2021年2月,，位于日本東北地區(qū)最南部的福島縣發(fā)生了一場7．3級地震。這場地震雖沒有像2011年那場9級地震一樣導(dǎo)致核電廠泄漏,，但卻造成了設(shè)立在福島縣周邊半導(dǎo)體工廠的數(shù)日停產(chǎn)。

汽車芯片大廠瑞薩電子的那坷工廠,、位于宮城縣的索尼半導(dǎo)體工廠,，與福島鄰近的巖手、群馬等地,，也匯集了MLCC廠商TDK和太陽誘電,，以及存儲器廠商鎧俠，勝高的山形米澤廠,、信越的福島白河廠皆在影響范圍內(nèi),。

工廠停產(chǎn)的代價蔓延至下游,，就是汽車缺芯、晶圓廠缺光刻膠,。所以業(yè)內(nèi)一直有這樣的說法,，地震是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最大的不確定性。

這種不確定性在福島地震之后三個月顯現(xiàn),，占據(jù)全球光刻膠市場份額超兩成的信越化學(xué)向中國大陸多家一線晶圓廠限制供貨KrF光刻膠,。　

光刻膠作為芯片制造環(huán)節(jié)最重要的原材料之一,，信越化學(xué)的斷供無疑給中國仍在起步階段的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)蒙上了一層陰影,，同時也再次敲響了警鐘。

斷供事件后,，加速「自救」被放到首要位置,。

中國大陸多家晶圓廠開始加速驗證導(dǎo)入本土廠商的KrF光刻膠。相關(guān)投資也在增多,，去年8月華為哈勃3億元增資了一家光刻膠企業(yè)徐州博康,，為其歷史上最大單筆半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈投資。

這場地震所引發(fā)的蝴蝶效應(yīng),，不一定能改變半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的格局,，但卻提供了一個契機,。只是光刻膠是只靠砸錢就能出成效的行業(yè)嗎,？我們的國產(chǎn)替代又走到哪一步了？

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高端光刻膠,，我們也就1％

先用通俗語言介紹下什么是光刻膠,。

大家都聽過摩爾定律：當(dāng)價格不變時，集成電路上可以容納元器件數(shù)目,，每隔18－24個月便會增加一倍,，性能也將提升一倍。而保持摩爾定律「生命力」的基石之一就是光刻技術(shù),，每18－24個月,，利用光刻工藝在集成電路板上所能形成最小圖案的特征尺寸將縮小30％。

在整個芯片制造過程中可能需要進行數(shù)十次的光刻,，光刻工藝成本占到整個芯片制造工藝的35％,，耗時約占整個芯片生產(chǎn)環(huán)節(jié)的40％－50％，光刻膠材料總成本占比約為5－6％,。

光刻膠是光刻工藝的核心材料,，可以與光線發(fā)生反應(yīng)，讓芯片材料上出現(xiàn)所需的精密電路圖案,。而光刻膠的質(zhì)量和性能,，會直接影響到集成電路制造過程中的良率,。

一句話概括就是，光刻出的電路圖案越精密,，就代表著芯片的性能越好,。

但光刻膠并非只有芯片制造一個應(yīng)用場景，按照下游應(yīng)用領(lǐng)域劃分,，主要有PCB,、面板、半導(dǎo)體三類,，每一類光刻膠又有各自細(xì)分品類,。

其中，今天的主角也就是半導(dǎo)體光刻膠,，按照光源波長的從大到小,，可分為紫外寬譜（300－450nm）、g線（436nm）,、i線（365nm）,、KrF（248nm）、ArF（193nm）,、EUV（13．5nm）等主要品類,，每一種品類的組分、適用的IC制程技術(shù)節(jié)點也不盡相同,。

PCB,、LCD、半導(dǎo)體三種主要的應(yīng)用場景,，對光刻膠每年的需求量基本一致,。所以光刻膠整體市場規(guī)模增長趨于穩(wěn)定，據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示,，2019年全球光刻膠市場為82億美元,，預(yù)計2026年有望達(dá)123億美元，2019－2026年年復(fù)合增速約為6％,。

而光刻膠的研發(fā)難度和技術(shù)門檻孰低孰高,，從國產(chǎn)化程度就可以看出來：

PCB光刻膠中的濕膜光刻膠，幾乎能做到50％以上國產(chǎn),；

LCD光刻膠中的彩色光刻膠和黑色光刻膠,，5％左右能實現(xiàn)國產(chǎn)替代；

半導(dǎo)體光刻膠中的KrF,、ArF作為高端光刻膠,，我國的市占率僅1％，而更高端的EUV光刻膠目前處于研發(fā)階段,。

半導(dǎo)體光刻膠作為國產(chǎn)化最低的原材料之一,，首先要承認(rèn)的一點就是,，它是一個技術(shù)壁壘高、產(chǎn)業(yè)高度集中,，且有寡頭壟斷的產(chǎn)業(yè),。相比美日韓發(fā)展幾十年的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，我國在這方面的基礎(chǔ)相對薄弱,，彎道超車基本不可能,，只能死命投入研發(fā)、做足縱深,，通過時間獲得技術(shù)積累,。

但我們也不是一點方向沒有，鄰國日本恰恰提供了一個可參照的范本,。

2

我們能學(xué)習(xí)什么,？

半導(dǎo)體光刻膠是一個高度集中的市場，市場格局可以用八個字概括：日本稱霸,，寡頭壟斷,。

半導(dǎo)體光刻膠市場的前五中除了美國杜邦，其余四家均為日本企業(yè),。其中JSR,、TOK的產(chǎn)品可以覆蓋所有半導(dǎo)體光刻膠品種，是絕對的龍頭,，尤其在高端EUV市場高度壟斷,。

但縱觀光刻膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展史，日本的壟斷地位也是后來居上才獲得的,。

1950年,，柯達(dá)就開發(fā)出了KTFR光刻膠,，到1980年IBM突破KrF光刻技術(shù),，之后15年IBM領(lǐng)導(dǎo)并壟斷了KrF光刻膠。但1986年半導(dǎo)體市場進入萎靡周期,，這讓美國的半導(dǎo)體企業(yè)慘遭重創(chuàng),。

而日本的奮起反擊，則從1976年開始,。在日本通信產(chǎn)業(yè)省的VLSI項目下,，尼康和佳能開始了各自的光刻機研發(fā)任務(wù)。

到1980年,，尼康推出了自己的首臺步進式光刻機,。自此，事情開始出現(xiàn)了轉(zhuǎn)折,，1985年尼康正式超過GCA成為業(yè)界第一大光刻機供應(yīng)商,。

1980年2月,，NSR－1010G問世

與此同時，日本政企也緊抓市場機遇,，其龍頭化工企業(yè)基于自身在基礎(chǔ)化工領(lǐng)域的經(jīng)驗積累和政府的大力扶持,，實現(xiàn)先進光刻膠產(chǎn)品的不斷研發(fā)突破。1926年成立的信越化學(xué)最初以氮肥料為主營業(yè)務(wù),，二戰(zhàn)后就是在日本政府的支持下開始向半導(dǎo)體材料領(lǐng)域拓展,。

此后日本涌現(xiàn)出了一批光刻膠企業(yè)，東京應(yīng)化更是于1995年研發(fā)出KrF光刻膠并實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化,，標(biāo)志著光刻膠正式進入日本廠商的霸主時代,。2011年，JSR與SEMATECH聯(lián)合開發(fā)出EUV光刻膠,，已經(jīng)站上了金字塔的頂端,。

復(fù)盤光刻膠產(chǎn)業(yè)從美國轉(zhuǎn)移到日本并由日本企業(yè)主導(dǎo)，市場份額變化背后是一套極其復(fù)雜且龐大的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,，涉及到政策,、產(chǎn)業(yè)、技術(shù)等多方面因素,。

比如上文提到的光刻機技術(shù),，是光刻膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必備條件。同時技術(shù)迭代周期也十分重要,，東京應(yīng)化1995年研發(fā)出KrF光刻膠雖然比IBM晚了15年,，但也正好契合當(dāng)時芯片制造工藝制程需求。

1995年之前,，下游應(yīng)用制程的特征尺寸仍集中在0．35μm以上,，i線光刻膠更具性價比，KrF的優(yōu)勢并不明顯,。之后,，i線光刻極限無法滿足制程節(jié)點需求，KrF光刻膠就此發(fā)展起來,。

除了積累的技術(shù),、專利、行業(yè)經(jīng)驗等壁壘外,，日本光刻膠企業(yè)依然屹立不倒,，主要在于產(chǎn)業(yè)鏈上下游分工明確、高度協(xié)同,、緊密配合,。上游原材料生產(chǎn)企業(yè)中，日企數(shù)量近半，產(chǎn)業(yè)鏈集群優(yōu)勢明顯,。

在確立光刻膠領(lǐng)先地位后,，日本繼續(xù)采取產(chǎn)官學(xué)一體化進行國家級基礎(chǔ)攻關(guān)研究，持續(xù)積累光刻膠技術(shù)經(jīng)驗,，不斷鞏固領(lǐng)先地位,。

所以，往美好說,，第三次半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移給了我們國產(chǎn)替代的巨大想象空間,，下游智能終端的大量需求像極了80年代日本的家電繁榮，但往現(xiàn)實說,，我們今天遇到的技術(shù)封鎖要遠(yuǎn)比當(dāng)時的日本嚴(yán)重,，比如晶瑞電材買臺光刻機都只能買到韓國SK海力士淘汰下來的二手貨。

當(dāng)然可以參考日本光刻膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進程,，但不能全盤照抄,，因為時代不一樣了。

3

國產(chǎn)替代,，征途漫漫

從半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史看,，每一次半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移都是在新興終端市場需求崛起下，國家政策強力扶持,，再配合區(qū)域經(jīng)濟特點和產(chǎn)業(yè)分工縱化實現(xiàn)后來者趕超,。

但為什么光刻膠產(chǎn)業(yè)沒有像其他產(chǎn)業(yè)一樣從美國轉(zhuǎn)移到日本再轉(zhuǎn)移到中國大陸呢？主要因為光刻膠并不是人力密集型產(chǎn)業(yè),，而且發(fā)展光刻膠需要配套的光刻機技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈集群,。

復(fù)盤日本光刻膠企業(yè)的成功，離不開市場支持,、基礎(chǔ)化工領(lǐng)域的經(jīng)驗積累和長期持續(xù)的技術(shù)投入等多因素共振,。我們想要從日本布下的天羅地網(wǎng)中突圍，很難,，但也不是一定機會都沒有,。

我國在這方面也出臺了具體措施和各種產(chǎn)業(yè)扶持，將光刻膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展提升到了國家戰(zhàn)略層面,。

2019年,，光刻膠入選《重點新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2019版）》，同時國務(wù)院,、發(fā)改委等部門相繼出臺多份支持性文件，為光刻膠技術(shù)突破,、產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供大方向上的政策引導(dǎo)和保障,。

與此同時，大基金與產(chǎn)業(yè)基金入局，為光刻膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供長線資金支持,。

國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金（大基金）作為我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基金的國家隊代表,，其投資布局正是為了扶持我國大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加速半導(dǎo)體核心領(lǐng)域的國產(chǎn)替代進程,。

一期基金以制造環(huán)節(jié)為主,，主要投向下游各產(chǎn)業(yè)鏈龍頭，而二期基金則以設(shè)備,、材料為投資重點,，主要投資短板明顯的半導(dǎo)體設(shè)備、材料領(lǐng)域,，方向集中于完善半導(dǎo)體行業(yè)的重點產(chǎn)業(yè)鏈,。

本土光刻膠產(chǎn)業(yè)先驅(qū)晶瑞電材就承擔(dān)并完成了國家重大科技項目02專項「i 線光刻膠產(chǎn)品開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化」項目，產(chǎn)品已供應(yīng)給中芯國際,、合肥長鑫等大尺寸半導(dǎo)體廠商,。以及，大基金二期1．83 億元投資的南大光電子公司南大材料,，2020 年和2021年,，其ArF光刻膠產(chǎn)品分別通過了企業(yè)認(rèn)證。

此外,，文章開頭提及的華為哈勃,，正是以企業(yè)為代表的產(chǎn)業(yè)基金也正在積極布局光刻膠板塊，為光刻膠國產(chǎn)替代提供資金幫助,。
而中資晶圓廠的快速崛起則為國產(chǎn)光刻膠提供了廣闊市場空間和驗證導(dǎo)入機會,。

根據(jù)IC  Views 統(tǒng)計顯示，2021年我國大陸半導(dǎo)體公司在生產(chǎn)線投資總金額達(dá)1900億,，其中中芯國際在北京,、上海、浙江,、廣東,、天津五地都有布局、投資總額超760億,。未來中資晶圓廠在逐步完成供應(yīng)鏈自主化過程中,，國產(chǎn)光刻膠將迎來確定性替代機會。

至此,，我國大陸半導(dǎo)體光刻膠產(chǎn)業(yè)自主化路線圖就清晰了不少,，整體可分三步走：

首先在成熟制程實現(xiàn)面向中資晶圓廠的驗證導(dǎo)入，形成對日美光刻膠供應(yīng)商的部分替換,；

然后在先進新建產(chǎn)線與中資晶圓廠配套研發(fā),，實現(xiàn)工藝向前靠攏；

最后再逐步完成全產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控。

4

尾聲

華為被美國制裁,，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)引發(fā)全民討論熱潮時,，曾經(jīng)有一個很經(jīng)典的問題：造原子彈和造光刻機哪個難？

在半導(dǎo)體的很多分工環(huán)節(jié)上,，技術(shù)突破往往解決的是從0到1,，而從1到100，所依賴的往往是成本控制,、良率提升和市場反饋,，說白了也就是產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同。

從中興,、華為被制裁開始的這一輪半導(dǎo)體軍備競賽,，本質(zhì)上是為大陸的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)造了一個關(guān)鍵的窗口期。各種因素導(dǎo)致的內(nèi)需和內(nèi)研形成了特殊情況下的快速調(diào)配,，同時因為有來自頂層的政策和資金支持,，無論是工藝的改進、還是成本的優(yōu)化,、或是良率的提升,，都給了供應(yīng)商與品牌長期協(xié)作磨合的時間與機會。

而目前國產(chǎn)半導(dǎo)體光刻膠已經(jīng)取得了里程碑式的突破,，涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀企業(yè),。

有彤程新材（KrF光刻膠批量供應(yīng)中芯、長存等多家下游客戶,，G線光刻膠的市場占有率達(dá)到60％）,，晶瑞電材（g／i線批量供應(yīng)多年，KrF已通過測試）,，上海新陽（KrF形成銷售,，ArF研發(fā)進展順利），華懋科技（投資徐州博康,，擁有光刻膠全產(chǎn)業(yè)鏈能力）,，2022年國產(chǎn)半導(dǎo)體光刻膠有望開花結(jié)果實現(xiàn)放量。

所以,，為了不再受制于人,，光刻膠國產(chǎn)化是大勢所趨。但在實現(xiàn)國產(chǎn)化的目標(biāo)中,，我們依舊有很長的路要走,。

已經(jīng)形成星星之火的國內(nèi)頭部企業(yè)，且行且珍惜,。

參考資料：

［1］ 國產(chǎn)光刻膠：破曉而生,，踏浪前行,，德邦證券［2］ 信越限供中國光刻膠背后,，日本半導(dǎo)體材料的可怕實力,，icad［3］ 光刻膠的崛起之路，沒那么容易,，星空財富［4］ 半導(dǎo)體材料景氣持續(xù),，國產(chǎn)替代正當(dāng)時，華創(chuàng)證券［5］ 半導(dǎo)體材料系列報告（一）：光刻膠篇國產(chǎn)替代道阻且長,，國內(nèi)光刻膠企業(yè)砥礪前行,，平安證券［6］ 光刻膠行業(yè)深度報告：光刻核心材料亟需替代，國產(chǎn)光刻膠黃金發(fā)展機遇已至,，中泰證券

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