半导体光刻胶是晶圆制造过程中关键材料，行业壁垒较高。
光刻胶及配套材料是工艺中的关键，主要应用于集成电路和半导体分立器件细微 图形加工。光刻胶是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 移到待加工基片上的图形转移介质，由成膜剂、光敏剂、溶剂和添加剂等主要化 学品成分和其他助剂组成，在紫外光、深紫外光、电子束、离子束等光照或辐射 下，其溶解度发生变化，经适当溶剂处理，溶去可溶性部分，最终得到所需图像。 其被广泛应用于光电信息产业的微细图形线路的加工制作，是微细加工技术的关 键性材料。在光刻工艺中，光刻胶被均匀涂布在硅片、玻璃和金属等不同的衬底 上，经曝光、显影和蚀刻等工序将掩膜版上的图形转移到薄膜上，形成与掩膜版 完全对应的几何图形。
光刻胶按显示效果可分为正性光刻胶和负性光刻胶。光刻胶按显示的效果，可分 为正性光刻胶和负性光刻胶，如果显影时曝光部分溶解于显影液，形成的图形与 掩膜版相同，称为正性光刻胶；如果显影时未曝光部分溶解于显影液，形成的图 形与掩膜版相反，称为负性光刻胶。 根据应用领域，光刻胶可分为 PCB 光刻胶、显示面板光刻胶和半导体光刻胶。 光刻胶在不同曝光波长的情况下，适用的光刻极限分辨率也不尽相同，在加工方 法一致时，波长越小加工分辨率越佳，同一面积的硅晶圆布线密度就越大，性能 越好。因此，不同波长光源的光刻机需要搭配相应波长的光刻胶进去光刻。 在 PCB 领域，光刻胶主要包括干膜光刻胶、湿膜光刻胶、光成像阻焊油墨。在 LCD 领域，彩色光刻胶和黑色光刻胶是制备彩色滤光片的核心材料，触摸屏光 刻胶用于在玻璃基板上沉积 ITO 制作触摸电极；TFT-LCD 光刻胶用于液晶面板 的前段 Array 制程中微细图形的加工。在半导体领域，光刻工艺是芯片制造最 核心的工艺，光刻胶的质量和性能是影响芯片性能、成品率及可靠性的关键因素。 半导体光刻胶包括 EUV 光刻胶、ArF 光刻胶、KrF 光刻胶、i/g-Line 光刻胶和紫 外宽谱光刻胶，其中 DUV 光刻机分为干法和浸润式，因此 ArF 光刻胶也对应分 为干法和浸润式两类。越先进制程相应需要使用越短曝光波长光刻胶，以达到特 征尺寸微小化。PCB 光刻胶的技术壁垒相对较低，半导体光刻胶的技术门槛最 高。
光刻胶的主要性能指标包括灵敏度、对比度、分辨率等。灵敏度决定了光刻胶上 产生一个良好图形所需一定波长光的最小能量值；对比度是指光刻胶从曝光区到 非曝光区的陡度，对比度越高，陡度越大，意味着形成图形的侧壁越陡峭，图形 完成度更好；分辨率是光刻胶实现器件的关键尺寸（比如器件的线宽）的衡量值， 光刻胶分辨率越高，形成图形的关键尺寸越小。一般而言，优秀的光刻胶需要具 备高灵敏度、高对比度、高分辨率，从而能够保证将精密的图像从掩膜版转移到 硅片上。此外，光刻胶的技术要求较高，需要进行评判的性能指标较多，除上述 三个硬性指标之外，还需要从抗蚀性、纯度、粘附性、粘度、表面张力、针孔等 层面对光刻胶进行检测。 光刻和刻蚀技术在集成电路制造过程中至关重要。在大规模集成电路的制造过程 中，光刻和刻蚀技术是精细线路图形加工中最重要的工艺，决定着芯片的最小特 征尺寸，占芯片制造时间的 40-50%，占制造成本的 30%。在图形转移过程中， 一般要对硅片进行十多次光刻，在每次的光刻和刻蚀工艺中，光刻胶经预烘、涂 胶、前烘、对准、曝光、后烘、显影和蚀刻等环节，将掩膜版上的图形转移到硅 片上，形成与掩膜版对应的几何图形。
193nm 光刻技术是未来的发展方向。随着半导体工业集成电路的尺寸越来越小， 集成度越来越高，并且能够按照摩尔定律向前发展，其内在驱动力就是光刻技术 的不断进步。目前来看，较为先进的光刻技术是 193nm 浸没式光刻，配合双重曝光技术可以达到 32nm 节点，配合四重曝光技术可以达到更为精确的 14nm 节 点，其缺点在于技术难度更高增加了光刻的步骤和困难，从而提高了光刻成本， 降低了生产能力。13.5nm 的极紫外光（EUV）光刻技术将会是下一代光刻技术 的研究重点，其可以达到 22nm 节点甚至是小于 10nm 的节点，代表着未来光刻 技术的发展方向。然而 EUV 光刻技术中使用的光源、光刻胶、掩膜以及光刻环 境与现有光刻体系有很大差别，即 EUV 技术有可能带来光刻领域的革命性进步， 但也正因如此，导致 EUV 光刻技术目前仍进展缓慢，其商业化进程推进较慢， 193nm 技术在未来一段时间内仍会占据市场主流地位。 集成电路制造用高端光刻胶行业壁垒较高。集成电路制造用高端光刻胶是综合性 技术要求极高的高分子复配材料，不仅具有高分子材料属性，通过材料组分设计 与配比还可具有选择性感光与抗蚀刻性，而且利用超净高纯等工程化技术有效控 制产品的金属离子、气泡和颗粒杂质，使之满足微纳电子制造对金属杂质及颗粒 的控制要求。光刻胶产业化壁垒较高，主要如下：
（1）配方设计壁垒。配方设计技术取决于对光刻胶各组分材料性能及其相互作用机理的把握，需要掌 握各不同组分在特定波长光源曝光、显影、后续刻蚀、剥离等工序的工艺特点， 需要匹配光刻胶产品应用性能要求，既需要高分子感光材料设计与合成技术，也 需要大量的曝光与刻蚀试验数据积累，同时还需要规避现有国际公司的专利壁垒， 技术难度大。此外，为实现与已有供应商产品的性能和参数的完全匹配，光刻胶 厂商首先需要对成百上千个树脂、光酸和添加剂进行排列组合，其次还要不断对 各成分的比例进行调整，以实现和现有产品关键参数的完全匹配，这需要足够的 研发资源、经验积累以及人才支持。
（2）成膜树脂和光敏剂设计与合成壁垒。成膜树脂和光敏剂都是光刻胶的主要原材料，需要根据光刻胶配方的特殊功能需 求进行设计，二者的功能测试需要通过光刻胶的光刻工艺测试来完成。
（3）原材料纯化壁垒。光刻胶产品对金属离子含量要求通常要达到 ppb6 级，如 ArF 单体中的金属离 子含量甚至要达到 1ppb 级以下。解决好树脂单体、成膜树脂、光敏剂及各种添 加剂等原材料的纯化问题，才能有效降低光刻胶产品的金属离子含量。这需要生 产设备、工艺技术、检测分析等系统性规模化成套工程技术作为保障，也需要与 光刻胶产品开发协同，不断完善和优化工艺过程。
（4）规模化生产壁垒。高端光刻胶规模化生产难度大，需要解决设备选型、管道配置、流程控制、生产 环境保障等系统性工程问题，并保障光刻胶各组分配比准确、生产流程安全及在 生产过程中不产生、不引入杂质等。
（5）生产稳定性和品质一致性管控壁垒。导致光刻胶产品品质不稳定的因素有很多，包括原物料性能的稳定性、原材料杂 质的控制、生产工艺过程的稳定性、光刻胶的光刻检测能力等。除了解决各环节 的关键技术，加强产品性能的检测分析、保障生产线的连续运行之外，建立实时 有效的过程监控和产品品质保障体系至关重要。
2023 年全球光刻胶市场规模为 58.77 亿美元，其中半导体光刻胶占比约 4 成， 预计未来几年中国的市场份额将快速增长。据 QYResearch，2023 年全球光刻 胶（包括半导体光刻胶、显示面板用光刻胶和 PCB 光刻胶）市场销售额达 58.77 亿美元，预计 2024 年将达 63.91 亿美元，2030 年将达到 95.05 亿美元。2023 年全球半导体光刻胶市场规模为 25.47 亿美元，占光刻胶总市场的 43.33%，预 计2030年将达到43.75亿美元。半导体光刻胶主要由日本和美国两个国家生产， 2023 年他们分别占有 42.3%和 28.7%的市场份额。据 QYResearch 预测，未来 几年中国将保持最快增速，市场份额将由 2023 年的 2.48%增长到 2030 年的 5.28%。 ArF 和 KrF 光刻胶约占 7 成市场份额，受人工智能、5G 等行业快速发展驱动， 预计未来高端光刻胶将保持快速增长。从光刻胶类型来看，ArF 和 KrF 光刻胶占 据主要地位，二者合计占有 67.8%的市场份额。近几年 5G、AI、数据中心/服务 器、新能源汽车等行业快速发展，带动全球半导体行业规模稳步增长。尤其是近 两年人工智能的快速增长需求，驱动了尖端半导体工艺快速增长，从而进一步拉 升高端光刻胶的市场需求。据 QYResearch 预测，未来几年 EUV 光刻胶将保持 最快增长，预计 2030 年 EUV 光刻胶的占比将由 2023 年的 5.92%增长到 2030 年的 11.0%，2030 年全球 EUV 光刻胶市场规模将达到 6.5 亿美元，2024-2030 年年复合增长率为 23.6%。 据 QYResearch，2023 年全球显示面板用光刻胶（包括彩色光刻胶、黑色光刻 胶、触摸屏光刻胶和 TFT-LCD 光刻胶）市场规模为 15.58 亿美元，预计 2030 年将达到 21.18 亿美元。2023 年全球 PCB 用光刻胶（包括干膜光刻胶、阻焊油 墨、湿膜光刻胶）市场规模为 17.71 亿美元，预计 2030 年将达到 30.12 亿美元。
据中国电子材料行业协会，2023 年中国集成电路、新型显示（包括 TFT-LCD、 OLED、Mini/MicroLED 等，下同）、PCB 三大领域用光刻胶市场规模分别为 72.63 亿元、61.09 亿元、32.72 亿元，预计 2024 年中国集成电路、新型显示、 PCB 用光刻胶市场规模分别达到 78.6 亿元、62.44 亿元、34.37 亿元，同比 分别增长 8.22%、2.23%、5.01%。预计到 2025 年中国集成电路、新型显示、 PCB 用光刻胶市场规模将继续分别增长至 85.58 亿元、70.04 亿元、37.28 亿 元。 半导体光刻胶市场主要被日、美、韩企业所占据。半导体光刻胶方面，全球核心 厂商主要是日本、美国和韩国的生产商，主要生产商包括东京应化 TOK、JSR、信越化学 Shin-Etsu、DuPont、富士胶片 Fujifilm、住友化学和韩国东进世美肯等。 据 QYResearch，2023 年前五大厂商占有全球大约 84.7%的市场份额。
高端光刻胶仍主要依赖进口。目前国内半导体光刻胶生产商主要有彤程新材（子 公司北京科华微电子）、晶瑞电材、徐州博康信息化学品有限公司、恒坤新材料、 江苏艾森半导体材料股份有限公司、珠海基石、上海新阳半导体材料股份有限公 司、容大感光、北京欣奕华科技有限公司、国科天骥、江苏南大光电材料股份有 限公司和飞凯材料等。目前国内厂商主要以紫外宽谱、g 线、i 线、PCB 光刻 胶、TFT-LCD 光刻胶等产品为主，国内厂商在该等产品领域已经占据了一定的 市场份额，而在 KrF、ArF/ ArFi、EUV 等中高端光刻胶领域，仍主要依赖于进 口，国内企业大多还在积极研发、验证中，尚未大规模量产出货。
根据 CEMIA 统计，2022 年在 ArF 光刻胶方面，信越化学、日本合成橡胶（JSR）、 东京应化（TOK）、陶氏化学、住友化学、富士胶片分别占据 29.3%、22.4%、 21.6%、8.0%、8.0%、6.1%的市场份额。2022 年在 KrF 光刻胶方面，东京应 化、信越化学、陶氏化学、JSR、富士胶片分别占据 33.8%、25.5%、17.9%、 13.5%、4.1%的市场份额。
得益于 EUV 光刻技术的进步，目前 EUV 光刻胶市场正在快速发展，目前 EUV 光刻胶市场主要由日、美等企业所占据，全球 EUV 光刻胶生产商主要包括 TOK、 JSR、Shin-Etsu Chemical、Sumitomo Chemical、Fujifilm、DuPont、Lam Research、Dongjin Semichem 等，2023 年全球前五大厂商合计市占率约 95%。
中国半导体市场约占全球的 31%，2024H1 中国半导体市场逐渐复苏。根据美国 半导体行业协会（SIA）2023 年发布的 Factbook 白皮书，中国仍然是亚太地区 最大的单一国家市场，占全球市场的 31%。2024 年上半年，中国半导体市场逐 渐复苏，行业已逐步去库存，主要晶圆厂商稼动率稳步提升、资本开支维持高位， 中国集成电路进出口额连续保持增长态势。 国家持续发布产业政策，支持鼓励光刻胶材料研发和产业化。2018 年 11 月，国 家统计局发布《战略性新兴产业分类（2018）》，将光刻胶及配套试剂（集成电路） 的电子专用材料制造，列为战略性新兴产业的重点产品和服务。2021 年 12 月， 工信部等发布《“十四五”原材料工业发展规划》，提出围绕集成电路等重点应用 领域，重点突破光刻胶等一批关键材料。2022 年 8 月，工信部发布《原材料工 业“三品”实施方案》，提出到 2025 年，半导体材料等产品和服务对重点领域 支撑能力显著增强，原材料品种更加丰富、品质更加稳定、品牌更具影响力；支 持鼓励光刻胶等关键基础材料研发和产业化。
随着国内晶圆厂商持续扩产和国家政府扶持力度加大，预计国产替代进程将加速 进行，将有效拉动光刻胶的市场需求。从产能端看，据 SEMI，预计中国芯片制 造商将在 2024 年开始运营 18 个新晶圆厂项目， 2024 年产能同比增加 15%， 达到每月 885 万片晶圆，2025 年将增长 14%至每月 1,010 万片晶圆，几乎占行 业总产能的三分之一，包括华虹集团、晶合集成、青岛芯恩、中芯国际和长鑫存 储在内的主要厂商正在大力投资提高产能。随着国内主要晶圆厂商近几年将陆续 迎来密集投产期、国家对半导体材料行业扶持力度正不断加强，国产替代进程正 在加快。
