半导体材料光刻胶按曝光光源可分为g/i线、KrF、ArF(含干法与浸没式)、EUV共六类体系,其中KrF与ArF是当前最主要的两类光刻胶,分别对应3D堆叠架构与相对先进的制程工艺。日本厂商在高端体系占据主导,而国产厂商的突破口呈现明显的分层特征:KrF领域已实现从零到1的突破,ArF正处于验证爬坡期,EUV差距最大

六类体系中的格局分层

光刻胶体系与曝光光线深度绑定,从g/i线到EUV,波长逐步缩短,对应制程不断向更精细尺寸延伸。在应用端,KrF光刻胶主要用于3D堆叠架构,ArF光刻胶则用于相对先进的制程工艺,二者构成了市场规模最大的两大品类。

从竞争格局看,日本厂商在高端光刻胶体系中占据主导地位。尤其在树脂合成环节,阴离子聚合技术能够实现更优的分辨率表现,但工业化条件苛刻,目前仅有信越化学、JSR等少数公司产业化成熟。国产厂商的追赶路径也因此呈现出明显的梯度:KrF先行突破,ArF紧随其后,EUV尚处早期。

国产突破的关键:上游原材料的自主可控

光刻胶由溶剂、光引发剂、成膜树脂和添加剂构成,其中成膜树脂是价值量最大的核心原材料,约占总材料成本的一半,ArF光刻胶的树脂价值量占比更高。然而,各类光刻胶所需的树脂几乎全部由海外垄断,高端ArF树脂甚至面临“想买都买不到”的局面。

产业化的难点集中在两方面:一是合成技术的Know-how积累,二是单体的稳定供应。单体纯度要求高,目前能满足稳定供应要求的供应商仅四五家。值得关注的是,以徐州博康为代表的国内厂商已从单体开发起步,拥有品种最多、产量最大的KrF和ArF单体,其中ArF单体覆盖率达80%以上,并已打通除单体以外的全部光刻胶原材料,实现了自主可控。

常见问题

国产光刻胶目前处于什么阶段?

以徐州博康、晶瑞电材为代表的国产厂商,在KrF和ArF领域已经实现了从零到1的突破,即将进入从1到N的快车道。其中KrF进展相对更快,ArF正处于验证爬坡期,而EUV由于制程最为前沿,国产差距也最大。

为什么成膜树脂是光刻胶国产化的核心环节?

成膜树脂直接决定光刻胶能够形成的线宽,影响曝光能量和边缘粗糙度等关键参数。其价值量占光刻胶总材料成本约50%,高端ArF树脂占比更高。但树脂合成依赖长期的Know-how积累,且需要单体的稳定供应,这两点恰恰是国内最薄弱的环节。

国产厂商在原材料端的布局进展如何?

国内已有较多公司布局光刻胶上游原材料。在最重要的单体领域,徐州博康被市场普遍认为做得最好,其ArF单体覆盖80%以上品种,部分为独家产品,除信越化学外,其他头部光刻胶厂商均为其客户。溶剂领域国内产能占全球总产量的35%,光引发剂领域国产龙头在国内市占率已接近三成。