對(duì)中國(guó)電子半導(dǎo)體發(fā)展的抑制還有什么漏洞?這是二月中下旬Digital Asia的熱門(mén)主題文章。該文直言,在光刻膠持續(xù)供應(yīng)的前提下,中國(guó)本土仍可推進(jìn)晶圓制造與創(chuàng)新,最終在7nm及以下制程上取得突破。隨后,有關(guān)日本對(duì)中國(guó)斷供光刻膠的傳聞開(kāi)始發(fā)酵。最終是否斷供仍未知,但包括容大感光在內(nèi)的本土光刻膠相關(guān)廠商,股價(jià)大漲,也算是一種焦慮的體現(xiàn)。
至于光刻膠的工作原理,首先將其涂抹在襯底上,在光照或輻射作用下溶解可溶部分后,光刻膠層形成與掩膜版上完全相同的圖形,再通過(guò)刻蝕在襯底上完成圖形轉(zhuǎn)移。根據(jù)應(yīng)用的不同,襯底可以為PCB、面板和集成電路板。
斷供陰影 三星布局
韓國(guó)在三年前也被日本斷供光刻膠等半導(dǎo)體材料,直到近期雙方握手言和,禁令被解除,而必須要提及的問(wèn)題是:沒(méi)有光刻膠的日子里,三星晶圓代工業(yè)務(wù)如何推進(jìn)?既然三星可以順利“上岸”,是否本土晶圓代工廠商們也可以?筆者在調(diào)研了后發(fā)現(xiàn),同樣是斷供,同樣是光刻膠,三星的路子,無(wú)法復(fù)制。
首先,所謂日本對(duì)韓國(guó)的禁令,形同虛設(shè)。
2019年7月,日本政府正式停止對(duì)韓國(guó)出口氟化聚酰亞胺、光刻膠與氟化氫等關(guān)鍵電子原材料,但相關(guān)日企獲得政府許可后,仍可向韓國(guó)供貨。這套操作就如同:關(guān)進(jìn)密閉空間,但給你開(kāi)一扇后門(mén)。于是來(lái)到8月,日本政府便批復(fù)向三星供應(yīng)至少9個(gè)月的光刻膠用量,以便于三星在7nm/5nm產(chǎn)能方面的布局。
此外,企業(yè)層面,三星“有難”,八方支援。日本光刻膠大廠Tokyo Ohka Kogyo(下稱TOK)與三星C&T(Construction & Trading)公司于2020年在韓國(guó)當(dāng)?shù)睾辖?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/EUV/">EUV光刻膠工廠。與此同時(shí),JSR在比利時(shí)的合資公司也在為三星提供EUV光刻膠。美國(guó)化學(xué)品巨頭杜邦公司投資2800萬(wàn)美元在韓國(guó)生產(chǎn)光刻膠。
最后,韓國(guó)本土也并非無(wú)任何光刻膠可用。據(jù) TOK 和 Fujifilm 數(shù)據(jù)顯示,2021年?yáng)|京應(yīng)化、JSR、住友化學(xué)、富士膠片分別占據(jù)27%、13%、12%、8%的光刻膠市場(chǎng)份額,陶氏化學(xué)占據(jù)17%的市場(chǎng)份額,韓國(guó)東進(jìn)占據(jù)11%的市場(chǎng)份額。
而早在2019年,東進(jìn)的EUV光刻膠便已通過(guò)三星的可靠性驗(yàn)證,成為首家進(jìn)入三星芯片制造產(chǎn)線的韓國(guó)本土光刻膠廠商。目前暫無(wú)法了解其在晶圓代工產(chǎn)線的效果,但瀏覽東進(jìn)官網(wǎng)后發(fā)現(xiàn),其并未公開(kāi)光刻膠具體產(chǎn)品類別的信息,示意圖列舉的是ArF光刻膠,而非EUV。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),光刻膠按照應(yīng)用場(chǎng)景可分為低端(PCB、顯示面板與LED)和高端(半導(dǎo)體)兩類。其中,高端按曝光波長(zhǎng)來(lái)看,可分為深紫外光刻膠(KrF,適用于248nm波長(zhǎng)光源;干/濕ArF,適用于193nm波長(zhǎng)光源),以及極紫外EUV光刻膠(適用于13.5nm波長(zhǎng)光源,可用于10nm以下的先進(jìn)制程)。
天風(fēng)證券數(shù)據(jù)顯示,ArF光刻系統(tǒng)突破了此前65nm分辨率的瓶頸,在45nm到10nm之間的半導(dǎo)體制程工藝中,ArF光刻技術(shù)仍然得到了最廣泛的應(yīng)用。截止2021年,ArF光刻膠占比約42%,仍是市場(chǎng)需求的主流,KrF光刻膠占比約22%。
韓國(guó)模式,無(wú)法復(fù)制
回到本土廠商對(duì)光刻膠的布局,能否復(fù)制三星模式的問(wèn)題,答案顯然是大寫(xiě)的NO!
來(lái)自美國(guó)方面的壓力,不排除日本對(duì)中國(guó)實(shí)行光刻膠斷供的可能性。效仿三星,走海外合資公司的捷徑無(wú)從談起。另一方面,本土也暫時(shí)還未出現(xiàn)韓國(guó)東進(jìn)這樣大規(guī)模量產(chǎn)高端光刻膠的廠商。
從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)看,國(guó)內(nèi)從事半導(dǎo)體光刻膠研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)主要有晶瑞股份、南大光電、上海新陽(yáng)、北京科華、容大感光、博康等。國(guó)內(nèi)廠家多以i 線、g線光刻膠生產(chǎn)為主,應(yīng)用集成電路制程為350nm以上。
高端光刻膠領(lǐng)域,北京科華、博康已量產(chǎn)KrF光刻膠(可應(yīng)用于130nm集成電路制程);ArF方面目前還未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),來(lái)自南大光電的最新消息,該公司ArF光刻膠,已在下游客戶存儲(chǔ)芯片50nm和邏輯芯片55nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)上通過(guò)認(rèn)證,成為國(guó)內(nèi)通過(guò)客戶驗(yàn)證的第一只國(guó)產(chǎn)ArF光刻膠;早前,瑞聯(lián)新材在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示,公司研發(fā)的光刻膠單體涉及ArF光刻膠及KrF光刻膠,其中部分ArF光刻膠單體產(chǎn)品已量產(chǎn)。極紫外EUV光刻膠方面,目前北京科華正在研發(fā),已通過(guò)02專項(xiàng)驗(yàn)收。
光刻膠驗(yàn)證時(shí)間長(zhǎng),規(guī)定嚴(yán)格,下游客戶認(rèn)證時(shí)間長(zhǎng),面板光刻膠驗(yàn)證周期一般1-2年,半導(dǎo)體光刻膠驗(yàn)證周期一般為2-3年,客戶粘度大,一般下游客戶考慮產(chǎn)品質(zhì)量等因素不易更換供應(yīng)商,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)光刻膠進(jìn)展緩慢。
所以,不出意外,這可能是一盤(pán)沒(méi)有太大勝算的棋局,但值得欣慰的是,手握棋子的弱勢(shì)方,并沒(méi)有就此認(rèn)命。工信部及研究機(jī)構(gòu)Cision的報(bào)告顯示,十三五期間,國(guó)內(nèi)光刻膠市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)年均14.5%增長(zhǎng),五年平均復(fù)合增長(zhǎng)率為12.12%。
專利方面,據(jù)智慧芽專利數(shù)據(jù)顯示,光刻膠第一大技術(shù)來(lái)源為日本,專利申請(qǐng)量占全球光刻膠專利總申請(qǐng)量的46%;美國(guó)則以25%的申請(qǐng)量位列第二;中國(guó)則以7%的申請(qǐng)量排在韓國(guó)之后。從趨勢(shì)上看,2020年中國(guó)光刻膠專利申請(qǐng)量為1.29萬(wàn)項(xiàng),日本光刻膠專利申請(qǐng)量下降至8982項(xiàng)。
寫(xiě)在最后
5G芯片、光刻機(jī)、光刻膠……全產(chǎn)業(yè)鏈上下游查漏補(bǔ)缺,全面阻擊??陀^來(lái)說(shuō),對(duì)本土電子科技產(chǎn)業(yè)的沖擊不斷加深,而這何嘗不是提供了一種置之死地而后生的可能性?