光刻胶行业产业链分析：光刻胶占据电子材料至高点

• 薛圳扬 2023年11月28日 来源：中研网 1007 63
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光刻胶是利用光化学反应经曝光、显影、刻蚀等工艺将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工基片上的图形转移介质。

1、光刻胶介绍与分类

光刻胶是利用光化学反应经曝光、显影、刻蚀等工艺将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工基片上的图形转移介质。其中曝光是通过紫外光、电子束、准分子激光束、X射线、离子束等曝光源的照射或辐射，从而使光刻胶的溶解度发生变化。以集成电路光刻工艺为例，主要为利用曝光(light)和显影在光刻胶层(photoresist)上刻画几何图形结构，然后通过刻蚀工艺将光掩模(reticle)上的图形通过棱镜(lens)后转移到所在衬底(即硅晶圆，wafer)上;基本原理是利用光刻胶感光后因光化学反应而形成耐蚀性的特点，将掩模板上的图形刻制到被加工表面上。

按照化学反应原理，光刻胶可主要分为以下几种类别：

图表：光刻胶分类(按化学反应原理)

资料来源：中研普华产业研究院整理

正性光刻胶与负性光刻胶：对于电路图形，既可以使用正性光刻胶也可以使用负性光刻胶来实现，只需要搭配不同的掩模即可。而正性光刻胶拥有高分辨率、高对比度、低曝光图形缺陷率、水溶性显影液、去胶容易的优点，20世纪70年代以来，正性光刻胶成为主流光刻胶。

按照原材料结构及应用领域的不同，光刻胶可主要分为以下几种类别：

图表：光刻胶分类(按应用领域)

资料来源：中研普华产业研究院整理

PCB光刻胶：PCB(printed circuit board)是印制线路板的简称，也称电路板，是电子产品的基本组成部分之一。PCB的加工制造过程涉及图形转移，即把设计完成的电路图像转移到衬底板上，因而在此过程中会使用到光刻胶。基本过程如下：首先在衬底表面形成一层光刻胶薄膜，然后使紫外光通过掩膜板照射到光刻胶薄膜上，曝光区域发生一系列的化学反应，再通过显影的作用将曝光区域(正性)或未曝光区域(负性)溶解并去除，最后经过固化、蚀刻、退膜等一系列过程将图形转移至衬底。

LCD光刻胶：LCD(liquid crystal display)显示器，即液晶显示器，是一种常见的采用液晶为材料的显示设备。目前LCD显示器中TFT-LCD(即薄膜晶体管液晶显示器)是市场的主流，TFT-LCD面板的构造可简单视为两片玻璃基板中间夹着一层液晶，上层的玻璃基板是与彩色滤光片(color filter)结合，而下层的玻璃则有晶体管镶嵌于上。当电流通过晶体管时产生电场变化，造成液晶分子偏转，改变光线的偏极性，在电场的作用下，液晶分子排列方向发生变化，使得外光源透光率改变(调制)，再利用红、绿、蓝三基色信号的不同机理，通过红、绿、蓝三基色滤光膜，完成时域和空间域的彩色重显。在LCD显示器的加工过程中，光刻胶主要用于制作显示器像素、电极、障壁、荧光粉点阵等。

半导体光刻胶：半导体光刻工艺是指利用曝光和显影在光刻胶层上刻画几何图形结构，然后通过刻蚀工艺将光掩模上的图形转移到所在衬底(硅晶圆)上。基本原理是利用光刻胶感光后因光化学反应而形成耐蚀性的特点，将掩模板上的图形刻制到被加工表面上。

半导体光刻工艺主要包括硅片清洗、预烘和底胶涂覆、光刻胶涂覆、烘干、对准和曝光、显影和坚膜、刻蚀及离子注入和光刻胶的去除。光刻工艺是半导体生产过程中的核心步骤之一，半导体生产过程各工艺步骤的紧密连续性及对精度的极度高要求也使得其对光刻胶及光刻胶原材料的要求极高。集成电路各功能层是立体重叠的，大规模集成电路常要经过十几次光刻才能完成各层图形的全部传递。光刻胶的质量和性能是影响集成电路性能、成品率及可靠性的关键因素。

2、光刻胶产业链

(1)光刻胶产业链

根据中研普华研究院撰写的《2023-2028年中国光刻胶行业深度分析与发展前景预测报告》显示：

光刻胶所在产业链覆盖范围十分广泛，从上游基础化工材料行业、精细化学品行业到中游光刻胶制备，到下游PCB、面板、半导体产业，再到电子等应用终端。光刻胶作为微电子领域微细图形加工核心上游材料，占据电子材料至高点。

图表：光刻胶产业链

资料来源：中研普华产业研究院整理

(2)光刻胶上游原材料技术门槛高

光刻胶专用化学品技术含量高且处于PCB、面板和半导体产业的上游，其质量直接影响下游产品的质量。生产光刻胶的原料光引发剂、光增感剂、光致产酸剂和光刻胶树脂等专用化学品是体现光刻胶性能的最重要原料。不同应用领域的光刻胶的产品形态、加工工艺、曝光设备、成像精度等差异很大，因此所用专用化学品种类及品质要求也存在明显差异。

(3)PCB光刻胶专用化学品

终端电子产品的轻薄短小化、半导体等元件的集成度快速发展、组装技术的进步推动着PCB向导线精细化、高密度化方向发展。HDI电路板、封装基板和挠性电路板等高端产品的工艺技术进步对干膜光刻胶和光成像阻焊油墨的感光度、分辨率、附着力等性能的要求不断提高，同时PCB生产的环保压力不断增加。光刻胶专用化学品呈现出向高性能化、环境友好型发展的趋势。

(3)LCD光刻胶专业化学品

LCD技术日新月异，对于彩色光刻胶的性能要求高辉度、高对比度、高色纯度、高颜色再现性等，为了满足这些要求，光刻胶中颜料的比重越来越大，颜料的比重加大后会降低光刻胶的感度。另一方面，为了提高生产效率，LCD面板越做越大，要求更短的曝光时间，加上黑色光刻胶在感光领域的光遮盖性很强，所以LCD光刻胶中要求使用更高感度的光引发剂。一般高感度光引发剂性质不稳定，容易影响颜料光刻胶的储存稳定性。

彩色光刻胶和黑色光刻胶的技术难度非常大，全世界的生产几乎被数家日本、韩国厂商所垄断，近几年韩国及台湾的个别厂商才开始突破进入这个领域。彩色光刻胶和黑色光刻胶所用的专用化学品如颜料、光引发剂、树脂等原料，性能要求特别，品质要求苛刻，垄断程度更高，如高性能光引发剂市场长期被巴斯夫公司垄断，LCD光刻胶树脂主要由两家日本公司供应。

欲了解更多行业的市场数据及未来行业投资前景，请点击查看中研普华产业院研究报告《2023-2028年中国光刻胶行业深度分析与发展前景预测报告》。

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