光刻膠是集成電路生產制造的核心材料,也是微電子技術的微細圖形加工的關鍵材料之一。光刻膠的質量與性能對芯片的成品、性能具有至關重要的影響,更是集成電路生產制造中產業(yè)鏈中技術門檻最高的微電子化學品之一,也是當前電子領域中重要的基礎應用材料之一。
多年來,光刻膠研發(fā)被列入我國高新技術計劃、重大科技項目。今年9月28日,國家發(fā)展改革委、科技部、工業(yè)和信息化部以及財政部聯(lián)合印發(fā)的《關于擴大戰(zhàn)略性新興產業(yè)投資培育壯大新增長點增長極的指導意見》中明確提出,要加快在光刻膠、高強高導耐熱材料、耐腐蝕材料等領域實現(xiàn)突破。
自美國接二連三在半導體領域發(fā)起出口限制,我國半導體國產化進程也備受關注。而事實上,當前我國在半導體的設計、封測以及制造三大關鍵程序已有了初步的發(fā)展。近日,芯片生產的關鍵材料——光刻膠領域迎來了一則好消息,預計將對我國7nm芯片生產帶來重大突破。
早期油墨感光產品所用的配方均依賴進口,一旦供給端出現(xiàn)問題,生產就會陷入被動。但自主創(chuàng)新走起來又非常難,特別是國內起步晚,很多技術都被外國壟斷。在實現(xiàn)從“0到1”的突破中,我國企業(yè)面對重大阻力,一方面來自外部環(huán)境,當時業(yè)內領先企業(yè)大多向海外購買成熟配方直接投產,以便迅速搶占市場;另一方面來自企業(yè)內部,不僅關鍵技術研發(fā)遭遇瓶頸,而且研發(fā)出的產品屢屢遭受市場質疑。
幸運的是,近年來國家生態(tài)文明建設力度不斷加大,為公司帶了發(fā)展機遇。面對日益嚴格的環(huán)保核查,國產產品以優(yōu)異的性價比打開了市場銷路,逐步占據了一定市場份額。
而我國寧波南大光電材料有限公司(以下簡稱“南大光電”)公開宣布,該司首條ArF光刻膠生產線已正式投產,估計項目完全達產后年銷售額將達10億元。目前南大光電已將這款ArF(193nm)光刻膠的樣品已經送到客戶手上進行測試,預計將會收到更多訂單。
光刻膠是生產制造集成電路的核心材料,主要起到將作用“將設計的圖像從模板中轉移到晶圓表面合適的位置”的作用。因此,光刻膠的質量和性能對芯片最終的成品、性能等具有重要影響。要知道,雖然我國不乏光刻膠生產企業(yè),但是主要都集中于G線(436nm)、I線(365nm)等低端品種,ArF光刻膠等高端種類幾乎100%依賴進口。
2019年,我國光刻膠市場本土企業(yè)的銷售規(guī)模達到70億元,在全球占據了約10%的市場份額。然而,若進一步劃分到高端市場,就會發(fā)現(xiàn),當前全球高端光刻膠制造有95%集中在美國和日本企業(yè)手上,日本信越化學、東京日化等企業(yè)在這其中尤為突出,壟斷了將近90%高端光刻膠市場。
意識到我國在高端半導體材料領域的不足,近年來我國企業(yè)晶瑞股份、上海新陽以及上文提及的南大光電也在積極鉆研,試圖打破美日企業(yè)的壟斷。其中,早在2017年,南大光電就將“ArF193nm光刻膠項目”的開發(fā)提上日程。另外,晶銳股份則選擇了借用“外力”發(fā)展高端光刻膠。
今年9月下旬,晶瑞股份發(fā)布了一則令業(yè)界“為之沸騰”的消息,該司將通過代理商(Singtest Technology PTE.LTD.)從韓國半導體生產商SK海力士(SK Hynix)手上購買一臺ASML光刻機設備。業(yè)內人士指出,這臺光刻機的總價值約為1102.5萬美元(折合約7523萬元人民幣),是一臺“二手貨”。按照計劃,晶瑞股份將此工具用于高端光刻膠的生產。
要知道,ArF光刻膠對28nm到7nm工藝的芯片生產具有關鍵作用。而截至目前,我國最大的芯片代工商——中芯國際最先進的芯片制程也才達到了14nm??紤]到美國自9月中旬就頒布了芯片配件的出口新規(guī),再加上荷蘭巨頭ASML的EUV光刻機遲遲未到貨,中芯國際的芯片制程發(fā)展也受到一定束縛。
如今,憑借多年自主研發(fā)和實踐積累,我國企業(yè)已逐步掌握了樹脂合成、光敏劑合成、配方設計及制造工藝控制等電子感光化學品核心技術,陸續(xù)推出了多種處于行業(yè)領先地位的PCB感光油墨產品,可有效提高電子線路圖形精確度,降低產品次品率,同時可適應PCB技術向高密度、高精度、多層化發(fā)展的趨勢。而我國供應商在光刻膠領域取得重大突破,意味著中芯國際在半導體材料供應商又多了一層保障。