（报告出品方/作者：方正证券，陈杭）
一、投资分析
在这篇报告中，我们主要追溯光刻胶上游原材料，包括单体、树脂、光引发剂、溶剂等，解析目前半导体光刻胶主流原材料，研究其行业壁垒，并分析目前市场竞争格局。
我们归纳出光刻胶及其原材料行业具备以下特征：（1）行业壁垒高，配方技术及质量控制技术要求高；（2）配方研究需时间沉淀，实验室与量产之间存在差距，耗时较长，需提前布局，不存在弯道超车；（3）光刻胶品类多，所涉及原材料丰富；（4）伴随下游晶圆厂扩产，整体市场规模稳健上升，市场供不应求；（5）下游认证壁垒高，客户粘性大；（6）政策驱动性行业，往往依靠专项政策推动技术成果转化。
二、光刻胶详解：探寻配方，究其壁垒
2.1探寻光刻技术：源于印刷术
光刻技术是利用光化学反应原理和化学、无力刻蚀方法将掩模版上的图案传递到晶圆的工艺技术。光刻的原理起源于印刷技术中的照相制版，与印刷术不同，光刻工艺并非使用油墨为介质，而是借助光敏物质在受到光照(曝光)后发生的化学变化，完成这一信息的转移。
光刻技术按曝光光源主要分为光学光刻和粒子束光刻(常见的粒子束光刻主要有X射线、电子束和离子束光刻等)。其中光学光刻是目前最主要的光刻技术，在未来几年仍占主流地位。
在摩尔定律的引领下，光学光刻技术经历了接触/接近、等倍投影、缩小步进投影、步进扫描投影等曝光方式的变革。随着集成电路器件尺寸不断缩小，芯片运算速度以及集成度不断提高，对光刻技术曝光分辨率提出了更高要求。
2.2光刻胶简介：技术密集型产业
光刻胶又称光致抗蚀剂，是指通过紫外光、电子束、离子束、X射线等照射或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀剂刻薄膜材料。光刻胶目前被广泛用于光电信息产业的微细图形线路加工制作，约占IC制造材料总市场的6%，是重要的半导体材料。光刻胶是电子化学品中技术壁垒最高的材料，具有纯度要求高、生产工艺复杂、技术积累期长等特征。
2.3光刻胶原材料
光刻胶由成膜树脂（聚合剂）、光引发剂、溶剂及添加剂构成。成膜树脂用于将光刻胶中不同材料聚合在一起，构成光刻胶的骨架，决定光刻胶的硬度、柔韧性、附着力等基本属性。光引发剂包括光增感剂和光致产酸剂，是光刻胶的关键成分，对光刻胶的感光度、分辨率起着决定性作用。
溶剂是光刻胶中最大成分，目的是使光刻胶处于液态，但溶剂本身对光刻胶的化学性质几乎没影响。添加剂包括单体和其他助剂等，单体对光引发剂的光化学反应有调节作用，助剂主要用来改变光刻胶特定化学性质。
数据显示，树脂占光刻胶总成本的50%，在光刻胶原料中占比最大，其次是占35%的单体和占15%的光引发剂及其他助剂。对于高端光刻胶，树脂所占成本比例更高。根据南大光电公告，ArF树脂以丙二醇甲醚醋酸酯为主，质量占比仅5%-10%，但成本占光刻胶原材料总成本的97%以上。
2.4光刻胶检测、生产所需设备
由于不同半导体光刻胶从适用波长、配方、原材料品质等方面各不相同，其生产设备及检测设备也不相同。
反应釜为光刻胶主要生产设备，g/i线光刻胶生产设备为不锈钢反应釜，而KrF和ArF光刻胶均为衬氟反应釜。
光刻胶所涉及的检测设备种类繁多，包括光刻机、缺陷分析设备等都需要从国外进口。根据南大光电公告披露，ArF光刻胶项目所涉及的检测设备包括光刻机、CDSEM、涂胶显影机、亮场缺陷扫描仪、缺陷分析设备、气体颗粒仪等。
2.5光刻胶分类：正性光刻胶和负性光刻胶
根据化学反应机理，光刻胶可分为负性光刻胶和正性光刻胶两类。二者在PCB、面板、半导体中都有广泛应用，但由于负性光刻胶显影时易变形和膨胀，分辨率通常只能达到2微米，因此正性光刻胶的应用更为普及，占光刻胶总量80%以上。ArF光刻胶和EUV光刻胶基本都是正胶。正性光刻胶是指在光刻工艺中，涂层经曝光、显影后，曝光部分在显影液中溶解而未曝光部分保留下来形成图像的光刻胶。负性光刻胶与正性光刻胶相反，其中被溶解的是未曝光部分，而曝光部分形成图像。
2.6光刻胶技术壁垒概述
光刻胶是电子化学品中技术壁垒最高的材料，具有纯度要求高、生产工艺复杂、生产及检测等设备投资大、技术积累期长等特征。从相关技术来看，光刻胶的核心技术包括配方技术、质量控制技术和原材料技术，配方技术是光刻胶实现功能的核心，而质量控制技术能够保证光刻胶性能的稳定性，而光刻胶原材料的品质对光刻胶的质量起着关键作用。
根据中商产业研究院数据，年中国光刻胶主要集中在技术壁垒较低的PCB光刻胶和LCD光刻胶，分别占比61%和35%，而在技术壁垒较高的半导体光刻胶中占比仅为29%。
2.7光刻胶客户壁垒：壁垒极高，认证周期长
光刻胶方面，根据行业惯例，在光刻胶供货前，一般会经过光刻胶产品的验证及工厂（产线）资质的验证，其中光刻胶验证根据验证阶段分为PRS（光刻胶性能测试）、STR(小试)、MSTR(批量验证）及Release（通过验证）；工厂（产线）资质验证方面，主要在质量体系、供货稳定性、工厂（产线）产能等几方面进行验证。在工厂（产线）资质验证通过以及产品验证通过后，可实现对客户的正式供货。验证周期通常为6-24个月。
光刻胶单体的验证主要流程为：生产商向潜在客户研发样品送样，客户测试各项质量指标并合成树脂后进行验证；产品验证通过后，进行验厂质量体系认证；最后进行中试级别产品订单验证。光刻胶单体验证周期通常为6-24个月。
随着晶圆厂验证国产半导体材料加速，未来2-3年将是KrF和ArF光刻胶及相关公司发展的关键窗口期。我们认为国内企业应锁定晶圆厂新产线替代机遇，规避旧有产线壁垒。对于新产线，前期主要以抢占产线为主，成为一供、二供、三供，建立产品护城河。后期通过稳定供货，锁定先发优势。
三、产业链日美垄断，核心原料受制于人
3.1全球光刻胶竞争格局：日美韩企业垄断市场
全球光刻胶竞争格局：光刻胶市场主要由日美韩公司垄断，大陆企业市占率不足10%，其中在全球半导体光刻胶市场中，日本企业牢牢占据龙头地位，至少占据60%以上。我国的面板光刻胶市场主要由外资企业占领，占比达65%，由日韩企业占据主要市场。中国在全球PCB光刻胶市场占据主导地位，年的市场份额达93.35%。在国内市场中，国内企业的市场份额也过半，使得PCB光刻胶成为了国产替代率最高的光刻胶产品。
3.2半导体光刻胶市场：稳健上升，市场稳定
年全球半导体市场销售额亿美元，同比下降12%，主要由于存储市场的周期性导致。根据年6月由WSTS（全球半导体交易统计）发布的资料，年全球半导体销售额将达到亿美元，表现不及预期。这主要归咎于新冠疫情对全球经济和供应链的负面作用。WSTS预测，年的半导体销量将反弹至亿美元。
据SEMI的统计数据显示，-年，全球半导体光刻胶的市场规模从15亿美元增长至年的18亿美元。根据ResearchandMarkets，年全球半导体光刻胶市场规模达20.4亿美元，近4年年复合增速达8%。
3.3光刻胶：产业链分析
光刻胶产业链覆盖范围广，其中上游原料是光刻胶产业的重要环节，原料的品质决定了光刻胶产品品质，主要原料包括树脂、光引发剂、溶剂和单体等；中游为各类型的光刻胶，主要分为PCB光刻胶、LCD光刻胶、半导体光刻胶；下游为应用领域，光刻胶主要用来制造印刷电路板、平板显示屏、半导体等。光刻胶产业链壁垒高，包括原材料壁垒、配方壁垒、设备壁垒和下游认证壁垒。
3.4东京应化：EUV光刻胶领军者
东京应化成立于年，成立之初的主营业务是高纯试剂的研发与生产。20世纪60年代，开始进入半导体制造领域，是第一批涉足光刻胶领域的日本公司。在年和年分别开发出负性光刻胶和正性光刻胶后，发展至今，在光刻胶的研发领域已经有超过50年的积淀。
年，公司就率先投资研发ArF浸没光刻胶所需技术，年公司同样是引领10nm以下制程EUV光刻胶的企业之一。年，公司在全球半导体光刻胶市场中获得多项“第一”，凸显公司的行业领导地位。未来公司将紧抓5G、AI、功率器件等时代红利，大力发展EUV、ArF等高端光刻胶和先进封装用光刻胶。
3.5以日本为鉴：半导体产业三次转移
在集成电路产业发展史上，欧美厂商领导了前期光刻胶产品的研发。年代，半导体产业中心开始第一次迁徙，该次转移成就了许多日本知名企业。日本借机崛起，快速进入光刻胶市场。
-年代，日本半导体产业在日美贸易摩擦下开始没落，半导体产业中心迁往韩国和中国台湾。然而，日本的光刻胶产业抓住制程发展的机遇、先发制人的材料和设备优势以及与韩国和中国台湾区位优势，成为市场霸主。IBM在年代早期就突破了KrF光刻。然而此时英特尔年制程节点还在1.5μm，可以用成本更低的i线光刻实现，因此KrF光刻胶生不逢时，未大规模放量。年日本TOK突破了KrF光刻胶并实现了商业化销售，打破IBM对于KrF光刻胶的垄断，而且当时的半导体工艺节点发展到了0.25-0.35μm，逼近了i线光刻的极限。同时光刻机市场也演变为佳能和尼康为龙头的时代。
在第三次转移之后，日本光刻胶产业凭借高度的技术壁垒和市场壁垒，在半导体产业全球化分工浪潮中依然占据高端市场的垄断地位。日本光刻胶在高端的ArF和EUV光刻胶市场，日本厂商进一步巩固霸主地位。
四、国产化迫切驱动国内企业奋起直追
4.1国内光刻胶未来市场空间巨大，下游产能扩张带动需求增长
近年来，随着半导体行业的蓬勃发展，半导体材料需求旺盛，光刻胶市场需求保持了良好的增长态势。根据晶瑞电材公告，我国年光刻胶市场规模约88亿元，预计该市场未来3年仍将以年均15%的速度增长，至年中国光刻胶市场规模将超过亿元。
中国大陆晶圆厂产能即将爆发，光刻胶有望持续高增长。根据主要晶圆厂数据，未来五年中国大陆将新建至少29座晶圆厂。在12寸片方面，根据IDC及芯思想研究院（Chipinsights）统计：截至年，我国12英寸晶圆制造厂装机产能约90万片/月，预计至年，我国12英寸晶圆厂在满产情况产能将达到万片/月，年复合增速25%。在8寸片方面，预计年产能万片/月，年复合增速14%。
光刻胶市场持续分化，ArF和KrF推动光刻胶市场高增长。年中国大陆市场ArF光刻胶占比40%；KrF光刻胶占比39%；G/I线光刻胶占比20%。随着制程不断缩小，KrF和ArF光刻胶市场需求量快速增加，成为了推动光刻胶市场快速增长的主要因素。
4.2中国光刻胶上游材料：树脂
光刻胶原料中，虽树脂质量占比不高，但其控制光刻胶主要成本。根据南大光电公告，ArF树脂以丙二醇甲醚醋酸酯为主，质量占比仅5%-10%，但成本占光刻胶原材料总成本的97%以上。目前，中国光刻胶树脂除博康化学外，多数厂商主要生产中低端树脂，高端树脂主要由日本、韩国和美国等外国企业占主导地位。从主要供应商情况来看，博康化学覆盖中高端半导体光刻胶树脂。强力新材在PCB光刻胶树脂上具有一定的优势。圣泉集团是中国大陆本土面板显示光刻胶树脂和半导体光刻胶树脂的领先厂商。
根据富士经济数据，KrF胶树脂售价稳定在元/kg，ArF胶树脂售价近元/kg，预计未来价格趋势稍向下走。半导体光刻胶树脂售价高昂原因在于全球ArF/KrF光刻胶需求逐年上升，以及国内核心制备技术的匮乏。预计年，全球ArF和KrF树脂规模达到40亿元。
半导体光刻胶树脂的产业化面临诸多难题，第一点就是合成技术，光刻胶树脂的合成技术可分为自由基聚合，阴离子聚合和活性自由基聚合等，目前最常用的是自由基聚合，这种技术容易控制树脂的分子量，且容易产业化，但缺点是PDI(分散度）难以控制很小，导致其无法达到一些光刻性能。其他难题则包括放大的稳定性和金属离子的去除、原料及树脂供应稳定、客户的认证和采购过程较长、定制化产品需达到规模效应。
4.3国家大力支持成品光刻胶及其原料
为进一步做好重点新材料首批次应用保险补偿试点工作，工信部于年发布了《重点新材料首批次应用示范指导目录（版）》，其中关于光刻胶及其原料的入选涵盖了半导体光刻胶及其原料和LCD用正性光刻胶。
4.4华懋科技：上游材料全系列布局龙头
华懋科技成立于年，专注汽车安全领域，产品线覆盖安全气囊布、安全气囊袋以及安全带等被动安全系统部件。年公司投资徐州博康，切入高端光刻胶核心赛道。
作为国内实现光刻胶单体、树脂、溶剂、成品胶的一体化生产的龙头企业，全产业链自主可控优势显著。光刻胶单体是博康主要业务之一，光刻胶产品除自用外，主要出口日本、韩国相关企业。公司作为成熟的光刻胶单体供应商，在树脂领域优势显著，包括自产单体质量稳定、品类齐全、大客户认可，能够保障树脂的原料供应安全、稳定；产业链完整，博康既有单体的基础，也有自研的光刻胶系列产品；树脂合成的工艺水平稳定，放大生产的水平高，质量和批次稳定性好。目前，徐州博康已经成功开发出了50+款半导体光刻胶树脂，包括ArF光刻胶树脂10+种，KrF光刻胶树脂20+种，i线光刻胶树脂10+种，另有封装光刻胶树脂5-6种，电子束光刻胶树脂10种左右，其中，已经定型量产的有20多种。公司光刻胶覆盖广泛，包括i线、ArF和KrF光刻胶。
博康营收上涨趋势明显，年业绩实现翻倍。其中光刻胶单体实现.17万元营收，占总营收27.76%；光刻胶业务实现.63万元，占比1.86%。
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