本篇文章是智芯研報『半導體材料全景剖析』系列專題第四篇，主題是光掩膜、光刻膠基礎薄弱，國產替換任重道遠。

光掩膜、光刻膠直接決定了集成電路製造的製程線寬。半導體光刻膠、光掩膜主要被歐美日企業壟斷市場，我國企業市佔率較低，工藝技術與國外差距較大，僅有部分非先進製程用光刻膠實現小批量銷售。

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光掩膜：半導體制造的重要環節

光掩膜一般也稱光罩、掩膜版，是微電子製造中光刻工藝所使用的圖形母版，由不透明的 遮光薄膜在透明基板上形成掩膜圖形，並通過曝光將圖形轉印到產品基板上。光掩膜主要由兩部分組成：基板和不透光材料。作為半導體、液晶顯示器製造過程中轉移電路圖形“底 片”的高精密工具，光掩膜是半導體制程中非常關鍵的一環。

光掩膜上游主要包括圖形設計、光掩膜設備及材料行業，下游主要包括 IC 製造、IC 封裝、 平面顯示和印製線路板等行業，應用於主流消費電子、筆記本電腦、車載電子、網絡通信、 家用電器、LED 照明、物聯網、醫療電子等終端產品。

光掩膜產業位於電子信息產業的上游，其主導產品光掩膜是下游電子元器件製造商（生產製造過程中的核心模具，起到橋樑和紐帶的作用，電子元器件製造商的產品則廣泛應用於消費電子、家電、汽車等電子產品領域。

▌光掩膜工藝簡介

光掩膜分為鉻版（蘇打玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃）、幹版、菲林版、凸版（APR）。光掩膜主要分兩個組成部分，基板和不透光材料。基板通常是高純度，低反射率，低熱膨脹係數的石英玻璃。不同種類的光掩膜使用的不透光材料不同。鉻版的不透光層是通過濺射的方法鍍在玻璃下方厚約 0.1um 的鉻層。鉻的硬度比玻璃略小，雖不易受損但有可能被玻璃所傷害。應用於芯片製造的光掩膜為高敏感度的鉻版。幹版塗附的乳膠，硬度小且易吸附灰塵，不過幹版還有包膜和超微顆粒幹版，後者可以應用於芯片製造。

集成電路設計公司工藝完成產品版圖的開發後，將原始設計數據交付專業的晶片代工廠進行器件製造。由於考慮到生產效率和製造工藝中需要加入的一系列複雜的校正和補償處理，通常來說在量產階段，一般工廠直接不會採用此設計數據直接用於曝光工藝。光掩膜板的製造基於原始設計圖形，加入光學臨近效應補償，通過計算機輔助系統處理，使用激光或電子束曝光的手法將經過修正後的設計圖形移植到透光性能良好的石英基板，最後還要經過後續蝕刻和檢驗修補工藝。

掩膜版質量的優劣直接影響光刻的質量。在芯片製造過程中需要經過十幾甚至幾十次的光 刻，每次光刻都需要一塊光刻掩膜版，每塊光刻掩膜版的質量都會影響光刻的質量。通常，通過一系列光學系統將掩膜版上的圖形按照 4：1 的比例投影在晶圓上的光刻膠塗層上，如果晶圓的最小線寬要達到 28nm，掩膜版上的最小線寬只要達到 112nm 即可。然而隨著線寬的不斷縮小，光衍射導致的投影圖形對比度和失真問題也相應出現，這對掩膜版製造 廠商的技術提出了更多的要求。

光掩膜板同時包含了設計者的版圖信息和必要的晶片代工廠工藝修正信息，工廠通過光刻 工藝將這些掩膜板的圖形投影到硅片上，進行大規模重複性量產，這與現代印刷工業類似，光掩膜板相當於印刷母板。由於在製作過程中存在一定的設備或工藝侷限，光掩膜上的圖形並不可能與設計圖象完全一致，即在後續的硅片製造過程中，掩膜板上的製造缺陷和誤差也會伴隨著光刻工藝被引入到芯片製造進程。故光掩膜板的品質將直接影響到芯片的良率和穩定性。

掩膜版的製作工藝比較複雜，主要包括以下步驟：

（1）圖形設計：收到客戶圖形後，通過專業設計軟件對客戶的圖形做二次編輯處理與檢查。

（2）圖形轉換：將客戶要求的版圖設計數據分層，運算。再按照相應的工藝參數將文件格式轉換為光刻設備專用的數據形式。

（3）圖形光刻：通過光刻機進行激光光束直寫完成客戶圖形曝光。掩膜版製造都是採用正性光刻膠，通過激光作用使需要曝光區域的光刻膠內部發生交聯反應，從而產生性能改變。

（4）顯影：將曝光完成後的掩膜版顯影，以便進行蝕刻。在顯影液的作用下，經過激光曝光區域的光刻膠會溶解，而未曝光區域則會保留並繼續保護鉻膜。

（5）蝕刻：對鉻層進行蝕刻，保留圖形。在蝕刻液的作用下，沒有光刻膠保護的區域會被腐蝕溶解，而有光刻膠保護的區域的鉻膜則會保留。

（6）脫膜：光刻膠的保護功能已經完成，脫膜工序通過脫膜液去除多餘光刻膠。

（7）清洗：將掩膜版正、反面的汙染物清洗乾淨，為缺陷檢驗做準備。

（8）尺寸測量：按照品質協議對掩膜版關鍵尺寸（CD 精度）和圖形位置（TP 精度）進行測量，判定尺寸的準確程度。

（9）缺陷檢查：對照客戶技術/品質指標檢測掩膜版製版過程產生的缺陷並記錄座標及相關信息。掩膜版的基本檢查主要有：基板、名稱、版別、圖形、排列、膜層關係、傷痕、圖形邊緣、微小尺寸、絕對尺寸、缺陷檢查等。

（10）缺陷修補：對檢驗發現缺陷進行修補。修補包括對丟失的細微鉻膜進行 LCVD 沉積補正以及對多餘的鉻膜進行激光切除等。

（11）清洗：再次清洗為貼合掩膜版 Pellicle 做準備。

（12）貼膜：將 Pellicle 貼合在掩膜版之上，降低下游客戶製造過程中灰塵造成的不良率。

（13）檢查：對掩膜版作最後檢測工作，以確保掩膜版符合品質指標。

（14）出貨：對掩膜版進行包裝，然後發貨。

▌寡頭壟斷嚴重，國內企業僅能滿足中低檔需求

根據清溢光電招股說明書數據，半導體光掩膜市場集中度高，寡頭壟斷嚴重，Photronics、大日本印刷株式會社 DNP和日本凸版印刷株式會社 Toppan 三家佔據 80%以上的市場份額。我國的光掩膜版行業僅能夠滿足國內中低檔產品市場的需求，高檔光掩膜版則由國外公司直接提供。近年來，我國光掩膜市場規模保持穩步增長，2015 年我國光掩膜版需求市場規模為 56.7 億元，2016 年國內需求市場規模增長至 59.5 億元，規模較上年同期增 長 4.9%。

根據清溢光電招股說明書數據，從需求上看，我國掩膜版需求增長穩定，2011 年掩膜版需求量為 5.09 萬平方米，2016 年，我國光掩膜版需求量達 7.98 萬平方米，年複合增長率達到 9.41%。從供給上看，2011年我國光掩膜版生產規模為 0.87 萬平方米，2016 年生產規模增長至 1.69 萬平方米，複合增長率達到 14.20%。

▌清溢光電：國內光掩膜領跑者

主打石英掩膜版和蘇打掩模版，營收穩健增長

清溢光電生產的掩膜版產品根據基板材質的不同主要可分為石英掩膜版、蘇打掩膜版和其他（包含凸版、菲林）。其中，石英掩膜版和蘇打掩膜版是主要產品。

石英掩膜版使用石英玻璃作為基板材料，光學透過率高，熱膨脹率低，相比蘇打玻璃更為平整和耐磨，使用壽命長，主要用於高精度掩膜版。蘇打掩膜版使用蘇打玻璃作為基板材料，光學透過率較高，熱膨脹率相對高於石英玻璃，平整度和耐磨性相對弱於石英玻璃， 主要用於中低精度掩膜版。

2016-2018 年，清溢光電營業收入分別為 3.15 億、3.19 億、4.07 億，2018 年同比增長 127.55%，CAGR達 13.8%。營業收入保持增長趨勢，主要系下游產業技術進步拉動掩膜版需求增長及產能向中高端掩膜版滲透所致。

2016-2018 年，清溢光電歸母淨利潤分別為 4573.60 萬元、3865.80 萬元、6265.48 萬元。 2017 年歸母淨利潤較 2016 年下降主要系新購置設備到位當年產能尚未釋放、折舊費用增加所致。2018 年歸母淨利潤較 2017 年大幅上漲主要系公司產品結構升級所致。

毛利方面，2016-2018 公司主營業務毛利率分別為 31.87%、28.94%和29.72%，呈先下 降後回升的趨勢整體平穩。2017 年度，公司主營業務毛利率較 2016 年度下降 2.93 個百分點，主要系石英掩膜版和蘇打掩膜版的單項產品毛利率均有所下降所致；2018 年度，公司主營業務毛利率較 2017 年度回升 0.79 個百分點，主要是石英掩膜版和蘇打掩膜版產品毛利率均有所回升，但毛利率相對較低的石英掩膜版銷售比重提升約 7.97 個百分點的 綜合影響結果。

▌石英掩膜版佔比提高，產品結構優化

清溢光電主營業務是石英掩膜版和蘇打掩膜版。2016-2018 年，公司石英掩膜版收入分別為 1.99 億元、2.07 億元、2.99 億元，佔營業收入的比重分別為 67.06%、68.68%、76.65%， 對營業收入的貢獻度不斷提升。2016-2018年，公司蘇打掩膜版收入分別為8762.72萬元、 8726.63 萬元、8673.49 萬元，佔營業收入的比重分別為 29.47%、28.86%、22.20%，蘇打掩膜版銷售額基本保持穩定但營業收入佔比卻在下降，主要系下游客戶需求向石英掩膜 版產品轉移，公司調整產能佈局所致。

2016-2018 年，清溢光電蘇打掩膜版的毛利率均高於石英掩膜版，主要系石英掩膜版的原材料較高及市場競爭激烈所致，蘇打掩膜版雖然市場需求降低但剩餘生產廠商也較少，議價能力相對較強。

2016-2018 年，公司的研發費用逐年增加，由 2016 年的 1412.82 萬元增加至 2018 年的 1667.57 萬元。但總體來說，公司的研發費用佔比還比較低，低於銷售費用率和管理費用率。

溼電子化學品：細分產品繁多，應用領域廣泛

溼電子化學品，又稱工藝化學品或超淨高純試劑。其種類繁多，應用廣泛，是微電子、光電子溼法工藝製程中使用的各種電子化工材料。作為電子技術與化工材料相結合的創新產物，具有技術門檻高、資金投入大、產品更新換代快等特點。超淨高純試劑一般要求塵埃顆粒粒徑控制在 0.5µm 以下，雜質含量低於 ppm 級（ 10-6 為 ppm，10-9 為 ppb，10-12 為 ppt）的化學試劑，是化學試劑中對顆粒粒徑控制、雜質含量要求最高的試劑。目前廣泛運用於半導體、太陽能硅片、LED 和平板顯示等電子元器件的清洗和蝕刻等工藝環節。

溼化學品的製備必須嚴格遵守國際半導體材料和設備組織（SEMI）的標準，SEMI 根據應 用領域的不同制定了相應的超純實際的要求等級，其中包含了對金屬雜誌、顆粒大小、顆粒個數、適應 IC 線寬範圍等指標做出了規定。G1 等級屬於低端產品，G2 屬於中低端， G3 屬於中高端產品，G4 和 G5 則屬於高端產品。

▌主要應用於半導體、平板顯示、太陽能電池等領域

溼電子化學品按用途主要分為通用化學品和功能性化學品。其中通用化學品是指單一的高純試劑，在集成電路、液晶顯示器、太陽能電池、LED 製造工藝中被大量使用，主要包含 是各種酸鹼和溶劑。其中酸類有：過氧化氫、氫氟酸、硫酸、磷酸、鹽酸、硝酸、乙酸（醋 酸）、乙二酸（草酸）等；鹼類包含：氫氧化銨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氟化銨等；溶劑類包含：甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、丁酮、甲基異丁基酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸 異戊酯、甲苯、二甲苯、環己烷、三氯乙烷、三氯乙烯等。功能性化學品指通過復配手段達到特殊功能、滿足製造中特殊工藝需求的配方類或復配類化學品，主要包括顯影液、剝 離液、清洗液、刻蝕液等。

按應用領域劃分的溼電子化學品主要集中在半導體、平板顯示、太陽能電池等多個領域。 即按下游產品應用的工藝環節分，主要包含平板顯示製造工藝的應用、半導體制造工藝的應用及太陽能電池板製造工藝的應用。其中平板顯示製造領域對溼電子化學品的需求量最高，半導體制造工藝用溼電子化學品是技術要求最高，主要集中 SEMI3、G4 的標準。國內目前有少數企業產品技術可達到 G2 的等級，部分公司完成 G3 等級產品的送樣。

▌半導體用溼化學品工藝技術要求最高

根據下游行業的技術要求，半導體制造工藝用溼電子化學品的要求最高，一般在 G3 級以上。半導體工業線寬的要求逐漸提升也促使相應配套的溼電子化學品純度要求的逐漸提高， 因此滿足納米級集成電路加工需求是超淨高純試劑未來發展方向之一。半導體產業分為集成電路和分立器件兩大分支，根據工藝流程主要分為芯片設計、前段晶圓製作和後段封裝測試。前段晶圓製作是整個半導體制造的核心工藝，而其中光刻和蝕刻技術是晶圓製作的關鍵技術，其所需的溼電子化學品的技術要求非常之高通常達到 G3，G4 級以上。

在整個晶圓製造的過程中，溼電子化學品自始至終需要參與晶圓製造中出現的清洗、光刻、 蝕刻等工藝流程。在半導體集成電路的製造流程中，溼電子化學品主要參與半導體集成電路前段的晶圓製造環節，也是技術要求的最高環節。並且隨著集成電路的集成度不斷提高， 要求線寬不斷變小，薄膜不斷變薄，對溼電子化學品的技術水平要求也更高。同時，為了能夠滿足芯片尺吋更小、功能更強大、能耗更低的技術性能要求，高端封裝領域所需的溼電子化學品技術要求也越來越高。

半導體集成電路製造工藝用超淨高純試劑是溼電子化學品下游行業技術的要求的最高水 平。其次是平板顯示領域。在半導體生產過程中，大規模集成電路工藝有幾十道工序，工藝製造過程中的空氣、水、各種氣體、化學試劑、工作環境、電磁環境噪聲以及微振動、 操作人員、使用的工具、器具等各種因素都可能帶來汙染物，這些汙染物可能會是微粒雜質、無機離子、有機物質、微生物以及氣體雜質等物質。而這些汙染物都需要相關的超淨 高純試劑去除。當汙染物數量超過一定限度時，就會使集成電路產品發生表面擦傷、圖形斷線、短路、針孔、剝離等現象。這會導致漏電、電特性異常等情況，輕者影響電路使用 壽命，嚴重時可導致電路報廢。

▌國外溼電子化學品發展現狀：歐美日佔據主要市場份額

在全球範圍內，歐、美、日是溼電子化學品的主要供應商。根據智研諮詢數據，歐美傳統溼電子化學品企業佔據約 33%的市場份額，代表企業有德國巴斯夫公司、美國亞什蘭集團、 德國 e.merck 公司、美國霍尼韋爾公司等。這些老牌化工企業擁有極強的技術優勢，產品等級可達到 SEMI G4 及以上級別，與半導體制造業發展幾乎保持同一步調；第二板塊是 由日本的十家左右的溼電子化學品企業佔據全球市場份額的約 27%，日本化工業的發展雖然晚於歐美的老牌企業，但發展速度快，目前工藝技術水平基本與歐美企業持平。

目前，溼電子化學品行業及高端市場主要由歐美和日本企業佔主導；第三板塊是由韓國和大中華地區的溼電子化學品市場所佔領，約佔市場份額的 38%。韓國和臺灣地區的溼電子化學品生產技術和工藝水平較高，在高端市場領域可與歐美和日本生產技術相競爭。中國大陸的溼電子化學品企業與世界整體水平目前還有一定的差距。

根據智研諮詢數據，國際上的大型溼電子化學品廠商主要有德國的 E.Merck 公司、美國的 Ashland 公司、Sigma-Aldrich 公司、Mallinckradt Baker 公司、日本的 Wako、 Summitomo 等，2018 年這幾家產能佔全球的 80%。通過研究發達國家化學試劑行業的經營模式，例如美國、德國、日本、瑞士等國家。化學試劑行業的發展要經歷三個階段。 第一個階段，企業需要通過自主經營實現產品的自產自銷；第二個階段，向配套設備、試劑、服務方向發展，實現全產品線供應；第三個階段，國際化學試劑大型企業的研發能力、 營銷網絡及資金實力在競爭中優勢明顯，行業呈現結盟合作、重組兼併的格局，市場集中度迅速提升。

▌國內溼電子化學品市場增長迅速，未來空間廣闊

在國內市場上，外資依舊佔有較大份額，溼電子化學品主要被歐美、日韓企業、臺灣的企 業所佔據。近幾年中國大陸、中國臺灣和韓國在溼電子化學品生產能力和工藝水平發展迅猛，有與歐美和日本同類企業相競爭的趨勢，此外在市場上佔有的份額也逐漸變大。中國大陸在溼電子化學品的發展方面，尤其是高端市場的發展潛力最大。

根據瞻產業研究院數據，我國溼電子化學品市場規模十年期間由 2009 的 15.02 億元到 2018 年的79.62 億元，年複合增長率為 20.36%。2018 年，國內溼電子化學品需求量約 90.51 萬噸。到 2020 年，我國溼電子化學品市場規模有望超過 105.00 億元，需求量將達 到 147.04 萬噸，複合增長率有望達到 27.46%。三大行業的需求量都會不同程度增加，面板行業需求量約 69.10 萬噸，半導體領域需求量為 43.53 萬噸，太陽能市場需求約 34.41 萬噸。

目前國內溼電子化學品主要通過進口為主，中國在溼電子化學品行業的研究基礎和生產工藝相比較發達國家來說有一定程度的落後，長時間無法實現高端產品的生產技術，國內 80% 的產品都以高價進口為主，國內 8 英寸及以上集成電路、6 代線以上平板顯示用超淨高純試劑，主要依賴國外進口。

進入 21 世紀，國內面板廠商快速擴大生產，因此對上游的溼電子化學品需求逐漸增大，擴大了溼電子化學品的生產，其中液晶面板對溼化學品的需求最大。未來太陽能電池行業的產量將會預期增加，對溼電子化學品的需求也會持續增加。與進口國外產品相比，我國溼電子化學品具有明顯的價格優勢，並且減少了運輸成本，可以解決及時供貨的需求。國內的部分企業通過多年的積累在產品的研發上取得了突破性的進步。逐漸打破了國外技術壟斷的局面縮小了與外國企業的差距，未來進口替代具有廣闊發展空間。

近年來，我國龍頭企業發展迅速，資金投入量大，自主創新能力強，有望躋身高端市場。

光刻膠：微細圖形加工的關鍵

▌光刻膠技術原理及分類

光刻膠是由光引發劑（包括光增感劑、光致產酸劑）、光刻膠樹脂、單體（活性稀釋劑）、 溶劑和其他助劑組成的對光敏感的混合液體。經過紫外光、準分子激光、電子束、離子束、 X 射線等光源的照射或輻射後，其溶解度會發生變化。光刻膠具有光化學敏感性，其經過 曝光、顯影、刻蝕等工藝，可以將設計好的微細圖形從掩膜版轉移到待加工基片。光刻膠目前被廣泛運用在加工製作廣電信息產業的微細圖形路線，作為微細加工技術的關鍵性材 料，其在 PCB、LCD 和半導體晶圓加工生產中起到重要作用。由於受到現有技術的制約， 市場中的各類產品被外企佔據了主導地位，國產企業正在謀求發展之路。

光刻膠可依據不同的產品標準進行分類。按照化學反應和顯影的原理，光刻膠可分為正性 光刻膠和負性光刻膠。如果顯影時未曝光部分溶解於顯影液，形成的圖形與掩膜版相反，稱為負性光刻膠；如果顯影時曝光部分溶解於顯影液，形成的圖形與掩膜版相同，稱為正 性光刻膠。在實際運用過程中，由於負性光刻膠在顯影時容易發生變形和膨脹的情況，一般情況下分辨率只能達到 2 微米，因此正性光刻膠的應用更為廣泛。

根據感光樹脂的化學結構來分類，光刻膠可以分為光聚合型、光分解型和光交聯型三種類別。光聚合型，可形成正性光刻膠，是通過採用了烯類單體，在光作用下生成自由基從而進一步引發單體聚合，最後生成聚合物的過程；光分解型光刻膠可以製成正性膠，通過採 用含有疊氮醌類化合物的材料在經過光照後,發生光分解反應的過程。光交聯型，即採用聚乙烯醇月桂酸酯等作為光敏材料，在光的作用下，其分子中的雙鍵被打開，並使鏈與鏈之間發生交聯，形成一種不溶性的網狀結構，從而起到抗蝕作用，是一種典型的負性光刻膠。

依照曝光波長分類，光刻膠可分為紫外光刻膠（300~450nm）、深紫外光刻膠（160~280nm）、極紫外光刻膠（EUV，13.5nm）、電子束光刻膠、離子束光刻膠、X 射 線光刻膠等。光刻膠在不同曝光波長的情況下，適用的光刻極限分辨率也不盡相同，在加工方法一致時，波長越小加工分辨率更佳。

按照應用領域的不同，光刻膠又可以分為印刷電路板（PCB）用光刻膠、液晶顯示(LCD） 用光刻膠、半導體用光刻膠和其他用途光刻膠。PCB 光刻膠技術壁壘相對其他兩類較低，而

▌行業壁壘明顯，三大板塊助推蓬勃發展

光刻膠所屬產業鏈覆蓋範圍廣泛，從上游的基礎化工材料行業和精細化學品行業，到中游 光刻膠製備，再到下游電子加工商和電子產品應用終端。光刻膠是微電子領域微細圖形加工核心上游材料，佔據了電子材料至高點。

光刻膠專用化學品具有市場集中度高、技術壁壘高、客戶壁壘高的特點。相同用途的光刻膠需要大量投資，行業退出壁壘較大，同時光刻膠專用化學品相似特徵較多，例如品種多，用量少，品質要求高等特點。又由於市場相比下游行業的市場份額小，因此行業的集中度高；光刻膠用於微小圖形的加工，生產工藝複雜，技術壁壘較高。光刻膠主要參數包含分辨率、對比度、敏感度相關因素，同時還需要考慮其粘滯性黏度和粘附性。分辨率的技術參數用來衡量形成的關鍵尺寸問題；對比度是用來衡量光刻膠從曝光區到非曝光區的陡度；敏感度是用來描述良好圖形品質的所需波長光的最小能量值。

多重技術因素綜合考慮使光刻膠的技術壁壘較高；光刻膠的客戶壁壘較高。市場上光刻膠產品的更新速度較快，光刻膠廠家為了實現技術保密性，從而會與上游的原料供應商保持密切合作關係，共同研發新技術，增大了客戶的轉換成本。因此光刻膠行業的上下游合作處於互相依賴互相依存的關係，使得客戶的進入壁壘較高。

隨著集成電路的集成度不斷提高，由原來的微米級水平進入納米級水平，為了匹配集成電 路對密度和集成度水平，製備光刻膠的分辨率水平由紫外寬譜逐步至 g 線（436nm）、i 線（ 365nm）、 KrF（248nm）、 ArF（193nm）、 F2（157nm），以及最先進的 EUV(<13.5nm) 線水平。在市場中 g 線和 i 線光刻膠是使用量最大的光刻膠，KrF 和 ArF 光刻膠核心技術 基本被日本和美國企業所壟斷。

▌半導體光刻膠：內資企業市場份額低，發展潛力大

光刻膠的質量和性能對集成電路性能、成品率及可靠性有至關重要的影響。一般的半導體 光刻過程需要經歷硅片表面清洗烘乾、塗底、旋塗光刻膠、軟烤、對準曝光、中烘，顯影、硬烤、蝕刻、檢測等過程。半導體光刻膠根據曝光波長可分為 g 線（ 436nm）、 i 線（ 365nm）、KrF（248nm）、ArF（193nm）和 EUV（13.4nm），曝光波越短，光刻膠的極限分辨率就越高，這樣才能應對下游半導體產品小型化、多樣化的要求。

以 248nmKrF 光刻膠作用機理為例，光刻膠中的光致產酸劑曝光下分解出酸，在中烘時，酸作為催化劑催化成膜樹脂脫去保護基（正膠）或催化交聯劑與成膜樹脂發生交聯反應（負 膠）；在發生上述反應之後，酸又被重新釋放出來，繼續起催化反應。半導體光刻膠和 PCB 光刻膠以及 LCD 光刻膠的構成基本類似，由光刻膠樹脂和光引發劑組成。但半導體光刻膠在性能和價格方面遠高於其他兩類，對樹脂和引發劑在性能、質量和規格等方面的要求 極其嚴格。

根據SEMI數據，2016年全球半導體用光刻膠及配套材料市場分別達到14.5億美元和19.1 億美元，分別較2015年同比增長 9.0%和 8.0%。2017 和 2018 年全球半導體用光刻膠市場已分別達到 16.0 億美元和 17.3 億美元。隨著 12寸先進技術節點生產線的興建和多次曝光工藝的大量應用，193nm 及其它先進光刻膠的需求量將快速增加，2019 年，全球半導體光刻膠市場將達到 17.7 億美元。

半導體光刻膠作為光刻膠中最高端的組成部分，我國本土企業目前僅佔有較低的市場份額。根據中國產業信息網數據，2017 年我國半導體光刻膠在市場份額佔全球 32%，居全球第 一位。然而適用於 6 英寸硅片的 g/i 線光刻膠的自給率約為 20%，適用於 8 英寸硅片的 KrF光刻膠的自給率不足 5%，而適用於 12 寸硅片的 ArF 光刻膠則完全依靠進口。目前國內半導體光刻膠的市場主要被日本、美國企業所佔據，主要體現在高分辨率的 KrF 和 ArF 光刻膠核心技術基本被壟斷，產品也出自壟斷公司。半導體光刻膠在三大產業 PCB 光刻膠、LCD 光刻膠和半導體光刻膠中的市場份額僅為 2%，突出體現了我國半導體光刻膠行業的短板。

中國半導體市場全球增速最快，世界半導體產業向中國轉移。根據美國半導體產業協會統 計的數據，2018 年全球半導體市場規模為 4691 億美元，同比增長 15.80%，增長貢獻主要來自於中國；2018 年中國半導體市場規模為 1581.6 億美元，增速達 21.92%，佔全球市場的 32%。半導體產能正持續向亞太地區尤是中國大陸地區轉移，同時隨著 5G、消費電子、汽車電子等下游產業的進一步興起，預計中國半導體產業規模將會進一步增長。近些年全球半導體廠商在中國大陸投設多家工廠，如臺積電南京廠、聯電廈門廠、英特爾大連廠、三星電子西安廠、力晶合肥廠等。諸多半導體工廠的設立，也拉動了國內半導體光刻膠市場需求增長。

半導體光刻膠市場超過 90%市場份額被日本住友、信越化學、JSR、TOK、美國陶氏等公司佔據，國內半導體光刻膠技術與國外先進技術差距較大。目前我國半導體光刻膠生產和研發企業僅有五家，分別為蘇州瑞紅（晶瑞股份子公司）、北京科華、南大光電、容大感光、上海新陽。

根據科技部 02 專項資料，蘇州瑞紅承接國家重大科技項目 02 專項“I 線光刻膠產品開發及 產業化”，率先在全國範圍內實現 I 線光刻膠的量產，目前正膠產能 100 噸/年、厚膜光刻 膠產能 20噸/年，248nm（KrF）光刻膠進入中試階段；北京科華可實現 I 線光刻膠產能 500 噸/年、248nm（KrF）光刻膠產能 10 噸/年，其參與的國家科技重大專項極紫外（EUV） 光刻膠項目已通過驗收；南大光電擬投資 6.56 億元，3 年建成年產 25 噸 193nm（ArF 幹 式和浸沒式）光刻膠生產線，該啟動項目已獲得國家 02 專項正式立項。

▌LCD 光刻膠：下游面板產能刺激LCD 光刻膠穩定發展

面板光刻膠在 LCD 的加工中主要用於製作顯示器像素、電極、障壁、熒光粉點陣等。在加工製作大屏幕、高分辨率平板顯示器的過程中，為了縮小印製精度誤差，只有通過光刻技術來實現。在 LCD 製造中，圖形加工大多使用紫外正性光刻膠，即由感光膠、鹼溶性樹脂和溶劑組成，是一種透明紅色粘性液體，紫外正性光刻膠可使用醇、醚、酯類等有機溶劑稀釋，在遇水後會產生沉澱，受熱和光發生分解，是一種可燃性液體。其基板粘附性好，具有較好的曝光寬容度和顯影寬容度，顯影后留膜率高，具有良好的塗覆均勻性。

LCD 光刻膠技術壁壘較高，目前 LCD光刻膠市場主要被日韓廠商壟斷。LCD 光刻膠技術壁壘高，長期被外國壟斷。根據中國產業信息網數據，TFT 正性光刻膠主要生產廠家有日本東京應化（TOK）、美國羅門哈斯、韓國AZ 和DONGJIN SEMICHEM、臺灣永光化學； 彩色光刻膠市場主要由日本、韓國廠商壟斷，主要生產商有 JSR、LG 化學、CHEIL、TOYO INK、住友化學、奇美、三菱化學，七家公司佔全球產量逾 90%；黑色光刻膠行業的集中度更高，日本、韓國仍為主要生產地區，主要生產商有 TOK、CHEIL、新日鐵化學、三菱化學、ADEKA，佔全球產量亦超過 90%。

▌國外市場狀況：歐美日長期壟斷，國產替代之路任重道遠

進入 20 世紀以來，光刻膠進入了高速發展的階段，全球光刻膠的產值從 2010 年 55.5 億 美元增長至2018 年的約 85.5 億，年複合增長率約為 6%。據 IHS 預測，光刻膠未來消費 量以年均5%的速度增長，至 2022 年全球光刻膠市場規模可超過 100 億美元。

光刻膠產能集中於歐美日等國家，2018 年前五大廠商佔據全球市場約 87%的市場份額。 根據 SEMI 數據，日本的光刻膠行業形成龍頭領跑的狀態，日本 JSR、東京應化、日本信越與富士電子材料市佔率合計達到 72%。大陸內資企業所佔市場份額不足 10%。光刻膠下游應用較為平均，PCB、LCD、半導體光刻膠及其他佔比基本都在 25%左右。

▌國內發展趨勢：高端領域研發迫在眉睫，政策支持響應

近幾年全球光電產業、消費電子產業、半導體產業向我國轉移的趨勢愈加明顯，隨著下游產品PCB、LCD、半導體等產業迅速發展，國內市場對半導體的需求量迅猛增加。並且我國光刻膠行業發展和起步時間較晚，應用結構較為單一，主要集中於 PCB 光刻膠、 TN/STN-LCD 光刻膠中低端產品。高端產品則需要從國外大量進口，例如 TFT-LCD、半 導體光刻膠等。

根據中國產業信息網數據，從下游市場應用結構來看，我國PCB光刻膠產值佔比為94.4%， 而 LCD 和半導體用光刻膠產值佔比分別僅為 2.7%和 1.6%。2015 年中國光刻膠行業前五大外資廠商市佔率已達到 89.7%，分別為臺灣長興化學、日立化成、日本旭化成、美國杜邦及臺灣長春化工。相較之下，中國企業市場份額不足 10%，主要有晶瑞股份、北京科華、 飛凱材料、廣信材料、容大感光等。

為鼓勵光刻膠產業發展、突破產業瓶頸，我國出臺了多項政策支持半導體行業發展，為光刻膠產業的發展提供了良好的環境氛圍。

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