國產(chǎn)光刻膠迎來重大新突破！可用于7nm芯片

光刻膠(Photoresist)又稱光致抗蝕劑、光阻劑，是一種對(duì)光敏感的有機(jī)混合物，可以阻擋光線照射，用于微細(xì)圖形加工。如果把芯片生產(chǎn)比作刻印版畫，光刻膠就是刻印過程中使用的“油墨”，是芯片生產(chǎn)中不可或缺的一環(huán)，光刻膠質(zhì)量也將直接影響芯片良率。

在全球芯片缺貨潮的影響下，芯片產(chǎn)業(yè)鏈上游出現(xiàn)原材料供應(yīng)緊張的情況。根據(jù)央視財(cái)經(jīng)在3月22日的報(bào)道，進(jìn)口光刻膠不僅價(jià)格上漲，而且可采購量也比往年大幅縮水。在這樣的情況下，提高光刻膠的國產(chǎn)化率成為業(yè)界共識(shí)，國內(nèi)也涌現(xiàn)出以晶瑞股份為代表的一批優(yōu)秀光刻膠生產(chǎn)企業(yè)。

光刻機(jī)對(duì)于芯片生產(chǎn)的重要性不言而喻，而與光刻機(jī)息息相關(guān)的光刻膠，則被看作推進(jìn)芯片工藝制程的“燃料”。與光刻機(jī)卡脖的情況類似，國內(nèi)的光刻機(jī)市場(chǎng)也主要被日本和美國的企業(yè)壟斷，國產(chǎn)光刻膠則主要應(yīng)用于低端生產(chǎn)線，自給率僅10%左右。

在集成電路領(lǐng)域，上游設(shè)備和材料方面的落后，是目前中國被海外卡脖子的關(guān)鍵所在。受起步晚、基礎(chǔ)薄弱的影響，國產(chǎn)芯片設(shè)備和相關(guān)材料的市場(chǎng)占有率極低。即便有些國產(chǎn)產(chǎn)品能夠被規(guī)模應(yīng)用，也僅限于中低端市場(chǎng)，例如光刻機(jī)和光刻膠。

有媒體報(bào)道，當(dāng)前制造芯片的材料產(chǎn)能緊缺，企業(yè)進(jìn)口光刻膠困難。據(jù)了解，此前半導(dǎo)體企業(yè)每次能采購到100多公斤光刻膠，而現(xiàn)在每次只能采購到10-20公斤，同時(shí)光刻膠的價(jià)格也在上漲。

光刻膠根據(jù)用途主要可分為以下幾類：半導(dǎo)體光刻膠、LCD光刻膠、PCB光刻膠以及其他光刻膠。其中，半導(dǎo)體光刻膠約占27%，LCD光刻膠和PCB光刻膠分別各占24%，其他光刻膠產(chǎn)品占據(jù)25%。

在2019年7月份的時(shí)候，日本對(duì)韓國半導(dǎo)體進(jìn)行了打壓，對(duì)包括光刻膠在內(nèi)的三種半導(dǎo)體材料對(duì)韓國出口進(jìn)行了限制，一時(shí)之間讓韓國產(chǎn)導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)緊張不已。光刻膠是用來干什么的?為何一禁韓國就緊張了?光刻膠是芯片制造過程中必不可少的一種材料，硅晶圓光刻前，都要涂上光刻膠，沒有光刻膠就無法光刻，從而無法實(shí)現(xiàn)芯片的生產(chǎn)。

目前市場(chǎng)上的光刻膠，主要被日本、美國企業(yè)壟斷，這兩國的企業(yè)占了全球85%的份額，而日本一家占了70%的份額，可以說全球的芯片制造企業(yè)的脖子，都被日美卡著的。

對(duì)于國內(nèi)企業(yè)來說，砸錢購買光刻機(jī)來研發(fā)國產(chǎn)光刻膠，成為彎道超車的主要途徑。1月19日，國內(nèi)光刻膠龍頭企業(yè)晶瑞股份發(fā)布公告，表示公司已經(jīng)從ASML購入ArF浸入式光刻機(jī)一臺(tái)，將主要用于國產(chǎn)高端光刻膠的研發(fā)。

而從光刻膠的分類來看，主要有g(shù)線、i線、KrF、ArF等，前兩種是最常見的，最低端光刻膠。而KrF、ArF等則是比較高端，且光刻分辨率較高的光刻膠，基本被美日壟斷。而高分辨率的光刻膠是半導(dǎo)體化學(xué)品中技術(shù)壁壘最高的材料，有業(yè)內(nèi)人士甚至曾說，日美企業(yè)技術(shù)領(lǐng)先國內(nèi)企業(yè)二十年至三十年。

材料是半導(dǎo)體大廈的地基，不過，目前中國的這一地基對(duì)國外依存度還很高。2019年，日韓發(fā)生沖突，日本封鎖了三種關(guān)鍵的半導(dǎo)體材料，分別是氟化氫、聚酰亞胺和光刻膠。這三種材料韓國，中國都可以制造，但關(guān)鍵在于能造是一回事，能用是另一回事，這其實(shí)也是半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)的核心問題所在。

如今的光刻技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入EUV時(shí)代，臺(tái)積電、英特爾和三星紛紛積極導(dǎo)入EUV技術(shù)，與之對(duì)應(yīng)的是EUV光刻膠的需求上升，與ArF浸沒式光刻相比，EUV光刻技術(shù)有很高的圖形保真度和設(shè)計(jì)靈活性，所需的光掩模數(shù)量很少，顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)。但國產(chǎn)光刻膠企業(yè)想要突破它，不僅面臨原材料、純度等難題，還面臨強(qiáng)大的專利壁壘。從全球EUV光刻膠專利的申請(qǐng)量上來看，1998年EUV光刻膠專利的申請(qǐng)量只有6件，此后十年間，大多數(shù)時(shí)候都是年平均兩位數(shù)的申請(qǐng)量。

從2010年開始的四年間，申請(qǐng)數(shù)量破百，并且持續(xù)增長，到2013年到達(dá)頂峰。當(dāng)年的申請(qǐng)量有164件，此后又逐步回落至兩位數(shù)，到2017年，EUV光刻膠專利的申請(qǐng)量只有15件。這一趨勢(shì)說明，在本世紀(jì)前13年里，EUV光刻膠的技術(shù)在不斷的進(jìn)步，各大廠商都在積極探索EUV光刻膠技術(shù)，所以專利數(shù)才會(huì)不斷上升，而在2013年之后，該項(xiàng)技術(shù)走向成熟，由此專利數(shù)量開始急劇減少。

此外，出于戰(zhàn)略層面的考慮，中國政府的大力支持和中國企業(yè)、人才的家國情懷，也是促進(jìn)光刻膠國產(chǎn)化的一大動(dòng)力。據(jù)中信證券的研報(bào)預(yù)測(cè)，中國LCD光刻膠市場(chǎng)規(guī)模，在2019到2023年將從40以增殖69億元，國產(chǎn)化率也有望從5%提升至40%。

總而言之，在全國上下的共同努力下，包括光刻膠在內(nèi)的，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的自主化、核心設(shè)備和材料的國產(chǎn)化勢(shì)在必行。