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半导体材料技术

时间:2022-08-14 21:00:00 氮化铝大功率电阻3600电阻氮化铝薄膜电阻再生电阻用什么线90k1集成电路集成电路ic固化

半导体材料技术
参考文献链接
https://mp.weixin.qq.com/s/g5U94RTJ44fbi4kxC0ptBg
https://mp.weixin.qq.com/s/xMVKwZY3yviSV0G1yHukpg
半导体硅片
半导体材料是一种半导体性能(导体与绝缘体之间的导电性) 半导体设备和集成电路的电子材料是半导体工业的基础。研究半导体材料 究始于 19 到目前为止,世纪已经发展到第四代半导体材料,各代际半导体材料相互补充。
? 第一代半导体:硅(Si)、锗(Ge)以单一元素为代表的元素 半导体材料。硅半导体材料及其集成电路的发展导致了微型计算机的出现 整个信息产业的飞跃。
? 第二代半导体:砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)以三元化为代表 如合物半导体 GaAsAl、GaAsP,还包括一些固溶体半导体、非静态半导体 等。随着基于光通信的信息公路的兴起和社会信息化的发展,第二 砷化镓和磷化镓半导体激光器成为光通信系统 砷化镓高速器件也开拓了光纤和移动通信的新产业。
? 第三代半导体:氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)为代表的 宽禁带半导体材料。高击穿电场、高热导率、高电子饱和率和抗强辐射 高温、高频、抗辐射、大功率电子设备更适合射能等优异性能, 在半导体照明、新一代移动通信、能源互联网、高速轨道交通、新能源汽车、 消费电子等领域应用前景广阔。
? 第四代半导体:氧化镓(Ga2O3)、金刚石(C)、氮化铝(AlN)为代表的 超宽禁带半导体材料,禁带宽度超过 4eV;以及锑化物(GaSb、InSb)为 代表超窄禁带半导体材料。超宽禁带材料比第三代半导体材料更宽 禁带在高频功率器件领域具有更突出的特点优势;超窄禁带材料易激 主要用于探测器、激光器等设备的应用。
在这里插入图片描述

硅材料制造全球绝大部分的半导体产品,也是占比最大的半导体制造材料。在 1950 锗是年初的主要半导体材料。但锗半导体装置具有耐高温和耐辐射性 较差,到 1960 硅材料逐渐取代了时代。硅装置的漏电流要低得多,二氧化 硅是一种高质量的绝缘体,易于作为硅装置的一部分进行集成。到目前为止,半导体装置 零件和集成电路仍然主要由硅材料制成,硅产品构成了世界上大多数半导体产品。
根据不同参数对半导体硅片进行分类
半导体硅晶圆(Semiconductor Silicon Wafer)硅半导体产品是制造硅半导体产品的基础 根据不同的参数进行分类。

半导体硅片根据尺寸(直径)可分为 2英寸(50mm)、3英寸(75mm)、4英寸(100mm)、5英寸(125mm)、6英寸(150mm)、8英寸(200mm)、12英寸 (300mm),在摩尔定律的影响下,半导体硅片正在向大尺寸方向发展。 8 英寸和 12 英寸是主流产品,总出货面积占90%以上。

半导体硅片根据掺杂程度可分为轻掺和重掺。重掺硅片的掺杂元素掺入量 大,电阻率低,一般用于功率器件等产品;轻掺硅片混合浓度低,一般用于集成电 在道路领域,技术难度和产品质量要求较高。由于集成电路占全球半导体市场的比例 超过 全球对轻掺硅片的需求较大,80%。
半导体硅片可分为研磨片、抛光片和基于抛光片的特殊硅片外延 片、SOI 等。研磨片可用于制造分立器件;轻掺抛光片可用于制造大规模集成电 路面或作为外延片的衬底材料,重掺抛光片一般用作外延片的衬底材料。与研磨相比 抛光片具有较好的表面平整度和清洁度。
退火片、外延片可以在抛光片的基础上制作,SOI 硅片、结隔离硅片等。退 在氢气或氩气环境附近的氧气,火片在氢气或氩气环境晶圆表面附近的氧气, 提高表面晶体的完整性。外延片是在抛光片表面形成气相生长的单晶硅, 可 满 足 需 要 晶 体 完 整 性 或 不 同 电 阻 率 的 多 层 结 构 的 需 求 。SOI 硅 片 (Silicon-On-Insulator)高电绝缘氧化膜层可插入两个抛光片之间 现有设备的高集成度、低功耗、高速度和高可靠性也可以在活性层表面形成砷或砷 的扩散层。根据客户的设计,结隔离硅片采用曝光、离子注入和热扩散技术 晶圆表面预形成 IC 嵌入层,然后在上面生长一层延伸层。
半导体硅片可分为正片、假(陪)片。正片(Prime Wafer) 制造半导体产品和假片(Dummy Wafer)用于加热器、填补空缺,测试生产设置 准备的工艺状态或某一工艺的质量状态。假片一般由晶棒两侧质量差的部分切割 来吧,由于用量大,有些产品会在符合条件的情况下回收利用,回收利用 硅片称为可再生硅片(Reclaimed Wafer)。根据观研网数据,65nm 制程的晶圆 代工厂每 10 需要添加片正片 6 片假片,28nm 及以下制程每 10 需要添加片正片 15-20 片假片。

半导体硅片制造工艺复杂,主要包括拉单晶、硅片切磨抛外延等工艺。半导体 硅片生产工艺复杂,涉及工艺较多。研磨片工序包括拉单晶、截断、滚圆、切 片、倒角、研磨等,抛光片是在研磨片的基础上通过边缘抛光、表面抛光等工艺制成的 制造;抛光片采用外延工艺制造硅外延片,经退火热处理制造硅退火片 特殊工艺在绝缘体上制造硅 SOI。硅片制造过程中需要多次清洗,销售给硅片 客户以前需要检查和包装。

第一步:拉单晶。电子级高纯度多晶硅可以通过单晶生长工艺拉制成单晶硅棒,通常 方法有直拉法(Czochralsk,CZ 法)和区熔法(Float-Zone,FZ 法)两种。FZ 法纯度高,氧含量低,电阻率高,耐高压,但工艺难度大,制备大尺寸硅片 难度大,成本高,主要是因为 8 英寸及以下尺寸主要用于中高端功率器件。CZ 法氧含量高,更容易生产出大尺寸单晶硅棒,工艺也已成熟,成本较低,因此 目前半导体行业主要采用 CZ 法拉单晶硅棒。拉单晶技术直接决定位错,COP (crystal originated pit,晶体原生凹坑)、涡旋等晶体原生缺陷的密度和电 晶体技术指标,如电阻率、电阻率梯度、氧气和碳含量,是半导体硅片的生产过程 核心技术。

直拉法加工工艺:
? 装载:将多晶硅和掺杂剂放入单晶炉的石英坩埚中,掺杂剂的种类根据需要 生长的电阻率主要取决于生长 P 硼和生长 N 磷、砷、锑等。
? 熔化:加热至硅熔化温度(1420℃)以上,将多晶硅和掺杂剂熔化,挥发一段时间后,将籽晶降低到液位,使籽晶预热几分钟,俗称 烤晶可以去除表面挥发性杂质,减少热冲击。
? 导晶:当温度稳定时,将籽晶与熔体接触,然后以一定速度按一定速度的籽晶 随着籽晶在籽晶头部结晶,速度上升,称为引晶或下种。
? 缩颈:引晶后稍微降低温度,提高拉速,拉一段直径比籽晶细的部分。 目的是消除接触不良引起的多晶,尽量消除籽晶中原位错的延伸。颈部一般 要长于 20mm。
? 放肩:缩颈工艺完成后,晶体直径通过逐渐降低提升速度和温度调节逐渐变化 渐变大到所需的直径。放肩时可判断晶体是否为单晶,否则应熔化 重新引晶。
? 等径生长:当晶体直径达到所需尺寸时,提高拉速,使晶体直径不再增加, 称为收肩。收肩后保持晶体直径不变,即等径生长。此时,应严格控制温度 拉速不变。单晶硅片取自等径部分。
? 结束:长等径部分后,如果晶棒立即与液面分离,效应力会使 晶棒有位错和滑动线。因此,为了避免这个问题,晶棒的直径必须是 慢慢缩小,直到它变成一个尖点,并与液体表面分开。这个过程被称为最后阶段。 晶棒室冷却一段时间后取出晶棒,即完成生长周期。

区域熔法加工工艺:
? 在真空或稀有气体环境下的炉房中,用电场加热多晶硅棒,直到加热 多晶硅熔化区域形成熔化区域。
? 接触熔融区域,用籽晶融化。
? 使多晶硅上的熔融区不断上移,同时籽晶缓慢旋转并向下拉伸,逐渐形成单 晶硅棒。

第二步:切片。单晶硅棒磨成相同直径,然后根据客户要求的电阻率用内径锯 或线锯将晶棒切成约 1mm 厚薄片形成晶圆。根据目前的工艺和技术水平,为 为了减少硅材料的损失,提高生产效率和表面质量,一般采用线切割法。
第三步:倒角。硅片倒角加工的目的是消除硅片边缘表面切割产生的棱角 角、裂缝、毛刺、崩边等缺陷及各种边缘表面污染,从而减少硅片边缘 表面粗糙度,增加硅片边缘表面的机械强度,减少颗粒表面污染。
第四步:研磨。在研磨机上,用磨料将切片抛光到所需的厚度,同时提高表面平整度 度。研磨的目的是去除切片过程中硅片表面切割产生的深度 20~25um 表面机械应力损伤层和各种金属离子等杂质污染,使硅片具有一定程度 平坦表面。
第五步:蚀刻和抛光。通过化学蚀刻去除前一步对晶圆表面造成的机械损伤, 然后采用硅溶胶机械化学抛光法使晶圆表面更加平整和光洁。

第六步:清洁和检查。清洁后,对产品进行严格的质量检查,合格后销售给客户。它也可以进一步用于生产 SOI、特殊硅片,如外延片。
光刻胶技术
光刻胶是光刻时用来接收图像的介质:光刻胶是一种有机化合物,其化学结构在特定波长光曝光后发生变化,在显影液中的溶解度发生变化,因此也被称为光耐腐蚀剂。光化学反应可以溶解在显影液中,留下的薄膜图形与掩膜版本相同;负胶曝光后变成不溶性物质,非曝光部分溶解,图形与掩膜版本相反。
光刻胶是光刻工艺的核心材料,主要由树脂、感光剂、溶剂、添加剂等组成,其中树脂和感光剂是核心部分。
使用UV简易光刻工艺图:

光刻胶的主要成分:
? 树脂(聚合物):光下无化学反应,主要作用是保证光刻胶膜的附着力和耐腐蚀性,也决定了膜厚、弹性、热稳定性等其他特性。
? 感光剂:在曝光区发生特定波长光后的光固化反应,使材料的物理特性发生了显著变化。
? 溶剂:为方便涂层,溶剂应加入溶剂溶解,形成液体物质。
? 添加剂:用于改变光刻胶的某些特性,如改善反向发生而添加染色剂等。
概述|光刻技术是半导体制造最关键的技术
光刻技术是半导体制造的关键环节:光刻技术用于电路图形生成和复制,是半导体制造最为关键的技术。
• 光刻技术的进步是集成电路技术遵循摩尔定律更新的重要技术先导,其先进程度决定了半导体制造技术水平的高低。
• 光刻工艺贯穿半导体器件和集成电路制造工艺始终,当代超大规模集成电路制作需要几十次乃至上百次光刻才能完成,光刻的最小线条尺寸是集成电路发展水平的标志。
• 基本光刻工艺流程包括表面处理、涂胶、前烘、对准和曝光、显影、后烘等工序,将所需要的微细图形从光罩转移到待加工基片上。
半导体产业链及制造工艺流程:

光刻工艺基本流程:

概述|半导体光刻胶是光刻胶重要应用领域之一
光刻胶应用分类:光刻胶按照下游应用领域划分,主要可分为PCB、面板、半导体三类,每一类光刻胶又有各自细分品类。其中半导体光刻胶技术门槛最高,按照光源波长的从大到小,可分为紫外宽谱(300-450nm)、g线(436nm)、i线(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)、EUV(13.5nm)等主要品类,每一种品类的组分、适用的IC制程技术节点也不尽相同。
光刻胶按应用领域分类:

全球光刻胶市场结构:

半导体光刻胶品类:

技术演进|与光刻技术曝光波长适配下的分辨率提升
曝光波长的减小是提高光刻分辨率最有效的途径:根据著名的瑞利判据公式——分辨率R=K1*/NA,光刻工艺分辨率的提升可以通过减小光源波长、增加光刻物镜数值孔径NA、减小工艺因子K1三方面实现,而后两者的变动范围相对有限,因此波长的减小是提高光刻分辨率最有效的途径。
发展路径清晰:制程节点进化的需求是光刻胶行业发展的驱动因素,光刻胶和光刻机技术的相辅相成、兵合一处是制程得以进步、摩尔定律得以实现的关键。相应的,光刻胶的光化学反应与光刻机曝光波长的适配是提高光刻工艺分辨率的关键。
光刻技术发展图谱:分辨率提升超100x

ASML使用EUV实现微缩化的历史:

壁垒|专利技术、原材料、设备验证、客户认证等高筑行业壁垒
客户认证:由于光刻胶的品质会直接影响最终的芯片性能、良率等,试错成本极高,因此客户准入壁垒高,验证周期通常需要2-3年。
客户产品验证需要经过PRS(基础工艺考核)、STR(小批量试产)、MSTR(中批量试产)、RELEASE(量产)四个阶段。
专利技术:光刻胶产品需要根据不同的应用需求定制,产品品类多,配方中原材料比重的细微差异将直接影响光刻胶的性能,且配方难以逆向解析,严重依赖于经验积累所形成的技术专利。
原材料:上游原材料是影响光刻胶品质的重要因素,目前光刻胶原材料市场基本厂商垄断,尤其是树脂和感光剂高度依赖于进口,由此增加了光刻胶生产成本以及供应链风险。
设备验证:送样前,光刻胶生产商需要购置光刻机用于内部配方测试,根据验证结果调整配方。光刻机设备昂贵,数量有限且供应可能受限制,尤其是EUV光刻机目前全球只有ASML能批量供应。
市场:晶圆厂扩建拉动需求,但长期被日企垄断
市场空间|2022年全球光刻胶市场有望达到123亿美元
全球光刻胶市场规模:据前瞻产业研究院数据显示,2019年全球光刻胶市场为82亿美元,预计2026年有望达123亿美元,2019-2026年年复合增速约为6%。
光刻胶市场规模:得益于PCB、LCD、半导体等产业制造产能的东移,上游的电子材料产业快速发展。据中商产业研究院数据,光刻胶市场规模从2016年的53.2亿元增长至2020年的84亿元,预计2021年为93.3亿元,同比增长11%。
全球光刻胶市场规模(亿美元):

光刻胶市场规模(亿元):

市场空间|2025年半导体光刻胶
市场有望达100亿元
全球半导体光刻胶市场规模:据TECHCET预测,2021年全球半导体光刻胶市场规模将同比增长11%,达到19亿美元。在全球缺货的大环境下,芯片制造,尤其是晶圆代工产能供不应求为半导体光刻胶提供了持久的增长动力。未来几年,全球半导体光刻胶市场将保持稳定的增长。
半导体光刻胶市场规模:据SEMI数据显示,光刻胶半导体市场规模从2015年的1.3亿美元增长至2020年的3.5亿美元。随着晶圆代工产能的不断提升,2025年光刻胶半导体市场规模有望达到100亿元,2020-2025年年复合增速将达到35%,明显高于全球市场增速。
全球半导体光刻胶市场规模(百万美元):

半导体光刻胶市场规模(亿美元):

需求端|晶圆厂扩产是拉动行业增长的重要驱动因素
SEMI的数据显示,2017-2020年间全球投产的半导体晶圆厂为62座,其中有26座设于大陆,占全球总数的42%。预计从2020年到2024年至少新增38个12英寸晶圆厂,其中将新建19座(台湾11座,大陆8座)。8吋晶圆月产能至2024年也将达660万片规模。光刻胶等半导体材料供应商将有望受益于扩产浪潮。
全球8英寸晶圆厂月产能(千片):

全球晶圆厂持续扩产:

需求端|半导体材料市场突飞猛进,光刻胶增长强劲
全球半导体材料市场规模:半导体材料分为前道晶圆制造材料和后道封装材料两类,以前者为主,主要包括硅片、光刻胶、掩膜版、溅射靶材、电子特气、湿电子化学品、CMP抛光材料等。
• 根据SEMI的数据,2020年,全球半导体材料市场规模增长至553.1亿美元,其中晶圆制造材料为349亿美元;大陆市场规模快速增长至97.6亿美元,首次成为全球第二大市场,增速12%,增幅跃居全球第一。
光刻胶增长强劲:在晶圆制造材料细分市场中,增长最为强劲的是光刻胶和光刻胶配套材料、湿化学品以及CMP抛光材料。据统计,光刻胶和光刻胶配套试剂分别占晶圆制造材料市场的6%和8%。
全球半导体材料市场规模(亿美元):

2020年晶圆制造材料市场结构:

行业趋势|光刻胶市场结构变化,EUV增速最快
全球半导体光刻胶市场呈结构性增长,据TECHCET数据显示,2020年和2021年,用于KrF和ArF i的光刻胶市场较高,而EUV的应用范围正在从逻辑芯片扩展到DRAM,预计2021年EUV光刻胶市场超过2000万美元,到2025年将超过2亿美元,年复合增速超过50%。然而目前,EUV光刻胶的市场几乎被日本的TOK、信越化学和JSR三分天下。
半导体光刻胶细分品类应用范围比较:

半导体光刻胶市场结构变化:

2019–2021年ASML光刻机销售额结构变化:

业绩靓眼|ASML光刻机供不应求,布局下一代EUV
设备供不应求,预计2022年销售额将继续增长20%:
• 近日,荷兰光刻机巨头ASML发布了2021年度财报,实现186.1亿欧元销售收入,同比增长33%;实现净利润58.8亿欧元,同比增长65.6%。2021年,ASML共交付了42台EUV光刻机,贡献营收63亿欧元,营收占比33.85%,平均每台售价1.5亿欧元。
• 此外,ASML还销售了81台ArFi光刻机、131台KrF光刻机。由于当前需求量比最大供给量高出40%-50%,ASML预计2022年销售额将继续增长20%。此外,ASML宣布已收到英特尔对下一代光刻机EXE:5200的订单,该光刻机单价将超过3.4亿美元。
ASML2021年营收增幅结构:

ASML2019–2021年光刻机交付数量(台):

ASML新一代EUV光刻系统TWINSCAN NXE:3600D:

产业链及主要代表企业

竞争格局|市场高度集中,长期被日企垄断
日本称霸,寡头垄断:全球光刻胶市场长期被日美高度垄断,数据显示,日本的合成橡胶(JSR)、东京应化(TOK)位居一二,CR5高达87%。
在半导体光刻胶领域,日本企业依然占据领先地位,实现了对半导体光刻胶的垄断。前五中除了美国杜邦,其余四家均为日本企业。其中JSR、TOK的产品可以覆盖所有半导体光刻胶的品种,是绝对的龙头,尤其在高端的EUV市场高度垄断。目前市场仍主要以PCB用光刻胶供应为主,面板、半导体用光刻胶自给率依然很低。
2019年全球光刻胶市场竞争格局:

2019年全球半导体光刻胶市场竞争格局:

光刻胶市场:

竞争格局|中高端产品,自给率严重不足
细分市场格局:从细分品类来看,目前厂商主要以紫外宽谱、G线、I线等低端领域产品为主,毛利率相对较低,厂商的产品已经占据了一定的市场份额。而高端领域的KrF、ArF、EUV光刻胶在技术、产品、产能方面,目前仍主要依赖于进口,处于垄断的现状,公司量产层面近乎空白,尤其是EUV光刻胶,尚无一家企业有产品问世。
2020年全球g/i i线光刻胶市场竞争格局:

2020年全球KrF光刻胶市场竞争格局:

2020年全球ArF光刻胶市场竞争格局:

复盘|光刻胶和光刻机发展史中的里程碑

复盘启发|历史市场份额变化的背后是行业发展的关键因素
复盘光刻胶产业从美国转移到日本并由日本企业主导,即使在半导体产业转移、日本光刻机企业失去地位后依然能称霸全球的历史,启发我们找到背后行业发展的关键因素有——行业需求、配套的光刻机技术、制程适配度以及产业链集群等。
行业发展的关键因素:
• 受下游需求影响:战后半导体产业从美国转移到日本,下游家电的繁荣发展带动半导体行业需求,驱动日本光刻胶和光刻机技术快速发展。
• 需与配套的光刻机技术协同发展:在g/i线时代,日本光刻机厂商优势明显,带动了日本光刻胶的发展。进入248nm光源之后,ASML逐渐追上。事实上,2003年ASML还开发过157nm的F2光源,但由于物镜配套材料存在吸收问题并未商用,这反而因祸得福,在开发出浸没式光刻技术后进一步扩大了领先优势。
应与制程需求相匹配
虽然IBM早于TOK研发出KrF光刻胶且处于领先地位,但在1995年之前,下游应用制程的特征尺寸仍集中在0.35μm以上,i线光刻胶更具性价比,KrF的优势并不明显。之后,i线光刻极限无法满足制程节点需求,KrF光刻胶就此发展起来。
产业链上下游集群紧密配合
除了积累的技术、专利、行业经验等壁垒外,日本光刻胶企业依然屹立不倒,主要在于产业链上下游分工明确、高度协同、紧密配合。上游原材料生产企业中,日企数量近半,产业链集群优势明显。
趋势:迫在眉睫,企业追风赶月
背景及政策|政策持续加码,
乃大势所趋
政策频出,为浪潮推波助澜:
• 光刻胶是集成电路领域微加工的关键性材料,为推动光刻胶等半导体材料行业的发展,面政策先后出台。
• 其中,既有层面印发的战略性、鼓励性、支持性政策等,也有各个省市进一步落实政策发布的规划、意见、指导目录等。
• 尤其在贸易冲突的影响下,产业供应链安全和自主可控成为重中之重,迫在眉睫,乃行业发展的大势所趋。
与光刻胶相关的政策:
• 2014.06《集成电路产业发展推进纲要》:从战略层面系统全面的为半导体产业链各环节定下发展方向和重点,其中提出要开发光刻胶等关键材料,研发光刻机等关键设备,增强产业配套能力。
• 2015.05商务部《重点支持的高新技术领域(2015)》:将分辨率光刻胶及配套化学品列入“精细化学品”大类下的“电子化学品”项。
• 2017.05科技部“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划》:将深紫外光刻胶列为极大规模集成电路制造装备及成套工艺的关键材料。
• 2019.12工信部《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版)》:将集成电路用光刻胶及其关键原材料和配套试剂、ArF光刻胶用脂环族环氧树脂、g/i线正性光刻胶用酚醛树脂列入推荐材料。
• 2020.08《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》:为进一步优化集成电路产业和软件产业发展环境,深化产业国际合作,提升产业创新能力和发展质量,在财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等八个方面出台引导性及鼓励性政策措施。
• 2021.03发改委、工信部、财政部等《关于做好享受税收优惠政策的集成电路企业或项目、软件企业清单制定工作有关要求的通知》:光刻胶生产企业入围清单,可享受税收优惠政策。
• 2021.07上海市政府《上海市战略性新兴产业和先导产业发展‘十四五’规划》:明确提出要提升先进光刻胶研发和产业化能力。
• 2015.06江苏省政府《江苏省政府关于加快全省集成电路发展的意见》:大力发展集成电路用化学试剂、光刻胶等关键材料,支持材料的规模化应用。
• 2021.06浙江省政府《浙江省新材料产业发展“十四五”规划》:重点发展的新材料先进半导体材料包括大规模集成电路制程用关键材料以及配套的光刻胶等基础材料。
• 2020.02广东省政府《加快半导体及集成电路产业发展若干意见的通知》:加快光刻胶、高纯度化学试剂、电子气体等材料研发生产。
供给端|信越断供,厂商迎来窗口期
大基金持续加码,核心材料刻不容缓:除了政策扶持,还有资金在持续加码。
• 早在一期大基金就投资了晶瑞电材等公司,二期更是将半导体材料作为重点布局领域,例如作为战略投资者参与南大光电定增。此外,2019年7月起,日本限制向韩国出口光刻胶的举动也敲响了警钟。
• 光刻胶保质期通常在6个月以内,无法囤货,一旦断供可能会引起停产的严重局面,由此核心材料重要性更加凸显。
短期供给受限,厂商迎来导入窗口期:2021年5月,由于受到前期地震的影响,日本信越化学的产能遭到冲击,向大陆多家一线晶圆厂限制供货KrF光刻胶,部分中小晶圆厂甚至遭遇断供,这反而给了厂商绝佳的客户验证、产品导入窗口期。
上海新阳光刻胶募投项目进度表:

供给端|追风赶月莫停留,
平芜尽处是春山
面对契机,厂商已经开始布局中高端产品,加大研发投入,同时纷纷积极建设生产线,扩建光刻胶及其配套试剂的产能,同步进行客户验证,并向产业链上游原材料领域延伸,与上下游公司紧密合作开展业务,旨在实现核心材料一体化,以减少供应链风险同时降低成本。
此外,在内生的基础上,企业也注重开展外延并购和外部合作,加快提升自身核心竞争力。例如彤程新材旗下的北京科华与杜邦达成了战略合作,开展先进光刻胶和其它光刻材料的合作;上海新阳与贺利氏开展合作共同开发半导体用光刻胶产品和相关材料。
半导体光刻胶重点厂商布局:

半导体光刻胶重点厂商扩产项目:
• 南大光电:募投1.5亿元用于光刻胶项目,建成年产5吨ArF干式光刻胶、年产20吨ArF浸没式光刻胶产线、年产45吨的光刻胶配套高纯试剂的产线以及年产350吨高纯显影液产线,产品性能满足90nm-14nm集成电路制造的要求。
• 晶瑞电材:发行可转债募集资金,其中3.13亿元用于集成电路制造用高端光刻胶研发项目,完成90-28nm用ArF光刻机研发及产业化。子公司年产1200吨集成电路关键电子材料项目建设光刻胶中间体1000吨/年、光刻胶1200吨/年(g/i线扩产),计划于2022年10月建成投产。
• 彤程新材:自筹资金6.9853亿元投资建设ArF高端光刻胶研发平台,预计2023年末建成,主要研发ArF湿法光刻胶。子公司彤程电子在上海化工区投资建设年产1千吨半导体光刻胶、1万吨平板显示用光刻胶、2万吨配套试剂的生产线,预计2022年内开始分批投产。
• 上海新阳:定增拟将8.15亿元用于集成电路制造用高端光刻胶研发、产业化项目,主要开发ArF干法光刻胶和面向3D NAND台阶刻蚀的KrF厚膜光刻胶。合肥工厂正建设半导体高端光刻胶系列产品年产能500吨。ArF干法光刻胶通过验证后预计2022年年产能5000加仑(约合18.93吨)。

参考文献链接
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