眾所周知,半導體工業突飛猛進的發展離不開光刻工藝的進步,而光刻工藝的進步,必然伴隨著光刻機、光源、光刻膠等關鍵設備、材料的配套發展。
芯片製造的過程中,光刻機是非常非常重要的一種設備,佔到所有設備成本的30%。而光刻機的原理是投影儀+單反的原理,把激光通過光罩投射到塗了光刻膠的矽晶圓上。另外,光刻膠是微電子技術中微細圖形加工的關鍵材料之一,特别是近年來大規模和超大規模集成電路的發展,更是大大促進了光刻膠的研究開發和應用。
在光刻膠領域,按照2019年的數據,前五大廠商就佔據了全球光刻膠市場 87%的份額,這5家企業中,美國一家為羅門哈斯,份額15%。日本有四家,分别是日本 JSR、東京應化、日本信越與富士電子材料,這四家份額就達到了72%,全部日本企業份額超過75%。
數據顯示,2019年全球光刻機的市場規模約為90億美元,而中國本土企業的產值約為70億元,全球佔比約在10%左右。但事實上在芯片領域,國產光刻機差得很遠,10%是遠遠不到的,甚至佔比不到5%。其中,中國本土光刻膠則以PCB用光刻膠為主,平板顯示、半導體用光刻膠供應量佔比極低僅約2%,所以芯片領域的國產光刻機基本上依賴進口,自給率嚴重不足。
目前,我國半導體工業中,下遊設計已經能夠進入全球第一梯隊,中遊晶圓製造也在迎頭趕上,而上遊設備及材料領域與海外龍頭仍存在較大差距。以半導體材料中技術難度最大的光刻膠為例,i線/g線光刻膠的產業化始於上世紀70年代,KrF光刻膠的產業化也早在上世紀80年代就由IBM完成,而我國光刻膠企業目前僅北京科華微電子實現了KrF光刻膠的量產供貨,光刻膠行業與海外最先進水平有近40年的差距,不可謂不大。
9月16日,國新辦就中國科學院「率先行動」計劃第一階段實施進展情況舉行發佈會。中國科學院院長白春禮在發佈會上表示,未來十年,會針對一些卡脖子的關鍵問題做部署,一是超算,我們研發出自己的超算系統,已經應用到氣象預報、分子設計、藥物研發、大氣預報等,還可以用到基礎性的研究、宇宙學研究等。二是高端軸承等很多關鍵材料還需要進口,「率先行動」計劃第二階段要把 「卡脖子」的清單變成科研任務清單進行佈局,比如航空輪胎、軸承鋼、光刻機等,集中全院力量聚焦國家最關注的重大領域攻關。
在芯片領域,如果說光刻機是發動機,那麽光刻膠就是汽油一樣的燃料了,不可或缺的,當下中國芯在高速發展,光刻膠這種材料,也必須崛起才行。
根據SEMI數據,全球光刻膠市場的主要構成包括PCB光刻膠、LCD光刻膠和半導體光刻膠,相應的市場份額佔比為25%、27%和24%。隨著電子信息產業發展的突飛猛進,光刻膠市場總需求不斷提升。目前,光刻膠市場需求逐年增加。數據顯示,2018年全球光刻膠市場規模約87億美元,全球半導體光刻膠2018年銷售額12.97億美元,2010年至今,年均複合增長率(CAGR)約5.4%,預計未來3年仍以年均5%的速度增長,2022年全球光刻膠市場規模將超過100億美元。而國内光刻膠需求量方面,2011年光刻膠需求量為3.51萬噸,到2017年需求量為7.99萬噸,年複合增長率達14.69%。
另外,國内光刻膠需求量遠大於本土產量,且差額逐年擴大。但由於中國大陸光刻膠市場起步晚,目前技術水平相對落後,生產產能主要集中在PCB光刻膠等中低端產品,半導體光刻膠等這種高技術壁壘產品產能則極少。以華為的麒麟990芯片為例,採用了7nm的工藝製造,由台積電代工。這個7nm指的就是光刻工藝,華為沒有這樣的工藝所以只能由台積電代工,而且即使CPU領域巨頭如AMD也是由台積電代工。由此可見,光刻工藝的技術壁壘之高。
在大規模集成電路的製造過程中,光刻和刻蝕技術佔芯片製造時間的40-50%, 佔製造成本的30%。在圖形轉移過程中,一般要對矽片進行十多次光刻。SEMI數據顯示,2018年全球半導體光刻膠和配套材料市場分别較2016年同比增長20%、23%至17.3億美元、22.3億美元。興業證券指出,目前國内半導體光刻膠技術較為領先的企業包括北京科華、南大光電、晶瑞股份以及上海新陽等廠商。
上市公司中,晶瑞股份(300655-CN)主導產品包括超淨高純試劑、光刻膠、功能性材料、鋰電池材料和基礎化工材料等;格林達(603931-CN)公司產品主要用於 LCD 顯示面板製造中基板上顆粒和有機物的清洗、光刻膠的顯影和剝離、電極的蝕刻等。彤程新材(603650-CN)全資子公司彤程電子受讓科華微電子33.70%的股權,已於2020年7月2日完成了相關工商變更登記,而北京科華微電子是國内唯一擁有荷蘭ASML曝光機的光刻膠公司,是集光刻膠研發、生產、檢測、銷售於一體的中外合資企業,也是國内唯一一家擁有高檔光刻膠自主研發及生產實力的國家級高新技術企業。此外,晶瑞股份(300655-CN)主導產品包括超淨高純試劑、光刻膠、功能性材料、鋰電池材料和基礎化工材料等;容大感光(300576-CN)的光刻膠產品主要包括紫外線正膠、紫外線負膠兩大類產品以及稀釋劑、顯影液、剝離液等配套化學品,主要應用於平板顯示、發光二極管及集成電路等領域。
市場表現方面,9月17日,滬深兩市小幅低開低走,光刻膠概念卻逆市上揚,漲幅居前。截至午間收盤,廣信材料(300537-CN)拉升漲20%封板,藍盾光電(300862-CN)、高盟新材(300200-CN)漲逾12%,奧普光電(002338-CN)漲10%漲停,強力新材(300429-CN)、怡達股份(300721-CN)漲逾9%,同益股份(300538-CN)、飛凱材料(300398-CN)漲超7%,晶瑞股份(300655-CN)、揚帆新材(300637-CN)等多股漲逾5%。
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