光刻胶是晶圆制造重要材料。光刻胶又称光致抗蚀剂，是一种感光材料，本身算是一种精细化工品，由树脂、添加剂、光引发剂和溶剂等组成，在光的照射下发生溶解度的变化，可以通过曝光、显影及刻蚀等一系列步骤将掩膜板上的图形转移到基片上，主要用在光刻胶涂胶等关键光刻步骤上。光刻胶是电子产品细微加工技术的关键性电子产品，被广泛应用于半导体、液晶显示（LCD）、印刷电路板（PCB）等领域。
摩尔定律推动光刻胶技术加速迭代。摩尔定律指出半导体中晶体管的密度与其性能每 18 至 24 个月翻 1 倍。在光刻技术下，光刻的线宽极限和精度直接决定了集成电路的集成度、可靠性和成本。由于光源波长与加工线宽呈线性关系，光源采用更短的波长，将得到更小的图案、在单位面积上就能实现更高的电子元件集成度，从而有更高的晶体管的密度，这使得芯片性能可以呈指数增长，成本却同步大幅下降。由于光源波长与加工线宽的改善，推动光刻胶技术发展，经历了紫外宽谱（300~450nm）、G 线（436nm）、I 线（365nm）、KrF（248nm）、ArF（193nm）、EUV（13.5nm）等一系列技术进步（波长依次递减，可依次用于加工更加先进的芯片），从技术上经历了环化橡胶体系、酚醛树脂-重氮萘醌体系及化学放大体系。
光刻胶分类：
按照反应原理划分成正性光刻胶和负性光刻胶。按照曝光后化学反应原理和溶解度变化分类，光刻胶可以分为正性光刻胶和负性光刻胶。光刻胶在经过曝光后，正性光刻胶被曝光区域可溶于显影液，留下的光刻胶薄膜的图形与掩模版相同，负性光刻胶则相反。
按下游应用划分为半导体光刻胶、LCD 光刻胶、PCB 光刻胶。半导体光刻胶的技术门槛较高，可以按曝光光源波长划分为为紫外宽谱（300~450nm）、 G 线（436nm）、I 线（365nm）、KrF（248nm）、ArF（193nm）、EUV（13.5nm） 等 6 个主要种类。随着其曝光波长依次递减其极限分布率依次上升，从而可适用于更加先进的芯片。LCD 光刻胶主要包括彩色光刻胶和黑色光刻胶、触摸屏光刻胶、TFT-LCD 光刻胶，可被用于制备彩色滤光片，沉积 ITO 制作等。PCB 光刻胶的技术壁垒最低，主要包括干膜光刻胶、湿膜光刻胶和光成像阻焊油墨，应用于微细图形加工中。
光刻胶行业四大壁垒：
1.技术壁垒主要体现在配方技术、质量控制技术和原材料技术三方面。配方技术是光刻胶实现功能的核心，而质量控制技术能够保证光刻胶性能的稳定性，光刻胶原材料的品质对光刻胶的质量起着关键作用。
配方技术：是光刻胶制造商最核心的技术。光刻胶下游应用广泛，不同的客户会有不同的应用需求，同一个客户也有不同的光刻应用需求。因此，制造商通过调整光刻胶的配方，满足差异化的应用需求，配方就异常重要。一般一块半导体芯片在制造过程中需要进行 10-50 道光刻过程，由于基板不同、分辨率要求不同、蚀刻方式不同等，不同的光刻过程对光刻胶的具体要求也不一样，即使类似的光刻过程，不同的厂商也会有不同的要求。针对以上不同的应用需求，光刻胶的品种非常多，这些差异主要通过调整光刻胶的配方来实现。
质量控制技术：由于用户对光刻胶的稳定性、一致性要求高，需要光刻胶对感光灵敏度、膜厚的一致性保持在较高水平，因此，光刻胶生产商不仅仅要配置齐全的测试仪器，一般需要光刻机测试，还需要建立一套严格的 QA 体系以保证产品质量稳定。
原材料技术：光刻胶由树脂、光引发剂、溶剂和添加剂等不同性质的原料，通过不同的排列组合， 经过复杂、精密的加工工艺而制成。因此，光刻胶原材料的品质对光刻胶的质量起着关键作用，国内材料这一块基本完全依赖进口，国产化率极低。
2.客户壁垒，下游客户认证过程复杂、周期长，更换合作商意愿不强。客户对光刻胶产品认证所需时间周期较长，通常 LCD 光刻胶的验证周期为 1-2 年，半导体光刻胶的验证周期为 2-3 年左右。而且由于光刻胶技术壁垒较高且对电子元器件、部件的功能和稳定性影响大，下游客户对供应商的选择非常谨慎。由于认证成本较高、更换风险比较大，下游客户非常重视与其合格供应商建立长期稳定的合作关系，切换原有光刻胶供应的意愿不强。
3.设备壁垒，光刻机是高端光刻胶研发的重要装备。光刻机是制造芯片的核心装备，也是光刻胶材料研发的重要设备，光刻胶是需要光刻机验证产品的性能，而国内高端光刻机基本被锁死。光刻机的成本占光刻胶制造商的设备投资比重较高，根据晶瑞电材的集成电路制造用高端光刻胶研发项目信息，设备及安装费占总投资额的 69%，而光刻机就占设备及安装费的 44%。
4.原材料壁垒：光刻胶的原材料是树脂、添加剂、光引发剂和溶剂。从成本占比来看，树脂占比最大约 50%，其次是添加剂占比约 35%，剩余成本合计占比约 15%。树脂作用相当于粘合剂，添加剂（包括单体、助剂等）则控制和改变光刻材料的特定化学性质或光响应特性；光引发剂（包括感光剂、光致产酸剂等）是光刻胶材料中的光敏成分，发生光化学反应；溶剂使光刻胶具有流动性。目前高端的光引发剂、添加剂、树脂等国内产业链不完善，难以大规模量产，所以几乎完全依赖进口。
竞争格局
全球光刻胶市场主要被日美企业垄断，CR4 约 70%。全球光刻胶市场高度集中，2020 年 CR4 达 69.4%。其中日本企业牢牢占据龙头地位，数据显示， 2020 年，日本企业在半导体光刻胶市场中占据的份额至少在 60%以上。在半导体光刻胶的细分市场中，2020 年，日本东京应化在 G/I 线、KrF 和 EUV 光刻胶市场的份额位列全球第一，分别是 25.2%、31.4%和 51.8%；而在 ArF 光刻胶产品市场中，日本 JSR 以 24.9%的市场份额位列全球第一；此外，美国杜邦公司在G/i 线光刻胶市场中也占据明显优势，市场份额位列全球前二。
光刻胶国产化
从供给方面来看，国产光刻胶产品结构以低端为主，主要集中在 PCB 光刻胶（占比 94.4%），而高端产品半导体光刻胶（占比 1.6%）和 LCD 光刻胶（占比 2.7%）的占比非常低， 仍需大量进口，因此国产化率较低，半导体光刻胶中 G/I 线国产化率 10%，高端 KrF、ArF 国产化率不足 5%。G/I 线国产化率 20%，高端 KrF、ArF 国产化率不足 5%。受制于高端光刻胶的高技术壁垒，生产工艺复杂，纯度要求高，认证周期需要 2-3 年，后发国家追赶难度大。我国以 KrF、ArF 光刻胶为代表的高端半导体光刻胶领域市场份额仍然较小，长期为国外巨头所垄断。
文章部分转自 东方财富证券 周旭辉《断供风险加剧，高端光刻胶迎国产化良机方》
