光刻机国产替代，需求弹性最大的是谁？

上周公众号文章曾提到光刻机的自主可控进展，由于涉及到最新的半导体制程文章删掉了。

光刻机自主可控不仅仅对设备产业链有一定利好，对半导体材料用量可能也会倍增。

光刻技术突破的逻辑

晶体管是芯片中的核心组件，负责控制电流的流动，实现开关和放大功能。在数字逻辑电路中，晶体管作为基本的构建块，通过开关状态代表二进制数据（0和1），从而执行计算和处理任务。在模拟电路中，晶体管则用于信号放大和滤波等。随着技术的进步，晶体管的尺寸不断缩小，使得单个芯片上能够集成更多的晶体管，从而提高芯片的性能和能效。晶体管的不断微缩也是推动摩尔定律发展的关键因素，它使得集成电路的性能每隔一段时间就能翻倍

芯片行业发展的今天，先进制程的进步最主要就是晶体管密度的提升，比如5nm和7nm芯片的最重要的区别之一就是同样面积的芯片上晶体管密度的增加，从7nm过渡到5nm工艺，晶体管的密度可以增加约80%。

多重曝光助力突破制程限制

传统意义上制作对应制程的芯片都需要对应节点的光刻机，国内来说光刻机是卡脖子最大的一个环节，短时间突破难度比较大，为了在现有光刻机分辨率水平不变的情况下实现更窄的线宽和更高的晶体管密度，多重曝光技术成为了关键解决方案。

这种技术能够在低分辨率设备的基础上实现更先进的制程，并已在先进制程中得到广泛应用。在多重曝光技术可以实现用14NM的光刻机可以生产出7NM的芯片出来。

多重曝光技术，如自对准双重图案化（SADP）和自对准四重图案化（SAQP），能够显著提高晶体管密度。SADP技术通过利用心轴图案侧壁图形作为掩膜，实现晶体管密度的双倍效果。而SAQP技术则是通过两次SADP过程，实现图形密度的四倍效果。

但多重曝光技术提高了对刻蚀、 沉积等工艺的技术要求并且增加了使用次数，使晶圆光刻成本增加了2-3倍，同时对良率影响特别大，增加了材料的用量

多重曝光增量最大的是半导体材料，尤其是光刻环节相关(四次曝光)半导体材料中占比最大的是硅片达到35%，掩膜版占比为12%，光刻胶占比为6%，其他环节也有了很大增加。

光刻方面的突破带来了半导体材料用量的提升，板块长期受益。

半导体材料情况

半导体材料主要分为哪些？

半导体材料位于偏上游的位置。半导体材料主要分为晶圆材料（应用于芯片制造前期）和封装材料（用于芯片封装测试后期）。此外，还包括硅材料（半导体硅片）、靶材、 CMP 抛光材料、光刻胶等电子化学品、电子特种气体以及光掩模等多种材料，在集成电路、光电器件、分离器件和传感器等多个下游应用领域均有广泛应用。

全球及中国半导体材料市场的规模和发展趋势如何？

根据3M全球半导体协会的数据，在2022年，全球半导体材料市场销售额增长至727亿美元的历史高位，并预计随着全球半导体产能的增长将持续稳步上升。同时，中国半导体材料市场空间约为914.4亿元人民币，预计到2023年将增长至1024亿元人民币，增长速度高于全球平均水平。

为什么看好半导体材料市场？逻辑芯片制程升级如何影响半导体材料需求？

看好半导体材料市场的两个关键因素是逻辑芯片技术和3D堆叠技术（3D DM）的发展。随着这些技术不断演进，不仅催生了新材料的新品类需求，同时也带动了现有材料在质量和数量上的增长。此外，DRAM存储器也在朝着高容量和更精细纳米制程方向发展，进一步推动了新材料种类和用量的增长。随着逻辑芯片向更先进制程（如5纳米、3纳米及1纳米）发展，相应地需要更新型光刻胶、研磨液等材料，以匹配晶体管精细度的变化。同时，制程越先进，抛光等工艺环节的数量也会成倍增加，从而导致整个半导体材料需求量呈倍数增长。

随着国际局势变化，国内企业对本土半导体材料的验证意愿显著提高，这一背景下，国产化进程有望加速。半导体材料主要包括硅片、光掩模板、抛光液、抛光垫和光刻胶五个主要类别。其中，硅片作为所有集成电路的基础，在全球半导体材料中占据约33%份额，并呈现出持续增长的出货面积态势。尽管市场价格存在波动，但整体市场规模预计也将保持增长。

国内公司在光掩模板领域的进展情况如何？

国内进展较快的两家第三方商用光掩模板公司——路维和清溢，均起步于面板厂商，并在2022年底实现了180纳米及以上制程节点的产品量产，主要应用于mosfet、IGBT、二三极管等元器件以及mams、噪声滤波器和先进封装等领域。尽管如此，与能支持四五十纳米或28纳米等更先进节点的国际竞争对手相比，它们的距离仍较大。

未来三五年内国内抛光液市场需求有何变化趋势？

随着逻辑芯片制造业先进制程需求增多、节点越来越先进，对抛光液中粒子颗粒度要求更精细、杂质含量容忍度更低；而存储芯片领域，特别是3D量越来越高时，CMP（化学机械抛光）的需求也将明显翻倍。因此，无论是逻辑芯片还是存储芯片，未来都将大幅提升对抛光液的需求。据预测，抛光业市场将持续快速增长，预计2022年至2026年间市场将达到约20亿美元至26亿美元的增长幅度。

抛光垫市场的现状及未来增长空间如何？

2024年全球半导体CMP抛光材料市场规模约为40亿美元，其中抛光液占比超过50%，长期以来由美国和日本企业主导。例如陶氏化学占据超过80%市场份额。而国内企业中，鼎龙股份表现出色，不仅在逻辑和存储芯片客户群中实现了多个领域的突破，而且已成为众多客户的首选供应商。尽管整体收入体量与海外公司存在差距，但随着更多客户的加入以及市场地位的稳固，鼎龙股份为代表的抛光垫相关公司将拥有较大的增长空间。安集科技已成为国产CMP抛光液龙头，全球市占率达到约8%，并在不同产品线的研发和市场拓展上取得良好成果

当前光刻胶市场的格局如何，并且有哪些国内公司在进行相关研究与开发？国内光刻胶市场的发展现状及其前景如何？

目前光刻胶市场由日本占据主导地位，但国产企业也有较多参与。大约有六七家或七八家上市企业在从事光刻胶的研发，尽管进展速度各异，但都致力于不同品类的突破，例如28纳米、60纳米等不同制程以及逻辑、模拟、功率等各种下游应用场景所需的特定光刻胶。然而，在高端光刻胶如KRF、ARF和EUV等类别上，仍主要依赖进口，国内公司在这些领域的国产化进程相对较慢，处于客户验证阶段，批量出货较少。2021年，中国大陆集成电路光刻胶市场规模约为41.1亿元，其中G线和I线光刻胶市场规模约占整体的八分之一左右。尽管存在较大发展空间，但国产化率普遍较低，尤其在KRF、ARF及EUV光刻胶领域几乎为零。尽管如此，国内多家公司已经在KIF和AIF等高端光刻胶领域进行了布局，并得到了下游晶圆厂的高度关注和支持。

相关标的

鼎龙股份：公司凭借CMP抛光垫进入半导体材料领域，业务收入从2013年的0.79亿元增长至2023年的超4亿元，市场份额约占国内三成。2022年，公司加速多元化发展，成功研发抛光液、清洗液、光刻胶和RDL用PSPI等关键材料，打破了外企垄断，构建了国内少有的半导体材料制造和封装一体化平台

安集科技：抛光液领域全品类覆盖，全球抛光液的全球市场份额是7.7%，目前并列第四位；功能性湿电子化学品市占率3%+，品料号80余款，每年保持20-30%左右的料号增长

路维光电：国内领先的掩膜版制造商，全面覆盖面板领域产品，服务顶级客户，并掌握G11高世代技术。在半导体领域，公司已量产0.18μm产品，0.15μm产品验证中。通过产线转换提高稼动率。2023年，公司投资江苏路芯半导体，推进130nm-28nm半导体掩膜版项目，预计2025年Q1关键设备到位，加强其在半导体材料领域的竞争力。

清溢光电：半导体掩膜版领域取得显著进展，已成功量产180nm掩膜版，2023年半导体掩膜版业务收入达到约1.44亿元。公司正积极研发更先进的130nm及以下掩膜版产品，以适应90nm及以下制程的需求。预计相关生产设备将在2025年第三季度投入使用，这将进一步提升公司在半导体材料领域的竞争力和市场份额。

华懋科技：华为持股，国内少有能打通光刻胶上游材料的全产业链公司开发出多款适用于不同工艺要求的光刻胶产品，包括但不限于KrF、ArF等类型的光刻胶

彤程新材：高分辨率的KRF和ARF光刻胶都已经实现了量产突破达到最先进水准

南大光电，艾森股份，天承科技，华海诚科，雅克科技，华特气体等