全球約90%的光刻膠產自日本,如果日本有一天停止生產,中國晶元製造業將面臨哪些挑戰?
去年華為Mate60 Pro發布時,引起了巨大的國際反響,一些分析人士認為,它標誌著中國突破了西方對晶元技術的限制。
美國商務部和科研機構對華為麒麟9000S晶元進行了分析,確認其採用7nm工藝,完全在中國生產,而不是台積電代工廠。
那麼,這是否意味著中國在這場晶元技術競賽中獲勝了呢? 我們不能慶祝得太早,因為在晶元製造領域,我們依賴從日本進口的另一項關鍵技術,那就是光刻膠。
光刻膠或光刻膠對光極敏感。 它的工作原理是光引起的化學變化,改變膠體的溶解度,是半導體製造不可缺少的原材料。
光刻膠由感光樹脂、敏化劑和溶劑組成,分為正片和負片兩種。 根據光源和所用輻射型別,光刻膠有多種型別,例如紫外光、深紫外光、X 射線、電子束和離子束光刻膠。
在製造過程中,光刻膠用於光刻步驟,通過將光刻膠塗在晶圓上並**,顯影部分溶解並消失,形成所需的圖案,為晶元的蝕刻和摻雜等後續步驟提供基礎。
光刻膠的質量直接關係到晶元的效能和質量,因此光刻膠的質量控制在晶元生產中極為重要。
有人可能會問,光刻膠和熱敏相紙的塗層之間有聯絡嗎? 事實上,在原理和化學成分上有相似之處,只是照片的直接顯影使用自然光。
光刻膠的研發和生產是技術競爭的重點領域之一。 隨著人工智慧和物聯網技術的發展,對晶元的需求和效能要求越來越高,高解像度、高靈敏度的光刻膠成為高階晶元製造的關鍵原材料。 因此,掌握自主光刻膠技術對國家資訊保安和經濟發展至關重要。
然而,目前全球光刻膠市場幾乎由日本製造商控制。 日本在數位相機領域多年的技術積累已經應用到晶元生產中,日本JSR等幾家公司佔據了全球90%左右的市場份額,剩下的份額被德國化工企業佔據。
根據中國海關總署的資料,中國從日本進口的光刻膠總值達到125億美元,佔所有感光材料進口的55%。 雖然數量不多,但在晶元製造中占有舉足輕重的地位。
令人擔憂的是,JSR在去年6月與日本政府進行了接觸。
政府簽署了一項協議,將所有核心業務**交給國家,成為國有企業。 這一變化意味著中國的光刻膠**可能會受到政治因素的影響,而在半導體領域,這為美國和日本提供了更多的議價籌碼。
如果日本禁止向中國出口光刻膠,我們將如何應對?
事實上,沒有必要太擔心。 光刻膠主要由感光樹脂、敏化劑和溶劑組成,其中感光樹脂是關鍵成分,可由國內企業生產,如南大光電、蘇州瑞虹、北京科華等。
特別是南大光電僅用了3年時間就研發出了國內首款ARF光刻膠,質量不遜色於日本產品,金屬雜質少,但成本仍需優化。 由於對中國技術進步的擔憂,日本製造商至今未介入光刻膠,一直保持著正常的供應關係。
2023年,中國光刻膠進口量將降至9個5億美元,表明國內產量正在逐步增加。 目前,我國光刻技術主要受限於高精度、穩定的極紫外光源,目前只有荷蘭的ASML掌握。 為了實現我國半導體產業的自主公升級,需要開發穩定的極紫外光源技術。 隨著半導體技術接近極限,仍有追趕的空間,未來的晶元可能依賴量子技術而不是傳統電晶體,開闢新的競爭軌道。