KrF和ArF光刻胶是半导体光刻胶中需求最大的两大品类,下游晶圆厂的需求结构直接决定了光刻胶单体的品类需求与增长节奏。KrF光刻胶主要用于3D堆叠架构,ArF光刻胶用于相对先进的制程工艺,两者对应的单体种类、性能要求和供应格局均有差异,因此下游扩产方向的不同,会直接传导至上游单体市场的结构性变化。
下游需求结构如何传导至单体市场
光刻胶单体的性能直接影响光刻胶质量,要求纯度达到99.5%,金属离子含量小于10亿分之一。由于高端光刻胶定制化程度高,单体的种类和比例设计直接决定光刻胶能够形成的线宽,进而影响整个光刻工艺的曝光能量和边缘粗糙度等参数。
从需求结构看,KrF对应3D堆叠架构(如存储芯片的立体化发展),ArF对应先进制程工艺(如逻辑芯片的制程微缩)。两种技术路线对单体的需求不同:KrF体系对单体的需求相对成熟稳定,而ArF体系因制程更先进,对单体的纯度、种类和供应稳定性要求更高。
单体供应的国产化进展
目前全球范围内,能够实现单体稳定供应和质量控制的供应商仅有四五家,高端ArF树脂甚至面临"想买都买不到"的供应瓶颈。在这一背景下,国产厂商的突破尤为关键。
以徐州博康为例,该公司从化学定制合成起步,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,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)覆盖率达80%以上,部分单体还是独家产品。在外销方面,除信越化学外,其他头部光刻胶厂商均为博康客户;在自用方面,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
为什么说成膜树脂是光刻胶最核心的原材料?
成膜树脂约占总材料成本的50%,是价值量最大的部分,而单体占比约35%。树脂结构的设计直接决定光刻胶能够形成的线宽,进而影响光刻工艺的曝光能量和边缘粗糙度等关键参数,因此是光刻胶性能的核心决定因素。
光刻胶单体供应的主要难点是什么?
难点集中在两方面:一是合成技术,目前最常用的是自由基聚合,而活性自由基聚合尚未实现工业化;二是单体的稳定供应,单体性能直接影响光刻胶质量,对纯度和金属离子含量要求极高,全球能实现稳定供应的供应商仅四五家。
下游晶圆厂扩产方向如何影响单体市场?
如果晶圆厂扩产集中在3D堆叠方向,KrF光刻胶及其对应单体的需求将相应增长;如果扩产集中在先进制程方向,则ArF光刻胶单体的需求更为突出。由于ArF单体种类更多、覆盖率达80%以上且部分为独家产品,先进制程的扩张对单体供应商的品类覆盖能力和定制化开发能力要求更高。