半导体“卡脖子”产业链分享——光刻胶行业概况

一、电子化学品行业概况

（1）电子化学品分类及产业链情况

电子化学品泛指专为电子工业配套使用的精细化工材料，处于精细化工行业与半导体行业的交叉领域，属于化学、化工、材料科学、电子工程等多学科结合的综合学科。

电子化学品按产品类别划分，可以划分为十几大类产品，通常包括：湿化学品、光刻胶、电子气体、抛磨光材料、电池材料、电器涂料、电子浆料等。电子化学品按应用领域又可分为集成电路用电子化学品、显示面板领域用电子化学品、光伏领域用电子化学品、印制电路板领域用电子化学品及其他领域用电子化学品。

电子化学品上游是基础化工材料、精细化工材料或有色金属（铜、锡等），下游为电子信息制造业，最终产品广泛应用于国民经济和国防建设的诸多领域，如信息通讯、消费电子、家用电器、汽车电子、节能照明、平板显示、光伏、工业控制、航空航天、军工等。电子化学品产业链如下图所示：

电子化学品因其高技术含量、高性能参数而被业界誉为“精细化工皇冠上的明珠”，随着大数据、人工智能、物联网等新兴电子信息产业的快速发展，电子化学品显示出了品种越来越多、质量要求越来越高、纯净度要求越来越严苛、产品附加值不断提升等特点，已成为世界上各国为发展电子工业而优先开发的关键材料之一。

（2）湿化学品分类

按照组成成分和应用工艺不同可将湿化学品分为通用湿化学品和功能湿化学品两大类。

①通用湿化学品

通用湿化学品是指在集成电路、显示面板、光伏行业中被大量使用的液体化学品。主要包括过氧化氢、氢氟酸、硫酸、磷酸、盐酸、硝酸、氢氧化铵、氟化铵、氢氧化钾、氢氧化纳、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、氮甲基吡咯烷酮、乙酸（醋酸）、乙二酸等。

进入 21 世纪，国际 SEMI 标准化组织根据湿化学品在世界范围内的实际发展情况按品种进行分类，每个品种归并为一个指导性的标准，其中包括多个用于不同工艺技术的等级。集成电路制造的不同线宽对湿化学品 SEMI 国际标准等级的要求如下：

国内目前已掌握 G2、G3 等级通用湿化学品技术，少数公司拥有部分 G4、G5 产品的生产能力。

②功能湿化学品

功能湿化学品是指通过复配手段达到特殊功能、满足制造中特殊工艺需求的配方类或复配类化学品。主要包括显影液、剥离液、清洗液、蚀刻液、电镀液等。由于多数功能湿化学品是复配的化学品，是混合物，其理化指标较难通过普通仪器定量检测，只能通过应用手段来评价其有效性。

就产品特性看，应用于集成电路行业的电子化学品，特别是功能性的配方类化学品，其研发及产业化应用需要解决一系列原料提纯、金属杂质颗粒及有机物含量控制、痕量分析检验方法、添加剂功能组分作用机理及其合成、生产工艺控制、包装物流等诸多难题，对企业的研发生产能力有着极高的要求。

产品研发到产业化再到最终导入往往需要数年的时间，严格的客户评估、认证制度及持续技术支持与服务也使得电子化学品企业和下游客户之间形成紧密的合作关系，一旦成功进入其供应体系，就很难被替代。同时，掌握核心技术的企业为保持竞争优势，采取各种措施保护其知识产权，对新进入企业造成了短期内难以克服的技术壁垒。

（3）光刻胶分类

光刻胶是由感光树脂、光引发剂、溶剂三种主要成分和其他助剂组成的对光敏感的混合液体，是通过紫外光、深紫外光、电子束、离子束、X 射线等光照射或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀刻材料。感光树脂构成光刻胶的基本骨架，主要决定曝光后光刻胶的基本性能，包括硬度、柔韧性、附着力、曝光前和曝光后对特定溶剂的溶解度；光引发剂对光刻胶的感光度、分辨率等起决定性作用；溶剂用于溶解光刻胶各组成成分，也是后续光刻胶化学反应的介质。助剂是指根据不同用途添加的颜料、固化剂、分散剂等调节性能的添加剂。

光刻胶种类繁多，根据其化学反应机理和显影原理，可分为正性光刻胶和负性光刻胶两类。对显影液不可溶，经光照后变成可溶物质的即为正性光刻胶；反之，光照后形成不可溶物质的是负性光刻胶，具体如下图所示：

根据应用领域，光刻胶可分为集成电路光刻胶（可细分为晶圆制造、先进封装）、显示面板光刻胶和 PCB 光刻胶，其技术壁垒依次降低。PCB 光刻胶是目前国产替代进度最快的产品；显示面板中 LCD 光刻胶替代进度相对较快，OLED 光刻胶仍由国外企业垄断；集成电路光刻胶目前国产技术较国外先进技术差距较大。

二、集成电路湿化学品市场概况

湿化学品在集成电路制造领域的前道制程（晶圆制造）和后道制程（传统封装及先进封装）均有应用，涉及光刻、离子注入、CMP、电镀等多个工艺环节。按下游用途划分，湿电子化学品具体为通用湿化学品和功能湿化学品。

通用湿化学品又称为超净高纯溶剂，常用于集成电路湿法工艺制程中的清洗、光刻、腐蚀等工序，主要用于清洗去除颗粒、有机残留物、金属离子、自然氧化层等污染物及在每个工艺步骤中的半成品上可能存在的杂质，避免杂质影响成品质量和下游产品性能。

功能湿化学品指为满足集成电路湿法工艺中特定工艺需求，通过复配工艺制备的配方类（复配类）化学品，包括各类电镀液、蚀刻液及各类光刻胶配套试剂（稀释剂、去边剂、显影液、剥离液）等。功能性湿化学品的核心在于将纯化后的成品进行精密复配，复配的关键在于配方，配方则需要根据不同客户的特定应用功能研发，且需要长时间的调配、试制及上线测试。

国内湿化学品行业近年来取得了长足进步，但高速发展的同时，也存在着部分瓶颈。湿化学品行业投资大，产品获认证过程繁琐，周期长，生产商需长期投入、持续研发，还需配备高素质从业人员。国产湿化学品与国外龙头企业美国杜邦、德国 BASF 等相比，在高端产品性能及规模上尚有较大差距，缺乏在多个品种均拥有较高市占率的龙头企业，特别是在集成电路先进制程用产品上差距明显，具体行业结构对应情况如下图：

注 1：集成电路传统封装电镀液及配套试剂主要产品包括电镀锡添加剂、甲基磺酸、甲基磺酸锡、祛毛刺液、除油剂、去氧化剂、退镀剂、中和剂等；

注 2：集成电路先进封装电镀液及配套试剂主要产品包括电镀铜添加剂、电镀铜基液、电镀锡银添加剂、电镀锡银基液等；

注 3：集成电路封装光刻胶配套试剂均用于先进封装，主要产品包括显影液、去除剂、蚀刻液等。

根据中国电子材料行业协会的数据，2021 年中国集成电路封装（含传统封装与先进封装）用湿化学品市场规模 13.8 亿元，同比 2020 年的 12.4 亿元增长11.3%，随着晶圆制造工艺的不断提升，对与之配套的封测技术同步要求提高，传统封装技术的发展将趋于平稳，先进封装技术的应用将进一步加强，对湿化学品的需求量也将随之增加，预计 2025 年中国集成电路封装用湿化学品市场规模将达到 16.7 亿元。

根据中国电子材料行业协会的数据，2021 年中国集成电路晶圆制造（即前道工艺）用湿化学品市场规模 38.3 亿元，同比 2020 年的 32.8 亿元增长 16.8%，随着国内诸多晶圆厂的投产，湿化学品的需求量也将随之增加，预计 2025 年中国集成电路前道晶圆制造用湿化学品市场规模将达到 53.1 亿元。

综合前道晶圆制造与后道封装领域来看，2021 年中国集成电路用湿化学品总体市场规模达到 52.1 亿元，同比增长 15.3%。预计 2025 年将增长至 69.8 亿元。

2020~2025年中国集成电路用化学品市场规模如下：

集成电路电镀材料细分市场方面，根据市场研究机构 TECHCET 发布的预测数据，2022 年全球半导体电镀材料市场规模有望达到 10.19 亿美元，同比增长 8.1%，主要增长动力包括集成电路中互连层的增加、先进封装中对 RDL 和铜凸块的使用等。由于继续沿用大马士革工艺镀铜布线，先进工艺节点逻辑器件对铜互连材料需求将持续增长，铜互连材料是晶圆制造及先进封装电镀材料最大的细分市场，2022 年规模有望达到 7.1 亿美元，2021-2026 年复合年化增长率预计为 8.6%。

细分到光刻胶配套试剂市场，2021 年国内集成电路封装用光刻胶配套试剂市场需求为 2.4 万吨，预计到 2025 年将增长至 3.2 万吨，保持增长趋势。具体如下表：

光刻胶配套试剂主要国际公司包括日本东京应化、日本关东化学、德国默克等，在晶圆制造 28nm 以下工艺节点，国际企业仍然占据主导地位。国内先进封装领域所用光刻胶配套试剂供应商以国内企业为主，国内各家企业凭借不同的细分产品参与市场竞争。光刻胶配套试剂的主要竞争对手包括上海新阳、飞凯材料、江化微等。

三、光刻胶市场概况

按曝光光源波长划分，光刻胶可分为 g 线光刻胶（436nm）、i 线光刻胶（365nm）、KrF 光刻胶（248nm）、ArF 光刻胶（193nm）和 EUV 光刻胶（13.5nm）。根据中国电子材料行业协会的数据，2021 年度 g/i 线光刻胶的国产化率约为 20%，仍处于较低水平，KrF 光刻胶整体国产化率不足 2%，ArF 光刻胶整体国产化率不足 1%。

根据中国电子材料行业协会的数据，2021 年中国集成电路 g/i 线光刻胶市场规模总计 8.14亿元，预计到 2025 年将增长至 10.40亿元，其中，2021年中国集成电路封装用 g/i 线光刻胶市场规模 4.95 亿元，预计 2025 年将增长至 5.97 亿元。根据中国电子材料行业协会的数据，中国集成电路用 g/i 线光刻胶的具体市场规模如下：

显示面板领域，随着 TFT-LCD 面板产能逐渐向中国大陆转移，产业链配套的要求使得大陆对 TFT-LCD光刻胶的需求快速增长。与此同时，多条 OLED产线的规划与投产也将带动相关领域对光刻胶的需求增长。由于显示面板涂布面积大，显示面板用光刻胶用量及市场规模大于集成电路市场。

根据中国电子材料行业协会的数据，OLED 阵列制造正性光刻胶所属的中国 OLED 用光刻胶市场规模为 0.78 亿元，预计到 2025 年中国OLED 用光刻胶市场规模将增长至 3.36 亿元。该市场目前由国际企业垄断，发行人系国内少数研发该细分领域产品的企业。

四、行业竞争状况及主要参与者

1、行业竞争状况

在功能湿化学品及光刻胶领域，国外企业的优势明显，先进封装用电镀化学品及光刻胶产品中国外企业更是占据的市场主导地位，全球主要供应商均为国际公司，包括美国杜邦、日本 JSR、日本 TOK、德国 Merck 等。

功能湿化学品及光刻胶技术门槛高，国内化学品企业市场份额与国际领先相比差距较大，目前国内能量产并形成供应的仅有电镀液、硅蚀刻液、28nm 以上技术节点用各类光刻胶去除剂等。中国电子材料行业协会的数据。2021 年，我国集成电路用湿化学品整体国产化率达到 35%，i/g 线光刻胶领域国产化率不足20%，KrF 光刻胶整体国产化率不足 2%，ArF/ArFi 光刻胶整体国产化率不足1%。

2、行业内的主要企业

（1）美国杜邦（DuPont de Nemours,Inc.）

美国杜邦（原名陶氏杜邦）系 2017 年 8 月，陶氏化学与杜邦公司完成对等合并后的一家控股公司。2019 年陶氏杜邦（DowDuPont Inc.）拆分为陶氏（DOW Inc.）、杜邦（Dupont de Nemours, Inc.）及科迪华农业科技（CortevaAgriscience）三家企业。美国杜邦公司从事包括化工、材料、膜产品等在内的综合业务范围，集中了原陶氏、原杜邦的特种产品业务，包括封装材料及解决方案。

（2）日本石原（Ishihara Chemical Co.,LTD）

石原化学株式会社成立于 1900 年，员工数 264 人。日本石原是一家从事金属表面处理剂和设备、电子材料、汽车化工产品及工业化工产品的开发、制造和销售的公司。公司的金属表面处理剂（电镀液）用于以锡焊结合为目的的表面处理。

（3）日本 JSR

日本合成橡胶公司（JSR）总部位于日本东京，员工数 5,500 多人。产品包括合成橡胶，乳胶和合成树脂等石油化学类化学品。产品涉及电子、精密加工、半导体、新能源、环境、医药等行业。日本 JSR 半导体部门致力于光刻胶和其它周边的材料、研磨液等 CMP 材料的开发、制造和销售，为半导体光刻胶的重要海外供应商之一。

（4）德国 Merck（Merck KGaA）

德国 Merck 创建于 1668 年，总部位于德国达姆施塔特市（Darmstadt），下设有显示材料事业部、颜料和功能性材料事业部、先进技术事业部和集成电路材料事业部。2014 年，公司完成了对国际化工知名制造商安智电子材料（AZ）的收购，进一步扩大了其在亚洲市场的布局。德国默克在国内显示领域光刻胶市场占有较高的市场份额。

（5）上海新阳

上海新阳半导体材料股份有限公司成立于 2004 年，深圳证券交易所上市公司，总部位于上海。上海新阳主要从事半导体行业所需电子化学品的研发、生产和销售，同时开发配套的专用设备，主要产品包括晶圆制造及先进封装用电镀液及添加剂系列产品、晶圆制造用清洗液系列产品、半导体封装用电子化学材料等。

（6）安集科技

安集微电子科技（上海）股份有限公司成立于 2006 年，是一家集研发、生产、销售、服务为一体的自主创新型高科技微电子材料企业，主营业务为关键半导体材料的研发和产业化。公司产品包括不同系列的化学机械抛光液和光刻胶去除剂，主要应用于集成电路制造和先进封装领域。

（7）晶瑞电材

晶瑞电子材料股份有限公司成立于 2001 年，是一家微电子材料的平台型高新技术企业，围绕泛半导体材料和新能源材料两个方向，主导产品包括光刻胶及配套材料、超净高纯化学品、锂电池材料和基础化工材料等，广泛应用于半导体、新能源等行业，主要应用到下游电子产品生产过程的光刻、显影、蚀刻、清洗、去膜、浆料制备等工艺环节，其光刻胶产品由其子公司苏州瑞红生产。

（8）三孚新科

广州三孚新材料科技股份有限公司成立于 2009 年，是一家表面工程专用化学品提供商，主要从事表面工程技术的研究及新型环保表面工程专用化学品的研发、生产和销售。三孚新科的主要产品有电子化学品及通用电镀化学品，具体包括 PCB 水平沉铜专用化学品、PCB 化学镍金专用化学品、高耐蚀化学镍专用化学品、装饰性电镀添加剂等。

五、行业机遇与挑战

（1）行业机遇

①国家政策与产业资本大力支持，促进半导体材料行业迅速发展公司所属半导体材料行业为国家重点支持和鼓励发展的行业。

目前，国务院、国家发改委、工信部、商务部以及科技部等多个机构和部门均通过各类纲领性文件、政策性文件、发展规划以及指导性文件等在多层次、多方面、多角度对半导体材料全产业链给予了大力支持，为半导体材料行业提供了有力的发展支撑以及良好的营商环境。

此外，光刻胶领域受到了国家政策的特别支持，国家发改委于 2020 年 9 月出台了《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》，工信部于 2019 年 11 月将“集成电路用光刻胶及其关键原材料和配套试剂”列入《重点新材料首批次应用示范指导目录》。公司所在行业将在产业政策的指导下，获得更大的发展空间。

②晶圆制造产能提升带动材料需求增长，市场空间未来发展潜力巨大

半导体晶圆制造材料和晶圆制造产能密不可分，晶圆制造为半导体材料行业重要下游产业。

根据市调机构 Knometa Research2022 年版《全球晶圆产能报告》显示，到2021年底，全球集成电路晶圆的月产能为 2160 万片 8英寸当量的晶圆。其中，中国大陆地区月产能为 350 万片，占全球产能的 16%。随着半导体产业向中国大陆转移，中国晶圆产能随之将持续提升。根据 CEMIA 统计，2020-2025 年，

我国新增集成电路晶圆生产线主要集中在 12 英寸和 8 英寸。按 2020 年现有规划，2022 年 12 英寸晶圆产能较 2019 年预计提升超 100 万片/月，8 英寸晶圆产能预计提升超 30 万片/月，晶圆产能的提升将带动湿化学品及光刻胶需求快速增加。

③半导体材料国产化趋势明显

根据中国电子材料行业协会的数据，我国集成电路晶圆用湿化学品整体国产化率 35%，先进技术节点所用的功能湿化学品基本依赖于进口，先进封装用电镀添加剂市场主要由国外企业主导，核心技术难题亟需尽快突破。

光刻胶是电子化学品中技术壁垒最高的材料，长期以来，我国光刻胶产业整体上处于缓慢的发展状态，特别是在集成电路用光刻胶方面。国产光刻胶以LCD、PCB 为主，集成电路用光刻胶主要依靠进口。根据中国电子材料行业协会的数据，2021 年国内集成电路用 i/g 线光刻胶国产化率 20%左右，KrF光刻胶国产化率不足 2%，ArF 光刻胶国产化率低于 1%，核心技术难题急需尽快突破。目前我国正急需解决半导体材料领域核心技术的“卡脖子”问题，湿化学品及光刻胶领域国产化趋势拓展出了巨大的市场空间。

（2）行业挑战

当前国内半导体材料的整体国产化水平仍然较低，特别是在中高端领域，亟待突破的产品、技术较多。半导体材料的研发周期长，从验证到客户端正式导入又需要较长的时间，且创新能力和知识产权保护要求较高，国内在高端材料研发人才方面缺口较大。国内半导体材料行业的发展面临诸多挑战。

全球关键半导体材料的市场份额主要被美国和日本等国外厂商占据，这些国外厂商具有规模优势和先发优势。在下游客户特别是全球领先客户严格的供应商认证要求下，国内本土材料企业的全球市场开拓面临较高的壁垒，在国际竞争方面容易受到国外垄断厂商的冲击。