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来源:专家库 作者: 叶丹 2023-08-04 09:02
摘要
光刻胶行业中多家企业的发展现状和优劣势,其中包括圣泉集团、彤程新材等企业。虽然IC光刻胶的技术要求较高,但这也为企业提供了发展机遇。同时,行业中存在着技术壁垒和生产成本高的问题,需要加强技术研发和生产效率提升。彤程新材等企业可以通过收购其他公司的业务线扩大规模,提高技术实力和市场竞争力。
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半导体光刻胶种类繁多,包括G线、I线、KrF、ArF和EUV等,国产化程度较高的是G线和I线光刻胶。光刻胶为超净高纯物质,对金属离子和杂质离子含量要求极高,树脂合成工艺较简单,但量产难度大。树脂单体原料大多进口,但国内企业具备制作能力。光刻胶厂商与树脂厂商的关系分为直接寻找和战略合作两种。
1.半导体光刻胶种类较多,分为G线光刻胶、I线光刻胶、KrF与ArF等DUV光刻胶以及EUV光刻胶,目前,国内制作线型酚醛树脂体系的G线与I线光刻胶较多,国产化程度较高;部分企业宣称KrF光刻胶已进入量产线,并通过验证。
2.酚醛树脂体系光刻胶原料为酚醛树脂,KrF光刻胶原料为对羟基苯乙烯树脂;光刻胶行业的难点为光刻胶为超净高纯物质,对金属离子与杂质离子含量要求较高,为PPB级别;树脂合成的难点为量产,自实验室至扩大化的管控的过程较难,稳定性控制较难;树脂合成工艺较简单,分子量分布的精确控制较难,根据配方需求设计结构的过程较关键。
3.光刻胶对洁净度的要求较高,需要从原材料端开展管控。
4.合成出目标结构与分子量的树脂后进行配方,配方过程的树脂为主体,需要添加溶剂、感光剂、交联剂以及其他添加剂,培植出感光性能达到目标要求的配方料。
5.目前,酚醛树脂光刻胶的树脂单体原料均为国外进口,国内存在企业制作树脂单体,稳定性较差;企业购买树脂单体的原因为,单体自制需要引入新的化工系统,光刻胶市场较小,为光刻胶制作引入新的化工系统成本较高,性价比较低;除经济因素外,国内企业可达到制作酚醛树脂单体的技术能力。
6.徐州博康制作KrF树脂单体并出口,国外合成树脂后制作光刻胶,目前博康单体、树脂以及光刻胶均为自制;树脂单体的制作难度为超净高纯与稳定性控制,难度较高。
7.树脂合成过程方面,催化剂与阻聚剂为市场购入,进口较多,其原因为半导体级别的光刻胶较高端,对金属离子含量、杂质离子含量以及稳定性的要求较高;部分酚醛树脂催化剂采用国产,KrF与ArF较高级别树脂的催化剂为进口。
8.若根据客户端应用需求需要开发一款新的光刻胶,光刻胶厂商与树脂供应商均需要配合;拥有经验的厂商基于经验,会对树脂的结构、分子量、范围与分布提出要求,甚至会提供合成路线与合成技术;缺乏经验的厂商需要依靠树脂供应商进行尝试,树脂的分子量与范围种类较多,尝试速度较慢。光刻胶厂商与树脂厂商的关系分为直接寻找和战略合作两种,树脂厂家配合光刻胶厂家开发树脂,开发成功后树脂厂家仅向合作光刻胶厂家提供该树脂;国外光刻胶厂商与树脂厂商的关系同样为以上2种。
树脂行业的制作能力体现在对分子量、分子范围、金属离子含量、杂质离子含量等的控制,纯化过程是关键,洁净度管控与工艺路线设计是纯化能力的体现。树脂单体配方由树脂厂商确定,市场份额较小,技术难度较小,但投入较高。光刻胶企业拥有树脂配方,但开拓树脂行业意愿较低。市场方面,部分制作K胶与A胶企业向上游树脂产业开拓,规模较小,光刻胶企业仅制作光刻胶不涉足树脂产业,效率较低。
1.树脂厂商制作能力体现在对树脂分子量、分子范围、金属离子含量、杂质离子含量、单体比例及单体结构的控制;树脂合成过程存在纯化过程,纯化过程分为金属离子萃取、物理过滤以及树脂分子量分级等较多方式;树脂分子量分级采用溶剂萃取方式,此方式理论上较简单。
2.树脂厂家的洁净度管控与工艺路线设计等纯化能力于树脂量产过程较关键;洁净度管控无需纯净间,管控方式为自原料端起管控,管控投料过程的釜的清洗,管控产线建线时合成树脂的釜的设备指标;树脂厂家采用进口设备金属离子渗出情况较少。
3.行业方面,部分厂商的树脂合成设备为进口,部分厂商的树脂合成设备为国产;圣泉集团制作面板行业光刻胶树脂,合成设备为国产。
4.树脂单体配方为树脂厂商确定,确定后于市场购买或寻找单体企业制作;光刻胶厂提供的信息较老旧,已经超过专利保护期;信息超过专利保护期后市场上的厂家均可以使用,无其他厂家将信息重新申请专利的现象;单体配方属于树脂厂商能力,拥有合成基础的厂商根据所需树脂结构确定需要的单体较简单。
5.树脂行业问题为市场份额较小,用量较小,投入较大,周期较长,回报较高;树脂行业技术难度为纯度控制,技术难度较小,光刻胶企业拥有树脂配方,开拓树脂行业意愿较低,原因为出于成本考虑,树脂行业投入较高,市场份额较小。
6.工业级酚醛树脂需求量较大,电子级树脂需求量较小,要求较高;树脂单体行业市场份额较大。拥有合成技术的高校老师与拥有产业化经验的企业合作开展产业化的效果较好。
7.部分制作K胶与A胶企业向上游树脂产业开拓,规模较小;光刻胶企业实力较强后挖掘合成树脂技术人才,向上游树脂产业开拓较快;树脂单体企业后挖掘合成树脂与光刻胶技术人才,向树脂产业与光刻胶产业开拓较快;光刻胶企业仅制作光刻胶不涉足树脂产业,效率较低;头部企业南大光电与北京科华对树脂了解较少,未提出树脂需要的官能团、结构与分子量,仅筛选市面现有的树脂尝试制作光刻胶。
8.若光刻胶企业拥有树脂或单体合成能力,迭代较快,开发新的光刻胶较快,应用端反馈问题到配方端,配方端与树脂团队配合效率较高。光刻胶企业需要一定树脂基础,明确树脂的结构与分子量、与树脂结构对应的性能、树脂与感光剂配合后达到的效果以及小料加入后光刻胶性能发生的变化,逐个筛选效率较低;若光刻胶企业树脂理论了解较少,树脂选项多会导致效率较低。光刻胶企业需要明确树脂需要的官能团、结构及分子量;目前,较多国内光刻胶厂商尝试制作光刻胶,对树脂的了解较少,未明确树脂需要的官能团、结构与分子量,效率较低。
树脂工艺与成分无专利,但树脂配方存在专利,树脂单体需要纯化,原料为大宗化工品。市场方面,国内光刻胶对应的树脂供应会受限于国外供应商。上游树脂与单体企业于海外与国内均存在布局,中国整体产业链发展较差。
1.树脂工艺与成分均无专利,树脂配方存在专利,树脂单体配方无专利。树脂单体需要纯化,原料为大宗化工品。单体纯化与树脂相比较简单,方法为萃取、物理过滤、蒸馏及精馏。
2.树脂单体厂家采用纯化方法相似,纯化方法组合使用,仅使用1种纯化方法无法达到要求,金属离子过滤需要特殊工艺。国内光刻胶对应的树脂供应会受限于国外供应商。若KrF光刻胶与ArF光刻胶关键材料突破,国外供应商将停止售卖某一款关键光刻胶树脂。目前,KrF光刻胶与ArF光刻胶关键材料未突破,树脂均可进口。KrF价格较高,用量较少,国外停止供应树脂影响较大。
3.若光刻胶的中国市场较小,国内出现相关技术后国外树脂供应商倾向于停止售卖。若光刻胶的中国市场较大,国内出现相关技术后国外树脂供应商倾向于降低价格对抗国内供应商。国外供应商可以通过停止售卖单体应对国内相关技术的出现。若国外供应商停止向国内出售树脂,其将为国内树脂企业带来较大发展空间。国外供应商停止向国内出售单体会为国内单体企业带来较大发展空间。
4.上游树脂与单体企业于海外与国内均存在布局,国内市场发展较好。默克前期为面板光刻胶龙头企业,目前于中国设厂,制作半导体光刻胶,其原因为默克认为中国市场较大,发展较快。现阶段,半导体光刻胶企业集中于台湾地区。单体、树脂及光刻胶合成3个环节较关键,中国整体产业链发展较差。
5.以半导体光刻胶为例,制作光刻胶公司较多,制作树脂与单体的公司较少。接近客户端产品较贵,利润较高。制作树脂与单体的企业均存在向光刻胶行业拓展的想法。
6.久日与强力前期制作半导体领域材料,客户端资源较强,向光刻胶行业拓展较快。久日前期制作面板行业的液晶材料单体,目前制作单体、树脂及光刻胶。强力前期制作电镀液,目前制作光刻胶,完成感光性聚酰亚胺材料项目。
7.圣泉为二级材料供应,未与客户直接联系,向光刻胶行业拓展的速度较慢。
8.光刻胶行业的发展需要树脂与单体的支持,国内市场需加强技术研发,提高自主生产能力。
彤程新材是光刻胶领域的龙头企业,主打产品为树脂光刻胶。博康公司生产单体光刻胶与树脂光刻胶,前者质量较好,后者处于研发实验阶段。评价光刻胶公司的生产能力标准为供货渠道,久日新材生产的单体与树脂光刻胶以自用为主,博康公司生产的树脂光刻胶暂无重大突破,预计2023年年末将投入使用。聚酰亚胺属于工程塑料,主要用途为感光后形成具体的图形以合成半导体光刻胶。IC方向对光刻胶要求高,市场需求小,利润空间大。艾森集团进军面板领域成果显著,但在IC领域效果较差,存在技术壁垒。
1.彤程新材是光刻胶领域的龙头企业,主打产品为树脂光刻胶。博康公司生产单体光刻胶与树脂光刻胶,前者质量较好,后者处于研发实验阶段。圣泉集团生产光刻胶的速度慢,其生产研发团队缺乏拥有轻化工技术背景的核心人员。部分生产光刻胶的公司曾从事医药行业,其原因为光刻胶的结构与聚苯乙烯结构相似并且医药从业人员对于合成分解等化学方面的知识较了解。
2.精细化工与大化工同属化工系列,两者的质量评价体系与交付标准差异较大,前者精细化程度高,对于人员基础素质要求高;后者的整体风格较为粗放,质量管控标准较低,独立建立光刻胶生产部门应考虑设备、管理、人员、材料、渠道及环境等多个因素。聚酰亚胺属于工程塑料,主要用途为感光后形成具体的图形以合成半导体光刻胶。强力集团的主打产品为应用于PCD板的感光光刻胶。
3.评价光刻胶公司的生产能力标准为供货渠道,久日新材生产的单体与树脂光刻胶以自用为主,目前尚未发展为中间商。博康公司生产的树脂光刻胶暂无重大突破,产品正处于打磨优化的阶段,业内预计2023年年末,其将投入使用。彤程新材扩大规模的方式是通过合并收购其他公司的业务线,其树脂光刻胶的销量较高。KrF系列树脂与ArF系列树脂用量较小,单价较高,市场销售额较高,于树脂整体市场的占比较高。中高端类型树脂产品对于生产的技术的要求较低,目前国内涉及此领域的企业较少,其原因为国内缺乏生产的完整供应链。
4.IC方向对于光刻胶的要求较高,市场需求较小,利润空间较大。博康集团生产的树脂光刻胶用于IC方向,其原因为博康集团的资金投入体量较大,购买的设备规模可满足生产IC方向树脂光刻胶的要求。久日新材公司的客户群体以面板行业公司为主,涉及半导体行业的客户数量较少。
5.博康公司与合作的客户信任度较高,双方配合度高;博康公司新品生产销售过程较顺利。久日新材与强力集团均拥有半导体方面的资源,前者曾从事于液晶单体行业,此与博康公司相似;后者的客户销售端较丰富,产品以单体光刻胶为主。两者发展的潜力较强。
6.艾森集团进军面板领域成果显著,但在IC领域效果较差,存在技术壁垒。久日新材公司生产的单体光刻胶均为自用,其树脂光刻胶现已向部分客户送样开展质量评价,其对IC行业的经验较少。彤程新材扩大规模的方式是通过合并收购其他公司的业务线,其树脂光刻胶的销量较高。博康公司生产的树脂光刻胶正处于打磨优化的阶段,预计2023年年末将投入使用。
7.圣泉集团擅长树脂合成,其生产的光刻胶产品较为低端。部分生产光刻胶的公司曾从事医药行业,其原因为光刻胶的结构与聚苯乙烯结构相似并且医药从业人员对于合成分解等化学方面的知识较了解。博康公司的后者产品正处于研发实验阶段,研发团队的磨合状态未知。中高端类型树脂产品对于生产的技术的要求较低,目前国内涉及此领域的企业较少,其原因为国内缺乏生产的完整供应链。
8. 聚酰亚胺属于工程塑料,主要用途为感光后形成具体的图形以合成半导体光刻胶。
味之素株式会社的主要产品味精的附属产物成为ABF的主要原料之一,使得其研发的ABF在半导体行业大获成功。光刻胶的评价指标包括溶解速率、分子量分布范围、产品结构比例、游离单体含量、金属含量及粒子含量。树脂原材料是KrF与ArF系列光刻胶产品中的主要成分,其成本占整体成本的30-40%。单体为树脂的提炼来源之一,1公斤单体可提炼0.5-0.7公斤树脂。国外生产光刻胶的商家数量较多,德国GOK公司生产的核心产品晶圆利润率较高,但光刻胶的销售利润整体占比较小。味之素株式会社、东京应化株式会社和JSR株式会社均以依附于自身主营产业的模式发展光刻胶业务线。光刻胶于近年的发展势头较旺盛,但各大公司对于分工的态度不一。
1.味之素株式会社研发出ABF,应用于半导体行业大获成功。其主要产品味精的附属产物属于ABF的主要原料之一,为其成功奠定了基础。
2.光刻胶的评价指标包括溶解速率、分子量分布范围、产品结构比例、游离单体含量、金属含量及粒子含量。这些指标对于光刻胶的性能和质量有着重要的影响。
3.KrF与ArF系列光刻胶产品中,树脂原材料的占比较高。分辨率高的光刻胶树脂原材料含量低。在光刻胶的整体成本中,树脂原材料成本的占比为30-40%。
4.单体为树脂的提炼来源之一。1公斤的单体可提炼0.5-0.7公斤树脂。这对于光刻胶的生产具有重要意义。
5.国外生产光刻胶的商家数量较多。德国GOK公司生产的核心产品晶圆利润率较高,但光刻胶的销售利润整体占比较小。大部分公司的业务均为主营业务线辅以光刻胶业务线。
6.味之素株式会社、东京应化株式会社和JSR株式会社均以依附于自身主营产业的模式发展光刻胶业务线。这种模式在光刻胶行业中比较常见。
7.光刻胶于近年的发展势头较旺盛。但各大公司对于分工的态度不一,光刻胶的技术目前存在壁垒。
8.光刻胶是半导体行业中不可或缺的材料。其评价指标包括溶解速率、分子量分布范围、产品结构比例、游离单体含量、金属含量及粒子含量。树脂原材料是光刻胶中的主要成分,单体为树脂的提炼来源之一。国外生产光刻胶的商家数量较多,味之素株式会社等公司以依附于自身主营产业的模式发展光刻胶业务线。光刻胶于近年的发展势头较旺盛,但各大公司对于分工的态度不一。
来源:材料汇
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