光刻是半导体微纳加工的核心工艺,光刻胶是半导体材料皇冠上的明珠。光刻胶按照显影效果可分为正性光刻胶和负性光刻胶,正性光刻胶的应用更为广泛。光刻胶的原料包括光引发剂、树脂、溶剂、单体及其他助剂等。光刻胶单体工艺难度大,认证周期长,进入壁垒高。除上游原材料壁垒外,半导体光刻胶国产化还具有配方、设备、客户验证等多重壁垒。光刻胶生产配套设备光刻机成本高,光刻胶的研发具有较高的门槛。下游客户认证要求严格,验证周期长。新研发的光刻胶需要经过PRS(基础工艺考核)、STR(小批量试产)、MSTR(中批量试产)、RELEASE(量产)四个阶段的客户验证,半导体光刻胶的验证周期为 2-3 年。光刻胶市场被东京应化、杜邦、JSR、住友化学等国外巨头所垄断,日企在全球光刻胶市场中占据重要地位。东京应化以 26%的市场份额高居榜首,紧随其后的是杜邦、JSR 和住友化学,其市场份额分别为 17%、16%和
10%。
东京应化(TOK)拥有世界领先的微处理技术和高纯度加工技术,是全球半导体光刻胶龙头。东京应化(TOK)拥有世界领先的微处理技术和高纯度加工技术,是全球半导体光刻胶龙头。TOK 公司自 1968 年首次开发半导体用光刻胶以来,通过进一步扩大研发和完善微纳加工技术,主要产品包括 g/i 线、KrF、ArF、EUV、面板显示和半导体封装光刻胶。东京应化 EUV光刻胶、KrF 光刻胶、g/i 线光刻胶在各自细分领域的市占率均为全球第一,分别为 38.0%,36.6%,22.8%,而 ArF 光刻胶的全球市占率为 16.2%,位列全球第四。东京应化公司以客户为导向,不断发展微纳加工技术和高纯度技术方面的优势,精益化管理,并快速实现全球化布局。
TOK 公司把握住了两次历史性的发展机遇,成长为光刻胶行业巨头:1995 年东京应化研发出 KrF 光刻胶并实现大规模商业化,随着 Nikon 和 Canon 步进式光刻机的崛起,东京应化公司在 KrF 光刻胶领域抢占市场;伴随着 EUV 光刻机的客户交付,光刻工艺以及光掩膜检测设备等关键设备被日系厂商垄断,而光刻胶又需要与这些设备进行适配和验证,TOK 公司抓住机遇快速实现 know-how,成为 EUV 光刻胶领域龙头。光掩模在制造和使用过程中会出现污染物沾污、图形异常等缺陷,需要进行检测和修复。日系设备厂商 Lasertec 是全球首家实现用 EUV 光源检测 EUV 掩膜版的企业,又于 2018 年成功开发了光化图形掩模检测系统 ACTIS A150,加速 EUV 技术的商用。2019 年,Lasertec 推出了对已印有晶圆设计的掩膜版检测设备,形成了垄断地位。TOK 公司凭借着技术优势与精细化服务,抓住机遇快速实现 know-how,成为 EUV 光刻胶领域龙头。半导体行业下游需求旺盛,也给 TOK 公司提供了成长的沃土。
通过复盘全球光刻胶龙头 TOK 公司的成长之路,希望对于国内半导体光刻胶行业有一定借鉴作用,我们认为:①光刻胶行业迅速发展,TOK 公司图像传感器和 MEMS(微型电子机械系统)产品研发十年,EUV 产品研发二十年,持续地进行技术攻坚与精益化管理至关重要;②光刻胶与光刻机、光检测设备密切相关,光刻胶产品需要工艺与量测设备端的突破与进步。
高端光刻胶国产化迫在眉睫。晶圆厂产能扩张是半导体光刻胶需求增长的核心驱动力。全球半导体光刻胶市场规模持续扩大,2027 年有望超 28 亿美元,ArF 光刻胶为主要类型。从全球光刻胶市场份额来看,光刻胶市场仍由日美韩等企业主导。低端半导体光刻胶国产自给率较高,而高端半导体光刻胶基本依赖进口。国内半导体产业对于关键材料自主可控的需求更加紧迫,目前国内半导体光刻胶进展相对较快的公司包括彤程新材、华懋科技、晶瑞电材、上海新阳等。
投资建议:光刻胶是半导体材料自主可控关键一环,当前高端光刻胶亟待突破,看好光刻胶领域国产化,受益标的:彤程新材、晶瑞电材、上海新阳、华懋科技、南大光电、容大感光。
风险提示:产品价格波动、行业景气度下行、行业竞争加剧、中美贸易摩擦加剧。
目 录
1. 光刻胶——半导体材料皇冠上的明珠 .......... 4
2. 复盘全球光刻胶巨头 TOK 成长之路,我们得到了哪些启示? .......... 10
2.1 实现精益化管理、深化全球化战略是成功的关键所在 .......... 10
2.2 TOK 公司善于利用日本本土设备方面的优势,把握住了两次行业大机遇,实现二次腾飞.......... 13
3. 高端光刻胶国产化迫在眉睫 .......... 17
4. 投资建议 .......... 23
5. 风险提示 .......... 23
相关报告汇总 .......... 24
插图目录
图 1: 光刻工艺流程 .......... 4
图 2: 正性光刻胶和负性光刻胶的区别 .......... 5
图 3: 光刻胶核心成分为树脂,成本占比为 50% .......... 6
图 4: 单体—树脂—光刻胶流程 .......... 7
图 5: 光刻胶种类及应用范围 .......... 7
图 6: 不同波长的半导体光刻胶组分存在较大差异 .......... 8
图 7: 光刻胶研发成本中光刻机设备及安装费用占比最大.......... 8
图 8: 光刻胶产品验证周期较长 .......... 9
图 9: 全球光刻胶市场由日美韩等企业占主导,东京应化市场份额最高 .......... 9
图 10: 光刻胶发展路径与 TOK 发展历程 .......... 10
图 11: 2022 年 TOK 产品结构 .......... 10
图 12: 2023 年 TOK 产品结构 .......... 10
图 13: 光刻胶市场规模及 TOK 市场份额 ..........11
图 14: 东京应化材料业务持续增长,4 年净销售额增幅 72%,2022 年达 1703.29 亿日元 ..........11
图 15: 光刻胶发展路径与 TOK 发展历程 .......... 12
图 16: 近年来东京应化海外营收占比提升至 82.2% .......... 12
图 17: 亚太地区是东京应化主要市场 .......... 12
图 18: 光刻胶纯化技术成为重中之重 .......... 13
图 19: 东京应化公司抓住两次行业大机遇,实现了二次腾飞 .......... 14
图 20: 光刻胶材料业务与设备业务具备强大的协同效应 .......... 15
图 21: 下游需求旺盛,给 TOK 公司提供了成长的沃土 .......... 16
图 22: AI 行业变革进一步拉动光刻胶行业市场规模增长 .......... 17
图 23: 国内晶圆厂产能不断扩展,为国产半导体光刻胶国产化提供了沃土 .......... 18
图 24: 全球半导体光刻胶市场不断增长,预计 2027 年市场规模超 28 亿美元 .......... 18
图 25: ArF 光刻胶市场占比最高,ArFi+ArF 光刻胶占全球光刻胶市场规模的比例为 48.1% .......... 18
图 26: 低端光刻胶国产自给率较高,高端光刻胶基本依赖进口 .......... 19
图 27: 南大光电 ArF 光刻胶已取得认证并销售 .......... 20

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