ArF光刻胶树脂几乎全部依赖进口,高端型号甚至“想买都买不到”,这是当前国产半导体材料最突出的供给瓶颈之一。国产替代的拐点,取决于两大核心条件能否同时突破:一是树脂合成技术的Know-how积累,二是高纯度单体的稳定供应。 从供需周期看,ArF光刻胶市场规模正快速扩张,而供给端高度集中,这种错配正在加速推动国产替代进程。
ArF树脂的供给瓶颈:为什么“买不到”
成膜树脂是光刻胶中价值量最大的原材料,约占总材料成本的50%,而ArF光刻胶的树脂价值量占比更高,能达到97%以上。目前各类光刻胶所需的树脂几乎全部由海外垄断,即使是相对低端的G线、I线树脂,国产化水平也很低,高端ArF树脂则完全依赖进口且难以获取。
产业化的难点集中在两方面:
- 合成技术:目前主流采用自由基聚合,虽易产业化但PDI(分散度)难以控制到很小,无法满足精细线宽的光刻性能要求;阴离子聚合可以更好控制PDI,但工业化条件苛刻,只有信越化学、JSR等少数公司产业化成熟。
- 单体供应:作为合成树脂的核心原料,单体纯度要求达到99.5%,金属离子含量要小于十亿分之一,目前全球能满足稳定供应和质量要求的单体供应商只有四五家。
供需错配中的国产替代进展
从市场规模看,ArF光刻胶正处在快速扩张通道中,根据TECHCET数据,其市场规模从2020年的74百万美元预计增长至2025年的884百万美元,需求端的爆发式增长与供给端的寡头垄断形成鲜明对比。
在这一供需错配中,国内企业已开始从上游原材料环节切入。以徐州博康为代表的国产厂商,从化学定制合成起步,已是几家日本光刻胶头部企业的中国合作商,主要提供原料单体的开发服务。经过多年积累,徐州博康已拥有品种最多、产量最大的KrF和ArF单体,其中ArF单体共有200多种,博康覆盖了80%以上,部分单体甚至是独家产品。除信越化学外,其他头部光刻胶厂商都是博康的客户,公司也打通了除单体以外的其他原材料,实现了自主可控。
常见问题
ArF光刻胶树脂国产化率目前处于什么水平?
整体国产化水平很低。即使是相对低端的G线环化橡胶树脂和I线线性酚醛树脂,国内仍主要依赖进口,高端ArF树脂则处于“想买都买不到”的状态,是光刻胶自主可控中最薄弱的环节。
国产替代的最大难点是技术还是供应链?
两者缺一不可。合成技术方面,活性自由基聚合等更优工艺尚未实现工业化,企业需要长期积累Know-how经验;供应链方面,高纯度单体的稳定供应是产业化前提,目前全球能达标的单体供应商仅四五家,供给瓶颈同样突出。
国内哪些企业在布局ArF树脂相关原材料?
目前国内已有多家公司布局光刻胶原材料。在最重要的单体领域,市场公认做的最好的是徐州博康,其ArF单体覆盖率达80%以上;此外,万润股份、瑞联新材、微芯新材等也在单体领域有所布局,彤程新材、圣泉集团等则布局树脂环节。