光刻胶成膜树脂的国产化突破,应遵循“先低端替代、再高端梯次攻坚”的路径:先在G线环化橡胶树脂、I线线性酚醛树脂等低端品类实现规模化替代,同时补齐单体稳定供应与树脂合成Know-how两块短板,再向KrF、ArF等高端树脂逐级推进。 成膜树脂是光刻胶中价值量最高的原材料,约占总材料成本的50%,却也是我国最薄弱的环节——即使是较低端的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,而高端的ArF树脂想买都买不到。因此,成膜树脂是光刻胶自主可控绕不开的一环。
为什么成膜树脂是绕不开的一环
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,它主要决定曝光后光刻胶的基本性能。树脂结构的设计涉及单体的种类和比例,会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。
从价值量看,成膜树脂约占光刻胶总材料成本的50%,单体约占35%,其他材料合计约占15%;部分高端光刻胶中树脂占比更高,例如ArF光刻胶的树脂价值量占比可达97%以上。正因如此,控制了原材料,光刻胶成品厂商才能更快响应下游需求、开发合适配方并抢占市场。
突破顺序:先低端替代,再高端攻坚
自主可控的现实路径是梯次推进。低端G线、I线树脂虽然国产化水平很低,但技术门槛相对可控,是最有条件率先实现规模化替代的环节;只有在低端品类上跑通“稳定供货—质量一致—客户验证”的完整链条,企业才具备向KrF、ArF等高端树脂进阶的产业化基础。高端ArF树脂目前“想买都买不到”,更需要长期积累,难以一蹴而就。
产业化的难点集中在两方面:
| 难点 | 具体内容 |
|---|---|
| 合成技术 | 主流为自由基聚合,容易控制分子量、容易产业化,但分散度(PDI)难以控制得很小,导致无法达到部分光刻性能(如LWR);阴离子聚合可控制PDI、LWR更优,但工业化条件苛刻,只有少数公司在产业化上做得很好 |
| 单体供应 | 单体是成膜树脂的核心原料,性能要求很高,如纯度要达到99.5%、金属离子含量要小于十亿分之一;目前能实现稳定供应的单体供应商只有四五家 |
除技术本身,生产企业还须在生产管理和质量控制上严格把关,保证每批光刻胶质量一致——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。
产业链上已有哪些布局
国内已有多家公司布局光刻胶原材料。在溶剂、光引发剂等价值量占比不高的环节,国内企业表现相对较好:溶剂主要成分PMA,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市占率已接近三成。
在最关键的单体领域,市场普遍认为徐州博康做得最好。该公司从化学定制合成起步,曾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单体共有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。在树脂环节,彤程新材、圣泉集团、强力新材等中国大陆企业亦已有布局。
常见问题
光刻胶成膜树脂国产化最难的是哪一环?
最难的是树脂合成技术与单体稳定供应这两块。合成上,自由基聚合虽易产业化但分散度控制有限,阴离子聚合性能更优却工业化条件苛刻;单体上,纯度与金属离子含量要求极高,能稳定供应的供应商全球仅四五家。这两项都依赖长期的经验积累,而非单点技术引进。
为什么说低端树脂要先突破?
低端G线环化橡胶树脂和I线线性酚醛树脂目前主要依赖进口,国产化水平很低,但相对高端品类技术门槛更可控。先在低端实现规模化替代,能够验证合成、质控与稳定供货能力,为向KrF、ArF等高端树脂梯次突破打下产业化基础。
ArF树脂为什么“想买都买不到”?
高端ArF树脂的定制化程度高,且其价值量占ArF光刻胶材料成本可达97%以上,属于光刻胶厂商的核心竞争力,海外厂商缺乏外供动力。同时,ArF树脂对单体纯度与合成工艺要求严苛,国内尚处攻坚阶段,因此短期内难以通过采购解决。