攻克光刻膠道阻且長:A股光刻膠上市公司盤點



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2019年6月30日,日本的產經新聞報道,日本政府決定加強對出口韓國的三種半導體生產材料的管制,包括高純度氟化氫、Photo Resist(光刻膠、感光液)、聚醯亞胺。這張限制令,在中美科技攻防和華為晶片受限的背景下,在國內引起了很大的迴響,光刻膠這個非常小眾的行業受到極大的關注。

光刻膠是什麼

光刻工藝約佔整個晶片製造成本的35%,耗時佔整個晶片工藝的40%~60%,是半導體制造中最核心的工藝,而光刻膠是光刻工藝環節需要使用的一種非常關鍵的材料(見圖1)。


按照應用領域分類,光刻膠主要包括印製電路板(PCB)光刻膠專用化學品(光引發劑和樹脂)、液晶顯示器(LCD)光刻膠光引發劑、半導體光刻膠光引發劑和其他用途光刻膠四大類。

光刻膠是由感光樹脂、增感劑和溶劑三種主要成份組成的、對光敏感的混合液體。利用光化學反應,經曝光、顯影、刻蝕等工藝將所需要的微細圖形從掩模版轉移到待加工基片上的圖形轉移介質,其中曝光是通過紫外光、電子束、準分子鐳射束、X射線、離子束等曝光源的照射或輻射,從而使光刻膠的溶解度發生變化。

以半導體光刻膠為例,在光刻工藝中,光刻膠被均勻塗布在襯底上,經過曝光(改變光刻膠溶解度)、顯影(利用顯影液溶解改性後光刻膠的可溶部分)與刻蝕等工藝,將掩膜版上的圖形轉移到襯底上,形成與掩膜版完全對應的幾何圖形。

光刻技術隨著積體電路整合度的提升而不斷髮展。為了滿足積體電路對密度和整合度水平的更高要求,半導體用光刻膠通過不斷縮短曝光波長以提高極限解析度,世界晶片工藝水平目前已跨入微奈米級別,光刻膠的波長由紫外寬譜逐步至g線(436nm)、i線(365nm)、KrF(248nm)、 ArF(193nm)、F2(157nm),以及最先進的EUV(

目前,半導體市場上主要使用的包括 g 線、i 線、KrF、ArF四類光刻膠,其中,g線和i線光刻膠是市場上使用量最大的。KrF和ArF光刻膠核心技術基本被日本和美國企業所壟斷。

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攻克光刻膠道阻且長

光刻膠的壁壘主要是由技術和市場兩大壁壘共同造就的。

首先,光刻膠作為半導體產業的基礎材料,扮演著極其重要的角色,甚至可以和光刻機相媲美,但市場規模卻很小。在整個晶圓材料市場中(見表1),光刻膠及配套試劑佔比為13%,2021年預計全球市場規模僅有48.23億美元,國內預計為8.92億美元,不及一家大型IC設計企業的年營收,行業成長空間有限,自然進入的企業就少。

同時,光刻膠又是一個具有極高技術壁壘的產業。光刻膠不僅具有純度要求高、工藝複雜等特徵,還需要相應光刻機與之配對除錯。一般情況下,一個晶片在製造過程中需要進行10~50道光刻過程,由於基板不同、解析度要求不同、蝕刻方式不同等,不同的光刻過程對光刻膠的具體要求也不一樣,即使類似的光刻過程,不同的廠商也會有不同的要求。由於不同的客戶會有不同的應用需求,同一個客戶也有不同的光刻應用需求。導致光刻膠的種類極其繁雜,必須通過調整光刻膠的配方,滿足差異化應用需求,這也是光刻膠製造商最核心的技術。從這一點可以看出,光刻膠技術的進步離不開密切的產業協同,離不開光刻膠廠商和下游晶片製造商之間的研發協同。此外,光刻膠要有極好的穩定性和一致性,如果質量稍微出點問題,損失將會是巨大的。歷史上曾發生過臺積電因為光刻膠的原因導致晶圓汙染,報廢十萬片晶圓,直接導致5.5億美元的賬面損失。上述兩個原因導致光刻膠廠商和下游晶片製造商之間是強鎖定,下游晶片製造商很難更換光刻膠供應商。最後,經過幾十年的發展,光刻膠已經是一個相當成熟且固化的產業。2010年光刻膠的專利出現井噴,2013年之後,相關專利的申請已經開始銳減。目前從專利申請量來看,富士膠片、信越化學、住友化學3家日本龍頭公司合計申請了行業80%以上的專利。

光刻膠的產業機會及相關A股上市公司盤點

前文我們介紹了很多國內發展光刻膠面臨的市場和技術壁壘,但另一方面,國內光刻膠行業也迎來了難得的發展機遇。這個發展機遇主要體現在以下三個方面:一是隨著晶片的廣泛滲透,晶圓廠擴產提速,帶動對光刻膠等晶圓材料的需求;二是市場對晶片更好的效能、更高的容量需求推動晶片及其製造工藝的技術升級,進而帶來光刻膠等材料的升級需求;三是因晶片製造的卡脖子問題,導致光刻膠等關鍵材料的國產化要求加速,國內晶片製造商有很強的動機和國內的光刻膠廠商聯合攻克光刻膠等晶圓材料的供給問題。因此,國內光刻膠廠商迎來了一個難得的發展機遇期。

A股與光刻膠相關的上市公司主要有5家,分別是彤程新材(603650.SH)、晶瑞電材(300655.SZ)、上海新陽(300236.SZ)、雅克科技(002409.SZ)、南大光電(300346.SZ)。彤程新材控股北京科華和北旭電子,這兩家公司是國內半導體光刻膠和顯示材料光刻膠的領先企業,其中北京科華是唯一被SEMI(國際半導體產業協會)列入全球光刻膠八強的中國光刻膠公司,擁有KrF(248nm)、g線、i線、半導體負膠、封裝膠等產品,是中國大陸銷售額最高的國產半導體光刻膠公司,KrF 光刻膠國家02專項的承擔單位。科華也是國內唯一可以批量供應KrF光刻膠給本土8寸和12寸晶圓廠的企業。

投資者在研判A股光刻膠上市公司的基本面情況時,建議關注以下幾個方面的情況:一是該公司和國內外晶圓大廠的合作情況,包括合作的產線、合作的進度(試製還是量產);二是該公司的研發團隊、研發投入以及專利獲取情況,尤其需關注在歐美髮達國家的專利獲取情況;三是光刻膠業務的營收規模和利潤情況。

【注:市場有風險,投資需謹慎。在任何情況下,本訂閱號所載資訊或所表述意見僅為觀點交流,並不構成對任何人的投資建議。】

本文由“蘇寧金融研究院”原創,作者為蘇寧金融研究院投資策略研究中心主任顧慧君。

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