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(来源:中国化工信息周刊)
电子化学品指电子信息产业配套的精细化工产品,具有产品种类多、产品附加值高、产业链条长、关联覆盖广、产品品质要求高(特别是纯度、杂质和颗粒的控制)、更新迭代快、测试验证周期长、用户黏性强等特点,产业链上游涉及涉及无机化工、有机化工、精细化工、高分子材料等原材料,下游面向集成电路、新型显示、新能源电池、5G通讯、印制电路板、先进光伏六大战略新兴领域,是促进信息化与工业化深度融合的重要推动力,也是我国发展新质生产力的关键环节之一。
“十四五”以来,在政策支持、技术突破和市场需求三方面驱动下,国内电子信息产业蓬勃发展。集成电路方面,已初步形成设计、制造和封测并举的全产业链,2023年我国集成电路总产量达3514.4亿块,同比增长8.41%;新型显示方面,2023年全球显示面板产能达到2.41亿平方米,我国显示面板产能占比达73%,产业规模稳居全球首位。下游市场高速发展带动上游电子化学品产业开启国产化替代新篇章,2023年国内电子化学品市场规模达1600亿元,已成为全球规模最大的电子化学品消费市场,预计2028年国内电子化学品市场规模将达到3100亿元,2018—2028年期间年复合增长率超12%。
与飞速发展的应用市场形成鲜明对比的是,由于电子化学品具有技术壁垒高、品质要求苛刻、认证周期长、客户黏性高等特点,核心技术长期掌握在美国、日本、韩国、欧洲等发达国家和地区。我国起步较晚,早期以理论研究为主,产业化进程较为缓慢,进口量远高于出口量,是电子信息产业国内自给率最低的环节,导致我国集成电路和新型显示产业整体处于产业链中下游。近年来,中美贸易摩擦、俄乌冲突升级等不利因素使得电子信息产业链、供应链安全问题日益凸显,亟须提高国内电子化学品产业自主可控能力,提升集成电路、新型显示等电子信息产业链的安全性、可靠性。
以下将围绕集成电路、新型显示两大产业对高端电子化学品的需求,重点针对光刻胶、湿电子化学品、封装材料等七大类电子化学品,分析国内外市场及技术发展现状,研判未来发展趋势,指出国内电子化学品发展瓶颈,提出电子化学品发展路径、技术路线、重点任务和对策建议,旨在为电子化学品产业高质量发展提供决策参考。
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电子化学品发展现状与趋势
1.1 光刻胶
光刻胶又名光致抗蚀剂、光阻材料,通过光化学反应,经曝光、显影等光刻工序将所需要的微细图形从掩膜版转移到待加工基片上,主要由成膜树脂、感光剂(光引发剂、光增感剂或光致产酸剂等)、有机溶剂、助剂组成。
1.1.1 市场现状与趋势
2023年全球光刻胶行业市场规模约为95亿美元,国内市场规模达到220.24亿元,其中显示面板领域光刻胶市场规模超过106亿元,产品以彩色光刻胶、薄膜晶体管(TFT)光刻胶、柱状隔垫物光刻胶(PS胶)为主,市场规模占比分别为40%、18%、20%。预计未来市场规模将会以7%的速度增长,2030年预计达到148亿元,未来随着有机发光二极管(OLED)的发展,TFT高分辨率光刻胶及低温光刻胶需求将增大。2024年中国大陆半导体光刻胶市场规模为46.2亿元,G/I线、KrF、ArF/ArFi及极紫外(EUV)光刻胶市场份额分别为18%、37%、44%及1%,预计2025年将增至49.8亿元,年均复合增长率高达15%。
从市场供应情况来看,显示光刻胶方面,随着国内企业收并购及技术突破,国产化进程近年来明显加速。TFT正性光刻胶国产化率为26.48%,彩色和黑色光刻胶国产化率分别为6.36%、13.08%。但国内在TFT高分辨光刻胶、光敏聚酰亚胺光刻胶(PSPI胶)、PS胶、平坦层光刻胶(OC胶)、量子点光刻胶及低温光刻胶方面存在一定差距,基本处于研发或验证阶段,少数产品小批量供货;半导体光刻胶领域,国产化率整体低于10%。2023年G/I线胶国产化率约为40%,KrF胶约为10%,ArF胶主要处于研发与验证中,ArFi和EUV光刻胶基本依赖进口,雅克科技EUV光刻胶正在研发至中试阶段,预计2026年能够实现量产。
缺乏上游原材料是制约国内光刻胶发展的关键因素之一,目前生产光刻胶所需的原料光敏剂(光引发剂)、光刻胶树脂、溶剂及添加剂等对外依存度较高。高端干膜光刻胶树脂、TFT光刻胶树脂、半导体光刻胶树脂大量依赖进口,国内仅少数企业如八亿时空实现了KrF树脂批量供货,彤程与圣泉量产酚醛树脂、珠海雅天少量供应ArF树脂。光敏剂方面,仅久日芯材与汇仁恒通实现了TFT感光剂的量产,威迈芯材通过收购韩国企业实现半导体光产酸剂(PAG)量产,安徽秀朗新材料科技有限公司依托自身雄厚的合成纯化技术,已经和国内多家光刻胶厂合作,开展PAG材料中试研究。
1.1.2 技术现状与趋势
显示领域光刻胶品种繁多,不同种类性能侧重点不同。未来主要发展趋势为:彩色光刻胶需要开发全染料基产品以获得更高的透光率与更低的散射;TFT光刻胶为配合更高像素性能,需要进一步开发高分辨率的产品;PSPI则由于黑色像素定义层技术的出现,需要开发黑色PSPI;同时,配合Y-OCAT工艺、无偏光片的彩色滤光片封装(COE)工艺及无精细金属掩膜版(FMM)光刻工艺,需要开发低温OC光刻胶、低温彩色光刻胶及无FMM光刻胶。
集成电路方面,随着芯片制造特征尺寸越来越小,对光刻胶的要求也越来越高。为了满足集成电路发展的需要,光刻胶将沿着高分辨率、高对比度及高敏感度等方向发展。采用波长为13.5nm光源的极紫外光刻是当前最先进的商用规模量产光刻技术。为进一步提高分辨率,以波长7nm以下为光源的下一代“超越极紫外”光刻是当前的研究热点,因此7nm以下制程配套的光刻胶是未来重要的发展方向。
1.2 湿电子化学品
湿电子化学品分为两大类:一是通用型湿化学品,包括过氧化氢、氢氟酸、硫酸、氢氧化铵、氟化铵等;二是功能型湿化学品,指通过复配手段达到特殊功能、满足制造中特殊工艺需求的配方类或复配类化学品,主要包括光刻胶配套试剂、电镀液、清洗液、刻蚀液等。
1.2.1 市场现状与趋势
2023年全球湿电子化学品整体市场规模约684亿元,集成电路、显示和光伏市场占比分别为67.5%、19.7%和12.8%。预计到2025年,全球市场规模将达到827.85亿元,年复合增长率为9.17%,其中半导体领域增速约8.2%、显示领域约3.5%。2023年国内湿化学品市场规模为225亿元,预计到2025年将达到292.75亿元,集成电路、显示和光伏分别占36.9%、32.3%和30.8%。受到国内集成电路及光伏产业需求驱动,2022—2027年国内湿化学品总体需求增速约为10%,其中半导体领域约10%、显示领域约8%、光伏领域约13%。
全球高端湿化学品市场主要被欧美日企业占据。以德国巴斯夫、默克,以及美国杜邦、英特格等企业为代表的欧美企业产品品种齐全,生产基地遍及世界各地,拥有极强的技术优势,约占全球市场份额的30%。日本企业如关东化学、三菱化学及瑞星化工等技术水平与欧美企业相当,约占30%的市场份额。韩国、中国及其他亚洲国家的企业,合计约占40%的市场份额。
近年来,国内企业在湿电子化学品领域不断取得显著突破,逐步具备了部分高端产品供应能力,国产化率不断提升,但整体上距世界先进水平还有一定距离。2023年显示领域国产化率约为40%,集成电路领域国产化率约为44%,但在28nm以下先进制程用湿化学品基本依赖进口。从产品种类上分析,国内企业在硫酸、双氧水、硝酸、氨水等无机产品上技术进展较快,涌现出一批具备G5级产品生产能力的企业,但也出现了产品同质化严重、产能重复建设的现象。另一方面,在有机类湿电子化学品、功能型湿电子化学品方面国内与先进水平差距较大,下游主要供应显示及8英寸集成电路制造,用于12英寸领域的多数产品仍在验证中。
1.2.2 技术现状与趋势
湿电子化学品对产品纯度、金属离子和颗粒含量的控制极为严格,产品质量和洁净度对产品的成品率、电性能及可靠性均有重要影响。当前全球湿化学品行业技术发展主要体现在超大规模集成电路领域。伴随着集成电路制造工艺的进步,器件尺寸不断微缩,新的器件结构与材料、新工艺不断涌现,工艺的复杂程度也在不断增加。这些趋势将对湿化学品提出了更高的要求。未来主要发展趋势为:对通用型产品的金属杂质要求越来越严苛,产品朝着更高纯度方向不断提升;随着特征尺寸缩小到14nm及以下技术节点,各种功能型化学品的工艺窗口将变得越来越小,工艺复杂性和技术挑战也大幅度增加。这些不断增加的技术挑战势必对湿化学品的杂质含量、颗粒数量、清洗去除能力、批次稳定性与一致性等的管控越来越严格。
1.3 半导体封装材料
半导体封装材料可分为金属基、塑料基和陶瓷基封装材料,塑料基封装材料具有价格低、质量轻、绝缘性能好等优点,在电子封装材料中用量最大、发展最快,在包装材料中市场份额占比超过90%。塑料基封装材料多为热固性塑料,主要包括环氧类、酚醛类、聚酯类和有机硅类(硅酮塑料),其中以环氧树脂、硅橡胶和聚酰亚胺应用最为广泛。
1.3.1 市场现状与趋势
2023年全球半导体封装材料市场规模约220亿美元,预计到2025年将超过260亿美元,到2028年复合年增长率预计为5.6%。其中先进封装成为主要增长引擎,占比已从2014年的38%提升到2023年的48%,预计2025年将首次超过传统封装,占比达到51%。2024年我国封装材料市场规模约490亿元,同比增长0.9%。
先进封装市场占比提升带来材料端细分市场的变化。受益于先进封装比例的提升,封装基板市场占比已由2020年的27%提升至2023年的55%,键合丝等传统工艺用量较大产品的比例逐步下降。目前国内引线框架、键合丝、焊料及助焊剂方面发展已较为成熟,环氧塑封料(EMC)、底部填充材料、热界面材料等先进封装材料与国外先进水平仍存在较大差距。就EMC细分市场来看,日本企业依靠产品在操作性和可靠性上的技术优势在全球SOP、QFP/BGA等中高端市场占有较大份额,国内企业以成本优势占据分立器件DO、TO、SOD、SOT、DIP、SOP、QFP等中低端市场,但国内产品仅占30%国内市场份额,部分中端产品进口依存度高达80%以上,高端产品基本依赖进口。
1.3.2 技术现状与趋势
EMC技术开发难点在于,其由酚醛环氧树脂、苯酚树脂和填料(SiO2)、脱模剂、固化剂、染料等组成,成分较为复杂,配方是关键。此外,EMC在封装成型中易发生充填不良、气孔、麻点、溢料、流痕、黏模、开裂、冲线、分层等问题,需要根据特定封装工艺开发配套EMC。
随着封装技术不断向高集成度、高封装密度、小尺寸的方向发展,高端EMC和高性能先进封装材料将是技术发展主要方向。未来封装材料主要发展趋势为:
(1)开发内部应力低、成型收缩率小、热膨胀系数小、导热高、黏附性强和阻燃性好的EMC;
(2)满足芯片级封装(CSP)、多芯片组件(MCM)等先进封装形式的新型EMC;
(3)无卤、锑元素,绿色环保,适用于无铅焊料工艺的高温260℃回流焊要求;
(4)开发环氧树脂复合材料;
(5)开发新型高功能封装材料,如聚酰亚胺(PI)树脂、苯并环丁烯(BCB)树脂、双马来酰亚胺三嗪(BT)树脂、液体包封胶,导电胶、导热胶等;
(6)开发具有良好的耐化学腐蚀性、耐油性,极好的耐高低温性,以及优秀的力学性能、加工性能、表面光泽性、尺寸稳定性、防水、防潮、阻燃环保、导热功能、抗介电性能、耐候性封装材料。
1.4 掩膜版
掩膜版又称光罩、光掩模、光刻掩膜版,是微电子制造领域中光刻工艺中所使用的图形母版,作用是将设计电路图通过曝光的方式转移到下游行业的基板或晶圆上,是承载图形设计和工艺技术的重要载体,其精度和质量直接影响下游制品的良品率。掩膜版主要由基板、遮光层和保护膜组成,基板占直接原材料成本比重达90%。基板分为树脂基板和玻璃基板,其中石英玻璃化学性能稳定、光学透过率高、热膨胀系数低,近年来已成为制备掩膜版的主流原材料;遮光材料可分为乳胶遮光膜和硬质遮光膜,铬是遮光膜材料的主流材料。
1.4.1 市场现状与趋势
根据下游应用领域不同,掩膜版可分为半导体掩膜版、平板显示掩膜版、触控掩膜版和印制电路板掩膜版,市场占比分别为60%、28%、10%和2%,其中半导体掩膜版在最小线宽、关键尺寸(CD)精度、位置精度等重要指标方面均显著高于平板显示、印制电路板(PCB)等领域掩膜版。2023年全球半导体掩膜版市场规模达53亿美元。
在半导体掩膜版领域,生产企业以晶圆厂自行配套的掩膜版工厂为主,占比达65%,独立第三方掩膜版厂商占比仅35%。主要生产厂商包括美国Photronics、日本凸版印刷株式会社、大日本印刷株式会社,占据80%以上市场份额。国内半导体掩膜版厂商整体技术相对落后,仍处在追赶阶段,国产化率仅10%,高端掩膜版国产化率仅3%,市场规模占比较低,生产企业主要包括清溢光电、路维光电、冠石科技等。清溢光电已实现250nm工艺节点的6英寸、8英寸半导体芯片用掩膜版量产,并且已实现180nm工艺节点的产品客户测试认证,正在推进130~65nm的相转移掩膜版(PSM)和OPC工艺掩膜版开发,以及28nm半导体芯片掩膜版工艺开发规划。
在平板显示掩膜版领域,全球主要制造商包括日本豪雅株式会社、大日本印刷株式会社、韩国乐金电子公司、日本SKE株式会社。国内企业已取得长足进步,清溢光电已实现8.6代高精度TFT掩膜版、6代及8.5代高精度有源矩阵发光二极体/低温多晶硅技术(AMOLED/LTPS)掩膜版量产,完成了掩膜基板涂胶工艺试产,推动半透膜掩膜版(HTM)与PSM产品逐步量产。目前平板显示掩膜版国产化率约20%,随着全球显示产业进一步向我国转移,以及在高世代、高精度市场需求的带动下,2025年国内平板显示掩膜版市场规模在全球占比有望超过60%。但国内平板显示掩膜版依然存在产业链断层情况,在AMOLED/LTPS高精度掩膜版领域依然高度依赖进口,国产化进程明显滞后于平板显示行业增速。未来国产平板显示掩膜版有望凭借交付速度和价格优势快速实现国产替代。
1.4.2 技术现状与趋势
目前高端掩膜版用合成石英、掩膜版基板、保护膜等产品国内基本空白,特别是掩膜版基板,成本占掩膜版原材料成本的90%,技术难度大、系统集成度高、进入门槛高、进口依存度极高,产能主要集中在日本、韩国、中国台湾省等国家和地区。其中石英基板供应商主要包括韩国KTG、中国台湾地区的InabataSangyo、韩国SAMSUN C&T和日本高化学株式会社。我国具有充足的石英产能,但制成掩膜版用石英基板还需要经过研磨、抛光、镀铬、光阻涂布等精加工环节,其中掩膜和镀铬工艺仅日本HOYA和韩国LG-IT掌握。
随着平板显示产业对大尺寸的需求不断增强,“大尺寸”和“高精度”已经成为我国平板显示掩膜版产业发展的重要方向。但尺寸越大,图形精度的不均一性及图形缺陷导致的宏观视觉不良等管控难点越明显。未来主要发展趋势为:10.5、11代平板显示掩膜版产品实现量产,市场份额逐步提高;LTPS掩膜版、OLED FMM(高精细金属掩膜版)、Mini/Micro LED掩膜版、3D厚胶生产技术、4K/8K高分辨率显示屏掩膜版、HTM、PSM等先进掩膜版技术逐步成熟。此外,为解决关键原材料石英基板高度依赖进口的问题,国内企业需不断向上游延伸,降低原材料采购成本,开发研磨、抛光、镀铬、涂胶等工艺,保证掩膜版产品质量。
随着半导体芯片制造工艺不断发展,对于配套半导体掩膜版提出来更高要求。半导体掩膜版技术难度显著高于平板显示掩膜版,原材料制备和制版工艺领域亟待国产化突破。未来主要发展趋势为:开展130nm以下工艺节点的产品客户测试认证;开发掩膜版检测技术,提高产品精度,提升中高端产品市场竞争力。
1.5 液晶材料
液晶材料是液晶面板至关重要的核心原材料,被誉为“液晶面板的心脏”。液晶单体性能各异,不能直接用于显示,在实际应用中通过混配技术选用多种单体混合并加入添加剂,制成混合液晶来满足液晶显示材料的不同性能要求。混合液晶主要分为扭曲向列(TN)型、超扭曲向列(STN)型、薄膜晶体管(TFT)型三大类。随着液晶显示技术的不断发展,液晶显示(LCD)面板对于响应速度、对比度、可视角度、透过率等关键指标的要求不断提高,对液晶材料的电稳定性、光稳定性、热稳定性、化学稳定性等指标提出了更高的要求,因此液晶材料从低端TN型到STN型,逐步发展到目前高端的TFT型液晶材料。
1.5.1 市场现状与趋势
全球液晶材料需求主要集中在韩国、日本、中国等。目前我国已超越日本成为全球第二大液晶材料消费量市场。2022年,国内混合液晶材料需求量达556.8吨。
从供应端来看,混合液晶材料产业技术迭代速度较快,对专利、技术积累和创新要求很高,因此高性能混晶材料行业呈现出海外寡头垄断的竞争格局,核心技术和专利长期被德国默克、日本智索株式会社和大日本油墨化学公司三家海外企业垄断,形成全球专利保护网,市场份额高达83%,主要生产TFT、STN、TN等中高端液晶材料。其中德国默克在高性能TFT液晶材料市场上处于绝对领先的市场地位,市场份额高达55%。
我国液晶材料领域起步较晚,近年来随着国内八亿时空、江苏和成显示和石家庄诚志永华等企业实现技术突破,混合液晶材料国产化进程明显加快,国内液晶面板产能全球占比也在不断提升。2022年国内液晶材料产量为351.4吨,占据全球17%的液晶材料市场份额,自给率约63%。但是,在技术迭代速度、专利数量、研发投入上与国外仍存在差距。
1.5.2 技术现状与趋势
目前国内混合液晶产品以TN、HTN、STN型中低端液晶材料为主,TFT型高端混晶材料领域发展速度缓慢。近年来,国内高端TFT混合液晶研发力度加快,八亿时空等企业实现多项技术突破;江苏和成显示自主研发“茚环”核心结构的液晶单体及产品,完成单体的合成、提纯、配方设计,在部分细分领域打破了国际专利垄断,形成了初步的专利网布局。目前八亿时空已在中间体制备、单晶合成与纯化、混配和液晶面板检测等环节形成了完整的核心技术体系,产品覆盖智能手机、电脑、高清电视、车载显示、智能仪表等领域的全系列产品,成为国内少数有能力生产高性能混合液晶材料的企业之一,成为全球液晶面板出货量最大企业京东方的战略供应商,但全球市场份额仅占3%,与国际液晶材料巨头仍存在一定差距。未来我国液晶材料的主要发展趋势为:
(1)开发高透明度、低功耗液晶材料。持续提高液晶材料电稳定性、光稳定性、热稳定性、化学稳定性等指标;持续突破TFT型液晶材料提纯、混配关键技术,以提高显示器的质量和性能。
(2)液晶材料市场将逐渐多元化和细分化。传统显示器件仍然会保持较稳定的需求,但新兴领域如虚拟现实(VR)、增强显示(AR)、汽车显示和医疗设备等领域的需求也将逐渐增长,液晶材料企业需要与下游厂商紧密合作,灵活调整产品定位,开发系列液晶单体及液晶材料。
(3)绿色环保液晶材料的开发与应用。在全球环保意识日益增强的背景下,国内将加大对液晶材料回收再利用技术的研发与应用,优化循环萃取技术,建立起废液晶面板处理再利用系统,提高再生产品质量,形成研发-应用-回收产业链闭环,减少资源浪费。
1.6 OLED材料
OLED主要分为小分子材料和高分子材料两大类。其中,高分子材料分子量大,成膜性能好,但难以气化,主要以液态形式用于喷墨打印中,且材料存在寿命,并且喷墨打印工艺尚未成熟,因此迟迟未实现产业化应用。商用OLED发光材料主要是小分子材料,包括发光层材料(EML)和通用层材料。
1.6.1 市场现状与趋势
发光材料是OLED显示技术自发光的基础,直接决定了OLED的发光特性。相比于LCD技术,OLED不需要屏幕的背光层,也不需要控制出光量的液晶层,因此随着OLED技术的发展,发光材料成为显示行业的新增需求,发展前景广阔。2023年全球OLED市场规模为17亿美元,同比增长9.74%。得益于OLED面板产能的迅速扩充,国内OLED材料市场规模已从2015年的不足3亿元迅速增长到2022年的43亿元,在全球OLED材料市场中的占比也从2015年的9%上升至2023年的30.7%。
OLED材料开发难度大,技术壁垒高,核心技术和专利主要被美、日、韩、德等海外企业垄断,市场高度集中。供应商主要有日本出光兴产、德国默克、韩国LG、美国陶氏、日本住友化学、韩国德山等,其中日本出光兴产占据绝对龙头地位,全球市场占有率超过35%,CR5市场份额总计超过93%,与下游客户形成了紧密的合作关系,对于后入局者具有极高的进入壁垒。
受生产工艺、关键器件限制,国内厂商长期从事OLED材料中间体和粗单体生产,同时也正在加速布局,打破OLED材料市场受国外垄断的局面,部分企业已实现产品规模量产。在OLED产业链国产化的趋势下,多家企业布局OLED终端材料上下游产业,目前已进入全球OLED材料供应链的企业主要有莱特光电、奥来德、万润股份、阿格蕾雅、江西冠能等。其中,莱特光电打通了OLED材料全产业链业务,三色发光材料均已覆盖。未来两年,国产红、绿主体材料有望具备量产能力,国产红绿蓝客体材料、空穴传输材料、电子传输材料也将在低端OLED产品中存在导入可能性。夏禾公司的红、绿磷光材料在美国环球显示(UDC)公司独供协议结束后也有望实现量产,届时或将打破市场格局。
1.6.2 技术现状与趋势
OLED材料对发光效率、寿命、色纯度、迁移率、能级、成膜性等性能均有较高要求等,未来产品发展也主要是追求更高的发光效率、更长的发光寿命及更高的色纯度等。
OLED材料可分为6层14类材料,其中掺杂材料(又称客体材料)是实现发光功能的关键,其技术与专利壁垒最高,具有最高附加值,单价长期维持在每克几千元。掺杂材料具有很强的发光能力,在较低浓度时发光很强,但随着材料浓度升高,无辐射跃迁概率增大,反而降低了发光效率,因此很难单独作为发光材料,通过在相应主体材料中掺杂,可以实现很好的电致发光,从而提升器件整体发光效率。目前掺杂材料已历经四代材料,当前OLED商用发光材料主要为荧光材料、磷光材料。其中,因蓝色磷光材料存在寿命问题,因此主要采用荧光材料;而红色与绿色则以磷光材料为主。韩国LG宣称已采用混合双栈串联OLED结构结合荧光的稳定性和磷光的低功耗,解决了蓝色磷光寿命问题,成为首个成功实现蓝色磷光OLED面板商业化的企业。此外,热活化延迟荧光材料(TADF)与超荧光材料尚处于研发过程中,未实现大规模商业化。
未来主要发展趋势为:突破蓝色磷光材料寿命问题;开发低成本的无贵金属有机室温红色及绿色磷光材料;攻克TADF材料色度不纯的难题;开发新型有机发光材料,如双线态材料、热激子材料。
各细分领域电子化学品国产化瓶颈及未来重点布局领域如表1所示。
表1 主要电子化学品国产化瓶颈及未来重点布局领域
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我国电子化学品产业面对的主要问题
2.1 基础研究薄弱
电子化学品涉及分子结构设计、提纯、混配等关键技术,技术壁垒极高,开发投入大、周期长、过程复杂,更新换代快,产业化风险高,经费投入极大,国外厂商严密封锁专利,极大地提高了材料开发的难度。而且国内研发资金投入不足,原创性研究和颠覆性产品开发力度有限,技术以并跑或跟跑为主,特别是集成电路用ArF/ArFi光刻胶、EUV光刻胶、OLED用光刻胶、OLED材料、半导体掩膜版、偏光片上游原材料PVA膜及TAC膜、光伏胶膜上游原材料POE树脂等领域,技术壁垒较高、下游客户黏性强,短期内难以快速取得突破,创新动力不足。国内待开发电子化学品领域关键技术如表2所示。
表2 国内待开发电子化学品领域关键技术
2.2 上游原材料受限
光刻胶、OLED材料、液晶材料等电子化学品上游涉及各类复杂结构小分子原材料。日本、韩国、美国等发达国家长期垄断高纯原材料配方专利及生产技术,导致我国在部分原材料领域发展缓慢,成本长期居高不下。例如,在光刻胶领域,光致产酸剂、复杂单体酸抑制剂、增黏剂、抗反射涂层等关键原材料均高度依赖进口,导致下游芯片和面板厂商面临较高的“断供风险”,威胁产业平稳健康发展,是我国电子化学品产业链的薄弱环节。国内待开发电子化学品关键原材料如表3所示。
表3 国内待开发电子化学品关键原材料
2.3 关键装备制约
电子化学品产业高度依赖关键装备配套,目前国外一些高端设备对我国限售,限制了我国电子化学品产业发展。例如,全球蒸镀机几乎被日本Cannon Tokki垄断,价格高达8500万美元,年产仅10台左右,产能严重不足;日本爱发科和UNITEX、瑞士Evatech、韩国Sunic System、中国台湾倍强科技也实现部分蒸镀设备的生产,但质量和效率与Tokki仍存在差距。缺乏国产化关键设备是我国导致终端产品售价居高不下的关键因素,市场难以扩张,导致上游材料增速受限。国内待开发/引进的电子化学品关键设备如表4所示。
表4 国内待开发/引进电子化学品关键设备
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我国电子化学品产业发展对策建议
3.1 加大基础研发力度
以科技创新推动产业创新,以颠覆性技术和前沿技术催生新产业、新模式、新动能,发展新质生产力。建设国家级创新平台,充分发挥国家级、省级重点实验室等创新平台引领作用,聚焦光刻胶、OLED材料等重点领域,针对提纯难度大、产品质量不稳定、良率偏低等共性问题开展技术攻关,突破“精密有机合成”“功能高分子设计”“痕量杂质控制及分离”“功能型材料混配”等关键核心技术。建设企业创新平台,以京东方、维信诺、晶合集成等企业为创新主体,构建国家级重点实验室、校企联盟、工程技术研究中心等创新联合体,从“追赶战略”转向“路径创新战略”,开展前瞻性材料、技术、专利布局,孵化一批创新成果,在若干领域实现从跟跑、并跑到领跑。
3.2 优化调整产业结构
以市场需求为导向,实施强链、补链、延链战略,做强、做优集成电路、新型显示产业,打通包括原材料供应、材料及设备研发、生产制造等环节在内的“上游石化原料—中游电子化学品—下游应用”全产业链,引导电子化学品上下游企业协同发展。
上游产业延伸方面,以石油化工、煤化工、盐化工为核心,促进企业加快技术改造升级,加快“油转化”、“油转特”步伐,开发基本有机化工绿色合成、分离提纯制取电子化学品等关键技术;中游产业创新方面,鼓励企业加大高端产品研发力度,补齐产业链短板,淘汰低端产能,避免生产制造长期徘徊在较低水平,造成资源浪费,扰乱市场秩序,影响产业高质量发展;下游产业升级方面,鼓励京东方、维信诺等知名显示面板生产企业加快建设8.5代以上高世代线,充分利用下游应用企业聚集优势,助力打通材料验证关卡,不断实现高端产品和技术迭代升级。
3.3 园区化、系统化、集群化发展
围绕国家重大战略需求,推动创新链、产业链、资金链、人才链深度融合。以园区化、系统化、集群化发展思路为指引,聚焦产业实际需要,引进补链、强链龙头企业,着力打造特色鲜明、链条完整的特色电化学品产业园区。
园区化发展方面,在光刻胶、液晶材料、含氟湿电子化学品等领域建设一批中试基地,探索创建国家级电子化学品产业集群;系统化发展方面,积极开展区域间产业接洽合作,共同推进石化产业向精细化工产业延伸,重点发展对苯二甲酸、间苯二酚、联苯二酚、均苯四甲酸酐、萘二甲酸等电子化学品上游原料;集群化发展方面,以长三角、珠三角、京津冀等产业聚集区域为核心,形成区域整体布局,建设主导产业聚焦、优势特色突出、资源要素汇聚、具有核心竞争力的国家级电子化学品产业集群。
3.4 提高污染防控治理水平
围绕国家“双碳”要求,资源综合利用,大力发展循环经济,鼓励企业开展循环回收技术研发。开发环保技术方面,重点开展废弃液晶材料、含氟化学品、功能性湿电子化学品等的回收处理再利用,形成“谁生产、谁回收”、“谁污染、谁治理”发展模式,减少不必要的资源浪费和环境污染,打造从“上游基础原材料—电子化学品—面板/芯片/模组—材料回收再利用”闭环产业链;加强监管力度方面,建设废弃资源综合利用示范基地、绿色低碳示范性园区,对开发可回收型材料、回收技术的企业给予资金支持,设立污染治理、资源回收利用“明星企业”奖励,大力提升资源综合利用水平。
来源:《化工新型材料》2026年第3期
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