最近日本新首相拋出的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)政策,把一個不起眼的小材料推上了熱搜。它就是做芯片離不開的光刻膠,全球九成以上高端貨都來自日本,好多人看完都捏了一把汗。萬一日本說斷供就斷供,咱們的芯片產(chǎn)業(yè)會不會直接停擺?這事到底有多嚴(yán)重,咱們真的沒準(zhǔn)備嗎?
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從上個世紀(jì)70年代開始,日本就在為光刻膠的壟斷地位鋪路了。當(dāng)時日本政府牽頭啟動了專項(xiàng)項(xiàng)目,砸下720億日元拉著日立、東芝等本土巨頭聯(lián)合攻關(guān),死磕高純硅材料和光刻配方。硬生生把原本領(lǐng)先的歐美企業(yè)甩在了身后,搶到了行業(yè)制高點(diǎn)。
到90年代,東京應(yīng)化率先突破了KrF光刻膠技術(shù),1995年就實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化量產(chǎn)。靠著穩(wěn)定的產(chǎn)品品質(zhì),很快就吃下了全球大部分市場。經(jīng)過幾十年發(fā)展,日本五家龍頭企業(yè)已經(jīng)拿下全球高端光刻膠市場想要打破這個壟斷,難度比很多人想象的大太多。高端光刻膠的雜質(zhì)含量必須控制在十萬億分之一以內(nèi),這個精度相當(dāng)于在一整座大型水庫的水里,找出一粒不到一毫克的微小雜質(zhì)。而且每一批產(chǎn)品都得穩(wěn)定達(dá)到這個標(biāo)準(zhǔn),不是買幾臺先進(jìn)設(shè)備就能搞定的,得靠企業(yè)幾十年的工藝積累,一點(diǎn)點(diǎn)摳生產(chǎn)細(xì)節(jié),沒有任何捷徑可走。
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90%以上的份額,最頂級的EUV光刻膠領(lǐng)域,日企占比更是接近97%,幾乎壟斷了先進(jìn)制程的核心供應(yīng)。再說說配方壁壘,這事說起來挺有意思,就像老字號的獨(dú)家鹵味。所有人都知道鹵料里有哪幾種香料,可就是熬不出一模一樣的味道。日本企業(yè)的光刻膠配方,是幾代技術(shù)人員上萬次試錯攢出來的黃金比例,很多工藝細(xì)節(jié)都是廠子里以老帶新傳承下來的。操作經(jīng)驗(yàn)、參數(shù)微調(diào)這些東西,根本沒法寫在圖紙上,只能在實(shí)際操作里慢慢摸透。
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產(chǎn)業(yè)鏈的深度綁定,也是外人很難突破的點(diǎn)。日本企業(yè)從光刻機(jī)研發(fā)階段,就和ASML這類全球頂尖設(shè)備廠商同步開發(fā)對應(yīng)的光刻膠。幾十年下來,已經(jīng)形成了設(shè)備、材料、產(chǎn)線完美適配的閉環(huán),外人根本插不進(jìn)去。對下游晶圓廠來說,換光刻膠供應(yīng)商就得重新調(diào)整整條生產(chǎn)線參數(shù),反復(fù)測試好幾年,出問題的話,良率下跌帶來的損失可能高達(dá)數(shù)十億,沒幾家企業(yè)愿意冒這個險。
2019年的日韓貿(mào)易戰(zhàn),其實(shí)已經(jīng)給全世界敲過一次警鐘了。當(dāng)時日本突然對韓國限制三種半導(dǎo)體材料出口,高端光刻膠就在名單里。那時候韓國94%的光刻膠都依賴日本進(jìn)口,一下子就陷入了被動。
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韓國經(jīng)濟(jì)研究院測算,那次管制直接讓韓國GDP下降了2.2%,三星電子的凈利潤直接暴跌了53%,SK海力士的工廠良率一度掉到了85%。當(dāng)時三星高層專門飛到日本求貨,最后韓國政府砸了7.8萬億韓元搞國產(chǎn)化,花了四年時間,才勉強(qiáng)實(shí)現(xiàn)KrF光刻膠的部分自給,高端EUV光刻膠還是只能靠進(jìn)口。
面對這種潛在風(fēng)險,咱們國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界其實(shí)早有準(zhǔn)備,沒等到危機(jī)來臨時才手忙腳亂。國內(nèi)的頭部晶圓廠早就意識到了進(jìn)口依賴的風(fēng)險,提前儲備了三到六個月的戰(zhàn)略庫存。就算真的出現(xiàn)斷供,也能撐過最艱難的緩沖期,不會讓生產(chǎn)線立刻停擺。
中低端光刻膠領(lǐng)域,咱們早就實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化了。家電、汽車?yán)镉玫降某墒熘瞥绦酒瑢?yīng)的G/I線光刻膠,咱們自己就能完全供應(yīng)。足夠兜底基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的需求,不會讓日常民生用品供應(yīng)出問題。
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這幾年中期技術(shù)攻堅也在加速推進(jìn)。國家早就把光刻膠納入了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心攻堅項(xiàng)目,2024年成立的國家大基金三期,注冊資本高達(dá)3440億元,重點(diǎn)投向集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈,光刻膠就是核心投資方向。有政策和資金扶持,國內(nèi)企業(yè)這兩年迎來了突破爆發(fā)期。
南大光電的ArF光刻膠,已經(jīng)成為國內(nèi)首個通過客戶認(rèn)證、實(shí)現(xiàn)28nm制程量產(chǎn)的產(chǎn)品,良率達(dá)到了99.7%,成功進(jìn)入了中芯國際、長江存儲的核心供應(yīng)鏈。鼎龍股份也建成了國內(nèi)首條覆蓋從單體、樹脂到成品全流程自主的高端光刻膠量產(chǎn)線,300噸的產(chǎn)線已經(jīng)正式投產(chǎn),多款產(chǎn)品已經(jīng)拿到了下游訂單。彤程新材的ArF光刻膠業(yè)務(wù),去年的營收直接增長了超過800%,多款產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)驗(yàn)證階段,結(jié)果完全符合客戶預(yù)期。
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現(xiàn)在國內(nèi)KrF光刻膠的國產(chǎn)化率,已經(jīng)從2023年的不足10%,快速攀升到了2026年的25%,提前完成了工信部設(shè)定的年度目標(biāo)。ArF光刻膠的突破也在加速推進(jìn),甚至EUV光刻膠的預(yù)研,北大和中科院的團(tuán)隊(duì)也在探索新的金屬氧化物膠路線,試圖繞開傳統(tǒng)的專利壁壘。
長期來看,我們的目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控。之前被日本壟斷的上游核心原材料,比如KrF光刻膠樹脂,八億時空已經(jīng)建成了國內(nèi)首條百噸級的量產(chǎn)線,2025年年底已經(jīng)開始了噸級的穩(wěn)定出貨,卡脖子的上游節(jié)點(diǎn)也在逐步打通。我們也有自己的產(chǎn)業(yè)籌碼,中國是全球最大的稀土供應(yīng)國,日本的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)離不開我們的稀土資源。真要是對方敢搞斷供的小動作,我們也有足夠的反制手段,讓他們好好掂量一下自己的損失。
這場關(guān)于光刻膠的討論,其實(shí)就是全球高端產(chǎn)業(yè)競爭的一個微小縮影。短期的庫存緩沖能幫我們爭取應(yīng)對時間,產(chǎn)業(yè)鏈的反制籌碼也能暫時穩(wěn)住局面,但這些終究只是權(quán)宜之計。真正的產(chǎn)業(yè)安全,從來都不是靠別人的施舍,得把核心技術(shù)牢牢握在自己手里才管用。
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現(xiàn)在我們的產(chǎn)業(yè)已經(jīng)走上了攻堅的快車道,雖然距離完全打破壟斷還有一段路要走。只要我們一步一個腳印啃下這些硬骨頭,終會打破壟斷,實(shí)現(xiàn)真正的自主可控,再也不被別人卡脖子。
參考資料:人民日報 我國半導(dǎo)體核心材料國產(chǎn)化攻堅取得新突破
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