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【摘要】光刻膠是芯片制造里最容易被忽略的環(huán)節(jié),也是國產(chǎn)化缺口最深的地方。
2024年,中國集成電路光刻膠國產(chǎn)化率不足5%,ArF光刻膠接近于零,日本四家企業(yè)掌握全球超72%的份額。
本文以鼎龍股份為案例,看一家國內(nèi)半導體材料公司是如何以向上游垂直整合突破原材料封鎖,以全流程工程化能力打通研發(fā)到量產(chǎn)的瓶頸,以平臺型思維推動能力復用,一步步攻克卡脖子難關(guān),最終實現(xiàn)高端光刻膠的國產(chǎn)化替代落地的。
以下為正文:
“這是半導體產(chǎn)業(yè)被打壓的最厲害的四年,也是發(fā)展最快的四年。”某存儲大廠高管,在鼎龍投產(chǎn)儀式上感慨萬千地說道。
如果要在半導體供應鏈里找一個最容易被忽略、卻十分致命的“咽喉”,大概是被譽為半導體“皇冠上的明珠”的光刻膠。全球光刻膠市場,長期被日本的信越化學、JSR,美國的杜邦,韓國的東進世美肯所牢牢把控,全球近90%的ArF光刻膠(光刻膠的一種)由日本企業(yè)供應,頭部廠商合計供應量達全球總供應量的86%-88%。在之前的漫長歲月,這個領(lǐng)域沒有一家中國廠商。
根據(jù)SEMI和多家機構(gòu)估算,2024年半導體光刻膠市場規(guī)模約80.5億元,國產(chǎn)化率不足5%。具體到產(chǎn)品上,覆蓋28nm到90nm的KrF光刻膠,國產(chǎn)占比約3%-5%;覆蓋7nm到90nm的ArF光刻膠,國產(chǎn)占比不足1%。與此同時,日本的東京應化、JSR、信越化學、富士膠片四家企業(yè),合計掌握全球超過72%的市場份額。
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圖 2024年全球半導體光刻膠市場份額 數(shù)據(jù)來源:未來智庫轉(zhuǎn)引國內(nèi)券商研報(原始數(shù)據(jù)來自日本富士經(jīng)濟 Fuji Keizai)
光刻膠在國內(nèi)的研發(fā)和國產(chǎn)替代面臨多重挑戰(zhàn):上游原材料封鎖、技術(shù)壁壘、嚴格的客戶認證流程和高昂的設備投資......
01
搞定“卡脖子”,加速國產(chǎn)化替代
如果原材料依靠別人,很容易被卡脖子。鼎龍的核心研發(fā)人員劉博士認為,很多材料國內(nèi)搞不定,首要問題是原材料的稀缺性,“高端光刻膠的核心原材料,從樹脂、光酸到添加劑,都是原廠跟供應鏈捆綁定制開發(fā)的,根本不在外面賣。”
晶圓光刻膠分為KrF膠、ArF膠、i-line膠等多種類型,越往高端走,對應的樹脂材料體系越復雜,國產(chǎn)化也就越難,缺口越深。
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如何在國內(nèi)擁有大批原材料成了首要難點,鼎龍將目光投向光刻膠行業(yè)最發(fā)達的日本和美國,發(fā)現(xiàn),不管是日本信越,還是美國杜邦,他們的核心原材料,無一例外,都握在了自己手里,半導體材料對穩(wěn)定性的高要求,便要求企業(yè)也有自己開發(fā)生產(chǎn)材料的能力。
于是,鼎龍解決原材料問題的方式是向上游延伸——自己造。
這個選擇有它的前提,鼎龍在有機合成和高分子合成兩個方向上,早年有過較深的技術(shù)積累,這兩個方向恰好是光刻膠核心原材料的合成基礎(chǔ)。到布局高端光刻膠時,公司已經(jīng)具備了自主開發(fā)KrF/ArF光刻膠專用樹脂、高純度單體以及光致產(chǎn)酸劑的能力。例如杜邦號稱“神膠”的一款光刻膠產(chǎn)品,是國內(nèi)長期卡脖子的技術(shù)之一,關(guān)鍵在于里面用到了一項特定的結(jié)合技術(shù)。據(jù)鼎龍董事長介紹,公司在早年開發(fā)其他材料時已經(jīng)積累了這項相關(guān)技術(shù),后來花了一年多時間將它移植進光刻膠領(lǐng)域,成為國內(nèi)首家憑借自主研發(fā)的該技術(shù)攻克 KrF 光刻膠、通過客戶端驗證并取得商業(yè)化訂單的企業(yè)。
如果說搞定原材料是前提,那量產(chǎn)才是真正的考驗。
量產(chǎn)這關(guān),比原材料更難說清楚。光刻膠對工藝參數(shù)的敏感程度極高——涂布厚度、烘烤溫度、曝光劑量、顯影時間,任何一個節(jié)點的細微偏差,都會直接反映在晶圓的良率上。麻煩在于,這種偏差往往要等到真正上了晶圓廠產(chǎn)線才能暴露出來。對國內(nèi)材料企業(yè)而言,進客戶產(chǎn)線的機會本就寶貴,每一次出問題都意味著認證周期被拉長,甚至重頭再來。
鼎龍的做法是把這道關(guān)口前移:直接購入包括高端光刻機在內(nèi)的一整套量產(chǎn)級設備,在自己的產(chǎn)線上搭建出盡量接近真實晶圓廠生產(chǎn)環(huán)境的測試體系,每一個工藝控制節(jié)點都在內(nèi)部完整跑通,讓良率問題在進入客戶產(chǎn)線之前就暴露、消化、解決。這個選擇代價不小——高端光刻機單臺價格以數(shù)億元計——但換來的是一個關(guān)鍵能力:工藝驗證的節(jié)奏不再依賴晶圓廠的配合窗口,出了問題自己查、自己改,不用等。
在工程化量產(chǎn)的支撐上,鼎龍能調(diào)用的是整個集團多年打磨半導體材料業(yè)務所積累的底層能力——質(zhì)量管理體系、潔凈室工藝規(guī)范、批次一致性控制方法——這些方法論在不同材料品類之間是可以遷移的。光刻膠工程化團隊里有相當一部分人從集團其他業(yè)務轉(zhuǎn)過來,帶來的不是具體的材料配方,而是一套對半導體制造客戶需求的理解和對量產(chǎn)穩(wěn)定性的工程化能力。
從2022年正式布局高端晶圓光刻膠,到2024年底拿下國內(nèi)主流晶圓廠的第一批KrF/ArF訂單,鼎龍用了大約兩年半時間。目前已在湖北潛江建成一期年產(chǎn)30噸KrF/ArF產(chǎn)線,具備批量化供貨能力;二期年產(chǎn)300噸的量產(chǎn)線于2026年3月正式投產(chǎn),建成國內(nèi)首條覆蓋有機合成、高分子合成、精制純化、光刻膠混配全流程的高端晶圓光刻膠量產(chǎn)線,產(chǎn)品覆蓋國內(nèi)晶圓廠全制程節(jié)點,應用于3D NAND、DRAM等存儲及高性能邏輯器件,產(chǎn)能釋放穩(wěn)步推進中,同期競爭對手南大光電的ArF產(chǎn)線年產(chǎn)能為50噸。
在研發(fā)投入的數(shù)字上也能看出公司的節(jié)奏。2025年全年研發(fā)投入5.19億元,同比增長約12.32%,占營業(yè)收入的比例為14.19%,在國內(nèi)半導體材料企業(yè)中處于較高水平。截至2025年底已獲授權(quán)發(fā)明專利1056項、實用新型專利540項。
鼎龍能在短時間內(nèi)接連突破原材料、量產(chǎn)、研發(fā)效率三大難關(guān),背后離不開其深耕半導體材料領(lǐng)域多年的底層邏輯 —— 以平臺型企業(yè)的思維做體系化布局,讓技術(shù)、人才、資源協(xié)同作戰(zhàn)。
02
這個賽道,已經(jīng)不是初創(chuàng)企業(yè)能進來的了
鼎龍董事長在內(nèi)部交流中有過一個判斷:半導體材料這條賽道,門檻已經(jīng)高到中小初創(chuàng)企業(yè)基本上進不來了。這不是在說競爭不激烈,而是說這個行業(yè)的入場券,已經(jīng)從單純的技術(shù)能力,變成了技術(shù)、資本、工程化體系、客戶積累的組合,缺一不可。
這個判斷,從海外的格局演變也能看出一些苗頭。2025年11月,杜邦將旗下電子材料業(yè)務拆分獨立上市,成立Qnity Electronics。這家公司在2026年初披露了強勁的財務業(yè)績,客戶遍布80個國家,擁有約40個制造基地和20個研究實驗室,產(chǎn)品覆蓋光刻、互聯(lián)、封裝多個工序所需的全材料品類。杜邦把它拆出來的理由很直接:半導體材料迭代太快,放在大化工集團里,這部分業(yè)務的增長潛力被低估了,獨立出來更容易獲得與同類公司對標的估值,也能更專注地搞研發(fā)。更重要的是,Qnity向我們展示了什么是真正的“平臺型公司”——它的護城河不在于某一種材料做得最好,而在于整個半導體制造流程里,幾乎每一道工序都有它的產(chǎn)品。
Qnity之所以在這個時間點被認為增長潛力被低估,背后是AI和存儲景氣把整個行業(yè)的需求體量拉上去了。邏輯鏈是這樣的:AI大模型的訓練和推理需要龐大的算力,先進制程芯片的需求跟著暴漲,晶圓廠ArF乃至EUV光刻膠的消耗也隨之增加。另一方面,作為AI服務器標配的HBM(高帶寬存儲),其多層堆疊工藝對先進封裝材料的需求量,遠超傳統(tǒng)DRAM。
AI帶動的存儲景氣讓全球存儲巨頭的資本開支大幅提升——三星、SK海力士、美光2026年面向AI服務器的存儲產(chǎn)能已基本售罄,長鑫等也在加速擴產(chǎn)——晶圓廠的產(chǎn)線越多、制程越先進,光刻膠的消耗就越大,對穩(wěn)定供應商的依賴就越強。美光CEO預測,全球HBM市場將以約40%的年復合增長率持續(xù)至2028年,屆時市場規(guī)模有望從350億美元擴大至1000億美元。半導體材料需求的天花板,正在被AI迅速提高。
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圖 晶圓廠設備投資規(guī)模與預測 數(shù)據(jù)來源:SEMI World Fab Forecast Report, 1Q25 Update
與此同時,國內(nèi)晶圓廠對國產(chǎn)光刻膠的態(tài)度已經(jīng)發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變。過去"重進口、輕國產(chǎn)、僅在非關(guān)鍵層小批量試用"的謹慎策略,正在被主動導入和加速認證所取代。現(xiàn)在出于供應鏈自主可控的核心訴求,主流晶圓廠開始配合國產(chǎn)材料企業(yè)縮短認證周期、優(yōu)化產(chǎn)品適配,為有真實量產(chǎn)能力的國產(chǎn)廠商打開了一個相對清晰的窗口。
不過,這個窗口不會永遠開著。賽道門檻越來越高,有能力在這個階段進場的玩家本身就不多,但留在場內(nèi)的競爭一點都不溫和——國內(nèi)同行在加速布局,海外巨頭在用技術(shù)迭代和價格策略鞏固份額,鼎龍面臨的,是一場需要同時應對多線壓力的持久戰(zhàn)。
03
平臺型企業(yè)的“打法”,體系作戰(zhàn)的力量
說了這么多”平臺型企業(yè)“,它到底是這么一種運作方式?概括來說,大而全而重。區(qū)別于“單點材料公司”,他們不只生產(chǎn)一種或少數(shù)幾種產(chǎn)品,而是在“半導體”這個大的行業(yè)里同時橫跨多條賽道、且在每條賽道上都有一定的技術(shù)深度,鼎龍現(xiàn)在正是這樣一種打法,在光刻膠、CMP 拋光墊/拋光液、顯示面板材料等多個核心領(lǐng)域都布局了自研技術(shù),其中高端晶圓光刻膠,30余個產(chǎn)品方向,超過20款進入客戶端測試,12款以上加侖樣階段。這種打法在實操層面體現(xiàn)在三個地方:
第一,技術(shù)上的互通互用。前文提到的杜邦產(chǎn)品核心技術(shù)突破案例,正是這個邏輯最典型的體現(xiàn)——攻克它所用的那項結(jié)合技術(shù),并非專門為光刻膠開發(fā),而是從多年前其他材料業(yè)務中遷移過來的。在其他方面,集團內(nèi)同樣也通過平臺實現(xiàn)互通互用,光刻膠工程化團隊中,有著許多從集團其他半導體材料業(yè)務過去的人才;質(zhì)量團隊也是整個集團貫通的,對其量產(chǎn)穩(wěn)定性的幫助非常大。對單點材料公司來說,進每一個新賽道都要重新建體系,鼎龍則可以將一套體系同時用在多條賽道上。
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圖 鼎龍的七大材料技術(shù)平臺 圖片來源:湖北鼎龍控股股份有限公司2025年年度報告
在多賽道技術(shù)復用的基礎(chǔ)上,鼎龍將 AI 技術(shù)全面融入平臺化研發(fā)體系,重構(gòu)了半導體材料的開發(fā)效率。據(jù)公司技術(shù)人員介紹,公司已將AI應用于原材料篩選、配方優(yōu)化、光刻過程模擬及經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫構(gòu)建等環(huán)節(jié),通過數(shù)據(jù)驅(qū)動替代傳統(tǒng)試錯模式,大幅縮短研發(fā)周期,提升復雜材料體系開發(fā)效率。
第二,以成熟業(yè)務支撐新業(yè)務。光刻膠和先進封裝材料目前處于投入期,還沒有盈利,需要其他業(yè)務提供現(xiàn)金流。2025年全年營收36.60億元,同比增長9.66%;歸母凈利潤7.20億元,同比增長38.32%;半導體業(yè)務收入20.86億元,同比增長37.27%,占總營收57%。全年毛利率50.9%,同比提升4.0個百分點;CMP拋光墊全年收入10.91億元,同比增長52.3%,單月銷量首次突破4萬片。這個結(jié)構(gòu),讓公司在新業(yè)務還沒有產(chǎn)生收益的階段,能有資金繼續(xù)往前走。
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圖源:東方財富網(wǎng) 數(shù)據(jù)來源:湖北鼎龍控股股份有限公司2025年年度報告
第三,正如前文所說,自己做原材料,或者說供應鏈上游延伸也是平臺型企業(yè)的一大特點。鼎龍在進入高端光刻膠賽道時,選擇了自己開發(fā)和生產(chǎn)核心原材料,而不是依賴外購。鼎龍的“核心原材料自主化”的堅持和主動攻堅,讓它建立起一條從關(guān)鍵原材料到最終成品的完整國產(chǎn)化鏈路。類似的邏輯在拋光液業(yè)務上也有體現(xiàn):鼎龍不只做成品拋光液,還掌握了核心研磨粒子的自主供應能力。供應鏈自主化的代價是前期研發(fā)投入更重、周期更長,但一旦建立,在外部供應鏈出現(xiàn)波動時,抗風險的能力會比單純的材料集成商強得多。
最后,平臺型企業(yè)還有一個擴張路徑,并購,通過并購直接獲取新賽道的技術(shù)、產(chǎn)能和客戶資源,而不是從零搭建。2026年1月,鼎龍宣布以6.3億元收購深圳市皓飛新型材料有限公司70%股權(quán),正式切入鋰電池輔材賽道——皓飛新材是國內(nèi)新型鋰電池分散劑的頭部企業(yè),客戶覆蓋國內(nèi)外新能源廠商出貨量前十強。區(qū)別于 10 年前的上下游整合式并購,本次并購被鼎龍定義為“賦能型并購”。公司通過材料平臺能力為皓飛提供技術(shù)、產(chǎn)能支持。而從財務邏輯上看,皓飛新材2025年前11個月營收已達4.81億元,有相對穩(wěn)定的現(xiàn)金流,對鼎龍而言是在擴張邊界的同時補充利潤來源。
在地緣政治與逆全球化背景下,國內(nèi)加快構(gòu)建自主可控的半導體產(chǎn)業(yè)鏈,疊加AI 算力爆發(fā)、存儲芯片市場回暖等結(jié)構(gòu)性增長驅(qū)動,集成電路光刻膠迎來國產(chǎn)替代黃金窗口期。行業(yè)正從技術(shù)驗證階段,正式邁向量產(chǎn)放量的關(guān)鍵落地期。
與此同時,國內(nèi)晶圓廠對國產(chǎn)光刻膠的態(tài)度已發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變,徹底告別過去“重進口、輕國產(chǎn)”、僅在非關(guān)鍵層小批量試用的保守策略,出于供應鏈自主可控的核心訴求,主動加大國產(chǎn)光刻膠的導入力度,優(yōu)先推進成熟制程關(guān)鍵層、先進制程試點層的國產(chǎn)驗證,大幅縮短客戶認證周期,主動配合國產(chǎn)材料企業(yè)優(yōu)化產(chǎn)品適配性,為鼎龍這類具備核心技術(shù)與量產(chǎn)能力的國產(chǎn)廠商,提供了難得的發(fā)展窗口期。
當然,這種打法也有它的代價——依賴資產(chǎn)、高投入、回報周期長。鼎龍股份的傳統(tǒng)耗材業(yè)務長期保持穩(wěn)定盈利,為半導體新業(yè)務的研發(fā)提供了堅實支撐;其半導體材料業(yè)務則在前期高投入后,2024、2025年也實現(xiàn)了盈利的大幅躍升,但要讓半導體業(yè)務從當前的盈利狀態(tài),走向穩(wěn)定、可持續(xù)的高盈利,還有一段路,而這段路要走多久,好不好走?前不久鼎龍的交流會上也有人提出疑問:半導體行業(yè)前期燒錢,現(xiàn)有的資金能否支撐多條賽道同步推進?
而從長期視角看,正如02節(jié)的分析,雖然半導體進入門檻極高,資金量需求大,研發(fā)周期長,但這絕不意味著競爭格局溫和,在國家大力扶持半導體行業(yè)的大背景下,國內(nèi)同行加速布局、產(chǎn)能擴張,海外巨頭也在通過技術(shù)迭代、價格策略鞏固市場份額,來自國內(nèi)外的雙重競爭壓力始終很大并持續(xù)存在著。
04
尾聲
曾經(jīng),全球半導體產(chǎn)業(yè)為了效率最大化,拆解產(chǎn)業(yè)鏈,分工合作,日本做材料,中國臺灣做制造,中國大陸做封裝.....但地緣政治的不穩(wěn)定性在這些年日益凸顯,企業(yè)逐漸意識到,材料安全要牢牢掌控在自己手里,才能在復雜的國際環(huán)境中守住產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主動權(quán)。
2021年到2025年,中國集成電路光刻膠的國產(chǎn)化率從不足5%開始緩慢往上走,ArF光刻膠從接近零的起點有了第一筆商業(yè)訂單。放在全球視角下,這個進度仍然有些滯后;但放在四年前的起點上,確實向前走了一大步。
超80億元的國內(nèi)市場里,仍有95%以上的份額依賴進口。這個缺口怎么填補,要花多長時間填補?道阻且長,答案仍在書寫當中。鼎龍不是這段征程里唯一的趕路人,卻是堅定的破局者之一,它的每一步技術(shù)突破、每一次產(chǎn)線落地,都在為中國光刻膠的國產(chǎn)化之路,鋪下一塊堅實的基石。
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