成膜树脂占光刻胶材料成本约50%,是价值量最大的原材料,处于半导体材料产业链上游的核心环节:它位于光刻胶单体(更上游)与光刻胶成品(下游)之间,其性能直接决定光刻胶曝光后的基本性能与可形成的线宽,是光刻胶实现自主可控绕不开的关键材料。
产业链位置:承上启下的核心环节
在光刻胶的原材料体系中,成膜树脂、单体、溶剂与光引发剂共同构成上游供应。从价值量看,成膜树脂约占总材料成本的50%,其次是占比35%的单体,其余材料合计约15%。在部分高端品类中树脂价值量更高,例如ArF光刻胶的树脂价值量占比可达97%以上。
从产业链上下游关系看,单体是合成树脂的核心原料,其纯度、金属离子含量等性能直接影响光刻胶质量;树脂则由多种单体共聚而成,其结构设计直接决定光刻胶能形成的线宽,进而影响曝光能量、边缘粗糙度等关键参数。因此,控制了树脂,就相当于掌握了光刻胶性能的命脉。
产业化的两大难点
成膜树脂的产业化主要面临两方面挑战:
- 合成技术:目前最常用的是自由基聚合,但分散度难以控制到很小;阴离子聚合可更好控制分散度,但工业化条件苛刻,仅少数公司产业化成熟。
- 单体稳定供应:单体性能要求极高,目前能满足稳定供应与质量要求的供应商仅四五家,供应瓶颈明显。
此外,树脂合成背后更多是企业对合成 Know-how 经验的理解与积累,生产管理和质量控制同样需要严格把关,保证每批产品质量一致。
国产布局现状
目前各类光刻胶所需的树脂几乎全部由海外垄断,即使是低端的G线环化橡胶树脂和I线线性酚醛树脂,我国也主要依赖进口,高端ArF树脂更是难以采购。不过,国内已有多家公司布局光刻胶原材料,其中彤程新材、圣泉集团等企业已在树脂环节展开布局,徐州博康则从单体开发起步,已打通除单体以外的其他原材料。
常见问题
成膜树脂为什么比溶剂更关键?
虽然溶剂在光刻胶中含量占比最高(50%-90%),但含量不等于经济价值。成膜树脂约占材料成本的50%,且作为惰性聚合物基质,它决定了曝光后光刻胶的基本性能,是价值量与技术含量双重核心。
ArF光刻胶的树脂价值量有多高?
ArF光刻胶的树脂价值量占比可达97%以上,远高于平均水平。这类高端树脂目前海外垄断严重,想买都买不到,是国产替代最迫切的方向。
国内哪些公司在布局成膜树脂?
根据产业链梳理,彤程新材、圣泉集团等中国大陆企业已在树脂环节布局,此外日本、美国、韩国等多国企业也参与其中。整体来看,国内在树脂环节的国产化水平仍较低,但布局正在加速。