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半导体材料皇冠上的明珠!光刻胶中国半导体的“高考”?

发布日期:2021-06-14 18:55   来源:未知   阅读:

  日本光刻胶供应厂商信越化学,目前已经官宣将会停止对于中国Krf光刻胶的供应。被媒体问到原因的时候,他们随口说道:“之所以选择断供中国的光刻胶,是因为目前对于光刻胶的产能极其有限,为了均衡全球半导体芯片行业的发展,所以才决定限制中国一线晶圆厂的光刻胶供应。”

  光刻胶又称光致抗蚀剂,有“半导体材料皇冠上的明珠”的美誉,按应用划分包括半导体光刻胶、平板显示光刻胶和PCB光刻胶。半导体光刻胶的主要作用是将掩模板上的设计线路图形转移到硅片等衬底上,为三者中技术壁垒最高。

  光刻胶的质量会影响集成电路芯片性能、成品率及可靠性。目前,日本东京应化、JSR、住友化学、信越化学等日企握有全球九成半导体光刻胶市场份额。

  不过因日本地震频发,日本企业主导的光刻胶产能充满了不确定因素。近期的供应短缺就是最好的例证。有鉴于此,日本在光刻胶市场上的垄断地位何以维持?

  从一些研究报告可以获悉,光刻胶的组成成分较简单,一般包含光引发剂(包括光增感剂、光致产酸剂)、光刻胶树脂、单体(活性稀释剂)、溶剂和其他助剂。即便如此,不同的光刻技术要求需要相应的光刻胶与之配套,才能发挥出最大效能。因此光刻胶的品种类极多、专用性强。另外,日本企业在树脂结构方面的积累也为这一行业竖起较高的专利壁垒。

  日本在半导体材料领域的领先,主要得益于其早期在半导体领域的全面领先。日本设备和材料行业随芯片产业同步发展,尽管芯片制造地位日渐式微,但材料领域仍占据明显优势。

  就光刻胶来说,每一家供应商都有自己的成分配比配方和加工工艺,使得光刻胶在敏感度、感光速度、分辨率以及对比度等性能参数上存在明显差异。日媒认为,光刻胶材料无法拆解,很难分析出制造技术,因而难以被模仿。另外,随着集成电路产业不断发展,对光刻胶的分辨率等技术性能要求也越来越高,导致新的玩家很难入场。

  目前,多家晶圆厂都在加速验证导入本土KrF光刻胶。但是,光刻胶要想真正实现“本土化”,其实还有很多亟待突破的壁垒。市场行业特性壁垒和技术壁垒就是其中难以迈过的“两道坎”。

  在市场行业特性壁垒方面,市场容量小的行业其实对“后进入者”很不友好,也缺乏足够的吸引力,这使得这个行业的集中度变得很高,而光刻胶就是这样的市场。

  在技术层面上,光刻胶的技术壁垒同样不容忽视。很多人认为,光刻胶是由感光树脂、光引发剂、溶剂、添加剂等不同原料混合而成,难度似乎不高。但正如步日欣所说,同其他专用化学品一样,光刻胶也存在品种多、用量小、品质要求高的特点,核心壁垒在于原材料的纯度、配方的精密度以及客户的定制化等方面。

  除了材料本身之外,光刻胶还与IC制造工艺紧密结合,因此厂商要想研发光刻胶,首先就需要有一台光刻机。光刻机的价值之高想必大家都有所耳闻。

  虽然前进道路充满荆棘,但基于复杂的国际形势,科华、南大、晶瑞、新阳等国内厂商都在积极布局高端光刻胶。多家晶圆厂也在改变思路,正在加速验证导入国内KrF光刻胶。

  光刻胶市场规模很小,同时由于产业限制,参与者很难快速获得可观的利润。如果单纯从财务角度看,光刻胶并非一个好的生意。

  另一方面,从摩尔效应出发,光刻机的迭代已经十分迅速,目前中国企业落后明显,因此中国的光刻胶企业不应该再将高昂的研发费用投入到低端光刻胶市场,而是应该对准目前和未来的主流市场。

  如果目前中国光刻胶企业还按照行业发展规律从低端向高端一步一步研发,那么势必会受累于此,导致最终入不敷出。

  从某种意义而言,光刻胶不是一个单纯的国产替代逻辑,而其真正存在的机会,就是中国企业谁能跟谁主流,打破日本年的垄断。