一張日本半導體材料的市場份額:


