半导体光刻胶中,成膜树脂和单体的上游供应,核心难点在于成膜树脂的合成技术积累与高纯单体的稳定供应。从成本结构看,成膜树脂约占材料总成本的50%,单体约占35%,两者合计构成光刻胶价值量的主体,也是当前产业链自主可控的关键环节。
成膜树脂:价值量最高,供应几乎由海外垄断
成膜树脂是光刻胶中决定曝光后基本性能的核心材料,由多种单体共聚而成,其结构设计直接决定光刻胶能形成的线宽及边缘粗糙度等参数。目前各类光刻胶所需的树脂几乎全部由海外垄断,即使是相对低端的G线环化橡胶树脂和I线线性酚醛树脂,国内也主要依赖进口,高端ArF树脂则面临“想买都买不到”的局面。
产业化的难点主要体现在两方面:
- 合成技术:主流技术分为自由基聚合与阴离子聚合。自由基聚合容易控制分子量、易产业化,但分散度(PDI)难以做小;阴离子聚合可精确控制PDI、光刻效果更优,但工业化条件苛刻,仅信越化学、JSR等少数公司产业化成熟。此外,树脂生产对批次一致性的质量控制要求极高,背后依赖企业对合成工艺Know-how的长期积累。
- 单体供应:作为合成树脂的核心原料,单体性能直接影响光刻胶质量,要求纯度达99.5%、金属离子含量小于十亿分之一。目前能满足稳定供应与质量要求的单体供应商全球仅四五家,供应瓶颈突出。
单体:国产突破的代表环节
单体是成膜树脂的核心原料,对光引发剂的化学反应起调节作用。在已布局单体的国内企业中,徐州博康(A股华懋科技参股)较具代表性——其从化学定制合成起步,长期为多家日本头部光刻胶企业提供单体开发服务,目前已拥有品种最多、产量最大的KrF和ArF单体,其中ArF单体覆盖80%以上,部分为独家产品。据公司负责人透露,除信越化学外,其他头部光刻胶厂商均为其客户。
常见问题
光刻胶原材料中,溶剂和光引发剂的供应格局如何?
溶剂与光引发剂的价值量占比不高,国内企业表现相对较好。溶剂主要成分是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,国产龙头久日新材的产品在国内市占率已接近三成。
成膜树脂和单体,哪个环节的国产化难度更大?
成膜树脂的难度更高。它既需要合成技术的Know-how积累,又依赖上游单体的稳定供应,且高端树脂目前仍主要依赖进口。单体环节已有徐州博康等企业实现较大覆盖,而树脂端国产化水平整体仍较低。
原材料自主可控对光刻胶产业有何意义?
控制了原材料,光刻胶企业才能快速响应下游需求、开发适配配方并保证长期稳定供货。高端光刻胶定制化程度高,原材料的自主可控是品控与稳定供应的前提,也是国产光刻胶从“从零到1”走向“从1到N”的基础。