前几年讨论芯片“卡脖子”问题时,业内普遍认为EDA软件和高端光刻胶的限制比光刻机更具杀伤力。当时,高端光刻胶市场几乎被日本四家企业垄断,国内晶圆厂处处受制于人,许多人认为中国在高端光刻胶领域十年内难以突破。


然而,如今局势已经彻底改变。国产光刻胶不仅打破了日本的高端垄断,各大厂商订单爆满,部分企业新增一单就能拿下上千加仑原料需求,大批量产能订单甚至已排到2027年。这标志着国产材料正式站稳了芯片高端制造赛道。

光刻胶是芯片复制电路图形的核心耗材,按适配光源分为四个等级,难度逐级上升。G/i线光刻胶适用于90nm以上成熟制程,是国内最早实现全面国产化的品类;KrF光刻胶覆盖28-90nm芯片,是当前国内扩产速度最快、出货量暴涨的主力产品;ArF干式/浸没式光刻胶用于7-14nm先进逻辑芯片及3D闪存制造,过去完全依赖进口;EUV专用光刻胶适用于5nm以下顶级制程,目前仍在攻坚阶段。

全球光刻胶市场长期由日本企业主导,JSR、东京应化、信越化学、住友化学四家瓜分了八成以上的市场份额。尤其是ArF高端浸没式光刻胶,日系厂商实现了完全垄断,国内晶圆厂采购没有议价空间,随时面临断供风险。

光刻胶研发门槛极高,存在分辨率、灵敏度、线宽粗糙度三者互相制衡的问题。提升分辨率需要极精密配方,但会降低感光灵敏度,导致生产效率下降,线路边缘出现锯齿毛刺,影响芯片良品率。EUV光刻胶难度更大,极紫外光子数量稀少,曝光过程极易出现噪点,微小杂质都会使线路图案失真。此外,光刻胶配方由十几种高纯化学原料调配而成,杂质管控标准极为严格,微量金属杂质会导致整片晶圆报废。

更棘手的是上游原料封锁,树脂和光致产酸剂两大核心中间体过去全部掌握在日本企业手中。即使国内企业摸透成品配方,上游原料被卡也会导致量产稳定性差和生产成本高。

经过十余年持续努力,国内头部厂商已经打通全产业链,树脂和光敏剂实现自主研发量产,彻底摆脱对日原料依赖,从单纯分装加工升级为全链条自主可控生产。这也是晶圆厂敢于签下数年长期大单的核心原因。

从成本角度看,国产光刻胶优势明显。光刻胶占晶圆制造成本5%-6%,日系厂商垄断期间对中国客户实行差别定价,同规格产品报价远高于韩台厂商。如今国产ArF光刻胶比日系产品便宜20%-30%,KrF产品价差更大。一座月产十万片12英寸晶圆工厂,仅光刻胶采购一年就能节省数千万成本,在全球芯片行业利润承压的情况下,这份成本优势成为国产替代的重要推动力。

随着中日半导体贸易摩擦升温,国内各大晶圆厂主动减少日系光刻胶采购,给国产材料创造了迭代窗口期。2023年起,中芯国际、长江存储、长鑫存储等头部制造厂批量切换国产光刻胶供应链,原本流向日系厂商的大额订单持续转移。
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行业协会数据显示,2023年国内KrF光刻胶国产化率从不足5%跃升至10%以上,而日本对华光刻胶出口同比下滑超过一成,日系材料在国内市场份额持续缩水。现阶段海外市场仍由日本企业主导,国产光刻胶的长期目标是持续迭代技术、扩充量产产能,逐步进军全球海外晶圆厂,逐步蚕食海外市场份额。
这套需求牵引、整机协同的国产替代路径杠杆交易容易爆仓吗,彻底打破了日系企业数十年的材料垄断,曾经被认为无法做出高端光刻胶的国内产业,如今订单排满两年,真正靠硬实力扭转了全球半导体材料格局。
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