天天看新聞說咱們半導體材料突圍了,各種概念股也漲得熱火朝天,光刻膠國產化率據說大幅攀升,那咱們的芯片還會被別人卡脖子嗎?
這個問題問得極好。說實話,如果我們僅僅停留在那些宏大的數字和沾沾自喜的戰報里,很容易迷失方向。今天,咱們就借著《大咖談芯》這檔在行業內極其硬核的播客欄目,結合幾位在半導體材料里摸爬滾打了十幾年的行業大咖——中國電子材料行業半導體材料分會秘書長林健、徐州博康董事長傅志偉、江蘇鑫華半導體總裁田新、華興激光總經理羅帥的深度對談,外加我近期翻閱的國內外產業資料,給大伙兒徹徹底底地交個底。
先拋出一個可能讓很多人后背發涼的真相:光刻膠的種類成百上千,把它們混在一口鍋里算出一個“整體國產化率”毫無實際意義。在決定大國科技命運的先進制程領域,真正像鋼刀一樣抵在我們咽喉上的,單單就是那八款極其特殊的光刻膠。
![]()
要想把光刻膠這事兒聊透,咱們必須先回望一段距離今天并不遙遠的歷史。
2019年,日本和韓國之間爆發了一場震動全球科技圈的貿易摩擦。日本政府突然宣布,對出口韓國的三種核心半導體化學材料實施嚴格管控,其中最致命的一項,就是光刻膠。
當時的韓國可是全球首屈一指的存儲芯片帝國,三星、SK海力士在全球市場呼風喚雨。面對日本的突然發難,整個韓國半導體產業瞬間陷入停擺危機。韓國政府立刻砸出6萬億韓元(約合幾百億人民幣)的真金白銀,試圖扶持本土企業實現光刻膠的“去日化”。
結果如何呢?根據相關行業報告顯示,幾年時間過去了,韓國光刻膠對日本的依賴度依然居高不下。金錢可以買來最先進的設備,可以挖來頂級的工程師,但唯獨買不來材料科學里最要命的東西——時間與試錯數據。
這件事給國內半導體行業敲響了震耳欲聾的警鐘。中國有著全球最龐大的電子消費市場,有著最完整的代工產業鏈,但如果我們往上游溯源,走進那些極其細分的材料領域,就會發現咱們的根基依然需要拼命夯實。
正如秘書長林健在對談中梳理的那樣,半導體制造前道有七大類核心材料:硅襯底、電子特氣、掩膜版、光刻膠、光刻膠輔助材料、濕化學品、拋光材料。這其中,光刻膠猶如皇冠上的明珠。很多人在股市里看到帶有“光刻膠”三個字的公司就覺得是國貨之光,實際上,光刻膠分為PCB(印制電路板)光刻膠、面板光刻膠和半導體光刻膠。哪怕在半導體光刻膠內部,也存在著天壤之別。
目前,咱們國內用于6英寸晶圓的g線、i線光刻膠基本實現了自給自足。但是,到了8英寸、12英寸晶圓所需的高端產品,情況就變得極為嚴峻。林健秘書長給出的數據非常客觀:KrF(248納米)光刻膠的國產化率勉強能達到10%到20%;ArF(193納米)光刻膠的國產化率在5%到10%之間徘徊;至于用于7納米以下先進制程的EUV(極紫外)光刻膠,因為咱們連EUV光刻機都受限,這部分材料的國產化率目前依然是零。
這就是血淋淋的現實,剝開虛高的整體數據,高端戰場的突圍依然處于深水區。
咱們現在很多中低端光刻膠確實能造了,但在高端領域,由于EUV設備的封鎖,國內晶圓廠往往需要依靠多重曝光技術(比如把圖形拆分,經過多次光刻和刻蝕)來在14納米甚至7納米的制程上實現突破。這種路線極大地挑戰了ArF光刻膠(尤其是浸沒式ArF光刻膠)的物理和化學極限。
傅志偉一針見血地指出,在14納米及以下(主要就是14納米和7納米)的制程節點上,由于很多工藝是通用的,整個產線真正高度依賴的光刻膠,滿打滿算總共就只有八種。
大家請注意,這八種光刻膠,目前的量產國產化率依舊為零。它們全都在實驗線上做嚴苛的驗證,連量產的門檻都還沒跨過去。好消息是,據業內透露,這八款核心命門產品中,目前已有三款正在晶圓廠的生產線上進行跑線驗證。但這絕非一朝一夕之功。
為什么這八款膠這么難搞?這就得深入光刻膠的微觀世界了。光刻膠本質上是一種光敏感聚合物,包含單體、樹脂、光致產酸劑等。要想配制出高端的光刻膠,首先必須擁有極其純凈的“單體”。單體就像是搭建樂高積木的最基礎零件,它的純度直接決定了最終光刻膠的良率。
傅志偉透露,單體對雜質潔凈度的要求,是成品光刻膠的10倍以上。金屬離子雜質含量必須控制在1ppb(十億分之一)以下。這是什么概念?相當于在一個奧運標準游泳池里,只能容忍一滴雜質。在海外成熟的市場環境里,從單體提純、樹脂合成到最終的配膠,通常由五六家頂尖的跨國公司高度分工,彼此獨立,中間有著極深的技術護城河(Know-how)隔斷。
但在面對外部封鎖的大背景下,國內企業想要破局,就必須練就“全能”的本事,把全產業鏈的Know-how硬生生全部打通。這背后付出的艱辛,遠非旁人所能想象。
很多人可能會感到疑惑,咱們國家現在最不缺的就是資金和政策支持,千軍萬馬搞芯片,為什么這幾款光刻膠的驗證速度還是這么慢?
這里面藏著半導體材料行業最殘酷的鐵律:它是一門純粹的經驗學科。
一條12英寸的晶圓產線上,每一片晶圓都價值連城,上面承載著客戶千萬級的訂單。光刻膠哪怕出現極其微小的不穩定,整批晶圓就會瞬間報廢。在2019年地緣政治危機爆發之前,國內的晶圓廠為了保證良率,對國產材料幾乎是敬而遠之的。誰愿意拿自己上百億的生產線去給一家名不見經傳的國產材料廠做實驗呢?
直到被別人死死卡住脖子,產業界才如夢初醒,真正開始敞開懷抱給國產光刻膠提供上機驗證的機會。但這僅僅是拿到了入場券。一款高端光刻膠從送樣到最終量產,至少需要三年甚至更長的漫長周期。這里面需要海量的數據積累,需要在使用過程中不斷試錯,根據反饋回來成千上萬個參數對配方進行極其微小的微調。
單靠砸錢根本無濟于事,時間積淀才最關鍵。要想跨越這道鴻溝,本土材料企業必須拿出熬鷹般的耐心。
![]()
在這場看不見硝煙的突圍戰中,中國也有著一批像徐州博康這樣“死磕”底層的孤勇者。
早在2005年,傅志偉就開始帶領團隊研發單體。整整熬了7年,到了2012年,他們憑借精湛的提純工藝,硬生生切入了國際光刻膠巨頭JSR(日本合成橡膠公司)的供應鏈,成為其唯一非日本本土的單體供應商。這一步棋下得極其隱忍且精妙。掌握了核心原料的話語權,就等于握住了高端光刻膠的鑰匙。
時至今日,博康已經實現了“單體—樹脂、光酸—光刻膠”的全產業鏈覆蓋。在最新的業內進展中,傅志偉透露了一個極其振奮人心的細節:他們剛剛通過了一家全球最頭部光刻膠公司長達三年的驗廠,拿下的恰恰是一款用于前沿封裝領域的特殊光刻膠原料大單。
這個市場爆發得極快,訂單量從今年的300噸直接飆升到后年的2000噸。反觀國內,這款針對全新封裝場景的高端膠,幾乎還沒有人觸碰。這屬于新興市場,絕非傳統的存量更迭。這說明什么?說明在某些細分的尖端原材料領域,中國企業不僅沒有被甩開,甚至已經開始悄悄卡位,成為全球頂級巨頭背后不可或缺的力量。
![]()
當然,光刻膠只是這場宏大半導體材料戰役的冰山一角。在那場長達三十分鐘的播客對談中,另外兩位企業家的視角同樣令人深思。
硅基材料依然是行業的定海神針。江蘇鑫華半導體的總裁田新表示,目前全球95%的芯片依然是基于硅材料制造的。他們生產的電子級多晶硅,純度達到了驚人的“十一級九”(99.9999999%),這代表著工業化量產物質的純度天花板。
目前,國內在成熟制程和小尺寸硅部件上用的硅材料,已經完全解決了生存問題,市占率超過50%,品質完全對標國際巨頭。難題在于,國外的領頭羊(如德國瓦克)并沒有停下腳步,他們正在瘋狂研發匹配3納米及以下先進制程的硅材料。中國企業過去十年是在“解決有無”,解決別人已經有的東西;如今步入深水區,面對前所未見的新制程,我們必須和國際巨頭并駕齊驅地搞研發,這種壓力呈現出指數級的增長。
而在另一條賽道上,化合物半導體正借著人工智能的東風強勢崛起。華興激光的總經理羅帥提到,硅材料有著天然的物理局限(間接帶隙半導體),發光效率低,在光通信和高壓高頻器件上力不從心。
隨著AI大模型時代的爆發,算力狂飆帶來海量數據的傳輸需求,北美數據中心大量采購800G高速光模塊。這些光模塊里裝配的100G光芯片,大多需要使用磷化銦或砷化鎵等二代半導體外延片。在2024年以前,100G高速外延片的國產化率連1%都不到,基本被海外壟斷。但僅僅過去一年時間,國內企業快速發力量產,雖然目前份額仍不足10%,且在技術迭代上落后海外大廠一年半左右,但考慮到中國擁有全球十大光模塊廠商中的七家,極其繁榮的下游生態必將反哺上游材料,這個領域的國產化狂飆已是弦上之箭。
其實,中國的半導體材料起步根本不晚。美國在1953年拉出第一根硅單晶,咱們中國科學院在1959年就成功跟進;1965年,咱們更是成功拉出了第一根砷化鎵單晶,當時的技術身段與世界頂尖水平幾乎是貼身肉搏。遺憾的是,隨后長達二三十年的歷史風波,讓我們的產業斷了層,直接被海外甩開了幾代人的距離。
如今,我們在第三代半導體(碳化硅、氮化鎵)以及第四代半導體(氧化鎵、金剛石)上正在瘋狂追趕。比如我們的8英寸氧化鎵目前已經超越了日本企業,位居全球第一;碳化硅的產能也已經占據了全球半壁江山。
我們這代人,正在拼命填補那段失去的歲月。
![]()
半導體材料絕不是股市里炒作幾個漲停板就能大功告成的小游戲,它是重資產、長周期、極度考驗定力的“苦差事”。
面對那依然處于零國產化率的八款核心光刻膠,面對先進制程里無數個隱形的絆腳石,我們無需盲目自大,更沒必要妄自菲薄。真正可怕的內卷,是同質化產品在低端市場里打殘酷的價格戰;而唯一能刺破這層內卷壁壘的利器,就是死磕底層的原始創新。
正如行業大咖們所呼吁的那樣,無論是國家意志的聚焦,還是民間資本的注入,都請給這些在黑暗中摸索的材料企業多一點時間,多一份容錯的寬容,營造一個更加良性、耐心的營商環境。
大國博弈的牌桌上,從來沒有捷徑可走。我們既然選擇了科技自立這條最難的路,就必須用幾代人的實干,以實力鑄就材料的基石。待到那八款光刻膠真正走向量產、跨出實驗室的那一天,咱們再來開懷暢飲!
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.