随着5G、物联网、人工智能等新兴技术的普及和应用,半导体、显示面板等行业的市场需求将持续增长。这将进一步推动光刻胶行业的发展,尤其是在高端光刻胶产品方面。
光刻胶又称光致抗蚀剂,是指通过紫外光、电子束、离子束、X射线等的照射或辐射,其溶解度发生变化的耐蚀剂刻薄膜材料。由感光树脂、增感剂和溶剂3种主要成分组成的对光敏感的混合液体。在光刻工艺过程中,用作抗腐蚀涂层材料。半导体材料在表面加工时,若采用适当的有选择性的光刻胶,可在表面上得到所需的图像。光刻胶按其形成的图像分类有正性、负性两大类。在光刻胶工艺过程中,涂层曝光、显影后,曝光部分被溶解,未曝光部分留下来,该涂层材料为正性光刻胶。
光刻胶产业链上游主要为树脂、光引发剂、单体等;中游依据应用范围不同分为PCB光刻胶、LCD光刻胶以及半导体光刻胶,其中半导体光刻胶对工艺要求更为精细;下游则主要为半导体、PCB、平板显示屏等。
如果曝光部分被保留下来,而未曝光被溶解,该涂层材料为负性光刻胶。按曝光光源和辐射源的不同,又分为紫外光刻胶(包括紫外正、负性光刻胶)、深紫外光刻胶、X-射线胶、电子束胶、离子束胶等。光刻胶主要应用于显示面板、集成电路和半导体分立器件等细微图形加工作业。光刻胶生产技术较为复杂,品种规格较多,在电子工业集成电路的制造中,对所使用光刻胶有严格的要求。
全球光刻胶产业链经过了三次较大规模的转移:由于半导体产业整体从美国-日本-韩国、中国台湾-中国大陆进行转移,同时由于下游市场需求的转移和扩散以及光刻机等配套产业的转移,全球光刻胶产业大致经历了“美国起源-日本争霸-中国崛起”三个阶段。随着光刻胶的发展,技术越来越成熟,下游应用场景也越来越丰富,在全球光刻胶市场中,LCD光刻胶占比27.3%,PCB光刻胶占比23%,半导体光刻胶占比21.9%,各类型光刻胶占比较为平均,全球光刻胶产品占比较为均衡。
从全球市场规模来看,据统计,2022年全球光刻胶行业市场规模达到101.6亿美元,同比增长6.4%。其中半导体光刻胶市场ArFi占比最大(38%),其次为KrF(34%)、G/I线(16%)、ArF(10%),EUV占比最小(1%)。当前G/I线光刻胶的市场空间趋于饱和,未来占比将逐年减少,而EUV光刻胶主要用于7nm及更小的逻辑制程节点,随着相关技术的研发升级,EUV市场占比持续提升。
光刻胶是国际上技术门槛最高的微电子化学品之一,在大规模集成电路的制造过程中,光刻和刻蚀技术是精细线路图形加工中最重要的工艺,占芯片制造时间的40%~50%,光刻胶是光刻工艺得以实现选择性刻蚀的关键材料。光刻胶的应用范围主要有PCB板,LCD,LED和半导体,前面三种技术要求相对较低,但我国企业仍然没有实现完全自给。而半导体光刻胶技术壁垒较高、市场高度集中,几乎被日美企业垄断,生产商主要有日本JSR、信越化学工业、日本TOK、陶氏化学等。
根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年中国光刻胶行业深度分析与发展前景预测报告》显示:
我国在2000年左右才开始着手光刻胶的研发,目前整体还处于起步阶段,工艺技术水平与国外企业有很大的差距,尖端材料及设备仍依赖进口。目前光刻胶市场上的参与者多是来自于美国、日本、韩国等国家,包括陶氏化学、杜邦、富士胶片、信越化学、住友化学、LG化学等等,中国公司在光刻胶领域也缺少核心技术。目前全球高端半导体光刻胶市场主要被日本和美国公司垄断,日企全球市占率约80%,处于绝对领先地位。主流厂商包括日本的东京应化(27%)、JSR(13%)、富士、信越化学、住友化学,以及美国杜邦(17%)、欧洲AZEM和韩国东进世美肯等。
国内市场方面,我国光刻胶行业起步较晚,生产能力主要集中在中低端光刻胶领域。目前布局光刻胶的本土企业主要有晶瑞电材(苏州瑞红)、彤程新材(北京科华)、华懋科技(徐州康博)等,已经有G/I线、KrF与ArF技术的布局,但EUV仍暂处于空白状态。
数据显示,2022年中国光刻胶行业市场规模达到190.7亿元,同比增长8.5%。目前我国光刻胶行业需求量大于产量,中高端产品进口需求迫切。数据显示,2022年我国光刻胶行业产需量分别为3.8/8.4万吨,分别同比增长5.8%、6.8%。从下游需求来看,全球光刻胶市场上,产品占比较为均衡,LCD光刻胶占比27.3%,PCB光刻胶占比23%,半导体光刻胶占比21.9%。我国光刻胶市场集中在显示面板市场,2022年我国光刻胶PCB领域市场规模41.14亿元;光刻胶半导体领域39.3亿元;光刻胶面板领域107亿元;其他领域3.25亿元。
随着纳米压印技术、极紫外光(EUV)光刻等新技术的不断发展,光刻胶技术也将不断突破。这些新技术将有助于提高光刻胶的分辨率、感光性和稳定性,从而满足更高端、更复杂的应用需求。从技术发展趋势来看,随着半导体工艺的不断进步,光刻胶技术也在持续迭代更新。未来,随着光刻胶企业生产能力的提高和技术突破,我国光刻胶生产结构有望进一步优化,逐步实现进口替代。
在全球化的大背景下,国际合作与竞争将成为光刻胶行业发展的重要特征。国内光刻胶企业需要积极参与国际竞争,加强与国际同行的合作与交流,以提升自身的技术水平和市场竞争力。综上所述,光刻胶行业未来的发展前景广阔,但也面临着技术、环保、市场等多方面的挑战。光刻胶企业需要加大技术研发和创新力度,提高产品质量和环保性能,以满足市场需求和竞争要求。同时,政府和社会各界也应关注光刻胶行业的发展,为其提供良好的政策环境和市场支持。
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