23年前韓國協助美國搞垮日本半導體產業,如今日本卻成功實現復仇

1982年,日本成為全球最大的DRAM生產國,1985年,經過了23年的努力。1985年是第一個轉折點,日本第一次在市場佔有率方面超越美國,成為全球最大半導體生產國,日本最高的時候DRAM坐擁全球80%市場。

日本半導體可以說在80年代達到鼎盛。無論是基礎技術紮實的上游供應鏈(半導體材料、設備)、巨頭叢生的芯片設計、製造環節還是面向消費市場的電子品牌,日本企業遍佈整個產業鏈並擁有話語權。

然而美國卻十分憤怒,堂堂一個小弟怎麼能夠在半導體領域比大哥混的好,於是對日本半導體行業進行打壓,除了《廣場協定》,還有兩次《日美半導體保障協定》,沒有自主權的日本只能屈辱接受。

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除此之外,美國還扶持了韓國與日本競爭,當時在半導體行業發展程度還比較低的韓國企業在美國的扶持下迅速發展。

韓國政府也善於抓住機會,早在1986年10月,韓國政府開始執行《超大規模集成電路技術共同開發計劃》,要求以政府為主、民間為輔,投資開發DRAM芯片核心基礎技術。隨後的三年內,這一研發項目共投入了1.1億美元,而政府承擔了其中的57%研發經費。

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那個時候,三星電子首先向當時遇到資金問題的美光(Micron)公司購買64K DRAM技術,加工工藝則從日本夏普公司獲得,此外,三星還取得了夏普“互補金屬氧化物半導體工藝”的許可協議。

在此過程中,三星等韓國公司已逐漸熟悉漸進式工藝創新,加上這些公司逆向工程方面的長期經驗,韓國的半導體產業進入了發展的快車道。

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1996年的時候,日本半導體被徹底擊敗,而2012年,日本最後一家存儲芯片企業爾必達也被美韓聯手搞垮。除了半導體市場,韓國也取代了日本在液晶面板市場的地位,美國是全世界第一個發明液晶技術的國家,然而全世界把液晶技術的商用的國家卻是日本。

可以說,韓國在協助美國對日本的產業報復上獲利頗多,時至今日,韓國依然是半導體、液晶面板領域龍頭。而在23年後,日本卻對韓國進行了一次報復。雖然韓國是半導體行業的巨頭,壟斷了存儲芯片市場。但是卻沒有和日本一樣,做到半導體和液晶面板全產業鏈發展。日本在半導體和液晶面板的材料和設備領域依然具有一定的話語權。

所以2019年,日本斷供韓國氟化氫(氫氟酸)、光刻膠、氟化聚酰三種材料,直接重創韓國,這三種材料都有一種特性成本低、難度高、極其關鍵。

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與4000億美元的半導體市場、1300億美元的面板市場、600億美元的印製電路板市場相比,這三種材料的空間不過幾十億美元,但是這三種材料卻極其關鍵。

光刻膠是由感光樹脂、增感劑(見光譜增感染料)和溶劑三種主要成分組成的對光敏感的混合液體。光刻膠用於微小圖形的加工,生產工藝複雜,技術壁壘較高。我們要知道電路設計圖首先通過激光寫在光掩模版上,然後光源通過掩模版照射到附有光刻膠的硅片表面,引起曝光區域的光刻膠發生化學效應,再通過顯影技術溶解去除曝光區域或未曝光區域,使掩模版上的電路圖轉移到光刻膠上,最後利用刻蝕技術將圖形轉移到硅片上。

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光刻機如果缺少了光刻膠就是一堆廢鐵,而芯片中光刻工藝不能或缺。除了運用於光刻機,還廣泛應用於發光二極管、微機電系統、太陽能光伏等。所以按應用領域分類,光刻膠除了半導體光刻膠之外,還有PCB光刻膠、LCD光刻膠及其他。作為產業最核心材料,每種光刻膠市場需求量很大。

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光刻膠需要在分辨率、粘滯性黏度、敏感度、抗蝕性、表面張力、存儲和傳送等方面都有極細緻的要求,具體數值精確至納米級別,組成成分精確至分子,可見其難度之大。在光刻膠市場,全球前五大廠商佔據了光刻膠市場87%的份額,行業集中度高。其中,日本合成橡膠(JSR)、東京應化(TOK)、住友化學、信越化學、美國羅門哈斯與富士電子材料市佔率,所佔市場份額超過87%。

由於面板或玻璃基板主要材質就是SiO2(二氧化硅),其中為了去除表面材料厚度,就是利用了氫氟酸與SiO2的化學反應。

其中氫氟酸的腐蝕性主要源於氟離子,氫氟酸中的氟離子的半徑很小,甚至小於氧離子,這導致它有很強的滲透性,緻密的氧化物也不能阻止它的滲透。主要化學反應方程式如下:

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目前電子級氫氟酸主要運用在集成電路、太陽能光伏和液晶顯示屏等領域,其中第一大應用市場是集成電路,約佔電子級氫氟酸總消耗量的47.3%;其次是太陽能光伏領域,佔比約22.1%。此外在液晶顯示器領域,佔比約18.3%。在韓國半導體行業生產中,氟化氫氣體的純度需要達到99.999%。

在全球高純氫氟酸(氟化氫)市場中,日本企業居於絕對主導地位,瑞星化工、大金、森田化學三家日本企業合計市場份額超過93%。

氟聚酰亞胺是聚酰亞胺(簡稱PI)中的一種,聚酰亞胺作為一種特種工程材料,已廣泛應用在航空、航天、微電子、納米、液晶、分離膜、激光等領域。

近來,各國都在將聚酰亞胺的研究、開發及利用列入21世紀最有希望的工程塑料之一。聚酰亞胺,因其在性能和合成方面的突出特點,不論是作為結構材料或是作為功能性材料,其巨大的應用前景已經得到充分的認識,被稱為是"解決問題的能手",並認為“沒有聚酰亞胺就不會有今天的微電子技術”。目前 ,聚酰亞胺在軟性印刷路線板、電子元器件絕緣膜及塗層材料等方面的應用不斷擴大 。

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目前全球90%以上的氟化聚酰亞胺,來自日本供應商,如日本信越、JSR以及住友化學等企業。

可以說,日本的這三種材料直接卡死了韓國目前的龍頭企業,韓國對日依賴度較高,因此出口限制帶來的打擊將非常大,2019年1-5月份,韓國半導體出口總值高達45.0294萬億韓元。

據韓國財經網站“MT”預計,日本限制對韓出口推定的韓日最大損失程度將會是5萬億,韓國中小企業團體前不久對269家半導體、液晶屏、通信設備和零部件等受日本出口限制影響明顯的企業發起調查,發現近六成(59%)企業表示如果日本製裁長期化,那麼很難堅持6個月以上。更關鍵的是,有46.8%的可能受影響企業並沒有對策。

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可以說日本此舉直接是打蛇七寸,可以說僅憑3種材料,日本遏制韓國萬億企業。這充分說明了如果想要立於不敗之地,必須掌握完整的產業鏈,而中國氟化氫(氫氟酸)、光刻膠、氟化聚酰三種材料都由生產,雖然在高端上並不是日本,但是卻可以自給自足。

光刻膠,目前我國半導體光刻膠生產和研發企業主要有五家,分別為蘇州瑞紅(晶瑞股份子公司)、北京科華、南大光電、容大感光、強力新材、上海新陽。而其中南大光電研發的ArF光刻膠是目前僅次於EUV光刻膠以外難度最高,製程最先進的光刻膠,也是集成電路22nm、14nm乃至10nm、7nm製程的關鍵。一直是國內空白。研發此款光刻膠意在填補國內空白,實現芯片製造在關鍵工藝技術和材料技術的自主可控。

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而高純氫氟酸,在韓國被日本製裁之後,韓企只能求助中國,在2019前5個月,韓國企業進口的氟化氫中,以總價額計中國佔比為46.3%,高於日本43.9%的市場份額,比如韓國企業就向中國濱化集團下了批量訂單早在2014年,2014年,多氟多投資13500萬元,建設年產1萬噸電子級氫氟酸項目,打破了中國對高品質電子級氫氟酸依賴進口的局面,同時也刺激了其他氟化工企業進軍電子級氫氟酸領域。

而在氟化聚酰亞胺領域,目前國內有80家左右的生產企業,大部分企業的產品較為低端,國內高端聚酰亞胺薄膜產品主要依賴進口。由於多年的積累,我國聚酰亞胺薄膜企業逐漸在高端領域取得突破,如中科院化學所與深圳瑞華泰薄膜科技有限公司合作,掌握了具有自主產權的高性能PI膜製造技術。

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可以說,中國目前在許多高精尖領域都在朝著全產業鏈發展,從而做到自給自足,不需要擔心被別人卡脖子。如果韓國沒有意識到這個問題,那麼所謂的半導體龍頭和液晶面板龍頭的地位可以說很難坐穩,

但是美國會允許韓國做到全產業鏈發展嗎?


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