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5月19日,,光刻膠概念在A股成了香餑餑,。容大感光,、雅克科技,、上海新陽、彤程新材,、華懋科技,、南大光電都有不小的漲幅。
作為芯片產(chǎn)業(yè)鏈上的重要一環(huán)——光刻膠,,是由樹脂,,感光劑,溶劑,,光引發(fā)劑等組成的混合液態(tài)感光材料,。原理是利用光化學反應,經(jīng)光刻工藝將所需要的微細圖形轉(zhuǎn)移到加工襯底上,,來達到在晶圓上刻蝕出需的圖形的目的,。如果把光刻機理解為一臺膠片相機,它要使用的膠片就是光刻膠,。
按照曝光波長不同,,光刻膠可以分為g線,i線,、KrF,、ArF、以及EUV幾種,,其中KrF,、EUV和ArF光刻膠主要被應用于集成電路,屬于高端光刻膠,。由于在芯片生產(chǎn)中是不可或缺的重要原料,,光刻膠也因此被稱為“半導體材料皇冠上的明珠”。
從世界市場來看,,由于將光刻膠領域大半的技術專利都握在手中,,全球的光刻膠生產(chǎn)幾乎被日本壟斷,,全球排名前四的光刻膠廠商均來自日本,大約占據(jù)全球70%的光刻膠市場份額,。而在高端光刻膠領域,,日本廠商更是占據(jù)了KrF市場的80%、ArF市場的93%,,EUV市場的99%的份額,,統(tǒng)治力可見一斑。
2019年,,日本就曾利用斷供光刻膠的辦法對韓國企業(yè)進行制裁,,向韓國政府施壓,以至于三星和海力士的CEO都不得不來到日本請求恢復供應,。
除日本廠商外剩下的30%份額中,,美國所占份額又超過了15%,中國大陸的光刻膠廠商在全球市場的份額僅不足一成,,并且其中94%為PCB光刻膠,,只能簡單地用來印制電路板,是技術含量最低的一種光刻膠,。
更麻煩的是,,由于高端光刻膠的保質(zhì)期僅有6-9個月,并需要與光刻機協(xié)同工作,,這樣的高技術壁壘和短周期,讓中國技術追趕難度很大,。
在半導體用的高端光刻膠領域,,我國尚沒有具備有國際競爭力的研發(fā)生產(chǎn)能力,對外依賴極其嚴重,。
為了能夠擺脫在高端光刻膠方面受制于人的窘境,,我國近年來在光刻膠國產(chǎn)替代方面不可謂不努力。包括南大光電,、上海新陽,、晶瑞股份等國內(nèi)光刻膠廠商也接連對外宣布取得技術突破。
2021年7月,,南大光電就對外宣布ArF光刻膠已經(jīng)通過了50nm和55nm邏輯電路平臺的認證,,生產(chǎn)線建設已經(jīng)完成,且年產(chǎn)能能達到25噸,。晶瑞股份六月稱,,公司KrF光刻膠完成中試,ArF光刻膠研發(fā)即將啟動,。上海新陽稱,,其公司生產(chǎn)的KrF已經(jīng)通過了客戶認證,,并且拿到了第一筆訂單。
從缺少設備原料,,無法滿足制作工藝,,到在高端光刻膠領域取得突破,中國大陸的光刻膠生產(chǎn)企業(yè)在技術環(huán)節(jié)上取得的成績令人振奮,,但是,,現(xiàn)在還遠遠沒有到能夠慶功的時刻。
國產(chǎn)光刻膠至少在兩個問題上,,還沒給出解決辦法,。
第一,國內(nèi)高端光刻膠的量產(chǎn)就是一個大問題,。量產(chǎn)不但對生產(chǎn)工藝要求更高,,還需有廠商有能力配合產(chǎn)品差異化需求。
南大光電通過驗收ArF光刻膠項目,,理論上可用于90nm-14nm甚至7nm技術節(jié)點的集成電路制造工藝,。但是通過認證的目前卻不過是50nm的ArF光刻膠,這樣的尺寸,甚至已經(jīng)被像英特爾這樣的芯片加工企業(yè)放棄多年了,。
南大光電曾在公告中坦言:
ArF光刻膠的復雜性決定了其在穩(wěn)定量產(chǎn)階段仍然存在工藝上的諸多風險,,不僅需要技術攻關,還需要在應用中進行工藝的改進,、完善,。同時,ArF光刻膠產(chǎn)品國產(chǎn)化替代受品質(zhì),、客戶的嚴格要求,,后續(xù)是否能取得下游客戶的大批量訂單,能否大規(guī)模進入市場仍存在較多的不確定性,。這些都會影響ArF光刻膠的量產(chǎn)規(guī)模和經(jīng)濟效益,。
第二,光刻膠的純度和性能都會影響到最終成品的質(zhì)量,,比起與日本廠商的穩(wěn)定合作,,晶圓代工廠幾乎沒有理由去采用可靠性沒有得到驗證的國產(chǎn)光刻膠。從晶圓代工廠的角度來看,,光刻膠的質(zhì)量是要放在第一位的,,貿(mào)然選擇新產(chǎn)品,如果由于質(zhì)量不達標而產(chǎn)生損失,,對于晶圓代工廠來說得不償失,。
2019年1月,臺積電就曾因為光刻膠規(guī)格不符導致大量晶圓作廢,,發(fā)生事故的工廠廠長和質(zhì)檢負責人被換將,,晶圓瑕疵造成的相關損失達到61億元,,臺積電當年第一季營收因此減少約5.5億美元,毛利率減少2.6個百分點,,營業(yè)利益率減少3.2個百分點,,每股盈余減少新臺幣0.42元。
為了避免類似的事故,,使得晶圓代工廠一旦完成對光刻膠供應商的認證,,就會與對方形成穩(wěn)定長期的合作關系。通常情況下,,代工廠會提前一年依據(jù)自身需求向光刻膠廠商提供合約,,為了避免換料清洗影響生產(chǎn),工廠一整年都會使用完全相同的光刻膠原料進行加工生產(chǎn),,避免產(chǎn)品品質(zhì)的波動,。
同時,由于產(chǎn)量規(guī)模和技術實力的巨大差距,,主要的晶圓代工廠都無法逃開日本的原料,。比如,2019年,,遭遇日本制裁的韓國企業(yè)曾掀起了“振興韓芯半導體核心原材料”運動,,然而由于在專利積累和工藝水平上實在與日本廠商差距過大,無論是進口多元化還是自主生產(chǎn)的辦法都沒有改變現(xiàn)狀,,斷供事件兩年來,,韓國晶圓代工廠從日本進口的光刻膠數(shù)量不降反升,光刻膠“去日化”運動宣告失敗,。
因此,,對于起點更低,起跑更晚的國產(chǎn)光刻膠廠商來說,,想從光刻膠這個“配好對”的市場里分一杯羹,更不是件容易的事,。
從這樣的情況來看,,中芯國際楊曉松曾說“沒一家能看的”,似乎也是行業(yè)實情,。
技術在追趕中,,量產(chǎn)說不準,訂單沒著落,,處在這樣境遇中的國產(chǎn)光刻膠,,卻能在市場上攻城略地,沖在半導體板塊的排頭,。
那么,,國內(nèi)光刻膠市場實際有多大呢,?
差不多只有22億美元。
而2020年國產(chǎn)半導體光刻膠銷售額合計不到2.5億元,,高端光刻膠的銷售額則幾乎可以忽略不計,。
放眼全球,光刻膠的整體市場規(guī)模也不過百億美元左右,。國內(nèi)的光刻膠廠商沒有量產(chǎn)的能力,,銷售盈利能力更無從談起,券商把未來描繪得再美好,,此時此刻的光刻膠概念是不是虛高,,從上面的數(shù)據(jù)一看便知。
冷靜地思考國產(chǎn)光刻膠的發(fā)展道路,,踏實解決在技術,、量產(chǎn)、市場上的問題,,才能真正地讓我國的半導體事業(yè)走上國際的潮頭,。
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