光刻胶在芯片制造中的关键作用及相关企业解析

发表时间: 2024-11-17 16:03

芯片制造主要环节

一个完整的芯片生产需历经IC设计、晶圆制造、封装测试等三大主要环节。

以下主要介绍晶圆制造过程中需要消耗的耗材——光刻胶

1、光刻胶的类别

光刻胶:按照下游应用领域划分,光刻胶主要划分为 PCB 光刻胶、显示用光刻胶、半导体光刻胶。

光刻胶产业分类

  • PCB 光刻胶:主要用于 PCB 制造过程的图案化工艺,主要分为干膜光刻胶、湿膜光刻胶、阻焊光刻 胶。各类 PCB 光刻胶的简介如下:

  • 显示用光刻胶:主要用于平板显示(LCD、OLED、MLED、QD-LBD)、触摸屏等产品的生产,使 用的光刻胶品种根据应用工艺不同主要分为彩色光刻胶、黑色光刻胶、TFT 阵列用光刻胶、触摸屏用光 刻胶等。

  • 半导体光刻胶:主要用于分立器件、LED、集成电路等产品的生产,半导体光刻胶随着市场对半导体 产品小型化、功能多样化的要求,而不断通过缩短曝光波长提高极限分辨率,从而达到集成电路更高密度的集积。按照曝光波长,半导体光刻胶可分为紫外宽谱(300-450nm)、g 线(436nm)、i 线 (365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)、EUV(13.5nm)、电子束光刻胶等品类。

光刻胶成分示意图

半导体光刻胶工艺流程示意图

2、光刻胶主要制造企业

彤程新材(603650):公司是国内领先的半导体光刻胶生产商、国内深紫外 KrF 光刻胶最大量产供应商以及国内芯片生产大厂光刻胶原料本土供应商之一;公司在潜江拥有 8000 吨平板用光刻胶生产能力,是国内首家 TFT-LCD Array 光刻胶生产商,也是国内最大的液晶正性光刻胶本土供应商。年产 1.1 万吨半导体、平板显示用光刻胶及 2 万吨相关配套试剂项目已部分建设完成,其中包括年产 300/400 吨 ArF 及 KrF 光刻胶量产产线。

  • G 线光刻胶产品在国内占据较大市场份额
  • I 线光刻胶产品已接近国际先进水平;
  • KrF 产品在 Poly、AA、Metal、TM/TV、Thick、Implant、ContactHole 等工艺市占率持续攀升。
  • 193nm ArF 光刻胶(含干式及浸润式光刻胶)产品,可提供 Contact/Via Hole 图形工艺。ArF 光刻胶并搭配底部抗反射涂层 BARC,可提供全套光刻胶组合给客户,以确保更精细的光刻工艺,类别涵盖逻辑和存储记忆体等应用领域。
  • 显示面板光刻胶方面,公司下属子公司北旭电子是国内最大的液晶正性光刻胶本土供应商,同时也是中国大陆第一家 Array 用正性光刻胶本土生产厂家。

华懋科技(603306):华懋(厦门)新材料科技股份有限公司通过控股子公司华懋(东阳)新材料有限责任公司(74.8%)参股徐州博康信息化学品有限公司(23.2%),同时也是深圳哈勃投资的企业。徐州博康成立于2010年3月,专注于中高端光刻胶及相关原材料研发制造的国家高新技术企业。目前已成功开发ArF/KrF单体及光刻胶、G线/I线光刻胶、电子束光刻胶系列产品近百款。其中,ArF-immersion产品已经适用于28-45nm制程,可扩展至14nm。

晶瑞电材(300655):公司是一家集研发、生产和销售于一体的科技型新材料公司,主要产品包括超净高纯试剂、光刻胶、功能性材料、锂电池材料等,广泛应用于半导体、面板显示、LED等泛半导体领域及锂电池、太阳能光伏等新能源行业。

  • 公司拥有紫外宽谱、g 线、i 线、KrF、ArF 全系列光刻机以及配套测试实验设备,研发团队经验丰富且人员充足;
  • 紫外宽谱系列光刻胶多年来稳居国内市占率第一;
  • i 线光刻胶系列产品在完成国家重大科技项目 02 专项项目后,规模化向中芯国际长鑫存储华虹半导体、晶合集成等国内知名半导体企业供货;
  • DUV 光刻胶方面和中国石化集团全面合作,多款 KrF 光刻胶已量产出货;
  • ArF 高端光刻胶研发工作加速进行中,多款产品已向客户送样并开展验证。

南大光电(300346):公司围绕前驱体材料(包含MO源)、电子特气和光刻胶三项核心电子材料进行奋斗,并形成三大核心业务布局。控股子公司宁波南大光电(持股58.5%)的光刻胶研发中心具备了研制功能单体、功能树脂、光敏剂等光刻胶材料的能力,能够实现从光刻胶原材料到光刻胶产品及配套材料的全部自主化。目前研发的三款ArF光刻胶产品(通过验证的第三款ArF光刻胶产品是浸没式光刻胶,已实现销售)已在下游客户通过认证并实现销售,多款产品正在主要客户处认证。

上海新阳(300236):公司目前主要形成两大类业务,一类为集成电路制造及先进封装用关键工艺材料及配套设备的研发、生产、销售和服务,并为客户提供整体化解决方案。另一类为环保型、功能性涂料的研发、生产及相关服务业务,并为客户提供专业的整体涂装业务解决方案。

  • 集成电路制造用高端光刻胶产品系列:为公司面向芯片制造领域开发的电子光刻系列产品,主要用于逻辑、模拟和存储芯片生产制造。I 线、KrF 光刻胶产品工艺性能指标不断优化提升,满足客户的工艺需求,在超 20 家客户端进行测试验证,系列产品销量显著增加。ArF 光刻胶研发顺利推进,浸没式光刻胶目前已有多款产品在国内多家晶圆制造企业开展测试验证工作,部分型号产品已取得良好的测试结果及工艺窗口,技术指标与对标产品比较接近。
  • 晶圆制造及先进封装用电镀液及添加剂系列产品:公司面向芯片制造领域开发的第二代电子电镀产品,主要包括大 马士革铜互连、TSV、Bumping 电镀液及配套添加剂。
  • 晶圆制造用清洗液、蚀刻液系列产品:公司面向芯片制造领域开发的电子清洗液系列产 品,主要包括铜制程蚀刻后清洗液、铝制程蚀刻后清洗液、氮化硅/钛蚀刻液、化学机械研磨后清洗液等。
  • 晶圆制造用化学机械研磨液:主要包括适用于浅槽隔离研磨液(STI Slurry)、金属钨研磨液(W Slurry)、金属铜研磨液(Cu Slurry), 硅氧化层研磨液(Oxide Slurry),多晶硅层研磨液(Poly Slurry)等系列产品,研磨液产品可覆盖 14nm 及以 上技术节点。
  • 半导体封装用电子化学材料:用于半导体引线脚表面镀锡的化学材料及其配套电镀前处理、后处理化学材料,是公 司面向传统封装领域开发的第一代电子电镀与电子清洗产品,包括无铅纯锡电镀液及添加剂、去毛刺溶液等。

雅克科技(002409):公司的主要业务为电子材料业务、LNG 保温绝热板材业务、阻燃剂业务。

  • 光刻胶产品主要包括正性 TFT 薄膜电路正性光刻胶、RGB 彩色光刻胶、OCPS 光刻胶、CNT 防静电材料以及光刻胶配套试剂 ,客户涵盖京东方华星光电、广州 LGD惠科等国内头部显示面板制造商。
  • 前驱体材料主要应用在半导体薄膜沉积工艺。
  • 含氟类电子特种气体方面,科美特为台积电三星电子Intel、中芯国际、海力士、京东方等芯片制造商批量、稳 定供应电子特气。
  • LNG 保温绝热板材业务。
  • 海雅克三氯氧磷三氯化磷以及 TPP 阻燃剂生产、销售。

容大感光(300576):公司的主营业务为 PCB 光刻胶、显示用光刻胶、半导体光刻胶及配套化学品等电子感光化学品的研发、生产和销售,主要产品为湿膜光刻胶、阻焊光刻胶、干膜光刻胶、显示用光刻胶、半导体光刻胶及配套化学品等系列电子感光化学品。公司的PCB光刻胶在国内同行业的企业中处于领先地位,多个系列产品的相关性能指标达到或超过国际/国内相关的行业标准,营业占比超90%。

  • 半导体光刻胶:产品主要为 g 线光刻胶和 i 线光刻胶,主要应用于半导体分立器件、集成电路产品生产流程中的光刻工艺。
  • PCB 光刻胶:产品以湿膜光刻胶、阻焊光刻胶为主。
  • 显示用光刻胶:产品主要为触摸屏 sensor 用光刻胶、TFT 阵列(Array)用光刻胶,主要应用于触摸屏制作以及显示面板 TFT 阵列的制作。

广信材料(300537):国内头部的 PCB 光刻胶、BC 电池绝缘胶、 消费电子外观结构件涂料制造企业。主要产品包括光刻胶领域的 PCB 光刻胶、显示光刻胶、光伏胶等光刻胶及配套材料,以及涂料领域的消费电子涂料、汽车内外饰涂料、重防腐涂料PVC 地板涂料、功能膜材及 金属包装涂料等细分领域专用涂料。

3、光刻胶所需原材料主要供应商

强力新材(300429):公司主要从事电子材料领域各类光刻胶专用电子化学品和绿色光固化材料的研发、生产和销售及相关贸易业务。 公司是国内少数有能力深耕光刻胶专用电子化学品和绿色光固化材料领域的国家火炬计划重点高新技术企业。公司主要客户包括长兴化 学、旭化成、RESONAC、住友化学、JSR、TOK、三菱化学LGC三星 SDI 等全球知名光刻胶生产商。

  • 光刻胶专用电子化学品:包括光刻胶用光引发剂、光增感剂、活性稀释剂、光刻胶树脂(及配套单体);
  • 绿色光固化材料:包括自由基阳离子两大光固化体系的引发剂、活性稀释剂、光敏树脂等。

强力新材主要产品分类介绍

飞凯材料(300398):从光通信领域紫外固化材料的自主研发和生产开始,不断寻求行业间技术协同,目前已将核心业务范围逐步拓展至半导体材料、屏幕显示材料和有机合成材料四大领域。

  • 半导体材料:主要包括应用于半导体制造及先进封装领域的光刻胶及湿制程电子化学品如显影液、蚀刻液、剥离液、电镀液等,用于集成电路传统封装领域的锡球环氧塑封料等。
  • 屏幕显示材料:主要包括用于TFT-LCD液晶显示面板制造领域的光刻胶、TN/STN型混合液晶、TFT型混合液晶、液晶单体及液晶中间体、用于OLED屏幕制造领域的配套材料等新材料。
  • 紫外固化材料:主要包括紫外固化光纤光缆涂覆材料及其他紫外固化材料。
  • 医药中间体产品:主要为各类卤代烃产品,主要有溴乙腈溴乙酸叔丁酯、环己基苯、氯代环己烷等,多应用在抗病毒药物、抗生素以及心脑血管医药领域。

久日新材(688199):公司是全国产量最大的光引发剂生产供应商,已形成半导体光刻胶、显示面板光刻胶、光刻胶相关原材料及配套试剂三大系列 产品的发展方向,公司将努力打造成从原材料到下游光刻胶产品一体化的全产业链。大晶新材4500吨/年(面板光刻胶4000吨、半导体光刻胶500吨)光刻胶生产线预计今年12月底前投产。