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信越限供中国光刻胶背后,日本半导体材料的可怕实力

时间:2021-05-31 作者:综合报道 阅读:
由于KrF光刻胶产能受限以及全球晶圆厂积极扩产等,占据全球光刻胶市场份额超两成的日本供应商信越化学已经向中国大陆多家一线晶圆厂限制供货KrF光刻胶,且已通知更小规模晶圆厂停止供货KrF光刻胶。可怕的是,作为全球最主要的半导体材料输出国,日本拥有绝对地位的半导体材料品种不只有光刻胶……
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近日据媒体报道,由于KrF光刻胶产能受限以及全球晶圆厂积极扩产等,占据全球光刻胶市场份额超两成的日本供应商信越化学已经向中国大陆多家一线晶圆厂限制供货KrF光刻胶,且已通知更小规模晶圆厂停止供货KrF光刻胶。

据悉,信越化学之所以停止供货部分晶圆厂KrF光刻胶,与2月份日本福岛东部海域发生7.3级地震有莫大关联。地震导致信越化学KrF光刻胶产线受到很大程度的破坏,至今尚未完全恢复生产。在产线受到影响和晶圆厂扩产等多方因素下,信越化学不得不停止向中国大陆几家晶圆厂供应KrF光刻胶。虽然东京应化填补了信越化学海外大部分缺失的KrF光刻胶产能,但目前仍存在不小的缺口,中国大陆多家晶圆厂正在加速验证导入本土厂商的KrF光刻胶。

日本企业垄断光刻胶市场

光刻工艺约占整个芯片制造成本的 35%,耗时占整个芯片工艺的 40-50%,是半导体制造中最核心的工艺。而光刻胶则是光刻过程的关键耗材,一般由由感光树脂(聚合剂)、增感剂(光引发剂)、溶剂与助剂构成。光刻胶的质量和性能对光刻工艺有着重要影响,因其技术壁垒高而长期被海外大厂所主导,是半导体国产化的一道大坎。

(图自方正证券)

去年日本断供韩国光刻胶事件,就让世界意识到日本在光刻胶领域的地位。目前全球光刻胶主要企业有日本合成橡胶(JSR)、东京应化(TOK)、住友化学、信越化学、罗门哈斯等,市场集中度非常高,所占市场份额超过85%,在高端EUV光刻胶上甚至占比达95%以上。

 

(图自方正证券)

据央视财经报道,今年年初以来半导体光刻胶供应极为短缺,以往企业每次采购的光刻胶量约在100kg,近期由于原材料短缺,每期只能采购到10kg-20kg,价格方面也随之水涨船高。其中,光刻胶关键材料稀释剂从4月份价格提高50%,这也进一步传导至光刻胶价格上涨。

再加之,由于全球晶圆代工产能不足,产能扩充一直在进行中,光刻胶市场需求也在保持稳定增长,但实际产能开出并没有与晶圆厂形成匹配。

光刻胶的种类

光刻胶经过几十年不断的发展和进步,应用领域不断扩大,衍生出非常多的种类,根据应用领域,光刻胶可分为半导体光刻胶、 平板显示光刻胶和 PCB 光刻胶,其技术壁垒依次降低。

相应地,PCB 光刻胶是目前国产替代进度最快的,LCD 光刻胶替代进度相对较快,半导体光刻胶目前国产技术较国外先进技术差距最大。

光刻胶按下游应用分类(图自方正证券)

根据化学反应机理,光刻胶可分为负性光刻胶和正性光刻胶两类。二者在 PCB、面板、半导体中都有广泛应用,但是 ArF 光刻胶和 EUV 光刻胶基本都是正胶。

由于负性光刻胶显影时易变形和膨胀,分辨率通常只能达到 2 微米,因此正性光刻胶的应用更为普及。

正性光刻胶与负性光刻胶参数(图自方正证券)

正性光刻胶与负性光刻胶光刻对比(图自国盛证券)

据介绍,随着芯片跨入纳米级,半导体光刻胶的波长也在不断缩短,已经由紫外宽谱逐步发展到g线(436nm)、i线(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)、ArF Immersion 浸润式,以及最先进的EUV(<13.5nm)线水平。光刻胶波长越短,研发难度越大,适应工艺越先进,EUV光刻胶、ArF光刻胶、KrF光刻胶均为高端光刻胶产品。

国内光刻胶公司有哪些?

今年以来,除了台积电、三星、英特尔、联电等晶圆厂积极扩产外,中芯国际、华虹宏力、广州粤芯等多家本土晶圆厂积极扩产和产能释放,这也就导致国内光刻胶需求量远大于本土产量,且差额逐年扩大,尤其是在高端KrF、ArF等半导体光刻胶。

然而,截至目前,国内能够批量供应KrF、ArF光刻胶的厂商却为数不多。根据SEMI数据,日本几大厂商在g线/i线、KrF、ArF胶市场中市占率分别为61%、80%、93%,而国内g线/i线自给率约为20%,KrF光刻胶的自给率不足5%,12寸硅片的ArF光刻胶目前尚无国内企业可以大规模生产。

大基金二期已经明确主要投资的领域为半导体制造设备领域和半导体材料领域。在半导体材料方面,重点关注大硅片、光刻胶、掩膜板、电子特气等领域。当前国内主要的光刻胶生产商有:

容大感光公司的光刻胶产品主要包括紫外线正胶、紫外线负胶两大类产品以及稀释剂、显影液、剥离液等配套化学品,主要应用于集成电路、平板显示、发光二极管制造等领域。

雅克科技:公司光刻工艺中所涉及到的电子化学品,包括稀释剂、显影液、漂洗液、剥离液等,光刻胶配套试剂与光刻胶配套使用。

程新材:走在前列,其ArF光刻胶已经量产,KrF光刻胶尚在研发过程中。股价自去年一波大炒后也未出现明显下跌,也是资金认可的体现,本周连阳回升,已有资金开始着手布局。

上海新阳:主攻KrF和干法ArF光刻胶,目前已进入产能建设阶段。去年大涨让人印象深刻,如今几乎跌回原点,调整较为充分,今天也是底部出长阳,再给些时间消化下降趋势的压力后,将会有更好表现。

南大光电:子公司宁波南大光电自主研发的ArF光刻胶已通过客户认证。

晶瑞股份KrF光刻胶已经完成中试,正进入客户测试阶段,ArF光刻胶尚在研发过程中。今天晶瑞股份冲高18%,直接创下了去年10月以来的高点,而且在两个月前已经完成扭转趋势,现在已经在上升趋势中了,有回调就是机会。

今年初,晶瑞股份曾购买ASMLXT 1900 Gi型ArF浸入式(DUV)光刻机一台,用于高端光刻胶研发,相关阅读:《苏州企业千万美元购得ASML光刻机,却不用来造芯片》

日本14种材料均占逾50%的市场份额

事实上,作为全球最主要的半导体材料输出国,日本拥有绝对地位的半导体材料品种不只有光刻胶。在一份广发证券2014年的研究报告中统计:

生产半导体芯片需要 19 种必须的材料,缺一不可,且大多数材料具备极高的技术壁垒;而日本企业在硅晶圆、合成半导体晶圆、光罩、光刻胶、药业、靶材料、保护涂膜、引线架、陶瓷板、塑料板、 TAB、 COF、焊线、封装材料等 14 中重要材料方面均占有 50%及以上的份额。

其中,日本国内更是有着三家世界级半导体材料龙头企业。

第一家就是上文提到的信越化学,是全球最大的半导体硅片供应商,占据全球半导体硅片市场中27%的份额。光刻胶他们也在做,主要切入点是KrF和ArF,EUV光刻胶也在开发,在中国大陆有不少FAB厂客户;

第二家是凸版印刷株式会社,全球最大的光罩生产商,占据全球超过30%的光罩市场份额;

第三家是日本合成橡胶公司,全球最大、技术是最领先的光刻胶生产商,其生产的氟化氩光刻胶占据全球40%以上的市场份额。Intel、三星和台积电都是JSR核心客户,I-line、KrF、ArF、EUV光刻胶产品全覆盖。

最后附上一张日本半导体材料的市场份额:

责编:Luffy Liu

本文内容参考自方正证券、前瞻产业研究院、华尔街见闻、福布斯中国、万物智能世界、国盛证券、选股宝

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