近日,提供商業(yè)和技術信息的電子材料咨詢公司TECHCET宣布了半導體相關光刻膠市場的最新展望。他們預計,該市場2022 年收入將增長 7.5%,達到近 23 億美元。正如TECHCET新發(fā)布的那樣,預計2021年至2026年間,光刻膠市場的復合年增長率為5.9%,其中增長最快的產(chǎn)品是EUV和KrF型光刻膠材料。
由于近期芯片供應的限制,用于“舊技術”(I-line、G-line 和 KrF)的光刻膠預計將激增。KrF 光刻膠繼續(xù)增長,尤其是隨著 3D NAND 設備生產(chǎn)和層數(shù)的增長。ArF 和 ArFi 都使用類似的聚合物/溶劑平臺,利用水性顯影劑(0.263N 四甲基氫氧化銨 - TMAH),它們的需求受到多圖案應用的驅(qū)動。
在韓國、中國臺灣和中國大陸,光刻膠生產(chǎn)的本土化是一個反復出現(xiàn)的主題,這些材料的國內(nèi)制造正在增長。與其他材料一樣,影響光刻膠市場的近期問題是通貨膨脹、供應鏈中斷和地緣政治事件。所有這些都促成了今年的價格上漲和產(chǎn)品供應,預計這種情況將持續(xù)到 2023 年。
光刻膠(Photoresist)又稱光致抗蝕劑,是指通過紫外光、電子束、離子束、X射線等的照射或輻射,其溶解度發(fā)生變化的耐蝕劑刻薄膜材料。由感光樹脂、增感劑和溶劑3種主要成分組成的對光敏感的混合液體。在光刻工藝過程中,用作抗腐蝕涂層材料。半導體材料在表面加工時,若采用適當?shù)挠羞x擇性的光刻膠,可在表面上得到所需的圖像。光刻膠按其形成的圖像分類有正性、負性兩大類。在光刻膠工藝過程中,涂層曝光、顯影后,曝光部分被溶解,未曝光部分留下來,該涂層材料為正性光刻膠。如果曝光部分被保留下來,而未曝光被溶解,該涂層材料為負性光刻膠。按曝光光源和輻射源的不同,又分為紫外光刻膠(包括紫外正、負性光刻膠)、深紫外光刻膠、X-射線膠、電子束膠、離子束膠等。光刻膠主要應用于顯示面板、集成電路和半導體分立器件等細微圖形加工作業(yè)。光刻膠生產(chǎn)技術較為復雜,品種規(guī)格較多,在電子工業(yè)集成電路的制造中,對所使用光刻膠有嚴格的要求。
隨著晶圓廠掀起擴產(chǎn)潮,光刻膠市場空間有望進一步釋放。雖然光刻膠疊加相關配套材料在半導體材料占比不到10%,卻起著“四兩撥千斤”的作用,直接影響芯片的良率,而單體是光刻膠曝光顯影功能的原始載體,就像搭建樂高的積木零件,直接決定著光刻膠的性能,成本占比高達60-80%?!皢误w是從特殊小分子的提純而來,對雜質(zhì)潔凈度要求是光刻膠的10倍以上?!备抵緜ソ榻B。徐州博康前身上海博康從2005年開始研發(fā)單體,并掌握了單體提純的先進工藝,能夠把單體的金屬離子雜質(zhì)含量控制在1ppb以下。通過7年不懈努力,徐州博康于2012年成為了國際光刻膠巨頭JSR(日本合成橡膠公司)唯一非日本本土的單體供應商,目前覆蓋80%以上的單體品種。
大家都聽過摩爾定律:當價格不變時,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,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,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。半導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體光刻膠品種,是絕對的龍頭,尤其在高端EUV市場高度壟斷。