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光刻胶:面板制造的上游关键材料,国产化仍需砥砺前行

康尔信电力系统 2019-12-04 16:53 发文

半导体芯片是信息技术的重要基础。电子元件在芯片上集成度的迅速提高是集成电路性能提高、价格降低的重要原因,即著名的摩尔定律。但随着制程越发接近半导体的物理极限,电子元件将会难以继续缩小下去。在半导体技术发展的过程中,光刻胶扮演了至关重要的角色。

光刻胶的市场现状

PCB光刻胶主要包括干膜光刻胶、湿膜光刻胶和光成像阻焊油墨。自2006年,我国成为PCB的最大生产国和最大使用国。PCB光刻胶技术壁垒较低,但是我国PCB光刻胶的自给率仍仅占10%左右。

平板显示器领域,TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)是市场的主流,彩色滤光片是TFT-LCD实现彩色显示的关键器件,占面板成本的15%左右;彩色光刻胶和黑色光刻胶是制备彩色滤光片的核心材料,占彩色滤光片成本的27%左右。TFT-LCD用光刻胶技术壁垒较高,市场基本被如JSR、住友化学、三菱化学等日韩公司占领,占有率可达90%。

半导体光刻胶随着市场对半导体产品小型化、功能多样化的要求,而不断通过缩短曝光波长提高极限分辨率,从而达到集成电路更高密度的集积,集成电路的制程工艺水平已由微米级、亚微米级、深亚微米级进入到纳米级阶段。

为适应集成电路线宽不断缩小的要求,光刻胶的波长由紫外宽谱向g线(436nm)→i线(365nm)→KrF(248nm)→ArF(193nm)→F2(157nm)的方向转移,并通过分辨率增强技术不断提升光刻胶的分辨率水平,具体的演进过程如下:

光刻胶:面板制造的上游关键材料,国产化仍需砥砺前行目前,半导体市场上主要使用的光刻胶包括g线、i线、KrF、ArF四类光刻胶,其中g 线和i线光刻胶是市场上使用量最大的光刻胶。市场上正在使用的KrF和ArF光刻胶核心技术基本被日本和美国企业所垄断,包括陶氏化学、JSR、信越化学、东京应化等企业。

中国光刻胶行业产业链分析

中国光刻胶行业产业链由上至下可分为上游原材料供应商和设备供应商,中游光刻胶制造商及下游应用终端领域。

上游:

在上游设备供应商方面,光刻机、显影机、检测与测试设备是中国光刻胶制造的核心设备。此类设备主要依赖美国、日本、荷兰等国。其中荷兰ASML已垄断了高端光刻机市场。由此可见,中国在行业上游设备市场方面不具备竞争优势,国外设备厂商的议价能力强。

中游:

中游参与主体为光刻胶制造商,主要负责光刻胶的研发、制造和销售。目前中国苏州瑞红和科华微电子在光刻胶产业积极布局,且其光刻胶取得下游厂商的认证,这两家企业已在光刻胶领域取得较大进步,推动了光刻胶国产化进程。整体而言,中国光刻胶制造商与国外制造商相比,中国本土光刻胶制造商技术不高,市场竞争力不强。未来,在光刻胶国产化进程加快的趋势下,光刻胶制造商发展空间将逐步增大。

下游:

下游应用终端领域主要包括半导体、平板显示器和PCB领域。行业下游应用终端领域对光刻胶行业在产品设计、技术发展上具有导向性,尤其是半导体、平板显示器和PCB行业的发展对光刻胶行业的发展具有至关重要的作用,这三大行业应用领域的终端用户在光刻胶行业产业链中具有强大的议价权。

光刻胶对中国产业发展有多重要?

光刻胶的主要应用场景有三个:半导体、显示面板、PCB(印制线路板),市场占比都差不多,基本都为25%左右。对于此次的事件,我们为何要去重视?原因在于,中国在上述光刻胶的三大应用领域的发展,正如火如荼。

1、中国PCB,渐有王者之势

研究PCB的关键是要搞清楚,中国在全球所处的位置。据数据统计,本世纪初,欧、美、日三个地区的PCB产值占据全球的75%,然而时至今日,三个地区的产值加起来不足20%。而中国早已一家独大,占据着全球50%的市场份额。

在这个产业中,中国集人力成本、临近市场等优势,成为全球PCB产业的聚集地,产业从欧美日三地顺利转移至中国。甚至韩国及台湾地区的PCB产业,也不得不在强大的吸引力之下慢慢被中国大陆吸附。可以预见,未来中国所形成的虹吸效应在5G产业链的推动下还会继续下去,PCB在全球的份额还会提高,形成PCB产业的寡头格局。

光刻胶:面板制造的上游关键材料,国产化仍需砥砺前行2、显示面板,跃进一线阵营

经过多年努力,我国大陆地区面板产量已位居全球第二,自主核心技术快速增长,全球产业话语权不断增强。在面板上,中国大陆面板厂商出货量已经占据额全球的30%,达到0.77亿片,首次超越中国台湾的25.5%市占率,仅次于韩国排名全球第二。

据预测,2019年预计是我国超大尺寸显示的元年,各大面板厂争相投入更多资源生产60英寸以上的面板,但超大尺寸面板产能大幅提升,还要等到2019年及以后超大尺寸面板生产线上线以后才能够扩大产能。

因此,在全球面板转移之下,中国面板的光刻胶使用量会随着面板产量的增加而增加。

3、半导体:全球产能大挪移

半导体领域,是中国在这三个行业中最薄弱的环节。如果说PCB产业是大获全胜,几乎把中低端应用全吃,高端应用全面渗透,把欧美日等PCB高端应用的企业逼至墙角,其高端产品的毛利率甚至不如我们中低端产品的毛利率(人力成本、规模效应使然)。

面板产业已具登顶基础,中国是电视、显示器的制造大国,同时也是出口大国,这带动了一批显示面板企业崛起,但在面板的技术上稍有落后,在技术处理水平上尚达不到最高,但攻克也只是时间问题。

唯独在半导体行业,整个行业的布局都较为原始,虽然有极个别突出的,但大多数才刚刚开始起步。

半导体行业主要是以集成电路为主,占据了80%以上的比重,因此大家谈及半导体的时候,基本都是在谈集成电路。

光刻胶在集成电路产业的应用都是在制造环节,未来硅晶圆厂数量的增多也意味着光刻胶的使用量增加,随着产业转移进程的深化,未来国内也将成为集成电路光刻胶的主要使用地区。

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