半导体光刻胶行业研究：破晓而生，踏浪前行

（报告出品方/作者：德邦证券，陈海进）

1. 光刻胶：图形转移介质，在泛半导体产业广泛应用

光刻胶本质是一种感光材料，也称光致抗蚀剂，主要用于微电子技术中微细图形 加工。在紫外光、电子束、离子束、X 射线等照射或辐射下，光刻胶溶解度会发 生变化，再经适当溶剂溶去可溶性部分，便可实现图形从掩模版到待加工基片上 的转移。进一步，未溶解部分光刻胶作为保护层，在刻蚀步骤中保护其下方材料 不被刻蚀，从而完成电路制作。

产品分类上，按照下游应用领域，光刻胶可分为 IC 光刻胶、PCB 光刻胶、LCD 光刻胶。IC 光刻胶根据曝光波长又可分 g 线光刻胶(436nm)、i 线光刻胶(365nm)、 KrF 光刻胶(248nm)、ArF 光刻胶(193nm)、EUV 光刻胶(13.5nm)等，通常情况下 曝光波长越短，分辨率越佳，适用 IC 制程工艺越先进。按照化学反应原理，光刻 胶可分为正性光刻胶和负性光刻胶。正性光刻胶曝光部分在显影液中溶解，负性 光刻胶未曝光部分在显影液中溶解。由于负性光刻胶显影时易变形和膨胀，自 1970s 以后正性光刻胶逐渐成为主流。

全球电子产业制造东移，光刻胶作为关键耗材需求景气。在世界电子产业分工协 作的大背景下，我国大陆凭借劳动力成本和终端市场需求等优势逐渐成为全球最 大的电子信息产品制造基地，半导体、PCB、面板产能增长迅速，由此带来上游 材料光刻胶市场需求同步快速增加。根据 Research And Markets 和 Cision 预测 数据，2020-2026 年，全球光刻胶市场规模将从 87 亿美元增长至 120 亿美元以 上，复合增长率约 6%，中国大陆光刻胶市场规模将从 84 亿元增长至 140 亿元以 上。复合增长率约 10%，增速更快。

产业链特征：1）下游需求引导产业发展。光刻胶整个产业进步是围绕下游制造需 求展开的，一方面下游厂商制造工艺进步倒逼光刻胶与原材料配套进行技术迭代， 另一方面下游厂商国产替代与扩产规划同步带来光刻胶厂商替换与增量市场机会。 2）中国大陆光刻胶产业链雏形渐显：以 IC 光刻胶为代表，从上游原材料（树脂、 单体、感光剂、溶剂）到中游光刻胶成品制造，再到下游晶圆代工，以及配套设 备供应，中国大陆全产业链均处于起步阶段。乘中资晶圆厂崛起东风，中国大陆 光刻胶全产业链正在逐步完善，目前产业完全自主化虽然较远，但已经涌现了一 批优秀的本土企业。

2. 半导体景气周期已传递至材料端，IC 光刻胶需求稳步向上

卡位 IC 制造关键光刻工艺，光刻胶承载着半导体制造材料市场中不可或缺的 6%。 在芯片制造过程中，光刻环节耗时最长（约 40-50%），成本占比最大（约 1/3）， 而光刻胶是光刻工艺中重要的耗材，承载着微纳电路图形从掩模版到晶圆上的转 移作用，产业重要性十分突出。光刻胶市场规模在所有半导体材料中占比约 6%， 价值较高，国产化进程缓慢，不仅市场需求长期景气，而且技术突破对于产业发 展意义重大。

2.1. 当前全球“芯片荒”所带来的产业链供需紧张正向材料端逐步蔓延

产业升级下的算力需求提升带来芯片用量持续提升，汽车成为拉动增长的重要新 生力量。随着半导体在各个产业应用领域的不断深入，以及人工智能、物联网等 新兴技术场景的出现，芯片市场需求持续快速增加。以汽车和手机市场为例：相 比之前，智能汽车带来汽车产业变革，其自动驾驶、车身控制、娱乐系统等功能 带来大量芯片新需求；智能手机年出货量已经超 10 亿部，单手机芯片用量超百颗， 在 5G 支持和新功能需求刺激下，用量增长可观。总体来看，产业升级发展对于 算力、电能转换、信号处理等需求有长期持续性拉动作用，而工艺进步速度和空 间越来越有限，必然带来数量的指数级增加。根据麦肯锡预测数据，到 2030 年， 半导体市场规模将保持 7%的年复合增长率，计算和数据存储、无线通信、汽车电 子是前三大主要增速贡献市场，其中汽车电子领域单车用量增幅大，且单车价值 高，对应芯片市场规模增速最快。

供给跟进滞后需求，市场缺芯潮如火如荼。智能汽车行业的快速发展以及疫情催 化下各产业数字化转型的加速，导致芯片需求近两年加速增长。而供给端方面， 过往晶圆厂通常会提前锁单灵活安排产能，但本轮需求增加超出市场预期，且中 美贸易摩擦下造成政策不确定性增加，手机市场芯片囤货普遍，占据了大量汽车 芯片晶圆代工产能。晶圆厂新产线投产需要较长周期让此次芯片供需缺口近两年 一直存在。本轮全球芯片短缺始于汽车芯片，到其他产业，向上再传递至晶圆代 工，再到设备、材料等，现阶段已经蔓延至全产业链。从芯片交期和晶圆代工价 格验证来看，2022 年 2 月，芯片平均交货周期已达 26.2 周，相比 2019 年正常水 平增长近 4 倍，同时，台积电、联电、中芯等代工厂普遍上调价格，产能仍然紧 缺，供不应求。

晶圆厂为解决缺芯难题新建的产能将于 2022 年开始迎来落地，半导体材料成长 空间明确。基于缺芯背景下的产能供给压力和对产业的长期增长预期，从 2020 年下半年开始，全球各大晶圆厂进入了疯狂扩产模式。IC Insights 数据显示，2021 年全球半导体资本开支大幅增长 36%总额达 1539 亿美元，其中晶圆代工资本开 支同比增 40%以上，占比三分之一。参考晶圆厂建设投产周期，2022 年下半年 晶圆厂扩产产能将逐步开始建成投产，半导体材料行业作为芯片制造过程的基础 支撑产业，市场成长空间十分明确。

2.2. 区域结构：中国晶圆代工增长迅速，IC 光刻胶市场潜力大

受益半导体产业东移，未来五年中国市场晶圆代工产能大幅增长。基于中国市场 庞大的半导体产业终端消费需求以及劳动力成本等优势，中国市场晶圆厂扩建速 度领先全球，一方面来自于国外半导体企业大量晶圆产能涌入中国，另一方面也是国产替代趋势下本土晶圆厂快速崛起的贡献。根据 IC Insight 数据，截至 2020 年12月末，中国大陆市场晶圆代工产能约318万片/月，占全球晶圆厂产能15.3%。 并预计 2020—2025 年期间，随着外资晶圆厂产能进入和中资晶圆厂新建，中国 大陆将是唯一一个能够获得晶圆代工产能份额百分比提升（增长 3.7 个百分点） 的地区。

晶圆扩产为光刻胶市场需求提供长期增长动力，我国大陆 IC 光刻胶市场增速更快。 伴随晶圆厂的逐步扩产投建，我国大陆 IC 光刻胶市场需求量将稳步增加，且呈现 出更快的增长潜力。根据 TECHCET 预测数据， 2020—2025 年，全球半导体光 刻胶市场规模将从约 17 亿美元增长至 24 亿美元，复合增长率约 6%；根据 SIA 统计数据 2015—2020 年我国大陆半导体光刻胶市场规模从 1.3 亿美元增长至 3.5 亿美元，CAGR 达 22%。假设 2025 年我国大陆晶圆厂产能占全球比 19%，产能 利用率超全球平均水平 30%，在暂不考虑区域光刻胶产品结构差异的情况下，粗 略测算我国大陆 IC 光刻胶 2025 年市场规模约 40 亿元，2020—2025 复合增长率 为 11%。

2.3. 产品结构：KrF 与 ArF 光刻胶占据市场主流，EUV 市场将逐步打开

与工艺、设备相配套，光刻胶技术迭代推动制程进步。在性能提升、成本功耗降 低，以及更大算力需求等多因素驱动下，长期以来芯片技术一直沿着摩尔定律向 前发展。而制程的进步离不开材料、设备和工艺三方面共同的推进。 根据瑞利公式：分辨率 R=K1*/NA，光刻工艺制程进步可通过改变工艺因子（K1）、 曝光波长（）、物镜数值孔径（NA）三条路径实现，其中降低光源曝光波长是提 高光刻分辨率的重要手段。回顾光刻技术发展历史，集成电路主流工艺尺寸与曝 光波长呈现出同步缩小的趋势，而不同波长的光源正对应不同的光刻设备和光刻 胶材料。

芯片制程分庭抗礼，各制程市占率均衡发展。以 28nm 为界，芯片工艺可分为先 进制程与成熟制程。先进制程代表着技术进步的方向，可以为芯片提供更好的性 能和功耗比，但是其代际设计费用增速越来越高。相比之下，成熟制程设备支出 和研发投入更小在成本控制方面具备一定优势。需求侧，成熟制程主要用来制造 中小容量的存储芯片、模拟芯片、MCU、电源管理( PMIC)、模数混合、传感器、 射频芯片等，随着汽车电子、5G、云计算市场爆发，产能持续紧缺。根据 IC Insights 统计预测，到 2024 年，10nm 以下，10nm -20nm，以及 40nm 以上制程各占市场约三分之一，成熟与先进制程各有所需，同台共舞。

光刻胶市场 ArF 与 KrF 占据主流，EUV 增长最快。对比来看，KrF 光刻胶主要应 用于 3D NAND 堆叠架构中，随着堆叠层数的增加，用量将大幅提升；ArFi（ArF 湿法）光刻胶则主要应用于先进制程中的多重曝光过程，需求比 ArF（ArF 干法） 更多，随着技术节点向前推进 ArFi 用量增长很快。整体上，KrF 与 ArFi 基本覆盖 主流芯片制程和应用需求，且在单芯片制作过程中用量相比更多，因而成为了光 刻胶市场上需求最大的两类。此外，EUV 光刻胶的应用范围也正在从逻辑芯片扩 展到存储芯片中，随着先进制程渗透率提升以及工序步骤的增加，EUV 光刻胶市 场需求将快速提升，占比预计将从 2020 年的 1%提升到 2025 年的 10%。

3. 全球市场日美垄断竞争，国产替代迎来最佳机遇期

中国大陆正在承接全球第三次大规模的半导体产业转移，叠加核心领域自主化需 求迫切，IC 光刻胶迎来最佳的国产替代机遇窗口期。从半导体产业发展历史看， 每一次半导体产业转移都在新兴终端市场需求崛起下，国家政策强力扶持，再配 合区域经济特点和产业分工纵化实现后来者赶超。第一次半导体产业转移发生在 二十世纪七十年代，家电需求崛起，半导体产业从美国转向日本；第二次发生在 二十世纪九十年代，个人电脑兴起，半导体产业从美日向韩国、中国台湾转移； 目前伴随着智能终端物联网市场快速发展，中国大陆正在承接半导体产业的第三 次转移。2021 年，我国大陆半导体产业销售额已达 10458 亿元，全球占比超 30%， 在整体产业链快速发展的带动下，IC 光刻胶作为上游关键制造材料，国产替代已 然衍化为该领域内未来几年的主旋律。

3.1. 全球 IC 光刻胶 CR5 超 80%，中国大陆高度依赖进口

全球 IC 光刻胶市场高度集中，日美企业领跑。光刻胶行业需要长期的技术积累和 产业协作研发，一直以来由日美企业牢牢掌握，尤其是在高端的 KrF、ArF、EUV 光刻胶市场，垄断格局更为明显。目前，IC 光刻胶领域前五大厂商占据全球 87% 的市场份额，其中日本合成橡胶（JSR）、东京应化（TOK）、美国杜邦、信越 化学、富士电子市占率分别为 28%、21%、15%、13%、10%。

日本 JSR：全球光刻胶龙头，规模与技术均处于最头部。公司产品线丰富， 包括 i 线、KrF、ArF、ArFi、EUV 等，全球光刻胶行业发展的引领者，其光刻胶 产品在泛半导体领域内均有覆盖，在 IC 领域更是市场份额领先。公司主要客户包 括主要晶圆代工厂 Intel、三星和台积电等，2020 年营业总收入达 266 亿元。

日本 TOK：专业光刻胶及配套试剂厂商，产品线包括 g、i 线，KrF、ArF 和 EUV 光刻胶。公司产品技术水平和品质都居于行业前列，客户横跨半导体、液晶 等行业，主要客户包括台积电，中芯，华宏 NEC 等。

美国杜邦：世界排名第二大美国化工公司，光刻胶是其事业部之一，产品线 包括 g/i 线、KrF、ArF 光刻胶，其中在 g/i 线和 KrF 全球市场中占有一定份额。 作为美国公司，其客户以美国、新加坡和中国台湾地区为主，包括 Intel、IBM 等， 在大陆市场占有率较低。

日本信越化学：最初以氮肥料为主营业务，二战后在日本政府的支持下开始 向半导体材料领域拓展。目前光刻胶领域的主要产品包括 g/i 线、KrF、ArF 光刻 胶。2020 年公司营业总收入达 891 亿元。

日本富士电子：长期以来富士都是照相机胶卷和相关冲印化学产品的世界龙 头，基于长期的相关技术经验积累，光刻胶也成为其重要的业务部分，产品线包 括 g/i 线、KrF、ArF、电子束、EUV 光刻胶。在 IC 光刻胶领域富士电子市占率 不高，但正在加码布局。

日本光刻胶企业的成功离不开市场支持、基础化工领域的经验积累和长期持续的 技术投入等多因素共振。在产业早期，欧美企业领导光刻胶产品研发。二十世纪 八十年代，伴随着全球半导体产业向日本转移，日本政企紧抓市场机遇，其龙头 化工企业基于自身在基础化工领域的经验积累和政府的大力扶持，实现先进光刻 胶产品的不断研发突破。同时，日本光刻胶产品的推出正好契合当时芯片制造工 艺制程需求，为商业化落地提供了有力保障。在确立光刻胶领先地位后，日本继 续采取产官学一体化进行国家级基础攻关研究，持续积累光刻胶技术经验，领先 地位不断巩固。

中国大陆半导体光刻胶高度依赖进口，本土企业在低端产品上有所突破。我国大 陆光刻胶产业起步较晚，生产研发水平与国外大厂有一定差距。并且，中国大陆 光刻胶企业主要集中在 PCB、LCD 光刻胶产品上，半导体光刻胶技术壁垒较高， 高度依赖进口。根据新材料在线数据统计，2020 年中国大陆光刻胶市场外资企业 供给占比超过 70%，内资企业主要在低端 g/i 线光刻胶产品上有些突破，6 英寸硅 片自产占比约 20%，KrF、ArF、EuV 光刻胶国产替代任重道远。

3.2. 参考韩国经验，光刻胶自主化是国家战略安全考量下的必然选择

日本突发“贸易战”，2019 年限制对韩光刻胶出口，半导体产业依赖性风险浮出水 面。2019 年 7 月 1 日，由于日韩间劳工赔偿等历史遗留问题，日本经济产业省宣 布限制向韩国出口“氟聚酰亚胺”、“光刻胶”和“高纯度氟化氢”3 种半导体材料，之 后经协商谈判才解除禁售。作为韩国支柱型产业，韩国电子产业 2018 年生产额 达 1711.01 亿美元，但是原材料和设备较为依赖国际市场，尤其是半导体产业和 显示器行业。根据韩国贸易协会发行的报告，韩国半导体及显示器行业在氟聚酰 亚胺、光刻胶以及氟化氢这三类材料对日本的依赖度分别是 93.7%，91.9%及 43.9%。如若不向产业链上游延伸发展，则始终不能解决电子产业关键材料受制于人的困境，一旦国际供应链被切断，将在很大程度上限制半导体产业发展，国 民经济也将受到较大影响。

及时响应，韩国加大研发致力于关键材料设备“去日化”。2019 年 7 月 3 日，韩国 政府面对光刻胶禁售迅速做出反应，宣布将在未来 5 年内投资 460 亿人民币， 对日本依赖度较高的 6 个领域的 100 个品种（包括 3 种限制出口的材料）进行 去日本化，主要途径就是国产化和进口国多元化。为此韩国专门成立“原材料、零 部件和装备的竞争力委员会”以应对此次危机。2020 年韩国用于研发原材料、零 部件和装备三者的预算约为 2.47 万亿韩元，和 2019 年的 7617 亿韩元相比，大 幅度增加了 3.2 倍左右。

韩国光刻胶龙头企业东进牵手三星，打破日本 EUV 光刻胶垄断局面。东进世美 肯作为韩国最大的光刻胶供应商，能够实现 g/i 线、KrF、ArF 光刻胶规模量产， 但是 EUV 光刻胶则完全由日企垄断。在产业链受限制的重压下，韩国半导体产业 积极推动高端光刻胶的量产。2021 年 12 月，东进宣布与三星电子合作的 EUV 光 刻胶，已通用过了三星电子的可靠性测试。自此，韩国 EUV 光刻胶成功实现自主 化。

对日依赖度降至 50%以下，韩国光刻胶国产替代破局。截至 2021 年 12 月，韩国 对日本出口的 100 个战略项目的依赖度持续下降，其中对日本光刻胶的依赖已经从贸易战前的 90%下降至 50%以下，成功打破了对日企的依赖。参考韩国经验， 核心领域自主化是国家战略安全下的必然选择，在我国成为世界半导体重要产业 国之际，只有实现半导体光刻胶的自主生产，才能从容应对未来可能出现的断供 风险，将电子行业的发展命脉掌握在自己手中。（报告来源：未来智库）

3.3. 正视光刻胶难点：重经验积累与产业环境

光刻胶自主化是必然趋势，但我们也需要正视光刻胶产业从无到有所要面临的重 重困难。从研发、生产到供货全生命周期对光刻胶产品进行跟踪观摩，我们总结 出光刻胶作为基础化工领域的价值高地代表，技术难点重经验积累，产业落地难 点重市场环境。时至今日，光刻胶行业已经几乎不存在“弯道超车”，作为后来 者，脚踏实地、注重积累，紧抓市场机遇奋力追赶才是务实之风。

配方研发设计之难，在于光刻胶复杂微观的结构设计与合成工艺。光刻胶的原理 机制早已不是秘密，但是如何针对特定曝光波长，特定加工场景需求调制性能稳 定且准确的光刻胶产品却需要不断反馈调试，对研发单位基础化工能力，光刻胶 研制经验积累要求极高。一款光刻胶产品的研制通常包括主体树脂结构、单体结 构的确定；主体树脂合成工艺、单体合成工艺的研究；PAG 的研究；配方的研究 等等工作。这其中每一步可变因素都很多，每一个地方细微的变化都会对最终光 刻胶产品性能造成很大影响。因此，化学反应的连锁型、步骤繁琐性以及要求严 苛性共同导致了光刻胶配方设计的高难度，和对研发人员长期经验积累的依赖。

生产质量管控之难，在于下游应用对光刻胶产品的精细度和一致性要求极高。为 了适应半导体工艺制程的不断进步，光刻胶产品的功能参数和质量要求越来越高： 1）金属离子杂质控制：从 ppm 级到 ppb 级，再到 ppt 级；2）微粒子粒径控制： 沿着 1.0µm—0.5µm—0.2µm—0.1µm 发展，当前配套的无色溶剂已控制到更小数 量级的粒子；3）产品批次一致性控制：通常采用分步法增加控制检测环节以保证 稳定性。在整个生产过程中，光刻胶质量管控非常严苛，包括来料检查，设备清 洁，工序设计等，对技术人员产线建设和生产经验提出较高要求。

产业落地之难，在于晶圆代工厂更换稳定光刻胶供应商成本高效益低。光刻胶在 晶圆制造过程中举足轻重，晶圆代工厂通常不会愿意去更换长期以来稳定的光刻 胶供应商，一方面，光刻胶技术壁垒极高，日美光刻胶厂商产品性能好有保障， 更换新供应商风险很高；另一方面，代工厂对光刻胶产品价格敏感度低，产品性 能和丰富度是绝对的考量标准，这让光刻胶难以像其他化工材料一样通过价格策 略实现替代。如若不是由于地缘政治风险，光刻胶面临“卡脖子”问题，我国大 陆光刻胶产品即使研发实现突破，很大程度上也难以实现产业化落地。当前国产 替代趋势给与了我国大陆光刻胶产业替代发展的希望，同时也反过来提振了本土 光刻胶研发人员以及该领域内加码投入的信心和积极性。

3.4. 外部环境已形成，本土 IC 光刻胶国产化迎来机遇窗口期

产业由大转强离不开在核心基础零部件、关键基础材料、先进基础工艺和产业技 术基础四个环节上的自主可控。半导体产业是现代科技的重要支撑，长期以来我 国一直致力于产业链的国产化发展。当前阶段，在 IC 光刻胶领域，国产替代的最 佳窗口期已经到来。

政策方面，围绕光刻胶相关的指导总纲、投资支持、税收优惠、发展目标等相关 政策不断落地完善，将光刻胶产业发展提升到了国家战略层面。国家整体层面， 光刻胶于 2019 年入选《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019 版)》，同时 国务院、发改委等部门相继出台《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发 展的若干政策》、《关于扩大战略性新兴产业投资，培育壮大新增长点新增长极 的指导意见》等支持性文件，为光刻胶技术突破、产业发展提供大方向上的政策 引导和保障；各地市层面，以经济较发达省份为代表，则更为明确直接地对光刻 胶产业发展提出规划支持，其中浙江新材料“十四五”发展规划提出要重点发展大规 模集成电路制程用关键材料以及配套的光刻胶等基础材料，上海战略性新兴产业 和先导产业发展“十四五”规划提出要提升先进光刻胶研发和产业化能力。

资本方面，大基金与产业基金入局，为光刻胶产业发展提供长线资金支持。国家 集成电路产业投资基金（大基金）作为我国半导体产业基金的国家队代表，其投 资布局正是为了扶持我国大陆半导体产业发展,加速半导体核心领域的国产替代 进程。一期基金以制造环节为主，主要投向下游各产业链龙头，而二期基金则以 设备、材料为投资重点,主要投资短板明显的半导体设备、材料领域,方向集中于完 善半导体行业的重点产业链。目前，在光刻胶领域，大基金二期已投资南大光电 子公司南大材料 1.83 亿元，帮助公司加快光刻胶事业发展。此外，以华为哈勃为 代表的产业基金也正在积极布局光刻胶板块，为光刻胶国产替代提供资金帮助。

市场方面，中资晶圆厂的快速崛起为国产光刻胶提供广阔市场空间和验证导入机 会。考虑半导体产业链上下游协作关系强，光刻胶供应商粘性高等因素，国产 IC 光刻胶的替代必然从晶圆厂产线开始。在中资晶圆厂快速崛起的大背景下，无疑 为国产光刻胶导入晶圆厂提供了绝佳契机。根据 IC Views 统计显示，2021 年我 国大陆半导体公司在生产线投资总金额达 1900 亿，其中中芯国际在北京、上海、 浙江、广东、天津五地都有布局、投资总额超 760 亿。未来中资晶圆厂在逐步完 成供应链自主化过程中，国产 IC 光刻胶将迎来确定性替代机会。

4. 本土 IC 光刻胶厂商破局寻迹，星星之火渐成燎原之势

我国大陆 IC 光刻胶产业自主化整体可分三步走：首先在成熟制程实现面向中资晶 圆厂的验证导入，形成对日美光刻胶供应商的部分替换；然后在先进新建产线与 中资晶圆厂配套研发，实现工艺向前靠拢；最后再逐步完成全产业链的自主可控。 现阶段，本土代表性 IC 光刻胶厂商正在 KrF 与 ArF 光刻胶领域加码布局，寻求 突破。从各企业产品线研发布局、下游客户验证导入以及产业配套情况来看，本 土 IC 光刻胶自主化已经有所起色，未来几年有望进入加速放量期。

4.1. 行业壁垒高企，工艺与客户验证构成关键限制

我们通过梳理光刻胶行业壁垒可以追踪行业内公司的关键竞争要素，从而找到本 土 IC 光刻胶厂商破局的重要边际点所在。整体上，IC 光刻胶行业壁垒包括配方 工艺、客户验证、产业配套、资金投入等多方面，其中工艺与客户验证是当前本 土 IC 光刻胶厂商面临的主要困难。因此，与下游代表晶圆厂形成稳定合作验证关 系，具备多品类产品开发窗口和规模量产能力的光刻胶厂商有望率先突围。

配方工艺：品质要求高且品类众多，工艺研发积累是光刻胶企业生存之本

不同 IC 芯片制造商对基板、分辨率、蚀刻方式等要求不一，因此光刻胶产品需要 根据不同的应用需求，不同的厂家需求定制，产品品类繁多，配方中原材料比重 的细微差异将直接影响光刻胶的性能，且配方难以逆向解析，严重依赖于长期工 艺经验积累。光刻胶产品的技术储备丰富度、高端产品的研发能力和产品的关键 性能表现便构成了光刻胶企业的首要评判标准。

客户验证：光刻胶下游客户导入验证严格、周期长且机会稀缺

由于光刻胶的品质会直接影响最终的芯片性能、良率等，试错成本极高，且定制 化程度高，生产企业与下游客户需要经过相当长的产品检测、验证过程。而且为 保持光刻胶供应和效果稳定，下游客户与光刻胶供应商一旦建立供应关系后，就 不会轻易更换，因而形成了较高的客户壁垒。通常情况下，半导体光刻胶的验证 周期长达 2-3 年，在首次送样之后，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，期间需要进行参数和工 艺反复修改才可获取客户批量订单。

产业配套：原材料保证供应链稳定，光刻机配套是研发生产线重要投入

光刻胶是一个产业上下游配套，协同发展的赛道，需要全产业链共同推进，单环 节难以独立实现突破。在原材料配套方面，目前我国大陆半导体光刻胶原材料市 场基本被国外厂商垄断，如若不能实现原材料国产化，未来即使光刻胶成品实现 技术与量产突破，原材料受制于人也随时可能被切断产业供给。而且，原材料对 光刻胶品质影响很大，如果完全依赖进口也不利于光刻胶成品工艺研发。在光刻 机配套方面，目前基本只能依赖于进口 AMSL 设备，存在较大限制风险。

资金投入：光刻胶项目投入大，回款周期长，需要企业较好的自我造血能力

光刻胶业务在投入前期商业模式上较差，不仅需要大量资金和人才持续投入以实 现技术突破，而且下游客户导入难，验证和量产爬坡周期至少需要 3-5 年。这对 光刻胶企业本身的资金实力提出较高要求，公司只有自身造血能力优秀或者融资 能力较强，才能度过项目投入前期的艰难阶段，在产品走向市场后逐渐收获技术 转化带来的业绩。

4.2. 基于产业特点，DUV 光刻胶自主化是本土厂商当前主要重任

循序渐进，我国大陆半导体产业链首先在成熟制程深耕强化。我国大陆半导体产 业发展有自身的特殊性，市场需求空间大、且有国家政策支持，但是缺乏全球化 产业支持，技术突破困难更盛。强化成熟制程、跟踪先进制程，实现半导体在关 键基础领域首先自主化是我国大陆芯片产业发展的重要战略方向。全球不同制程 晶圆代工产能区域分布上，10nm 以下先进制程集中在中国台湾地区，韩国居于 次位，分别占全球总产能的 62.8%、37.2%。我国大陆地区则在 180nm～10nm 制程区间内均衡布局，已成为全球成熟制程产能的重要一方。

DUV 光刻基本满足 7nm 以上制程需求，krf 与 arf 光刻胶成国产替代重要突破方 向。DUV 光刻胶包括 KrF 光刻胶和 ArF 光刻胶两种，主要应用于 0.25μm-7nm 的 半导体关键制程中。基于市场需求和我国大陆晶圆代工厂制程布局情况，krf 与 arf 光刻胶的技术突破成为本土光刻胶厂商主要攻关方向。根据势能膜链预测，2021 年中国大陆 DUV 光刻胶总需求量达 1504 吨，市场规模数十亿元，但本土厂商仅 实现 0.25µm KrF 光刻胶少量销售，替代空间很大。

材料体系发生变化，DUV 光刻胶技术难点突破关键在于树脂结构设计。DUV 光 刻胶采用光致产酸剂 PAG 作为感光剂，经过曝光后 PAG 可产生酸，使主体树脂 发生脱保护反应，从而带来曝光部分和未曝光部分的溶解性差异。DUV 光刻胶树 脂结构包含主链与功能性支链，通过支链上的单体调整对光刻胶进行改性从而满 足不同曝光波长下的需求。在 KrF 光刻胶中，以聚 4-羟基苯乙烯（PHOST）为 主链，通过引入不同的酸致脱保护基团实现其 248nm 波长光下的感光性；在 ArF 光刻胶中，以聚甲基丙烯酸酯类（PMA）为主链，并通过引入脂肪环类甲基丙烯 酸酯类单体来增强其抗刻蚀性。

本土 IC 光刻胶企业作为后来者，进行 DUV 光刻胶树脂结构的设计需要避开海外 专利侵权风险，而且 DUV 光刻胶本身树脂结构就较为复杂，成为了本土 DUV 光 刻胶技术突破的主要障碍。根据智慧芽统计，目前全球光刻胶专利申请中，日美 分别占比 46%、25%，企业层面，佳能株式会社、株式会社东芝、三星电子株式 会社申请数量分别位列前 3，均超过 2.3 万项。

4.3. 从三个维度看本土 IC 光刻胶厂商进展，黎明在前

从产品线布局、研发和量产项目进展角度看，本土 IC 光刻胶厂商自低端产品开始 已经逐步具备出货能力。量产方面，截至 2021 年年初，北京科华可量产 g/i 线光 刻胶、KrF 光刻胶，晶瑞电材可量产 g/i 线光刻胶。在研方面，南大光电 ArF 光刻 胶已通过客户验证，有少量发货；晶瑞电材 KrF 光刻胶已完成中试，并建成中试 示范线；上海新阳 KrF 光刻胶产品已通过客户认证，ArF 干法光刻胶正处于客户 线外测试阶段；汉拓光学 KrF 胶已通过技术验证。

从下游客户验证合作角度看，目前本土 IC 光刻胶产品已进入中资晶圆厂供应名单。 当前北京科华 i 线和 KrF 光刻胶已批量供应于中芯国际等 13 家 12 寸和 17 家 8 寸客户。晶瑞电材 g/i 线光刻胶也已经覆盖中芯国际、合肥长鑫、长江存储等主要 中资晶圆厂。

从原材料与光刻机产业配套角度看，核心原材料本土光刻胶厂商正同步寻求自主 化，光刻机仍完全依赖于国外进口。在一体化布局上，以汉拓光学和晶瑞电材为 代表，具备上游所需部分单体或树脂自产能力，一方面可减少供应量受制于人， 另一方面也可提升公司盈利能力。设备方面，目前 DUV 光刻机采购不受限制，各 家公司根据自身研发生产所需均有对应光刻机采购投入。（报告来源：未来智库）

5. 投资分析

5.1. 彤程新材：KrF 光刻胶国内龙头，具备产业一体化优势

彤程新材是全球领先的新材料综合服务商，主营业务包括电子材料、汽车材料和 生物可降解材料等。在光刻胶领域，公司投资控股“科华+北旭”切入赛道，其中北 京科华是国内领先的半导体光刻胶生产商，并被 SEMI 列入全球光刻胶八强，同 时也是国内唯一实现 KrF 光刻胶批量生产的光刻胶公司。北旭电子是国内 LCD 光 刻胶国产化的先行者，主营业务为有机正型光刻胶和无机特殊粉体。

2021 年公司 营收达 23.08 亿元，同比增加 12.83%，其中光刻胶业务营收达 1.15 亿元，同比 增长 28.8%。 公司具备技术、规模和产业链一体化三大优势，未来伴随着成熟产品放量和新产 品研发突破有望迎来快速成长。在 KrF 光刻胶领域，公司是本土首家批量供应商， 已成为中芯国际、上海华力微电子、长江存储、武汉新芯、华虹半导体等头部客 户的合作伙伴。在 ArF 光刻胶领域，公司自筹资金 6.98 亿元投资建设"ArF 高端 光刻胶研发平台建设项目"，旨在实现 ArF 湿法光刻胶量产生产，项目预计于 2023 年末建设完成。

5.2. 华懋科技：国内光刻胶单体巨头，上下游产业配套能力强

华懋科技是国内汽车被动安全行业龙头企业。2020 年公司注资徐州康博进入半导 体光刻胶领域，打造业绩增长第二极。随着下游汽车市场的复苏叠加半导体新材 料产品放量，公司业绩取得长足进步。2021 年实现营收 12.06 亿元，同比增长 27.01%；剔除股份支付影响后，净利润达 2.28 亿元，同比增长 16.84%。

公司上下游产业配套能力卓越。上游原材料领域，子公司徐州博康为国内领先的 光刻胶单体供应商，旗下光刻胶产品单体材料已全部实现自供；光刻机领域，子 公司英国 NBL 电子束光刻机公司具备高端电子束光刻机研发生产能力。在 KrF 光 刻胶领域，2022 年 4 月，子公司徐州博康获我国大陆主流存储芯片厂客户订单， 标志产品获得我国大陆主流 12 寸圆晶厂的正式认可。在 ArF 光刻胶领域，公司 具备干法 ArF 光刻胶及湿法 ArF 光刻胶的技术能力。

5.3. 南大光电：ArF 光刻胶本土先行者，多业务线齐头并进

南大光电是全球 MO 源主要供应商之一。公司背靠南大技术背景，战略布局三大 关键半导体材料。伴随着主要科技攻关项目的重大突破，公司核心增长和业务协 同效应逐渐凸现，市场和品牌形象大幅提升，业绩实现快速增长。2021 年公司营 收达 9.84 亿元，同比增长 65.46%；归母净利润达 1.36 亿元，同比增长 56.55%。

在 ArF 光刻胶领域，2020 年 12 月，公司 ArF 光刻胶产品在一家存储芯片制造企 业的 50nm 闪存平台上通过认证后，2021 年 5 月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。同时，南大光电正在进行 25 吨光刻胶生产线建 设，并初步实现了原材料的国产化。未来在下游客户导入和产线投产顺利情况下， 公司有望成为本土 ArF 光刻胶的破局者和领军者。

5.4. 晶瑞电材：本土光刻胶产业先驱，积极建设 KrF 量产化生产线

晶瑞电材是一家科技型新材料公司，子公司苏州瑞红作为本土光刻胶领域先驱，规模生产光刻胶近 30 年，主要应用于半导体及平板显示领域，产品技术水平和销 售额处于国内领先地位。随着公司产能的稳步提升及主营产品量价齐升，公司业 绩突飞猛进，2021 年营业收入达 18.32 亿元，同比增长 79.2%，其中光刻胶及配 套材料实现营收 2.74 亿元，同比增长 53.1%；归母净利润达 2.01 亿元，同比增 长 161.2%。

在 i 线光刻胶领域，公司承担并完成了国家重大科技项目 02 专项“i 线光刻胶产 品开发及产业化”项目，产品已供应给中芯国际、合肥长鑫等知名大尺寸半导体 厂商。在 KrF 线光刻胶领域，2021 年 8 月，公司已完成中试，建成中试示范线， 进入客户测试阶段，2021 年 12 月，公司新购置一台 KrF 光刻机用于曝光测试， 相关量产化生产线正在积极建设中。目前公司正在眉山建设年产 1200 吨集成电 路关键电子材料项目，计划产能为光刻胶中间体 1,000 吨/年，光刻胶 1,200 吨/ 年，预计建设期为 1 年。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站