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前言在半导体产业中,光刻胶是芯片制造不可或缺的关键材料,而日本企业占据全球光刻胶市场约90%份额,处于绝对垄断地位。
中国在芯片出口方面已取得阶段性胜利,但光刻胶依赖进口问题仍没有完全解决,日本曾对韩国实行过光刻胶的手段,严重威胁了韩国企业的发展。
面对日本可能的断供风险,中国该如何应对?别国又为何没有办法大力生产光刻胶?
中国芯片出口与光刻胶依赖现状在半导体产业中,光刻胶的重要性不言而喻,光刻胶与光刻机深度绑定,在芯片制造过程中起着关键作用,一旦缺少光刻胶,芯片将无法生产。
光刻胶是一种由感光树脂、增感剂和溶剂等成分组成的混合物,它在半导体制造的光刻曝光、刻蚀、离子注入等工艺环节中都发挥着重要作用。
随着半导体技术的不断发展,芯片的集成度越来越高,对光刻胶的分辨率要求也日益严苛,高分辨率的光刻胶能够制造出性能更优越的芯片。
同时光刻胶的稳定性和可靠性对于芯片的质量也有很大的影响,2024 年前 11 个月,中国芯片出口达 1.03 万亿元,在 “中美半导体之争” 中取得阶段性成果。
然而在半导体产业中,光刻胶作为 “心脏” 却长期被日本垄断,日本企业在全球光刻胶市场约占 90% 份额,我国所用光刻胶九成以上依赖进口,日本是主要供应国。
这种依赖不仅限制了我国半导体产业的发展,也使我国在全球半导体竞争中处于被动地位,日本在 2019 - 2023 年对韩国断供光刻胶,导致韩国半导体产业受重创。
而日本这种行为,无疑给中国敲响了警钟,也是给全球各个国家敲响了警钟,若日本对我国断供光刻胶,我国半导体产业会面对怎样的风险呢?
一旦日本断供光刻胶,中国的芯片生产线将面临巨大压力,光刻胶作为芯片制造过程中不可或缺的关键材料,供应中断将直接影响芯片的生产进度。
由于缺乏光刻胶,芯片生产线可能不得不停产或减产,这将导致电子产品的产量大幅下降,而且电子产品的质量也可能受到影响,出现性能不稳定、故障率增加等问题。
光刻胶这么重要,那为什么各个国家不自己生产光刻胶呢?我国面对日本的垄断又该怎么突破呢?
光刻胶国产化面临诸多难题,首当其冲的就是配方问题,国外企业对光刻胶原料和配方高度保密,我国企业难以获取关键技术。
从全球 EUV 光刻胶专利的申请量来看,日本企业占据了绝对优势,专利申请数量占比高达 90%,这给我国企业的研发带来了巨大的挑战。
光刻机配套也是一个难题,光刻胶的性能需要与光刻机相匹配,而我国光刻机技术与国际先进水平仍有一定差距,而且光刻胶对金属杂质和整体化工行业因素要求极高。
不同批次的光刻胶之间的性能可能存在差异,这会导致芯片良率下降,甚至引发污染事故,例如2019 年台积电就因为光阻原料污染导致材料报废,损失达 5.5 亿美元。
而且光刻胶的应用环境复杂且多样,有时甚至需要针对每个工厂进行特别定制,很难标准化和模块化。
光刻胶从研发成功到进入客户验证阶段,并被大规模使用,中间所需要的时间十分漫长,短时间内国光刻胶企业怎么可能做到呢?
此外光刻胶的成本也是一个很大的问题,光刻胶对金属杂质和材料成分等方面的要求比较高,因此成本也比较高。
以光刻胶的溶剂为例,丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)是光刻胶最常使用的溶剂之一,但这类产品的生产主要集中在美国、西欧及中国等国家和地区的少数企业手中。
这些企业拥有丰厚的技术经验,并不是国产企业可以一朝一夕能够拿下的,而且日本的 JSR、信越化学、东京应化、住友化学四家企业占据了 82% 的市场份额。
而南大光电和晶瑞股份是国内的光刻胶龙头企业,2019 年,南大光电的营收为 3.21 亿元,净利润 0.55 亿元,同年晶瑞股份的营收为 7.6 亿元,净利润为 0.31 亿元。
不论是从利润还是公司规模来看,都与巨头们有比较大的差距,所以中国就只能这样被拿捏了吗?时时刻刻面临着可能会断供的风险与危机,不可能。
太紫薇公司的突破2024 年 5 月成立的太紫薇公司在光刻胶领域取得了重大突破,研发的 T150A 光刻胶成功通过半导体工艺量产验证,实现了配方全自主设计。
这款光刻胶对标国际头部企业主流 KrF 光刻胶系列,极限分辨率高达 120nm,优于国外同系列产品。
太紫薇公司的研发团队从基础研究入手,不断优化材料和配方,改进生产工艺,历经无数日夜的攻关,最终研制出性能优异的产品。
太紫薇公司成立时间虽短,但背后有着强大的科研支撑,公司法定代表人朱明强是华中科技大学的教授。
太紫薇公司的这一突破意味着中国在光刻胶领域将不再受制于人,T150A 光刻胶的量产,不仅打破了国外技术垄断,也提升了我国半导体产业链的自主可控能力。
日本光刻胶的市场掌控策略日本企业在这光刻胶一领域凭借深厚的技术积累占据主导地位,东京应化、JSR、富士电子等日本企业在光刻胶技术上不断投入研发资源,推动技术创新。
从 20 世纪 70 年代以来,日本便致力于半导体产业的发展,在光刻胶领域更是凭借它们在化学、材料科学等领域的底蕴,实现了领跑地位。
日本企业在光刻胶的配方设计、原材料选择等方面具有独特的技术优势,能够生产出高性能、高稳定性的光刻胶产品,满足半导体产业对高精度、高稳定性材料的需求。
日本名牌照相机在国际上很受欢迎,销量也十分可观,照相机所赚取的钱,也给日本的光刻胶研究与开发提供了强有力的资助,使光刻胶技术上的优势得到了进一步的加强。
日本公司通过光刻胶和光刻机的结合来保持自己在半导体产业中的优势,光刻机和光刻机的辅助,形成互补关系。
这种“捆绑”的营销战略,使日本公司的产品卖的尤其的好,不买这个,就不卖给你想要的,这种手段使得日本在光刻胶的高端市场上,达到了100%的垄断。
2019年,日本停止向韩国供光刻胶,长达4年之久,给韩国的半导体工业,特别是三星这样的电子行业大受打击。
各国也因此提高警惕,意识到日本在光刻胶领域的垄断地位可能带来的风险,日本可以对韩国断供,也就可以对其他国家断供,这个案例给各个国家敲响了警钟。
结语面对危机,就去解决危机,面对风险,就解决风险,国产光刻胶的研发解决了我们国家一直以来的“卡脖子”问题,以及日本长久以来对光刻胶的垄断。
我相信太紫薇公司未来团队的研发实力还会继续上升,研发出质量更好、技术更高的光刻胶。
参考信源:中国电子报 2024-05-16《日本光刻胶市场地位:是否真的坚不可摧?》
参考信源:湖北日报2024-10-16《光谷攻克芯片光刻胶关键技术》
参考信源:观察者网 2024-09-11《日媒调查:日企主导光刻胶市场,垄断光掩膜份额》
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