Il fotoresist è attualmente ampiamente utilizzato nell'elaborazione e nella produzione di circuiti grafici fini nel settore dell'informazione optoelettronica. Il costo del processo di fotolitografia rappresenta circa il 35% dell'intero processo di produzione dei chip e il consumo di tempo rappresenta dal 40% al 60% dell'intero processo di produzione dei chip. È il processo principale nella produzione di semiconduttori. I materiali fotoresist rappresentano circa il 4% del costo totale dei materiali per la produzione di chip e sono i materiali principali per la produzione di circuiti integrati semiconduttori.
Il tasso di crescita del mercato cinese del fotoresist è superiore al livello internazionale. Secondo i dati del Prospective Industry Research Institute, l'offerta locale di fotoresist nel mio paese nel 2019 è stata di circa 7 miliardi di yuan e il tasso di crescita composto dal 2010 ha raggiunto l'11%, che è molto più alto del tasso di crescita globale. Tuttavia, l’offerta locale rappresenta solo circa il 10% della quota globale e la sostituzione interna è stata ottenuta principalmente con fotoresist PCB di fascia bassa. Il tasso di autosufficienza dei fotoresist nei campi degli LCD e dei semiconduttori è estremamente basso.
Il fotoresist è un mezzo di trasferimento grafico che utilizza diverse solubilità dopo la reazione alla luce per trasferire il motivo della maschera sul substrato. È composto principalmente da agente fotosensibile (fotoiniziatore), polimerizzatore (resina fotosensibile), solvente e additivo.
Le materie prime del fotoresist sono principalmente resina, solvente e altri additivi. Tra questi, i solventi rappresentano la percentuale maggiore, generalmente superiore all'80%. Sebbene altri additivi rappresentino meno del 5% della massa, sono materiali chiave che determinano le proprietà uniche del fotoresist, inclusi fotosensibilizzatori, tensioattivi e altri materiali. Nel processo di fotolitografia, il fotoresist viene rivestito uniformemente su diversi substrati come wafer di silicio, vetro e metallo. Dopo l'esposizione, lo sviluppo e l'incisione, il motivo sulla maschera viene trasferito sulla pellicola per formare un motivo geometrico che corrisponde completamente alla maschera.
Il fotoresist può essere suddiviso in tre categorie in base ai campi di applicazione a valle: fotoresist a semiconduttore, fotoresist a pannello e fotoresist PCB.
Fotoresist a semiconduttore
Al momento, KrF/ArF è ancora il materiale di lavorazione principale. Con lo sviluppo dei circuiti integrati, la tecnologia della fotolitografia è passata attraverso lo sviluppo dalla litografia G-line (436nm), litografia H-line (405nm), litografia I-line (365nm), alla litografia DUV ultravioletta profonda (KrF248nm e ArF193nm), Immersione a 193 nm più tecnologia di imaging multiplo (32 nm-7 nm) e poi all'ultravioletto estremo (EUV, <13,5 nm) sono state applicate anche la litografia e persino la litografia non ottica (esposizione a fascio di elettroni, esposizione a fascio di ioni) e vari tipi di fotoresist con lunghezze d'onda corrispondenti come lunghezze d'onda fotosensibili.
Il mercato del fotoresist presenta un elevato grado di concentrazione industriale. Le aziende giapponesi hanno un vantaggio assoluto nel campo dei fotoresist a semiconduttori. I principali produttori di fotoresist per semiconduttori includono Tokyo Ohka, JSR, Sumitomo Chemical, Shin-Etsu Chemical in Giappone; Dongjin Semiconductor nella Corea del Sud; e DowDuPont negli Stati Uniti, tra i quali le aziende giapponesi occupano circa il 70% della quota di mercato. In termini di prodotti, Tokyo Ohka è leader nei settori dei fotoresist g-line/i-line e Krf, con quote di mercato rispettivamente del 27,5% e del 32,7%. JSR detiene la quota di mercato più elevata nel campo del fotoresist Arf, pari al 25,6%.
Secondo le previsioni Fuji Economic, la capacità di produzione globale di colla ArF e KrF dovrebbe raggiungere 1.870 e 3.650 tonnellate nel 2023, con una dimensione di mercato di quasi 4,9 miliardi e 2,8 miliardi di yuan. Il margine di profitto lordo dei leader giapponesi del fotoresist JSR e TOK, compreso il fotoresist, è di circa il 40%, di cui il costo delle materie prime del fotoresist rappresenta circa il 90%.
I produttori nazionali di fotoresist per semiconduttori includono Shanghai Xinyang, Nanjing Optoelectronics, Jingrui Co., Ltd., Beijing Kehua e Hengkun Co., Ltd. Al momento, solo Beijing Kehua e Jingrui Co., Ltd. hanno la capacità di produrre in serie il fotoresist KrF e i prodotti di Beijing Kehua sono stati forniti a SMIC. Si prevede che il progetto di fotoresist ArF (processo a secco) da 19.000 tonnellate/anno in costruzione a Shanghai Xinyang raggiungerà la piena produzione nel 2022.
Fotoresist da pannello
Il fotoresist è un materiale chiave per la produzione di pannelli LCD. A seconda dei diversi utenti, può essere divisa in colla RGB, colla BM, colla OC, colla PS, colla TFT, ecc.
I fotoresist a pannello comprendono principalmente quattro categorie: fotoresist con cablaggio TFT, fotoresist distanziatori LCD/TP, fotoresist a colori e fotoresist neri. Tra questi, i fotoresist per cablaggio TFT vengono utilizzati per il cablaggio ITO e i fotoresist per precipitazione LCD/TP vengono utilizzati per mantenere costante lo spessore del materiale a cristalli liquidi tra i due substrati di vetro dell'LCD. I fotoresist colorati e i fotoresist neri possono fornire funzioni di resa cromatica dei filtri colorati.
Il mercato dei fotoresist a pannelli deve essere stabile e la domanda di fotoresist a colori è leader. Si prevede che le vendite globali raggiungeranno le 22.900 tonnellate e gli 877 milioni di dollari nel 2022.
Si prevede che le vendite di fotoresist per pannelli TFT, fotoresist distanziatori LCD/TP e fotoresist neri raggiungeranno rispettivamente 321 milioni di dollari, 251 milioni di dollari e 199 milioni di dollari nel 2022. Secondo le stime di Zhiyan Consulting, la dimensione del mercato globale dei fotoresist per pannelli raggiungerà 16,7 miliardi di RMB nel 2020, con un tasso di crescita di circa il 4%. Secondo le nostre stime, il mercato del fotoresist raggiungerà i 20,3 miliardi di RMB entro il 2025. Tra questi, con il trasferimento del centro industriale LCD, si prevede che le dimensioni del mercato e il tasso di localizzazione del fotoresist LCD nel mio paese aumenteranno gradualmente.
Fotoresist PCB
Il fotoresist PCB può essere suddiviso in inchiostro a polimerizzazione UV e inchiostro spray UV in base al metodo di rivestimento. Allo stato attuale, i fornitori nazionali di inchiostri per PCB hanno gradualmente raggiunto la sostituzione a livello nazionale e aziende come Rongda Photosensitive e Guangxin Materials hanno padroneggiato le tecnologie chiave degli inchiostri PCB.
Il fotoresist TFT domestico e il fotoresist a semiconduttore sono ancora nella fase di esplorazione iniziale. Jingrui Co., Ltd., Yak Technology, Yongtai Technology, Rongda Photosensitive, Xinyihua, China Electronics Rainbow e Feikai Materials hanno tutti layout nel campo del fotoresist TFT. Tra questi, Feikai Materials e Beixu Electronics hanno pianificato una capacità produttiva fino a 5.000 tonnellate/anno. Yak Technology è entrata in questo mercato acquisendo la divisione fotoresist a colori di LG Chem e dispone di vantaggi in termini di canali e tecnologia.
Per le industrie con barriere tecniche estremamente elevate come il fotoresist, il raggiungimento di scoperte a livello tecnico è fondamentale e, in secondo luogo, è necessario un miglioramento continuo dei processi per soddisfare le esigenze del rapido sviluppo dell’industria dei semiconduttori.
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Orario di pubblicazione: 27 novembre 2024