至關(guān)重要的“糟糕”行業(yè)

雖然我們反復(fù)強(qiáng)調(diào)光刻膠在半導(dǎo)體制產(chǎn)業(yè)中的重要地位，但當(dāng)前的國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)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(duì)低端的PCB光刻膠仍然占國(guó)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。

數(shù)據(jù)來(lái)源：東北證券，果殼硬科技制圖
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(jìn)口，更先進(jìn)的EUV則連研發(fā)都處于相當(dāng)早期的階段。產(chǎn)能上，國(guó)內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品，僅g/i線光刻膠實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用，KrF僅少數(shù)研發(fā)進(jìn)度領(lǐng)先企業(yè)實(shí)現(xiàn)小批量應(yīng)用，即使最樂(lè)觀估計(jì)，國(guó)產(chǎn)光刻膠行業(yè)與國(guó)際先進(jìn)水也有兩代的差距。

當(dāng)前國(guó)產(chǎn)光刻膠企業(yè)，進(jìn)度比較不錯(cuò)的有被彤程新材（sh603650）收購(gòu)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(méi)式ArF光刻機(jī)，可同時(shí)研發(fā)兩種光刻膠，有望在2022年實(shí)現(xiàn)少量銷售的上海新陽(yáng)（sz300236）。這三家企業(yè)整體的研發(fā)進(jìn)度相對(duì)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(huì)如此，是因?yàn)闊o(wú)論從技術(shù)門(mén)檻，還是商業(yè)層面，整個(gè)光刻膠領(lǐng)域面臨艱巨挑戰(zhàn)，簡(jiǎn)單概括就是四個(gè)字：事多錢(qián)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(guò)去的坎，就是產(chǎn)品的配套測(cè)試需要光刻機(jī)?？蛇@恰恰也是中國(guó)目前遭到限制的領(lǐng)域之一，而且比光刻膠還要嚴(yán)格。無(wú)論是國(guó)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(guò)美國(guó)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(jī)來(lái)驗(yàn)證產(chǎn)品以及配套化學(xué)試劑性能，是自主曝光檢測(cè)必不可少的設(shè)備；在量產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)線也需要通過(guò)光刻機(jī)作為檢測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的品控。
四個(gè)字概括：沒(méi)有不行。
這形成了一個(gè)非常尷尬的局面：行業(yè)當(dāng)前甚至缺乏驗(yàn)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(shí)，指望一家企業(yè)沒(méi)有EUV光刻機(jī)就研發(fā)出可量產(chǎn)的EUV光刻膠，恐怕難度也不會(huì)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(lái)自光刻機(jī)方面的研發(fā)突破作為支撐。
另一方面，國(guó)內(nèi)也不只是無(wú)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(qiáng)。樹(shù)脂、單體等上游核心原材料的國(guó)產(chǎn)化率也并不高，現(xiàn)有工藝與國(guó)際先進(jìn)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(jìn)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(zhǎng)期被少數(shù)幾家企業(yè)掌控。國(guó)內(nèi)企業(yè)只在PCB光刻膠上游有一定競(jìng)爭(zhēng)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(kāi)市場(chǎng)等問(wèn)題。
以電子級(jí)酚醛樹(shù)脂為例，由于量產(chǎn)的需求，在生產(chǎn)樹(shù)脂中需要保證不同批次的高分子樹(shù)脂的分子量分布和性能基本一致，導(dǎo)致成膜樹(shù)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(guó)、西歐等國(guó)家和地區(qū)，主要廠家是美國(guó)陶氏化學(xué)、伊士曼化學(xué)，荷蘭利安德巴塞爾，德國(guó)巴斯夫等企業(yè)，技術(shù)研發(fā)史普遍超過(guò)30年，領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)極為顯著。
但這并非上游企業(yè)“不思進(jìn)取”。由于國(guó)內(nèi)光刻膠行業(yè)本身的發(fā)展比較緩慢，下游需求不強(qiáng)，上游供應(yīng)商缺乏必要的研發(fā)動(dòng)力，也沒(méi)有理由在一個(gè)高度集中，競(jìng)對(duì)擁有數(shù)十年優(yōu)勢(shì)積累的行業(yè)強(qiáng)行開(kāi)展市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，這至少在商業(yè)上是極不經(jīng)濟(jì)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(lái)的市場(chǎng)增量，為上游提供足夠的利益驅(qū)動(dòng)企業(yè)加大研發(fā)投入。
客戶高度特化的需求，同樣是個(gè)問(wèn)題。在技術(shù)發(fā)展以及加速升級(jí)的驅(qū)動(dòng)下，當(dāng)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(jí)的專用化學(xué)品。這就迫使制造商需要有能力設(shè)計(jì)出符合不同需求設(shè)計(jì)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(duì)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(shì)巨大。在產(chǎn)業(yè)化技術(shù)能力上，國(guó)際光刻膠企業(yè)針對(duì)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(tái)給出數(shù)據(jù)顯示，目前，全球光刻膠第一大技術(shù)來(lái)源國(guó)為日本，專利申請(qǐng)量占全球光刻膠專利總申請(qǐng)量的46%；美國(guó)則以25%的申請(qǐng)量位列第二。中國(guó)則以7%的申請(qǐng)量排在韓國(guó)之后。從趨勢(shì)上看，中國(guó)的光刻膠相關(guān)專利申請(qǐng)量正在快速增長(zhǎng)，在2020年實(shí)現(xiàn)了對(duì)日本的反超。2020年，中國(guó)光刻膠專利申請(qǐng)量為1.29萬(wàn)項(xiàng)，日本光刻膠專利申請(qǐng)量下降至8982項(xiàng)。

然而受起步滯后影響，國(guó)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(guó)內(nèi)僅有中科院化學(xué)所與北理工學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)身份上榜。未來(lái)如何突破海外企業(yè)全面的專利壁壘，也會(huì)是個(gè)麻煩。

極不清晰的商業(yè)前景

若說(shuō)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(xiàng)目”為例，該項(xiàng)目擬投入僅4.9億元，其中ArF光刻機(jī)的投資金額高達(dá)1.5億元，占設(shè)備及安裝費(fèi)一項(xiàng)的44%，總投資的31%——僅僅一臺(tái)光刻機(jī)的價(jià)格，就接近晶瑞電材2020年度歸母凈利潤(rùn)（0.8億元）的兩倍。

而且這還僅是ArF光刻機(jī)，最先進(jìn)的EUV光刻機(jī)更為夸張，當(dāng)前報(bào)價(jià)已經(jīng)超1.2億美元。不過(guò)考慮到美方現(xiàn)階段絕無(wú)松口的可能性，屬于有錢(qián)也買(mǎi)不到、不讓買(mǎi)的稀罕物。
前期的高額投入只不過(guò)是敲門(mén)磚，光刻膠還要面對(duì)漫長(zhǎng)的客戶驗(yàn)證周期。
由于光刻膠的功能性和質(zhì)量對(duì)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(wèn)題都有可能給下游企業(yè)造成極其嚴(yán)重的損失。例如在2019年，臺(tái)積電就曾因光阻原料污染導(dǎo)致上萬(wàn)片12英寸晶圓報(bào)廢，直接損失達(dá)5.5億美元 ^[14]——這哪怕對(duì)于臺(tái)積電都不是個(gè)輕描淡寫(xiě)的數(shù)字，而以國(guó)內(nèi)企業(yè)現(xiàn)階段的體量來(lái)說(shuō)，金額足以讓負(fù)有賠償責(zé)任的企業(yè)倒閉數(shù)次。
所以下游客戶，對(duì)光刻膠此類專用化學(xué)品的采購(gòu)非常謹(jǐn)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(guò)充足驗(yàn)證，這就帶來(lái)了漫長(zhǎng)的認(rèn)證流程。
數(shù)據(jù)顯示，哪怕是面板光刻膠這樣相對(duì)低端的產(chǎn)品，驗(yàn)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(lái)了下游企業(yè)更換供應(yīng)商的動(dòng)機(jī)很弱，上下游深度綁定的現(xiàn)象。同時(shí)由于光刻膠自身高度多樣化的產(chǎn)品特征，不同客戶的測(cè)試要求與驗(yàn)證流程也不一致，帶來(lái)了更為復(fù)雜的不確定性。

數(shù)據(jù)來(lái)源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，果殼硬科技制圖
如此一來(lái)，整個(gè)行業(yè)的商業(yè)化前景就很不樂(lè)觀，投資門(mén)檻太高、前期投資回收周期過(guò)長(zhǎng)，對(duì)于追求回報(bào)率的社會(huì)資本而言不夠友好。
更何況，作為高精尖行業(yè)，永遠(yuǎn)都要面臨一個(gè)最基本的風(fēng)險(xiǎn)，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(wú)回，項(xiàng)目未能取得預(yù)期成果都是再正常不過(guò)的事，這一點(diǎn)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(duì)企業(yè)自身的經(jīng)營(yíng)狀況有一定要求，至少要有穩(wěn)定的現(xiàn)金流業(yè)務(wù)來(lái)對(duì)沖研發(fā)失敗的風(fēng)險(xiǎn)。相比較之下，國(guó)內(nèi)目前的企業(yè)普遍體量偏小，成熟度不高，整體抗風(fēng)險(xiǎn)能力比較一般，這無(wú)疑也是不容忽視的行業(yè)整體性困境。更多濾芯膠請(qǐng)?jiān)L問(wèn)www.southsalemvet.com