12月20日消息，近日，國內(nèi)光刻膠產(chǎn)業(yè)迎來新發(fā)展。上海新陽半導(dǎo)體材料股份有限公司發(fā)布了其簽訂《合作備忘錄》的相關(guān)公告，公告內(nèi)容顯示，上海新陽于2021年12月16日與德國賀利氏科技集團簽署了《合作備忘錄》框架協(xié)議，共同推進半導(dǎo)體光刻膠的發(fā)展，以解決中國半導(dǎo)體供應(yīng)鏈面臨的新挑戰(zhàn)。

據(jù)了解，上海新陽目前在ArF 干法、KrF 厚膜及 i 線光刻膠方面已有技術(shù)與產(chǎn)品的突破，其自主研發(fā)的KrF（248nm）厚膜光刻膠產(chǎn)品，近日已通過客戶認(rèn)證，并成功取得第一筆訂單。高端ArF（193nm）干法光刻膠尚在認(rèn)證當(dāng)中，在2022年可實現(xiàn)少量銷售，2023年開始全面量產(chǎn)。

上海新陽入局光刻膠

上海新陽創(chuàng)立于1999年7月，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于集成電路制造、3D－IC先進封裝、IC傳統(tǒng)封測等領(lǐng)域，其用于晶圓電鍍與晶圓清洗的第二代核心技術(shù)已達到世界水平，是國內(nèi)唯一一家能夠為晶圓銅制程90～14納米技術(shù)節(jié)點提供超純電鍍液及添加劑的本土企業(yè)。

2016年10月，上海新陽首次接觸光刻膠產(chǎn)業(yè)，開始立項研發(fā)193nmArF光刻膠，但由于在技術(shù)方面存在不足，進度慢于預(yù)期，最終以失敗告終。

在2018年3月，上海新陽發(fā)布公告稱，公司通過與合作方共同投資設(shè)立子公司芯刻微，已立項研發(fā)集成電路制造用高分辨率193nm ArF光刻膠及配套材料與應(yīng)用技術(shù)，計劃總投資2億元人民幣，上海新陽持有芯刻微80％的股權(quán)。

2018年12月，再次投資從事平板顯示產(chǎn)業(yè)用相關(guān)光刻膠產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)工作的江蘇博硯電子科技有限公司，成功切入面板光刻膠領(lǐng)域。

在這之后，上海新陽逐年加大在光刻膠行業(yè)的投資，2020年，上海新陽研發(fā)投入總額8027．46萬元，占同期營業(yè)收入的比重為11．57％，其中半導(dǎo)體業(yè)務(wù)研發(fā)投入占半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的比重為20．60％。2021年上半年，上海新陽完成定增7．82億元以及發(fā)行中期票據(jù)1億元，用于高端光刻膠、蝕刻液等項目投資，累計投入光刻機項目募資1．53億元，占本期營業(yè)收入的比重達到22．30％。

一般情況下，一個芯片在制造過程中需要進行10～50道光刻過程，由于基板不同、分辨率要求不同、蝕刻方式不同等，不同的光刻過程對光刻膠的具體要求也不一樣，即使類似的光刻過程，不同的廠商也會有不同的要求。所以光刻膠的研發(fā)過程中需要使用相應(yīng)光刻機與之配對調(diào)試。

作為光刻膠研發(fā)工作中最重要的設(shè)備——光刻機，上海新陽已經(jīng)成功采購用于i線光刻膠研發(fā)的Nikon－i14型光刻機，用于KrF光刻膠研發(fā)的Nikon－205C型光刻機，用于 ArF干法光刻膠研發(fā)的ASML－1400型光刻機，用于ArF浸沒式光刻膠研發(fā)的ASML XT 1900 Gi型光刻機。

經(jīng)過多年布局，目前上海新陽的光刻膠項目計劃中，現(xiàn)擁有包括邏輯和模擬芯片制造用的i線光刻膠、KrF光刻膠、ArF干法及浸沒式光刻膠，存儲芯片制造用的KrF厚膜光刻膠，底部抗反射膜（BARC）等配套材料。

并且上海新陽的KrF厚膜光刻膠已經(jīng)取得兩筆客戶訂單， i線和KrF其他品類光刻膠基本上已經(jīng)在國內(nèi)主要的fab廠同步展開驗證。其ArF（干式）光刻膠項目在2022年可實現(xiàn)少量銷售，2023年開始量產(chǎn)，預(yù)計當(dāng)年各項銷售收入合計可達兩億元。

不過，上海新陽當(dāng)前所研發(fā)的光刻膠產(chǎn)品主要還是應(yīng)用在存儲芯片以及中低端核心芯片的生產(chǎn)，在高端光刻膠領(lǐng)域里，國內(nèi)企業(yè)和外企相比，還有許多不足。

國產(chǎn)光刻膠任重而道遠

眾所周知，光刻膠是半導(dǎo)體芯片制造行業(yè)的重要關(guān)鍵原材料，在半導(dǎo)體集成電路材料中技術(shù)難度最大，質(zhì)量要求最高，主要應(yīng)用于芯片制造的光刻工藝，而光刻工藝又是半導(dǎo)體芯片最為核心的工藝，占整個芯片制造成本的35％，光刻膠通過利用光化學(xué)反應(yīng)原理，經(jīng)曝光、顯影等光刻工序，將所需要的圖像留存，并轉(zhuǎn)移到待加工的晶圓片上，從而完成光刻。

在半導(dǎo)體領(lǐng)域，光刻膠產(chǎn)品主要分為紫外光刻膠g線（436nm）和i線（365nm），深紫外光刻膠KrF（248nm）、ArF（193nm），以及目前最先進的，可以應(yīng)用于EUV技術(shù)的極紫外光刻膠（13．5nm）。

一直以來，國內(nèi)的光刻膠市場被日美等外資企業(yè)長期壟斷，國內(nèi)光刻膠企業(yè)僅有少量的低端g線、i線以及KrF線光刻膠可實現(xiàn)量產(chǎn)，自給率不到20％，目前國內(nèi)更為高端的ArF光刻膠產(chǎn)品仍未實現(xiàn)量產(chǎn)。

根據(jù)公開資料顯示，目前整個光刻膠產(chǎn)品的市場里，日美企業(yè)占據(jù)了87％的市場份額，其中日企JSR株式會社在全球先進的ArF、EUV市場具有較為領(lǐng)先的地位，是全球光刻膠龍頭廠商，占有28％的市場份額，其他主要廠商包括日本的東京應(yīng)化、富士電子、信越化學(xué)、美國的陶氏杜邦等。

在高端光刻膠產(chǎn)品領(lǐng)域，日本廠商在ArF、KrF光刻膠市場的市占率分別為93％、80％，幾乎完全壟斷了整個高端市場，并且日企JSR及東京應(yīng)化已經(jīng)可以供應(yīng)10nm以下半導(dǎo)體芯片制造行業(yè)的EUV極紫外光刻膠。

如今，全球的光刻膠市場仍在穩(wěn)定增長中，知名咨詢服務(wù)公司TECHCET曾預(yù)測，2021年半導(dǎo)體制造所需的光刻膠市場規(guī)模將同比增長11％，達到19億美元。在2020年和2021年的光刻膠市場中，KrF和浸入式ArF的市場份額占比較高。對于EUV光刻膠市場，應(yīng)用范圍正在從邏輯芯片擴展到DRAM。2021年的EUV光刻膠市場將超過2000萬美元，并且此后還將繼續(xù)增長，預(yù)計到2025年將超過2億美元。

國內(nèi)對于光刻膠領(lǐng)域也尤為重視。在2020年9月，國家發(fā)改委等四部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于擴大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資 壯大新增長點增長極的指導(dǎo)意見》提出，加快在光刻膠、高純靶材、高溫合金、高性能纖維材料、高強高導(dǎo)耐熱材料、耐腐蝕材料、大尺寸硅片、電子封裝材料等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，以保障大飛機、微電子制造、深海采礦等重點領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定。

同時，在今年年初的時候，央視新聞更是發(fā)表了“光刻膠靠搶！進口芯片漲價20％”的報道；報道指出，在我國半導(dǎo)體工業(yè)中，下游設(shè)計已經(jīng)能夠進入全球第一梯隊，中游晶圓制造也在迎頭趕上，而上游設(shè)備及材料領(lǐng)域與海外龍頭仍存在較大差距。中國本土光刻膠整體技術(shù)水平與國際先進水平存在較大差距，自給率僅約10％，且主要集中在技術(shù)含量較低的PCB光刻膠領(lǐng)域。

以往企業(yè)采購光刻膠的量每次都在100多公斤，近期由于原材料緊缺，企業(yè)每次只能買到很少的量（10－20公斤）。一旦全球芯片短缺引發(fā)上游芯片材料供應(yīng)緊張，光刻膠難以進口，國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)將會出現(xiàn)“無膠可用”的情況。

截止目前，國內(nèi)的多個光刻膠企業(yè)中，只有彤程新材旗下的子公司北京科華能實現(xiàn)量產(chǎn)KrF光刻膠，且是唯一被SEMI列入全球光刻膠八強的中國光刻膠公司。

日前，彤程新材在投資者互動平臺透露，其全資子公司上海彤程電子材料有限公司在上海化學(xué)工業(yè)區(qū)內(nèi)使用自籌資金6．9853億元，投資建設(shè)“ArF高端光刻膠研發(fā)平臺建設(shè)項目”，項目預(yù)計于2023年末建設(shè)完成。

另外，國內(nèi)光刻膠知名企業(yè)南大光電自主研發(fā)的ArF光刻膠產(chǎn)品已經(jīng)成功通過武漢新芯的使用認(rèn)證，成為通過產(chǎn)品驗證的第一家國產(chǎn)ArF光刻膠企業(yè)，目前，南大光電已經(jīng)建設(shè)完成ArF光刻膠產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)線，全面實現(xiàn)量產(chǎn)后，產(chǎn)能將達到年產(chǎn)25噸ArF光刻膠。

同為有光刻膠業(yè)務(wù)的晶瑞電材也已經(jīng)開始啟動其ArF高端光刻膠的研發(fā)工作，目前已經(jīng)完成光刻機、勻膠顯影機、掃描電鏡、臺階儀等關(guān)鍵研發(fā)設(shè)備的購置，其中，晶瑞電材此前購得的ASML 1900Gi 型光刻機設(shè)備正在積極調(diào)試中。

此前，上海新陽曾表示，半導(dǎo)體芯片制造企業(yè)對光刻膠的使用特別謹(jǐn)慎，驗證周期長、不確定性大，導(dǎo)致光刻膠市場開發(fā)難度大、風(fēng)險高。再加上高端光刻膠的技術(shù)和產(chǎn)品一直掌握在國外幾大專業(yè)廠商手中，現(xiàn)如今最為高端的EUV光刻膠領(lǐng)域仍沒有一家企業(yè)可以涉足。

因此，國內(nèi)的光刻膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展雖然有所進步，但還需要繼續(xù)努力，任重而道遠。