半导体国产替代系列七：技术突破加速，光刻胶有望吹响替代主旋律.pdf

识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1 / 14 Table_Page 证券研究报告 Table_Title 半导体国产替代系列七 技术突破加速，光刻胶有望吹响替代主旋律 Table_Summary 核心观点： 光刻胶：晶圆代工核心材料，二十亿市场规模趋势明晰 光刻胶是光刻过程的核心材料，根据 SEMI 统计， 2018 年全球半导体光刻胶市场总规模为 17.3 亿美元，推动因素主要有晶圆代工产能提升以及多重图形化技术的使用。伴随着集成电路集成度逐渐提升，未来 ArF 光刻胶、 EUV 光刻胶为未来企业布局和下游需求的主要产品类型。 山雨欲来，国内晶圆代工产能提升拉升半导体光刻胶需求 需求端： 根绝我们统计 国内晶圆 投资情况， 建厂热潮直接带动晶圆代工产业链快速成长，光刻胶直接用于实际生产过程且具备采购相对迅速特点，预计 2019-2020 年为国内光刻胶需求快速放量期。供给端：国家政策推动自主可控、国内光刻胶技术逐渐突破、代工厂商分摊供应商风险将持续推动内资晶圆代工厂商提升对国产光 刻胶的接受程度，给予国内优质的光刻胶厂商快速成长的机会。 大陆厂商光刻胶技术追赶迅速，国产替代曙光初现 国内光刻胶厂商布局较晚，技术正处于快速追赶期，以晶瑞股份、南大光电等在“ 02 专项”的扶持下已经分别具备 i 线光刻胶产能规模优势和ArF 光刻胶研发突破优势，伴随着晶瑞股份 KrF 光刻胶、南大光电 ArF 光刻胶研发完毕，顺利完成客户验证，国产光刻胶将迎来国产替代的黄金时代。 风险提示 技术突破不大预期；国内晶圆建厂进度以及产能提升不达预期；光刻胶上游原材料供应稳定性风险。 Table_Grade 行业评级 买入 前次评级 买入 报告日期 2019-09-23 Table_PicQuote 相对市场表现 Table_Author 分析师： 许兴军 SAC 执证号： S0260514050002 SFC CE No. BOI544 021-60750532 xuxingjungf 分析师： 王璐 SAC 执证号： S0260517080012 021-60750632 wanglugf 请注意，王璐并非香港证券及期货事务监察委员会的注册持牌人，不可在香港从事受监管活动。 Table_DocReport 相关研究： 半导体行业 :关注安防、汽车用CIS 及屏下指纹新需求 2019-09-12 半导体观察系列十 :Skyworks： 3Q 符合预期，4Q 预计华为收入低于千万美元 2019-08-11 半导体观察系列九 :高通：短期业绩明显承压，看好 2020 年初 5G 拐点 2019-08-06 Table_Contacts -22%-6%10%26%42%58%09/18 11/18 01/19 03/19 05/19 07/19 09/19半导体 沪深 300识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 2 / 14 Table_PageText Table_impcom 重点公司估值和财务分析表 股票简称 股票代码 货币 最新 最近 评级 合理价值 EPS(元 ) PE(x) EV/EBITDA(x) ROE(%) 收盘价 报告日期 （元 /股） 2019E 2020E 2019E 2020E 2019E 2020E 2019E 2020E 汇顶科技 603160 CNY 206.54 2019/9/6 买入 228 4.56 5.45 45.29 37.90 44.88 37.66 33.7 28.7 韦尔股份 603501 CNY 104.70 2019/8/27 买入 101.3 0.34 0.71 307.94 147.46 323.70 177.33 8.8 15.3 兆易创新 603986 CNY 150.30 2019/8/25 买入 136.8 1.61 2.28 93.35 65.92 76.05 53.49 10.3 12.8 卓胜微 300782 CNY 344.80 2019/7/14 买入 226.1 3.23 4.54 106.75 75.95 80.80 57.79 19.3 21.3 数据来源： Wind、广发证券发展研究中心 备注 ：表中估值指标按照最新收盘价计算 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 3 / 14 Table_PageText 目录索引 晶圆代工核心材料，二十亿市场技术趋势明晰 . 5 小而美二十亿美元市场，半导体制造核心材料 . 5 半导体集成度逐渐提升， ARF、 EUV 光刻胶成未来发展趋势 . 6 山雨欲来，国内晶圆代工产能提升拉升核心材 料需求 . 7 国内晶圆代工产能长短期成长显著，拉动光刻胶需求提升 . 7 大陆光刻胶长期依赖进口，国产替代号任重道远 . 8 大陆厂商光刻胶技术追赶迅速，国产替代初见 曙光 . 9 晶瑞股份： I 线广泛认可， KRF 完成中试 ，获批可转债发行扩充产能 . 9 南大光电：国内光刻胶技术优质厂商， ARF 光刻胶产线预计年底建成 . 11 光刻胶产业链海外公司估值情况 . 12 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 4 / 14 Table_PageText 图表索引 图 1：全球半导体光刻胶市场规模 . 5 图 2： 2017 年全球半导体晶圆制造材料市场占比 . 5 图 3：光刻胶转移图案概念图 . 6 图 4：负性光刻胶的原理和特点 . 6 图 5：中国光刻胶市场需求（高端增速更快） . 7 图 6： 2017 年全球半导体光刻胶分类市场占比 . 7 图 7：中国大陆晶圆代工产能快速提升 . 8 图 8：晶圆厂设备投资规模测算（亿元） . 8 图 9： 2017 年国产光刻胶下游应用分布格局（自给低） . 8 图 10： 2017 年半导体光刻胶地区需求占比（需求大） . 8 图 11：晶瑞股份营收、净利润以及增速 . 10 图 12：晶瑞股份毛利率和净利率情况 . 10 图 13：晶瑞股份光刻胶营业收入情况 . 10 图 14：晶瑞股份光刻胶毛利率情况 . 10 图 15：公司产能、产量以及产能利用率 . 11 图 16：晶瑞股份光刻胶单价情况 . 11 图 17：南大光电营收、净利润以及增速 . 11 图 18：南大光电毛利率和净利率情况 . 11 表 1： IC 集成度与光刻技术发展历程 . 6 表 2：不同种类光刻胶对应集成电路尺寸介绍 . 7 表 3：国内光刻胶规模以及国产化情况 . 9 表 4：国内外半导体光刻胶技术情况 . 9 表 5：可比公司日本 JSR 一致盈利预测和估值情况 . 12 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 5 / 14 Table_PageText 晶圆代工核心材料，二十亿市场技术趋势明晰 小而美二十亿美元市场，半导体制造核心材料 半导体材料处于整个产业链的上游环节，对半导体产业起着重要的支撑作用，半导体材料可分为晶圆制造材料和封装材料，根据 SEMI统计， 2018年全球半导体材料销售额达到 519亿美元 ， 其中晶圆制造材料和封装材料分别占 62%和 38%。封装材料技术壁垒较低，高技术壁垒的晶圆制造材料是核心 ， 大体可分为：硅片，光 掩膜 ，光刻胶，湿电子化学品（主要是高纯试剂和光刻胶辅助材料）， CMP抛光材料（主要是抛光垫和抛光液），靶材，电子特种气体以及其他。 光刻胶作为光刻过程的核心材料，其质量和性能直接决定集成电路的性能、良率。 伴随着先进节点所需光刻胶分辨率的提升以及多次图形化技术的应用，光刻胶的成本占比以及市场规模呈现不断提升趋势，根据 SEMI的数据， 2018年光刻胶占晶圆制造材料比例约为 5.4%，对应全球半导体光刻胶市场总规模为 17.3亿美元 ，预计2019年市场规模可达 17.7亿元 。 图 1： 全球 半导体光刻胶市场规模 图 2： 2017年全球半导体晶圆制造材料市场占比 数据来源： SEMI， 广发证券发展研究中心 数据来源： SEMI， 广发证券发展研究中心 光刻胶是微电子工艺制造中的关键材料，其技术原理是利用光化学反应经光刻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，由成膜剂、光敏剂、溶剂和添加剂等主要化学品成分和其他助剂组成。在光刻工艺中，光刻胶被均匀涂布在硅片、玻璃和金属等不同的衬底上，经曝光、显影和蚀刻等工序将掩膜版上的图形转移到薄膜上，形成与掩膜版完全对应的几何图形。 光刻胶根据曝光和显影后的溶解度变化可以分为正型光刻胶和负型光刻胶： 负型光刻胶： 负胶在经过曝光后，受到光照的部分变得不易溶解，留下光照部分形成图形。胶是最早被应用在光 刻工艺上的光刻胶类型，它拥有工艺成本低、产量高等优点。但是负胶在吸收显影液后会膨胀，这会导致其分辨率不如正胶。 因此负胶经常会被用于分立器件和中小规模集成电路等分辨率不太高的电路的制作中。 正型光刻胶 ： 正胶在经过曝光后，受到光照的部分将会变得容易溶解，只留下未受到光照的部分形成图形； 大规模集成电路、超大规模集成电路以0%2%4%6%8%1 0 %1 2 %1 4 %024681012141618202 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8（亿美元）半导体光刻胶 半导体光刻胶同比（右轴）硅片38%光掩膜13%光刻胶5%光刻胶辅料7%湿化学5%气体13%靶材2%C M P7% 其他材料10%识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 6 / 14 Table_PageText 及对感光灵敏度要求更高的集成电路（亚微米甚至更小尺寸的加工技术）的制作，通常会选用正胶来完成图形的转移。 图 3： 光刻胶转移图案概念图 图 4： 负性光刻胶的原理和特点 数据来源： 明和化成株式会社 ， 广发证券发展研究中心 数据来源： 明和化成株式会社 ， 广发证券发展研究中心 半导体集成度逐渐提升， ArF、 EUV 光刻胶成未来发展趋势 高端光刻胶市场需求成长性显著，国产化程度较低。 半导体光刻胶随着市场对半导体产品小型化、功能多样化的要求，而不断通过缩短曝光波长提高极限分辨率，从而达到集成电路更高密度的集积。随着 IC 集成度的提高，世界集成电路的制程工艺水平按已由微米级、亚微米级、深亚微米级进入到纳米级阶段。为适应集成电路线宽不断缩小的要求，光刻 机 的波长由紫外宽谱向线 (436nm)线 (365nm) KrF(248nm) ArF(193nm) F2、 EUV（ 157nm）的方向转移 。 表 1： IC集成度与光刻技术发展历程 数据来源： 晶瑞股份招股说明书 ， 光刻胶的发展及应用，精细与专用化学品第 14 卷 16 期 ，广发证券发展研究中心 ArF、 EUV光刻胶叠加分辨率提升技术、多次图形技术不断推进工艺节点进步，为光刻胶技术未来发展主要趋势 。 对应不同的光刻技术需要配套相应分辨率的光刻胶，目前半导体市场上主要使用的光刻胶包括 g线、 i线、 KrF、 ArF四类光刻胶。 同时伴随着下游晶圆代工厂商不断布局先进工艺节点，由于正性（湿） ArF光刻胶结合分辨率增强技术可用于 32nm/28nm工艺，采用多次图形技术，可以实现 20 /14nm工艺（ 线宽均匀度（ LWR） 6 4 G技术水平/ um1 . 2 0 . 8 0 . 5 0 . 3 5 0 . 2 5 0 . 1 8 0 . 1 3 0 . 1 0 . 0 7适用的光刻技术g 线g 线i线KrFi线KrFKrFKrF + R ETA rFA rF + R ETF2PX LI PLF 2 + R E TE U VI PLEBO WEPL识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 7 / 14 Table_PageText 来伴随着工艺的进步对于 ArF、 EUV类型的光刻胶需求将会进一步提升。 表 2： 不同种类光刻胶对应集成电路尺寸介绍 数据来源： 赛瑞研究，新材料在线， 广发证券发展研究中心 图 5： 中国光刻胶市场需求（高端增速更快） 图 6： 2017年全球半导体光刻胶分类市场占比 数据来源： 博思数据研究中心 ， 广发证券发展研究中心 数据来源： 前瞻产业研究院 ， 广发证券发展研究中心 山雨欲来，国内晶圆代工产能提升拉升核心材料需求 国内晶圆代工产能长短期成长显著，拉动光刻胶需求提升 短期大基金一期投资晶圆代工企业进入收效期，国内微电子化学产品伴随晶圆代工产能提升需求旺盛 。 在 国家集成电路产业发展推动纲要 的推动下， 2014年国家集成电路产业投资基金（简称“大基金”）正式成立， 2015年大基金全产业链投资扶持我国集成电路产业，投资领域资金占比以半导体晶圆代工企业为主，国内晶圆代工企业建厂投资额快速提升。同时在降低关税、低人力成本，靠近旺盛大陆客户的需求下，外资企业也不断向大陆建设晶圆代工厂，推动我国晶圆代工的上游半导体设备、微电子化学品需求快速提升。 行业内 晶圆厂从动工到量产通常需要 1年半到 2年时间，设备采购在投产前 1年左右开始，且大部分采购在投产前后一年完成。 而微电子化学品则不同，光刻胶等微电子化学品直接用于实际生产过程中，同时由于采购相对迅速，因此相比于半导体设备市场空间打开相对滞后 一年，预计 2019-2020年为国内微电子化学品快速成长的高峰期。 具体类别 曝光波长 对应集成电路尺寸 晶圆尺寸g 线 436nm 制程 0.5 um 以上芯片 6 英寸i线 365nm 制程 0.5 - 0.35 um 以上芯片 6 英寸K rF 248nm 制程 0 .2 5 - 0 .1 5 um 以上芯片 8 英寸A rF 193nm 制程 65 - 130 nm 以上芯片 12 英寸EUV 134nm 制程 32 nm 以下芯片 12 英寸以上02 0 04 0 06 0 08 0 01 0 0 01 2 0 0（吨）2 0 0 7 2 0 1 5+ 7 5 0 % +2 5 2 % +3 1 0 % + 1 0 0 0 % +5 5 6 7 %g / i线光刻胶24%K r F 光刻胶22%A r F 光刻胶41%其他13%识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 8 / 14 Table_PageText 图 7： 中国大陆晶圆代工产能快速提升 图 8： 晶圆厂设备投资规模测算（亿元） 数据来源： SEMI 2016.06， 广发证券发展研究中心 数据来源： SEMI， 广发证券发展研究中心 长期政策推动力持续，带动我国晶圆代工产业蓬勃发展。 根据中国制造 2025重点领域技术创新绿皮书预计，中国集成电路的本地产值在 2020年预计达到 851 亿美元，满足国内 49%的市场需求； 2030年预计达到 1,837亿美元，满足国内 75%的市场需求，预计年复合增长率约为 6.6%。 同时参考日韩之间半导体核心原材料的贸易冲突，微电子化学品行业作为集成电路制造的重要配套行业，自主可控战略意义明显，也将随着集成电路制造国产化的政策和资金支持，获得新的发展机遇。国内内资晶圆代工厂商也将不断提升对于国产光刻胶的接受程度，给予国内优质的光刻胶厂商快速成长的机会。 大陆光刻胶长期依赖进口，国产替代号任重道远 旺盛需求下是国内长期依赖进口的行业现状，根据前瞻产业研究院数据，全 球区域市场来看，中国半导体光刻胶市场规模全球占比最大，高达 32%，市场需求旺盛。但是半导体光刻胶相比 PCB光刻胶在分辨率，对比度、敏感度、粘滞性 /粘附性、抗蚀方面均相比 PCB光刻胶要求更高，目前我国已经在 PCB重要类别湿膜及阻焊油墨进行了相当比例的国产化进度，但由于半导体光刻胶技术壁垒较高， 目前国内仅在适用于 6英寸的 g线 /i线光刻胶领具备一定国产替代能力，适用于 8英寸硅片的 KrF光刻胶， 12英寸硅片的 ArF光刻胶几乎依靠进口。 图 9： 2017年国产光刻胶下游应用分布格局（自给低） 图 10： 2017年半导体光刻胶地区需求占比（需求大） 数据来源： 赛瑞咨询，新材料在线 ， 广发证券发展研究中心 数据来源： 前瞻产业研究院 ， 广发证券发展研究中心 05 0 01 0 0 01 5 0 02 0 0 02 5 0 03 0 0 02 0 1 2 2 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7（千片每月 / 折算 8 英寸）美国 中国大陆 欧洲 & 中东 日本 韩国 中国台湾中国台湾 12 - 17 年年复合增速 6%中国大陆 12 - 17 年年复合增速 10%02 0 04 0 06 0 08 0 01 , 0 0 01 , 2 0 01 , 4 0 01 , 6 0 01 , 8 0 02003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018E2019E2020E2021E2022E（亿元）量产及在建 计划建设P C B 光刻胶9 4 . 4 %L C D 光刻胶2 . 7 %半导体光刻胶1 . 6 %其他1 . 3 %中国32%美洲21%亚太（除中国、日本）20%欧洲9%日本9%其他9%识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 9 / 14 Table_PageText 表 3： 国内光刻胶规模以及国产化情况 数据来源： 新材料在线， 广发证券发展研究中心 大陆厂商光刻胶技术追赶迅速，国产替代初见曙光 半导体光刻胶的供应厂商主要集中在 美国和日本 。主要企业有日本的 TOK、日本 JSR、富士胶片、信越化学、住友化学，美国陶氏化学 等 。 光刻胶具备较高的技术壁垒和客户壁垒，因此行业整体集中度情况较高，前五市占率总和高达 77%。 中国的光刻胶供应厂商主要有北京科华微电子、苏州瑞红 ， 南大光电等，国内相关厂商技术追赶迅速，预计伴随 KrF光刻胶、 ArF光刻胶研发完毕顺利完成客户验证后，国产光刻胶将进入国产替代的高峰期。 表 4： 国内外半导体光刻胶技术情况 数据来源： 新材料在线， 广发证券发展研究中心 晶瑞股份： i 线广泛认可， KrF 完成中试 ，获批可转债发行扩充产能 晶瑞股份是国内知名的 生产销售微电子业用超纯化学材料和其他精细化工产品的上市企业 ，其产品 包括超纯高净试剂、光刻胶、功能性材料和锂电池粘合剂，产品广泛应用于超大规模集成电路、 LED、 TFT-LCD 面板制造过程、太阳能硅片的蚀刻与清洗。 公司 2018年实现营业收入 8.11亿元，同比增长 51.7%，实现净利润 0.57亿元。 公司的主营业务收入主要来自超净高纯试剂、锂电池粘合剂，其次为光刻胶、功能性材料等产品的销售 收入， 2018年光刻胶贡献收入 84.2亿元，占比仅为 10.4%。 领域 类型 国内规模（亿元） 国产化情况 国内企业PC B 光刻胶干膜光刻胶 40 几乎全进口湿膜及阻焊油墨 35 46%容大感光、广信材料、东方材料、北京力拓达、飞凯材料L C D 光刻胶CF 彩色光刻胶 16 5% 永太科技、鼎材科技、北旭新材、阜阳欣奕华CF 黑色光刻胶 5 . 5 5% 上海新阳、阜阳欣奕华触控屏用光刻胶 1 1 . 5 3 0 % 4 0 % 苏州瑞红T F T A rra y 光刻胶 5 6 大部分进口 苏州瑞红、北京科华、容大感光、深圳道尔顿L ED 光刻胶 宽普 g / i / h 线 2 3 100% 苏州瑞红、北京科华、容大感光半导体光刻胶分立器件光刻胶 0 . 5 10% 苏州瑞红、北京科华g 线 / i线光刻胶 2 15% 苏州瑞红、北京科华、潍坊星泰克KrF / A rF 光刻胶 5 几乎全进口 苏州瑞红、北京科华地区 i 线 KrF ArF （ 干性） ArF （ 浸没式） EUVJ SR 日本 量产 量产 量产 量产 量产东京日化 日本 量产 量产 量产 量产 量产陶氏化学 美国 量产 量产 量产 量产 量产信越化学 日本 量产 量产 量产Ev e rl i g h t 中国台湾 量产 量产 量产 研发北京科华 大陆 量产 量产 研发 研发苏州瑞红 大陆 量产 研发南大光电 大陆 研发 研发识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 10 / 14 Table_PageText 图 11： 晶瑞股份营收、净利润以及增速 图 12： 晶瑞股份毛利率和净利率情况 数据来源： Wind， 广发证券发展研究中心 数据来源： Wind， 广发证券发展研究中心 光刻胶产品由公司的子公司苏州瑞红生产，苏州瑞红规模生产光刻胶 20多年，拥有达到国际先进水平的光刻胶生产线 ，是国内最早规模量产光刻胶的企业之一。苏州瑞红承担并完成了国家 02重大专项“ i线光刻胶产品开发及产业化”项目， i线光刻胶已向中芯国际、扬杰科技、福顺微电子等客户供货， KrF（ 248nm深紫外）光刻胶完成中试，产品分辨率达到了 0.250.13m的技术要求，建成了中试示范线。 公司在 i线光刻机规模优势以及技术优势得到认可，产能利用率 较高且 相对稳定， 2019年 8月公司获批 发行人民币 1.85亿元可转债 ，其中 1.39亿元用于 新建年产 8.7万吨光电显示、半导体用新材料项目 ，有望进一步提升公司半导体相关材料产能。 图 13： 晶瑞股份光刻胶营业收入情况 图 14： 晶瑞股份光刻胶毛利率情况 数据来源： Wind， 广发证券发展研究中心 数据来源： Wind， 广发证券发展研究中心 - 4 0 %- 2 0 %0%2 0 %4 0 %6 0 %8 0 %01234567892 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8 2 0 1 9 H 1（亿元）营收 净利润 营收增速（ % ） 净利润增速（ % ）0%5%1 0 %1 5 %2 0 %2 5 %3 0 %3 5 %4 0 %2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8 2 0 1 9 H 1毛利率 ( % ) 净利率 ( % )- 2 0 %- 1 5 %- 1 0 %- 5 %0%5%1 0 %1 5 %2 0 %01020304050607080902 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8 2 0 1 9 H 1（百万元）光刻胶 光刻胶 - 半导体 光刻胶 - 平板显示光刻胶 - L E D 同比（右轴）3 0 %3 5 %4 0 %4 5 %5 0 %5 5 %6 0 %2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8 2 0 1 9 H 1