光刻胶成膜树脂的国产化,是一条从“低端也靠进口”到“从零到一”的爬坡路径。早期各类光刻胶所需树脂几乎全部由海外垄断,连相对低端的G线环化橡胶树脂和I线线性酚醛树脂,我国都主要依赖进口,国产化水平很低;更高端的ArF树脂则处于“想买都买不到”的状态。 转折出现在国内厂商从化学定制合成起步,为日本头部光刻胶企业提供原料单体开发服务,多年积累后掌握品种最多、产量最大的KrF和ArF单体,并逐步打通其他原材料,产业由此进入“从零到一”的关键阶段。

从“全部进口”到“买不到”

成膜树脂是光刻胶中价值量最大的原材料。按材料成本口径,成膜树脂约占50%,单体约占35%,其他材料合计约15%;在部分高端品类中树脂占比更高,例如ArF光刻胶的树脂价值量占比可达97%以上。

与高价值量形成反差的,是长期薄弱的供给格局。无论是G线、I线所用的树脂,还是更高端的ArF树脂,此前基本由海外厂商主导。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,并影响曝光能量、边缘粗糙度等参数,这使得树脂环节成为光刻胶自主可控绕不开的一环。

拐点:从单体定制合成切入

树脂产业化的难点集中在两方面:合成技术的Know-how积累,以及单体的稳定供应。树脂合成主要分为自由基聚合、阴离子聚合和活性自由基聚合,前两者已实现产业化,活性自由基聚合尚未实现工业化;其中阴离子聚合可控制分散度,使更精细尺寸下的光刻效果更好,但工业化条件苛刻,仅有少数公司做得较好。

单体方面,光刻胶对性能要求很高,纯度需达到99.5%,金属离子含量需小于十亿分之一,且供应既要稳定、质量也要稳定。此前能够满足这一要求的单体供应商只有四五家。

国内厂商的突破口正在这里:从化学定制合成起步,先为日本头部光刻胶企业提供原料单体开发服务,在长期服务中积累品种与工艺,最终在KrF和ArF单体上形成规模与品种优势。

以徐州博康为代表的国产布局

在单体领域,市场普遍认为做得最好的是徐州博康。经过多年积累,其已拥有品种最多、产量最大的KrF和ArF单体;其中ArF单体共有200多种,覆盖80%以上,部分单体为其独家产品。

客户结构上,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。

在更上游的其他原材料上,国内企业整体表现相对较好:溶剂主要成分PMA(丙二醇甲醚醋酸酯)的国内产能占全球总产量的35%;光引发剂领域,国产龙头久日新材产品在国内的市占率已接近三成。从溶剂、单体、树脂到光引发剂,国内均已有企业布局。

常见问题

成膜树脂为什么被认为是光刻胶最核心的原材料?

因为它是光刻胶中价值量最大的部分,约占材料成本的50%,部分高端品类如ArF光刻胶的树脂价值量占比可达97%以上。同时,树脂结构由单体种类和比例决定,直接影响光刻胶可形成的线宽以及曝光能量、边缘粗糙度等参数。

国产成膜树脂的主要难点是什么?

一是合成技术的Know-how积累,自由基聚合与阴离子聚合虽已产业化,但活性自由基聚合尚未实现工业化,且质量一致性依赖长期生产管理经验;二是单体的稳定供应,单体纯度需达99.5%、金属离子含量需小于十亿分之一,此前能满足要求的供应商只有四五家。

国内厂商在单体环节取得了哪些进展?

以徐州博康为代表,国内厂商从化学定制合成起步,为日本头部光刻胶企业提供原料单体开发服务,逐步掌握品种最多、产量最大的KrF和ArF单体。其ArF单体共有200多种、覆盖80%以上,并拥有部分独家产品,外销客户除信越化学外覆盖其他头部光刻胶厂商。