半导体材料行业研究系列一：国内加快成熟制程扩产，光刻胶国产替代加速突破

证券研究报告/行业研究 国内加快成熟制程扩产，光刻胶国产替代加速突破 ——半导体材料行业研究系列一 投资评级:看好（首次） 分析师：吴起涤执业登记编号：A0190523020001wuqidi@yd.com.cn研究助理：程治执业登记编号：A0190123070008chengzhi@yd.com.cn 半导体材料指数与沪深300指数走势对比 000300.SH003256.CJ 20% 0% -20%-40%-60% 2023/42023/72023/102024/1 资料来源：Wind，源达信息证券研究所 投资要点 光刻胶是光刻工艺核心材料，2024年国内市场有望复苏 光刻胶是光刻工艺中的关键材料。全球光刻胶市场空间在百亿美元级别，从光刻胶的下游行业市场分布情况看，半导体、PCB和显示是主要应用领域。在半导体行业中，目前光刻胶约占晶圆材料制造成本的13%。按照配套使用的光刻机类型，半导体光刻胶可划分为g/I线胶、KrF胶、ArF胶、ArFi胶和EUV胶，全球市场占比分别约为16%、34%、10%、38%和2%。根据TrendBank，2023年国内半导体光刻胶市场受集成电路行业景气度下行影响，市场规模约 34亿元，同比下滑13.98%。展望2024年，在人工智能技术带动及周期复苏趋势下，半导体光刻胶市场有望恢复至38亿元，同比增长14.01%。 国内加快成熟制程扩产，国产光刻胶进入供应链机会增加 2023年中国晶圆产能合计达658.72万片/月，同比增长13.8%。其中12英寸产能占比达56.9%，主要应用的光刻胶为ArF和KrF。此外8英寸和6英寸及以下晶圆产能占比分别为24.4%和18.6%，主要应用的光刻胶为g/I线和KrF胶。受美日荷联动对华半导体设备进口制裁影响，中国大陆先进制程扩产受阻。国内大力推动成熟制程产能扩产，提高国产芯片比例。根据TrendForce在2023年12月的预测，2023-2027年中国大陆的成熟制程产能占比将由31%增长至39%。成熟制程相对于先进制程工艺制程节点更低，对光刻胶的要求中等，国产光刻胶厂商有望抓住机遇，推动自身产品进入供应链。 美日企业垄断光刻胶市场，国产替代加速突破 光刻胶市场被美日企业垄断。全球半导体光刻胶市场基本被日本企业垄断。市场TOP5中东京应化、陶氏化学、JSR和住友化学均为日本企业。目前国内8英寸和12英寸晶圆制造产线中使用的先进光刻胶仍有90%以上依赖进口。在美日荷联合制裁中国大陆半导体制造产业链后，国产先进制程用光刻胶的国产化已取得较大进展，在g/I线和KrF光刻胶中已能实现一定替代，而ArF光刻胶逐步取得核心突破，国产化前景光明。 投资建议 未来光刻胶国产化步伐有望加速。建议关注：彤程新材和华懋科技等。 风险提示 国际政治动荡和摩擦加剧；国内芯片产能扩产不及预期；光刻胶国产化不及预期；行业竞争格局恶化。 请阅读最后评级说明和重要声明 目录 一、光刻胶是光刻工艺核心材料，在半导体制程中应用广泛4 二、全球光刻胶市场在百亿美元级，国内市场持续增长5 三、国内加快成熟制程扩产，利好光刻胶国产化7 四、光刻胶市场被美日企业垄断，国产企业加速突破9 五、行业公司10 1.彤程新材10 2.华懋科技11 六、投资建议12 1..建议关注12 2.盈利预测12 七、风险提示13 图表目录 图1：光刻工艺的基本原理4 图2：光刻胶的主要组分及其作用4 图3：2015-2022年全球光刻胶市场规模（亿美元）5 图4：2015-2022年中国光刻胶市场规模（亿元）5 图5：全球光刻胶的下游行业市场分布情况6 图6：半导体行业光刻胶各品类市场占比情况6 图7：2019-2026年中国大陆半导体光刻胶市场空间及预测6 图8：2023年中国晶圆产能同比增长13.8%7 图9：2023年中国晶圆产能结构7 图10：2023年全球8寸晶圆厂产能预计为670万片/月7 图11：2023年全球12英寸晶圆厂产能预计为730万片/月7 图12：2023-2027年先进制程产能分布的变化趋势8 图13：2023-2027年成熟制程产能分布的变化趋势8 图14：全球光刻胶行业市场格局9 图15：全球半导体光刻胶行业市场格局9 图16：2018-2023年前三季度彤程新材营收情况10 图17：2018-2023年前三季度彤程新材归母净利润情况10 图18：2018-2023年前三季度华懋科技营收情况11 图19：2018-2023年前三季度华懋科技归母净利润情况11 表1：不同精度的光刻机对光刻胶品类要求不同5 表2：中国大陆部分成熟制程晶圆厂产能扩建项目（产能单位：万片/月）8 表3：半导体光刻胶国产化情况及代表公司9 表4：重点公司Wind一致预测12 一、光刻胶是光刻工艺核心材料，在半导体制程中应用广泛 光刻胶是光刻工艺中的关键材料。光刻投影中，掩模版上的图形被投影在光刻胶上，通过光化学反应，经烘烤和显影后在光刻胶上达到转移图形的目的。这些图形作为阻挡层，用于实现后续的刻蚀和离子注入工艺的制程工序。 图1：光刻工艺的基本原理 资料来源：《全球光刻胶产业现状及布局》，源达信息证券研究所 光刻胶的主要组分是树脂、感光剂、溶剂和添加剂。其中树脂的作用是将光刻胶中的不同材料粘合在一起。树脂决定光刻胶的机械和化学性质（粘附性、胶膜厚度、柔顺性等），树脂对光不敏感，曝光后不会发生化学变化；感光剂是光刻胶中的光敏成分，曝光时会发生光化学反应，是实现光刻图形转移的关键成分。溶剂的作用是让光刻胶在被旋涂前保持液体状态，多数溶剂会在曝光前挥发，不会影响光刻胶的光化学性质；而添加剂是专有化学品，属于制造商保密开发成分，用来控制光刻胶的化学性质和光响应特性。 图2：光刻胶的主要组分及其作用 资料来源：《全球光刻胶产业现状及布局》，源达信息证券研究所 光刻胶品类可根据配套使用的光刻胶划分。光刻机按照不同加工工艺节点可分为g/I线、KrF、ArF、ArFi和EUV，分别对应不同的加工精度。光刻胶可根据配套使用的光刻机类型划分为g/I线胶、KrF、ArF、ArFi和EUV。 表1：不同精度的光刻机对光刻胶品类要求不同 g-line436nm800-250nm接触式/接近式光刻机 光源型号波长工艺节点设备名称 I-line 365nm 800-250nm 接触式/接近式光刻机 KrF 248nm 180-130nm 扫描投影式光刻机 DUV ArF 193nm 130-65nm 步进式光刻机 ArFi 193nm（等效134nm） 45-10nm 浸没式光刻机 EUV EUV 13.5nm 7-3nm EUV光刻机 UVL 资料来源：电子技术控，源达信息证券研究所 二、全球光刻胶市场在百亿美元级，国内市场持续增长 全球光刻胶市场空间在百亿美元级别，国内市场占比仍相对较小。根据智研咨询信息，2022年全球光刻胶市场规模在101.6亿美元，同比增长6.4%。而2022年中国光刻胶市场规模为190.7亿元，同比增长8.5%。相比于国内PCB、显示面板和半导体行业的产值，光刻胶的市场空间在全球占比仍相对较低，未来国内光刻胶市场增速有望保持高于全球市场的增速。 中国光刻胶市场规模（亿元） 同比（%） 图3：2015-2022年全球光刻胶市场规模（亿美元）图4：2015-2022年中国光刻胶市场规模（亿元） 全球光刻胶市场规模（亿美元） 同比（%） 150 15% 300 40% 100 50 10% 5% 200 100 20% 00% 20152016201720182019202020212022 00% 20152016201720182019202020212022 资料来源：智研咨询，源达信息证券研究所资料来源：智研咨询，源达信息证券研究所 从全球光刻胶的下游行业市场分布情况看，半导体、PCB和显示是主要应用领域。三者分别占到全球光刻胶市场的23.3%、25.9%和23.6%。在半导体行业中，伴随芯片制程节点的缩进，对光刻工艺的精度和次数需求增加，光刻胶的用量有望增长。目前光刻胶约占晶圆材料制造成本的13%。在半导体光刻胶中，ArFi的用量最大，约占市场的38%，而ArF、KrF、G/I线和EUV的市场占比分别为10%、34%、16%和2%。未来伴随芯片制程的缩进，EUV和ArFi光刻胶的市场占比有望进一步增长。 其他 27.2% 半导体 23.3% 显示 23.6% PCB 25.9% EUV 2% ArF 10% G/I线 16% ArFi 38% KrF 34% 图5：全球光刻胶的下游行业市场分布情况图6：半导体行业光刻胶各品类市场占比情况 资料来源：《全球光刻胶产业现状及布局》，源达信息证券研究所 资料来源：智研咨询，源达信息证券研究所 2023年半导体光刻胶市场受集成电路行业景气度下行影响，市场规模约34亿元，同比下滑13.98%。2023年半导体行业受库存影响及需求下滑，景气度程度不佳。其中消费电子、手机和PC下滑程度较为明显，仅汽车电子和工业电子市场相对保持平稳。展望2024年，在人工智能技术带动及周期复苏趋势下，半导体光刻胶市场有望随集成电路行业复苏，市场空间恢复至38亿元，同比增长14.01%。 图7：2019-2026年中国大陆半导体光刻胶市场空间及预测 中国大陆半导体光刻胶市场（亿元）同比（%） 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 201920202021202220232024E2025E2026E 40% 30% 20% 10% 0% -10% -20% 资料来源：TrendBank，源达信息证券研究所 三、国内加快成熟制程扩产，利好光刻胶国产化 2023年中国晶圆产能稳步增长。2023年中国晶圆产能合计达658.72万片/月，同比增长 13.8%。其中12英寸产能占比达56.9%，主要应用的光刻胶为ArF和KrF。此外8英寸和 6英寸及以下晶圆产能占比分别为24.4%和18.6%，主要应用的光刻胶为g/I线和KrF。 图8：2023年中国晶圆产能同比增长13.8%图9：2023年中国晶圆产能结构 中国晶圆产能（折合8英寸：万片/ 月） 6英寸及 以下 18.6% 8英寸 24.4% 12英寸 56.9% 800 600 400 200 0 20222023 资料来源：TrendBank，源达信息证券研究所资料来源：TrendBank，源达信息证券研究所 晶圆厂产能稳步扩建，助力光刻胶市场增长。根据Semi在2023年Q3的预测，预计2023年全球8寸晶圆厂的产能约为670万片/月，在汽车芯片、工业芯片等行业拉动下，在2026年增长14%至770万片/月的产能。此外Semi在2023年Q1预测2023年全球12英寸晶圆厂产能约为730万片/月，并在2026年增长至960万片/月。光刻胶作为晶圆生产的必备制材，需求有望受益产能扩建。 图10：2023年全球8寸晶圆厂产能预计为670万片/月图11：2023年全球12英寸晶圆厂产能预计为730万片/月 资料来源：Semi，源达信息证券研究所资料来源：Semi，源达信息证券研究所 中国大陆大力推动成熟制程扩产，利好光刻胶国产化。受美日荷联动对华半导体设备进口制裁影响，中国大陆先进制程扩产受阻。根据TrendForce数据，2021年全球晶圆出货量中成熟制程占比为86%，销售额占76%。成熟制程芯片主要有驱动芯片、CIS/ISP、功率器件 等，在显示面板、消费电子、5G、汽车和工业领域应用广泛。国内大力推动成熟制程产能扩产，提高国产芯片比例。根据TrendForce在2023年12月的预测，2023-2027年中国大陆的成熟制程产能占比将由31%增长至39%。成熟制程相对于先进制程工艺制程节点更低，对光刻胶的要求中等，国产光刻胶厂商有望抓住机遇，推动自身产品进入供应链。 图12