基础化工行业周报：PSPI材料性能优异，国产替代空间广阔

本周（9月18日-9月22日）行情回顾 新材料指数下跌0.89%，表现弱于创业板指。半导体材料跌2.58%，OLED材料跌1.37%，液晶显示跌0.78%，尾气治理涨0.46%，添加剂涨1.31%，碳纤维跌0.67%，膜材料涨0.22%。涨幅前五为东来技术、新纶新材、安集科技、裕兴股份、扬帆新材；跌幅前五为凯美特气、瑞丰新材、南大光电、容大感光、强力新材。 新材料周观察：PSPI材料性能优异，国产替代空间广阔 光敏聚酰亚胺（PSPI）是一种对高能辐射如紫外光、α-射线、X-射线等敏感的一类聚酰亚胺材料，具有优异的绝缘性能、耐辐射、耐高温、高强度，且可在紫外光等高能辐射照射下自发实现图案化。PSPI在电子领域主要有光刻胶及电子封装两大作用，被广泛地应用于集成电路和绝缘隔层、表面钝化层及离子注入掩膜等。根据QYResearch数据，2022年全球PSPI市场规模达到了21亿元，预计2029年将达到120亿元，年复合增长率27.5%。PSPI的生产技术与市场主要由美国及日本企业所掌控和垄断，全球PSPI生产企业主要包括HDM公司、东丽Toray、富士胶片等企业。国内PSPI产业呈现“进口依赖度高、产业规模小、且产品多集中在中低端领域”等特点。中国PSPI市场存在较高的进口替代空间，在微电子、芯片等产业快速发展背景下，PSPI市场需求将持续攀升。目前国内PSPI行业已有多家企业布局。鼎龙股份是国内唯一一家PSPI产品在下游面板客户验证通过的企业，现有PSPI产能200吨/年，在2023年Q1实现PSPI产品销售收入同比增长85.11%。公司仙桃产业园年产1000吨PSPI项目也即将建成投产。国风新材与中科大先研院联合开发的半导体封装用PSPI光刻胶，取得阶段性成果，目前处于实验室送样检测阶段。受益标的：鼎龙股份、国风新材等。 重要公司公告及行业资讯 【宏昌电子】签署协议：公司全资子公司珠海宏昌，与比亚迪股份有限公司的全资子公司深圳市比亚迪供应链公司签署了《汽车零部件生产性物料采购通则》，比亚迪供应链公司将向珠海宏昌采购环氧树脂。 受益标的 我们看好在国家安全、自主可控战略大背景下，化工新材料国产替代的历史性机遇，受益标的：【电子（半导体）新材料】昊华科技、鼎龙股份、国瓷材料、阿科力、洁美科技、长阳科技、瑞联新材、万润股份、东材科技、松井股份、彤程新材等；【新能源新材料】晨光新材、宏柏新材、振华股份、百合花、濮阳惠成、黑猫股份、道恩股份、蓝晓科技、中欣氟材、普利特等；【其他】利安隆等。 风险提示：技术突破不及预期，行业竞争加剧，原材料价格波动等。 1、新材料周观察：PSPI材料性能优异，国产替代空间广阔 光敏聚酰亚胺（PSPI）是一种对高能辐射如紫外光、α-射线、X-射线等敏感的一类聚酰亚胺（PI）材料。我们在2022年8月28日发布的新材料周报《PI材料性能优异，PI薄膜应用场景广泛》中提及，聚酰亚胺是一种带有酰亚胺基团的高性能特种工程塑料，具有优异的绝缘性能、耐辐射、耐高温、高强度和模量性能，被广泛应用于航空航天、微电子、能源转换、半导体、光学等工业领域，既充当绝缘材料，又起到保护等作用。非感光聚酰亚胺材料在应用于需图案化场景时，如芯片封装应力缓冲层、再布线层等等，需要额外在聚酰亚胺层上涂覆一层普通光刻胶材料，通过进一步的曝光显影得到光刻胶图案，再刻蚀掉没有光刻胶保护的聚酰亚胺部分，然后移除光刻胶层，最后才得到单独的聚酰亚胺图案层，这种工艺较为繁复，且需要多步湿法刻蚀，会破坏图案质量，造成图案分辨率下降、图形轮廓失真。为克服这些问题，人们将注意力集中在研制具有光敏性能的聚酸亚胺上，PSPI应运而生。 PSPI是在聚酰亚胺的基础上引进光敏基团及增感基团，可在紫外光等高能辐射照射下自发实现图案化的兼具绝缘、耐热与感光等多种功能的高分子材料。 PSPI的优势在于拥有聚酰亚胺的其他性能的同时，具备了感光性，不用借助其他光刻胶就能实现聚酰亚胺的图案化。PSPI的性能体现在制作图案的感光特性和最终图案化薄膜的性能。感光特性取决于PSPI体系的光敏性以及聚合物分子结构。图案化过程是在紫外光辐照下，将掩模板的图案信息转移至旋涂于硅片衬底的PSPI薄膜上。PSPI薄膜的光刻通常选择g线(436 nm)、h线(405 nm)或i线(365 nm)作为图案化的紫外光源。这种紫外辐照可使PSPI发生化学变化，如脱保护、极性改变、断链和交联等，然后在显影步骤中，有选择地去除暴露或未暴露区域，从而形成图形。 当用作光刻胶时，光敏聚酰亚胺光刻胶与普通光刻胶之间最显著区别是，光敏聚酰亚胺光刻胶在光刻形成图案后，留存在特定区域形成器件所需的介电绝缘层，而普通光刻胶在将其图案转移到底层材料后将被去除。 图1：PI具备优异的玻璃化温度以及耐高温性能 图2：PSPI图案加工工艺相较PI更加简单 PSPI生产壁垒高，合成关键是如何引进光敏基团及增感基团。根据曝光显影后形成光刻图案的差异，可分为负性光敏聚酰亚胺(n-PSPI)和正性光敏聚酰亚胺(p-PSPI)。n-PSPI曝光时，曝光区发生光交联反应，使聚合物溶解度降低而被保留下来，未曝光区被显影液溶解，最终形成与掩膜板图案相反的图形；而p-PSPI的图案形成过程则与之相反。n-PSPI具有灵敏度高、对硅片黏附性好及成本低等优点，但其也存在着显影易膨胀、分辨率低等缺陷。n-PSPI根据结构特点及合成工艺的不同可分为： （1）酯型PSPI：酯型PSPI的常规合成方法是选用具有光敏性基团的醇和二酐单体先合成聚酰胺酸酯溶液，随后在氯化亚砜(SOCl2)的作用下生成氯内酸酯，再与二胺单体进行缩聚得到PSPI。在紫外光辐照下，光敏性基团中的不饱和键发生光交联反应，使曝光区溶解度降低，非曝光区被显影液冲洗掉，形成负性图案。 （2）离子型PSPI：离子型PSPI的制备需要先合成聚酰胺酸(PAA)溶液，然后将光敏性叔胺加入其中，羧基负离子与氨基正离子形成以离子键键合的盐类络合物。在紫外光照射下，光敏性叔胺中的双键打开，彼此交联形成共价键，使曝光区和非曝光区的分子量形成明显的差异。 （3）自增感型PSPI：自增感型PSPI采用含二苯甲酮结构的四羧酸二酐和氨基邻位处带有取代烷基的二胺聚合制备，依靠自身特有二苯甲酮结构便可发生交联反应。在紫外光辐照下，酮羰基的双键打开，与附近烷基形成新的共价键。因其带有二苯甲酮结构，无需引发剂便可发生交联反应。 图3：酯型PSPI酯型PSPI的制备步骤复杂 图4：离子型PSPI合成关键是引入光敏叔胺 正性PSPI的研究相对于负性PSPI较晚，但是正性PSPI在光刻精度和环境友好性等方面均有更好的优良性能，目前种类有： （1）含邻硝基苄酯型PSPI：由于邻硝基苄酯类能够在260～ 270nm 的紫外光照射下发生重排生成羧酸和醛，含有邻硝基苄酯高分子链上的聚酰亚胺在感光后使得所含酯键被破坏转化为—COOH，所以这类光敏聚酰亚胺在曝光后就可以溶解在碱性溶液里，而非曝光区部分保持不变，从而形成正性光刻图像。 （2）含邻叠氮萘醌的PSPI：此类光敏聚酰亚胺在受到照射时，在曝光区，重氮萘醌磺酸酯由于紫外光照射后导致光解变成亲水性的茚酸化合物，因此加速了含羟基的PAE在碱性显影液中的溶解。但是在未曝光区，疏水性的重氮萘醌磺酸酯类化合物抑制了PAE的溶解，所以在曝光区和非曝光区之间产生溶解性差别，进而实现了光刻的目标。 近年来国内外有关光敏聚酞亚胺的研究逐渐增多，目前的研究热点有: （1）可溶性PSPI的研究：通过在PSPI的分子链中引入柔性基团，如醚键，或引入大的侧基，如含氟取代基、硅氧烷取代基，或采用非共平面结构的二胺或二醉单体，或通过共聚破坏分子链的对称性和规整度都可以增加PSPI在有机溶剂中的溶解性能。 （2）功能性PSPI的研究：通过在PSPI的分子结构中引入某些特殊的基团可制备出具有低膨胀系数、低吸湿率、高透明的PSPI材料。目前有机硅改性和含氟PSPI具有较好的粘附性和柔韧性，较低的吸湿率、介电常数小等优点，但由于含氟型树脂价格昂贵而限制了它的应用。与此同时，有机硅改性和含氟的PSPI其耐热性能较非改性的PSPI不同程度的有所下降。 PSPI在电子领域主要有光刻胶及电子封装两大作用。由于PSPI具有良好的耐热性、力学性能、绝缘性能以及耐腐蚀性等特点，被广泛地应用于集成电路和绝缘隔层、表面钝化层及离子注入掩膜等。在集成电路中，光敏聚酰亚胺通常被用作缓冲涂层、钝化层以及多层互连的平坦化层，保护芯片上特定区域免受机械、热或应力影响。在微机电系统中，PSPI已经成为微机电系统制造中理想的层间和金属线间的介电绝缘材料以及MEMS系统组件构筑的结构材料。在OLED显示中，AMOLED显示单元的驱动电路多数利用低温多晶硅薄膜晶体管（TFT），PSPI被用于TFT的表面平坦化层和支撑层。PSPI也可以作为有序分割像素单元的像素定义层。 图5：PSPI是电子和微电子领域的理想绝缘材料 PSPI前景广阔，国内市场替代空间大。由于PSPI可用作光刻胶和电子封装胶使用，且性能优于传统的光刻胶和电子封装胶，未来在集成电路、OLED面板等电子产业快速发展背景下，PSPI市场需求有望持续攀升。根据QYResearch数据，2022年全球PSPI市场规模达到了21亿元，预计2029年将达到120亿元，年复合增长率27.5%。PSPI的生产技术与市场主要由美国及日本企业所掌控和垄断，全球PSPI生产企业主要包括HDM公司、东丽Toray、富士胶片等企业。国内PSPI行业起步较晚，且由于PSPI生产壁垒较高等因素，产业呈现“进口依赖度高、产业规模小、且产品多集中在中低端领域”等特点。根据QYResearch数据，2020年，全球PSPI市场规模为110.57百万美元，中国市场规模为3.12百万美元，仅占全球的2.82%。中国PSPI市场存在较高的进口替代空间，在微电子、芯片等产业快速发展背景下，PSPI市场需求将持续攀升。 图6：预计2022-2029年，全球PSPI市场规模CAGR或为28.27% 图7：预计2020-2027年，国内PSPI市场规模CAGR或为19.62% 国内PSPI行业已有多家企业布局。鼎龙股份、国风新材等公司已陆续实现PSPI的国产化突破，国产产品放量可期。 鼎龙股份是国内唯一一家PSPI产品在下游面板客户验证通过的企业。根据公司公告，公司现有PSPI产能200吨/年，生产的PSPI产品在2022年第三季度开始放量出货，打破了国外企业十余年来的绝对独家垄断，并在2023年Q1实现PSPI产品销售收入同比增长85.11%。公司仙桃产业园年产1000吨PSPI项目已进入清洗调试阶段，预计2023年9月中旬将具备生产条件，该项目是国内首个千吨级、超洁净光敏聚酰亚胺(PSPI)产线。项目及建成后，鼎龙股份的PSPI产能将达到1200吨/年，进一步巩固在国内PSPI领域的领先地位，扩大市场份额。 国风新材的PSPI光刻胶产品处于在研阶段，产品种类逐步增多。根据公司2023年半年报，公司与中科大先研院联合开发的半导体封装用PSPI光刻胶，取得阶段性成果，目前处于实验室送样检测阶段。 受益标的：鼎龙股份、国风新材等。 2、本周新材料股票行情：35.20%个股周度上涨 2.1、重点标的跟踪：继续看好黑猫股份、东材科技、瑞联新材等 表1：重点覆盖标的跟踪 2.2、公司公告统计：宏昌电子与比亚迪子公司签订环氧树脂采购协议 表2：本周增减持/解禁/回购/其他公告 2.3、股票涨跌排行：广信材料、容大感光等领涨 本周（09月18日-09月22日）新材料板块的127只个股中，有48只周度上涨（占比37.8%），有78只周度下跌（占比61.42%）。7日涨幅前五名的个股分别是：东来技术、安集科技、裕兴股份、扬帆新材、共创草坪；7日跌幅前五名的个股分别是：凯美特气、瑞丰新材、南大光电、容大感光、强力新材。 表3：新材料板块个股7日涨幅前十：东来技术、