电子设备展|光刻胶:半导体高壁垒核心材料
光刻胶在光电信息产业中发挥着核心作用,特别是在精细图形线路加工领域。在半导体制造中,光刻工艺占据了约35%的成本和40%-60%的时间,是制造过程中的核心环节。光刻胶材料大约占芯片制造材料总成本的4%,是集成电路制造的关键材料。
中国的光刻胶市场增长速度超过了全球平均水平。根据前瞻产业研究院的数据,2019年中国光刻胶本土供应量约为70亿元,自2010年以来年复合增长率达到11%,远超全球增速。然而,中国在全球市场的份额仅为10%左右,且主要在中低端PCB光刻胶领域实现了国产替代,而在LCD和半导体领域的光刻胶自给率非常低。光刻胶作为图形转移介质,通过光照反应后溶解度的变化将掩膜版上的图形转移到衬底上,主要由感光剂、聚合剂、溶剂和助剂组成。光刻胶的原材料主要包括树脂、溶剂和其他添加剂,其中溶剂的质量占比最大,通常超过80%,而其他添加剂虽然质量占比不足5%,却是决定光刻胶特性的关键,包括光敏剂、表面活性剂等。
电子设备展了解到,在光刻工艺中,光刻胶被均匀涂布在硅片、玻璃和金属等不同的衬底上,经过曝光、显影和蚀刻等工序,将掩膜版上的图形转移到薄膜上,形成与掩膜版完全对应的几何图形。光刻胶可以根据其应用领域分为半导体光刻胶、面板光刻胶和PCB光刻胶三类。
半导体光刻胶:
目前,KrF/ArF是主流的加工材料。随着集成电路的发展,光刻技术经历了从G线、H线、I线到深紫外线DUV光刻(KrF 248nm和ArF 193nm)、193nm浸没式加多重成像技术(32nm-7nm),再到极端紫外线(EUV,<13.5nm)光刻的发展,以及非光学光刻技术(如电子束曝光、离子束曝光)的应用。光刻胶市场行业集中度高,日本企业在半导体光刻胶领域占据绝对优势,主要生产企业包括东京应化、JSR、住友化学、信越化学等,占据约70%的市场份额。根据富士经济预测,2023年全球ArF、KrF胶产能有望达到1870、3650吨,市场规模近49、28亿元。国内半导体用光刻胶生产企业包括上海新阳、南大光电、晶瑞股份等,其中北京科华、晶瑞股份具备量产KrF光刻胶能力。
面板光刻胶:
光刻胶是LCD面板制造的关键材料,根据使用对象的不同,可以分为RGB胶、BM胶、OC胶、PS胶、TFT胶等。面板光刻胶市场需求构成稳定,彩色光刻胶需求量领先,预计2022年全球销售量将达22900吨,销售额将达8.77亿美元。TFT面板用光刻胶、LCD/TP衬垫料光刻胶、黑色光刻胶销售额2022年预计分别达到3.21亿美元、2.51亿美元、1.99亿美元。
PCB用光刻胶:
PCB光刻胶可以根据涂布方式分为UV固化油墨和UV喷涂油墨。目前国内PCB油墨供应商已逐步实现国产替代,容大感光、广信材料等企业已掌握PCB油墨关键技术。国内对TFT光刻胶和半导体光刻胶仍在起步探索阶段,晶瑞股份、雅克科技等企业在TFT光刻胶领域均有布局。
电子设备展了解到,光刻胶行业技术壁垒极高,实现技术层面的突破是基础,其次需要不断改进工艺,满足半导体行业的快速发展需求。由于光刻胶等行业认证时间较长,客户不会轻易更换供应商,因此进入主流供应链是极其必要的。国内光刻胶生产商未来有望把握中国半导体行业进口替代的契机,实现快速发展。
文章来源:材料科学与工程技术