2024年4月24-26
上海世博展览馆

半导体封测展|浅谈半导体高壁垒核心材料——光刻胶

光刻胶目前广泛用于光电信息产业的微细图形线路加工制作,光刻工艺的成本约占整个芯片制造工艺的35%,耗时占整个芯片工艺的40%到60%,是半导体制造中的核心工艺。光刻胶材料约占芯片制造材料总成本的4%,是半导体集成电路制造的核心材料。下面就跟半导体封测展小编一起来了解下浅谈半导体高壁垒核心材料——光刻胶吧。

光刻胶是图形转移介质,其利用光照反应后溶解度不同将掩膜版图形转移至衬底上,主要由感光剂(光引发剂)、聚合剂(感光树脂)、溶剂与助剂构成。

光刻胶原材料主要为树脂、溶剂和其他添加剂。其中溶剂质量占比最大,一般在80%以上。其他添加剂质量占比虽不足5%,却是决定光刻胶特有性质的关键材料,包括光敏剂、表面活性剂等材料。

在光刻工艺中,光刻胶被均匀涂布在硅片、玻璃和金属等不同的衬底上,经曝光、显影和蚀刻等工序将掩膜版上的图形转移到薄膜上,形成与掩膜版完全对应的几何图形。

光刻胶可根据其下游应用领域分为半导体光刻胶、面板光刻胶和PCB光刻胶三类。

半导体封测展浅谈半导体光刻胶

目前,KrF/ArF仍是主流的加工材料。光刻技术随着集成电路的发展经历了从G线(436nm)光刻,H线(405nm)光刻,I线(365nm)光刻,到深紫外线DUV光刻(KrF248nm和ArF193nm)、193nm浸没式加多重成像技术(32nm-7nm),在到极端紫外线(EUV,<13.5nm)光刻的发展,甚至采用非光学光刻(电子束曝光、离子束曝光),以相应波长为感光波长的各类光刻胶也应用而生。

光刻胶市场行业集中度高。日本企业在半导体光刻胶领域占据绝对优势。半导体光刻胶主要生产企业包括日本东京应化、JSR、住友化学、信越化学;韩国东进世美肯;美国陶氏杜邦,其中日本企业占据约70%市场份额。分产品看,东京应化在g线/i线和Krf光刻胶领域居龙头地位,市场份额分别达到27.5%和32.7%。JSR在Arf光刻胶领域市占率最高,为25.6%。

预测到2023年全球ArF、KrF胶产能有望达到1870、3650吨,市场规模近49、28亿元。日本光刻胶龙头JSR、TOK包括光刻胶在内的业务毛利率约40%,其中光刻胶原料成本约占90%。

国内半导体用光刻胶生产企业包括上海新阳、南大光电、晶瑞股份、北京科华、恒坤股份。目前只有北京科华、晶瑞股份具备量产KrF光刻胶能力,北京科华产品已为中芯国际供货。上海新阳在建的19000吨/年ArF(干法)光刻胶项目预计2022年达产。

半导体封测展浅谈面板光刻胶

光刻胶是LCD面板制造的关键材料,根据使用对象的不同,又可分为RGB胶、BM胶、OC胶、PS胶、TFT胶等。

面板光刻胶主要包括TFT配线用光刻胶、LCD/TP衬垫料光刻胶、彩色光刻胶及黑色光刻胶四大类别。其中TFT配线用光刻胶用于对ITO布线,LCD/TP沉淀料光刻胶用于使LCD两个玻璃基板间的液晶材料厚度保持恒定。彩色光刻胶及黑色光刻胶可赋予彩色滤光片显色功能。

面板光刻胶市场需要构成稳定,彩色光刻胶需求量领先,预计2022年全球销售量将达22900吨,销售额将达8.77亿美元。

TFT面板用光刻胶、LCD/TP衬垫料光刻胶、黑色光刻胶销售额2022年预计分别达到3.21亿美元、2.51亿美元、1.99亿美元。

2020年全球面板光刻胶市场规模将达到167亿人民币,增速维持在4%左右。根据半导体封测展小编的测算,到2025年光刻胶市场规模将达到203亿人民币。其中,伴随LCD产业中心的转移,我国LCD光刻胶市场规模及国产化率有望逐步提升。

半导体封测展浅谈PCB用光刻胶

PCB光刻胶可根据涂布方式分为UV固化油墨和UV喷涂油墨。目前国内PCB油墨供应商已逐步实现国产替代,容大感光、广信材料等企业已掌握PCB油墨关键技术。

国内对TFT光刻胶和半导体光刻胶仍在起步探索阶段。晶瑞股份、雅克科技、永太科技、容大感光、欣奕华、中电彩虹、飞凯材料在TFT光刻胶领域均有布局,其中飞凯材料、北旭电子规划产能高达5000吨/年,雅克科技通过收购LG化学下属彩色光刻胶事业部切入此市场,在渠道和技术方面具备优势。

光刻胶等技术壁垒极高的行业,实现技术层面的突破是基础、其次,需不断改进工艺,满足半导体行业快速发展的需要。由于光刻胶等行业认证时间较长,客户不会轻易更换供应商,因此进入主流供应链是极其必要的。半导体封测展小编就觉得,国内光刻胶生产商未来有望把握中国半导体行业进口替代契机,实现快速发展。