光刻膠行業(yè)具有極高的行業(yè)壁壘,因此在全球范圍其行業(yè)都呈現(xiàn)寡頭壟斷的局面。光刻膠行業(yè)長(zhǎng)年被日本和美國(guó)專業(yè)公司壟斷。目前大廠商就占據(jù)了全球光刻膠市場(chǎng) 87%的份額,行業(yè)集中度高。其中,日本 JSR、東京應(yīng)化、日本信越與富士電子材料市占率加和達(dá)到72%。并且高分辨率的 KrF 和 ArF 半導(dǎo)體光刻膠技術(shù)亦基本被日本和美國(guó)企業(yè)所壟斷,產(chǎn)品絕大多數(shù)出自日本和美國(guó)公司,如杜邦、JSR 株式會(huì)社、信越化學(xué)、東京應(yīng)化工業(yè)、Fujifilm,以及韓國(guó)東進(jìn)等企業(yè)。整個(gè)光刻膠市場(chǎng)格局來(lái)看,日本是光刻膠行業(yè)的巨頭聚集地。從化學(xué)組成來(lái)看,金屬氧化物光刻膠主要為稀土和過(guò)渡金屬有機(jī)化合物。昆山i線光刻膠集成電路材料
浸沒(méi)光刻:在與浸沒(méi)光刻相對(duì)的干法光刻中,光刻透鏡與光刻膠之間是空氣。光刻膠直接吸收光源發(fā)出的紫外輻射并發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。在浸沒(méi)光刻中,光刻鏡頭與光刻膠之間是特定液體。這些液體可以是純水也可以是別的化合物液體。光刻光源發(fā)出的輻射經(jīng)過(guò)這些液體的時(shí)候發(fā)生了折射,波長(zhǎng)變短。這樣,在不改變光源的前提條件下,更短波長(zhǎng)的紫外光被投影光刻膠上,提高了光刻加工的分辨率。雙重光刻:雙重光刻的意思是通過(guò)兩次光刻使得加工分辨率翻倍。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的一種方法是在開(kāi)始光刻過(guò)后平移同一個(gè)光罩進(jìn)行第二次光刻,以提高加工分辨率。下圖右展示了這樣一個(gè)過(guò)程。下圖右中雙重光刻子進(jìn)行了兩次涂膠,兩次光刻和兩次刻蝕。隨著光刻膠技術(shù)的進(jìn)步,只需要一次涂膠,兩次光刻和一次刻蝕的雙重光刻工藝也成為可能。江蘇正性光刻膠光致抗蝕劑亞甲基雙苯醚型光刻膠:這種類型的光刻膠適用于制造精度較低的電路元件。
從90年代后半期開(kāi)始,光刻光源就開(kāi)始采用248nm的KrF激光;而從2000年代開(kāi)始,光刻就進(jìn)一步轉(zhuǎn)向使用193nm波長(zhǎng)的ArF準(zhǔn)分子激光作為光源。在那之后一直到目前的約20年里,193nm波長(zhǎng)的ArF準(zhǔn)分子激光一直是半導(dǎo)體制程領(lǐng)域性能可靠,使用較多的光刻光源。一般而言,KrF(248nm)光刻膠使用聚對(duì)羥基苯乙烯及其衍生物作為成膜樹(shù)脂,使用磺酸碘鎓鹽和硫鎓鹽作為光致酸劑;而ArF(193nm)光刻膠則多使用聚甲基丙烯酸酯衍生物,環(huán)烯烴-馬來(lái)酸酐共聚物,環(huán)形聚合物等作為成膜樹(shù)脂;由于化學(xué)結(jié)構(gòu)上的原因,Arf(193nm)光刻膠需要比KrF(248nm)光刻膠更加敏感的光致酸劑。
光刻膠的產(chǎn)業(yè)鏈中游:為光刻膠制造環(huán)節(jié),當(dāng)前全球光刻膠生產(chǎn)制造商主要被日本JSR、信越化學(xué)、住友化學(xué)、東京應(yīng)化、美國(guó)陶氏化學(xué)等制造商所壟斷,中國(guó)本土企業(yè)在光刻膠市場(chǎng)的份額較低,與國(guó)外光刻膠制造商相比仍存明顯差距。
光刻膠的產(chǎn)業(yè)鏈下游:主要涉及半導(dǎo)體、平板顯示器、PCB等領(lǐng)域。伴隨消費(fèi)升級(jí)、應(yīng)用終端產(chǎn)品更新迭代速度加快,下游應(yīng)用領(lǐng)域企業(yè)對(duì)半導(dǎo)體、平板顯示和PCB制造提出愈加精細(xì)化的要求,將帶動(dòng)光刻膠行業(yè)持續(xù)發(fā)展。 光刻膠所屬的微電子化學(xué)品是電子行業(yè)與化工行業(yè)交叉的領(lǐng)域,是典型的技術(shù)密集行業(yè)。
受制于國(guó)內(nèi)光刻膠技術(shù)發(fā)展水平,目前我國(guó)前沿光刻膠的自給率仍然保持較低水平。盡管國(guó)內(nèi)光刻膠市場(chǎng)保持良好的增長(zhǎng)趨勢(shì),但以KrF、ArF光刻膠為主的半導(dǎo)體光刻膠領(lǐng)域國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額仍然較小,前沿光刻膠市場(chǎng)長(zhǎng)期為國(guó)外巨頭所壟斷。從技術(shù)水平來(lái)看,目前中國(guó)本土光刻膠的整體技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)水平存在明顯差距,且主要集中在技術(shù)含量較低的PCB光刻膠領(lǐng)域,而在半導(dǎo)體光刻膠和LCD光刻膠方面自給率較低。具體而言,半導(dǎo)體光刻膠中g(shù)線/i線光刻膠國(guó)產(chǎn)化率為10%,而ArF/KrF光刻膠的國(guó)產(chǎn)化率為1%,對(duì)于前沿的EUV光刻膠目前仍處于研發(fā)階段。光刻膠也稱為光致抗蝕劑,是一種光敏材料,受到光照后特性會(huì)發(fā)生改變,主要應(yīng)用于電子工業(yè)和印刷工業(yè)領(lǐng)域。蘇州正性光刻膠顯影
光刻膠又稱光致抗蝕劑,是一種對(duì)光敏感的混合液體。昆山i線光刻膠集成電路材料
目前國(guó)內(nèi)從事半導(dǎo)體光刻膠研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)包括晶瑞股份、南大光電、上海新陽(yáng)、北京科華等。相關(guān)企業(yè)以i 線、g線光刻膠生產(chǎn)為主,應(yīng)用集成電路制程為350nm以上。在KrF光刻膠領(lǐng)域,北京科華、博康已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。國(guó)內(nèi)在ArF光刻膠領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相對(duì)較快的企業(yè)為南大光電,其先后承擔(dān)國(guó)家02專項(xiàng)“高分辨率光刻膠與先進(jìn)封裝光刻膠產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目”和“ArF光刻膠產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”,公司自主研發(fā)的ArF光刻膠產(chǎn)品成為國(guó)內(nèi)通過(guò)客戶驗(yàn)證的國(guó)產(chǎn)ArF光刻膠,其他國(guó)內(nèi)企業(yè)尚處于研發(fā)和驗(yàn)證階段。昆山i線光刻膠集成電路材料
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