光刻曝光用半导体材料的成本结构,核心在于原材料价值高度集中:成膜树脂约占总材料成本的50%,单体约占35%,其余材料合计约15%;部分高端光刻胶中树脂价值量占比更高,例如ArF光刻胶的树脂价值量占比可达97%以上。盈利模式上,这一环节呈现前期研发与认证投入重、客户粘性强、配方与原材料自主可控决定长期毛利稳定性的特点。以光刻胶为例,其由感光树脂、溶剂及添加剂按特定配方与工序配制而成,在曝光环节与光线发生反应,改变曝光部分的溶解度,为后续刻蚀或薄膜沉积做铺垫。

成本结构:价值量集中在树脂与单体

从成分含量看,溶剂占光刻胶的50%—90%,是容量最大的成分;光引发剂占1%—6%,是发生光化学反应的核心部分;成膜树脂占10%—40%,决定曝光后光刻胶的基本性能;添加剂占比不足1%。但含量不等于经济价值:成膜树脂约占总材料成本的50%,单体约占35%,其他材料合计约15%。

成膜树脂是由多种单体共聚而成的高分子聚合物,其结构设计涉及单体种类与比例,直接决定光刻胶能够形成的线宽,并影响曝光能量、边缘粗糙度等参数。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,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。产业化难点集中在两方面:树脂合成的Know-how经验积累,以及单体的稳定供应——单体纯度要求达99.5%,金属离子含量需小于10亿分之一,目前能实现稳定供应的单体供应商只有四五家。

盈利模式特点:认证壁垒与自主可控

这一环节的盈利特征,首先来自高端光刻胶定制化程度高:成品厂商若控制了原材料,就能更快响应下游需求、开发合适配方并抢占市场。其次,原材料自主可控是稳定供货与品控的前提。目前各类光刻胶所需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,高端ArF树脂则难以买到。

在国产布局方面,溶剂主要成分为PMA(丙二醇甲醚醋酸酯),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。单体领域,徐州博康拥有品种最多、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,部分为独家产品;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均为其客户,自用方面也已打通除单体以外的其他原材料。KrF与ArF是当前最主要的两类光刻胶,分别主要用于3D堆叠架构和相对先进的制程工艺。

常见问题

光刻胶成本中占比最高的是什么?

按价值量看,成膜树脂是最核心的原材料,约占总材料成本的50%,其次是占比约35%的单体。在部分高端光刻胶中,树脂的价值量占比更高,例如ArF光刻胶的树脂价值量占比可达97%以上。

为什么光刻胶原材料的盈利稳定性较强?

高端光刻胶定制化程度高,成品厂商控制原材料后能更快响应下游需求并开发合适配方。同时树脂合成依赖长期Know-how积累、单体供应高度集中,新进入者需要跨越合成技术与稳定供应两道门槛,客户关系一旦建立便具备较强粘性。

国产光刻胶原材料目前进展如何?

溶剂、光引发剂等价值量占比不高的环节,国内企业表现较好,例如PMA国内产能占全球总产量的35%,久日新材光引发剂国内市占率已接近三成。单体领域,徐州博康的ArF单体覆盖80%以上、共200多种,部分为独家产品。树脂仍是相对薄弱的环节。