為什么說光刻膠對中國半導(dǎo)體至關(guān)重要？

來源: 億歐網(wǎng)，作者：錢漪

關(guān)鍵半導(dǎo)體材料自主研發(fā)，前途光明但道路曲折。

全行業(yè)“缺芯”，缺的到底是什么？

高盛報告指出，全球有多達(dá)169個行業(yè)不同程度地受到芯片短缺的影響。

“缺芯”已然成為老生常談。在全球疫情嚴(yán)峻導(dǎo)致產(chǎn)能利用率不足、中美貿(mào)易摩擦加劇，疊加自然災(zāi)害導(dǎo)致芯片交期延長等因素影響下，芯片短缺的困境并未得到紓解，反有蔓延至各大電子制造業(yè)的趨勢。

產(chǎn)能不足的問題也從晶圓制造傳導(dǎo)至上游原材料和設(shè)備、下游封裝測試，乃至整個半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)鏈。

而產(chǎn)能不足的背后，實際反映了先進(jìn)及成熟半導(dǎo)體制程產(chǎn)能集中在少數(shù)企業(yè)的問題。

據(jù)IC Insights數(shù)據(jù)，全球前十大晶圓廠產(chǎn)能集中度由2009年的54％提升至2020年的70％，前二十五大晶圓廠產(chǎn)能集中度由2009年的78％提升到了2020年的89％。

除了晶圓制造環(huán)節(jié)，半導(dǎo)體原材料和設(shè)備的國產(chǎn)化進(jìn)程同樣決定了產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控程度，只有不斷減少產(chǎn)業(yè)配套的對外依賴度，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的安全性才能獲得切實保障。

2014年6月，國務(wù)院發(fā)布的《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)推進(jìn)綱要》指出，集成電路產(chǎn)業(yè)一直是我國的“卡脖子”問題之一，其中核心耗材半導(dǎo)體光刻膠等產(chǎn)品領(lǐng)域存在明顯“受制于人”的問題。

據(jù)公開資料顯示，中國在包括光刻膠、CMP拋光材料、濺射靶材等在內(nèi)的半導(dǎo)體制造材料上，對外依存度達(dá)80％以上，在封裝基板、電鍍液、超純試劑等材料領(lǐng)域則僅實現(xiàn)一小部分國產(chǎn)替代。

光刻膠是集成電路最核心的材料之一，其質(zhì)量和性能與電子器件良品率、器件性能以及器件可靠性直接相關(guān)。

由此，光刻膠行業(yè)具有極高的技術(shù)、資金和客戶壁壘，長期呈現(xiàn)寡頭壟斷的局面。SEMI數(shù)據(jù)顯示，2020年，全球光刻膠市場規(guī)模達(dá)87億美元，前五大廠商占據(jù)了將近90％的市場份額，行業(yè)集中度極高。

從用途來看，光刻膠主要分為半導(dǎo)體用光刻膠、平板顯示用光刻膠，以及印刷電路板用光刻膠，其中技術(shù)門檻最高的當(dāng)屬用于半導(dǎo)體的光刻膠，其國產(chǎn)化進(jìn)程也相對較慢。

按技術(shù)門檻區(qū)分，半導(dǎo)體用光刻膠產(chǎn)品由低端到高端可以分為g線、i線、KrF、ArF和EUV光刻膠。目前，中國大陸僅實現(xiàn)了KrF光刻膠的量產(chǎn)，ArF光刻膠產(chǎn)品仍處于客戶驗證階段或量產(chǎn)供貨前期，而在被美日企業(yè)壟斷的高端EUV光刻膠領(lǐng)域的技術(shù)儲備幾乎空白。

2021年，日本福島地震導(dǎo)致光刻膠龍頭企業(yè)信越化學(xué)的產(chǎn)能受限，對部分晶圓廠停止供貨，在全球新增晶圓廠對光刻膠需求旺盛的背景下，光刻膠供應(yīng)的緊張態(tài)勢加劇。

與此同時，晶圓制造材料市場規(guī)模穩(wěn)步提升，中國大陸市場增速居全球前列。據(jù)SEMI預(yù)測，2021年全球半導(dǎo)體光刻膠及其配套試劑的總體市場規(guī)模占比將達(dá)12．9％，僅次于硅片和電子特氣。中國大陸市場方面，彤程新材（SH：603650）數(shù)據(jù)顯示，2025年國內(nèi)半導(dǎo)體光刻膠市場規(guī)模有望達(dá)到100億元。

需求端方面，半導(dǎo)體材料的國產(chǎn)化推進(jìn)也存在諸多利好。

一方面，新建晶圓廠產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)張勢必將拉動上游半導(dǎo)體材料需求量，也是光刻膠需求增長的核心驅(qū)動力；另一方面，隨著智能汽車、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，汽車、5G手機(jī)等領(lǐng)域有望成為驅(qū)動半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)一步增長的重要動力。

在承接全球第三次產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)移的趨勢下，中國半導(dǎo)體國產(chǎn)化替代進(jìn)度不斷加快，國產(chǎn)半導(dǎo)體材料和設(shè)備各環(huán)節(jié)的技術(shù)突破也逐步加速。

在半導(dǎo)體光刻膠細(xì)分品類中，g線／i線低端光刻膠是目前國產(chǎn)化程度較高的品類，國產(chǎn)化率達(dá)20％以上；KrF被認(rèn)為是國內(nèi)未來增速最快的細(xì)分品類，國產(chǎn)化率不足5％，主要企業(yè)有如彤程新材子公司北京科華，其已實現(xiàn)KrF量產(chǎn)供貨，KrF光刻膠產(chǎn)線年產(chǎn)能為100噸。

據(jù)公開資料顯示，目前，高端光刻膠ArF光刻膠通過客戶驗證的只有南大光電（SZ：300346），同時已建成年產(chǎn)25噸產(chǎn)業(yè)化基地。

2021年7月，南大光電公告稱，公司承擔(dān)的國家02專項ArF光刻膠項目通過驗收，這種光刻膠可用于90nm－14nm甚至7nm技術(shù)節(jié)點的集成電路制造工藝。

除彤程新材和南大光電以外，晶瑞電材（SZ：300655）也擁有達(dá)到國際先進(jìn)水平的光刻膠工廠，其產(chǎn)品已向中芯國際、揚杰科技等公司供貨，目前i線光刻膠年產(chǎn)能100噸，KrF光刻膠產(chǎn)品進(jìn)入客戶驗證階段，ArF光刻膠產(chǎn)品也在加緊研發(fā)中。

此外，2021年6月，上海新陽自主研發(fā)的KrF厚膜光刻膠產(chǎn)品已通過客戶認(rèn)證，處于中試結(jié)束到客戶驗證階段，預(yù)計于2022年實現(xiàn)量產(chǎn)，并進(jìn)一步研發(fā)ArF光刻膠產(chǎn)品。

只有當(dāng)國產(chǎn)半導(dǎo)體光刻膠企業(yè)從研發(fā)、中試，逐步實現(xiàn)產(chǎn)品導(dǎo)入、通過客戶驗證、量產(chǎn)供貨，才能進(jìn)入業(yè)務(wù)發(fā)展的正向循環(huán)，方能夠有充裕資金投入高端產(chǎn)品的自主研發(fā)，以期突破國外企業(yè)的專利技術(shù)封鎖。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈垂直分工的格局決定了要想持續(xù)推進(jìn)中國半導(dǎo)體事業(yè)，不僅需要細(xì)分配套環(huán)節(jié)的尖端技術(shù)逐個擊破，更需要全產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)齊頭并進(jìn)。