感光图形油墨全景调研与发展战略研究一、 感光干膜行业概况感光干膜是PCB制造的专用品,通常由聚乙烯膜(PE)、光致抗蚀剂膜和聚酯薄膜(PET)三部分组成其中,光致抗蚀剂膜又被称为感光层,是感光干膜最重要的组成部分,其主要成分为光刻用感光材料聚酯薄膜为感光层的载体,用于混合感光材料涂布成膜;聚乙烯膜是感光干膜的保护层,主要作用是隔绝氧气、分层和避免机械划痕感光干膜主要应用在航天技术、计算机、医疗仪器、消费电子、汽车电子、通信电子的PCB电路板中虽然感光干膜在PCB电路板成本中占比只有3%,但作为发展中高端电路板的重要原材料,感光干膜对电路板的质量起决定作用二、 感光材料可以应用感光材料可以应用在电影胶片制造、照相胶卷与相纸制造、医疗诊断X线摄影胶片制造、印刷出版、工业无损探伤、半导体集成电路、航空航天摄影、科学研究等领域受摄影、摄像数字化发展的影响,感光材料在电影胶片制造、照相胶卷与相纸制造领域需求大幅下滑,在半导体、工业、印刷等领域发展相对较好照相馆经常使用的感光材料,主要有感光片、感光纸感光片就是通常所说的软片(胶片),散页的称为贯片,卷形的则称为胶卷感光纸就是照相纸,包括印相纸和放大纸。
感光片和感光纸都是由多层物质组成的感光材料细分产品主要有PS版、CTP版、印刷胶片、柔性版、丝网版等其中,PS版与印刷胶片是最常用的感光材料,市场份额占比较大;CTP版主要用于数码印刷领域,在电子化、数字化时代背景下,其市场空间最大;柔性版主要用于包装印刷领域,需求正在持续增长;丝网版可进行特殊印刷,其印刷质量及印刷效率高,在印染、包装印刷等领域均可应用2015-2019年,我国感光材料行业营业收入年均复合增长率为2.5%;2019年,我国感光材料行业营业收入为251.2亿元,同比增长1.7%感光材料行业发展时间较长,技术成熟,下游市场需求较为稳定,因此行业营业收入增速较为缓慢21世纪以前,感光材料行业处于寡头垄断阶段,绝大多数市场份额由柯达、富士、柯尼卡等大型企业瓜分,造成了感光材料行业在地区分布上,美国、日本占据极大的市场份额随着电子信息技术的发展,胶片业务急剧下滑,全球感光材料行业也受到了极大的影响,感光材料行业产能逐年下降,同时行业技术成熟,相关技术的运用难度降低,进入壁垒有所下降,行业从寡头垄断向完全竞争转变三、 感光干膜行业前景展望按照PCB下游应用领域对光致抗蚀干膜精度的要求,可分为一般商用感光干膜和高精度感光干膜。
目前,在感光干膜的需求中仍以普通商用感光干膜为主,随着电子技术的日益发达,电子芯片、电子线路板也越来越精细,高精度感光干膜的应用比例不断增加,为了满足市场的需求,需不断开发新型、高精度、高感度的感光干膜产品国内PET、PE、千膜涂布设备等技术日趋成熟,相信未来完全依赖进口的高端干膜产品的局面将会有所改变现阶段,LDI曝光设备光源波长为350-410nm的紫激光,尤其是i射线或h射线,这种紫激光光源穿透性差,光固化配方中一些具有共轭结构的组分或色素物质对紫外光有较强吸收,导致光强衰减严重,干膜的表层接受到的光强较强,而底层接受的光强较弱,导致干膜的底层曝光不完全,表层和底层的成像有一定差异另外,紫外光易产生臭氧污染环境,光源寿命短,设备价格更高因此有待研发新型光源的LDI曝光设备目前,干膜主要应用于印制电路板、制备掩膜,微流控芯片,微流道结构,微电子机械系统的微纳模具、封装纳米通道、制备聚合物微悬臂梁、制作柔性OLED图案化电极等,可进一步拓宽其应用领域,如应用于柔性电子、可穿戴设备、引线框架、太阳能电池、导体封装、BallGridArray封装、ChipSizePackage等领域四、 感光材料行业竞争格局对于PCB感光材料市场而言,行业内产品主要为国外产品尤其是日本产品。
国内PCB感光材料生产企业起步较晚,在PCB全球感光材料行业处于劣势地位,国内PCB感光供给市场被国外企业主导但自20世纪90年代末起,随着国内电子信息产业的高速发展,我国PCB感光材料的研发和生产才步入正轨经过多年发展,国内PCB感光材料行业形成众多市场主体共同竞争的市场格局目前过国内电子化学品制造企业数量较多,不同企业专业制造电子化学品多种多样电子化学品细分领域内企业根据其下游应用领域的不同,结合自身产品特点和优势定位自身的细分市场,并在所专营细分市场构筑较高的行业进入壁垒而PCB感光材料行业高度市场化,行业内企业充分竞争,上游原材料供需关系也较为充分,PCB感光材料行业内的企业盈利能力主要取决于PCB生产企业的技术优势、产品特点及客户规模,目前国内PCB感光材料行业已形成大型外资企业、国内中小型PCB感光材料制造商多种市场主体共同竞争的市场格局五、 中国感光材料行业发展现状从感光材料专利方面来看,据统计,截至到2018年中国感光材料专利公开量为185项,专利申请量为160项感光材料作为信息记录、转换、传递、贮存以及再现的手段,已经有一百多年的发展历史,伪国民经济各部门、国防和人民生活所不可缺少。
被公认为精细化工中最为精细的化工产品中国感光材料工业虽已取得很大发展和进步,但与国际先进水平相比,还存在明显差距从进口方面来看,截至到2019年上半年,中国感光材料进口金额为4.1亿美元,同比降低4.4%六、 感光材料行业发展趋势(一)感光材料行业内化趋势逐渐加强我国的电子化学品行业正处于快速发展阶段,国内电子化学品生产企业依靠不断提高的技术水平和先进的经营策略,在包括PCB感光材料在内的电子化学品细分领域取得突破性进展,行业内涌现了包括广信材料、容大感光等全球PCB产能向中国转移趋势明显,根据Prismark统计,2016-2021年中国大陆PCB行业产值CAGR约10.28%,高于全球PCB行业增速8.34%二)PCB感光材料设计更加多样化、精细化电子技术的迅速发展以及PCB电路的集成规模持续提高,迫使PCB产品向微型化、轻薄化、智能化、复合化的方向发展,这对PCB感光材料中感光油墨和感光干膜的精细化程度提出了更高的要求感光材料的未来发展势必伴随着精度和专业特性等产品品质的提升,PCB产品的下游应用场景不断变化和升级,对PCB感光油墨和感光干膜的基材、工艺、防护性和功能性的需求将进一步多样化和精细化。
三)行业内PCB感光材料升级换代的速度将不断加快智能电子产品的快速发展和性能提升,促进了广大消费者对电子产品的更新换代以智能、新能源汽车电子器件为代表的电子产品研发周期明显缩短,更新换代速度不断加快电子产品的加速革新对其上游PCB产品技术升级同样提出了研发周期缩短、性能提升明显等要求未来随之5G通讯技术和新能源车的普及,电子产品的升级换代速度将会越来越快,以感光油墨、感光干膜为代表的PCB感光材料产品将迎来快速发展期四)感光材料行业内环保要求愈发严格绿色发展是国家产业政策导向的基本方向,也是电子化学品行业内企业发展的更高目标要求我国于2006年出台了《电子信息产品污染控制管理办法》,以限制电子化学品设计、制造过程中有毒、有害物质或元素的使用随着全球范围内的环保观念深入人心和环保政策持续出台,PCB行业内对电子化学品原材料的环保要求越加严苛,未来电子化学产品将向无毒、减少粉尘污染、减少溶剂挥发等方向发展,环保型感光油墨和感光干膜将逐渐成为PCB产品生产所采用的主要电子化学品七、 感光干膜行业竞争格局中国大陆虽然是全球PCB最大的生产地,但由于技术限制,PCB行业的关键辅助材料感光干膜仍基本为台资、外资所垄断,尚未完全实现自主生产。
全球感光干膜厂家主要有中国台湾长兴化学、日本旭化成、日本日立化成、中国台湾长春化工、美国杜邦、韩国KOLON等作为PCB上游材料的感光干膜因技术含量高、设备投资大、市场壁垒高、规模效应显著,行业集中度较高,长兴化学、旭化成、日立化成3家厂商占据全球市场份额的80%以上福斯特是全球光伏胶膜龙头,2019年起福斯特的感光干膜产品开始放量,成功切入头部PCB企业深南电路、景旺电子等,2020年全球市占率达到了3.87%据统计,2020年福斯特感光干膜销售量为4363万平方米,同比增长206.45%,随着产能的快速扩张,福斯特感光干膜产销量以及收入将快速增长,感光干膜未来有望成为福斯特营收新的增长点碱溶性树脂作为感光干膜的成膜剂,使感光胶各组份粘结成膜,起抗蚀剂伪骨架作用;光聚合物单体经紫外线光照发送聚合反应,生成聚合物,感光部分不融合于显影液,从而形成抗蚀图像;光引发剂在曝光过程中,吸收紫外光的能量产生游离基,引发光聚合单体交联在引发剂引发-聚合物单体聚合反应发生后,需要在干膜上形成分辨率10-40um的精细图案,因此对感光层各物质组分配比要求极高感光层配方是感光干膜的核心技术壁垒耐蚀刻耐电镀性附着力决定了感光干膜在PCB制造过程中的核心性能,也决定了感光干膜产品是否有可能进入下游PCB制造厂商的供应链,其他的综合性技术指标和产品定价决定了该感光干膜产品是否会成为最适合该下游PCB厂商的最佳选择。