【2014年3月 嘉肯行业研究部】
第一章 光刻胶行业介绍
光刻胶，又称为光致抗蚀剂，是利用光化学反应经曝光、显影、刻蚀等工艺将所需要的微细图形从掩模版（mask）转移到待加工基片上的图形转移介质。通过曝光其溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料。
其中曝光是通过紫外光、电子束、X射线、离子束等曝光源的照射或辐射，从而使光刻胶的溶解度发生变化。
经过曝光和显影而使溶解度增加的是正型光刻胶，溶解度减小的是负型光刻胶。按照曝光光源和辐射源的不同，又分为紫外光刻胶（包括紫外正，负型光刻胶）、深紫外光刻胶、电子束胶、X-射线胶，离子束胶等。
光刻胶主要由树脂（Resin）、感光剂（Sensitizer）、溶剂（Solvent）及添加剂（Additive）等不同的材料按一定比例配制而成。
光刻胶（photoresist）的应用领域
光刻胶主要用于微平版印刷工艺中制造微型化电子元件，如用于电子工业中的集成电路和半导体器件（统称为微电子器件）的细微加工工艺过程中。
据业内人士介绍：随着半导体产业的工艺向精细化发展，光刻胶逐渐成为半导体产业中最核心的材料。就一般而言，光刻胶在Memory类半导体生产工艺中约占30%的生产比重，也占约60%的生产时间。2010年全球半导体用光刻胶市场销售额约为11亿美元。
光刻胶除了用于半导体产业之外，也用于显示及LED等产业。其中，LCD产业2010年年平均使用量已超过870万公升，在总使用量中所占比例最大。但LCD产业使用的光刻胶相较于半导体产业仍属较低价产品。
在供应半导体光刻胶的专业厂商，除少数生产企业供应LCD产业用光刻胶外，其他厂商对供应LCD用光刻胶的意愿比较低。两者为不同级别的细分市场。
光刻胶产品的演变与分类
光刻技术的发展不断的驱使着光刻胶产品的技术升级。在过去的几十年中，随着IC特征尺寸向深亚微米方向快速发展，光刻机的曝光波长也在沿着紫外谱g线、i线、KrF、ArF、F2等方向发展，光刻胶产品的综合性能必须随之提高，才能符合集成工艺制程的要求。
为了适应微电子行业亚微米图形加工技术的要求，光刻胶的开发，已从普通紫外即g线（436nm）、i线（365nm）光刻胶，发展到深紫外即准分子激光束（KrF248nm和ArF193nm）光刻胶及电子束、X射线、离子束等一系列新型化学放大型光刻胶。
深紫外光由于波长短，衍射作用小，因而用深紫外光刻蚀得到的微电子器件具有高的分辨率。而X射线，电子束或离子束等的波长比深紫外光更短，几乎没有衍射作用，刻蚀的微电子器件分辨率可进一步提高。
2012年光刻机厂ASML得到来自英特尔、台积电与三星的资金入股和研发投入支持，拉开了向新一代基于 450mm (18英寸)、远紫外线光刻 IC技术节点进军的大幕。
光刻胶的分类
光刻胶分为正性光刻胶（positiveresist）与负性光刻胶（negativeresist）两大类。
正性光刻胶，是指在光刻过程中，光刻胶薄膜上曝光的光刻胶部分溶解度变大而被显影液洗去，留下未曝光的部分形成图形，所得光刻胶图像与掩模版图像相同。
负性光刻胶与此相反，在光刻过程中，光刻胶薄膜上未曝光的光刻胶部分在显影时被洗去，而曝光的光刻胶部分交联硬化而变得不可溶从而形成图形，所得光刻胶图像与掩模版图像恰好相反。
负胶的分辨率较差，适合加工线宽大于0.35μm的线条。传统的负胶有重铬酸盐-胶体聚合物类光刻胶、聚乙烯醇肉桂酸酯类光刻胶、环化橡胶-双叠氮类紫外负胶、安全溶剂型环化橡胶-双叠氮类紫外负胶，以及以水溶性聚乙烯基吡咯烷酮为主体的水溶性负胶。
正胶的分辨率较高，在大规模集成电路的工艺中一般只采用正胶。
专业名词说明：
g线（λ＝436nm），Ⅰ线（λ＝365nm，线宽0.35μm），DUV（λ＝248nm，线宽0.25μm，用KrF准分子激光器获得），EUV（λ＝193nm，线宽0.18μm，用ArF准分子激光器获得）。
第二章 全球光刻胶行业概况
光刻胶行业的成长伴随着半导体产业的发展。因此供应光刻胶的生产企业，大部分都是在半导体产业发展早期就开始参与市场的有机感光材料企业。而这些企业又主要集中在美国、日本、欧洲，以及韩国等。
主要生产企业有：日本TOK、日本JSR、富士胶片、信越化学和住友化学；美国的shipley公司、陶氏化学（原罗门哈斯公司）；欧洲的Clariant公司、AZEM等；，韩国的锦湖石化、东进世麦肯等。
其中市场份额位居前列的公司为日本TOK、美国shipley、瑞士的Clariant以及日本的JSR公司。这些企业主要供应半导体产业用光刻胶。
在LCD应用领域，主要供应企业有日本TOK、韩国东进世麦肯、AZEM等，另外中国和台湾地区的光刻胶生产企业也在积极涉足该市场领域。
目前，国际上主流的光刻胶产品是分辨率在0.25～0.18μm的深紫外正性光刻胶，主要的厂商包括美国希普雷Shipley、日本东京应化工业株式会社和瑞士的克莱恩等公司。
其中深紫外高分辨率光刻胶（DUV胶）是用于8～12英寸超大规模集成电路制造的关键功能材料，目前只有美、日7家企业能够生产。
紫外胶（UV胶）主要应用于4～6英寸集成电路制造及各种集成电路的先进封装和MEMS（微电子机械系统）的制造，紫外胶品种繁多、性能各异、用量很大。多数光刻胶生产企业涉足该领域。
在全球光刻胶产业结构中，日本占据重要的地位。日本半导体产业在上世纪90年代早期产量所占比重近50%，在2010年日本半导体产量的世界份额仍占20.8%。另外的80%则来自美国、欧洲、韩国、中国台湾等亚洲地区的半导体厂商。
日本国内拥有完善而丰富的半导体行业产业链，由于光刻胶作为半导体集成电路技术中的一种关键材料，日本有很多公司积极从事光刻胶的研发工作，在光刻胶行业的专利分布上，全球排名前10位的生产企业中有7家为日本公司，他们分别是：日本富士胶片（FUJIFILM）、日立化成、东京应化（TOK）、三菱化学、旭化成、住友电木和住友化学等。
2010年日本生产企业光刻胶产品销售额占全球市场份额近70%。
韩国光刻胶企业受益于韩国LCD和半导体产业的崛起，涌现出以三星电子半导体和SK海力士半导体为代表的先进制造企业。 知名的光刻胶生产企业有锦湖石油化学和东进世麦肯。 其中锦湖石油化学对海力士(Hynix)半导体，供应大量的ArFDry产品以及部分ArFImmersion产品。东进化学虽在LCD用产业光刻胶的供给比例较高，但在半导体领域仍只供应KrF以下等级部分产品。
半导体芯片市场介绍
据 SEMI的全球半导体制造工厂数据库，2012年底，全球处于生产状态的 12英寸生产线共有82条，总产能达到3676千片/月。在生产线数量方面，台湾地区最多，达到19条；美国及日本其次，分别有 17条及16条；韩国虽然只拥有11条生产线，但其总产能是最多的，达到1096千片/月；中国有7条。
2012年，全球前六大12英寸硅片产能供货商占据了全部产能的 74.4%。三星在 2012年是全球最大 12 英寸硅片产能供货商，产能占有率达到 18.8%，其次是美光-尔必达 14.3%，SK海力士 11.7%，英特尔 10,8%。
第三章 中国光刻胶行业发展现状
业内人士介绍：光刻胶制造中的关键技术包括配方技术、超洁净技术、超微量分析技术及应用检测能力，具有较高技术很投资门槛；光刻胶制造还需要在电子材料生产设备上高投入。而应用领域本土半导体制造产业起步较晚，因此早期光刻胶产业研发比较集中。生产企业数量也很少。
主要的研发单位多为大学及国家相关科研机构，如北京化学试剂研究所、中国科学院长春应用化学研究所、清华大学、上海交通大学、北京师范大学、中山大学和西安交通大学等。
主要的生产企业有北京科华微电子材料公司和苏州瑞红化学品有限公司。另外苏州华飞微电子材料有限公司、常州华钛化学有限公司和无锡化工研究设计院也在涉足该产业领域。
据业内统计2005年国内光刻胶市场规模在2.5亿元左右。当时国内需求的主流产品为g线正胶和I线正胶。
近年来，中国半导体制造产业不断发展，2013年中国集成电路产量867.1亿块，同比增长10.4%。
截至2013年底国内已投产7条12英寸和17条8英寸集成电路芯片生产线，产能超过80万片/月。代表企业为无锡海力士半导体、中芯国际和英特尔大连厂。248nm光刻胶已成为国内市场单一品种市场占有率最高的细分产品。
据北京科华微电子材料公司总经理介绍，国内光刻胶市场规模已经达到15亿元，但对本土生产企业而言，高端光刻胶应用市场依然具有较高的壁垒，国产光刻胶市场销售额只有2亿元。进口光刻胶产品占据87%的市场份额。
在进口光刻胶产品中，主要外资企业有AZEM、富士胶片、日本东京应化和Clariant公司等。这些企业近年来不断加大在中国市场的投入，建立光刻胶配套材料生产基地，个别企业开始在国内生产光刻胶产品。据嘉肯咨询调查了解，相关外资生产企业有：安智电子材料(苏州)有限公司、长春TOK（常熟）有限公司、上海广电富士光电材料有限公司等。
相比较半导体产业应用领域，本土LCD产业用光刻胶市场竞争更为激烈，该细分市场除AZEM、TOK外，还有韩国东进化学、美国的陶氏化学（原罗门哈斯）、台湾地区的永光化学等。据嘉肯咨询调查了解，一些外资企业在积极将产能转移至国内为本土生产企业进行配套。
与此同时，国内一些企业也在积极进军TFT-LCD产业用光刻胶市场。
国内TFT-LCD市场介绍
中国已经成为全球最大的平板显示器市场，2011年中国对LCD电视需求占全球市场的22%，我国LCD旺盛的需求及成本优势，使得全球TFT-LCD厂商纷纷在国内投产，产能向中国转移，近年来三星、LG Display和友达光电均在国内筹建高世代生产线，预计到2014年，国内液晶面板产能所占比重由2011年6%提高到19%。
目前中国平板显示产业已建和在建的生产线有21条，包括4条4.5代线、4条5代线、2条5.5代线、3条6代线和8条8.5代线，年生产能力达5000万平方米。其中高世代生产线（6～8.5代）产能合计为912万片/年。业内人士推算，这些高世代LCD生产线将需要1500吨/年左右的紫外正性光刻胶与之配套。
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