硅片与光刻胶技术

参考文献链接

https://mp.weixin.qq.com/s/g5U94RTJ44fbi4kxC0ptBg

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半导体硅片

半导体材料是一类具有半导体性能（导电能力介于导体与绝缘体之间）、可用来 制作半导体器件和集成电路的电子材料，是半导体工业的基础。半导体材料的研 究始于 19 世纪，至今已发展至第四代半导体材料，各个代际半导体材料之间互相补充。

• 第一代半导体：以硅（Si）、锗（Ge）等为代表，是由单一元素构成的元素 半导体材料。硅半导体材料及其集成电路的发展导致了微型计算机的出现和 整个信息产业的飞跃。 
• 第二代半导体：以砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）等为代表，也包括三元化 合物半导体，如 GaAsAl、GaAsP，还包括一些固溶体半导体、非静态半导体 等。随着以光通信为基础的信息高速公路的崛起和社会信息化的发展，第二 代半导体材料显示出其优越性，砷化镓和磷化铟半导体激光器成为光通信系 统中的关键器件，同时砷化镓高速器件也开拓了光纤及移动通信的新产业。
• 第三代半导体：以氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）、氧化锌（ZnO）为代表的 宽禁带半导体材料。具备高击穿电场、高热导率、高电子饱和速率及抗强辐 射能力等优异性能，更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率电子器件， 在半导体照明、新一代移动通信、能源互联网、高速轨道交通、新能源汽车、 消费类电子等领域有广阔的应用前景。
• 第四代半导体：以氧化镓（Ga2O3）、金刚石（C）、氮化铝（AlN）为代表的 超宽禁带半导体材料，禁带宽度超过 4eV；以及以锑化物（GaSb、InSb）为 代表的超窄禁带半导体材料。超宽禁带材料凭借其比第三代半导体材料更宽 的禁带，在高频功率器件领域有更突出的特性优势；超窄禁带材料由于易激 发、迁移率高，主要用于探测器、激光器等器件的应用中。
  

 

 硅材料制造全球绝大部分的半导体产品，也是占比最大的半导体制造材料。在 1950 年代初期，锗是主要的半导体材料。但锗半导体器件的耐高温和抗辐射性能 较差，到 1960 年代逐渐被硅材料取代。由于硅器件的漏电流要低得多，且二氧化 硅是一种高质量的绝缘体，很容易作为硅器件的一部分进行整合，至今半导体器 件和集成电路仍然主要用硅材料制成，硅产品构成了全球绝大部分半导体产品。

半导体硅片根据不同参数的分类 

半导体硅晶圆（Semiconductor Silicon Wafer）是制造硅半导体产品的基础，可 根据不同参数进行分类。

 

 

 根据尺寸（直径）不同，半导体硅片可分为 2英寸（50mm）、3英寸（75mm）、4英寸（100mm）、5英寸（125mm）、6英寸（150mm）、8英寸（200mm）、12英寸 （300mm），在摩尔定律影响下，半导体硅片正在不断向大尺寸的方向发展，目前 8 英寸和 12 英寸是主流产品，合计出货面积占比超过90%。

 

 

 根据掺杂程度不同，半导体硅片可分为轻掺和重掺。重掺硅片的掺杂元素掺入量 大，电阻率低,一般用于功率器件等产品；轻掺硅片掺杂浓度低，一般用于集成电 路领域，技术难度和产品质量要求更高。由于集成电路在全球半导体市场中占比 超过 80%，全球对轻掺硅片需求更大。 

根据工艺，半导体硅片可分为研磨片、抛光片及基于抛光片制造的特殊硅片外延 片、SOI 等。研磨片可用于制造分立器件；轻掺抛光片可用于制造大规模集成电 路或作为外延片的衬底材料，重掺抛光片一般用作外延片的衬底材料。相比研磨 片，抛光片具有更优的表面平整度和洁净度。 

在抛光片的基础上，可以制造出退火片、外延片、SOI 硅片和结隔离硅片等。退 火片在氢气或氩气环境下对抛光片进行高温热处理，以去除晶圆表面附近的氧气， 可以提高表面晶体的完整性。外延片是在抛光片表面形成一层气相生长的单晶硅， 可 满 足 需 要 晶 体 完 整 性 或 不 同 电 阻 率 的 多 层 结 构 的 需 求 。SOI 硅 片 （Silicon-On-Insulator）是在两个抛光片之间插入高电绝缘氧化膜层，可以实 现器件的高集成度、低功耗、高速和高可靠性，在活性层表面也可以形成砷或砷 的扩散层。结隔离硅片是根据客户的设计，利用曝光、离子注入和热扩散技术在 晶圆表面预形成 IC 嵌入层，然后再在上面生长一层外延层。

根据应用场景不同，半导体硅片可分为正片、假（陪）片。正片（Prime Wafer） 用于半导体产品的制造，假片（Dummy Wafer）用来暖机、填充空缺、测试生产设 备的工艺状态或某一工艺的质量状况。假片一般由晶棒两侧品质较差部分切割而 来，由于用量巨大，在符合条件的情况下部分产品会回收再利用，回收重复利用 的硅片称为可再生硅片（Reclaimed Wafer）。据观研网数据，65nm 制程的晶圆 代工厂每 10 片正片需要加 6 片假片，28nm 及以下制程每 10 片正片则需要加 15-20 片假片。

 

 半导体硅片制造流程复杂，主要包括拉单晶和硅片的切磨抛外延等工艺。半导体 硅片的生产流程复杂，涉及工序较多。研磨片工序包括拉单晶、截断、滚圆、切 片、倒角、研磨等，抛光片是在研磨片的基础上经边缘抛光、表面抛光等工序制 造而来；抛光片经外延工艺制造出硅外延片，经退火热处理制造出硅退火片，经 特殊工艺制造出绝缘体上硅 SOI。硅片制造过程中需要经过多次清洗，在销售给 客户之前还需要经过检验和包装。

 

 

 步骤一：拉单晶。电子级高纯度多晶硅通过单晶生长工艺可拉制成单晶硅棒，常 用方法有直拉法（Czochralsk，CZ 法）和区熔法（Float-Zone，FZ 法）两种。FZ 法纯度高，氧含量低，电阻率较高，能耐高压，但工艺难度大，大尺寸硅片制备 困难且成本高，因此主要以 8 英寸及以下尺寸为主，主要用于中高端功率器件。CZ 法氧含量高，更容易生产出大尺寸单晶硅棒，工艺也已成熟，成本较低，因此 目前半导体行业主要采用 CZ 法拉制单晶硅棒。拉单晶技术直接决定了位错、COP （crystal originated pit,晶体原生凹坑）、旋涡等晶体原生缺陷的密度及电 阻率、电阻率梯度、氧、碳含量等晶体技术指标的好坏，是半导体硅片生产工序 中最为核心的技术。

 

 直拉法加工工艺： 

• 装料：将多晶硅和掺杂剂放入单晶炉内的石英坩埚内，掺杂剂的种类依所需 生长的电阻率而定，主要有生长 P 型的硼和生长 N 型的磷、砷、锑等。 
• 熔化：装料结束后，加热至硅熔化温度（1420℃）以上，将多晶硅和掺杂剂熔化，挥发一定时间后，将籽晶下降与液面接近，使籽晶预热几分钟，俗称 “烤晶”，以除去表面挥发性杂质同时可减少热冲击。
• 引晶：当温度稳定后，将籽晶与熔体接触，然后具有一定转速的籽晶按一定 速度向上提升，随着籽晶上升硅在籽晶头部结晶，称为“引晶”或“下种”。
• 缩颈：在引晶后略微降低温度，提高拉速，拉一段直径比籽晶细的部分。其 目的是排除接触不良引起的多晶和尽量消除籽晶内原有位错的延伸。颈一般 要长于 20mm。 
• 放肩：缩颈工艺完成后，通过逐渐降低提升速度及温度调整，使晶体直径逐 渐变大到所需的直径为止。在放肩时可判别晶体是否是单晶，否则要将其熔 掉重新引晶。 
• 等径生长：当晶体直径到达所需尺寸后，提高拉速，使晶体直径不再增大， 称为收肩。收肩后保持晶体直径不变，就是等径生长。此时要严格控制温度 和拉速不变。单晶硅片取自于等径部分。 
• 收尾：在长完等径部分之后，如果立刻将晶棒与液面分开，那么效应力将使 得晶棒出现位错与滑移线。于是为了避免此问题的发生，必须将晶棒的直径 慢慢缩小，直到成一尖点而与液面分开。这一过程称之为收尾阶段。长完的 晶棒被升至上炉室冷却一段时间后取出，即完成一次生长周期。

 

 区熔法加工工艺： 

• 在真空或稀有气体环境下的炉室中，利用电场给多晶硅棒加热，直到被加热 区域的多晶硅融化，形成熔融区。 
• 用籽晶接触熔融区，并融化。 
• 使多晶硅上的熔融区不断上移，同时籽晶缓慢旋转并向下拉伸，逐渐形成单 晶硅棒。
  

   

   步骤二：切片。单晶硅棒磨成相同直径，然后根据客户要求的电阻率，用内径锯 或线锯将晶棒切成约 1mm 厚的薄片，形成晶圆。根据目前的工艺、技术水平，为 了降低硅材料的损耗、提高生产效率和表面质量，一般采用线切割方法进行切片。

步骤三：倒角。硅片倒角加工的目的是消除硅片边缘表面经切割加工所产生的棱 角、裂缝、毛刺、崩边或其他的缺陷以及各种边缘表面污染，从而降低硅片边缘 表面的粗糙度，增加硅片边缘表面的机械强度、减少颗粒的表面沾污。 

步骤四：研磨。在研磨机上用磨料将切片抛光到所需的厚度，同时提高表面平整 度。研磨的目的是为了去除在切片工序中，硅片表面因切割产生的深度约 20~25um 的表面机械应力损伤层和表面的各种金属离子等杂质污染，并使硅片具有一定的 平坦表面。

步骤五：蚀刻和抛光。通过化学蚀刻去除前面步骤对晶圆表面造成的机械损伤， 然后采用硅溶胶机械化学抛光法使晶圆表面更加平整和光洁。

 

 步骤六：清洁和检查。清洁后，对产品进行严格的质量检查，合格后销售给客户。也可进一步用来制作 SOI、外延片等特殊硅片。

光刻胶技术

光刻胶是光刻时用于接收图像的介质：光刻胶是一种有机化合物，受特定波长光线曝光作用后其化学结构改变，在显影液中的溶解度会发生变化，因此又称光致抗蚀剂。正胶在曝光后发生光化学反应，可以被显影液溶解，留下的薄膜图形与掩膜版相同；而负胶经过曝光后变成不可溶物质，非曝光部分被溶解，获得的图形与掩膜版相反。

主要成分：光刻胶是光刻工艺的核心材料，主要由树脂、感光剂、溶剂、添加剂等组成，其中树脂和感光剂是最核心的部分。

使用UV光的简易光刻工艺图：

 

 

 光刻胶主要成分：

• 树脂（聚合物）：在光照下不发生化学反应，主要作用是保证光刻胶薄膜的附着性和抗腐蚀性，也决定了一些其他特性如膜厚、弹性、热稳定性等。
• 感光剂：受特定波长光照后在曝光区发生光固化反应，使得材料的物理特性，尤其是溶解性发生显著变化。
• 溶剂：为了方便涂覆，要将溶质加入溶剂进行溶解，形成液态物质。
• 添加剂：用以改变光刻胶的某些特性，如为改善发生反射而添加染色剂等。

概述|光刻技术是半导体制造最关键的技术

光刻技术是半导体制造的关键环节：光刻技术用于电路图形生成和复制，是半导体制造最为关键的技术。

• 光刻技术的进步是集成电路技术遵循摩尔定律更新的重要技术先导，其先进程度决定了半导体制造技术水平的高低。
• 光刻工艺贯穿半导体器件和集成电路制造工艺始终，当代超大规模集成电路制作需要几十次乃至上百次光刻才能完成，光刻的最小线条尺寸是集成电路发展水平的标志。
• 基本光刻工艺流程包括表面处理、涂胶、前烘、对准和曝光、显影、后烘等工序，将所需要的微细图形从光罩转移到待加工基片上。

半导体产业链及制造工艺流程：

 

 光刻工艺基本流程：

 

 

 概述|半导体光刻胶是光刻胶重要应用领域之一

光刻胶应用分类：光刻胶按照下游应用领域划分，主要可分为PCB、面板、半导体三类，每一类光刻胶又有各自细分品类。其中半导体光刻胶技术门槛最高，按照光源波长的从大到小，可分为紫外宽谱(300-450nm)、g线(436nm)、i线(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)、EUV(13.5nm)等主要品类，每一种品类的组分、适用的IC制程技术节点也不尽相同。

光刻胶按应用领域分类：

 

 

 全球光刻胶市场结构：

 

 

 半导体光刻胶品类：

 

 

 技术演进|与光刻技术曝光波长适配下的分辨率提升

曝光波长的减小是提高光刻分辨率最有效的途径：根据著名的瑞利判据公式——分辨率R=K1*/NA，光刻工艺分辨率的提升可以通过减小光源波长、增加光刻物镜数值孔径NA、减小工艺因子K1三方面实现，而后两者的变动范围相对有限，因此波长的减小是提高光刻分辨率最有效的途径。

发展路径清晰：制程节点进化的需求是光刻胶行业发展的驱动因素，光刻胶和光刻机技术的相辅相成、兵合一处是制程得以进步、摩尔定律得以实现的关键。相应的，光刻胶的光化学反应与光刻机曝光波长的适配是提高光刻工艺分辨率的关键。

光刻技术发展图谱：分辨率提升超100x

 

 

 ASML使用EUV实现微缩化的历史：

 

 

 壁垒|专利技术、原材料、设备验证、客户认证等高筑行业壁垒

客户认证：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，因此客户准入壁垒高，验证周期通常需要2-3年。

客户产品验证需要经过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。

专利技术：光刻胶产品需要根据不同的应用需求定制，产品品类多，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，严重依赖于经验积累所形成的技术专利。

原材料：上游原材料是影响光刻胶品质的重要因素，目前我国光刻胶原材料市场基本被国外厂商垄断，尤其是树脂和感光剂高度依赖于进口，国产化率很低，由此增加了国内光刻胶生产成本以及供应链风险。

设备验证：送样前，光刻胶生产商需要购置光刻机用于内部配方测试，根据验证结果调整配方。光刻机设备昂贵，数量有限且供应可能受国外限制，尤其是EUV光刻机目前全球只有ASML能批量供应。

市场：晶圆厂扩建拉动需求，但长期被日企垄断

市场空间|2022年全球光刻胶市场有望达到123亿美元

全球光刻胶市场规模：据前瞻产业研究院数据显示，2019年全球光刻胶市场为82亿美元，预计2026年有望达123亿美元，2019-2026年年复合增速约为6%。

中国光刻胶市场规模：得益于PCB、LCD、半导体等产业制造产能的东移，国内上游的电子材料产业快速发展。据中商产业研究院数据，中国光刻胶市场规模从2016年的53.2亿元增长至2020年的84亿元，预计2021年为93.3亿元，同比增长11%。

全球光刻胶市场规模（亿美元）：

 

 

 中国光刻胶市场规模（亿元）：

 

 

 市场空间|2025年中国半导体光刻胶

市场有望达100亿元

全球半导体光刻胶市场规模：据TECHCET预测，2021年全球半导体光刻胶市场规模将同比增长11％，达到19亿美元。在全球缺货的大环境下，芯片制造，尤其是晶圆代工产能供不应求为半导体光刻胶提供了持久的增长动力。未来几年，全球半导体光刻胶市场将保持稳定的增长。

中国半导体光刻胶市场规模：据SEMI数据显示，中国光刻胶半导体市场规模从2015年的1.3亿美元增长至2020年的3.5亿美元。随着国内晶圆代工产能的不断提升，2025年中国光刻胶半导体市场规模有望达到100亿元，2020-2025年年复合增速将达到35%，明显高于全球市场增速。

全球半导体光刻胶市场规模（百万美元）：

 

 

 中国半导体光刻胶市场规模（亿美元）：

 

 

 需求端|晶圆厂扩产是拉动行业增长的重要驱动因素

SEMI的数据显示，2017-2020年间全球投产的半导体晶圆厂为62座，其中有26座设于中国大陆，占全球总数的42%。预计从2020年到2024年至少新增38个12英寸晶圆厂，其中中国将新建19座（中国台湾11座，中国大陆8座）。8吋晶圆月产能至2024年也将达660万片规模。光刻胶等半导体材料供应商将有望受益于扩产浪潮。

全球8英寸晶圆厂月产能（千片）：

 

 

 全球晶圆厂持续扩产：

 

 

 需求端|中国半导体材料市场突飞猛进，光刻胶增长强劲

全球半导体材料市场规模：半导体材料分为前道晶圆制造材料和后道封装材料两类，以前者为主，主要包括硅片、光刻胶、掩膜版、溅射靶材、电子特气、湿电子化学品、CMP抛光材料等。

• 根据SEMI的数据，2020年，全球半导体材料市场规模增长至553.1亿美元，其中晶圆制造材料为349亿美元；中国大陆市场规模快速增长至97.6亿美元，首次成为全球第二大市场，增速12%，增幅跃居全球第一。

光刻胶增长强劲：在晶圆制造材料细分市场中，增长最为强劲的是光刻胶和光刻胶配套材料、湿化学品以及CMP抛光材料。据统计，光刻胶和光刻胶配套试剂分别占晶圆制造材料市场的6%和8%。

全球半导体材料市场规模（亿美元）：

 

 

 2020年晶圆制造材料市场结构：

 

 

 行业趋势|光刻胶市场结构变化，EUV增速最快

全球半导体光刻胶市场呈结构性增长，据TECHCET数据显示，2020年和2021年，用于KrF和ArF i的光刻胶市场较高，而EUV的应用范围正在从逻辑芯片扩展到DRAM，预计2021年EUV光刻胶市场超过2000万美元，到2025年将超过2亿美元，年复合增速超过50%。然而目前，EUV光刻胶的市场几乎被日本的TOK、信越化学和JSR三分天下。

半导体光刻胶细分品类应用范围比较：

 

 

 半导体光刻胶市场结构变化：

 

 

 2019--2021年ASML光刻机销售额结构变化：

 

 

 业绩靓眼|ASML光刻机供不应求，布局下一代EUV

设备供不应求，预计2022年销售额将继续增长20%：

• 近日，荷兰光刻机巨头ASML发布了2021年度财报，实现186.1亿欧元销售收入，同比增长33%；实现净利润58.8亿欧元，同比增长65.6%。2021年，ASML共交付了42台EUV光刻机，贡献营收63亿欧元，营收占比33.85%，平均每台售价1.5亿欧元。
• 此外，ASML还销售了81台ArFi光刻机、131台KrF光刻机。由于当前需求量比最大供给量高出40%-50%，ASML预计2022年销售额将继续增长20%。此外，ASML宣布已收到英特尔对下一代光刻机EXE：5200的订单，该光刻机单价将超过3.4亿美元。

ASML2021年营收增幅结构：

 

 

 ASML2019--2021年光刻机交付数量（台）：

 

 

 ASML新一代EUV光刻系统TWINSCAN NXE:3600D：

 

 

 产业链及主要代表企业

 

 

 竞争格局|市场高度集中，长期被日企垄断

日本称霸，寡头垄断：全球光刻胶市场长期被日美高度垄断，数据显示，日本的合成橡胶（JSR）、东京应化（TOK）位居一二，CR5高达87%。

在半导体光刻胶领域，日本企业依然占据领先地位，实现了对半导体光刻胶的垄断。前五中除了美国杜邦，其余四家均为日本企业。其中JSR、TOK的产品可以覆盖所有半导体光刻胶的品种，是绝对的龙头，尤其在高端的EUV市场高度垄断。目前国内市场仍主要以PCB用光刻胶供应为主，面板、半导体用光刻胶自给率依然很低。

2019年全球光刻胶市场竞争格局：

 

 

 2019年全球半导体光刻胶市场竞争格局：

 

 

 国内光刻胶市场：

 

 

 竞争格局|国内中高端产品与国外差距较大，自给率严重不足

细分市场格局：从细分品类来看，目前国内厂商主要以紫外宽谱、G线、I线等低端领域产品为主，毛利率相对较低，国内厂商的产品已经占据了一定的市场份额。而高端领域的KrF、ArF、EUV光刻胶在技术、产品、产能方面均与国外存在较大差距，目前仍主要依赖于进口，处于被国外巨头垄断的现状，国内公司量产层面近乎空白，尤其是EUV光刻胶，国内尚无一家企业有产品问世。

2020年全球g/i i线光刻胶市场竞争格局：

 

 

 2020年全球KrF光刻胶市场竞争格局：

 

 

 2020年全球ArF光刻胶市场竞争格局：

 

 复盘|光刻胶和光刻机发展史中的里程碑

 

 

 复盘启发|历史市场份额变化的背后是行业发展的关键因素

复盘光刻胶产业从美国转移到日本并由日本企业主导，即使在半导体产业转移、日本光刻机企业失去地位后依然能称霸全球的历史，启发我们找到背后行业发展的关键因素有——行业需求、配套的光刻机技术、制程适配度以及产业链集群等。

行业发展的关键因素：

• 受下游需求影响：战后半导体产业从美国转移到日本，下游家电的繁荣发展带动半导体行业需求，驱动日本光刻胶和光刻机技术快速发展。
• 需与配套的光刻机技术协同发展：在g/i线时代，日本光刻机厂商优势明显，带动了日本光刻胶的发展。进入248nm光源之后，ASML逐渐追上。事实上，2003年ASML还开发过157nm的F2光源，但由于物镜配套材料存在吸收问题并未商用，这反而因祸得福，在开发出浸没式光刻技术后进一步扩大了领先优势。

应与制程需求相匹配

虽然IBM早于TOK研发出KrF光刻胶且处于领先地位，但在1995年之前，下游应用制程的特征尺寸仍集中在0.35μm以上，i线光刻胶更具性价比，KrF的优势并不明显。之后，i线光刻极限无法满足制程节点需求，KrF光刻胶就此发展起来。

产业链上下游集群紧密配合

除了积累的技术、专利、行业经验等壁垒外，日本光刻胶企业依然屹立不倒，主要在于产业链上下游分工明确、高度协同、紧密配合。上游原材料生产企业中，日企数量近半，产业链集群优势明显。

趋势：国产替代迫在眉睫，国内企业追风赶月

背景及政策|政策持续加码，

国产替代乃大势所趋

政策频出，为国产替代浪潮推波助澜：

• 光刻胶是集成电路领域微加工的关键性材料，为推动光刻胶等半导体材料行业的发展，国家、地方层面政策先后出台。
• 其中，既有国家层面印发的战略性、鼓励性、支持性政策等，也有各个省市进一步落实国家政策发布的规划、意见、指导目录等。
• 尤其在中美贸易冲突的影响下，产业供应链安全和自主可控成为重中之重，国产替代迫在眉睫，乃行业发展的大势所趋。

与光刻胶相关的政策：

• 2014.06国务院《国家集成电路产业发展推进纲要》：从国家战略层面系统全面的为半导体产业链各环节定下发展方向和重点，其中提出要开发光刻胶等关键材料，研发光刻机等关键设备，增强产业配套能力。
• 2015.05商务部《国家重点支持的高新技术领域（2015）》：将分辨率光刻胶及配套化学品列入“精细化学品”大类下的“电子化学品”项。
• 2017.05科技部“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划》：将深紫外光刻胶列为极大规模集成电路制造装备及成套工艺的关键材料。
• 2019.12工信部《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版)》：将集成电路用光刻胶及其关键原材料和配套试剂、ArF光刻胶用脂环族环氧树脂、g/i线正性光刻胶用酚醛树脂列入推荐材料。
• 2020.08国务院《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》：为进一步优化集成电路产业和软件产业发展环境，深化产业国际合作，提升产业创新能力和发展质量，在财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等八个方面出台引导性及鼓励性政策措施。
• 2021.03发改委、工信部、财政部等《关于做好享受税收优惠政策的集成电路企业或项目、软件企业清单制定工作有关要求的通知》：光刻胶生产企业入围清单，可享受税收优惠政策。
• 2021.07上海市政府《上海市战略性新兴产业和先导产业发展‘十四五’规划》：明确提出要提升先进光刻胶研发和产业化能力。
• 2015.06江苏省政府《江苏省政府关于加快全省集成电路发展的意见》：大力发展集成电路用化学试剂、光刻胶等关键材料，支持国产材料的规模化应用。
• 2021.06浙江省政府《浙江省新材料产业发展“十四五”规划》：重点发展的新材料先进半导体材料包括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。
• 2020.02广东省政府《加快半导体及集成电路产业发展若干意见的通知》：加快光刻胶、高纯度化学试剂、电子气体等材料研发生产。

供给端|信越断供，国内厂商迎来窗口期

大基金持续加码，核心材料国产化刻不容缓：除了政策扶持，还有资金在持续加码。

• 早在一期国家大基金就投资了晶瑞电材等公司，二期更是将半导体材料作为重点布局领域，例如作为战略投资者参与南大光电定增。此外，2019年7月起，日本限制向韩国出口光刻胶的举动也给国内敲响了警钟。
• 光刻胶保质期通常在6个月以内，无法囤货，一旦断供可能会引起停产的严重局面，由此核心材料国产化重要性更加凸显。

短期供给受限，国内厂商迎来导入窗口期：2021年5月，由于受到前期地震的影响，日本信越化学的产能遭到冲击，向中国大陆多家一线晶圆厂限制供货KrF光刻胶，部分中小晶圆厂甚至遭遇断供，这反而给了国内厂商绝佳的客户验证、产品导入窗口期。

上海新阳光刻胶募投项目进度表：

 

 

 供给端|追风赶月莫停留，

平芜尽处是春山

面对契机，国内厂商已经开始布局中高端产品，加大研发投入，同时纷纷积极建设生产线，扩建光刻胶及其配套试剂的产能，同步进行客户验证，并向产业链上游原材料领域延伸，与上下游公司紧密合作开展业务，旨在实现核心材料一体化，以减少供应链风险同时降低成本。

此外，在内生的基础上，企业也注重开展外延并购和外部合作，加快提升自身核心竞争力。例如彤程新材旗下的北京科华与杜邦达成了战略合作，开展先进光刻胶和其它光刻材料的合作；上海新阳与贺利氏开展合作共同开发半导体用光刻胶产品和相关材料。

国内半导体光刻胶重点厂商布局：

 

 

 国内半导体光刻胶重点厂商扩产项目：

• 南大光电：募投1.5亿元用于光刻胶项目，建成年产5吨ArF干式光刻胶、年产20吨ArF浸没式光刻胶产线、年产45吨的光刻胶配套高纯试剂的产线以及年产350吨高纯显影液产线，产品性能满足90nm-14nm集成电路制造的要求。
• 晶瑞电材：发行可转债募集资金，其中3.13亿元用于集成电路制造用高端光刻胶研发项目，完成90-28nm用ArF光刻机研发及产业化。子公司年产1200吨集成电路关键电子材料项目建设光刻胶中间体1000吨/年、光刻胶1200吨/年（g/i线扩产），计划于2022年10月建成投产。
• 彤程新材：自筹资金6.9853亿元投资建设ArF高端光刻胶研发平台，预计2023年末建成，主要研发ArF湿法光刻胶。子公司彤程电子在上海化工区投资建设年产1千吨半导体光刻胶、1万吨平板显示用光刻胶、2万吨配套试剂的生产线，预计2022年内开始分批投产。
• 上海新阳：定增拟将8.15亿元用于集成电路制造用高端光刻胶研发、产业化项目，主要开发ArF干法光刻胶和面向3D NAND台阶刻蚀的KrF厚膜光刻胶。合肥工厂正建设半导体高端光刻胶系列产品年产能500吨。ArF干法光刻胶通过验证后预计2022年年产能5000加仑（约合18.93吨）。

 

参考文献链接

https://mp.weixin.qq.com/s/g5U94RTJ44fbi4kxC0ptBg

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标签：光刻,硅片,材料,技术,光刻胶,半导体,光刻机
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