界讀|芯片製造尖端材料!全球僅美日韓三國掌握國產替代計劃開啟

歐界報道:

高精度芯片製造的關鍵設備——光刻機,是半導體行業的重中之重,而光刻膠作為光刻機制造芯片時的關鍵材料,其地位更是舉足輕重的。光刻膠能否國產化生產,關係到中國近萬億半導體市場的正常運轉。

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中國負責攻堅光刻機的是上微,而上微目前在技術難度較低的後道光刻機、平板顯示光刻機上佔領了國內80%的市場,但自從2007年研製出了我國首臺90納米高端投影光刻機,成為世界上第四家掌握高端光刻機技術的公司之後,上微目前還在攻堅45nm光刻機。

之所以會出現這樣的情況是因為,由於光刻機需要大量採用外國關鍵元器件進行集成,在得知我國研製出光刻機後,外國公司默契的進行了關鍵元器件禁運,這導致了中國光刻機研製出現了困難,進度變慢。

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光刻膠是微電子技術中微細圖形加工的關鍵材料之一,特別是近年來大規模和超大規模集成電路的發展,更是大大促進了光刻膠的研究開發和應用。光刻膠的技術複雜,品種較多。根據其化學反應機理和顯影原理,可分負性膠和正性膠兩類。光照後形成不可溶物質的是負性膠;反之,對某些溶劑是不可溶的,經光照後變成可溶物質的即為正性膠。利用這種性能,將光刻膠作塗層,就能在硅片表面刻蝕所需的電路圖形。

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前段時間,日韓關係緊張,日本宣佈限制其國內企業向韓國出口高純度氟化氫、光刻膠、氟化聚酰亞胺,而這直接給予了韓國半導體、顯示面板等企業一記重創。

以光刻膠為例,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%,也就是說日韓壟斷了光刻膠市場,如果美日把控了半導體行業最上游。

儘管難度很高,但是中國還是開始了國產替代計劃,根據所使用的光源的改進以及雙工作臺、沉浸式光刻等新型光刻技術的創新與發展,光刻機經歷了 5 代產品的發展,每次光源的改進都顯著提升了升光刻機的工藝製程水平,以及生產的效率和良率。中國也立下了宏偉目標,明確提出在2020年之前國產芯片自給率要在2020年達到40%,2025年達到70%。至於未來能夠實現,就讓我們拭目以待吧。

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