光刻胶的用途和成分

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2021-01-25   环球过滤分离技术网     guolvfenlitech6

据介绍，随着芯片跨入纳米级，半导体光刻胶的波长也在不断缩短，已经由紫外宽谱逐步发展到g线(436nm)、i线(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)、ArF Immersion 浸润式，以及最先进的EUV(<13.5nm)线水平。光刻胶波长越短，研发难度越大，适应工艺越先进，EUV光刻胶、ArF光刻胶、KrF光刻胶均为高端光刻胶产品。

光刻胶主要组分分为树脂、感光剂、溶剂及表面活性剂等添加剂。溶剂主要使光刻胶各组分分散其中，使光刻胶具备流动性，当前半导体和面板光刻胶所用溶剂主要为PGMEA(丙二醇甲醚醋酸酯，亦简称PMA);树脂与感光剂搭配使用，是光刻胶发挥感光作用的主要功能组分，不同类型的光刻胶其树脂和感光剂的成分有很大差别，依感光波长由长到短主要为酚醛树脂-重氮萘醌体系(g线/i线)、对羟基苯乙烯-光致产酸剂体系(KrF)、丙烯酸酯-光致产酸剂体系(ArF)、分子玻璃或金属氧化物体系(EUV)。其他添加剂包括表面活性剂、稳定剂等。

各类光刻胶中虽然各组分含量存在差异，但树脂含量一般在20%以下，总体来适用波长越短的光刻胶，其树脂含量越低，溶剂含量越高：g线/i线胶的树脂含量在10-20%左右，KrF胶树脂含量在10%以下，ArF胶及EUV光刻胶的树脂含量通常在5%以下。

光刻胶的另一重要组分即为感光剂，g线/i线胶及面板胶会使用包括DNQ(重氮萘醌)在内的光引发剂作为感光剂，而基于化学放大法的现代半导体光刻胶(KrF、ArF、EUV)均使用光致产酸剂作为主要的感光组分。

除树脂和感光剂外，溶剂和其他添加剂如流平剂、表面活性剂等，主要作用为使光刻胶形成均匀分散的溶液体系，其中各品种光刻胶所用溶剂绝大多数为丙二醇甲醚乙酸酯，海外简称PGMEA，国内又简称PMA。

ArF光刻胶市占最大

半导体光刻胶持续增长，国产厂商持续发力。伴随着全球半导体行业的快速发展，全球半导体光刻胶市场持续增长。据SEMI，2018年全球半导体光刻胶市场规模20.29亿美元，同比增长15.83%。其中，中国、美洲、亚太、 欧洲、日本分别占比32%、21%、20%、9%、9%。

目前从全球来看，KrF和ArF的市场份额最大，EUV光刻胶目前国内还未开始涉及。分产品来看，ArF/液浸ArF对应先进集成电路工艺，市场份额占比最高，达到41%，但KrF胶和i线/g线胶仍旧有可观的市场规模。未来随着多重曝光技术的使用，ArF光刻胶市场需求持续扩大。

从各品种半导体光刻胶的下游分布中可以看出，g线/i线胶目前主要用于功率半导体和传感器领域，而KrF胶的应用以存储芯片为主，ArF则主要用于逻辑芯片和高端存储芯片的制造。从市场地域分布来看，光刻胶市场分布与全球晶圆制造产能分布较为一致，中国台湾地区、韩国、北美、中国大陆、日本占据主要市场。

日企在高端光刻胶市场具有极强控制力

从竞争格局角度，全球光刻胶市场基本掌控在日本企业手中，全品类半导体光刻胶中日本厂商占据了70%的市场份额。分品类来看，日本厂商在ArF、KrF、g线/i线胶市场中市占率分别为93%、80%、61%，其在高端市场中展现出极强的控制力。

虽然从毛利率角度，我国光刻胶企业劣势并不明显，但从营收体量来看，晶瑞股份和恒坤股份等国内企业与日企相比差出近2个数量级。从研发支出角度，国内光刻胶相关上市公司的研发投入占营业收入比重与日本龙头企业相比并未大幅落后，但从研发投入的绝对值来看，国内企业与日本龙头相差1-2个数量级。不论从行业地位、公司体量还是技术实力、研发投入的角度来看，国内光刻胶企业对日本龙头的追赶可谓任重道远。

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