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光刻机概念持续拉升,这个关键材料“出圈”→

光刻机概念持续拉升,这个关键材料“出圈”→
2024年02月29日 17:21 新浪网 作者 云奇新材料

  随着5.5G、物联网、人工智能等技术的快速发展,市场对芯片的需求正不断增加。近期,光刻机概念持续拉升,光刻机概念股纷纷飘红,关键材料“光刻胶”的热度也水涨船高。相关产业链企业如蓝英装备扬帆新材、容大感光、强力新材、茂莱光学、上海新阳、晶瑞电材等股价均实现大幅上涨。

  光刻技术,半导体制造的灵魂,特指在集成电路制造中,通过光学-化学反应原理,结合化学、物理刻蚀方法,将电路设计图形精确地转印到单晶表面或介质层上,形成有效图形窗口或功能图形的一种工艺技术。

  在全球信息技术快速发展的趋势中,光刻技术在大规模集成电路的制造过程中扮演着至关重要的角色,其技术精湛与否直接关系到芯片制造的精准与效率。

  今年2月以来,华为正式发布其研发的全球首个5.5G智能核心网解决方案、容大感光表示公司PCB光刻胶所需的原材料实现国产化、科大讯飞成立新公司瞄准AI与物联网等等,得益于半导体、显示面板等行业的市场需求以及各路巨头的持续投入,高端光刻胶产品的发展态势显著加速。

  光刻胶:光刻工艺的关键材料

  光刻胶,一种具有光敏化学作用的高分子聚合物材料,通常呈胶状液体。该材料利用光化学反应,经光刻工艺将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工基片上,是光刻工艺得以实现选择性刻蚀的关键材料,被广泛应用于光电信息产业的微细图形线路的加工制作。

  在大规模集成电路的制造过程中,光刻和刻蚀技术是创造精密电路图案的关键制造工艺,这一过程通常占据了整个芯片制作时长的40%~50%。以集成电路为例,光刻工艺的过程可概括为涂胶、曝光、显影等环节。

  从上游原材料看,光刻胶主要由树脂、感光剂、溶剂及添加剂组成。一般来说,溶剂含量占整个光刻胶成分中的0~90%、树脂占10%~40%、感光剂1%~8%、添加剂占1%。

  从成本来看,树脂光刻胶总成本中占比最大的部分。以KrF光刻胶为例,树脂成本高达75%,感光剂约占23%,溶剂约2%。据南大光电公告,在ArF光刻胶中,树脂主要由丙二醇甲醚醋酸酯组成,尽管在质量上占比较低,仅为5%-10%,但在成本上超光刻胶原材料总成本的97%。

  从下游应用来看,光刻胶可分为半导体光刻胶、PCB光刻胶和显示光刻胶。其中,PCB光刻胶的技术要求相对较低,半导体光刻胶的技术壁垒最高。

  

  纵观半导体光刻胶市场,ArF光刻胶的份额较大,EUV光刻胶的增速较快。据TECHCET统计,在全球半导体光刻胶市场中,以曝光波长为区分标准,2022年ArF干式和ArFi浸没式光刻胶合计拥有46%的市场份额,KrF和g线/i线光刻胶市场份额分别为36%和14%。

  特别是 ArFi 浸没式光刻胶,其主要用于先进制程中的多重曝光过程,因而需求量是常规光刻胶的2-4倍,市占率较高。

  另外,EUV光刻胶规模增速较快,TECHCET预计其2025年将增至2亿美元,2022-2025CAGR约为30%。随着半导体制造工艺的提升,ArF(包括 ArFi)光刻胶及 EUV 光刻胶市场有望维持高增长态势。

  虽然光刻技术市场正热,但不可否认目前光刻胶产业链高壁垒,多环节亟待突破。在供给端方面,上游原材料的高壁垒高和低自给率催生了国产化替代的迫切需求。制造端中,高端光刻胶产品的制造工艺复杂,前期研发投入大,制备标准严苛。在需求端,以半导体光刻胶为例,其审核和认证周期长达数年,涉及单向认证和多轮验证,这要求不同批次之间的稳定性。一旦采用,双方还需承担较高的磨合成本,因此客户更换供应商动力弱。

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