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一、半导体光阻溶剂原料断供
2026年4月23日,日本供应商正式发布了半导体关键光阻溶剂原料供应中断的说明。这是由于美伊中东冲突外溢效应持续扩大,全球半导体供应链,在氦气部分断供之后,遭受的第二次冲击。
日本光阻溶剂原料供应商,在2026年4月21 日晚间紧急召开内部会议,并在23日通知多家芯片制造商️消息,市场普遍担忧,冲击将进一步扩散和深化。
那么,断供的半导体关键光阻溶剂原料,究竟是什么呢?
有两种,一种是是丙二醇甲醚(propylene glycol methyl ether ,PGME)——
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另一种是丙二醇甲醚醋酸酯(propylene glycol methyl ether acetate, PGMEA),是前一种PGME的酯化衍生物——
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这两种材料,究竟在半导体行业有什么用途呢?
二、PGME/PGMEA的用途和市场
电子级PGMEA的金属离子含量≤5ppb、水分≤30ppm、颗粒物≤0.1μm,符合SEMI G5、ULSI级标准。沸点146℃。
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这种纯度的PGMEA,在半导体制程的部分环节中,中扮演关键角色,广泛应用于光阻、抗反射涂层以及高频宽存储器(HBM) 制程中的临时黏合剂。
在光刻过程中,电子级PGMEA的低表面张力与优异溶解性和挥发性,使其使其作为光刻胶的溶剂,用于溶解光刻胶中的树脂和光敏剂,使其能够均匀涂覆在硅片表面,在光刻过程中快速形成均匀的薄膜。PGMEA是ArF/KrF光刻胶的核心溶剂,占光刻胶配方质量的60-80%,调节了树脂与光酸扩散速率,直接影响曝光精度与线宽均匀性,决定了28nm至5nm制程图形精度。
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在电子封装方面,可用于溶解电子封装材料,如环氧树脂等,制备封装胶液,并用来清洗多余的封装材料,确保封装结构的完整性和可靠性。
纯度等级:≥99.99%(半导体级),酸值<0.01mg KOH/g。金属控制:Na、Fe、Cu≤1ppb(ICP-MS检测),防止晶圆金属污染。稳定性:过氧化物含量<1ppm,避免光刻胶储存期降解。
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在面板制造中:可以作为OLED光刻胶载体:用于FMM(精细金属掩膜版)图案化工艺,分辨率达2000PPI。在TFT阵列清洗中,用于溶解显影后残留的光刻胶组分,减少 Mura 缺陷。
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此外,还可以用于高级PCB面板阻焊油墨、柔性电路板涂布和MEMS器件清洗。
PGME/PGMEA的生产企业,目前以海外公司为主,大多为知名化工巨头,如:
美国陶氏化学(Dow):全球市占率超40%,独家供应ASML认证EUV光刻胶配套PGMEA
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JSR株式会社:PGMEA纯度达99.999%,垄断7nm级高端市场。
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韩国东进世美肯(Dongjin Semichem):主攻显示面板PGMEA市场,与三星、LG关系密切。
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此外含有壳牌、利安德巴塞尔工业、伊士曼化学、德国巴斯夫等外国化工企业。
到2023年,全球电子级PGMEA市场规模约15亿美元。近年来,一方面3nm以及更高端EUV先进制程的需求猛增,工艺光刻胶溶剂用量增加25%——1片晶圆消耗PGMEA就达0.8毫升;另一方面,面板市场如Micro LED量产推动光刻胶精度提升,到2026年面板级需求可能提高100%。
因此业内估计,2024-2030年PGMEA复合增长率CAGR将达11.3%——其中,中国市场的需求占比超35%,这其中长江存储、长鑫存储扩产带来的需求,不可忽视。
那么,PGME/PGMEA这两种材料断供,与中东战火又有什么关系呢?
三、石化供应链的多米诺骨牌
PGME 与 PGMEA 正是由环氧丙烷制成的;而环氧丙烷是以丙烯为原料制成的。丙烯又是石脑油(naphtha)经高温裂解可生产出来的。而石脑油又是石油化工轻馏分的产物。
由于中东战火导致石油运输被封锁,石脑油供应连带受阻,其价格自封锁前每吨约600 美元升至 4 月初的 1190 美元。而且运输量也不能确定。而日本生产的PGME/PGMEA,所需 40% 的石脑油依赖中东进口。随着石脑油供应中断,日本的裂解装置被迫减产,12 座设施中已有 6 座下调产能,大幅度压缩了丙烯供应。
就这样,石油→石脑油→丙烯→环氧丙烯→-PGME/PGMEA的供应链,最终出现了多米诺骨牌效应——依次倒下。价格压力向下游传导,导致PGMEA 价格上涨约 40% - 50%,直至日本宣布断供。
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目前,依靠日本作为PGME/PGMEA供应商的韩国半导体巨头,如三星电子与SK 海力士 (SK Hynix) 等大厂,均已受到影响。
那么,面对危机的日韩半导体行业,又该如何呢?
四、东大的机遇,和挑战
外媒报道称,为缓解供应风险,日本供应商正评估改由中国提供PGME/PGMEA替代原料。这是因为——
第一:东大有相对稳定的石油化工和煤化工供给
第二:东大也可以生成电子级PGME/PGMEA溶剂了。
比如,江苏华伦、江苏天音化学、百川股份,怡达股份、安徽天地生命科技有限公司,上海井卉实业有限公司,上海秀羽实业有限公司,天津伟科特瑞化工科技有限公司等东大企业,均有规模化生产电子级PGMEA的能力。
某公司提供的G3级PGMEA——
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某公司提供的电子级PGME——
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不过,这也不是马上就能实现的——因为电子级材料的供应,必须通过芯片制造商严格的制程变更(PCN) 认证流程。光阻材料需经PRS 效能测试(基础工艺考核)、STR 小批量测试(小试)、MSTR 批次验证测试(中试),以及最终Release测试(量产) 这半导体四大测试阶段。而且,光阻材料是配方型化学品,成膜树脂比例与品质直接影响解析度与耐刻蚀性,替代的过程更加复杂和困难。
业内估计,重新验证材料与制程的时间通常需时约一年。因此,用东大产品的替代,仍然有些缓不济急。这对正加速突破相关材料技术瓶颈、填补市场缺口的东大企业,是难得的机遇,更是严峻的挑战。
最后,石油→石脑油→丙烯→环氧丙烯→-PGME/PGMEA的供应链崩溃,再次提醒我们——石油不仅仅是燃料,更是众多重要化工原料的土壤。它可能是现代工业和农业(如化肥)最不可或缺的非金属资源。因此,中东战火的持续和蔓延,其影响将是广泛、深入和灾难性(尤其对日韩等石油资源匮乏的国家)的;其严重后果也将在今后一步步地,陆续展现开来。这就叫——
牵一发,而动全身
One event, has a knock-on effect
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