电子设备行业专题研究：断供风险加剧，高端光刻胶迎国产化良机

行业研究 光刻胶行业深度研究 证券研究报告 / 电子设备行业专题研究 断供风险加剧，高端光刻胶迎国产化良机 2022年12月27日 / 【投资要点】 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，承担“图形转移”重任。光刻胶种类繁多，专用性强。光刻的线宽极限和精度决定了集成电路的集成度、可靠性和成本，因此摩尔定律推动光刻胶技术不断加速迭代。同时光刻胶行业具备技术、客户、设备及原料四大高壁垒。 光刻胶市场不断扩容，高端光刻胶亟需国产替代。随着下游半导体、LCD和PCB三大领域的高速发展，Reportlinker数据预计光刻胶市场亦将持续扩容，2022年有望超百亿。我国光刻胶产品以中低端为主，技术难度较高的半导体领域的KrF、ArF光刻胶则几乎全部依赖进口，被日美垄断，亟需国产替代。 以史为鉴产业链协同是关键，全产业链自主可控进步加速国产化。复盘日本光刻胶产业崛起关键因素为上下游协同发展，对比我国光刻胶产业全产业链自主可控不断突破：1）下游伴随半导体和LCD产业不断向国内转移，驱动配套光刻胶需求提升。2）中游政策不断利好，国内企业进入高端光刻胶量产和规模出货阶段，国产化加速。3）上游原料和设备虽然被外企垄断，但国内部分企业积极投入研发，已有所突破，全产业链自主可控进步将加速光刻胶国产替代。 外企断供风险加剧，高端光刻胶迎来国产发展良机。今年11月份市场有消息称美国杜邦、陶氏、德国AZ、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，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。 【配置建议】 行业投资策略上我们建议关注：（1）光刻胶研发突破；（2）光刻胶品类扩展；（3）光刻胶产能规划；（4）光刻胶原材料自主可控进展； （5）光刻机突破情况。 建议关注标的：推荐关注具备先发优势和产业链一体化优势的企业：华懋科技，彤程新材，晶瑞电材，南大光电，上海新阳 【风险提示】 技术突破不及预期 客户进展不及预期 政策风险超预期 挖掘价值投资成长 强于大市（维持） 东方财富证券研究所 证券分析师：周旭辉 证书编号：S1160521050001 联系人：刘琦 电话：021-23586475 相对指数表现 0.84% -7.54% -15.93% -24.32%12/272/274/276/278/2710/2712/27 -32.70% -41.09% 电子设备沪深300 相关研究 《PCB板块复盘：成本压力缓解，盈利修复显现》 2022.12.05 《光学光电子系列报告之三：MiniLED正逢其时，车载、商显双轮驱动》 2022.12.01 《新能源提效在即，碳化硅优势显现开启全新增长极》 2022.11.15 《MiniLED日趋成熟，或迎加速发展期》 2022.11.07 《光学光电子系列报告之二：电子纸产业逆势成长，产业应用格局已打开》 2022.10.19 2017 正文目录 1.光刻胶是晶圆制造重要材料，行业壁垒高4 1.1.构成：树脂、添加剂、光引发剂和溶剂是光刻胶主要原料4 1.2.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5 1.3.发展历程：摩尔定律推动光刻胶加速迭代8 1.4.行业壁垒：技术、客户、设备及原料四大高壁垒10 2.光刻胶市场不断扩容，高端光刻胶亟需国产替代14 2.1.下游三大领域共促发展，2022年国内光刻胶市场有望超百亿14 2.2.国内市场被日美垄断，高端市场亟需国产化17 2.3.外企断供风险加剧，高端光刻胶迎国产化良机21 3.以史为鉴，全产业链自主可控进步加速国产化22 3.1.日本光刻胶崛起复盘：上下游协同发展加速国产替代22 3.2.下游：半导体+LCD产业转移，驱动配套光刻胶需求23 3.3.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26 3.4.上游：原料和设备被外企垄断，部分企业自主可控进步29 4.关注具备先发优势及一体化优势企业31 4.1.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31 4.2.行业竞争逻辑2：供应链安全逻辑凸显上下游一体化优势31 4.3.重点公司对比32 4.4.行业投资策略33 图表目录 图表1：光刻胶上下游产业链4 图表2：光刻胶组成4 图表3：光刻胶性能评估5 图表4：集成电路和刻蚀工艺流程6 图表5：光刻胶分类7 图表6：正性、负性光刻胶反应原理7 图表7：主要的光刻胶体系8 图表8：摩尔定律9 图表9：集成电路的微观结构9 图表10：IC集成度与光刻技术发展历程9 图表11：光刻胶产业具备四大高壁垒：技术、客户、设备及原料壁垒10 图表12：光刻胶生产工艺流程11 图表13：光刻胶产品验证周期11 图表14：半导体光刻工艺流程示意图11 图表15：设备及安装费占总投资额比重12 图表16：光刻机占设备及安装费比重12 图表17：2019年全球光刻机市场竞争格局12 图表18：2017-2021年中国光刻机行业进出口总额及贸易逆差/亿美元12 图表19：全球光刻胶原材料主要企业分布情况13 图表20：PCB、LCD光刻胶原料企业分布13 图表21：光刻胶原料（单体、溶剂）主要企业分布13 图表22：半导体光刻胶原料企业分布13 图表23：2019年全球光刻胶市场格局14 图表24：全球半导体光刻胶占比不断提升14 图表25：光刻是半导体制造三大核心工艺之一15 图表26：光刻成本占比达30%15 2017 图表27：光刻胶及其配套产品占半导体产值约12%15 图表28：LCD彩色滤光片制作示意图16 图表29：PCB光刻胶作用原理示意图16 图表30：2020-2026年全球光刻胶市场规模（亿美元）17 图表31：2020-2026年中国光刻胶市场规模（亿元）17 图表32：全球光刻胶市场份额17 图表33：全球半导体光刻胶细分市场份额17 图表34：2020年我国光刻胶市场份额18 图表35：我国国产光刻胶产值份额（按应用分类）18 图表36：2020年中国光刻胶行业国产化进程18 图表37：2020年中国半导体光刻胶行业国产化进程19 图表38：2020年中国LCD光刻胶行业国产化进程19 图表39：2020年中国LCD光刻胶生产企业情况20 图表40：2020年中国PCB光刻胶行业国产化进程20 图表41：2020年中国PCB光刻胶生产企业情况21 图表42：东京应化发展历史22 图表43：全球半导体光刻胶规模（亿美元）23 图表44：中国半导体光刻胶市场规模（亿美元）23 图表45：2020年全球及我国半导体光刻胶市场结构23 图表46：中国半导体光刻胶市场规模（亿元）23 图表47：全球各地区200mm晶圆厂数量（座）24 图表48：全球12寸晶圆产能24 图表49：国内不同技术节点下光刻工艺层数分布（层）24 图表50：全球LCDTV出货平均尺寸变化25 图表51：TFT-LCD出货面积（百万平方米）25 图表52：2019年全球PCB光刻胶市场竞争格局26 图表53：中国PCB产值占比不断提升26 图表54：截至2022年12月中国高端半导体光刻胶企业及产能27 图表55：截止2021年光刻胶行业国家重点政策27 图表56：2020年我国半导体光刻胶原材料企业及产能29 图表57：国内光刻胶生产企业购入高端光刻机情况30 图表58：上海微电子产品介绍30 图表59：国内外光刻胶产业链技术水平对比31 图表60：国内半导体光刻胶重点厂商对比32 1.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。 图表1：光刻胶上下游产业链 上游 树脂 光引发剂等 溶剂 单体 助剂等其他原料 中游 半导体光刻胶G线光刻胶、I线光刻胶、KrF光刻胶ArF光刻胶、EUV光刻胶 LCD光刻胶 彩色光刻胶、黑色光刻胶触摸屏光刻胶、TFT-LCD光刻胶 下游 半导体 LCD PCB 微电子机械系统 其他领域 PCB光刻胶 干膜光刻胶、湿膜光刻胶、阻焊油墨 资料来源：中商情报网，东方财富证券研究所 1.1.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 图表2：光刻胶组成 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。 原料 主要作用 成本占比 用量占比 树脂 惰性聚合物，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 50% 10%-40% 添加剂 （包括单体、助剂等） 控制和改变光刻材料的特定化学性质或光响应特性35%<1% 1%-6% 15% 光引发剂 光敏成分，发生光化学反应 （包括感光剂、光致产酸剂等） 使光刻胶具有流动性，易挥发，对于光刻胶的化学性质几 溶剂 乎没有影响 50-90% 2017 资料来源：晶瑞电材微信公众号，前瞻产业研究院，东方财富证券研究所 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。 图表3：光刻胶性能评估 区别硅片表面相邻图形特征的能力，一般用关键尺寸(CD,CriticalDimension)来衡量分辨率。形成的关 分辨率 键尺寸越小，光刻胶的分辨率越好。 含义 性能指标 对比度 对比度是指光刻胶区分曝光区与未曝光区能力的大小。光刻胶的对比度越高，越有益于获得高分辨的图形且垂直度越高。 灵敏度是指单位面积上使光刻胶全部发生反应产生良好图形的最小入射光能量或最小电荷量。对于高 灵敏度 能量密度的DUV和EUV技术来说，灵敏度尤为重要。 粘度能表明光刻胶（流体状态）的流动性。粘度低，流动性好，易于匀胶涂膜，但是粘度太低不利于 粘度 涂覆相对较厚的薄膜。此外，光刻胶薄膜的厚度也会影响其分辨率的高低。 表征光刻胶粘着于衬底的强度。光刻胶的粘附性不足会导致硅片表面的图形变形。光刻胶的粘附性必 粘附性 须经受住后续工艺(刻蚀、离子注入等)。 抗蚀性 抗蚀性是光刻胶在下游的刻蚀工艺中对热源、pH值和离子轰击等外部因素的抵抗能力的大小。材料越稳定，抗刻蚀能力越高。 2017 液体中将表面分子拉向液体主体内的分子间吸引力。光刻胶应该具有比较小的表面张力，使光刻胶具 表面张力 有良好的流动性和覆盖。 资料来源：《先进