無懼?jǐn)喙」饪棠z國產(chǎn)化提速

顏媛媛

光刻膠斷供傳聞不斷

一則傳聞再次將光刻膠推到了風(fēng)口浪尖。

近期國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)傳出繼美國所屬DuPont杜邦等公司開始逐步減少對國內(nèi)光刻膠供應(yīng)后，日系光刻膠大廠信越化學(xué)Shin-Etsu 可能存在限制或者斷供國內(nèi)中高階晶圓制程光刻膠的可能性，引發(fā)爭議。不過，目前該消息并沒有得到明確的證實。然而，相對確切的消息是日本宣布解除了對韓半導(dǎo)體原材料的出口管制，其中也包含光刻膠這一項材料，這讓不少市場人士認(rèn)為“美日荷”聯(lián)手?jǐn)噭影雽?dǎo)體市場的影響正在擴大，通過利益交換，即將迫使韓國也加入這場半導(dǎo)體領(lǐng)域的對抗。

而針對半導(dǎo)體領(lǐng)域近期一系列對抗，中方發(fā)言人毛寧在例行新聞發(fā)布會上表示，“中方注意到相關(guān)報道，對荷方用行政手段限制中荷企業(yè)正常經(jīng)貿(mào)往來的行為表示不滿，已向荷方提出交涉。 近年來，美國為了剝奪中國發(fā)展權(quán)利、維護自身霸權(quán)，泛化國家安全概念，將經(jīng)貿(mào)科技問題政治化、工具化，脅迫一些國家對中國采取出口限制措施。 欺凌行為不僅嚴(yán)重破壞了市場規(guī)則和國際經(jīng)貿(mào)秩序，損害了中國企業(yè)的合法權(quán)益，而且嚴(yán)重沖擊了全球產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定和世界經(jīng)濟發(fā)展，中方對此表示堅決反對?！?/p>

雖然靴子并未落地，但市場擔(dān)憂依舊存在。畢竟光刻膠作為半導(dǎo)體芯片光刻過程中的核心材料，直接影響集成電路的性能、成品率以及可靠性，但是光刻膠如此重要的材料卻被日本緊緊地扼住了喉嚨。

外交部發(fā)言人毛寧

目前前五大廠商就占據(jù)了全球光刻膠市場87%的份額，行業(yè)集中度高。其中，日本JSR、東京應(yīng)化、日本信越與富士電子材料市占率達到72%。并且高分辨率的KrF 和ArF 光刻膠核心技術(shù)亦基本被日本和美國企業(yè)所壟斷，產(chǎn)品絕大多數(shù)出自日本和美國公司，如陶氏化學(xué)、JSR 株式會社、信越化學(xué)、東京應(yīng)化工業(yè)、Fujifilm，以及韓國東進等企業(yè)。從整個光刻膠市場格局來看，日本是光刻膠行業(yè)的巨頭集中地，具有絕對的話語權(quán)。

面對斷供的威脅，我國光刻膠行業(yè)的國產(chǎn)替代化又進行到怎樣的程度了呢？

Tips：事件背景

光刻膠斷供事件背景來自美國在半導(dǎo)體方面對我國的制裁不斷升溫。2022年10月7日美國商務(wù)部工業(yè)與安全局（BIS）以國家安全為由，再次頒布全面出口管制措施，并將31家中國實體列入UVL 名單。BIS會將產(chǎn)品的最終用途可能用于軍事領(lǐng)域的企業(yè)列入UVL，后續(xù)將根據(jù)審核調(diào)出名單或進一步調(diào)入實體清單（EL）。美國要求全球所有受到其出口管制條例（EAR）約束的公司，在給UVL名單中的企業(yè)供貨時必須先取得許可證。這意味著，海外原材料供應(yīng)商如向國內(nèi)處于UVL 和EL 名單內(nèi)的公司供貨，需要和美方申請相關(guān)的license。

有可能受沖擊的企業(yè)

隨著美國出口管制政策的逐步落地，產(chǎn)業(yè)對于國內(nèi)半導(dǎo)體光刻膠供應(yīng)鏈中海外公司（如美國杜邦）的持續(xù)供貨能力開始產(chǎn)生擔(dān)憂。而日系光刻膠供應(yīng)商在我國半導(dǎo)體光刻膠中供應(yīng)比例較大。根據(jù)業(yè)內(nèi)所傳信息，日系廠商申請license 所涉及產(chǎn)品可能包含18nm 以下DRAM、128 層以上NAND 或14nm以下的邏輯芯片，如license 申請失敗，其他廠商若短期無法實現(xiàn)替代，則在系列產(chǎn)品中存在供應(yīng)鏈限供，甚至部分產(chǎn)品斷供可能。

這次供應(yīng)鏈的風(fēng)險主要集中在我國即將新開出的中高制程上，包括中芯南方14nm 以下節(jié)點，以及合肥長鑫17nm 以下DRAM，還有長江存儲128層以上技術(shù)節(jié)點，均是未來幾年較大投入的技術(shù)方向，如光刻膠供應(yīng)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況，在一定程度上可能影響擴產(chǎn)的進度和規(guī)劃。目前長鑫存儲的最新技術(shù)節(jié)點已經(jīng)發(fā)展至1x nm，從最新情況看影響的業(yè)務(wù)比重約為10%；中芯南方的技術(shù)節(jié)點已經(jīng)可以達到14nm 和7nm，占比不到10%；長江存儲則在128 層以上NAND 產(chǎn)品上投入過半，最新制程達到232-L，接近50% 在管制范圍以內(nèi)。

此外，已在國內(nèi)建廠的三星、SK 海力士等公司在中國大陸的工廠已經(jīng)獲取到一年期許可證，且不在UVL 或名單內(nèi)，目前整體相對影響較小。

半導(dǎo)體光刻膠行業(yè)國產(chǎn)化進程

受影響相關(guān)制程技術(shù)需要ArF/ArF immersion的光刻膠，對應(yīng)193-134nm 波長和7nm-45nm晶圓制程，我國本土光刻膠企業(yè)已經(jīng)開始在該方向上實現(xiàn)技術(shù)突破，但短期內(nèi)就該部分實現(xiàn)進口替代有一定難度。受此潛在風(fēng)險事件催化影響，國內(nèi)晶圓廠開始加快對本土光刻膠企業(yè)的認(rèn)證和導(dǎo)入速度。

摩爾定律推動光刻膠加速迭代

迄今為止，規(guī)模集成電路均采用光刻技術(shù)進行加工，光刻的線寬極限和精度直接決定了集成電路的集成度、可靠性和成本。由于光源波長與加工線寬呈線性關(guān)系，這意味著光源采用更短的波長，將得到更小的圖案、在單位面積上實現(xiàn)更高的電子元件集成度，這使得芯片性能可以呈指數(shù)增長，而成本卻同步大幅下降。

在摩爾定律的推動下，集成電路芯片集成度不斷提高、線寬不斷縮小，光刻膠技術(shù)也不斷發(fā)展，經(jīng)歷了紫外寬譜（300～450nm）、G 線（436nm）、I線（365nm）、KrF（248nm）、ArF（193nm）、EUV（13.5nm）等一系列技術(shù)平臺，從技術(shù)上經(jīng)歷了環(huán)化橡膠體系、酚醛樹脂－重氮萘醌體系及化學(xué)放大體系。在設(shè)備、工藝與材料的共同作用下，分辨率從幾十微米發(fā)展到了現(xiàn)在的10nm。

而當(dāng)前EUV 光刻瓶頸已從光刻機轉(zhuǎn)向光刻膠。極紫外光刻發(fā)展的過程非常曲折，其科學(xué)機理、技術(shù)路線討論以及技術(shù)發(fā)展的歷史已經(jīng)超過了20 年。發(fā)展至今，極紫外光刻圖形加工的大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用中面臨的最大挑戰(zhàn)，就是光源功率與極紫外光刻膠光子吸收效率匹配的問題。光源的功率不足，會影響芯片的生產(chǎn)效率，這也是過去多年以來EUV 技術(shù)一直推遲量產(chǎn)的原因。目前 ASML 的光源功率可以達到250W，在此功率下，客戶可以達到每小時155 片晶圓吞吐量。

光源問題解決后，EUV 技術(shù)被提出最多的挑戰(zhàn)即是 EUV 光刻膠，開發(fā)新型高靈敏度的 EUV 光刻膠成為關(guān)鍵問題。

受制于高端光刻膠的高技術(shù)壁壘，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，純度要求高，認(rèn)證周期需要 2-3 年，后發(fā)國家追趕難度大。我國以 KrF、ArF 光刻膠為代表的高端半導(dǎo)體光刻膠領(lǐng)域市場份額仍然較小，長期為國外巨頭所壟斷。

具體而言，G/I 線國產(chǎn)化率20%，高端KrF、ArF 國產(chǎn)化率不足5% ！拿回行業(yè)話語權(quán)，擺脫卡脖子危機可以說是勢在必行。

半導(dǎo)體光刻膠行業(yè)國產(chǎn)化進程

國產(chǎn)替代提速

光刻膠斷供如同一把懸在我國半導(dǎo)體行業(yè)頭上的達摩克利斯之劍，好在國產(chǎn)光刻膠行業(yè)經(jīng)過多年在底部的打磨，且相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈條開始逐步地走向成熟，雖然短期存在著產(chǎn)品和原料供應(yīng)的諸多問題，但下游客戶進行國產(chǎn)替代，實現(xiàn)供應(yīng)鏈絕對安全的訴求日益強烈，也給從業(yè)者帶來了非常好的發(fā)展機遇。

容大感光在接受調(diào)研時表示，經(jīng)過公司多年來的技術(shù)攻關(guān)，公司的干膜光刻膠、顯示用光刻膠、半導(dǎo)體光刻膠等產(chǎn)品已經(jīng)面向市場實現(xiàn)了批量銷售，其中部分產(chǎn)品已進入核心客戶的供應(yīng)鏈體系，公司目前顯示用光刻膠、半導(dǎo)體光刻膠的收入大致相當(dāng)，2022 年1-9 月， 干膜光刻膠的收入是923.37 萬元，公司已具備干膜光刻膠的配方及生產(chǎn)技術(shù)，但尚未建設(shè)好與之配套的生產(chǎn)廠房及生產(chǎn)線，目前公司干膜光刻膠主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)采用外協(xié)加工的模式，其產(chǎn)能受限于合作的外協(xié)加工廠商。

南大光電近日表示，公司正抓緊ArF 光刻膠產(chǎn)品認(rèn)證和市場拓展工作，公司光刻膠已經(jīng)通過了2家公司驗證，其中ArF 光刻膠驗證通常需要18 個月甚至更長的時間。

晶瑞電材日前表示，子公司瑞紅（蘇州）電子化學(xué)品股份有限公司2018 年完成了“I 線光刻膠產(chǎn)品開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項目后，I 線光刻膠產(chǎn)品向中芯國際、合肥長鑫、華虹半導(dǎo)體、晶合集成等國內(nèi)知名半導(dǎo)體企業(yè)批量供貨。而華懋科技持股的徐州博康目前ArF 即將通過國內(nèi)存儲和邏輯芯片大廠認(rèn)證，產(chǎn)品通過了國際大公司認(rèn)證，KrF 產(chǎn)品可以覆蓋65-14nm 性能要求。彤程新材子公司科華目前KrF 已獲得國內(nèi)最大邏輯芯片大廠認(rèn)證，并開始大批量出貨。自備光刻機，加快研發(fā)的進度，通過并獲得多家一線晶圓廠認(rèn)證資質(zhì)。

目前國內(nèi)晶圓廠等下游客戶正在加速導(dǎo)入國產(chǎn)高端半導(dǎo)體光刻膠，實際認(rèn)證已經(jīng)開始進入到量產(chǎn)和規(guī)模出貨的階段，在中高端半導(dǎo)體光刻膠方面有了很大突破，在我國半導(dǎo)體上中下游整體高速發(fā)展的大環(huán)境下，國產(chǎn)光刻膠行業(yè)完全有機會轉(zhuǎn)危為機！

光刻膠國產(chǎn)化正在提速中