光刻膠行業(yè)深度研究:半導(dǎo)體材料皇冠上的明珠-迎來國(guó)產(chǎn)化機(jī)遇_第1頁
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光刻膠行業(yè)深度研究:半導(dǎo)體材料皇冠上的明珠_迎來國(guó)產(chǎn)化機(jī)遇

1.光刻膠:泛半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)核心材料,高價(jià)值量&高壁壘

1.1.光刻膠:泛半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)核心材料,半導(dǎo)體材料皇冠上的明珠

光刻膠又名“光致抗蝕劑”,光刻膠具有光化學(xué)敏感性,通過利用光化學(xué)反應(yīng),并經(jīng)光刻工藝將所需要的微細(xì)圖形從掩模版轉(zhuǎn)移到待加工基片上。光刻膠被廣泛應(yīng)用于光電信息產(chǎn)業(yè)的微細(xì)圖形線路的加工制作,是微細(xì)加工技術(shù)的關(guān)鍵材料,可應(yīng)用于PCB、LCD與集成電路等下游領(lǐng)域。

光刻膠主要是由光引發(fā)劑(包括光增感劑、光致產(chǎn)酸劑)、光刻膠樹脂、單體(活性稀釋劑)、溶劑和其他助劑組成的對(duì)光敏感的混合液體。樹脂和光引發(fā)劑是光刻膠最核心的部分,樹脂對(duì)整個(gè)光刻膠起到支撐作用,使光刻膠具有耐刻蝕性能;光引發(fā)劑是光刻膠材料中的光敏成分,能發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。

光刻膠廣泛應(yīng)用于IC、面板顯示和PCB等下游泛半導(dǎo)體領(lǐng)域。光刻膠自1959年被發(fā)明以來,就成為半導(dǎo)體工業(yè)最核心的工藝材料;隨后光刻膠被改進(jìn)運(yùn)用到印制電路板的制造工藝,成為PCB生產(chǎn)的重要材料;二十世紀(jì)九十年代,光刻膠又被運(yùn)用到LCD器件的加工制作,對(duì)LCD面板的大尺寸化、高精細(xì)化、彩色化起到了重要的推動(dòng)作用。光刻膠經(jīng)過幾十年不斷的發(fā)展和進(jìn)步,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,衍生出非常多的種類。

在IC(集成電路)行業(yè):光刻工藝是將掩膜版的電路結(jié)構(gòu)復(fù)制到硅片上的過程,,而光刻膠是光刻工藝中的重要材料。光刻工藝的成本約為整個(gè)芯片制造工藝的35%,并且耗費(fèi)時(shí)間約占整個(gè)芯片工藝的40%-60%。可以將光刻工藝和照相技術(shù)做一個(gè)類比,照相是將鏡頭里的畫面“印”到底片上,光刻工藝是將電路圖和電子元件“刻”在“底片”上。

在LCD面板行業(yè):應(yīng)用于顯示面板行業(yè)的光刻膠可以按用途再細(xì)分為TFT用光刻膠、觸摸屏用光刻膠和濾光片用光刻膠。

(1)TFT用光刻膠:用于在玻璃基板上制造場(chǎng)效應(yīng)管(FET)。每一個(gè)TFT都用來驅(qū)動(dòng)一個(gè)子像素下的液晶,因此需要很高的精度。

(2)觸摸屏用光刻膠:用于在玻璃基板上趁機(jī)ITO,從而制作圖形化的觸摸電極。

(3)濾光片用光刻膠:用于制作彩色濾光片,又分為彩色光刻膠和黑色光刻膠。

在PCB(印制電路板)行業(yè):PCB制造目前90%以上使用光刻膠光刻制造,所用材料為抗蝕油墨。早期電路板用絲網(wǎng)印刷方式將抗蝕油墨轉(zhuǎn)移到覆銅板上,形成電路圖案,再用腐蝕液腐蝕出電路板。但是由于光刻技術(shù)具有精度高、速度快、相對(duì)成本較低的優(yōu)勢(shì),已經(jīng)基本取代了絲網(wǎng)印刷方式制造電路板。

1.2.光刻工藝&光刻膠——半導(dǎo)體摩爾定律發(fā)展核心驅(qū)動(dòng)力

上世紀(jì)60年代,英特爾公司的創(chuàng)始人戈登·摩爾通過對(duì)1959—1965年芯片上晶體管的集成數(shù)據(jù)的觀察,提出了著名的“摩爾定律”——每隔18~24個(gè)月,芯片上集成的晶體管數(shù)目就會(huì)增加一倍,也就是說處理器的功能和處理速度會(huì)翻一番,而成本卻會(huì)降低一半。電子元件在芯片上集成度的迅速提高是集成電路性能提高、價(jià)格降低的重要原因。

迄今為止,規(guī)模集成電路均采用光刻技術(shù)進(jìn)行加工,光刻的線寬極限和精度直接決定了集成路的集成度、可靠性和成本。根據(jù)摩爾定律,由于光源波長(zhǎng)與加工線寬呈線性關(guān)系,這意味著光源采用更短的波長(zhǎng)將得到更小的圖案、在單位面積上實(shí)現(xiàn)更高的電子元件集成度,從而使得芯片性能可能呈指數(shù)增長(zhǎng),而成本卻同步大幅下降。

圖形的縮微需要曝光波長(zhǎng)的縮短來實(shí)現(xiàn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的演變,于是就有了光刻技術(shù)的演變迭代,支撐著整個(gè)數(shù)字時(shí)代的進(jìn)步。隨著光刻的曝光光源向深紫外光發(fā)展、加工線寬逼近10nm、甚至達(dá)到7nm以下,但同時(shí)光源的發(fā)生系統(tǒng)和聚焦系統(tǒng)也面臨更大的挑戰(zhàn),制造相同照度的曝光光源所需的能耗和加工成本也呈指數(shù)增長(zhǎng)。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)要繼續(xù)摩爾定律,就需要光刻膠等材料的革新和光刻技術(shù)的顛覆性轉(zhuǎn)變。

光刻膠可按照曝光波長(zhǎng)分為紫外光刻膠(300~450nm)、深紫外光刻膠(160~280nm)、極紫外光刻膠(EUV,13.5nm)、電子束光刻膠、離子束光刻膠、X射線光刻膠等。通常來說,波長(zhǎng)越短,加工分辨率越佳,X射線曝光可達(dá)到50nm左右的精度,深紫外光源的曝光精度在100nm左右,而由于電子的波長(zhǎng)較小,電子束光刻的加工精度可以達(dá)到10nm以內(nèi)。

不同曝光波長(zhǎng)的光刻技術(shù)的進(jìn)階意味重大的技術(shù)演變,需要光刻機(jī)與光刻膠的協(xié)同優(yōu)化來保證每個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的按時(shí)推出。自上世紀(jì)50年代開始,光刻技術(shù)經(jīng)歷了紫外全譜(300-450nm)、G線(436nm)、I線(365nm)、深紫外(248nm和193nm)、極紫外(13.5nm)和電子束光刻等六個(gè)階段,除了對(duì)應(yīng)于各曝光波長(zhǎng)的光刻機(jī)不斷取得進(jìn)階外,光刻膠及其組成部分也隨著光刻技術(shù)的發(fā)展而變化。

以ArF光刻膠為例,本世紀(jì)初,90nm節(jié)點(diǎn)邏輯器件開始采用ArF193nm光刻膠,一直沿用至65/55nm節(jié)點(diǎn);從45nm節(jié)點(diǎn)開始采用浸沒式ArF193nm光刻膠,對(duì)應(yīng)193nm浸液式光刻技術(shù)的極限分辨率是10nm(晶體管密度相當(dāng)于臺(tái)積電的7nm)。而EUV作為突破摩爾定律瓶頸的關(guān)鍵因素之一,已經(jīng)成為制造7nm、5nm和3nm邏輯集成電路的關(guān)鍵武器,相應(yīng)地,EUV光刻膠也需在這些工藝節(jié)點(diǎn)上與光刻技術(shù)配套使用。

1.3.光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈:樹脂&單體等原料、光刻膠成品——高價(jià)值&高壁壘

1.3.1.全球光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈:日本獨(dú)占鰲頭

光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈可以分為上游原材料,中游制造和下游應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)。上游包括感光樹脂、單體、光引發(fā)劑及添加助劑等原材料,中游包括PCB光刻膠、面板光刻膠和半導(dǎo)體光刻膠的制備,下游是各種光刻膠的應(yīng)用。

在上游原材料環(huán)節(jié),行業(yè)代表企業(yè)有陶氏杜邦、富士膠片、巴斯夫和強(qiáng)力新材等公司,全球主要生產(chǎn)企業(yè)分布于日本、美國(guó)、中國(guó)、韓國(guó)、英國(guó)以及荷蘭,其中所屬地在日本的企業(yè)占比為49%。我國(guó)企業(yè)數(shù)量占比有29%,但各個(gè)企業(yè)在光刻膠專用化學(xué)品上的產(chǎn)量和規(guī)模較小,品種規(guī)格較為單一,分布極不均衡。在技術(shù)含量相對(duì)較低的PCB光刻膠上游原材料,各國(guó)企業(yè)分布較為均衡,而在面板顯示和半導(dǎo)體光刻膠上游,被日韓美等廠商壟斷,國(guó)內(nèi)企業(yè)受限于關(guān)鍵技術(shù)積累少、產(chǎn)能規(guī)模小、資金投入有限等因素,市場(chǎng)份額很低。

在中游光刻膠制造環(huán)節(jié),全球光刻膠供應(yīng)市場(chǎng)高度集中,核心技術(shù)掌握在日、美等國(guó)際大公司手中,日本的JSR、東京應(yīng)化、信越化學(xué)及富士膠片四家企業(yè)占據(jù)了全球70%以上的市場(chǎng)份額,處于市場(chǎng)壟斷地位。在全球半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)上,日本企業(yè)處于絕對(duì)壟斷地位。

1.3.2.中國(guó)光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈:上游布局不全,中游正在崛起

國(guó)內(nèi)光刻膠行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈自上而下可以分為上游原材料,中游光刻膠制造商以及下游終端應(yīng)用廠商。

上游:原材料市場(chǎng)長(zhǎng)期被日韓廠商壟斷,國(guó)內(nèi)從事光刻膠原材料研發(fā)及生產(chǎn)的供應(yīng)商較少,光刻膠制造商對(duì)于光刻膠原材料主要依賴于進(jìn)口,在原材料環(huán)節(jié)的議價(jià)能力弱。光刻膠設(shè)備供應(yīng)商方面,主要依賴美國(guó)、日本、荷蘭等國(guó),國(guó)內(nèi)在上游設(shè)備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較弱,不如國(guó)外設(shè)備廠商議價(jià)能力強(qiáng)。

中游:國(guó)內(nèi)光刻膠行業(yè)中游制造商主要負(fù)責(zé)光刻膠的研發(fā)、制造與銷售,北京科華微電子和蘇州瑞紅是國(guó)內(nèi)光刻膠制造龍頭企業(yè),與國(guó)外知名廠商依然存在較大差距,特別是在高端半導(dǎo)體用光刻膠領(lǐng)域。

下游:國(guó)內(nèi)光刻膠行業(yè)下游主要包括半導(dǎo)體、平板顯示和PCB三大領(lǐng)域及其終端應(yīng)用。隨著5G應(yīng)用落地、新能源汽車行業(yè)快速發(fā)展、消費(fèi)電子等行業(yè)高景氣,以及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)與平板顯示行業(yè)逐步東移,國(guó)內(nèi)光刻膠行業(yè)下游需求有望持續(xù)強(qiáng)勢(shì)。

1.4.光刻膠及配套化學(xué)品占半導(dǎo)體材料產(chǎn)值12%

光刻膠及其配套化學(xué)品作為重要的半導(dǎo)體材料,在芯片制造材料成本中的占比高達(dá)12%,是繼晶圓、電子氣體之后第三大IC制造材料。

近年來,中國(guó)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)與全球市場(chǎng)形成鮮明對(duì)比,全球半導(dǎo)體材料將逐步向中國(guó)大陸市場(chǎng)轉(zhuǎn)移。近些年來,全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)受周期性影響較大,尤其中國(guó)臺(tái)灣、韓國(guó)兩地波動(dòng)較大。北美和歐洲市場(chǎng)幾乎處于零增長(zhǎng)狀態(tài),日本的半導(dǎo)體材料長(zhǎng)期處于負(fù)增長(zhǎng)狀態(tài)。全球范圍看,只有中國(guó)大陸半導(dǎo)體材料市場(chǎng)處于長(zhǎng)期增長(zhǎng)狀態(tài),2016-2018年連續(xù)三年增速超過10%。2007年至2018年,我國(guó)半導(dǎo)體材料銷售額從全球占比7.5%大幅提升至16.2%。2020年中國(guó)對(duì)新冠疫情的有效防控也幫助中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)迅速恢復(fù)生產(chǎn),穩(wěn)定需求和供給,與西方各國(guó)進(jìn)一步拉大差距。

半導(dǎo)體材料空間大,高端領(lǐng)域替代需求更旺。2019年中國(guó)大陸是各地區(qū)中唯一增長(zhǎng)的市場(chǎng),銷售額為86.9億美元,占全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)份額的17%,相比于國(guó)內(nèi)電子產(chǎn)業(yè)全球占比還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,在美日公司占據(jù)優(yōu)勢(shì)的情況下,雖然目前各大主要品類的半導(dǎo)體材料領(lǐng)域均有國(guó)內(nèi)企業(yè)涉足,但整體對(duì)外依存度仍在60%以上,特別地,大硅片、靶材、CMP拋光墊、高端光刻膠等半導(dǎo)體材料對(duì)外依存度高達(dá)90%以上,未來提升空間大。

半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)化率穩(wěn)步提升,IC光刻膠有望充分受益。2019年我國(guó)半導(dǎo)體材料生產(chǎn)企業(yè)用于國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體晶圓加工領(lǐng)域的銷售額達(dá)138億元,同比增長(zhǎng)4.4%,整體國(guó)產(chǎn)化率提高到23.8%,充分顯示了近年來企業(yè)綜合實(shí)力的提升。未來隨著半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)化率穩(wěn)步提升,光刻膠及其配套化學(xué)品有望受益。

1.5.技術(shù)&客戶壁壘高,行業(yè)持續(xù)高盈利能力

光刻膠按照用途可以分為半導(dǎo)體用光刻膠、面板顯示光刻膠和PCB光刻膠,技術(shù)難度逐級(jí)降低,IC用光刻膠的技術(shù)壁壘最高。在上游原材料環(huán)節(jié),存在原材料壁壘;在中游光刻膠制備環(huán)節(jié),存在配方壁壘、品質(zhì)管控壁壘以及設(shè)備壁壘,光刻膠制備完成之后,還面臨著下游客戶認(rèn)證壁壘。

技術(shù)壁壘和客戶認(rèn)證壁壘是光刻膠行業(yè)主要的壁壘。

(1)技術(shù)壁壘:光刻膠工藝復(fù)雜,定制化程度高,且難以對(duì)光刻膠成品進(jìn)行逆向分析和仿制,目前光刻膠核心技術(shù)被日本、歐美企業(yè)壟斷。全球光刻膠研制專利主要分布在日本和美國(guó),合計(jì)占比高達(dá)82%;

(2)客戶認(rèn)證壁壘:光刻膠在下游企業(yè)的審核認(rèn)證周期長(zhǎng)(1-3年),測(cè)試驗(yàn)證成本高。

由于光刻膠行業(yè)較高的技術(shù)壁壘高,被譽(yù)為半導(dǎo)體材料領(lǐng)域皇冠上的明珠,這也使得光刻膠行業(yè)保持持續(xù)較高的盈利能力。根據(jù)上海新陽光刻膠項(xiàng)目效益測(cè)算數(shù)據(jù),該項(xiàng)目穩(wěn)定產(chǎn)生收益后,項(xiàng)目的毛利率和凈利率分別有望達(dá)到55%以上和40%以上。

1.6.EUV光刻膠&電子束光刻膠:重要技術(shù)發(fā)展方向

隨著集成電路芯片設(shè)計(jì)尺寸的不斷減小,光學(xué)光刻越來越接近其物理分辨的極限,盡管通過193nm浸沒式、雙重曝光、雙重圖形等技術(shù)可以將193nm曝光延續(xù)到10nm工藝節(jié)點(diǎn),但工藝復(fù)雜度及成本越來越高,EUV光刻作為下一代光刻技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。EUV光刻技術(shù)不僅能夠提升光刻的精細(xì)程度,還能降低芯片的成本。

EUV光刻是集成電路先進(jìn)制程發(fā)展的趨勢(shì),目前市場(chǎng)上最先進(jìn)的芯片采用5納米工藝,臺(tái)積電等廠商正致力于將3nm制程商業(yè)化,而解決EUV光刻膠的難題則是推進(jìn)芯片制造技術(shù)的最關(guān)鍵途徑。據(jù)TECHCET預(yù)測(cè),EUV光刻膠的市場(chǎng)規(guī)模在2020年將超過1000萬美元,到2023年年平均增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)達(dá)到50%以上。目前,EUV光刻膠的市場(chǎng)幾乎被日本TOK、信越化學(xué)和JSR壟斷。

同時(shí),電子束光刻也是最受關(guān)注的下一代光刻技術(shù)之一。如前所述,限制紫外光刻分辨率的重要因素是光源的波長(zhǎng),而進(jìn)一步開發(fā)波長(zhǎng)更小的光源面臨巨大挑戰(zhàn)。電子束與紫外光一樣能使一些聚合物產(chǎn)生解鏈或者交聯(lián)反應(yīng),從而在顯影過程中形成對(duì)應(yīng)的圖形,因此,電子束光刻技術(shù)也在逐步發(fā)展。

電子束光刻是至今為止分辨率最高的光刻技術(shù),由于它是直寫式方法,不需要昂貴且費(fèi)時(shí)的掩模版,成本相對(duì)較低,而且易于控制、修改靈活,已經(jīng)引起廣泛重視。電子束光刻膠與紫外光刻膠的反應(yīng)機(jī)理相似,但由于光源特性——比如,電子束在反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生散射,導(dǎo)致其作用過程比紫外光刻復(fù)雜的多。

市場(chǎng)方面,目前EUV光刻膠的市場(chǎng)幾乎被日本TOK、信越化學(xué)和JSR壟斷,日本在EUV光刻膠領(lǐng)域具備十分明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。國(guó)外電子束光刻技術(shù)的研究水平已能加工出2.2nm的線寬,電子束光刻膠早已投入批量生產(chǎn)。而國(guó)內(nèi)尚未具備EUV和電子束光刻膠的研發(fā)與生產(chǎn)能力,這一方面仍需突破。

2.供需不匹配,IC、FPD領(lǐng)域KrF、ArF等光刻膠亟待國(guó)產(chǎn)化

2.1.市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算:中國(guó)市場(chǎng)發(fā)展速度遠(yuǎn)高于全球,重心逐漸東移

按下游應(yīng)用看,面板行業(yè),主要使用的光刻膠有彩色及黑色光刻膠、LCD觸摸屏用光刻膠、TFT-LCD正性光刻膠等;在PCB行業(yè),主要使用的光刻膠有干膜光刻膠、濕膜光刻膠、感光阻焊油墨等;在半導(dǎo)體集成電路制造行業(yè),主要使用G/I線光刻膠、KrF光刻膠、ArF光刻膠等。

全球光刻膠市場(chǎng)規(guī)模有望破百億美元,中國(guó)市場(chǎng)正在崛起。

根據(jù)Cision數(shù)據(jù),2019年全球光刻膠市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)約91億美元,自2010年至2019年CAGR約5.4%,預(yù)計(jì)該市場(chǎng)2019-2022年仍將以年均5%的速度增長(zhǎng),至2022年全球光刻膠市場(chǎng)規(guī)模將超過100億美元。2019年中國(guó)光刻膠市場(chǎng)規(guī)模約88億人民幣,預(yù)計(jì)該市場(chǎng)2019-2022年仍將以年均15%的速度增長(zhǎng),至2022年中國(guó)光刻膠市場(chǎng)規(guī)模將超過117億人民幣。

半導(dǎo)體光刻膠方面

全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模逐步提升,預(yù)計(jì)2020年達(dá)539億美元,2021年增長(zhǎng)5%,半導(dǎo)體光刻膠作為重要的半導(dǎo)體材料,主要的G-Line/I-Line、DUV光刻膠的2020年的市場(chǎng)規(guī)模繼2018年之后,會(huì)再次超過16億美元(約人民幣112億元)。另一方面,EUV光刻膠的市場(chǎng)規(guī)模在2020年超過1,000萬美元(約人民幣7,000萬元),到2023年年平均增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)達(dá)到50%以上。同時(shí),2020年-2022年,中國(guó)大陸圓晶廠將迎來投產(chǎn)高峰期。下游產(chǎn)能增長(zhǎng)將帶來對(duì)上游光刻膠等材料的高需求。據(jù)國(guó)內(nèi)晶圓廠的建設(shè)速度和規(guī)劃,預(yù)計(jì)2022年國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)是2019年的兩倍,半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)迎來高速發(fā)展,約55億元。

分不同曝光波長(zhǎng)看,目前,g線/i線光刻膠仍占據(jù)著最大的市場(chǎng)份額。隨著未來功率半導(dǎo)體、傳感器、LED市場(chǎng)的持續(xù)擴(kuò)大,i線光刻膠市場(chǎng)將持續(xù)增長(zhǎng),而精細(xì)化需求的增加將推動(dòng)KrF光刻膠的增長(zhǎng)并逐漸替代i線光刻膠。ArF光刻膠對(duì)應(yīng)的集成電路制程節(jié)點(diǎn)最為先進(jìn),且隨著雙/多重曝光技術(shù)的使用,ArF光刻膠的市場(chǎng)將快速成長(zhǎng)。此外,目前雖已有使用EUV來實(shí)現(xiàn)更高分辨率微細(xì)加工技術(shù)的試探,但由于新型微細(xì)加工技術(shù)的導(dǎo)入需要巨額的設(shè)備投資,半導(dǎo)體芯片制造商導(dǎo)入EUV加工技術(shù)的步伐暫未完全邁開。

PCB光刻膠方面

PCB光刻膠受益于中國(guó)PCB產(chǎn)業(yè)景氣度持續(xù)提升,PCB光刻膠(包含干膜光刻膠及阻焊油墨光刻膠)產(chǎn)業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移已經(jīng)基本完成,2015年,中國(guó)的PCB光刻膠產(chǎn)值已經(jīng)占全球的70%以上。2015-2020年中國(guó)PCB產(chǎn)值年復(fù)合增長(zhǎng)率為3.5%,高于全球增速。隨著PCB板向高密度、高精度、多層化發(fā)展,對(duì)于PCB光刻膠的質(zhì)與量的要求會(huì)越來越高。

面板光刻膠方面

彩色光刻膠——LCD面板生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵化學(xué)品,成本占比高。在LCD面板的加工過程中,彩色濾光片是液晶顯示器實(shí)現(xiàn)彩色顯示的關(guān)鍵器件,占面板成本的14-16%,其生產(chǎn)成本直接影響到液晶顯示器產(chǎn)品的售價(jià)和競(jìng)爭(zhēng)力;彩色光刻膠和黑色光刻膠是制備彩色濾光片的核心材料,在彩色濾光片材料成本中,彩色光刻膠和黑色光刻膠在整體成本中占比約27%。

全球各面板光刻膠的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定,彩色光刻膠的需求量最大。

2.2.PCB領(lǐng)域光刻膠基本突破國(guó)產(chǎn)化

隨著電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的突飛猛進(jìn),光刻膠市場(chǎng)總需求不斷提升。中國(guó)光刻膠市場(chǎng)需求增速高于國(guó)際平均,但中國(guó)本土供應(yīng)量在全球的占比僅有10%左右,具有較大發(fā)展空間。全球市場(chǎng)中,半導(dǎo)體、LCD、PCB用光刻膠的供應(yīng)結(jié)構(gòu)較為均衡;但中國(guó)市場(chǎng)中,本土供應(yīng)以PCB用光刻膠為主,LCD、半導(dǎo)體用光刻膠供應(yīng)量占比極低。

隨著PCB光刻膠生產(chǎn)廠商向中國(guó)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,PCB光刻膠專用電子化學(xué)品供應(yīng)商的市場(chǎng)份額及行業(yè)地位也在逐漸變化。2002年以前,國(guó)內(nèi)所需的干膜光刻膠和光成像阻焊油墨全部需要進(jìn)口,國(guó)內(nèi)尚無PCB光刻膠專用電子化學(xué)品的生產(chǎn)廠家。2002年以后,日本、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的干膜光刻膠、光成像阻焊油墨廠商開始在中國(guó)建立生產(chǎn)工廠,作為原料供應(yīng)商的中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)光引發(fā)劑廠商和日本光刻膠樹脂廠商也在此時(shí)進(jìn)入中國(guó)大陸建廠。

PCB光刻膠市場(chǎng)的行業(yè)集中度較高,在干膜光刻膠方面,中國(guó)臺(tái)灣長(zhǎng)興材料、日本旭化成、日本日立化成三家公司占據(jù)了全球超過80%的市場(chǎng)份額;光成像阻焊油墨方面,日本太陽油墨占據(jù)了全球約60%的市場(chǎng)份額,前十家公司占據(jù)了80%以上的市場(chǎng)份額。目前中國(guó)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的光刻膠主要集中在低端PCB光刻膠,國(guó)產(chǎn)化率約50%。

2.3.IC、FPD領(lǐng)域KrF、ArF等光刻膠對(duì)外依存度高,亟待國(guó)產(chǎn)化

與低端PCB光刻膠的高國(guó)產(chǎn)化率形成鮮明對(duì)比的是,高端LCD光刻膠和半導(dǎo)體光刻膠領(lǐng)域基本依賴于進(jìn)口,如面板領(lǐng)域彩色光刻膠、半導(dǎo)體領(lǐng)域KrF光刻膠國(guó)產(chǎn)化率5%左右,半導(dǎo)體領(lǐng)域ArF光刻膠份額1%左右、EUV更是全部進(jìn)口。在LCD光刻膠領(lǐng)域,中國(guó)企業(yè)已逐漸具備一定競(jìng)爭(zhēng)力,中國(guó)的大部分光刻膠企業(yè)均涉及面板領(lǐng)域,但中國(guó)LCD光刻膠的綜合國(guó)產(chǎn)化率還處在5%左右的較低水平,存在較大進(jìn)口替代空間;而中國(guó)半導(dǎo)體光刻膠技術(shù)水平離國(guó)際先進(jìn)水平差距更大,與世界先進(jìn)水平仍有2-3代的差距,之路任重道遠(yuǎn)。

中國(guó)半導(dǎo)體光刻膠:技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)水平差距較大

半導(dǎo)體光刻膠代表了光刻膠發(fā)展的最高水平。目前,主要面向45nm以下制程工藝的ArF浸沒光刻膠在國(guó)際上是主流,為主要市場(chǎng)參與者所掌握,而國(guó)內(nèi)廠商在這一領(lǐng)域尚未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。在更為先進(jìn)的EUV光刻膠領(lǐng)域,JSR與東京應(yīng)化已經(jīng)有能力供應(yīng)面向10nm以下半導(dǎo)體制程的EUV光刻膠。在技術(shù)積累,產(chǎn)能建設(shè),品牌形象等多個(gè)領(lǐng)域,目前中國(guó)廠商與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手目前均有較大差距。

以KrF光刻膠和ArF光刻膠為代表的高端光刻膠是目前國(guó)際上使用量最高的半導(dǎo)體光刻膠,在全球半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)占比分別41%和22%。其中,KrF光刻膠可用于3DNAND等產(chǎn)品的生產(chǎn)制造,目前KrF厚膜光刻膠主要由日韓、歐美等國(guó)家提供,國(guó)產(chǎn)化率不足5%;ArF光刻膠可以用于90nm-14nm甚至7nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)的集成電路制造工藝,廣泛應(yīng)用于高端芯片制造,如邏輯芯片、AI芯片、5G芯片和云計(jì)算芯片等,國(guó)內(nèi)ArF光刻膠幾乎全部依賴進(jìn)口,超過90%為日本廠商制造。

KrF光刻膠和ArF光刻膠對(duì)外依存度極高,亟需國(guó)產(chǎn)化。目前國(guó)內(nèi)適用于8英寸硅片的KrF光刻膠的自給率不足5%,而適用于12寸硅片的ArF光刻膠基本依靠進(jìn)口,空間很大。國(guó)內(nèi)廠商紛紛布局KrF光刻膠和ArF光刻膠,如晶瑞股份子公司蘇州瑞紅高端KrF(248nm)光刻膠完成中試,產(chǎn)品分辨率達(dá)到了0.25~0.13μm的技術(shù)要求,建成了中試示范線;南大光電ArF光刻膠產(chǎn)品2020年底通過客戶認(rèn)證,成為國(guó)內(nèi)通過產(chǎn)品驗(yàn)證的第一只國(guó)產(chǎn)ArF光刻膠。等等。

面板光刻膠:廠商多有布局,國(guó)產(chǎn)化率仍然較低

彩色光刻膠和黑色光刻膠是彩色濾光片制造中的關(guān)鍵材料,彩色光刻膠和黑色光刻膠的生產(chǎn)目前由日本、韓國(guó)公司主導(dǎo),全世界的生產(chǎn)幾乎被數(shù)家日本、韓國(guó)廠商所壟斷,近幾年中國(guó)大陸、中國(guó)臺(tái)灣的少數(shù)廠商才開始實(shí)現(xiàn)突破并進(jìn)入該領(lǐng)域。

LCD光刻膠的全球供應(yīng)集中在日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等地區(qū),境外企業(yè)的市占率超過90%。核心材料中,彩色濾光片所需的顏料和顏料分散技術(shù)主要被阪田油墨、御國(guó)色素等日本顏料廠商所掌握,彩色光刻膠和黑色光刻膠的核心技術(shù)基本被日本和韓國(guó)企業(yè)壟斷。隨著中國(guó)大陸企業(yè)在LCD光刻膠領(lǐng)域的積極布局,目前已能在TFT正性膠等產(chǎn)品方面具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力,但在技術(shù)含量更高的彩色光刻膠方面,仍處于探索研發(fā)階段。

彩色光刻膠和黑色光刻膠所用的上游材料也被國(guó)際大公司高度壟斷,如顏料、光引發(fā)劑、樹脂等原料,性能要求特別、品質(zhì)要求苛刻,壟斷程度更高。如高性能光引發(fā)劑市場(chǎng)長(zhǎng)期被BASF公司壟斷,LCD光刻膠樹脂主要由日本供應(yīng)商供應(yīng)。

大陸企業(yè)方面布局廠商有:

(1)強(qiáng)力新材布局光刻膠上游單體及光引發(fā)劑,其研發(fā)的LCD肟酯類光引發(fā)劑填補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)空白,打破了BASF的壟斷。

(2)雅克科技收購江蘇科特美55%股權(quán)及LG化學(xué)下屬的彩色光刻膠事業(yè)部的部分經(jīng)營(yíng)性資產(chǎn)。通過收購,雅克科技擁有了韓國(guó)光刻膠龍頭COTEM的相關(guān)專利,也將同時(shí)掌握彩膠和正膠的制程工藝,以及全球知名大客戶資源(如LGDisplay),成為全球主要的面板光刻膠供應(yīng)商之一。

3.發(fā)展歷史:起源美國(guó),日本稱霸,重視光刻膠+光刻機(jī)聯(lián)動(dòng)產(chǎn)業(yè)規(guī)律

3.1.美國(guó)占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢(shì),光刻膠發(fā)源地、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化

起源于美國(guó),柯達(dá)KTFR光刻膠為光刻膠工業(yè)的開創(chuàng)者,光刻膠跟隨摩爾定律不斷演進(jìn)。1950s貝爾實(shí)驗(yàn)室嘗試開發(fā)首塊集成電路,半導(dǎo)體光刻膠由此誕生,并成為六七十年代半導(dǎo)體工業(yè)的主力體系,為半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展立下汗馬功勞。邏輯支撐跟隨摩爾定律,光刻膠不斷推進(jìn)產(chǎn)業(yè)演進(jìn)。i線/g線光刻膠的產(chǎn)業(yè)化始于上世紀(jì)70年代,KrF光刻膠的產(chǎn)業(yè)化也早在上世紀(jì)80年代就由IBM完成。

受半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移等影響,全球光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈自誕生至今共發(fā)生了3次較大規(guī)模的轉(zhuǎn)移。由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整體從美國(guó)-日本-韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣-中國(guó)大陸進(jìn)行轉(zhuǎn)移,同時(shí)由于下游市場(chǎng)需求的轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散以及光刻機(jī)等配套產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移,全球光刻膠產(chǎn)業(yè)大致經(jīng)歷了“美國(guó)起源-日本爭(zhēng)霸-中國(guó)崛起”三個(gè)階段。

美國(guó)強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)、科技基礎(chǔ)、半導(dǎo)體先發(fā)優(yōu)勢(shì)和大規(guī)模集成電路需求催生了美國(guó)光刻產(chǎn)業(yè)。基于美國(guó)強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)及科技優(yōu)勢(shì)支撐、人才的吸納與培養(yǎng)、完備的政策引導(dǎo)及美國(guó)科學(xué)基金等的支持促使美國(guó)有強(qiáng)大的研發(fā)投入資本,使得美國(guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢(shì),同時(shí)由于美國(guó)大規(guī)模集成電路的需求,加速催生了全球第一批光刻產(chǎn)業(yè)。

美國(guó)IBM公司不斷推進(jìn)光刻膠的演進(jìn),在光刻膠早期市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。美國(guó)IBM公司不斷突破光刻膠材料,將tBOC光刻膠作為專有知識(shí)產(chǎn)權(quán)材料,化學(xué)放大tBOC光刻膠使得IBM成為第一個(gè)使用深紫外制造技術(shù)的公司,賦予了IBM顯著的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),在化學(xué)放大光刻膠的時(shí)代牢牢占據(jù)了市場(chǎng)主導(dǎo)地位。

美國(guó)光刻膠產(chǎn)業(yè)為何逐漸衰弱:

(1)20世紀(jì)70s-90s,美國(guó)光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)衰退,光刻機(jī)被日本的尼康和佳能所占據(jù),失去了配套的光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)后美國(guó)的光刻膠產(chǎn)業(yè)也逐漸呈現(xiàn)頹勢(shì);

(2)20世紀(jì)90年代,其他光刻膠產(chǎn)業(yè)推出自己的化學(xué)放大深紫外光刻膠,打破了IBM對(duì)材料的壟斷。

(3)計(jì)算機(jī)巨頭踴躍參與半導(dǎo)體制造,多數(shù)企業(yè)(包括IBM)傾向于從專業(yè)的外部供應(yīng)商獲得制造設(shè)備(光刻機(jī))和材料(光刻膠),IBM由于市場(chǎng)行業(yè)分工的動(dòng)力積極地將第2代和第3代化學(xué)放大光刻膠轉(zhuǎn)移到了外界,加速了美國(guó)光刻膠產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。

總結(jié)光刻膠“美國(guó)起源-日本爭(zhēng)霸-中國(guó)崛起”產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的背后邏輯主要系:

(1)跟隨半導(dǎo)體整體市場(chǎng)的轉(zhuǎn)移而轉(zhuǎn)移;

(2)受整體研發(fā)實(shí)力以及技術(shù)的轉(zhuǎn)移而轉(zhuǎn)移;

(3)受全球貿(mào)易環(huán)境的影響,例如日韓貿(mào)易摩擦推動(dòng)日中的光刻膠轉(zhuǎn)移;

(4)受光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)影響;

(5)受國(guó)家對(duì)光刻膠產(chǎn)業(yè)的重視程度、扶持力度以及國(guó)家的經(jīng)濟(jì)、科技實(shí)力影響。

3.2.下游需求崛起,日本逐步壟斷全球光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈

解讀日本光刻產(chǎn)業(yè)崛起:20世紀(jì)50-60年代,日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐漸萌芽,在科研投入和下游需求拉動(dòng)的作用下,日本光刻產(chǎn)業(yè)于20世紀(jì)70-90年代成功崛起。

承接半導(dǎo)體裝配產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移下游家電需求拉動(dòng),日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐漸萌芽。戰(zhàn)后日本經(jīng)濟(jì)以勞動(dòng)密集型紡織業(yè)為主,50年代開始逐步承接美國(guó)勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)的半導(dǎo)體裝配產(chǎn)業(yè)以及IC制造產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷轉(zhuǎn)型升級(jí),戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展。隨后,日本家電產(chǎn)業(yè)的繁榮帶動(dòng)上游半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的崛起。

日本“產(chǎn)、學(xué)、官”相互協(xié)作體系誕生,一舉奠定了一舉奠定了日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力基礎(chǔ)。1976年至1979年,日本開始建立“VLSI技術(shù)研究所”,由政府出資320億日元,企業(yè)籌集400億元,聯(lián)合日立、NEC、富士通、三菱、東芝五大企業(yè),共同設(shè)立國(guó)家性科研機(jī)構(gòu),依賴于舉國(guó)體制,1986年日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)第一次市占率超美。

解讀日本光刻膠產(chǎn)業(yè)崛起:

(1)日本光刻機(jī)尼康和佳能的崛起,帶動(dòng)了上游核心材料光刻膠的崛起;

(2)美國(guó)IBM公司積極轉(zhuǎn)移第2代和第3代化學(xué)放大光刻膠,放棄光刻膠發(fā)展機(jī)會(huì),行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壓力減??;

(3)東京應(yīng)化于1995年實(shí)現(xiàn)KrF光刻膠的商業(yè)化,恰逢半導(dǎo)體工藝制程節(jié)點(diǎn)逐步觸碰i線光刻的極限,天時(shí)地利下,日本光刻膠成功崛起。

半導(dǎo)體第二次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移后,日本光刻膠憑借高度的技術(shù)壁壘和市場(chǎng)壁壘,仍占據(jù)高端市場(chǎng)的壟斷地位。伴隨半導(dǎo)體第二次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,失去和光刻機(jī)設(shè)備市場(chǎng)協(xié)同的日本光刻膠產(chǎn)業(yè)憑借多年積累的技術(shù)壁壘,在高端的ArF和EUV光刻膠市場(chǎng)站穩(wěn)腳步,日本廠商進(jìn)一步鞏固霸主地位。

當(dāng)前日本光刻膠仍保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),企業(yè)數(shù)量約占全球一半。據(jù)產(chǎn)業(yè)研究與顧問公司勢(shì)銀(TrendBank)調(diào)研,全球光刻膠用光引發(fā)劑、溶劑、成膜樹脂及單體的主要生產(chǎn)企業(yè)總共44家,其中所屬地在日本的企業(yè)最多,占據(jù)全球光刻膠原材料生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量的49%。同時(shí)國(guó)外企業(yè)在生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品品種規(guī)格上具有較明顯的優(yōu)勢(shì),且覆蓋面更廣。

3.3.光刻膠&光刻機(jī)產(chǎn)業(yè):協(xié)同發(fā)展

光刻膠是光刻機(jī)的核心耗材,光刻機(jī)與光刻膠在新產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品銷售等方面均存在一定協(xié)同效應(yīng)。光刻是芯片誕生過程中至為關(guān)鍵的步驟,復(fù)雜度較高,光刻機(jī)與光刻膠需要搭配使用,光刻工藝需要經(jīng)歷硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻膠、軟烘、對(duì)準(zhǔn)曝光、后烘、顯影、硬烘、刻蝕、檢測(cè)等數(shù)道工序才得以最終完成。

與光刻膠產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移類似,全球光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了“光刻機(jī)早期-群雄爭(zhēng)霸-ASML崛起”三個(gè)階段。光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移前期與光刻膠產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移步調(diào)一致,主要是從美國(guó)轉(zhuǎn)移至日本,而在20世紀(jì)80年代,由飛利浦和荷蘭國(guó)際先進(jìn)半導(dǎo)體材料公司合資成立的ASML成為行業(yè)黑馬,逐漸在半導(dǎo)體高端光刻機(jī)市場(chǎng)一家獨(dú)大,形成了ASML、尼康和佳能三分天下局面。

解讀日本:20世紀(jì)七八十年代日本光刻機(jī)的崛起帶動(dòng)了日本光刻膠的發(fā)展,第二次半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移后,日本光刻機(jī)企業(yè)尼康衰退,光刻膠卻牢牢占據(jù)了高端市場(chǎng)壟斷地位。

光刻機(jī)發(fā)展帶來的光刻膠協(xié)同發(fā)展:

(1)光刻膠是光刻機(jī)重要的上游材料,對(duì)光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有至關(guān)重要的作用。20世紀(jì)70s-90s日本尼康和佳能的崛起帶動(dòng)了日本光刻機(jī)上游的光刻膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展,日本JSR進(jìn)軍光刻膠領(lǐng)域,東京應(yīng)化研制出日本首個(gè)正性光刻膠。

(2)日本光刻機(jī)和光刻膠的崛起是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的成果,戰(zhàn)后美國(guó)將半導(dǎo)體裝配產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移至日本,帶動(dòng)日本的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)萌芽;

(3)日本家電產(chǎn)業(yè)的繁榮帶動(dòng)上游半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的崛起,下游需求的增加帶動(dòng)了光刻機(jī)和光刻機(jī)的上游材料協(xié)同發(fā)展。

光刻機(jī)衰退后,光刻膠仍屹立不倒:

(1)由于尼康選擇干式投影技術(shù)放棄浸入式光刻技術(shù),在光刻機(jī)的波長(zhǎng)和成本方面與ASML相比皆不具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),開始逐漸衰退;

(2)基于JSR等日本企業(yè)先后研發(fā)出ArF光刻膠、ArF浸沒光刻膠等產(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)EUV光刻膠的量產(chǎn)、重視研發(fā)投入、目標(biāo)市場(chǎng)擴(kuò)展到歐洲、美國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、中國(guó)大陸和日本,并在中國(guó)擁有穩(wěn)定的生產(chǎn)基地,為世界各地開發(fā)和提供尖端材料,故日本企業(yè)仍能憑借高度的技術(shù)壁壘和市場(chǎng)壁壘,占絕光刻膠的高端市場(chǎng)。

解讀荷蘭:ASML在加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和不斷收購、投資的過程中搶占光刻機(jī)市場(chǎng),占據(jù)80%市場(chǎng)份額,成為光刻機(jī)領(lǐng)域的龍頭,沒有良好的光刻膠配套產(chǎn)業(yè)。

ASML光刻機(jī)為何能成為市場(chǎng)龍頭:

(1)模塊化分工外包協(xié)作,集中精力系統(tǒng)研發(fā)和整合,降低產(chǎn)業(yè)波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn);

(2)適宜的產(chǎn)品更新策略,推出PAS5000、雙工作臺(tái)、浸入式光刻機(jī)和EUV光刻機(jī)四大里程碑事件使得ASML在光刻機(jī)領(lǐng)域的地位逐漸不可撼動(dòng);

(3)適宜的經(jīng)營(yíng)管理策略,與飛利浦、臺(tái)積電和英特爾構(gòu)建穩(wěn)定的利益關(guān)系,積極并購美國(guó)公司和拓展海外市場(chǎng)。

荷蘭為何沒有配套的光刻膠配套產(chǎn)業(yè):

(1)日本光刻膠在高端的ArF和EUV光刻膠市場(chǎng)占據(jù)了高度的技術(shù)壁壘和市場(chǎng)壁壘,難以突破相關(guān)壁壘;

(2)為了分享產(chǎn)業(yè)波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)、合作伙伴共同研發(fā)攻克技術(shù),填補(bǔ)自身經(jīng)費(fèi)空白和滿足資本人才需求,ASML光刻機(jī)90%的零件都是面向全球采購,故沒有配套的光刻膠產(chǎn)業(yè)。

反觀中國(guó):在國(guó)家全力扶持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移背景和中國(guó)半導(dǎo)體消費(fèi)市場(chǎng)快速開拓之下,中國(guó)光刻產(chǎn)業(yè)正在逐步發(fā)展。

中國(guó)光刻膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展:中國(guó)光刻膠產(chǎn)業(yè)已建成248nm光刻膠生產(chǎn)線,研發(fā)EUV等中高端光刻膠材料,但仍與日本企業(yè)具有較大的差距。大陸北京科華微電子擁有中高檔光刻膠生產(chǎn)基地,分別有百噸級(jí)環(huán)化橡膠系紫外負(fù)性光刻膠和千噸級(jí)負(fù)性光刻膠配套試劑生產(chǎn)線、G/I線正膠生產(chǎn)線(500噸/年)和正膠配套試劑生產(chǎn)線(1000噸/年)、百噸級(jí)248nm光刻膠生產(chǎn)線;中國(guó)臺(tái)灣長(zhǎng)興化學(xué)工業(yè)股份有限公司、中國(guó)臺(tái)灣長(zhǎng)春化工集團(tuán)在PCB干膜光刻膠市場(chǎng)占有一席之地。

受下游電子終端消費(fèi)品市場(chǎng)拉動(dòng),國(guó)內(nèi)光刻膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快,整體處于起步階段。截至2019年5月,我國(guó)共有305家企業(yè)從事光刻膠生產(chǎn)和研發(fā),其中數(shù)量較多的省或直轄市為江蘇(86家)、廣東(59家)、上海(32家)、北京(20家)。低端光刻膠產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,半導(dǎo)體光刻膠研發(fā)尚處于起步階段。實(shí)力較強(qiáng)的上市公司在KrF和ArF線技術(shù)研發(fā)上尚處于起步狀態(tài),距離海外企業(yè)(尤其是日本企業(yè))仍存在較大差距。

中國(guó)光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展:國(guó)內(nèi)光刻機(jī)依賴進(jìn)口,中國(guó)臺(tái)灣臺(tái)積電取得一定的成就,但中國(guó)大陸距離國(guó)產(chǎn)化仍有相當(dāng)一段距離。總體而言,中國(guó)光刻正在高速發(fā)展,光刻膠的崛起有望帶動(dòng)國(guó)內(nèi)光刻機(jī)公司崛起,有望實(shí)現(xiàn)光刻機(jī)和光刻膠的協(xié)同發(fā)展。

4.國(guó)產(chǎn)化突圍:把握成熟制程,核心材料一體化是關(guān)鍵,看好先發(fā)優(yōu)勢(shì)龍頭

4.1.下游需求旺盛:面板制造產(chǎn)能向大陸聚集,半導(dǎo)體成熟制程擴(kuò)產(chǎn)顯著

下游需求旺盛,中上游高端制造業(yè)“缺芯少屏”,政府大力扶植,半導(dǎo)體、面板產(chǎn)業(yè)鏈表現(xiàn)出同樣的特征——下游旺盛需求倒逼上游產(chǎn)業(yè)進(jìn)步構(gòu)成發(fā)展根本動(dòng)力;政府和資本合力助推大陸半導(dǎo)體&面板制造蓬勃發(fā)展。5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能制造、智慧交通、智能電網(wǎng)等技術(shù)在中國(guó)快速發(fā)展,成為驅(qū)動(dòng)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。中國(guó)大陸對(duì)下游高科技產(chǎn)品的旺盛需求使其與日韓、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)相比,具備了天然的優(yōu)勢(shì)。中國(guó)也在從低成本制造逐漸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方案、再到技術(shù)創(chuàng)新,逐漸成為全球產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈的重要合作伙伴。

4.1.1.面板制造:LCD面板產(chǎn)能向大陸聚集

全球顯示面板產(chǎn)能正向大陸轉(zhuǎn)移?;仡櫲騆CD產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,產(chǎn)能經(jīng)歷了“美國(guó)起源—日本發(fā)展—韓國(guó)超越—中國(guó)臺(tái)灣崛起—大陸發(fā)力”的過程:最早由美國(guó)成功研發(fā)出LCD技術(shù),由日本廠商將LCD技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。1988年夏普推出世界第一臺(tái)14英寸的液晶顯示器,之后日本幾乎壟斷世界液晶面板產(chǎn)業(yè)。90年代后,韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣面板企業(yè)隨之崛起,成功超越日本企業(yè),并在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)主導(dǎo)整個(gè)市場(chǎng)。2009年后,大陸LCD面板廠商開始發(fā)力,經(jīng)過十年努力,發(fā)展起來以京東方、華星光電、惠科股份、中電熊貓、和天馬微電子等企業(yè)為代表的的LCD面板廠商,全球液晶面板產(chǎn)能也由日韓及中國(guó)臺(tái)灣轉(zhuǎn)向中國(guó)大陸。

2020年,由于韓國(guó)廠商產(chǎn)能退出政策等,中國(guó)廠商市場(chǎng)挾產(chǎn)能優(yōu)勢(shì),市場(chǎng)份額繼續(xù)上升。大尺寸方面,縱觀當(dāng)前趨勢(shì),韓國(guó)液晶電視面板制造商最終可能會(huì)退出液晶電視面板業(yè)務(wù),將其市場(chǎng)份額轉(zhuǎn)移給中國(guó)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手;根據(jù)TrendForce集邦咨詢顯示器研究處數(shù)據(jù),2020-2021年中國(guó)大陸面板廠囊括電視面板出貨排行榜前三大,合計(jì)共占LCD電視面板出貨量五成以上。中尺寸方面,根據(jù)TrendForce集邦咨詢初步統(tǒng)計(jì)2021年面板廠出貨數(shù)量,中國(guó)大陸面板廠在顯示器面板(monitor)的市占率,將自2020年的39%提升至52%;筆電面板市占率則由36%上升至39%。

液晶面板行業(yè)具備明顯的重資產(chǎn)特征,每條產(chǎn)線投資需上百億的資金,目前大陸廠商在高世代線領(lǐng)域已占據(jù)有利地位,大陸面板廠商擁有的8.X代線數(shù)已經(jīng)位居全球前列,未來投資興建的10+代線也以大陸廠商為主,領(lǐng)先于其他地區(qū)廠商。根據(jù)群智咨詢調(diào)研數(shù)據(jù),2019-2022E全球TV面板產(chǎn)線規(guī)劃來看,新產(chǎn)能、高世代線主要來源于中國(guó)大陸地區(qū),全球LCD面板制造產(chǎn)能正在向中國(guó)大陸聚集。

4.1.2.半導(dǎo)體:成熟制程擴(kuò)產(chǎn)顯著,28nm等技術(shù)將在國(guó)內(nèi)供需鏈迎來窗口爆發(fā)期

我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng),2011-2017年復(fù)合增長(zhǎng)率遠(yuǎn)超全球水平。據(jù)WSTS數(shù)據(jù)顯示,2011-2017年,全球集成電路市場(chǎng)銷售額僅從2471億美元增長(zhǎng)至3433億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率僅6%。與此同時(shí),在下游旺盛需求、國(guó)家政策推動(dòng)下,我國(guó)集成電路市場(chǎng)快速發(fā)展,2014年市場(chǎng)規(guī)模突破萬億元。而中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示,2011-2017年,我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模實(shí)現(xiàn)翻倍,由8066億元增長(zhǎng)至16709億元;銷售額擴(kuò)大近2倍,由1934億元增至5411億元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)19%。我國(guó)在顯示面板行業(yè)“后來居上”的發(fā)展歷程為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供經(jīng)驗(yàn)與信心。

封測(cè)先行,設(shè)計(jì)&制造隨后,我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向高附加值、高技術(shù)含量環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)型,對(duì)全產(chǎn)業(yè)鏈提出了更高要求。在設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)三大集成電路細(xì)分子行業(yè)中,封測(cè)附加值較低,設(shè)計(jì)、制造技術(shù)含量較高,于是,封測(cè)業(yè)成為我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的“先行軍”,據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2004年,我國(guó)封測(cè)業(yè)占集成電路銷售額的52%,至2019年,這一數(shù)字已降至31%。2004年以來,設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)三個(gè)子行業(yè)CAGR分別達(dá)27%、18%、15%。2017年,國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)包括設(shè)計(jì)企業(yè)1380家、制造企業(yè)58家、封測(cè)企業(yè)89家,華為海思、紫光展銳、中興微、華大位居全球設(shè)計(jì)企業(yè)20強(qiáng),中芯國(guó)際、華虹宏力位居制造企業(yè)20強(qiáng),江蘇新潮、南通華達(dá)、天水華天等4家企業(yè)位居封測(cè)10強(qiáng)。集成電路產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展也對(duì)全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)、各廠家提出了更高要求。

產(chǎn)能方面,國(guó)內(nèi)成熟制程擴(kuò)產(chǎn)顯著。當(dāng)前國(guó)內(nèi)成熟工藝代工仍然以中芯國(guó)際和華虹為主,中芯國(guó)際具有完善的成熟工藝節(jié)點(diǎn)制程的代工能力,可充分滿足下游各類需求,未來中芯國(guó)際將積極推進(jìn)上海8寸廠、天津8寸廠、深圳8寸廠產(chǎn)能擴(kuò)產(chǎn),并推動(dòng)寧波8寸廠投產(chǎn)。除中芯國(guó)際和華虹之外,粵芯、上海先進(jìn)(積塔半導(dǎo)體),士蘭集昕微等國(guó)內(nèi)現(xiàn)有成熟制程產(chǎn)線均有相應(yīng)的產(chǎn)能擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。后續(xù)晶圓代工環(huán)節(jié)國(guó)內(nèi)代工需求依然旺盛,預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)晶圓建廠和擴(kuò)產(chǎn)的熱潮將會(huì)至少持續(xù)2-3年。

根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)顯示,從2017-2021年全球200nm晶圓產(chǎn)能預(yù)計(jì)增加約1268k/月,CAGR約為4.5%;而根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)觀察及公司公告數(shù)據(jù)測(cè)算,同期我國(guó)200mm晶圓產(chǎn)能預(yù)計(jì)增加287k片,CAGR約為9.6%。

根據(jù)ICInsight數(shù)據(jù),從整體來說,2017年中國(guó)大陸200nm晶圓產(chǎn)能落后于中國(guó)臺(tái)灣、日本,與美國(guó)歐洲處于同一水平。2017年中國(guó)大陸200mm產(chǎn)能與世界總產(chǎn)能之比約為13.1%,然而2017-2021年間,中國(guó)大陸產(chǎn)能增量占全球增量比卻約為22.6%。

而根據(jù)公司公告及半導(dǎo)體行業(yè)觀察數(shù)據(jù),通過我們的測(cè)算,2021年中國(guó)大陸晶圓龍頭中芯國(guó)際的8英寸產(chǎn)能將達(dá)到358k片/月左右,2017-2021年間的CAGR達(dá)到了18%。

綜上,大陸地區(qū)作為近些年晶圓產(chǎn)能增量主要貢獻(xiàn)地區(qū),根據(jù)ICInsights預(yù)測(cè),2022年中國(guó)大陸有望成為全球第二市場(chǎng),晶圓產(chǎn)能將僅次于中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)。

半導(dǎo)體工藝技術(shù)不斷演進(jìn),先進(jìn)制程已達(dá)到5-7nm量產(chǎn)階段,但從終端產(chǎn)品需求看,成熟制程(28nm等)技術(shù)市場(chǎng)仍十分廣泛。據(jù)Omdia數(shù)據(jù),通訊方面,5G時(shí)代各種通訊基站及設(shè)施遍布,80%以上的芯片用量,都可由28nm及以上的成熟制程來完成;汽車電子方面,大部分的用量也都來自于14nm甚至28nm以上的技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)趨勢(shì)下,IC使用量增加,但不必用到7nm、5nm生產(chǎn),用28nm制程即可滿足大部分的需求。28nm成熟制程產(chǎn)能不足,在下游需求帶動(dòng)下,28nm全球的晶圓代工進(jìn)入快速擴(kuò)張期。

中芯國(guó)際已于2018年宣布完成28nmHKMG研發(fā),在今年3月的公告中,中芯國(guó)際稱將對(duì)中芯深圳進(jìn)行項(xiàng)目發(fā)展和營(yíng)運(yùn),重點(diǎn)生產(chǎn)28納米及以上的成熟工藝的集成電路,2022年開始生產(chǎn),并且最終形成每月約4萬片12吋晶圓的產(chǎn)能。而在全球晶圓廠與中國(guó)的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司的合作情況方面,國(guó)內(nèi)的晶圓代工企業(yè)已經(jīng)能夠?yàn)橹袊?guó)國(guó)內(nèi)的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)企業(yè)提供相當(dāng)比例的晶圓代工業(yè)務(wù),并且都主要集中在28nm及以上成熟制程上的合作。

28nm作為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),國(guó)內(nèi)圓晶廠已有一定量產(chǎn)能力,隨國(guó)內(nèi)成熟制程擴(kuò)產(chǎn)顯著,全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控迎來窗口期。根據(jù)Omdia數(shù)據(jù),從國(guó)內(nèi)28nm產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展上看,絕大多數(shù)設(shè)備和材料在28nm節(jié)點(diǎn)基本已不存在技術(shù)問題。以光刻機(jī)為例,上海微電子計(jì)劃于2021年交付首臺(tái)國(guó)產(chǎn)28nm的immersion光刻機(jī)。這也就意味著,國(guó)內(nèi)28nm產(chǎn)業(yè)鏈自主,很快能夠取得比較大的進(jìn)展。尤其是在貿(mào)易環(huán)境多變的情況下,國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的完善,或許能夠助力中國(guó)國(guó)內(nèi)的28nm得到更好的發(fā)展。Omdia認(rèn)為,28nm晶圓代工技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)2021年將在國(guó)內(nèi)逐步完成供應(yīng)鏈自主,14nm的自主可控產(chǎn)業(yè)鏈也將在2022年左右可以實(shí)現(xiàn)。為國(guó)內(nèi)上游材料、設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供窗口期。

4.2.上游核心材料&設(shè)備是全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控薄弱環(huán)節(jié),日本限制光刻膠供貨提供國(guó)產(chǎn)化催化劑

半導(dǎo)體行業(yè)技術(shù)難度高、產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)長(zhǎng)、下游應(yīng)用廣泛。其中,半導(dǎo)體材料與設(shè)備位于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的上游,是芯片制造、封測(cè)的支撐性行業(yè)。半導(dǎo)體設(shè)備和材料的供應(yīng)能力和質(zhì)量直接關(guān)系到我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的完整性,自主創(chuàng)“芯”意味著半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展;要實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控,材料與設(shè)備國(guó)產(chǎn)化是必然需求。

我國(guó)各大產(chǎn)業(yè)的起步都要晚于歐美日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家,雖然形成了后發(fā)優(yōu)勢(shì),使得我國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展程度處在前列,但最基礎(chǔ)的硬件制造產(chǎn)業(yè)反倒落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。以芯片為代表的高端制造業(yè)“卡脖子”問題是我國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、自主可控最突出的問題。就半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)而言,其發(fā)展最大的問題就在于產(chǎn)業(yè)鏈不平衡,而整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈最薄弱的環(huán)節(jié)就在于上游的半導(dǎo)體材料和設(shè)備環(huán)節(jié)。

4.2.1.華為&中芯國(guó)際被制裁——高端半導(dǎo)體工藝“卡脖子”

2020年5月,美國(guó)商務(wù)部將華為公司列入“實(shí)體清單”,此后禁令接連升級(jí),無論交易哪一階段,只要有華為公司參與,則任何公司未經(jīng)許可都不得出售用美國(guó)軟件或設(shè)備制造的半導(dǎo)體。2020年9月15日起,華為難以再從商業(yè)途徑獲得芯片。臺(tái)積電、英特爾、高通、聯(lián)發(fā)科、美光等芯片大廠乃至中芯國(guó)際都相繼宣布,即日起無法繼續(xù)為華為供貨。

華為公司近年來高速發(fā)展,2019年?duì)I收超8000億人民幣,其半導(dǎo)體采購支出僅次于Apple、三星,位居全球第三。梳理其全球供應(yīng)鏈,半導(dǎo)體軟件主要來自美國(guó)33家企業(yè)、半導(dǎo)體代工生產(chǎn)主要來自中國(guó)臺(tái)灣。

華為雖擁有芯片設(shè)計(jì)能力,仍因美國(guó)制裁措施受到打擊(如華為海思設(shè)計(jì)麒麟9000芯片委托臺(tái)積電生產(chǎn))。背后核心就在于半導(dǎo)體先進(jìn)制程尚未“國(guó)產(chǎn)”,高端半導(dǎo)體工藝成為“卡脖子”問題。

2020年12月3日,繼華為被制裁后,美國(guó)國(guó)防部將中芯國(guó)際加入“中國(guó)軍方企業(yè)”名單,意味著美國(guó)企業(yè)在向中芯國(guó)際供應(yīng)相關(guān)技術(shù)或產(chǎn)品時(shí),需要獲得政府許可,同時(shí)無法將獲得來自美國(guó)的資金支持。中芯國(guó)際成為第二家被制裁的中國(guó)高科技企業(yè),被半導(dǎo)體制造設(shè)備、材料“卡脖子”,背后仍是高端半導(dǎo)體工藝難以自主可控的重要短板。

4.2.2.日本光刻膠大廠限制供貨,多家晶圓廠KrF光刻膠供應(yīng)緊張,全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控刻不容緩,國(guó)產(chǎn)化加速

日本光刻膠大廠產(chǎn)能受限,國(guó)內(nèi)多家晶圓廠供貨受限,再次凸顯光刻膠國(guó)產(chǎn)化重要性。據(jù)集微網(wǎng)稱,由于KrF光刻膠產(chǎn)能受限以及全球晶圓廠積極擴(kuò)產(chǎn)等原因,日本信越化學(xué)已經(jīng)向中國(guó)大陸多家一線晶圓廠限制供貨KrF光刻膠,甚至已通知部分中小晶圓廠停止供貨KrF光刻膠,國(guó)內(nèi)多家晶圓廠將會(huì)面臨KrF光刻膠大缺貨的處境。由于地震原因,信越化學(xué)KrF光刻膠產(chǎn)線受到很大程度的破壞,至今尚未完全恢復(fù)生產(chǎn),在產(chǎn)線受到影響和晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)等多方因素下,信越化學(xué)不得不停止向中國(guó)大陸幾家晶圓廠供應(yīng)KrF光刻膠。雖然東京應(yīng)化(TOK)填補(bǔ)了信越化學(xué)海外大部分缺失的KrF光刻膠產(chǎn)能,但目前仍存在不小的缺口。

此外,以日韓貿(mào)易戰(zhàn)為鑒,材料“自主可控”成為國(guó)際趨勢(shì)。根據(jù)日本METI政府網(wǎng)站消息,從2019年7月1日開始,日本將韓國(guó)從出口貿(mào)易“白名單”中刪除;從7月4日開始,日本向韓國(guó)出口氟化聚酰亞胺(PI)、光刻膠和高純氟化氫這三種材料需要單獨(dú)申請(qǐng)出口許可證并進(jìn)行出口審查。此次受限的三種電子材料是上游核心材料,日本基本壟斷其全球主要產(chǎn)能,韓國(guó)OLED、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對(duì)日本電子材料有著較強(qiáng)的依賴性,面對(duì)政策調(diào)整,啟發(fā)下游制造商降低對(duì)單一供應(yīng)商/單一地區(qū)供應(yīng)商依賴、加快扶持本土產(chǎn)業(yè)集群提高供應(yīng)鏈安全,材料端“自主可控”成為國(guó)際趨勢(shì)。

就光刻膠這一核心材料領(lǐng)域來講,目前半導(dǎo)體光刻膠、面板光刻膠仍有較大國(guó)產(chǎn)化空間。高檔光刻膠的保質(zhì)期通常只有6個(gè)月左右甚至更短,一旦遇到貿(mào)易沖突或自然災(zāi)害,我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)勢(shì)必面臨芯片企業(yè)短期內(nèi)全面停產(chǎn)的嚴(yán)重局面。我們認(rèn)為:

(1)無論是貿(mào)易摩擦下高端半導(dǎo)體工藝受到掣肘,還是高端半導(dǎo)體材料受限,都顯示著材料端自主可控的重要性;

(2)近期KrF光刻膠供應(yīng)受限再次敲響警鐘,同時(shí)也為國(guó)產(chǎn)光刻膠產(chǎn)品加速導(dǎo)入提供契機(jī);

(3)以光刻膠為代表,對(duì)材料和設(shè)備產(chǎn)業(yè)來講,面對(duì)自主可控的迫切需求和尚未實(shí)現(xiàn)自主的現(xiàn)狀之間的矛盾,抓住下游機(jī)遇,從產(chǎn)業(yè)鏈角度入手、尋求產(chǎn)業(yè)鏈自主發(fā)展是破局之法。

4.3.產(chǎn)業(yè)鏈抱團(tuán)發(fā)展,加快產(chǎn)品導(dǎo)入、規(guī)模量產(chǎn)、新技術(shù)研發(fā)

光刻機(jī)龍頭ASML發(fā)展史、華為供應(yīng)鏈發(fā)展史,還是日本光刻膠及先進(jìn)材料產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展史,無不揭示了上下游協(xié)同、產(chǎn)業(yè)鏈抱團(tuán)發(fā)展對(duì)先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性。

4.3.1.復(fù)盤ASML創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng):生產(chǎn)高度分工,上下游協(xié)同發(fā)展,完成技術(shù)躍遷

高度外包,產(chǎn)業(yè)鏈布局全球,構(gòu)建以ASML為核心的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。ASML光刻設(shè)備85%的成本由外部供應(yīng)商提供,與全球700余家供應(yīng)商合作,其中40家核心供應(yīng)商供應(yīng)商占據(jù)超80%的外購成本。700多家一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)供應(yīng)商中約有50%來自荷蘭本土,其余大多來自歐盟和美國(guó)。

ASML是這個(gè)龐大供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的領(lǐng)導(dǎo)者,但同時(shí)也與其他幾家擁有光刻機(jī)關(guān)鍵專業(yè)知識(shí)的公司(尤其是Zeiss公司)分享其核心地位。Zeiss的專長(zhǎng)是精密光學(xué)和精密機(jī)械,生產(chǎn)的投影鏡頭是光刻機(jī)的核心部件;ASML則從系統(tǒng)與集成的角度關(guān)注光刻設(shè)備的需求和設(shè)計(jì);實(shí)際模塊和組件的提供任務(wù)都盡可能移交給供應(yīng)商處理。

ASML歷史上最重要的技術(shù)躍遷之一——浸潤(rùn)式光刻機(jī)的誕生,是產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展的成果。浸液光刻思想最早是由臺(tái)積電工程師林本堅(jiān)提出,ASML敏銳捕捉到這個(gè)想法,2002年開始研究浸液光刻技術(shù)。此后通過與Philips、TNO、Zeiss以及ASML在荷蘭的Veldhoven研究中心和在美國(guó)Wilton研究中心的通力合作,創(chuàng)造性解決了浸液式項(xiàng)目面臨的技術(shù)挑戰(zhàn),完成了對(duì)浸液式光刻技術(shù)從概念驗(yàn)證到產(chǎn)品交付的過程。

在高度外包的合作模式下,供應(yīng)商財(cái)務(wù)的穩(wěn)定以及在研發(fā)和運(yùn)營(yíng)能力方面的投資對(duì)于支持ASML的技術(shù)創(chuàng)新至關(guān)重要,加強(qiáng)與關(guān)鍵企業(yè)的創(chuàng)新合作是ASML技術(shù)領(lǐng)先戰(zhàn)略的有機(jī)組成部分。ASML依據(jù)“產(chǎn)品路線圖”、“技術(shù)路線圖”,通過對(duì)荷蘭本土以外的關(guān)鍵供應(yīng)商的相關(guān)業(yè)務(wù)的股權(quán)收購來加強(qiáng)創(chuàng)新合作,使其可以集中資源按照ASML規(guī)劃節(jié)點(diǎn)進(jìn)行研發(fā)攻關(guān)。

股權(quán)交換或收購是加強(qiáng)創(chuàng)新合作的一種有效方式,ASML的股權(quán)投資不僅體現(xiàn)在與上游供應(yīng)商合作中,還體現(xiàn)在與下游客戶的合作之中。2012年,ASML啟動(dòng)“客戶共同投資計(jì)劃”,臺(tái)積電、三星和英特爾3家芯片制造商共同注資,產(chǎn)業(yè)鏈抱團(tuán)發(fā)展,加速新技術(shù)研發(fā),英特爾率先認(rèn)購15%(10%是對(duì)18寸晶圓光刻機(jī)的投資,5%是對(duì)EUV的投資),臺(tái)積電認(rèn)購5%,三星認(rèn)購3%(放棄了2%)。

4.3.2.復(fù)盤華為供應(yīng)鏈:終端廠商加速培養(yǎng)上游產(chǎn)業(yè)集群,設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)戴維斯雙擊

貿(mào)易摩擦加速,IC設(shè)計(jì)版塊迎來戴維斯雙擊。從2019年開始,在國(guó)際貿(mào)易摩擦加劇、供應(yīng)鏈被美國(guó)公司限制較強(qiáng)的背景下,國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體板塊先跌后升,最典型的戴維斯雙擊品種是在設(shè)計(jì)領(lǐng)域,集中在華為產(chǎn)業(yè)鏈上的芯片設(shè)計(jì)公司,比如射頻、指紋、光學(xué)領(lǐng)域,設(shè)計(jì)公司受益于下游的訴求,這些公司的業(yè)績(jī)釋放并且股價(jià)表現(xiàn)良好,如圣邦股份。

從公司營(yíng)收上看,圣邦股份在2019全年、2020前三季度年業(yè)績(jī)表現(xiàn)突出,均實(shí)現(xiàn)單季度營(yíng)收逐季增長(zhǎng),2019年全年?duì)I收同比增長(zhǎng)38.5%。在盈利能力方面,2020年圣邦股份歸母凈利潤(rùn)同比保持增長(zhǎng),增速均在40%以上。

從股價(jià)走勢(shì)上看,圣邦公司(模擬芯片)從2020年開始的股價(jià)上升非常顯著。

我們看到在華為等國(guó)內(nèi)重要整機(jī)廠商的需求拉動(dòng)下,模擬芯片供應(yīng)鏈的廠商圣邦股份在2019年、2020年都實(shí)現(xiàn)了超預(yù)期的財(cái)務(wù)表現(xiàn),事實(shí)上,對(duì)于國(guó)內(nèi)供應(yīng)商而言,如果能在供應(yīng)鏈上實(shí)現(xiàn),價(jià)值量的躍遷和行業(yè)地位的提升將使得國(guó)內(nèi)公司迎來一輪戴維斯雙擊。以華為公司為代表的大陸終端品牌廠商將加速培養(yǎng)大陸上游產(chǎn)業(yè)集群,特別是上游關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

4.3.3.復(fù)盤日本光刻膠產(chǎn)業(yè)邏輯:緊抓下游需求,高度分工協(xié)作,建立光刻膠產(chǎn)業(yè)集群

半導(dǎo)體材料公司往往伴隨半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的興起而發(fā)展,經(jīng)過長(zhǎng)期技術(shù)積累或兼并收購,建立起技術(shù)壁壘,形成寡頭競(jìng)爭(zhēng)格局,并和下游制造公司形成穩(wěn)定合作關(guān)系。資本密集、技術(shù)高壁壘、導(dǎo)入周期長(zhǎng),這些特征共同決定了單打獨(dú)斗無益,產(chǎn)業(yè)鏈抱團(tuán)——下游應(yīng)用廠商扶持上游光刻膠成品企業(yè),成品領(lǐng)域協(xié)助原料供應(yīng)商,加速技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)品導(dǎo)入,產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展事半功倍。

以日本為例,40年來,日本光刻膠產(chǎn)業(yè)已形成高度分工協(xié)作的產(chǎn)業(yè)集群。圍繞PCB光刻膠、面板光刻膠、IC光刻膠及其上游樹脂、光引發(fā)劑、溶劑&單體各領(lǐng)域,涌現(xiàn)一批大中小企業(yè)。

總結(jié)日本材料產(chǎn)業(yè)集群形成經(jīng)驗(yàn),我們可以做出如下總結(jié):

緊抓下游需求,伴隨本國(guó)半導(dǎo)體制造業(yè)同步崛起。

解讀日本光刻膠產(chǎn)業(yè)崛起:

(1)日本光刻機(jī)尼康和佳能的崛起,帶動(dòng)了上游核心材料光刻膠的崛起;

(2)美國(guó)IBM公司積極轉(zhuǎn)移第2代和第3代化學(xué)放大光刻膠,放棄光刻膠發(fā)展機(jī)會(huì),行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壓力減?。?/p>

(3)東京應(yīng)化于1995年實(shí)現(xiàn)KrF光刻膠的商業(yè)化,恰逢半導(dǎo)體工藝制程節(jié)點(diǎn)逐步觸碰i線光刻的極限,天時(shí)地利下,日本光刻膠成功崛起。

重視持續(xù)技術(shù)開發(fā)和積累,材料超前制造業(yè)發(fā)展。

對(duì)材料企業(yè)來說,技術(shù)需經(jīng)過長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證,2000年日本材料企業(yè)占據(jù)70%份額,在下游半導(dǎo)體制造業(yè)逐漸轉(zhuǎn)出的情況下,2015年仍能保持50%以上,最重要的原因在于其企業(yè)重視持續(xù)技術(shù)開發(fā),與半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展同步。

同時(shí),隨著摩爾定律不斷演進(jìn),要求材料產(chǎn)業(yè)超前發(fā)展,對(duì)其精度、純度、質(zhì)量等要求越來越高,日本光刻膠上下游公司早已提前布局EUV光刻膠,實(shí)現(xiàn)超前發(fā)展。從專利數(shù)量看,全球EUV光刻膠領(lǐng)域主要申請(qǐng)人專利數(shù)量排列前10位的有7家日本企業(yè),日本企業(yè)數(shù)及其專利數(shù)量遠(yuǎn)高于其他企業(yè)、頭部效應(yīng)明顯。排名首位的富士膠片更是擁有422項(xiàng)相關(guān)專利。

細(xì)分市場(chǎng)小、研發(fā)投資大,各有技術(shù)優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)規(guī)?;止?。

光刻膠市場(chǎng)擁有較強(qiáng)“定制化”屬性,各項(xiàng)產(chǎn)品堪稱小眾,且驗(yàn)證周期長(zhǎng),企業(yè)發(fā)展不易。材料品類繁多,規(guī)格多樣,對(duì)光刻膠企業(yè)來講,也并非都采用統(tǒng)一的技術(shù)路線,各個(gè)公司都有自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì),并在技術(shù)積累的基礎(chǔ)上,不斷加大研發(fā)投入,保持累積優(yōu)勢(shì)。在此發(fā)展思路的指導(dǎo)下,日本光刻膠產(chǎn)業(yè)形成了高度分工協(xié)作的產(chǎn)業(yè)集群。以上游材料光刻膠樹脂為例,綜研化學(xué)專注PCB光刻膠單體,大阪瓦斯化學(xué)等專注面板光刻膠樹脂,而丸善石化、住友電木等企業(yè)專職IC光刻膠樹脂制造。在光引發(fā)劑領(lǐng)域也有相同的分工布局。

上下游緊密合作,建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。

20世紀(jì)70年代,日本半導(dǎo)體企業(yè)與材料企業(yè)緊密合作,充分利用半導(dǎo)體企業(yè)資本、人才、技術(shù)等經(jīng)營(yíng)資源,取得領(lǐng)先地位。多數(shù)材料的研發(fā)、樣品導(dǎo)入和產(chǎn)品驗(yàn)證都需要與下游及設(shè)備企業(yè)緊密配合。

時(shí)至今日,本日光刻膠企業(yè)仍不斷通過資本投資等方式實(shí)現(xiàn)“抱團(tuán)發(fā)展”。2013年,富士膠片就與IMEC(比利時(shí)微電子研究中心,是全球半導(dǎo)體的指標(biāo)性研發(fā)機(jī)構(gòu))合作,為有機(jī)半導(dǎo)體亞微米技術(shù)開發(fā)一種新的光刻膠技術(shù)。2017年,JSR與IEMC在比利時(shí)共同成立了EUV光刻膠制備和認(rèn)證中心,目的是確保EUV光刻膠的認(rèn)證和半導(dǎo)體領(lǐng)域應(yīng)用的質(zhì)量控制。2020年2月,在JSR的主導(dǎo)下,EUV光刻膠先驅(qū)Inpria完成了C輪3100萬美元的融資,參投方包括SK海力士、三星、英特爾、臺(tái)積電。

4.4.樹脂&光引發(fā)劑、光刻膠成品,核心材料一體化是自主可控關(guān)鍵,看好先發(fā)龍頭優(yōu)勢(shì)

反觀我國(guó)光刻膠行業(yè),我國(guó)光刻膠研究始于20世紀(jì)70年代,起初與國(guó)際先進(jìn)水平相近,幾乎和日本同時(shí)起步,但目前差距愈來愈大

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