中金：一帆风正劲，关键材料国产化正当时

2024年中国大陆半导体光刻胶市场规模7.7亿美元，成为全球最大的半导体光刻胶市场。 根据国际半导体产业协会（SEMI）统计，2024年全球半导体光刻胶市场规模同比增长16.15%至27.32亿美元，I线、G线、KrF、ArF和EUV光刻胶同比分别增长10.22%/14.06%/17.89%/16.74%/21.26%，先进光刻胶市场保持较快增速。2024年中国大陆半导体光刻胶市场规模同比增长42.25%至7.71亿美元，占全球市场规模的28.2%，成为全球最大的半导体光刻胶市场。2024年中国大陆G/I线、KrF和ArF光刻胶市场规模同比分别增长29.8%/42.61%/45.84%。

技术节点持续升级及先进制程晶圆产能增长，驱动高端半导体光刻胶市场规模持续扩大。 根据恒坤新材公告，伴随着逻辑芯片技术节点升级，光刻工艺层数和先进制程光刻胶占比不断提升，I线光刻在130-90nm制程中的应用层数为20层左右，KrF光刻在65-28nm工艺中应用最多且光刻层数为25-30层，ArF浸没式光刻在7nm工艺中超过35层。在3D NAND存储芯片中，堆叠技术不断提升工艺层数驱动光刻工艺层数增加，KrF是3D NAND应用最广泛的光刻工艺，此外18nm以下技术节点的DRAM光刻工艺中KrF光刻层数超过50%。中国大陆先进制程晶圆产能增加，我们预计先进制程光刻胶需求或将持续快速增长。根据Frost&Sullivan，预计2023-28年中国大陆半导体光刻胶市场CAGR18.5%，其中KrF和ArF光刻胶CAGR分别为18.1%/30.5%。

先进半导体光刻胶及其原料技术壁垒高，全球市场主要由海外企业寡头垄断。 半导体光刻胶主要由成膜树脂、光敏材料（主要分为光致产酸剂PAG和感光化合物PAC，其中PAG主要用于KrF、ArF和EUV等光刻胶、PAC主要用于如G/I线等线性酚醛树脂体系光刻胶）、溶剂以及其他添加剂组成。光刻胶是配方型产品，由于其原料的国产化较低，配方调试（不同光刻胶配方差异大，难以通过现有产品逆向结构）和产品测试验证难度非常大（国产光刻胶要实现进口替代必须达到光刻胶产品性能参数与原光刻胶完全匹配，光刻胶验证周期很长且繁杂），以及量产的稳定性等因素，导致我国ArF等先进的半导体光刻胶目前主要依赖进口。目前全球先进半导体光刻胶主要被日本JSR、东京应化、信越化学等企业垄断。根据Frost&Sullivan，在12英寸集成电路领域，i线光刻胶、SOC国产化率约10%，BARC和KrF光刻胶国产化率约1-2%，ArF光刻胶国产化率不足1%。

成膜树脂： 树脂是光刻胶的核心原料，其结构设计涉及树脂单体的种类和比例（需要筛选组合），对光刻胶的性能非常重要。树脂是高分子聚合物，具备一定的高分子特性也需要具备一定的化学特性（如树脂的不溶性悬挂基团与光照下光酸分解出的酸进行反应）。根据徐州博康官网，树脂的结构设计决定光刻胶在特定波长下可以达到的线宽，也会影响碱溶解速率等，从而决定曝光能量以及能量窗口等其他性能。由于树脂合成技术难度高（需要同时控制分子量分布和分散度等），以及工业化批量生产时树脂的分子量分布和分散度的稳定性以及金属离子的去除等要求很高，供应稳定性要求高以及客户认证难等，导致我国半导体光刻胶树脂仍主要依赖进口。尤其是ArF树脂通过几种单体共聚而成，定制化程度高，ArF树脂难以通过外购获得。

光酸： 光刻胶需要根据树脂的设计搭配光酸，且可能需要添加多种光酸使所有光刻指标达标，同时优秀的光酸需要在溶解性、灵敏度、稳定性和工艺窗口间实现最优的平衡。目前我国半导体用光酸主要依赖海外进口，主要是由于复杂的光酸其合成和纯化难度很高，批量生产质量稳定（主要是纯度的稳定性）的光酸十分困难，以及客户验证周期很长且客户切换供应商意愿低等所致。

下游国产化需求迫切+光刻胶企业不断攻关，看好高端半导体光刻胶国产化率提升。 先进的半导体光刻胶由于技术壁垒高、国产化率低，是我国半导体产业国产化发展的重要环节之一。随着半导体供应链安全的重要性提升，下游晶圆制造企业对于先进半导体光刻胶国产化需求迫切，我们预计下游客户认证测试国产光刻胶的意愿大幅增加。同时国内企业通过不断研发攻关和积聚相关产业人才，在KrF及ArF等先进光刻胶领域不断突破。随着国内政策的大力支持、产业链协同攻关等，我们认为国内先进半导体光刻胶国产化率有望稳步提升。

半导体前驱体是薄膜沉积主要材料，技术壁垒高

薄膜沉积是半导体关键工艺，前驱体是薄膜沉积工艺的主要原材料。 半导体产品制造需要经过数百道工艺，整个制造过程可以分为晶圆加工、氧化、光刻、刻蚀、薄膜沉积、互连、测试、封装八大步骤，其中，薄膜沉积与光刻、刻蚀是半导体制造的三大核心步骤。薄膜沉积的作用在于制造半导体器件叠层，即在晶圆表面交替堆叠多层薄金属膜和介电膜，之后再通过重复刻蚀工艺去除多余部分以形成三维结构。而在薄膜沉积中，前驱体材料是此步骤中的重点。

前驱体材料在沉积过程中直接决定半导体薄膜层质量。 其可通过化学沉积、原子层沉积等方式生成薄膜，在化学气相沉积（CVD）中，前驱气体会在反应腔发生化学反应并生成附着在晶圆表面的薄膜以及被抽出腔室的副产物。原子层沉积（ALD）通过每次只沉积几个原子层从而形成薄膜。不同沉积方式对前驱体性质需求不同。

前驱体种类丰富，不同用途差异大。 半导体前驱体材料根据形成薄膜的材料属性划分，可以分为硅基前驱体和金属基前驱体。根据集成电路晶圆制造工序划分，可分为高介电常数前驱体和低介电常数前驱体两类。我们认为随着集成电路制造工艺发展到28nm以下，高介电常数前驱体和低介电常数前驱体由于在不同制程模块中起到不可或缺的作用，有望随着先进制程需求的提升得到大量应用。

前驱体技术壁垒高，亟待实现国产替代。 前驱体材料的生产制造存在较高的壁垒，具体体现在高度专业化、快速创新、质量控制、定制化需求增加等方面。国内企业在半导体前驱体行业与国外龙头仍存在一定的差距。在国际贸易形势复杂化的背景下，为摆脱半导体制造海外主导的现状，作为关键原材料的半导体前驱体材料亟需实现国产化。

► 合成纯化难度大：前驱体作为高纯6N以上物质，且杂质含量在ppb以下，需要化学合成、纯化分离等技术，know-how成本较高。且前驱体制造商和供应商需要不断进行研发和创新，以满足半导体制造业对芯片结构创新的要求。

► 稳定性控制难度大：前驱体质量直接关系到半导体薄膜沉积工艺的质量，为满足薄膜沉积设备要求，需要确保前驱体的产品稳定性和一致性。

► 迭代与定制化需求高：随着制程与半导体结构的进步，Fit、GAA、3D NAND结构的出现，对前驱体种类要求增多。此外，不同半导体生产商如三星、Intel等对前驱体需求并不一致，制造商需要与半导体制造商紧密合作，针对半导体新工艺不断迭代。

国外厂商垄断市场，国内逐步实现替代

前驱体材料需求保持稳定增长。 近年来集成电路产业高速发展，薄膜沉积量对于晶圆的需求旺盛，推动半导体前驱体材料市场高速发展。根据QY Research统计，全球半导体前驱体市场规模从2019年约10.10亿美元增至2023年的约15.63亿美元，2019-2023年CAGR达9.86%，并预计2026年可达22.31亿美元，为前工序材料中最高增速的细分材料。中国是全球半导体前驱体的主要市场之一，根据QY Research数据，2021年中国半导体前驱体市场规模达到5.94亿美元，预计2028年将达到11.57亿美元，CAGR为10%。