在半导体制造过程中,光刻胶是非常重要的一种材料,是芯片版图成型过程中的重要组成部分,涉及到光化学反应,利用感光材料对光的敏感性实现电路图案的转移。
在目前的全球光刻胶市场上,有超过90%份额掌握在日本企业手中,因此,这也使得我国遗留在光刻胶原材料上面的问题极为严重,直接导致了我国半导体制造行业仅靠“买买买”无法独自完成自主可控的局面。
那么,日本对于光刻胶的技术有什么呢
我国研究团队又在朝着怎样的目标前进后
中国又如何才能打破日本的垄断实现市场全面国产化呢?
光刻胶是啥
随着现代化的不断推进,电子产品逐渐成为生活中不可缺少的一部分,电子产品的质量好坏也直接影响着生活的便利程度。
而无论这些电子产品的质量如何好,芯片作为这些电子产品硬件中最核心的一部分,也跟着被推到了我们面前。
而芯片的制造又离不开光刻胶,更离不开光刻胶中的原材料。
光刻胶是一种基于合成聚合物材料制造,用于感光材料在照射光线后,与其发生反应,转变成氢化物等状态。
在半导体制造过程中,这一材料扮演着不可或缺的重要作用。
而当今市场上全球光刻胶的主要来源基本上就是日本企业所占据的大部分市场份额。
也是因为日本在该领域的问题较多,甚至可以说是已经形成了闭塞的技术壁垒。
而到了2024年,根据相关数据统计,全球光刻胶市场规模将突破50亿美元,而到2030年,这一数字将达到66亿美元。
但这其中中国却面临着很大的问题,因为几乎整个我国市场都被日本垄断着。
而且我国半导体制造业虽然国产化生产率逐渐上升,但仍旧依赖进口光刻胶。
这种情况显然不利于我国发展半导体行业。
而国内的一些研究团队也早已意识到了这一问题,并且正在进行相关研究。
在2019年时,我国科研团队自主研发出T150A系列光刻胶。
当我国半导体产品大量采用国内原材料生产时,以便测试这些材料,确保它们是否达到生产标准。
第一批样品已经准备完毕,并与德州仪器的5英寸晶圆进行光刻掩膜版进行配合测试。
根据这些测试数据与信息,我们可以判断出材料是否符合相关标准以及是否可以用于在德州仪器生产芯片等工作。
新研发出的T150A系列产品已在2020年上市并投入量产,并广泛应用于芯片制造过程中,并取得了良好的效果。而这也是我国在这方面走出的第一步。
国产化之路的发展。
随着中国科技的不断发展,国内科技团队在技术方面积累了丰富的经验,在原材料方面也有了更进一步的突破和进展。
根据国家统计局数据显示,在2020年中国光刻胶销售额达到了87.4亿元人民币,同时各大高校和企业所组成的产业链也开始紧跟着这一变化。
现阶段国内生产出来的T150A系列光刻胶已经应用于大部分的芯片代工厂中,为我国半导体制造行业的发展注入了一股强劲动力,同时也为中国日后打破国外垄断提供了坚实基础。
根据消息称,中国科学院化学研究所郭燕教授研究组已经研发出了具有高分辨率、高稳定性、高一致性的全谱宽UVE-PR系列低聚合物正性光刻胶。
该系列产品经过大规模工艺验证以及中试验证,其精度已经达到了7nm,兼容性和工艺稳定性也十分出色。
同时,该系列光刻胶还建立了完整、标准化的体系,为我国高性能型全谱宽低聚合物正性系列进行大规模生产打下基础。
然而,目前国内还没有一家企业具备生产全谱宽低聚合物系列光刻胶的能力,仅有少数企业正在进行相关技术开发。
但对于当地而言,在开拓市场的同时一旦积累一定经验后,必将会大力进行相关技术的突破,从而使得一部分技术逐渐掌握在自己手中,实现全球最大市场的转移。
除了国内企业外,我们也看到了国外一些领域科技水平比较高的国家也开始注意到了这一问题。
例如新加坡斯坦福大学、韩国POSTECH等学校正在开发下一代阶梯重复镜头设备及相关材料,以此来挖掘全谱宽低聚合物正性光刻胶的新市场需求。
此外,我国青岛大学与青岛科大等高校已与美国JSC公司进行了合作,共同开发出高分辨率全谱宽低聚合物正性系列光刻胶,并建有 200mm 中试线,其主要产品包括 QS081 / QE020 和 Q090。
同时,还有中国人民解放军理工大学和青岛空军装备研究所共同研发出低聚合物正性系列高分辨率全谱宽型光刻胶,其量产设备已确定完毕,并正在划分研制计划。
与此同时,美国KLA公司与北京航空航天大学及同济大学联合开发出高分辨率全谱宽负性型低聚合物光刻胶,其产品line200已经量产并投入使用,并且引起了广泛关注。
由此可以看出,我国如今已经逐步形成了以高校为中心进行联合合作的科研体系,同时加入了一些已经拥有产业体系的企业单位,相信未来超越日本、成为全球最大市场指日可待。
而我国科研团队在众多高校和公司的支持以及国外优秀企业间相互竞争环境下,其最终成果将在日后的国际竞争中大放异彩,也是中国科技后援蓬勃发展的体现。
如果日本停止供货
如果日本停止供货,将会对我国造成很大的影响。
首先,日本为我国提供了70%的高端光刻胶,这意味着我们的芯片制造将严重受限,本土芯片代工厂压力巨大,半导体行业面临严峻挑战。
其次,高端光刻胶短期内无法替代,可能会造成我们在这方面被四大巨头(ASML、台积电、英特尔、三星)甩开一截,所以本土半导体代工厂需积极适应这一挑战,将目光转向其他市场,一方面寻找替代品,另一方面开发新技术,以避开当前领域尖锐竞争。
因此,我国需要加快自身研发进程,以更快地解决关键技术问题,不断提高自主创新能力,实现自身发展。
最后,如果日本“断供”,或可能引发世界半导体行业格局重大变动,不排除其他国家进入这一领域,加速技术进步和市场竞争,为我们创造发展新机遇。
我们要审时度势,根据世界形势变化,不断调整我们的产业政策,以保持竞争优势。