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前面分析了芯片两大卡脖子的光刻机和设计软件EDA,这次谈谈另一大卡脖子的光刻胶。

相对于高端光刻机被荷兰所垄断,高端光刻胶被日本垄断,虽然美国不能禁止我们,但并不意味我们就安全,自己不能生产就有被卡的威胁,何况日本一直对美国是言从计听。

2019年,日本突然限制韩国出口光刻胶,让韩国半导体产业几乎崩盘,前车可鉴,我们也应未雨绸缪。

| 01 光刻胶

光刻胶是用来制造芯片的重要化学材料,光刻机就是通过光刻胶的光化学反应将图形拓印在晶圆上。没有光刻胶,光刻机就成为无米下锅的巧妇,在芯片光刻的八个过程中,几乎每个过程都围绕光刻胶进行的。

光刻胶除了光刻机制造芯片用的半导体光刻胶外,还有面板制造用的光刻胶,以及用于印制线路板的光刻胶,其中半导体光刻胶的技术含量较高,光刻胶卡脖子就是指的半导体光刻胶。

半导体光刻胶的技术壁垒高,有大量的知识产权保护,同时又需要与光刻机企业协同研发,没有光刻机企业的配合,新的企业很难进去分一杯羹。而光刻胶巨头企业保持长期的资金和人才投入,使得强者更强,垄断优势愈加明显。

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| 02 日本光刻胶

日本光刻胶基本为高端的半导体光刻胶。在半导体行业日本一度处于世界一流水平,曾经拥有半导体全产业链,后在美国打压下逐渐没落,但在半导体的上游行业,日本依然占据绝对控制地位。

在上游的光刻胶行业中,日本合成橡胶、富士电子材料、日本信越、东京日化等日本巨头处于绝对的统治地位,他们占据了85%的市场。

光刻机分G线、I线、KrF、ArF和EUV几个等级,每个级别的光刻机需要不同分辨率的光刻胶,其中KrF、ArF和EUV光刻胶属于高端产品,技术要求特别高。日本企业经过长期的技术积累和资金投入,实力雄厚,拥有多家巨头企业,基本一统天下,无人能与之争锋。

| 03 中国光刻胶行业

我国光刻胶研究起步较早,在上世界70年代就与日本同步开始,并一度处于世界一流水平。但后来随着中国半导体发展的滞后,光刻胶发展也逐渐落后,现已远远抛在后面。

2020年我国光刻胶市场规模约为85亿元,约为全球市场份额15%,但我国市场中的国产光刻胶份额较低,见下表。

半导体光刻胶。在五个等级的光刻胶上,国产光刻胶在低端G线和I线已经进入市场供货并有一定的市场份额, KrF和干式ArF光刻胶方面,生产技术已经获得突破,国产光刻胶已经量产。

沉浸式ArF光刻胶和EUV光刻胶都还在研究阶段,在相同类型国产光刻机研究成功之前估计难以面世。

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面板光刻胶。有三种类型,分别为正性光刻胶、彩色光刻胶(负性)和LCD触摸屏光刻胶。

正性光刻胶、彩色光刻胶基本被德国、韩国、日本等外国企业垄断,国产企业还刚刚起步;LCD触摸屏光刻胶我国发展较好,已与韩日成分庭抗礼之势,国产份额已接近半壁江山,高端的OLED屏光刻胶也能国产,具体可见下表。

随着京东方、华星光电等中国面板企业的崛起,我国LCD面板产量位居世界前列,这也带动了国产面板光刻胶的发展,在较高级的OLED屏光刻胶中,我国永太科技已后来居上,产品质量达到世界一流,被华星光电等企业所青睐。

目前,国产面板光刻胶只占市场份额的5%,但企业投入加快,发展势头较好,预计2023年国产市场份额将提升至40%。

印制线路板光刻胶。属于光刻胶的下游产品,技术含量不高,生产投入不大,利润也不高,国外企业纷纷从此领域退出。中国企业借机迅速进入,在本世纪初,我国就已经是世界最大的印制线路板光刻胶生产国和使用国。

2020年,中国印制线路板光刻胶产量高达1.33万吨,雄踞市场份额的95%。

光刻胶虽然目前落后很多,但国家启动了02专项,进行全领域的布局和国产替代。在国家战略的支持下,国内光刻胶企业正在迎头赶上,处于技术快速追赶期,我们相信,国产光刻胶的黄金时代即将来临。