7nm ArF光刻膠技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，打破美日壟斷

在全球近幾十年的半導(dǎo)體發(fā)展中，硅基半導(dǎo)體，成為工業(yè)批量化生產(chǎn)的主要對(duì)象。而未來(lái)的發(fā)展建立在5G基礎(chǔ)，不管是人工智能，還是所謂云技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)，芯片將是所有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的核心，是大腦主控中心。

要想成功生產(chǎn)半導(dǎo)體芯片，必須要經(jīng)過(guò)濕洗、光刻、離子注入、干/濕刻蝕、等離子沖洗、快速熱退火、熱氧化、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、分子束外延、電鍍處理、化學(xué)機(jī)械處理、晶圓打磨和晶圓測(cè)試等過(guò)程，完成后再封裝和成品測(cè)試。

芯片的加工制造，流程復(fù)雜，標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格。沒(méi)有強(qiáng)大的技術(shù)背景做支撐，是無(wú)法成功實(shí)現(xiàn)芯片加工的。正所謂沒(méi)有金剛鉆，不攬瓷器活。

光刻，是芯片制造中難度最大、耗時(shí)最久的工藝，成本超過(guò)整個(gè)芯片生產(chǎn)成本的30%，它也是我國(guó)高端芯片制造急需解決的主要問(wèn)題之一。因?yàn)樯形赐耆莆?4nm以下芯片制造的核心技術(shù)，芯片加工只能依靠代工(光刻設(shè)備和光刻材料一直是被國(guó)外壟斷的)。

最近的華為芯片“斷供”，就是源于荷蘭ASML光刻機(jī)，特別是EUV設(shè)備，一直是世界技術(shù)壟斷的，如果不能突破這些技術(shù)，我們將受制于人。為了不被卡脖，我國(guó)光刻領(lǐng)域的科技公司---華卓精科，傳來(lái)了一個(gè)喜人的消息：華卓精科突破了光刻機(jī)雙工件的核心技術(shù)，打破ASML光刻機(jī)在工件臺(tái)上的全球技術(shù)壟斷，成為世界第二家掌握雙工件核心技術(shù)的科技公司，并且部分技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。我國(guó)的科技公司，能夠打破ASML光刻機(jī)部分的技術(shù)壟斷，實(shí)乃振奮人心。

除了光刻機(jī)是核心要素之外，光刻機(jī)加工所必需的重要材料，光刻膠，也是制勝關(guān)鍵。

什么是光刻膠呢?光刻膠是一種對(duì)光敏感的混合液體，由光引發(fā)劑(包括光增感劑、光致產(chǎn)酸劑)、樹(shù)脂、單體、溶劑和其他助劑組成，又稱(chēng)光致抗蝕劑。光刻膠可以通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)曝光、顯影等光刻工序?qū)⑺枰涛g的細(xì)微圖形從光罩(掩模版)轉(zhuǎn)移到待加工硅基片上。光刻膠的作用，除了提高加工精度，它還可以保護(hù)硅基材免受腐蝕，阻止離子影響。

按照曝光光源的波長(zhǎng)分類(lèi)，光刻膠可分為紫外光刻膠(300-450nm)、深紫外光刻膠(DUV，160-280nm)、極紫外光刻膠(EUV，13.5nm)、X射線(xiàn)光刻膠等。通常情況下，在使用相同工藝方法的情況下，曝光波長(zhǎng)越短，加工分辨率越好。

從產(chǎn)業(yè)分類(lèi)上，目前半導(dǎo)體市場(chǎng)上主要使用的光刻膠，包括g線(xiàn)、i線(xiàn)、KrF、ArF等，其中g(shù)線(xiàn)、i線(xiàn)是最常見(jiàn)的，用量較大的比較低端的光刻膠。而KrF、ArF等則是比較高端，且光刻分辨率較高的光刻膠，基本被國(guó)外壟斷。

目前，全球光刻膠主要生產(chǎn)企業(yè)有日本合成橡膠JSR、東京應(yīng)化TOK、富士電子、信越化學(xué)、美國(guó)羅門(mén)哈斯等，集中度非常高，主要是日本和美國(guó)企業(yè)，所占市場(chǎng)份額超過(guò)85%?？v觀(guān)近兩年全球半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)，市場(chǎng)份額基本被日本廠(chǎng)商所占據(jù)，市占率約為70%。

據(jù)了解，我國(guó)半導(dǎo)體光刻膠生產(chǎn)和研發(fā)的企業(yè)主要有6家，分別為南大光電、蘇州瑞紅、北京科華、強(qiáng)力新材、容大感光、上海新陽(yáng)等。國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體光刻膠廠(chǎng)商的市場(chǎng)份額，僅有2%左右，且還集中在技術(shù)水平相對(duì)較低的g線(xiàn)和i線(xiàn)半導(dǎo)體光刻膠。對(duì)于高端光刻膠(高分辨率)，它是半導(dǎo)體化學(xué)品中技術(shù)壁壘最高的材料，目前基本被國(guó)外壟斷。我國(guó)的半導(dǎo)體光刻膠技術(shù)發(fā)展，任重而道遠(yuǎn)。

雖然被壟斷，但是我們還是在逆境中前行。不止光刻機(jī)，國(guó)產(chǎn)芯片又獲新突破。近日，在南大光電的互動(dòng)平臺(tái)上得知，南大光電研發(fā)制造的應(yīng)用于7nm工藝的ArF光刻膠技術(shù)已通過(guò)客戶(hù)測(cè)試，進(jìn)入批量生產(chǎn)和銷(xiāo)售階段。這一信息，意味著我國(guó)的南大光電，7nm ArF光刻膠技術(shù)，成功打破了日本、美國(guó)的壟斷，不再受制于人。

從市場(chǎng)角度來(lái)看，光刻膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展的潛力巨大，尤其是國(guó)內(nèi)。據(jù)預(yù)測(cè)，半導(dǎo)體光刻膠在2020年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)超過(guò)16億美元(約112億元)，其中2020年EUV光刻膠的市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)超過(guò)1000萬(wàn)美元(約7000萬(wàn)元)。未來(lái)幾年，EUV光刻膠年平均增長(zhǎng)率將達(dá)到50%以上。