愈演愈烈的國際貿(mào)易沖突，將一些原本普羅大眾既不熟悉，又很少見到的，位于產(chǎn)業(yè)中上游的先進技術(shù)與工藝推到了風口浪尖。
比如光刻、光刻機，以及本文的主角光刻膠。
但這些如今普遍以“卡脖子”形容的先進領(lǐng)域，往往只是名字天下知，細節(jié)無人問 —— 它們究竟是什么？上下游是怎樣的？市場有多大？為什么會被卡脖子？為什么過去沒人花大錢，下大力氣開發(fā)？
本文將聚焦這兩年因芯片而備受關(guān)注的光刻膠，為讀者解析這一產(chǎn)業(yè)的基本情況，以及目前國產(chǎn)化替代所面臨的主要困難。
光刻膠究竟是怎樣一個行業(yè)？
光刻膠，又稱“光致抗蝕劑”，是光刻成像的承載介質(zhì)，可利用光化學(xué)反應(yīng)將光刻系統(tǒng)中經(jīng)過衍射、濾波后的光信息轉(zhuǎn)化為化學(xué)能量，從而把微細圖形從掩模版轉(zhuǎn)移到待加工基片上。其被廣泛應(yīng)用于光電信息產(chǎn)業(yè)的微細圖形線路的加工制作，是微細加工技術(shù)的關(guān)鍵性材料。
一言以蔽之，光刻膠是光刻工藝最重要的耗材，其性能決定了加工成品的精密程度和良品率，而光刻工藝又是精密電子元器件制造的關(guān)鍵流程，這使得光刻膠在整個電子元器件加工產(chǎn)業(yè)，都有著至關(guān)重要的地位。
需要強調(diào)，盡管近年來光刻膠與芯片一起反復(fù)為媒體所提及，但它從來不是只用于半導(dǎo)體生產(chǎn)，甚至在三個主流應(yīng)用領(lǐng)域（半導(dǎo)體、PCB、LCD）里，半導(dǎo)體光刻膠的市場規(guī)模也最小。受篇幅所限，本文將聚焦于受關(guān)注度最高，也是典型的“卡脖子”領(lǐng)域 —— 半導(dǎo)體光刻膠，其它用途將僅作粗略介紹，不詳細展開。
從整體產(chǎn)業(yè)鏈看，光刻膠上游為各類專用化學(xué)制品，屬于精細化工行業(yè)；下游則為各類電子元器件制造行業(yè)。
從生產(chǎn)原材料看，光刻膠的上游為各類專用化學(xué)品，屬于精細化工產(chǎn)業(yè)，包括光引發(fā)劑（光增感劑、光致產(chǎn)酸劑）、溶劑、成膜樹脂及添加劑（助劑、單體等）。
從用量上來說，溶劑（主要為丙二醇甲醚醋酸酯，簡稱 PMA）是用量最大的材料，含量最高可達 90%，但在成本上并不突出，且不起關(guān)鍵作用；作為光化學(xué)反應(yīng)的核心部分，光引發(fā)劑的用量僅有約 1%~6%；樹脂則在不同光刻膠產(chǎn)品中的用量區(qū)別很大 [2]。
從成本看，在半導(dǎo)體光刻膠領(lǐng)域，越先進的工藝，樹脂成本占比越高：以 KrF（氟化氪）光刻膠為例，樹脂成本占比高達約 75%，感光劑約為 23%，溶劑約為 2%[3]。
光刻膠的分類方式
光刻膠的分類方式多樣化，總體來說遵循三大分類方式：
按化學(xué)反應(yīng)原理和顯影原理不同，可分為正性光刻膠與負性光刻膠；
按原材料化學(xué)結(jié)構(gòu)不同，可分為光聚合型、光分解型、光交聯(lián)型和化學(xué)方大型；
按下游應(yīng)用領(lǐng)域不同，可分為 PCB 光刻膠，面板（LCD）光刻膠、半導(dǎo)體光刻膠以及其它光刻膠。
正性光刻膠與負性光刻膠
這一分類主要依據(jù)的是光照后顯影時與顯影液產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，最終形成的圖形與掩模版圖形的對應(yīng)關(guān)系。
正性光刻膠的曝光部分溶于顯影劑，在蝕刻過程中光照到的區(qū)域會被等離子化氣體蝕刻去除，最終留下的圖樣是曝光工序中光線所沒有照到的區(qū)域，與掩膜版上的圖形相同。
負性光刻膠與正性光刻膠相反，其曝光部分不溶解于顯影劑，未被光照的區(qū)域會被去除，顯影時形成的圖形與掩膜版相反。
正膠與負膠兩者的生產(chǎn)工藝流程基本一致，但性能上存在差異。從發(fā)展看，負膠最早應(yīng)用于光刻工藝中，且有更耐腐蝕的優(yōu)點。然而由于顯影時易變形和膨脹，導(dǎo)致負膠在最為關(guān)鍵的分辨率方面性能不佳，不能用于先進制程的生產(chǎn) [4]。
光聚合型、光分解型、光交聯(lián)型和化學(xué)放大型
該分類方法依據(jù)的是原材料中，感光樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)。其中的光聚合型和光分解性主要應(yīng)用于正性光刻膠，而光交聯(lián)型則是典型的負性光刻膠?；瘜W(xué)放大型則是目前最為先進的類型，廣泛的應(yīng)用于先進制程 [4]。
PCB 光刻膠、LCD 光刻膠、半導(dǎo)體光刻膠
這一分類依照的是光刻膠的應(yīng)用領(lǐng)域，同時也是知名度最高的一種標準。
三種主要光刻膠中，PCB（印刷電路板，Printed circuit board）光刻膠最為低端，同時也是國產(chǎn)化率最高的領(lǐng)域，占 PCB 制造成本的 3%~5%?？煞譃楦赡す饪棠z、濕膜光刻膠與光成像阻焊油墨 [2]。
憑借我國在勞動力和資源等方面的優(yōu)勢，21 世紀以來，PCB 產(chǎn)業(yè)開始向國內(nèi)轉(zhuǎn)移，國內(nèi)廠商掌握了生產(chǎn) PCB 上游關(guān)鍵材料的核心技術(shù)，在產(chǎn)能與成本上均有很強競爭力。數(shù)據(jù)顯示，2019 年全球 PCB 產(chǎn)值約 637 億美元，我國 PCB 市場規(guī)模達到 329.4 億美元，占全球市場的份額超過 50%，是最大的 PCB 生產(chǎn)國 [2]。
光刻工藝也是液晶面板制造的核心工藝，因此 LCD 光刻膠，也就是面板（Liquid Crystal Display）光刻膠同樣是產(chǎn)業(yè)核心耗材。彩色濾光片是液晶顯示器實現(xiàn)彩色顯示的關(guān)鍵器件，占面板成本的 14%~16%，其生產(chǎn)成本直接影響到液晶顯示器產(chǎn)品的售價和競爭力；彩色光刻膠和黑色光刻膠是制備彩色濾光片的核心材料，在彩色濾光片材料成本中，彩色光刻膠和黑色光刻膠在整體成本中占比約 27%[5]。
然而與半導(dǎo)體光刻膠類似，我國在面板光刻膠領(lǐng)域的國產(chǎn)化率同樣不高，產(chǎn)能主要集中在相對低端的觸摸屏光刻膠領(lǐng)域。附加值更高的彩色及黑色光刻膠，目前的市場被日韓廠商壟斷。以需求最多的彩色光刻膠為例，東京應(yīng)化、LG 化學(xué)、東洋油墨、住友化學(xué)、三菱化學(xué)、奇美等日本、韓國和中國臺灣企業(yè)占據(jù)了 90% 以上的市場份額，我國自主供應(yīng)能力同樣不強 [2]。
在半導(dǎo)體領(lǐng)域，光刻工藝是最為核心、最為重要的加工環(huán)節(jié)，其成本約為整個芯片制造工藝的 30%，耗時約占整個芯片工藝的 40%~50%。而作為這一工藝的核心介質(zhì)，半導(dǎo)體光刻膠的質(zhì)量和性能是影響芯片性能、成品率及可靠性的關(guān)鍵因素，對整體光刻工藝有著至關(guān)重要的影響。
半導(dǎo)體光刻膠隨著市場對半導(dǎo)體產(chǎn)品小型化、功能多樣化的要求，而不斷通過縮短曝光波長提高極限分辨率，從而適配不斷發(fā)展的光刻工藝。
根據(jù)曝光波長不同，半導(dǎo)體光刻膠可進一步分為普通寬普光刻膠、g 線（436nm）、i 線（365nm）、KrF（248nm）、ArF（193nm）、以及最先進的 EUV (<13.5nm) 光刻膠。
其中，ArF 光刻機涉及干法和浸沒式兩種工藝（區(qū)別在于鏡頭和光刻膠之間的介質(zhì)是空氣還是液體），ArF 光刻膠也對應(yīng)分為干法和浸沒式兩類。EUV 光刻膠則是制造難度最高的產(chǎn)品，也是 7nm 及以下制程芯片加工過程中的核心原材料。
可能有的讀者也會見到 DUV，即深紫外線（Deep Ultraviolet Lithography）這一名稱，它指的是 160~280nm 的曝光波長，涵蓋 EUV 前的一整代技術(shù)，目前在光刻工藝上指的就是 KrF 和 ArF。
除了上述標準外，還有一種被稱作 F2，曝光波長為 157nm 的技術(shù)規(guī)格，但卻慘遭淘汰，未能實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。主要是因這一規(guī)格在發(fā)展過程中被 ArF 正面擊潰，背后涉及的是半導(dǎo)體行業(yè)最為重大的一次路線分歧，其結(jié)果塑造了我們?nèi)缃窨吹降陌雽?dǎo)體加工業(yè)秩序。
當時以尼康、佳能為首的光刻機制造商試圖主推 157nm 光源的 F2 規(guī)格，可提高 20% 左右的分辨率，但該路線有兩個致命缺陷 [4]：
鏡組使用的光學(xué)材料在 157nm 時均為高吸收態(tài)，吸收激光輻射后升溫膨脹，產(chǎn)生形變造成球面像差。因此必須使用 CaF2 制造鏡組。然而 CaF2 鏡組使用壽命短，且核心技術(shù)在尼康手中，產(chǎn)能較低，無法滿足大規(guī)模應(yīng)用的要求。
由于 ArF 的使用的光刻膠在 157nm 均有強吸收，光刻膠需要重新進行開發(fā)，投入產(chǎn)出比不高。
與此同時，臺積電工程師林本堅提出了基于 ArF 光源的浸沒式方案，即將鏡頭和光刻膠之間的介質(zhì)由空氣改成液體。借由這一方案，臺積電得以將 ArF193nm 的曝光波長經(jīng)過折射后，等效波長可實現(xiàn) 134nm，通過改良現(xiàn)有技術(shù)在分辨率上反超了 F2 路線。同時由于這一方案是改造升級現(xiàn)有設(shè)備，在性價比方面有著碾壓性的優(yōu)勢。更糟糕的是，F(xiàn)2 無法透水，這導(dǎo)致其不能兼容浸沒式技術(shù) [6]。
第一時間響應(yīng)臺積電提議的正是阿斯麥（ASML），后者在 2003 年推出了第一臺浸沒式光刻機樣機，成功搶占先機。而當尼康在 2006 年推出浸沒式光刻機時，大勢已去。最終，阿斯麥在 2006 年超越尼康成為光刻機龍頭，確定了其在深紫外線時代的統(tǒng)治地位。
除了上述三大類光刻膠外，還有 CCD 攝像頭彩色濾光片的彩色光刻膠、MEMS 光刻膠、觸摸屏透明光刻膠、生物芯片光刻膠、薄膜磁頭光刻膠等更加多樣化的類型。
光刻膠市場基本概況
需要注意的是，盡管光刻膠在電子元器件加工行業(yè)是核心材料，但整體市場規(guī)模并不大。
公開數(shù)據(jù)顯示，2019 年全球光刻膠市場規(guī)模預(yù)計約 91 億美元，自 2010 年至 2019 年年復(fù)合增長率約為 5.4%，推算 2021 年數(shù)據(jù)為百億左右；同期中國本土光刻膠市場規(guī)模約在 88 億人民幣左右 [5]。
從細分市場看，在全球光刻膠市場，LCD、PCB、半導(dǎo)體光刻膠各自占有 27%、25% 和 24% 的份額，市場分布比較平均。其中，半導(dǎo)體光刻膠雖然占比最低，卻是成長性最好以及技術(shù)難度最高的細分市場。
整體業(yè)態(tài)方面，全球光刻膠市場高度集中，日美把控著絕大部分市場份額。日本的 JSR、東京應(yīng)化、信越化學(xué)及富士膠片四家企業(yè)占據(jù)了全球 70% 以上的市場份額，整體壟斷地位穩(wěn)固 [5]。
具體到半導(dǎo)體領(lǐng)域，半導(dǎo)體光刻膠的特征與整體光刻膠行業(yè)的區(qū)別不大：市場規(guī)模小，集中度極高，日美企業(yè)壟斷供應(yīng)。
數(shù)據(jù)顯示，2020 年全球的半導(dǎo)體光刻膠市場規(guī)模約為 17.5 億美元，雖然地位至關(guān)重要，在半導(dǎo)體整條產(chǎn)業(yè)鏈中的占比也非常之低 [7]。同期全球半導(dǎo)體市場規(guī)模 4260 億美元，計算下來，半導(dǎo)體光刻膠市場在行業(yè)整體中的占比僅有 0.4%[8]。
細分市場方面，ArFi 光刻膠（即浸沒式 ArF 光刻膠）和 KrF 光刻膠的市場份額最大，均在 30% 以上，其次是 g / i 光刻膠，市場份額約為 17%，EUV 及其它類型半導(dǎo)體光刻膠合計僅有 1% 左右。但從未來發(fā)展看，作為代表著先進集成電路發(fā)展趨勢的 EUV 光刻的關(guān)鍵耗材，EUV 光刻膠對將芯片制程推進至 5nm 以下起關(guān)鍵作用，成長性無疑是最好的 [7]。
在全球半導(dǎo)體光刻膠市場中，日本企業(yè)穩(wěn)居壟斷地位。2020 年，日本企業(yè)在全球半導(dǎo)體光刻膠市場中占據(jù)的份額至少在 60% 以上，其中東京應(yīng)化以 25.6% 的市場份額占據(jù)龍頭地位；美國杜邦位列第二，市場份額為 17.6%[9]。
從細分市場看，2020 年，日本東京應(yīng)化在 g / i 線、KrF 和 EUV 光刻膠市場的份額位列全球第一；JSR 則以 24.9% 的市場份額把持著 ArF 光刻膠市場。
半導(dǎo)體光刻膠從全局到細分，市場集中度均非常之高：整體市場 CR4（Concentration Ratio，行業(yè)集中度）近 70%；ArF、KrF 市場中，CR4 均在 74% 以上；EUV 市場則更為夸張，東京應(yīng)化、信越化學(xué)和 JSR 三家日本公司的 CR3 高達 99.9%，已經(jīng)實現(xiàn)徹底壟斷 [9]。
聚焦本土市場，當前國內(nèi)半導(dǎo)體光刻膠市場規(guī)模同樣有限，但整體增速比較快。據(jù)美國半導(dǎo)體協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，中國半導(dǎo)體光刻膠市場從 2015 年的 1.3 億美元增長至 2019 年的 2.5 億美元，并在 2020 年快速躍升至 3.5 億美元，同比增長約為 40%[10]。
我國半導(dǎo)體光刻膠的市場結(jié)構(gòu)，2020 年，ArF 光刻膠占比 40%；KrF 光刻膠占比 39%；g / i 線光刻膠占比 20%；EUV 光刻膠則沒有統(tǒng)計層面可見的數(shù)據(jù) [10]。
不過還是那句話，市場小不代表不重要。作為精密電子元器件制造最關(guān)鍵，甚至沒有之一的耗材，發(fā)展光刻膠的必要性無論怎樣強調(diào)都不過分。可是強調(diào)歸強調(diào)，真到落地的時候，行業(yè)仍然面臨著巨大困難。
至關(guān)重要的“糟糕”行業(yè)
雖然我們反復(fù)強調(diào)光刻膠在半導(dǎo)體制產(chǎn)業(yè)中的重要地位，但當前的國產(chǎn)替代進度，真的不怎么樣。
從本土光刻膠的整體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)看，相對低端的 PCB 光刻膠仍然占國內(nèi) 94% 左右的供應(yīng)，而高端的面板光刻膠與半導(dǎo)體光刻膠非常之少 [11]。
具體到半導(dǎo)體，目前適用于 6 英寸硅片的 g 線、i 線光刻膠的自給率約為 10%，適用于 8 英寸硅片的 KrF 光刻膠自給率不足 5%，而適用于 12 寸硅片的 ArF 光刻膠基本依賴進口，更先進的 EUV 則連研發(fā)都處于相當早期的階段 [12]。產(chǎn)能上，國內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品，僅 g / i 線光刻膠實現(xiàn)批量應(yīng)用，KrF 僅少數(shù)研發(fā)進度領(lǐng)先企業(yè)實現(xiàn)小批量應(yīng)用，即使最樂觀估計，國產(chǎn)光刻膠行業(yè)與國際先進水也有兩代的差距。
當前國產(chǎn)光刻膠企業(yè)，進度比較不錯的有被彤程新材（sh603650）收購的北京科華（KrF 量產(chǎn)，EUV 在研），干法 ArF 膠已有小批量訂單的南大光電（sz300346），以及擁有可用于干法、浸沒式 ArF 光刻機，可同時研發(fā)兩種光刻膠，有望在 2022 年實現(xiàn)少量銷售的上海新陽（sz300236）。這三家企業(yè)整體的研發(fā)進度相對靠前，研發(fā)設(shè)備比較齊全，且有正在建設(shè)中的產(chǎn)能。
之所以會如此，是因為無論從技術(shù)門檻，還是商業(yè)層面，整個光刻膠領(lǐng)域面臨艱巨挑戰(zhàn)，簡單概括就是四個字：事多錢少。
復(fù)雜且全方位的技術(shù)困境
擺在光刻膠面前第一道繞不過去的坎，就是產(chǎn)品的配套測試需要光刻機。可這恰恰也是中國目前遭到限制的領(lǐng)域之一，而且比光刻膠還要嚴格。無論是國內(nèi)企業(yè)還是阿斯麥（AMSL，荷蘭公司，美資控股）方面都做了不小的努力，試圖尋求一種方法繞過美國的封鎖，但至今收效甚微。
在光刻膠的研發(fā)階段，企業(yè)需要利用光刻機來驗證產(chǎn)品以及配套化學(xué)試劑性能，是自主曝光檢測必不可少的設(shè)備；在量產(chǎn)過程中，產(chǎn)線也需要通過光刻機作為檢測設(shè)備，實現(xiàn)穩(wěn)定的品控。
四個字概括：沒有不行。
這形成了一個非常尷尬的局面：行業(yè)當前甚至缺乏驗證產(chǎn)品究竟好不好用的能力。在這種尖端領(lǐng)域內(nèi)搞“盲人摸象式”的研發(fā)也不現(xiàn)實，指望一家企業(yè)沒有 EUV 光刻機就研發(fā)出可量產(chǎn)的 EUV 光刻膠，恐怕難度也不會比猴子敲出莎士比亞全集低很多。
所以，光刻膠想要突破，必須有來自光刻機方面的研發(fā)突破作為支撐。
另一方面，國內(nèi)也不只是無法生產(chǎn)光刻膠，整體產(chǎn)業(yè)鏈都比較薄弱，供應(yīng)鏈整合能力不強。樹脂、單體等上游核心原材料的國產(chǎn)化率也并不高，現(xiàn)有工藝與國際先進水平有不小的差距，作為光刻膠核心原材料的專用化學(xué)品本身同樣依賴進口。
與整體光刻膠行業(yè)本身類似，光刻膠的上游原材料端集中度同樣很高，相關(guān)技術(shù)長期被少數(shù)幾家企業(yè)掌控。國內(nèi)企業(yè)只在 PCB 光刻膠上游有一定競爭力，但在面板和半導(dǎo)體光刻膠上游，供應(yīng)商仍然普遍受困于技術(shù)積累不足、產(chǎn)能低、投入水平不高、打不開市場等問題。
以電子級酚醛樹脂為例，由于量產(chǎn)的需求，在生產(chǎn)樹脂中需要保證不同批次的高分子樹脂的分子量分布和性能基本一致，導(dǎo)致成膜樹脂的合成難度驚人，主導(dǎo)地位由日韓化工企業(yè)把持。而最常用的光刻膠溶劑，丙二醇甲醚醋酸酯（PMA / PGMEA）生產(chǎn)主要集中在美國、西歐等國家和地區(qū)，主要廠家是美國陶氏化學(xué)、伊士曼化學(xué)，荷蘭利安德巴塞爾，德國巴斯夫等企業(yè)，技術(shù)研發(fā)史普遍超過 30 年，領(lǐng)先優(yōu)勢極為顯著。
但這并非上游企業(yè)“不思進取”。由于國內(nèi)光刻膠行業(yè)本身的發(fā)展比較緩慢，下游需求不強，上游供應(yīng)商缺乏必要的研發(fā)動力，也沒有理由在一個高度集中，競對擁有數(shù)十年優(yōu)勢積累的行業(yè)強行開展市場競爭，這至少在商業(yè)上是極不經(jīng)濟的。目前想要解決上游原材料供應(yīng)難，也需依賴光刻膠行業(yè)本身的快速發(fā)展帶來的市場增量，為上游提供足夠的利益驅(qū)動企業(yè)加大研發(fā)投入。
客戶高度特化的需求，同樣是個問題。在技術(shù)發(fā)展以及加速升級的驅(qū)動下，當前光刻膠下游的終端應(yīng)用產(chǎn)品，表現(xiàn)出了趨向定制化和多樣化的特征：下游不同客戶的需求差異明顯，即使同一客戶的不同應(yīng)用需求也不一致。
這就導(dǎo)致光刻膠的整體生產(chǎn)缺乏統(tǒng)一的工藝，每一類光刻膠使用的原料在化學(xué)結(jié)構(gòu)、性能上均有所區(qū)別，要求使用不同品質(zhì)等級的專用化學(xué)品。這就迫使制造商需要有能力設(shè)計出符合不同需求設(shè)計不同配方，并有相應(yīng)的生產(chǎn)工藝完成生產(chǎn)。這屬于行業(yè)的核心技術(shù)之一，對企業(yè)的技術(shù)能力要求比較高，目前本土企業(yè)還比較欠缺。
專利方面則是光刻膠行業(yè)的天塹。由于起步較早，日美企業(yè)在光刻膠領(lǐng)域的專利積累優(yōu)勢巨大。在產(chǎn)業(yè)化技術(shù)能力上，國際光刻膠企業(yè)針對核心產(chǎn)品建立了較全面的專利體系和地區(qū)覆蓋。
根據(jù)智慧芽專利數(shù)據(jù)平臺給出數(shù)據(jù)顯示，目前，全球光刻膠第一大技術(shù)來源國為日本，專利申請量占全球光刻膠專利總申請量的 46%；美國則以 25% 的申請量位列第二。中國則以 7% 的申請量排在韓國之后。從趨勢上看，中國的光刻膠相關(guān)專利申請量正在快速增長，在 2020 年實現(xiàn)了對日本的反超。2020 年，中國光刻膠專利申請量為 1.29 萬項，日本光刻膠專利申請量下降至 8982 項 [13]。
然而受起步滯后影響，國內(nèi)的光刻膠專利集中在成熟的工藝領(lǐng)域，核心專利仍然薄弱。以 EUV 光刻膠為例，國內(nèi)僅有中科院化學(xué)所與北理工學(xué)術(shù)機構(gòu)身份上榜。未來如何突破海外企業(yè)全面的專利壁壘，也會是個麻煩。
極不清晰的商業(yè)前景
若說僅有技術(shù)面的困難還則罷了，偏偏光刻膠的商業(yè)化難度也很高。
首先是前期投入驚人。以晶瑞電材（sz300655）的“集成電路制造用高端光刻膠（ArF 光刻膠）研發(fā)項目”為例，該項目擬投入僅 4.9 億元，其中 ArF 光刻機的投資金額高達 1.5 億元，占設(shè)備及安裝費一項的 44%，總投資的 31%—— 僅僅一臺光刻機的價格，就接近晶瑞電材 2020 年度歸母凈利潤（0.8 億元）的兩倍 [12]。
而且這還僅是 ArF 光刻機，最先進的 EUV 光刻機更為夸張，當前報價已經(jīng)超 1.2 億美元。不過考慮到美方現(xiàn)階段絕無松口的可能性，屬于有錢也買不到、不讓買的稀罕物。
前期的高額投入只不過是敲門磚，光刻膠還要面對漫長的客戶驗證周期。
由于光刻膠的功能性和質(zhì)量對下游電子元器件的產(chǎn)品質(zhì)量有著極為直接的影響，疊加行業(yè)的高度精密特征，任何質(zhì)量問題都有可能給下游企業(yè)造成極其嚴重的損失。例如在 2019 年，臺積電就曾因光阻原料污染導(dǎo)致上萬片 12 英寸晶圓報廢，直接損失達 5.5 億美元 [14]—— 這哪怕對于臺積電都不是個輕描淡寫的數(shù)字，而以國內(nèi)企業(yè)現(xiàn)階段的體量來說，金額足以讓負有賠償責任的企業(yè)倒閉數(shù)次。
所以下游客戶，對光刻膠此類專用化學(xué)品的采購非常謹慎，潛在供應(yīng)商必須經(jīng)受充分調(diào)研，其產(chǎn)品也需要經(jīng)過充足驗證，這就帶來了漫長的認證流程。
數(shù)據(jù)顯示，哪怕是面板光刻膠這樣相對低端的產(chǎn)品，驗證周期往往也要有 1~2 年，而關(guān)鍵的半導(dǎo)體光刻膠更是需要 2~3 年，這也帶來了下游企業(yè)更換供應(yīng)商的動機很弱，上下游深度綁定的現(xiàn)象 [15]。同時由于光刻膠自身高度多樣化的產(chǎn)品特征，不同客戶的測試要求與驗證流程也不一致，帶來了更為復(fù)雜的不確定性。
如此一來，整個行業(yè)的商業(yè)化前景就很不樂觀，投資門檻太高、前期投資回收周期過長，對于追求回報率的社會資本而言不夠友好。
更何況，作為高精尖行業(yè)，永遠都要面臨一個最基本的風險，就是研發(fā)失敗。如光刻膠般的尖端產(chǎn)品的研發(fā)工作不是種地，而且哪怕種地也要面臨極端天氣絕收的可能，大筆資金投入有去無回，項目未能取得預(yù)期成果都是再正常不過的事，這一點在以往的技術(shù)類文章中，果殼硬科技也曾多次提及。
這就對企業(yè)自身的經(jīng)營狀況有一定要求，至少要有穩(wěn)定的現(xiàn)金流業(yè)務(wù)來對沖研發(fā)失敗的風險。相比較之下，國內(nèi)目前的企業(yè)普遍體量偏小，成熟度不高，整體抗風險能力比較一般，這無疑也是不容忽視的行業(yè)整體性困境。
Money, money never changes
在文章的最后一節(jié)，讓我們聊一聊為何這么重要的領(lǐng)域，卻鮮有入局者。
因為光刻膠確實不是個好生意。
縱觀全文，我們可以發(fā)現(xiàn)，光刻膠行業(yè)集市場整體規(guī)模小、行業(yè)高度壟斷、上游產(chǎn)品為高度特化的專用產(chǎn)品，應(yīng)用面狹窄、技術(shù)門檻極高、研發(fā)成本極高、失敗風險高、投資回收周期長等特征于一身，甚至還有不容忽視的政治風險 —— 在當前的國際環(huán)境下，假如一家企業(yè)真的取得了較大突破，遭到美方制裁的概率不低（可參照 AI 四小龍的遭遇）。
從投資的角度看，這個行業(yè)違背了幾乎每一條客觀規(guī)律，可以說是要多勸退有多勸退。而這樣的特征，在我國面臨的具有“卡脖子”特征的細分技術(shù)上非常普遍。舉個不太恰當?shù)睦樱拖袷菆A珠筆芯的鋼珠一樣，市場太小，太成熟，其他企業(yè)沒理由花錢入局強行和壟斷公司展開競爭，能不能成不談，哪怕成了在商業(yè)層面也不劃算。
典型的“可以，但沒必要”。
這樣的行業(yè)，自然也很難吸引社會資本進行投資。畢竟投資需要回報，需要收益，需要退出機制，而這些“高精尖”領(lǐng)域普遍缺乏這些關(guān)鍵特征，換言之就是想賺錢太難。行業(yè)與其豪擲數(shù)億乃至數(shù)十億追求糟糕的預(yù)期，還不如直接花錢買成品。
這種“造不如買”的模式，在芯片這種高度依賴國際分工的高精尖行業(yè)原本是十分通行且普遍的，整條產(chǎn)業(yè)鏈分布在全球范圍內(nèi)是正常生態(tài)（例如 ASML 的 EUV 光刻機的 90% 零部件來自進口 [6]）。
這種源自全球化進程的制造業(yè)模式，就是大名鼎鼎的“國際分工（International Division of labor）”。雖說國際分工在不同歷史時期的含義不盡相同，不過望文生義的理解它不會有太多偏差。本文也不是一篇嚴謹?shù)膶W(xué)術(shù)論文，不會在此討論這一概念具體定義與全球?qū)嵺`。
只可惜，這種模式也只能建立在“逆全球化”不那么顯著的國際形勢下。如今意識形態(tài)沖突愈演愈烈，在任何行業(yè)任何產(chǎn)品都可能招致來自大洋彼岸制裁的今天 —— 貴不貴，有沒有可能浪費投資還重要嗎？現(xiàn)在已經(jīng)是最基本的有沒有的問題了。
可這樣一個集眾多“反投資”特質(zhì)于一身的行業(yè)又該如何發(fā)展？
自然離不開來自政策的強力扶持。只有國家層面給予行業(yè)以及社會資本足夠的支持，才能激發(fā)投資熱情，首先解決最基本的“錢”的問題。
其次，國內(nèi)的光刻膠行業(yè)的上下游協(xié)同亟待強化。在光刻膠行業(yè)更為成熟的日本，為應(yīng)對高度特化的下游需求、材料規(guī)格多樣化、技術(shù)路線多的產(chǎn)業(yè)特征，一眾企業(yè)形成了高度分工協(xié)作的產(chǎn)業(yè)集群。以上游材料光刻膠樹脂為例，綜研化學(xué)專注 PCB 光刻膠單體，大阪瓦斯化學(xué)等專注面板光刻膠樹脂，而丸善石化、住友電木等企業(yè)負責光刻膠樹脂制造。光引發(fā)劑也遵循類似的發(fā)展模式。
然而與日本不同，國內(nèi)的光刻膠行業(yè)比較分散，產(chǎn)業(yè)鏈布局也不完整，上游的研發(fā)、樣品導(dǎo)入以及產(chǎn)品驗證往往得不到來自下游的支持，企業(yè)各自為戰(zhàn)。如何全方位的統(tǒng)合產(chǎn)業(yè)力量，實現(xiàn)共同發(fā)展，建立一個強有力的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，也需要外界的干預(yù)。
而這，也離不開國家力量的引領(lǐng)、整合與支持。
最后，雖然強調(diào)了諸多困難，說了很多難題，但我國的科研實力正在快速發(fā)展，半導(dǎo)體市場在快速擴張，光刻膠行業(yè)還有機會，國產(chǎn)替代也還有機會。
我國的技術(shù)領(lǐng)域，受起步較晚制約，確實在很多領(lǐng)域比較滯后 —— 但我國有盾構(gòu)機這樣打破封鎖，甚至“反包圍”重建整個市場格局的先例，也有大型挖泥船這樣對外禁運的尖端產(chǎn)品，而這還只是知名度很高的兩個例子。
以一句名言做結(jié)尾：前途是光明的，道路是曲折的。希望國內(nèi)企業(yè)加油吧。
（本文觀點僅供參考，不構(gòu)成投資建議。）
References：
[1] 文灝股份：光刻膠（Photo resist）知識大全. 2017.08.10 https://www.whchip.com/ news / newsgkj02.html
[2] 信達證券：光刻膠，核心半導(dǎo)體材料，步入國產(chǎn)替代機遇期. 2021.09.03
[3] 國盛證券：科華杜邦戰(zhàn)略合作，加速光刻膠國產(chǎn)替代. 2021.11.08
[4] 申港證券：光刻膠行業(yè)深度：破壁引光 小流成海. 2021.09.02
[5] 天風證券：半導(dǎo)體材料皇冠上的明珠，迎來國產(chǎn)化機遇. 2021.05.31
[6] 科創(chuàng)板日報：DUV 和 EUV 光刻機的區(qū)別在哪？. 中國科學(xué)院微電子研究所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心. 2021.12.21 http://www.ime.cas.cn/ icac / learning / learning_2/202112 / t20211221_6324996.html
[7] 鄭晨：2021 年全球半導(dǎo)體光刻膠行業(yè)市場規(guī)模與競爭格局分析 市場穩(wěn)步增長、產(chǎn)能集中度較高.前瞻產(chǎn)業(yè)研究所. 2021.09.18 https://www.qianzhan.com/ analyst / detail / 220/210918-8dcf7cfc.html
[8] 林曉晨：必爭的 1%. 阿爾法工場研究院. 2021.06.03 https://mp.weixin.qq.com/ s / djqwvJ_HLq7Eh4PNle-7Vw
[9] 鄭晨：【行業(yè)深度】洞察 2021：全球光刻膠行業(yè)競爭格局及市場份額 (附市場集中度、企業(yè)競爭力評價等). 前瞻產(chǎn)業(yè)研究所. 2021.10.26 https://www.qianzhan.com/ analyst / detail / 220/211026-213a722f.html
[10] 鄭晨：深度分析！2021 年中國半導(dǎo)體光刻膠市場發(fā)展現(xiàn)狀分析 晶圓廠擴建驅(qū)動增長、光刻膠國產(chǎn)化任重而道遠.前瞻產(chǎn)業(yè)研究所. 2021.09.23 https://www.qianzhan.com/ analyst / detail / 220/210923-701c4cc9.html
[11] 東北證券：三種增量、兩種替代，電子成長長青 . 2021.12.09
[12] 景瑞電子材料股份有限公司：創(chuàng)業(yè)板向不特定對象發(fā)行可轉(zhuǎn)換公司債券募集說明書. 2021.08.12 http://www.cninfo.com.cn/ new / disclosure / detail?orgId=9900031917&announcementId=1210726586&announcementTime=2021-08-12
[13] 鄭晨：2021 年全球光刻膠行業(yè)技術(shù)競爭格局 (附區(qū)域申請分布、申請人排名、專利申請集中度等). 前瞻產(chǎn)業(yè)研究所. 2021.10.22 https://www.qianzhan.com/ analyst / detail / 220/211022-836ac5f1.html
[14] 芯智訊：晶圓污染事故損失高達 5.5 億美元？臺積電下調(diào)一季度營收指引. 2019.02.16 https://mp.weixin.qq.com/ s / fiW4E1_WZbgMSo_nu-I-gw
[15] 鄭晨：深度分析！一文帶你看半導(dǎo)體光刻膠國產(chǎn)化之路“難”在何處？. 前瞻產(chǎn)業(yè)研究所. 2021.11.02 https://www.qianzhan.com/ analyst / detail / 220/211101-da859f46.html
本文來自微信公眾號：果殼硬科技 （ID：guokr233），作者：陳悶雷，編輯：李拓
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