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光刻胶巨头计划涨价,我们何时能拥有自己的光刻胶?
2023-12-15 来源:贤集网
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关键词:半导体光刻胶芯片

据韩媒报道,业内人士透露,日本住友化学子公司东友精密化学向韩国半导体企业表示,由于原材料和劳动力成本上涨,拟提高氟化氪(KrF)和L线光刻胶价格,增幅因产品而异,约为10%-20%。

光刻胶是半导体制作的关键材料,能够利用光化学反应,经过曝光、显影等光刻工艺,将所需微细图形从掩模版转移到待加工基片上。半导体光刻胶品种众多,包括EUV光刻胶、ArF光刻胶、KrF光刻胶、I/G线光刻胶。本次提价涉及的KrF光刻胶属于高端光刻胶,是未来国内外厂商的主要竞争市场之一。



长久以来,光刻胶市场主要由东京应化、杜邦、JSR、住友化学和DONGJIM等几大公司把持,尤其是在半导体光刻胶领域,垄断程度更高。


光刻胶技术门槛极高

据悉,光刻胶产业专业化和精细化程度非常高,光刻胶的研发是一个不断进行配方调试的过程,配方研发是通过成百上千的树脂、光酸和添加剂的排列组合尝试出来的,且难以通过现有产品反向解构出其配方,配方是一个企业的核心商业机密。此外,从实验室走出来,到稳定量产也是行业的技术壁垒之一,需要稳定的确保光刻胶的纯度和性能。这也导致光刻胶的技术门槛非常高。

除了技术门槛之外,光刻胶还有极高的客户壁垒。光刻胶厂商购买原材料之后,需要通过调配光刻验证,得到大致实验结果后再进行微调,不断重复试验之后,才能达到客户的性能要求,并适配产线,这个过程可能需要花费1至3年。这就导致光刻胶企业与客户之间有很强的黏性,不愿导入新的供应商,主要在于过程繁琐、耗时较长。

在技术和客户双重壁垒下,光刻胶企业就具有了极大话语权。对于此次光刻胶涨价,韩国半导体业界反应较大,但是无奈还是要接受涨价的事实。有代工行业业内人士表示,“如果光刻胶价格上涨,代工厂别无选择,只能将一部分成本转嫁给客户(无晶圆厂)”,并补充说,“东友精密化学光刻胶价格上涨可能会导致代工厂和整个无晶圆厂行业盈利能力恶化。”


干式光刻胶或将成为破局关键

市场调研机构TECHCET在报告中表示,随着半导体先进制程的竞争越来越激烈,以及EUV制程层数的增加,光刻胶材料市场规模激增。其中,干式光刻胶成为广受关注的新型EUV光刻材料之一,相比传统湿式光刻胶能显著降低生产成本,能源消耗更少,且原料需求量比以往大幅度减少。

随着芯片尺寸不断缩小,传统的湿式光刻胶开始遇到技术瓶颈,这也给了干式光刻胶市场机会。

据悉,传统的湿式光刻胶的化学成分容易造成光子散射,因此若想实现大剂量的曝光,需要增加光刻机的功率,而这一举动也会大大影响光刻机的工作效率。对此,业内曾提出两种解决方案。一种是将光源提高到500W~1000W,并因此获得更高的能量来确保量产,但目前500W以上的光源仍在研发中。而第二种解决方案,便是通过改善EUV光刻胶技术,来实现曝光功率以及机器工作效率的平衡,干式光刻胶也因此受到市场的关注。

据了解,日本的东京电子、JSR集团等光刻胶巨头企业生产的均为传统的湿式光刻胶。而在两年前,美国公司Lam Research凭借干式光刻胶技术,成功打破了东京电子、JSR集团等巨头们在光刻胶领域的垄断,成为“搅局者”,这也让干式光刻胶正式走进了人们的视野。同时,干式光刻胶的概念也得到ASML、三星、英特尔、台积电等龙头企业的青睐,纷纷与Lam Research针对干式光刻胶领域开展合作研究,寻求平衡曝光功率以及机器工作效率的方法。



国产光刻胶加快替代脚步

近年来,我国一直加快国产光刻胶替代步伐。就现状来看,我国光刻胶供应链依旧存在着较大的不稳定现象,G/I线国产化率为10%,高端的KrF、ArF 国产化率不足5%。

我国近年来也涌现了一批光刻胶本土企业,努力打破国外技术的封锁。

近日,国内光刻胶龙头企业徐州博康宣布,他们研制出的两款湿法光刻胶已经进入产品验证阶段,匹配14纳米工艺水平。

这是国产光刻胶历史上第一个进入该工艺门槛的产品。这两款光刻胶将先后应用于华为、中芯国际、长电科技等多家龙头芯片企业的验证和试产,填补国内该领域的空白。

此外,徐州博康已形成从I线到ArF线全系列光刻胶产品组合,有能力满足从深亚微米至14纳米各工艺节点的需求,为国内光刻胶实现本土化打下坚实基础。

光刻胶技术长期被日本所垄断,这不仅制约了我国芯片制造的工艺水平,也存在着严重的供应链安全隐患。国产光刻胶的研制难度很大,需要对数百种化学材料进行配比试验,经过反复验证才能成型。

这次国产光刻胶进入14纳米工艺领域,打破了日企的技术壁垒,标志着国内已经掌握匹配主流工艺的光刻胶自主研发能力。这对实现芯片产业链的自主可控,保障供应链安全具有重大意义。

这次国产光刻胶的重大突破,预示着我国在该领域技术实力正在迅速增强,市场空间广阔。未来几年,中国将建成规模最大的国际先进制造业集群,对光刻胶等先进材料需求巨大。作为市场主体,我国具有配置更多资源进行本土化的优势。

在波束直写、EUV等光刻技术不断更新的背景下,国产光刻胶也将在多个细分领域实现常态化突破。

在国家“制造2025”战略指引下,光刻胶等高端材料本土化将形成完整产业生态。技术和产业双轮驱动的效应将进一步显现。



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