鑫鼎晟研究報告:半導體產業鏈分析及前景展望
發布時間:2025-09-16
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鑫鼎晟研究觀點

 

 

 

光刻膠國產化進入攻堅期:上游原材料成破局關鍵,加速打通「材料—配方—設備—驗證」全鏈條,構建光刻安全底座

 

 

【2025年】鑫鼎晟(SHINDEV)研究團隊觀察發現,光刻是半導體製造中最關鍵的工藝之一,直接決定晶片的集成度與性能。行業普遍測算顯示,光刻環節約占晶片製造時間的40%–50%,占總成本約30%。作為光刻工藝的核心耗材,光刻膠的品質與性能與器件良品率、可靠性及工藝窗口高度相關,是先進製程能否穩定量產的重要基礎材料。

 

鑫鼎晟認為,在全球供應鏈不確定性上升、先進製造出口管制加碼的背景下,光刻環節的國產化亟待提速。只有實現關鍵材料與關鍵工藝的真正自主可控,才能有效對沖海外斷供與地緣政治風險,構建產業鏈安全底座。當前我國光刻膠生產能力仍以PCB 光刻膠為主,而高端半導體光刻膠長期被日美企業占據主導。尤其面向KrF、ArF 乃至 EUV等更高端技術路線,國內仍處於補齊短板、突破壁壘的關鍵階段。

 

 

 

一、外部斷供風險升級:倒逼光刻材料國產化加速落地

 

 

鑫鼎晟指出,長期以來我國在高端晶片與關鍵材料領域對進口依賴度較高,面對外部政策限制,供應鏈安全風險持續上行。當前全球高端半導體光刻膠市場集中度高,日美企業在高端品類上具備明顯優勢。若晶片產業鏈遭遇制裁或斷供,可能對國內經濟與科技發展帶來系統性衝擊。

 

在此背景下,國產替代邏輯正在加速兌現。行業公開信息顯示,近年國內半導體設備國產化率整體提升,去膠、清洗、熱處理、刻蝕、CMP 等環節國產替代率相對較快。但與設備相比,光刻工藝及其關鍵耗材的國產化仍是「硬骨頭」,且其難度更偏向「材料科學+工藝協同+驗證體系」的系統工程。

 

 

 

二、光刻是半導體製造的「集成度閘門」:國產化窗口期正在打開

 

 

半導體晶片製造通常包含晶圓加工、氧化、光刻、刻蝕、薄膜沉積、互連、測試與封裝等步驟,其中光刻是將電路圖形高保真轉移到晶圓上的關鍵工序,決定了線寬能力與集成度上限。鑫鼎晟認為,光刻工藝在全流程中具有「牽一髮而動全身」的地位,其國產化不僅關乎單一環節替代,更關乎先進製程的自主演進能力。

 

同時,光刻技術與關鍵材料被納入多項出口管制框架,進一步放大了國產化緊迫性。儘管國內已湧現科研機構與產業企業持續攻堅並取得階段性進展,但要實現產業鏈安全、穩定、可持續的自主可控,仍需要更大範圍的產業協同與資源投入,特別是在「材料—工藝—設備—驗證」的閉環構建上形成體系化突破。

 

 

 

三、光刻膠:電子化學品「皇冠上的明珠」,決定良率與工藝窗口

 

 

光刻過程通常包括塗膠、曝光、顯影、刻蝕、清洗等環節。除光刻機外,光刻材料同樣不可或缺,材料體系包含增黏材料、抗反射塗層、光刻膠、化學溶劑、顯影液、抗水塗層等。其中,光刻膠是最關鍵、最核心的材料,業內亦稱「光阻/光阻劑」,被譽為電子化學品產業「皇冠上的明珠」。

 

鑫鼎晟指出,光刻膠作為光敏聚合物體系,其在特定波長光照下發生光化學反應,進而改變在顯影液中的溶解度,實現圖形化轉移。光刻膠對缺陷控制、金屬離子含量、膜厚均勻性、分辨率、線邊粗糙度(LER)等指標要求極高,直接影響晶圓製造的良率與性能穩定性。總體來看,國內光刻膠在中低端已取得進展,但在承擔先進製程「主供角色」方面仍存在距離。

 

 

 

四、產業鏈與市場格局:國內優勢集中在 PCB,高端半導體光刻膠仍待破局

 

 

 

1)產業鏈結構:上游材料—中游配方合成—下游應用驗證

 

 

光刻膠產業鏈上游為樹脂、單體、感光劑(光引發劑/光酸體系)、溶劑、添加劑等原材料;中游為基於配方體系的光刻膠合成與生產;下游應用覆蓋半導體、PCB 與平板顯示等領域。半導體光刻膠相較 PCB 與面板光刻膠,對純度、工藝窗口與批次一致性要求更為苛刻,技術門檻顯著更高。

 

 

2)按應用分層:PCB(低端)—LCD(中端)—半導體(高端)

 

 

PCB 光刻膠:國產化基礎較好,但乾膜光刻膠仍以進口為主。

LCD 光刻膠:觸控屏光刻膠國產替代推進較快;彩色/黑色光刻膠國產化率仍偏低。

半導體光刻膠:按曝光波長分為 G 線(436nm)、I 線(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)、EUV(13.5nm)等。波長越短,對材料體系與工藝控制要求越高,適用製程越先進。目前高端半導體光刻膠仍以海外供應為主,國產替代率相對較低。

 

 

 

3)結構趨勢:細分市場向高端演進,KrF/ArF 成為主力戰場

 

 

隨著線寬不斷縮小,光刻膠需求結構持續向 KrF、ArF 及更高端方向升級。鑫鼎晟認為,未來光刻膠競爭不僅是「能否做出來」,更是「能否長期穩定量產並通過客戶全流程驗證」的體系競爭。

 

 

 

五、核心壁壘在「全鏈條」:原材料是首要突破口,驗證週期決定商業化節奏

 

 

鑫鼎晟研究認為,光刻膠屬於典型的「配方型、經驗型、強驗證型」材料,產業鏈三大環節均存在高壁壘:

 

 

1)上游:核心原材料仍是「卡點」

 

 

光刻膠由樹脂、感光體系、溶劑、添加劑等構成。行業普遍認知顯示,樹脂與感光體系對性能決定性更強,且高端產品具備更強定制化屬性。當前國內在部分溶劑等環節自給能力相對較好,但在高端樹脂、關鍵單體、光酸/感光劑等核心材料方面仍存在供應鏈與工藝能力短板,成為制約高端光刻膠突破的關鍵因素。

 

 

2)中游:配方與設備協同門檻高

 

 

配方是光刻膠的「核心機密」,難以通過逆向分析完全複現。要實現與既有供應體系的性能對標,往往需要在大量材料組合與比例優化中長期迭代,形成經驗曲線與研發資源投入的壁壘。同時,光刻膠性能離不開光刻機與工藝平台的聯動測試,測試資源稀缺、成本高昂,進一步抬高了產業門檻。

 

 

3)下游:導入謹慎、驗證週期長

 

 

光刻膠直接影響良率與性能,客戶試錯成本極高,導入通常需要經歷基礎工藝考核、小批量試產、中批量試產到量產放行等多階段流程,週期較長。除產品本身外,上游原材料供應商也往往需要獲得下游晶圓廠認可,供應鏈黏性強,導致替代驗證的時間成本與組織成本更高。

 

 

 

六、市場動能與政策催化:擴產+製程升級推高需求,國產導入有望提速

 

 

鑫鼎晟指出,5G、物聯網、新能源汽車、人工智慧等需求端擴張,以及晶圓產能持續擴建,為半導體材料市場提供了長期增量。大尺寸矽片占比提升與製程節點升級,提升單位面積晶圓所需光刻膠價值量,尤其將顯著拉動 KrF、ArF 等高端光刻膠需求。

 

與此同時,多項政策與產業事件推動光刻膠國產化進程加速。在外部不確定性增強的環境下,關鍵製程材料的國產化需求更為迫切,國內企業需要在研發、工程化與客戶驗證方面持續投入,提升產品穩定性、批次一致性與規模交付能力。

 

 

 

七、鑫鼎晟建議:打通上游材料全產業鏈自主供應佈局,構建光刻膠國產化「長期底盤」

 

 

鑫鼎晟認為,推動光刻膠國產替代的關鍵,在於補齊上游材料短板並形成全鏈條閉環。國內光刻膠產業的下游設計能力已具備國際競爭力,中游製造能力與海外差距正在收斂,但上游材料仍是決定產品上限與供應鏈韌性的核心。要實現高端光刻膠的持續突破,應重點推進:

 

上游材料自主供給:圍繞關鍵樹脂、單體、感光體系與高純添加劑建立自主研發與產業化能力;

協同驗證體系:與晶圓廠、設備廠、材料廠構建更緊密的聯合驗證機制,縮短迭代週期;

工程化與量產能力:強化金屬離子控制、雜質管理、環境與製程一致性等量產關鍵指標;

國產導入節奏管理:以可驗證、可複製、可放量為目標,從成熟製程與關鍵節點逐步向更先進製程滲透。

 

 

 

 

結語:光刻膠國產化不是單點替代,而是材料能力與產業協同的系統競賽

 

 

鑫鼎晟認為,光刻膠作為半導體製造的核心材料,其性能直接決定晶片性能與良率。隨著下游擴產預期與製程結構升級,高端光刻膠需求將持續提升;在我國晶圓產能全球占比提高的趨勢下,國內光刻膠市場增速有望繼續快於全球。面向未來,誰能率先在上游材料實現突破、在中游配方與工藝實現穩定量產、並在下游完成長週期驗證與規模導入,誰就更有機會在光刻安全底座的產業格局中占據關鍵位置,推動國產光刻膠從「可用」走向「主供、好用、可持續」。