发展高精尖产业,芯片当属与其中最为重要一环,5G、航天、医疗等领域的深层次发展都离不开芯片的支撑。


生产芯片的光刻机,被认为是中国芯片产业卡脖子中最重要的一项技术,但大家不知道的是其实有一种材料,对中国芯片制造的影响完全不下于光刻机,它就是被称为半导体材料皇冠上的明珠的光刻胶,光刻胶绝对是中国芯片制造领域,最卡脖子的材料之一。


2021 开年至今,光刻胶成为了常常能在新闻中听到的热词。


年初,央视报道了 " 光刻胶靠抢!进口芯片涨价 20%";七八月份," 华为投资光刻胶企业徐州博康 "" 彤程新材要砸 7 亿元研发高端光刻胶 " 成为资本市场热点,催动着二级市场的潮起潮


光刻胶:中国企业必争的 1%,是时候布局了吗?


光刻胶概念股中最受关注的,无疑有上海新阳。


从 2017 年开始,上海新阳切进光刻胶产品研发,并在今年 6 月份宣布自主研发的 KrF 厚膜光刻胶产品已通过客户认证、取得首笔订单。


5 月份到 7 月底,上海新阳的股价一路冲高,大涨近 80%,总市值超 190 亿元。


但火热的追捧,掩盖不了中国光刻胶市场规模小的事实。据 SEMI 统计,2020 年中国光刻胶市场规模为约 3.5 亿美元(约合 22.67 亿人民币),其中用于先进芯片制造的光刻胶仍有 90% 依赖进口。


而在上海新阳的年中业绩报表中可以看到,光刻胶产品尚未产生实际营收。目前,上海新阳的股价已经由高点回落了超 20%,总市值也蒸发了超过 50 亿元。


以上海新阳为代表的国内光刻胶企业,到底成色如何?


光刻胶尚未产生营收


上海新阳突然成为热门股,还要从今年 5 月份说起。今年 5 月下旬,市场突然传出消息称,全球光刻胶龙头企业日本信越化学出现产能紧张,将限制向大陆芯片厂商供货 KrF 光刻胶。


光刻胶又称 " 光致抗蚀剂 ",作用原理是在芯片加工过程中充当抗腐蚀涂层。芯片制造过程中的光刻步骤,就如同用刀雕刻出精密图案的过程。这里的 " 刀 " 就是光线," 雕刻 " 就是曝光的过程。光刻胶可以与光线发生反应,使得芯片材料上出现所需的精密电路图案。


一定程度上来说,光刻出的电路图案越精密,就代表着芯片性能越好。采用不同的光刻光线,对应地需要搭配不同的光刻胶。目前,根据不同的光波长,光刻胶大致可以分为 G 线、I 线、KrF、ArF、EUV 这几类。

光刻胶:中国企业必争的 1%,是时候布局了吗?

全球光刻胶市场中,日美厂商占据了约 87% 的份额,国产光刻胶的进口比例高达九成。同时,高端光刻胶保质期仅有 6~9 个月,且保存较为困难,芯片制造商通常不会大量囤货。


基于上述两点,一旦日本厂商限供,中国芯片制造厂商难免陷入 " 无胶可用 " 的困境。


但随后不久,上海新阳就传来了光刻胶自主化的好消息。6 月 30 日,上海新阳发布公告称,公司自主研发的 KrF(248nm)厚膜光刻胶产品,近日已通过客户认证,并成功取得第一笔订单。


同时,细心的投资者发现,上海新阳不单有 KrF 厚膜光刻胶,而且在半导体光刻胶领域有全面的布局。


上海新阳在 2021 年中报中写道:集成电路制造用高端光刻胶产品正在开发中,包括逻辑和模拟芯片制造用的 I 线光刻胶、KrF 光刻胶、ArF 干法及浸没式光刻胶,存储芯片制造用的 KrF 厚膜光刻胶,底部抗反射膜(BARC)等配套材料。


不过,仔细阅读年中报中的财务指标数据,会发现一个事实:截至今年上半年,上海新阳的光刻胶项目还未为公司带来实际营收。


2020 年,上海新阳营收约为 6.93 亿元,其中过半数源自于与芯片半导体毫无关系的涂料产品,小部分源自于电子化学材料。而且这里所说的电子化学材料,是指电镀液、清洗液、蚀刻液等,并非光刻胶。今年上半年,上海新阳营收为 4.37 亿元,同样源自于涂料、电镀液、清洗液等产品。

光刻胶:中国企业必争的 1%,是时候布局了吗?

那么,上海新阳的 KrF 光刻胶项目什么时候能够产生营收?


根据上海新阳的高端光刻胶项目计划,预计 KrF 厚膜光刻胶 2021 年开始实现少量销售,2022 年可实现量产;预计 ArF(干式)光刻胶项目在 2022 年可实现少量销售,2023 年开始量产,预计当年各项销售收入合计可达两亿元。


如果项目按计划进行,到 2023 年,光刻胶有望成为上海新阳在涂料业务、电镀液和清洗液之外的第三大支柱业务。


有一点要指出的是,目前上海新阳的光刻胶,离世界先进技术水平仍有差距。


上海新阳有望最先商用的 KrF 厚膜光刻胶产品主要用于存储芯片的生产,ArF(干式)光刻胶主要用于中端芯片的生产。换言之,现阶段乃至未来一段时间里,上海新阳还不具备为高端芯片产线供应光刻胶的能力。


上海新阳的真正价值


当市场传出限供消息时,资本市场一度将上海新阳当作了光刻胶国产化的最大希望。


以其为代表,南大光电、容大感光、晶瑞电材等国内较为知名的光刻胶概念股,也遭遇了火热的市场追捧,无一例外地在今年 7 月份刷新了自己的股价记录。


随着时间过去,市场情绪逐渐趋于冷静,几大光刻胶股的股价已经有所回落。其中,容大感光的回调幅度最大,股价几乎已经从 7 月 30 日高点的 59.95 元,回落到暴涨前的平均水平。


容大感光主攻用于印刷电路板等产品生产的中低端光刻胶产品,而此类光刻胶并不能用于芯片生产。


同上海新阳一样,南大光电、容大感光、晶瑞电材至今均还未实现高端光刻胶的国产替代。截至 2021 年上半年,南大光电的光刻胶产品尚未产生实际营收;晶瑞电材目前可以量产较为低端的 I 线光刻胶,但高端 KrF 光刻胶还处于客户测试阶段。


不过,这并不意味着上海新阳等企业无可取之处。


目前,上海新阳是国内唯一一家能够为晶圆铜制程 90~14 纳米技术节点提供超纯电镀液及添加剂的本土企业。另外,其研发的用于存储器芯片的氮化硅刻蚀液,打破了外国企业垄断,目前已经取得批量化订单。


此外,上海新阳还与国内芯片制造龙头中芯国际、半导体大硅片龙头沪硅产业有着千丝万缕的联系。


2021 年上半年,上海新阳营收为约 4.37 亿元,同比增加 45.78%;归母净利润约 1.08 亿元,同比增加 316.82%;归母扣非净利润 4461.93 万元,同比增长 76.42%。


在财报中,上海新阳表示,公司净利润较去年同比大幅上升的主要原因是:公司通过青岛聚源参与的中芯国际战略配售,计入当期损益。报告期内,上海新阳按照出资份额确认了公允价值变动收益金额为 7438.54 万元,影响净利润 6322.76 万元,占归母利润总额的 58.5%。


早在 2020 年 7 月中芯国际登陆科创板时,上海新阳就曾通过青岛聚源投资中芯国际。当时,中芯聚源发起设立了青岛聚源作为专向股权投资基金,获配 8058.99 股,合计为 22.24 亿元。


共计 14 家 A 股上市公司参与了这次战略投资,上海新阳是其中之一。根据上海新阳 2020 年 12 月的相关公告,公司出资 3 亿元,用于认购中芯国际科创板上市的战略配售股份,也就是说持股青岛聚源约 13.49%。这相当于,上海新阳应持有中芯国际约 0.15% 股权。


除了手握中芯国际股权,上海新阳还手握另一芯片巨头沪硅产业的股权。


2014 年 5 月 21 日,上海新阳与深圳兴森、上海新傲等签订《大硅片项目合作投资协议》,联合发起设立了大硅片企业上海新昇。上海新阳出资 1.9 亿元,持股 38%,为上海新昇的控股股东。

光刻胶:中国企业必争的 1%,是时候布局了吗?

随后从 2016 年到 2020 年间,国产半导体硅片龙头沪硅产业多次对上海新晟表现出了兴趣,并最终借助收购、增发等方式,在把上海新晟变为全资子公司的同时,与上海新阳搭上了线。


2016 年,沪硅产业通过三次收购,拿到了上海新晟 62.82% 的股权,一跃为后者的控股股东,并借此与上海新阳成为了股权关联方。


2019 年、2020 年,沪硅产业分别以发行股份、收购的方式,把上海新晟收入囊中。


上海新阳则得到了沪硅产业 5.63% 的股份。


至此,通过这样几番运作,上海新阳借助上海新昇,实现了对沪硅产业的股权投资。


而 2020 年 4 月份上市以来,沪硅产业总市值一度冲破千亿,目前超过 740 亿元人民币。截至 2021 年上半年,对沪硅产业的股权投资为上海新阳带来了约 36.41 亿的收益。


上海新阳对沪硅产业的股权资产,放在其他权益工具投资科目下。


根据新金融工具相关会计准则,这一项不计入当期损益,而是计入其他综合收益。


聚源芯星的股权资产放在其他非流动金融资产科目下,计入当期损益。


所以沪硅产业的股价波动,不会影响上海新阳的利润表,中芯国际的股价变动则会影响上海新阳的净利润。


而手握两大芯片巨头的股权,上海新阳的投资事项的价值甚至不亚于主营业务的价值。这也难怪,国产光刻胶市场面对的桎梏实在是有点多。

光刻胶:中国企业必争的 1%,是时候布局了吗?

上海新阳等国产光刻胶概念股的现状可以概括为,头顶 " 国产光刻胶的希望 " 光环,但仍在产能与技术先进程度两端都还有很长的路要走。


这种境况,有历史因由。


国内半导体材料企业对光刻胶的研发普遍起步较晚。2017 年,上海新阳刚开始研发低端的面板显示用光刻胶。同年 8 月 2 日,上海新阳官宣将在韩国设立全资子公司,研发面板显示用黑色光刻胶。


根据长江证券研究所的相关研报,2017 年时,日本企业 TOK、Cheil、新日铁化学等,已经在黑色光刻胶市场中占据了超 90% 的份额。

光刻胶:中国企业必争的 1%,是时候布局了吗?

另据业界信息,目前北京科华是国内唯一一家实现了 KrF 光刻胶量产的企业,为中芯国际供货。北京科华并未上市,由上市公司彤程新材的子公司——彤程电子控股。据开源证券的相关研报,北京科华在 2012 年 12 月建成 KrF(248 纳米)光刻胶产线。


相比之下,美国企业 IBM 早在上世纪 80 年代已攻克了这项技术。客观来说,北京科华距离世界先进水平,也有较长的路要走。


除了起步晚,国内光刻胶企业还面临的一个难点,是高端光刻机的禁运。


浙江大学高分子科学与工程学系研究员伍广朋曾在接受《中国科学报》采访时提到," 光刻胶与光刻机往往是结盟售卖 ",即在光刻胶的研发阶段中,企业需要购买光刻机或与拥有光刻机的芯片制造厂合作,以及时验证光刻胶及其配套试剂的性能。


光刻胶配方的验证成本高昂,部分原因也在于此。一台光刻机的售价从数千万美元高至过亿美元,全球最先进的 EUV 光刻机售价达 1.2 亿美元。


但即使有雄厚的资本,由于国外高端光刻机对国内禁运的政策,国产企业始终难以获得高端光刻机。


国内光刻胶企业的常见的解决方式是购买国外的二手光刻机。


比如 1 月 19 日,晶瑞股份(现已改名为晶瑞电材)公告披露,经该公司多方协商、积极运作,顺利购得一台二手的 ASML XT 1900 G I 型光刻机,用于研发最高分辨率达 28nm 的高端光刻胶。


而这台二手光刻机的卖方是韩国 SK 海力士,晶瑞股份总计花费了 1102.5 万美元(约合人民币 7138 万元),并通过代理商多方协调才辗转购得。


其实还有另一种更好的解决方式,就是与芯片制造厂深度合作,用他们的光刻机进行研发高端光刻胶,省心省力又省钱。光刻胶作为技术壁垒最高的半导体材料,研发过程较为漫长,也很需要客户的支持。


上海新阳 4 月 21 日对深交所的一封回复函中曾写道:光刻胶产品量产前,需完成产品配方开发、应用工艺开发、生产工艺开发、客户验证等四个方面的主要工作,之后公司才有机会获得订单。


其中应用开发工艺,需要在客户的芯片生产线上完成;客户验证阶段需要经过基础工艺考核、小批量试产、中试、量产测试四个阶段。


光刻胶企业与客户绑定极其紧密,也造就了现有的芯片制造厂轻易不愿更换光刻胶供应商的结果。在外国企业占据 90% 市场份额的背景下," 上海新阳们 " 难免左支右绌。


因此,伍广朋在媒体采访中分析到,要实现光刻胶的国产化," 需要上下游协同推进才有出路 "。


全球光刻胶市场的概况


公开数据显示,全球有86%的市场份额被东京应化、JSR、信越化学等5家公司握在手中。目前,国内光刻胶市场自给率仅为10%,主要集中于技术含量相对较低的PCB领域,6英寸硅片的g/i线光刻胶的自给率约为20%,8英寸硅片的KrF光刻胶的自给率不足5%,12寸硅片的ArF光刻胶目前尚没有国内企业可以大规模生产。


天眼查数据显示,目前我国有580余家光刻胶相关企业。其中,180余家光刻胶相关企业成立于5年内,占比32.2%。从注册资本来看,1000万元以下的企业占比32.4%,注册资本大于1000万的企业数量占多数,间接说明光刻胶行业本身仍然是一项资金密集型产业。


从区域分布来看,光刻胶相关企业注册数量最多的5个省份是江苏、广东、上海、安徽、北京,合计拥有380余家,占比约66.1%。从专利申请数量来看,国内主要光刻胶产业链企业,晶瑞股份、容大感光、南大光电、上海新阳专利数排在前列。


天眼查不完全统计,光刻胶领域发生的投融资事件,主要包括:科华微电子完成的1.7亿元战略融资;“邦得凌”完成数百万元天使轮融资;科特美新材料完成1.04亿人民币战略投资融资。


布局“火热”光刻胶 客观上存在诸多风险


光刻胶是微细图形线路加工制作的关键性材料,被誉为半导体材料“皇冠上的明珠”。八亿时空运用超募资金布局光刻胶和聚酰亚胺,八亿时空表示,光刻胶原料光酸和树脂小试合成基本完成,目前正处于准备放量阶段。248纳米用树脂原料的合成、纯化开发小试顺利,目前达到中试试验水平。


目前中高端光刻胶主要是日本韩国美国的公司垄断,中国光刻胶国产化水平严重不足,但未来国产化将是大势所趋,市场潜力巨大。


因此资本青睐、光刻胶厂商也不断加码布局。但是,光刻胶“火热”得背后也引发了人们的“冷思考”,光刻胶国产化之路走得非常艰难,布局光刻胶也面临诸多风险和不确定性,还有漫漫长路需要去探索。


并且光刻胶材料工艺技术发展迅速,若在研发上投入不足,产品升级跟不上技术变革的步伐,新项目不能及时开发出新技术、新工艺并实现技术成果顺利转化为先进产品,会导致自身技术发展落后于行业内其他企业,从而影响公司在相关领域的竞争力。聚酰亚胺(PI)和光刻胶材料均为八亿时空在现有高性能混合液晶材料基础上拟开展研发的新材料,客观上存在着研发失败的风险。


小结


从市场规模来看,在半导体产业链条中,光刻胶市场占比不足 1%。数据显示,2020 年全球半导体市场规模 4260 亿美元,而应用于半导体市场的光刻胶规模却仅为 19 亿美元。


在全球光刻体系都被外企占据话语权的当下,光刻胶是中国必争的 1%。


参考资料:


1、《被低估的上海新阳?》,张三嗡


2、《光刻胶发展历史》,半导体行业观察


3、《必争的 1%》,阿尔法工场研究院


来源:市界,手机和讯网,金融界



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