在半导体材料中,光刻胶的下游应用定制化程度很高:不同工艺节点、不同曝光光源对应的光刻胶体系各异,对线宽、边缘粗糙度等性能要求也各不相同。当光刻胶成品厂商掌控了上游原材料,就能更快速地响应下游需求、开发出合适的光刻胶配方,从而优化自身在需求结构中的份额分布。 原材料自主可控既是稳定供货与品控的前提,也是配方开发效率的支点。

一、下游需求本身就是分层的

光刻胶的下游并不单一。按曝光光源划分,可分为 g 线、i 线、KrF、干法 ArF、浸没式 ArF、EUV 六大类,各自匹配不同的制程工艺与芯片尺寸。从应用角度看,KrF 胶(K 胶)主要用于 3D 堆叠架构,ArF 胶(A 胶)主要用于相对先进的制程工艺,两者是最主要的两类光刻胶。

场景越分散,配方就越难用一套标准覆盖,这正是定制化程度高的根源。

二、原材料自控,为什么能加快配方开发

高端光刻胶的定制化程度很高,因此对成品厂商来说,控制了原材料,就可以更快速地响应下游需求,并开发出合适的光刻胶配方,抢占市场。

原因在于,配方的调整往往落在原材料这一层。光刻胶由感光树脂、溶剂和添加剂按特定配方与工序配制而成,其中成膜树脂由多种单体共聚而成,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,进而影响曝光能量和边缘粗糙度等参数。单体性能又直接影响光刻胶质量,纯度要求达到 99.5%,金属离子含量需小于 10 亿分之一。原材料在手,配方迭代就不必受制于外部供应节奏。

三、价值量集中在哪一环

原材料含量占比作用
溶剂50%-90%溶解固态成分,保证均匀涂覆与流动性
光引发剂1%-6%核心部分,光照下发生光化学反应,改变树脂溶解度
成膜树脂10%-40%粘合基质,主要决定曝光后光刻胶的基本性能
添加剂<1%单体调节光引发剂反应,助剂调节整体性能

含量不等于经济价值。按价值量看,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%;部分高端光刻胶树脂占比更高,ArF 光刻胶树脂价值量占比可达 97% 以上。这也解释了为何树脂与单体是原材料自控的关键环节。

常见问题

为什么光刻胶下游应用的定制化程度这么高?

因为光刻胶需要与曝光光线相匹配,不同体系对应不同制程工艺与芯片尺寸,对线宽、边缘粗糙度等参数的要求并不一致。KrF 与 ArF 分别面向 3D 堆叠架构和相对先进的制程工艺,需求结构天然分层,配方难以通用。

成品厂商掌控原材料后,具体能改善什么?

一是品控与长期稳定供货更有保障;二是能更快速地响应下游需求并开发出合适配方。树脂合成的背后是企业对合成 Know-how 的积累,单体供应还需同时保证稳定与质量稳定,原材料自控让这两件事更可控。

国产原材料目前的布局情况如何?

国内已有多家公司布局光刻胶原材料。单体领域市场普遍认为徐州博康表现突出,其拥有品种最多、产量最大的 KrF 和 ArF 单体,ArF 单体覆盖 80% 以上,并已打通除单体以外的其他原材料。溶剂方面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国内市占率已接近三成。