光刻胶的性能决定了集成电路的集成度,进而决定了芯片的运行速度、功耗等关键参数,是集成电路制造工艺中最关键的材料。根据SEMI对于半导体光刻胶市场的统计,2015年全球市场规模约为13亿美元,至2020年已经达到了21亿美元,同比增长超过20%;在此之中中国半导体光刻胶市场从2015年的1.3亿美元增长至2020年的3.5亿美元,同比增长约为40%。中国晶圆代工厂近年来飞速发展直接造就了全球,特别是中国光刻胶市场的高速发展。
一、刻胶:芯片核心材料
光刻胶由树脂,感光剂,溶剂,光引发剂等组成的混合液态感光材料。原理是利用光化学反应,经光刻工艺将所需要的微细图形转移到加工衬底上,来达到在晶圆上刻蚀出需的图形的目的。
从光刻胶的发展历程看,从20世纪50年代至今,光刻技术经历了紫外全谱(300-340nm),G线(436nm),I线(365nm),深紫外(Deep Ultraviolet,DUV,248nm和193nm),以及目前最引人注目的极紫外(EUV,13.5nm)光刻,电子束光刻等六个阶段,随着光刻技术发展,各曝光波长的光刻胶组分(成膜树脂、感光剂和添加剂等)也随之变化。
根据反应机理和显影原理,可以将光刻胶分为正性光刻胶和负性光刻胶。正性光刻胶形成的图形与掩膜版(光罩)相同,负性光刻胶显影时形成的图形与掩膜版相反。根据感光树脂的化学结构,光刻胶可分为光聚合型,光分解型和光交联型。根据应用领域,光刻胶可以分为PCB光刻胶、面板光刻胶和半导体光刻胶。
从光刻胶全球市场来看,根据Cision的统计,2019年约有91亿美元的市场规模,且至2022年预计将达到105亿美元,实现复合增长5%。而其中半导体、LCD、PCB这三类主要的应用场景分别占据了市场空间的24.10%、26.6%、及24.5%,分别对应2019年的市场规模22亿美元、24亿美元、及22亿美元。
Cision同时也统计了中国光刻胶市场的规模,在2019年约为88亿元人民币,至2022年预计将达到117亿元人民币,实现复合增长15%。如若我们根据全球光刻胶的应用场景分布来看,在中国大陆所需要的半导体、LCD、及PCB的市场需求分别将达到21、23、22亿元人民币。
同时参考SEMI对于全球光刻胶市场的统计来看:2015年约有13亿美元的市场规模,至2020年全球光刻胶(不包含EUV光刻胶)的市场规模已经达到约21亿美元,从2019年至2020年增速超过20%。