在半导体光刻胶赛道,成膜树脂合成 Know-how 深厚的企业,其竞争特点集中体现在三方面:对树脂合成经验(Know-how)的长期积累、对批次质量一致性的稳定把控,以及对单体稳定供应的掌控能力。 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%,高端品类中占比更高——ArF 光刻胶的树脂价值量占比可达 97% 以上。树脂结构设计涉及单体种类与比例,直接决定光刻胶能形成的线宽,进而影响曝光能量与边缘粗糙度等参数。
一、Know-how 是树脂环节的核心壁垒
成膜树脂是一种高分子聚合物,可简单理解为由多种单体共聚而成。树脂合成技术主要分为自由基聚合、阴离子聚合和活性自由基聚合,目前最常用的是自由基聚合,活性自由基聚合尚未实现工业化。
两种已实现产业化的路线各有取舍:自由基聚合容易控制树脂分子量、容易产业化,但分散度(PDI)难以控制得很小,导致其无法达到某些光刻性能(如 LWR);阴离子聚合可以控制 PDI,使光刻胶在更精细尺寸上更好地实现光刻效果、LWR 更优,但工业化条件比较苛刻,只有少数公司在产业化上做得很好,如信越化学、JSR 等。
对生产企业而言,除了掌握合成技术,还要在生产管理和质量控制上严格把关,保证每批光刻胶的质量保持一致。因此,树脂合成的背后,更多是企业对合成 Know-how 经验的理解和积累。
二、单体稳定供应决定产业化成败
作为成膜树脂的核心原料,单体性能会直接影响光刻胶质量,因此性能要求很高,例如纯度要达到 99.5%,金属离子含量要小于 10 亿分之一。成膜树脂想要产业化,不仅单体供应要稳定,单体质量也要稳定。目前能够实现这一点的单体供应商只有四五家,单体的稳定供应因此成为一大难点。
三、国产布局与相对位置
目前各类光刻胶所需的树脂几乎全部由海外垄断,即使较低端的 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,国产化水平很低,高端一些的 ArF 树脂想买都买不到。
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,市场普遍认为做得好的是徐州博康(A 股华懋科技参股 26%):该公司最初从事化学定制合成,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,已拥有品种最多、产量最大的 KrF 和 ArF 单体,其中 ArF 单体(共 200 多种)覆盖 80% 以上,部分单体为其独家产品。据公司负责人透露,外销方面除信越化学外,其他头部光刻胶厂商都是其客户;自用方面,公司已打通除单体以外的其他原材料,实现自主可控。
常见问题
成膜树脂合成 Know-how 深厚,最直接的竞争特点是什么?
最直接的特点是能长期稳定保证每批光刻胶的质量一致。树脂合成之外,生产管理与质量控制同样关键,而这依赖企业对合成 Know-how 经验的长期理解与积累,难以短期复制。
为什么成膜树脂被视为光刻胶最核心的原材料?
因为它是价值量最大的部分,约占总材料成本的 50%,高端品类中占比更高,如 ArF 光刻胶的树脂价值量占比可达 97% 以上;同时树脂结构设计直接决定线宽及曝光能量、边缘粗糙度等参数。
国产企业在成膜树脂环节处于什么位置?
整体上,各类光刻胶所需树脂几乎全部由海外垄断,国产化水平很低。国内已有彤程新材、圣泉集团、强力新材等企业布局树脂,单体领域以徐州博康较具代表性,已打通除单体以外的其他原材料。相关企业的具体进展,需以官方后续公布及第三方实测为准。