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k8凯发|川村千里|半导体等精密电子器件制造的核心流程:光刻工艺

来源:凯发k8·[中国]官方网站 发布时间:2024-08-17

  器件制造的核心流程ღღ,主要工艺流程包括前处理ღღ、涂胶ღღ、软烘烤ღღ、对准曝光ღღ、PEBღღ、显影ღღ、硬烘烤和检验ღღ。光刻工艺通过上述流程将具有细微几何图形结构的光刻胶留在衬底上ღღ,再通过刻蚀等工艺将该结构转移到衬底上ღღ。

  光刻胶作为影响光刻效果核心要素之一ღღ,是电子产业的关键材料ღღ。光刻胶由溶剂ღღ、光引发剂和成膜树脂三种主要成分组成ღღ,是一种具有光化学敏感性的混合液体ღღ。其利用光化学反应ღღ,经曝光ღღ、显影等光刻工艺ღღ,将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工基片上ღღ,是用于微细加工技术的关键性电子化学品ღღ。

  根据显影效果不同ღღ,光刻胶可分正性光刻胶和负性光刻胶ღღ。正性光刻胶的曝光部分溶于显影剂ღღ,显影时形成的图形与掩膜版上的图形相同ღღ。

  负性光刻胶的曝光部分不溶解于显影剂ღღ,显影时形成的图形与掩膜版相反ღღ。两者的生产工艺流程基本一致ღღ。

  正性胶已成为主流半导体光刻胶ღღ。负性光刻胶最早应用在半导体光刻工艺中ღღ,但由于显影时易变形和膨胀ღღ,1970s以后正性光刻胶成为主流ღღ。目前ღღ,在半导体光刻胶领域ღღ,g线ღღ、i线ღღ、ArF线均以正胶为主ღღ。

  根据应用领域的不同ღღ,光刻胶可分为PCB光刻胶ღღ、LCD光刻胶和半导体光刻胶ღღ。其中ღღ,PCB光刻胶的技术壁垒最低ღღ,半导体光刻胶的技术门槛最高ღღ。PCB光刻胶主要包括干膜光刻胶ღღ、湿膜光刻胶ღღ、光成像阻焊油墨ღღ。LCD领域光刻胶主要包括彩色光刻胶和黑色光刻胶ღღ、触摸屏光刻胶ღღ、TFT-LCD光刻胶ღღ。

  半导体光刻胶包括普通宽普光刻胶ღღ、g线nm)ღღ、i线nm)及最先进的EUV(《13.5nm)光刻胶ღღ,级越往上其极限分辨率越高ღღ,同一面积的硅晶圆布线密度越大ღღ,性能越好ღღ。

  光刻胶处于电子产业链核心环节ღღ,是半导体国产化的关键一环ღღ。光刻胶在电子产业链举足轻重ღღ,其上游是精细化工行业k8凯发ღღ,下游是半导体ღღ、印制电路板ღღ、液晶显示器等

  制造行业ღღ。其中ღღ,半导体是光刻胶技术门槛最高的下游领域ღღ。在半导体精细加工从微米级ღღ、亚微米级ღღ、深亚微米级进入到纳米级水平的过程中ღღ,光刻胶起着举足轻重的作用ღღ,其生产制造也因此成为半导体产业链自主化的关键一环ღღ。

  光刻胶市场稳定成长ღღ,中国大陆领跑全球ღღ。根据Cision数据ღღ,2019年ღღ,全球整体光刻胶市场规模为91亿美元ღღ,而到2022年则有望达到105亿美元ღღ,年均复合增速5%ღღ。其中ღღ,作为全球最大电子

  进出口国k8凯发ღღ,中国占据了光刻胶最大的市场份额ღღ。同时ღღ,伴随中国在半导体ღღ、面板和PCB等电子元器件的市场影响力逐年提升ღღ,国内光刻胶市场规模快速扩大ღღ,根据SEMI数据ღღ,2015-2020年中国光刻胶市场规模由100亿元增长至176亿元ღღ,年均复合增速12.0%ღღ。

  国内缺乏半导体光刻胶供应能力ღღ,国产替代空间广阔ღღ。分品类来看ღღ,在全球光刻胶市场ღღ,半导体ღღ、LCDღღ、PCB类光刻胶各自占有27%ღღ、24%和24%的份额ღღ。其中半导体光刻胶占比最高ღღ,也是技术难度最高ღღ、成长性最好的细分市场ღღ。

  不过ღღ,目前我国半导体光刻胶和面板光刻胶制造能力仍较弱ღღ,中国光刻胶企业主要生产技术水平较低的PCB用光刻胶ღღ,占整体生产结构中的94%ღღ。我国本土的半导体光刻胶及面板光刻胶供应能力十分有限ღღ,主要依赖进口ღღ,因此其国产替代空间广阔ღღ。

  后来居上ღღ。1839年ღღ,第一套“光刻系统”重铬酸盐明胶诞生ღღ。此后经过百年发展ღღ,光刻胶技术开始成熟ღღ,1950sღღ,德国Kalle公司制成重氮萘醌-酚醛树脂印刷材料ღღ,曝光光源可采用g线sღღ,IBM使用自研的KrF光刻胶突破了KrF光刻技术ღღ。随后ღღ,东京应化于1995年研发出KrF正性光刻胶并实现大规模商业化ღღ,因此迅速占据市场ღღ,这标志着光刻胶正式进入日本厂商的霸主时代ღღ。此后光刻技术仍在持续进步ღღ,ArFღღ、EUV光刻胶先后问世ღღ。2000年ღღ,JSR的ArF光刻胶成为半导体工艺开发联盟

  的下一代半导体0.13μm工艺的抗蚀剂ღღ。2001ღღ,东京应化也推出了自己的ArF光刻胶产品ღღ。2002年ღღ,东芝开发出分辨率22nm的低分子EUV光刻胶ღღ。JSR在2011年与SEMATECH联合开发出用于15nm工艺的化学放大型EUV光刻胶ღღ。

  目前日本企业在光刻胶领域仍保持垄断地位ღღ。光刻胶的核心技术被日本和欧美企业所掌握ღღ,并且由于光刻胶的特殊性质ღღ,市场潜在进入者很难对成品进行逆向分析ღღ,因此光刻胶产业呈现日本企业寡头垄断格局ღღ。世界主要光刻胶企业有日本JSRღღ、东京应化ღღ、信越化学ღღ,美国陶氏化学ღღ、韩国东进世美等ღღ。中国光刻胶产业规模仍较小ღღ,但已有众多厂商积极布局ღღ,主要包括晶瑞电材ღღ、北京科华ღღ、华懋

  光刻胶产业链共有四大壁垒ღღ,从上游至终端分别是原材料壁垒ღღ、配方壁垒ღღ、设备壁垒和认证壁垒ღღ。其中ღღ,原材料壁垒和配方壁垒对光刻胶厂商从原料合成以及差异化研发能力提出较高要求ღღ。设备壁垒主要是研发中配套使用的ღღ,以光刻机为和核心的半导体设备ღღ,由于先进半导体设备往往价格不菲ღღ,因此这也构成光刻胶开发的壁垒之一ღღ。

  此外ღღ,光刻胶虽是半导体制造的核心材料ღღ,但其成本占整体制造流程中的比例并不高ღღ,因此下游厂商更换意愿低ღღ,再加之光刻胶本身长达数年的认证周期ღღ,这就构成了下游认证壁垒ღღ。

  过去ღღ,受限于多项壁垒压制ღღ,国内光刻胶厂商只能在夹缝中生存ღღ,产品基本集中在较低端的PCB光刻胶ღღ。而当前ღღ,国产光刻胶正处于替代窗口期ღღ,行业壁垒有逐步被打开的趋势ღღ。

  首先ღღ,国内光刻胶厂商经过多年积累ღღ,已储备了更丰富的光刻胶生产技术ღღ,头部厂商诸如北京科华ღღ、晶瑞电材等已经在KrFღღ、ArF等高端品类中崭露头角ღღ,因此配方壁垒和原材料壁垒ღღ,在国内技术储备接近突破奇点的位置上ღღ,有望被一定程度上打破ღღ。

  同时ღღ,资本市场对光刻胶的投资升温也大幅拉动了光刻胶企业的融资能力ღღ。设备壁垒的本质是资金壁垒ღღ,在资金充足的情况下ღღ,国内厂商正积极购置先进

  等高端设备ღღ,以匹配先进制程产品研发ღღ。此外ღღ,国产化需求增强了下游晶圆厂对国内光刻胶供应商的认证意愿ღღ,再加之信越化学断供等意外事件ღღ,国内光刻胶已经进入客户认证加速期ღღ。

  从市场占比来看ღღ,半导体ღღ、PCB与LCD三类光刻胶市场份额接近ღღ。其中ღღ,半导体作为成长动力最强ღღ、发展空间最广ღღ、技术含量最高的下游市场ღღ,应当是国产光刻胶突破最核心的方向ღღ。同时ღღ,PCB和LCD光刻胶国产化也仍有不小空间川村千里ღღ,因此ღღ,本章将就光刻胶三大下游应用品类进行分类论述ღღ,以梳理不同类别光刻胶的投资逻辑ღღ。

  的最小特征尺寸ღღ,是大规模集成电路制造的过程中最重要的工艺ღღ。光刻和刻蚀工艺占芯片制造时间的40%-50%ღღ,占制造成本的30%ღღ。在图形转移过程中ღღ,一般要对硅片进行十多次光刻ღღ。光刻胶需经过硅片清洗ღღ、预烘ღღ、涂胶ღღ、前烘ღღ、对准ღღ、曝光ღღ、后烘ღღ、显影ღღ、刻蚀等环节ღღ,将掩膜版上的图形转移到衬底上ღღ,形成与掩膜版对应的几何图形ღღ。

  随着半导体制程由微米级ღღ、亚微米级ღღ、深亚微米级进入到纳米级阶段ღღ,配套光刻胶的感光波长也由紫外宽谱向g线nm)→i线nm)的方向转移ღღ,以达到集成电路更高的密集度ღღ,从而满足市场对于半导体小型化ღღ、功能多样化的的需求ღღ。

  ArF光刻胶占据半导体光刻胶市场四成份额ღღ,是目前最重要的半导体光刻胶之一川村千里ღღ。ArF光刻胶主要用于ArF准分子激光光源的DUV光刻机的光刻工艺当中ღღ,感光波长为193nmღღ,可用于130nm-14nm芯片工艺制程(其中干式主要用于130nm-65nm工艺ღღ,浸没式主要用于65nm-14nm工艺ღღ。)ღღ,部分晶圆厂甚至可以使用ArF光源做到7nm制程ღღ。以中芯国际收入结构为例ღღ,在1Q21收入中66%的收入来自ArF光刻胶对应制程ღღ,其重要程度可见一斑ღღ。

  目前ღღ,KrF光刻胶和g/i线%份额ღღ,均是重要的成熟制程光刻胶ღღ。KrF光刻胶主要用于KrF激光光源光刻工艺ღღ,对应工艺制程在250nm-150nmღღ;而g/i线光刻胶主要用于

  汞灯光源的光刻工艺ღღ,对应350nm及以上工艺制程ღღ。此外ღღ,用于极紫外光刻的EUV光刻胶是目前应用制程最先进的光刻胶产品ღღ,主要用于7nm及以下先进制程的光刻工艺ღღ,该产品目前仍处于应用早期ღღ,其市场份额较小且难以统计ღღ,不过未来有望成长为光刻胶最核心的细分市场之一ღღ。

  日本厂商在半导体光刻胶领域占据绝对主导地位ღღ。从整体市场来看ღღ,日本企业在光刻胶市场占据七成以上份额ღღ,其中JSR株式会社实现了光刻胶产品全覆盖ღღ,是全球光刻胶龙头厂商ღღ。其他主要厂商包括日本的东京应化ღღ、富士电子ღღ、信越化学和住友化学ღღ,美国的陶氏化学和韩国的东进世美肯等ღღ。

  从细分市场来看ღღ,日本厂商几乎垄断先进制程市场ღღ。在g/i线光刻胶领域ღღ,除了日系厂商外ღღ,还有韩国东进世美肯和美国杜邦各自占据12%和18%份额ღღ。而在KrF领域ღღ,主要非日系厂商仅剩美国杜邦ღღ,占据11%份额ღღ。再到ArF光刻胶市场ღღ,美国杜邦份额也仅有4%ღღ,这一细分市场几乎被日系厂商垄断ღღ。至于目前工艺制程最先进的EUV光刻胶ღღ,则更是被JSR和信越化学两家日系厂垄断ღღ。

  国内半导体光刻胶企业主要包括晶瑞电材(苏州瑞红)ღღ、彤程新材(北京科华)ღღ、上海新阳ღღ、华懋科技(徐州博康)和南大光电等ღღ。国内光刻胶产品主要集中在g/i线市场ღღ,而KrF和ArF光刻胶仍处于技术积累和市场开拓期ღღ。

  ArF光刻胶方面ღღ,五家厂商均已购置了ArF光刻机用于产品研发ღღ,目前正处于技术开发或客户验证中ღღ。2021年7月初ღღ,南大光电自主研发的ArF光刻胶通过客户认证ღღ,成为国内通过产品验证的第一只国产ArF光刻胶ღღ。未来随着国内光刻胶企业不断在KrF领域拓宽客户ღღ,并在ArF市场完成技术布局ღღ,国产光刻胶有望实现全面突破ღღ。

  光刻工艺同样也是液晶面板制造的核心工艺ღღ,通过镀膜ღღ、清洗ღღ、光刻胶涂覆ღღ、曝光ღღ、显影ღღ、蚀刻等工序ღღ,将掩膜版上的图形转移到薄膜上ღღ,形成与掩膜板对应的几何图形ღღ,从而制得TFT电极与彩色滤光片ღღ。面板光刻胶在其中扮演了重要的角色ღღ,是LCD产业链上游至关重要的核心材料ღღ。

  面板光刻胶主要分为TFT-LCD光刻胶ღღ、彩色光刻胶和黑色光刻胶ღღ、和触摸屏光刻胶ღღ。三类面板光刻胶被应用在LCD制造过程的不同工序中ღღ。TFT-LCD光刻胶用于加工液晶面板前段Array制程中的微细图形电极ღღ;彩色光刻胶和黑色光刻胶用于制造LCD中的彩色滤光片ღღ;触摸屏光刻胶用于制作触摸电极ღღ。

  伴随显示产业转移ღღ,国内面板光刻胶市场规模快速扩张ღღ。从2009年开始ღღ,面板产业链逐渐向中国转移ღღ。经过十年的快速扩张ღღ,中国面板行业后来居上ღღ。目前全球前三大液晶面板供应商京东方ღღ、华星

  k8凯发ღღ、惠科光电均为中国厂商ღღ,中国已经主导液晶显示产业ღღ。而随着我国面板产能的不断扩张ღღ,面板光刻胶作为核心材料ღღ,需求量也在不断增加ღღ。根据产业

  网的数据ღღ,2015-2020年ღღ,中国面板光刻胶市场规模由3.07亿美元成长为10.2亿美元ღღ,年均复合增速27.14%ღღ。尽管国内市场对于LCD光刻胶的需求量不断增长ღღ,但我国面板光刻胶生产能力仍严重不足ღღ。目前面板光刻胶的生产被日韩厂商垄断ღღ,以需求最多的彩色光刻胶为例ღღ,根据前瞻产业研究院数据ღღ,东京应化ღღ、LG化学ღღ、东洋油墨ღღ、住友化学ღღ、三菱化学ღღ、奇美等日本ღღ、韩国和中国台湾企业占据了90%以上的市场份额ღღ,我国本土供应能力较弱ღღ。

  在LCD光刻胶巨大需求空间的背景下ღღ,国内厂商也在积极进行LCD光刻胶的国产化ღღ。国内面板光刻胶的主要厂商有北旭电子ღღ、晶瑞电材ღღ、容大感光ღღ、雅克科技ღღ、欣奕华等ღღ。目前ღღ,北旭电子适用于4MASK工艺的Halftone光刻胶实现量产ღღ,公司生产的高分辨率光刻胶也已通过客户初步认证ღღ,面板用正性光刻机实现全线覆盖ღღ。

  飞凯材料TFT-LCD光刻胶已经形成稳定销售ღღ,面板用光刻胶业务的大幅提升ღღ,2021Q1营收同比增长53%ღღ。博砚电子的黑色光刻胶已经完成开发和中试工作ღღ,整体技术达到国际先进ღღ。雅克科技收购LG化学彩色光刻胶事业部的生产机器设备ღღ、存货ღღ、知识产权等ღღ,掌握了彩色光刻胶和正性光刻胶的制程工艺ღღ。

  PCB光刻胶是印制线路板重要的上游原材料之一ღღ,占PCB制造成本的3%-5%ღღ。可分为干膜光刻胶ღღ、湿膜光刻胶与光成像阻焊油墨ღღ。干膜光刻胶是由液态光刻胶在涂布机上和高清洁度的条件下均匀涂布在载体PET膜上ღღ,经烘干ღღ、冷却后覆上PE膜ღღ,收卷而成的薄膜型光刻胶ღღ。湿膜光刻胶的

  湿膜光刻胶的性能优于干膜ღღ,目前正在加速替代干膜光刻胶ღღ。湿膜具有精度更高ღღ,价格更低廉的优势ღღ,能够满足PCB高性能的要求ღღ。但同时操作难度更高ღღ,废液会污染环境ღღ。干膜具有附着性强ღღ、操作简便ღღ,易于加工k8凯发ღღ、环境友好的特点ღღ,在处理高密度电路上更有优势ღღ。但导致电路缺陷的可能性更大ღღ。

  光成像阻焊油墨是在PCB的制造过程中起阻焊作用的油墨ღღ,能够防止焊锡搭线造成的短路ღღ,可保证印刷电路板在制作ღღ、运输ღღ、贮存ღღ、使用时的安全性ღღ、电性能不变性ღღ。

  凭借我国在劳动力和资源等方面的优势ღღ,21世纪以来ღღ,PCB产业开始向国内转移ღღ,国内厂商逐步掌握了PCB上游关键原材料的核心技术ღღ,有效降低了成本ღღ,大幅提升了产能ღღ。据中商产业研究院估计ღღ,2019年全球印制电路板产值约637亿美元ღღ,我国PCB市场规模达到329.4亿美元ღღ,占全球市场的份额超过50%ღღ,是全球最大的PCB生产国ღღ。预计在2021年产值能达到370.5亿美元ღღ。同时ღღ,2000-2019年间ღღ,日本ღღ、美国和欧洲产能所占份额从70%降至7%ღღ。

  我国目前已经成为世界PCB产业链的主导者ღღ,而作为PCB的关键原材料之一ღღ,PCB光刻胶的需求也在不断增加ღღ。根据产业信息网的预估ღღ,2020年我国PCB光刻胶的市场规模为85亿元ღღ,随着PCB向更高的精度发展ღღ,市场对PCB光刻胶的质量将会有更高的要求ღღ。

  虽然我国拥有全球近一半的PCB产能ღღ,但PCB光刻胶市场仍然是日本主导ღღ。根据前瞻产业研究院的测算ღღ,台湾长兴化学ღღ、日本旭化成ღღ、日本日立化成三家企业就占据了干膜光刻胶超80%的市场份额ღღ。根据产业信息网的数据ღღ,在光成像阻焊油墨方面ღღ,仅日本一家企业太阳油墨就占据了60%的世界市场份额ღღ。

  根据中商产业研究院数据ღღ,我国PCB光刻胶国产化率约50%ღღ。由于PCB光刻胶的技术壁垒远低于LCD光刻机和半导体光刻胶ღღ,因此在三类光刻胶中ღღ,PCB光刻胶的国产替代进程最快ღღ。中国内资企业已在国内PCB市场中占据50%以上的市场份额ღღ。在我国PCB光刻胶生产企业中ღღ,本土企业占六成ღღ。

  国内市场研发进程加速ღღ。目前ღღ,容大感光ღღ、广信材料ღღ、东方材料ღღ、北京力拓达等内资企业已占据国内50%左右的湿膜光刻胶和光成像阻焊油墨市场份额ღღ。国内企业中ღღ,飞凯材料ღღ、容大感光ღღ、广信材料等已有相应PCB光刻胶产品投产ღღ。广信材料公司年产8000吨感光材料为PCB油墨系列产品已经生产爬坡ღღ。

  容大感光的车载PCB用阻焊油墨ღღ,已经成功应用于多个知名品牌的汽车上ღღ,目前年销售量在100吨以上ღღ,后续会加大研发投入ღღ,并积极进行市场推广ღღ。

  在光刻胶产业最核心的半导体光刻胶领域ღღ,目前国产替代趋势正愈演愈烈ღღ,除了下游厂商从供应链安全角度扶持国产光刻胶以及国家政策支持等因素外ღღ,还有国内外晶圆厂扩产潮带来的需求爆发和认证窗口期k8凯发ღღ。再加之全球光刻胶巨头信越化学受地震影响而减产ღღ,断供了部分中小晶圆厂ღღ,进一步加剧了半导体光刻胶产品短缺ღღ,也为国内光刻胶企业提供了宝贵的替代窗口期ღღ。

  通讯ღღ、新能源汽车ღღ、高性能计算ღღ、线上服务和自动化等对半导体日益增长的强劲需求ღღ,世界各大半导体制造商将在未来两年分别新建19座和10座高容量晶圆厂ღღ。中国大陆和中国台湾在未来两年将分别建立8座晶圆厂ღღ,美国新建6座ღღ。这29座晶圆建成后将新增260万片/月的晶圆产能ღღ,有望拉动全球半导体光刻胶市场规模继续高速成长ღღ。

  国内晶圆厂建设火热进行ღღ,光刻胶进入认证窗口期ღღ。随着中美贸易冲突以来ღღ,国内对芯片行业的重视程度越来越高ღღ,中国大陆

  商正加速扩产川村千里ღღ。例如长江存储和紫光国微的在建产线万片的新增产能ღღ。中芯国际目前有三条产线万片/月的在建产线万片的规划产线ღღ、待投产后每月将各多释放20万片新产能ღღ。截止2021年8月ღღ,国内主要晶圆厂计划扩充的产能约468.48万片/月(折8英寸)ღღ,仅2021年预计新增的产能就有约75.58万片/月(折8英寸)ღღ。中国大陆的晶圆厂产能扩张将大幅拉动国产光刻胶的市场需求ღღ。同时ღღ,相较于稳定产线ღღ,光刻胶产品在新建产线的客户导入难度更低ღღ,因此国产光刻胶企业有望伴随下游晶圆厂建设ღღ,而一同进入行业发展黄金时期ღღ。

  日本地震导致信越化学光刻胶减产ღღ,断供缺口打开国产替代窗口期ღღ。2021年2月13日ღღ,日本福岛东部海域发生7.3级地震ღღ,日本光刻胶大厂信越化学在当地的KrF产线遭到破坏被迫暂停生产ღღ。因此其向中国大陆多家晶圆厂限制供货KrF光刻胶ღღ,并向小规模晶圆厂通知停止供货KrF光刻胶ღღ。

  由于日本信越化学占据世界22%左右的KrF光刻胶市场份额ღღ。因此ღღ,信越减产将使得KrF光刻胶供应存在较大的缺口ღღ,对于国产企业而言是宝贵的替代机遇ღღ。

  意外事件有望加速国产光刻胶验证ღღ。国产光刻胶经历多年发展已经形成了较为丰富的技术积累ღღ,目前多家国内厂商的KrFღღ、ArF光刻胶已经处于产品验证中ღღ,如北京科华ღღ、上海新阳和徐州博康的ArF干法光刻胶和晶瑞电材的KrF光刻胶等等ღღ。而此次信越意外断供无疑加剧了光刻胶短缺k8凯发ღღ,也间接推动了国产光刻胶验证加速ღღ。

  大基金加码光刻胶厂商彰显信心ღღ。2021年7月ღღ,南大光电控股子公司宁波南大广电拟通过增资扩股方式引入战略投资者大基金二期ღღ。大基金二期将以1.83亿元认购南大光电新增注册资本0.67亿元ღღ。大基金二期入股宁波南大广电ღღ,不仅能够扩充企业的资金实力ღღ,同时也将进一步增强企业与国内半导体设备ღღ、芯片制造头部企业的协同k8凯发ღღ,从而加快光刻胶业务的发展ღღ,改变国内高端光刻胶受制于人的现状ღღ。

  目前ღღ,在半导体光刻胶领域ღღ,国内厂商在技术实力ღღ、市场影响力ღღ、份额占比等方面仍落后于日韩领先企业ღღ。不过川村千里ღღ,在晶圆厂扩产潮以及半导体国产化如火如荼的趋势下ღღ,中国光刻胶厂商迎来了绝佳的发展机遇期ღღ。目前已有部分领先企业ღღ,如晶瑞电材ღღ、北京科华等ღღ,开始崭露头角ღღ,在KrFღღ、ArF等高端光刻胶领域实现从零到一的突破ღღ。中国光刻胶产业有望步入快速成长期ღღ。

  晶瑞电材是一家微电子材料的平台型高新技术企业ღღ,其围绕泛半导体材料和新能源材料两大方向ღღ,主要产品包括光刻胶及配套材料ღღ、超净高纯试剂ღღ、

  材料和基础化工材料等ღღ,广泛应用于半导体ღღ、新能源ღღ、基础化工等行业ღღ。子公司苏州瑞红深耕光刻胶近30年ღღ,产品类型丰富ღღ。晶瑞电材子公司苏州瑞红1993年开始光刻胶生产ღღ,承担并完成了国家02专项“i线光刻胶产品开发及产业化”项目ღღ。公司近30年致力于光刻胶产品的研发和生产ღღ,光刻胶产品类型覆盖高中低分辨率的I线凯发国际官网首页ღღ、G线紫外正性光刻胶ღღ、环化橡胶型负性光刻胶ღღ、化学增幅型光刻胶ღღ、厚膜光刻胶等类型ღღ,应用行业涵盖

  半导体光刻胶方面ღღ,公司g线ღღ、i线产品已实现量产ღღ,客户覆盖国内一流厂商ღღ。苏州瑞红完成了多款g线ღღ、i线光刻胶产品技术开发工作ღღ,并实现销售ღღ。取得中芯国际ღღ、扬杰科技ღღ、福顺微电子等国内企业的供货订单ღღ,并在士兰微ღღ、吉林华微ღღ、深圳方正等知名半导体厂进行测试ღღ。目前公司正不断扩大g/i线光刻胶的市场占有率ღღ。

  同时ღღ,公司持续推进KrF/ArF深紫外线光刻胶科研攻关ღღ。目前ღღ,KrF(248nm深紫外)光刻胶已完成中试ღღ,产品分辨率达到了0.25~0.13µm的技术要求ღღ,建成了中试示范线Gi型光刻机设备ღღ,ArF高端光刻胶研发工作正式启动ღღ,旨在研发满足90-28nm芯片制程的ArF(193nm)光刻胶ღღ。

  LCD光刻胶方面ღღ,公司2016年与日本三菱化学株式会社在苏州设立了LCD用彩色光刻胶共同研究所ღღ,为三菱化学的彩色光刻胶在国内的

  公司持续投入研发资源ღღ,引进高端技术人才ღღ。2020年公司研发投入为3ღღ,384.70万元ღღ,占营业收入的3.31%k8凯发ღღ,研发人员增长至96人ღღ,占员工比例的16.6%ღღ。截至2020年底ღღ,公司及控股子公司已获授权专利70项ღღ,其中发明专利43项ღღ,实用新型专利27项ღღ,其中光刻胶相关的已获授权发明专利17项凯发k8娱乐官网app下载ღღ,ღღ。

  公司重视高端技术人才的引进ღღ,近期邀请陈韦帆先生担任光刻胶事业部总经理职务ღღ。陈韦帆先生深耕半导体行业近20年ღღ,曾先后履职力晶ღღ、日月光ღღ、友达光电ღღ、美光(台湾)ღღ、TOK等知名半导体企业ღღ,尤其在高端光刻胶产品的技术研发ღღ、市场开拓及评价实施上拥有丰富的经验ღღ。此次陈韦帆先生的加入将会大力提高公司在高端光刻胶的研发及市场推广的速度ღღ。

  随着我国芯片制造行业国产替代进程加速ღღ,2020年公司核心产品光刻胶及配套材料的销售取得历史最好成绩ღღ,全年实现销售1.79亿元ღღ,同比增长16.98%ღღ。与此同时ღღ,光刻胶业务在公司营业收入中的占比也得到显著提升ღღ,2020年达到17.52%ღღ。

  北京科华是上市公司彤程新材的控股子公司ღღ,其56.56%的股权由彤程新材持有ღღ。北京科华是一家专注于光刻胶及配套试剂的高新技术企业ღღ,集先进光刻胶研发ღღ、生产和销售为一体ღღ。

  自2004年成立以来ღღ,承担了多项国家级光刻胶重点研发及产业化项目ღღ。公司产品序列完整ღღ,覆盖KrF(248nm)ღღ、I-lineღღ、G-lineღღ、紫外宽谱光刻胶ღღ。目前ღღ,集成电路用高分辨G线正胶ღღ、I线nm深紫外光刻胶已实现产线建设和量产出货ღღ。其产品已广泛应用于集成电路ღღ、发光

  ღღ、分立器件ღღ、先进封装等领域ღღ。公司凭借先进的技术水平和稳定的产品质量ღღ,已经成为行业顶尖客户的稳定合作伙伴ღღ。公司主要客户包括中芯国际ღღ、上海华力微电子ღღ、长江存储ღღ、华润上华ღღ、杭州士兰ღღ、吉林华微电子ღღ、三安光电ღღ、华灿光电等ღღ。伴随产品线拓展及客户导入ღღ,公司收入规模逐年提升ღღ。2016-2020年ღღ,公司营收由5613万元增至8929万元ღღ,年均复合增速12%ღღ。2021年上半年ღღ,伴随国产替代加速以及行业景气上行ღღ,公司收入规模进入高速成长期ღღ,实现营收5647.83万元ღღ,同比增长46.74%ღღ。此外ღღ,公司积极加大研发投入ღღ,助力高端光刻胶产品开发ღღ。2018-2020年的研发支出分别为934万ღღ、2018万和3780万元ღღ,占收入比例约四成ღღ。

  北京科华技术团队研发实力雄厚ღღ,创始人陈昕带领的国际化团队从事光刻胶行业近三十年ღღ,拥有多名光刻胶专家ღღ,具备原材料合成ღღ、配方以及相关基础评价能力ღღ。同时公司分析和应用测试设备平台较为完备ღღ。公司拥有分辨率达到0.11um的ASMLPAS5500/850扫描式曝光机ღღ、Nikon步进式曝光机ღღ、

  LACT8涂胶显影一体机和HitachiS9220CDSEM等主流设备ღღ。完备的支持产品研发和出厂检验的分析和应用测试平台保障了公司在KrFღღ、G/I线光刻胶产品及关键原料的顺利进展ღღ。

  公司产品线完整且丰富ღღ,覆盖KrF(248nm)ღღ、G/I线(含宽谱)等主流品类ღღ,主要包括KrF光刻胶DK1080ღღ、DK2000ღღ、DK3000系列ღღ;g-iline光刻胶KMPC5000ღღ、KMPC7000ღღ、KMPC8000ღღ、KMPEP3100系列和KMPEP3200A系列ღღ;Lift-off工艺使用的负胶KMPE3000系列ღღ;用于分立器件的BNღღ、BP系列等ღღ。为保障生产ღღ,科华建设了高档光刻胶生产基地ღღ,具有百吨级环化橡胶系紫外负性光刻胶和千吨级负性光刻胶配套试剂生产线ღღ、G/I线吨/年)和正胶配套试剂生产线nm光刻胶生产线等多条光刻胶产线ღღ。

  同时公司ArF光刻胶树脂也已进入实验研发阶段ღღ。2021年8月ღღ,公司使用自筹资金6.98亿元投资建设“ArF高端光刻胶研发平台建设项目”ღღ,主要研究ArF湿法光刻胶工业化生产技术开发ღღ,通过建立标准化的生产及控制流程ღღ,提升高端光刻胶的质量控制水平ღღ,实现193nm湿法光刻胶量产生产ღღ。项目预计于2023年末建设完成ღღ。

  上海新阳是一家半导体用电子化学品及配套设备制造商ღღ。在半导体封装材料领域ღღ,公司的功能性化学材料销量与市占率位居全国第一ღღ。在半导体制造材料领域ღღ,公司的芯片铜互连电镀液及添加剂ღღ、蚀刻后清洗液已实现大规模产业化ღღ。此外ღღ,公司积极布局高端半导体光刻胶ღღ,在ArF干法ღღ、KrF厚膜胶以及I线光刻胶领域均有重大突破ღღ。

  公司重视研发投入ღღ,研发费用及研发人员数量逐年增加ღღ。截至2020年底ღღ,公司研发团队共有161人ღღ,占公司员工总数的26.35%ღღ。在半导体业务技术开发团队中ღღ,95%人员为本科以上学历ღღ,20%为硕士研究生以上学历ღღ,近30%的技术人员有10年以上行业经验ღღ。公司2020年研发投入总额8ღღ,027.46万元ღღ,占全年营业收入的比重为11.57%ღღ,其中半导体业务研发投入占半导体业务的比重为20.60%ღღ。

  截至2020年底ღღ,公司已申请专利275项ღღ,其中发明专利139项川村千里ღღ。集成电路制造用高端光刻胶项目是2020年内公司研发投入的重点项目之一ღღ。

  公司稳步推进光刻胶项目ღღ,部分产品已取得优异的线外测试数据ღღ。公司目前正在开发的集成电路制造用高端光刻胶产品包括逻辑和

  芯片制造用的I线光刻胶ღღ、KrF光刻胶川村千里ღღ、ArF干法光刻胶ღღ,存储芯片制造用的KrF厚膜光刻胶ღღ,以及底部抗反射膜(BARC)等配套材料ღღ。公司集成电路制造用ArF干法ღღ、KrF厚膜等中试光刻胶产品已取得优异的客户端测试结果ღღ,其中ღღ,KrF(248nm)厚膜光刻胶产品已通过客户认证ღღ,并成功取得第一笔订单ღღ。此外ღღ,子公司芯刻微开展的ArF湿法光刻胶项目研发已引进了核心技术专家团队ღღ,为ArF湿法光刻胶项目的开发提供了技术保障ღღ。

  光刻机设备陆续到位ღღ,有助于加速推进公司光刻胶技术产业化ღღ。公司采购的用于I线光刻胶研发的Nikon-i14型光刻机ღღ,用于KrF光刻胶研发的Nikon-205C型光刻机ღღ,用于ArF干法光刻胶研发的ASML-1400型光刻机ღღ,以及用于ArF浸没式光刻胶研发的ASMLXT1900Gi型光刻机已全部到厂ღღ。公司光刻机设备的陆续到位运转ღღ,为公司集成电路制造用全产业链光刻胶产品的开发提供了必要保障ღღ。

  此外ღღ,公司于2020年定增募资8.15亿元投入集成电路制造用高端光刻胶研发ღღ、产业化项目ღღ,主要开发集成电路制造中ArF干法工艺使用的光刻胶和面向3DNAND(闪存ღღ,属于非易失性存储器)台阶刻蚀的KrF厚膜光刻胶产品ღღ。公司预计KrF厚膜光刻胶2022年可实现稳定量产销售ღღ,ArF(干式)光刻胶在2023年开始稳定量产销售ღღ。

  本项目研发成功后ღღ,公司将掌握包括原料纯化工艺ღღ、配方工艺和生产工艺在内的ღღ、具有完整知识产权的ArF干法光刻胶和KrF厚膜光刻胶的规模化生产技术ღღ,可实现两大类光刻胶产品及配套试剂的量产供货ღღ。

  华懋科技是一家专注于汽车安全领域的系统部件提供商ღღ,产品线覆盖汽车安全气囊布ღღ、安全气囊袋以及安全带等被动安全系统部件ღღ,国内市场占有率位居前列ღღ。公司在夯实汽车板块业务的同时ღღ,通过参与设立产业基金的形式ღღ,逐步布局更具成长性以及技术壁垒的半导体光刻胶行业ღღ,延伸公司产业链条ღღ。

  子公司增资徐州博康ღღ,切入光刻胶领域ღღ。华懋科技控股子公司东阳凯阳2020年向徐州博康增资3000万元ღღ,并向徐州博康实控人傅志伟提供5.5亿元的可转股借款和2.2亿元的投资款ღღ。华懋科技通过此举合计持有徐州博康26.7%股权ღღ,从而实现了对半导体关键材料光刻胶领域的布局ღღ。

  徐州博康是国内光刻胶领域领先企业ღღ,拥有光刻胶原材料到成品的完整产业链布局ღღ。徐州博康成立于2010年ღღ,是国内领先的电子化学品高新技术企业ღღ,从事光刻材料领域中的中高端化学品的研发ღღ、生产ღღ、销售ღღ。公司光刻胶供应链实现了从单体ღღ、光刻胶专用树脂ღღ、光酸剂及终产品光刻胶的完整布局ღღ,其单体产品客户涵盖

  ღღ、JSR等半导体材料龙头厂商ღღ。在研发实力方面ღღ,徐州博康拥有专业的研发团队和先进的研发设备ღღ,并与国内多个集成电路专业平台开展合作ღღ。徐州博康在松江漕河泾科技绿洲设有5000平方米的国际标准研发

  ღღ,拥有研发团队200余人ღღ,其中博士和硕士占比50%以上ღღ。公司已配置KrFNikonS204ღღ、I9ღღ、I12ღღ,ACT8trackღღ、日立CDSEM等先进光刻检测设备ღღ,以及其它理化检测设备如ICP-MSღღ、HPLCღღ、GCღღ、IR等ღღ。同时ღღ,公司193nm光刻胶单体研发项目取得了国家“02专项”子课题立项ღღ。此外ღღ,公司与国内多个集成电路专业平台进行合作ღღ,包括中科院微电子所ღღ、复旦大学微电子学院等平台或企业ღღ。

  徐州博康光刻胶产品类型丰富ღღ,可覆盖多种应用领域ღღ。公司目前已成功开发出40余种中高端光刻胶产品系列ღღ,包括KrF/ArF光刻胶单体ღღ、KrF/ArF光刻胶ღღ、G线/I线光刻胶ღღ、电子束光刻胶及GHI超厚负胶等产品类型ღღ,覆盖IC集成电路制造ღღ、IC后段封装ღღ、化合物半导体ღღ、分立器件ღღ、电子束等多种应用领域ღღ。

  徐州博康通过新建生产基地ღღ,进一步提升光刻胶产能ღღ。徐州博康目前正在新建生产基地ღღ,该项目完全建成投产后将拥有年产1100吨光刻材料及10000吨电子级溶剂的总产能ღღ,可实现年产值20亿元ღღ,有望成为中国目前产品最齐全ღღ、技术水平最高的光刻胶材料研发制造基地之一ღღ。

  南大光电是一家专业从事高纯电子材料研发ღღ、生产和销售的高新技术企业ღღ,通过承担国家重大技术攻关项目并实现产业化ღღ,公司已经从多个层面打破了所在行业内的国外长期垄断ღღ,前驱体ღღ、电子特气ღღ、光刻胶三大关键半导体材料的布局基本形成川村千里ღღ。

  公司光刻胶技术研发始终坚持完全自主化路线ღღ,公司正在自主研发和产业化的ArF光刻胶(包含干式及浸没式)可以达到90nm-14nm的集成电路工艺节点ღღ。2017及2018年ღღ,公司分别获得国家02专项“高分辨率光刻胶与先进封装光刻胶产品关键技术研发项目”和“ArF光刻胶产品的开发和产业化项目”的正式立项ღღ。

  为此ღღ,公司组建了以高端光刻胶专业人才为核心的独立研发团队ღღ,建成了约1ღღ,500平方米的研发中心和百升级光刻胶中试生产线ღღ,开发出多款树脂ღღ、光敏剂ღღ、单体ღღ,创新并不断优化提纯工艺ღღ,研究出193nm光刻胶的配方ღღ,产品研发进展和成果得到业界专家的认可ღღ。

  ArF光刻胶产业化项目进展顺利ღღ,产品再次通过客户认证ღღ。公司目前已完成2条光刻胶生产线建设ღღ,主要先进光刻设备凯发官网入口首页ღღ。ღღ,如ASML浸没式光刻机等已经完成安装并投入使用ღღ。控股子公司宁波南大光电自主研发的ArF光刻胶产品继2020年12月在一家存储芯片制造企业的50nm闪存平台上通过认证后ღღ,近日又在逻辑芯片制造企业55nm技术节点的产品上取得了认证突破ღღ,成为国内首个通过下游客户验证的国产ArF光刻胶产品ღღ。

  在长期的发展过程中ღღ,公司形成了较为完备的研发设计体系ღღ,通过逐年加大科研力度ღღ,技术实力得到不断增强ღღ。2020年ღღ,公司研发投入总额为2.32亿元ღღ,占营业收入的比例为38.98%ღღ。研发投入同比增长247.54%ღღ,主要是“ArF光刻胶产品的开发和产业化”项目增加投入所致ღღ。同时ღღ,公司研发人员数量逐年增加ღღ,截至2020年底ღღ,公司拥有研发人员136人ღღ,占公司总人数的比例为19%左右ღღ。科研力度的加大ღღ,使得公司技术实力及自主创新能力得到不断增强ღღ。截至2020年底ღღ,公司及主要子公司自主开发的专利共计79项ღღ,其中发明专利21项ღღ,实用新型专利58项ღღ。

  公司2021年拟通过定增募资1.5亿元用于ArF光刻胶技术开发及产业化项目ღღ。项目计划到2021年底ღღ,公司将达到年产25吨193nm(ArF干式和浸没式)光刻胶产品的生产规模ღღ,产品性能满足90nm-14nm集成电路制造的要求ღღ。同时ღღ,计划建立国内第一个专业用于ArF光刻胶产品开发的检测评估平台ღღ,满足先进光刻胶产品和技术开发的需求ღღ。公司欲通过此次定增项目实现高端光刻胶生产的完全国产化和量产零的突破ღღ,提升我国高端光刻胶这一领域的自主水平ღღ。