光刻膠,被稱為“芯片產(chǎn)業(yè)的隱形畫筆”,沒有它,再精密的電路設(shè)計(jì)也無法“畫”到硅片上,價(jià)值數(shù)十億的生產(chǎn)線可能面臨停滯。
然而這種決定芯片命運(yùn)的液體,有超過90%的市場(chǎng)份額掌握在日本的幾家公司手中。
而就在近期,來自日本的供應(yīng)限制層層加碼,從削減配額到拉長交貨周期,再到將上百家中國科技企業(yè)列入管制清單。
當(dāng)這條“顏料”供應(yīng)鏈被外力刻意收緊時(shí),中國的芯片產(chǎn)業(yè)將如何繼續(xù)作畫?
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在全球市場(chǎng)里,日本的幾家巨頭比如合成橡膠、信越化學(xué)、東京應(yīng)化這些企業(yè),幾乎把高端光刻膠的技術(shù)和產(chǎn)能都攥在了手里。
根據(jù)行業(yè)權(quán)威數(shù)據(jù),不管是用于成熟制程的G線I線光刻膠,還是用于中高端制程的KrF光刻膠,乃至頂尖的ArF和極紫外光刻膠,日本企業(yè)的市場(chǎng)份額都高得嚇人。
尤其是極紫外光刻膠領(lǐng)域,基本就是日本三家企業(yè)的壟斷局面,連歐美企業(yè)都得靠邊站。
而我們國內(nèi)的光刻膠需求,過去幾十年里大多依賴進(jìn)口,其中日本貨源又占了進(jìn)口總量的大頭,2024年我們國內(nèi)光刻膠市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)到了一百多億元,但國產(chǎn)化率還沒到百分之五。
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更關(guān)鍵的是,高端制程需要的ArF以上級(jí)別的光刻膠,我們過去幾乎完全依賴進(jìn)口,一旦外部供應(yīng)出點(diǎn)風(fēng)吹草動(dòng),國內(nèi)的芯片產(chǎn)線就得跟著緊張。
光刻膠這東西的技術(shù)門檻實(shí)在太高,它不是簡單的化工產(chǎn)品,而是需要化學(xué)配方、精密提純、應(yīng)用適配等多領(lǐng)域技術(shù)的集成。
比如光刻膠里的樹脂和單體原料,過去長期被日美企業(yè)壟斷,我們連上游原料都得進(jìn)口,就更別說成品膠的研發(fā)了。
而且光刻膠的驗(yàn)證周期特別長,芯片廠換一家光刻膠供應(yīng)商,得經(jīng)過層層測(cè)試,確保不影響良率,這個(gè)過程短則一年,長則數(shù)年,國內(nèi)企業(yè)早期沒機(jī)會(huì)接觸到頭部芯片廠的驗(yàn)證機(jī)會(huì),自然就很難實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)突破。
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不過這幾年情況已經(jīng)不一樣了,國家層面把半導(dǎo)體材料的自主可控提到了戰(zhàn)略高度,相關(guān)的專項(xiàng)扶持政策一直在加碼。
比如02專項(xiàng)持續(xù)發(fā)力,大基金三期還計(jì)劃投入數(shù)百億元重點(diǎn)支持光刻膠這類關(guān)鍵材料的研發(fā),而且我們還出臺(tái)了國內(nèi)首個(gè)極紫外光刻膠測(cè)試方法。
這就為國產(chǎn)光刻膠的驗(yàn)證和量產(chǎn)搭建了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)框架,不再跟著國外的標(biāo)準(zhǔn)走,這是很關(guān)鍵的一步,有了標(biāo)準(zhǔn)就有了方向,企業(yè)研發(fā)起來也更有底氣。
說到具體的破局企業(yè),南大光電這家企業(yè)算是國產(chǎn)光刻膠領(lǐng)域的排頭兵。
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它的核心產(chǎn)品線覆蓋了從G線I線到ArF的全系列光刻膠,2025年上半年的時(shí)候,南大光電就對(duì)外透露,自家多款A(yù)rF光刻膠已經(jīng)在國內(nèi)主要芯片制造企業(yè)進(jìn)行驗(yàn)證,而且有三款已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了少量銷售,質(zhì)量還挺穩(wěn)定。
要知道ArF光刻膠可是中高端芯片制程的剛需,能通過驗(yàn)證并且實(shí)現(xiàn)銷售,這已經(jīng)是突破性的進(jìn)展了。
過去這類產(chǎn)品基本是日本企業(yè)的地盤,南大光電能啃下這塊硬骨頭,背后是多年的研發(fā)投入和技術(shù)積累,它的光刻膠業(yè)務(wù)和自家的電子特氣、前驅(qū)體材料能形成協(xié)同,這也是它的一大優(yōu)勢(shì)。
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鼎龍股份的動(dòng)作也很猛,它從2022年才開始布局高端晶圓光刻膠業(yè)務(wù),到現(xiàn)在也就三年多時(shí)間,但進(jìn)展特別快。
它的潛江一期產(chǎn)線已經(jīng)具備了年產(chǎn)三十噸KrF和ArF高端光刻膠的能力,而且二期年產(chǎn)三百噸的量產(chǎn)線在2025年第四季度也進(jìn)入了試運(yùn)行階段。
更關(guān)鍵的是,它有十多款產(chǎn)品進(jìn)入了加侖樣測(cè)試,好幾款重點(diǎn)型號(hào)還在沖刺訂單,這種推進(jìn)速度在行業(yè)里算是相當(dāng)快的。
鼎龍股份本來就在半導(dǎo)體工藝材料領(lǐng)域有積累,跨界做光刻膠能這么快出成果,也能看出我們國內(nèi)企業(yè)的研發(fā)效率在提升。
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與此同時(shí),我們的科研機(jī)構(gòu)也在發(fā)力,清華大學(xué)和浙江大學(xué)的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)就提出了新的光刻方法,能降低曝光需求,突破現(xiàn)有工藝瓶頸,還有團(tuán)隊(duì)用新技術(shù)觀測(cè)到了光刻膠顯影過程的分子缺陷,還找到了解決方案。
這些基礎(chǔ)研究的突破,能為企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)提供理論支撐。
產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的模式正在加速國產(chǎn)光刻膠的技術(shù)迭代,過去我們的基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用脫節(jié),現(xiàn)在這種情況正在改變,這也是破局的關(guān)鍵因素之一。
光刻膠的破局,本質(zhì)上是我們整個(gè)半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)自主化的一個(gè)縮影,從過去的完全依賴進(jìn)口,到現(xiàn)在部分產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代,再到未來的全面突破,這個(gè)過程雖然艱難,但每一步都走得很扎實(shí)。
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我們不用和日本企業(yè)比短期的市場(chǎng)份額,而是要比長期的成長潛力,畢竟我們有政策支持,有市場(chǎng)需求,有企業(yè)的研發(fā)投入,還有科研機(jī)構(gòu)的技術(shù)支撐,這些都是我們的底氣。
而且現(xiàn)在的國際環(huán)境也讓整個(gè)行業(yè)意識(shí)到自主可控的重要性,所有力量都往一個(gè)方向使,突破只是時(shí)間問題。
中國芯片產(chǎn)業(yè)的畫卷,絕不會(huì)因?yàn)橐粌煞N“顏料”的短期短缺而停筆。相反,這段被“卡脖子”的經(jīng)歷,正迫使整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈將目光投向自身,去發(fā)現(xiàn)和培育那些曾經(jīng)被忽略的“本土畫師”。
當(dāng)一道道封鎖的閘門落下,閘門之內(nèi),自主創(chuàng)新的溪流正匯聚成河,并以超出許多人預(yù)料的速度,奔涌向前。
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