《電子技術(shù)應(yīng)用》
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光刻膠的局

2020-10-27
來源:全球半導(dǎo)體觀察

對于國產(chǎn)光刻膠來說,,今年的九月是極為特殊的一個月份,。

9月23日,發(fā)改委聯(lián)合工信部,、科技部,、財政部共同發(fā)布了《關(guān)于擴大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資培育壯大新增長點增長極的指導(dǎo)意見》,,《意見》提出,加快新材料產(chǎn)業(yè)強弱項,,具體涉及加快在光刻膠,、大尺寸硅片電子封裝材料等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破,。

而在《意見》還未發(fā)布之前,,部分企業(yè)已經(jīng)聞聲先動了。

8月15日,,上海新陽發(fā)布公告,,將募資15億投資高端光刻膠的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目。

9月14日,,雅克科技宣布募資12億布局半導(dǎo)體材料,,其中6億用來投入到光刻膠及光刻膠配套試劑中;兩天之后,,馬鞍山簽約了9個項目,,其中之一就是斯坦得LDI感光干膜及半導(dǎo)體光刻膠項目,總投資金額15億;月底,,久日新材增資微芯新材2000萬研發(fā)光刻膠,,為國產(chǎn)光刻膠的黃金9月收了個尾。

除了以上幾家企業(yè)加大投資,、研發(fā)國產(chǎn)光刻膠之外,,還有兩家企業(yè)通過購買光刻機的方式,開展光刻膠的研發(fā),。

同樣是在9月,,晶瑞股份發(fā)布公告稱,擬1102萬美元購買二手的ASML光刻機,,如果順利的話,,可以加快高端光刻膠的研發(fā)進(jìn)度。

在此之前的8月,,英唐智控宣布,,收購先鋒微技術(shù)已獲得了日本政府的批準(zhǔn),本次收購英唐智控主要瞄準(zhǔn)的是光刻機和光刻膠,。

以上種種跡象都表明,,國產(chǎn)光刻膠要雄起了!

但是,,別急,。

01 光刻膠的兩大壁壘

光刻膠產(chǎn)業(yè),尤其是高端光刻膠一直是日本企業(yè)所把持,,這已不是什么鮮為人知的信息了,,那么日本能把持光刻膠這么多年背后的深層次邏輯是什么?

究其原因,,主要是技術(shù)和市場兩大壁壘過高導(dǎo)致的,。

首先,光刻膠作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料,,扮演著極其重要的角色,甚至可以和光刻機相媲美,,但市場規(guī)模卻很小,。2019年的全球光刻膠市場的規(guī)模才90億美元,不及一家大型IC設(shè)計企業(yè)的年營收,,行業(yè)成長空間有限,,自然進(jìn)入的企業(yè)就少。

另一方面,,光刻膠又是一個具有極高技術(shù)壁壘的產(chǎn)業(yè),。

由于不同的客戶會有不同的應(yīng)用需求,同一個客戶也有不同的光刻應(yīng)用需求。導(dǎo)致光刻膠的種類極其繁雜,,必須通過調(diào)整光刻膠的配方,,滿足差異化應(yīng)用需求,這也是光刻膠制造商最核心的技術(shù),。

第二點是光刻膠要有極好的穩(wěn)定性和一致性,,如果質(zhì)量稍微出點問題,損失將會是巨大的,。去年2月,,臺積電因為光刻膠的原因?qū)е戮A污染,報廢十萬片晶圓,,直接導(dǎo)致5.5億美元的賬面損失,。

除了以上原因外,另一個重要原因是,,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,,光刻膠已經(jīng)是一個相當(dāng)成熟且固化的產(chǎn)業(yè)。

2010年光刻膠的專利出現(xiàn)井噴,,2013年之后,,相關(guān)專利的申請已經(jīng)開始銳減。目前從專利申請量來看,,富士膠片,、信越化學(xué)、住友化學(xué)3家日本龍頭公司合計申請了行業(yè)80%以上的專利,。

市場較小,,技術(shù)壁壘又高,這意味著對于企業(yè)來說,,發(fā)展光刻膠性價比不高,,即便研發(fā)成功一款光刻膠,也要面臨較長的認(rèn)證周期,,需要與下游企業(yè)建立合作關(guān)系,。不過,一般下游企業(yè)都有自己穩(wěn)固的合作伙伴,,對于他們來說,,如果更換供應(yīng)商,又會是一個相當(dāng)長的驗證周期,,費時費力,。

綜上所述,光刻膠產(chǎn)業(yè)的特殊屬性,,導(dǎo)致目前日本在這方面稱霸全球,,而鮮有挑戰(zhàn)者,。

02 最強王者的練成

事實上,日本的光刻膠并非一出場就是王者,,而是從青銅一步步爬上去的,。

光刻膠的雛形最早出現(xiàn)在200年前的法國,成長于美國,,卻在日本的手上得到了發(fā)揚,,這其中有日本自身的努力,也和時代環(huán)境密不可分,。

上世紀(jì)80年代,,說起光刻膠,IBM才是當(dāng)之無愧的最強王者,,不僅突破壟斷了KrF光刻膠,,ArF光刻膠的雛形也源自IBM公司,但是IBM的光刻膠沒有趕上好時代,,空有一身本領(lǐng)卻無處施展,。

由于當(dāng)時80年代半導(dǎo)體工藝還主要處于微米級別,這種工藝用i線就足夠,,KrF光刻膠雖然先進(jìn),,但是價格昂貴,并未得到廣泛應(yīng)用,。

十年之后,,KrF光刻膠可以被大規(guī)模商用了,但是市場卻發(fā)生了極大的變化,。在這十年間,,全球分工發(fā)生了重大的變化,一方面,,美國的制造業(yè)開始出局,,尤其是1986年半導(dǎo)體市場大滑坡,使美國光刻機三巨頭遭受重創(chuàng),,新產(chǎn)品研發(fā)停滯,。

另一方面是伴隨著尼康和佳能的崛起,美國光刻機市場被日企一步步蠶食,。自家光刻機自然用上自家的光刻膠,。這一時間段,日本的東京應(yīng)化(TOK),、信越化學(xué)等開始加大研發(fā)光刻膠,才有了后來的超越,。

天時地利人和共同決定了IBM沒能走到最后,,反倒是日企后來者居上,,霸占了整個光刻膠市場。有時候不得不承認(rèn),,技術(shù)過于先進(jìn)導(dǎo)致沒有配套產(chǎn)業(yè)出現(xiàn),,新技術(shù)得不到廣泛應(yīng)用,對于企業(yè)來說也是巨大的挑戰(zhàn),。

03 日本光刻膠動向

對于如今的日本光刻膠企業(yè)來說,,沒有了外敵,更多的是內(nèi)部斗爭,,相互搶占市場,,搶占下一次先機。所以,,近期富士膠片,、住友化學(xué)和信越化學(xué)都做了一系列的大動作。

根據(jù)日經(jīng)新聞報道,,富士膠片正投資45億日元(4260萬美元)在東京西南部的靜岡縣生產(chǎn)工廠配備設(shè)備,,最早將于明年開始批量生產(chǎn)極紫外光(EUV)光刻技術(shù)的光刻膠。

同時,,住友化學(xué)將在2022財年之前為大阪的一家工廠提供從開發(fā)到生產(chǎn)的全方位光刻膠生產(chǎn)能力,。由于其強大的市場,該公司已經(jīng)達(dá)成了向大型制造商提供產(chǎn)品的臨時協(xié)議,。

另一巨頭,,信越化學(xué)則將耗資約300億日元(2.85億美元),在中國臺灣地區(qū)和日本擴廠,,臺灣地區(qū)的云林廠將從2021年2月左右率先新增產(chǎn)能,。

屆時,信越化學(xué)將開始在臺灣地區(qū)生產(chǎn)用于先進(jìn)極紫外光(EUV)光刻技術(shù)的光刻膠,。日本新瀉縣直江津的工廠的新設(shè)備預(yù)定在2022年2月開始運作,。

04 日企擴產(chǎn)的邏輯

從最近各家的動向來看,國產(chǎn)光刻膠項目頻繁上馬,,日本的巨頭也在擴大產(chǎn)能,,像是大戰(zhàn)拉開序幕的前戲,實則有本質(zhì)的差別,。

信越化學(xué),、富士膠片在日本與臺灣地區(qū)建廠,本質(zhì)上是要滿足全球代工企業(yè)與面板產(chǎn)業(yè)的需求,。由于疫情帶動全球在線辦公,、醫(yī)療等相關(guān)領(lǐng)域的拉升,持續(xù)推升了電源管理芯片,、CIS影像傳感芯片,、面板驅(qū)動芯片等需求熱絡(luò),。

再加上12寸邏輯IC、存儲器相關(guān)需求穩(wěn)定,,晶圓代工需求旺盛,,各大企業(yè)相繼出現(xiàn)了產(chǎn)能滿載的現(xiàn)象,甚至晶圓代工的交期被拉長,。在面板產(chǎn)業(yè)上,,疫情拉動面板需求,LG本來已經(jīng)打算在今年關(guān)閉LCD廠,,因為疫情拉升面板需求,,又給LG的LCD面板續(xù)了一口氣,宣布暫時先不關(guān)廠了,。

另一方面,,臺積電作為全球第一代半導(dǎo)體代工企業(yè),產(chǎn)能早已出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象,,再加上5nm的量產(chǎn)和3nm的研發(fā),,對光刻膠需求進(jìn)一步拉大,以上多種因素才是信越化學(xué)為何在臺灣地區(qū)和日本建廠的根本所在,。

05 國產(chǎn)光刻膠的發(fā)展邏輯

國內(nèi)光刻膠企業(yè)最近動作頻出的原因,,一方面是市場需求上升,另一方面也是自身需求所致,。

從日本的光刻膠發(fā)家史不難發(fā)現(xiàn),,日本的光刻膠是伴隨著本國的半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)一起崛起的,所以光刻膠必須要有配套產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)才能一步步做起來,。

近年來,,國產(chǎn)面板得到了突破性發(fā)展,但是很多上游原材料配套不足,,供應(yīng)鏈都在海外,,導(dǎo)致成本高企,所以這也給了國產(chǎn)光刻膠一個機會,。再加上國內(nèi)晶圓代工近兩年取得較大的進(jìn)步,,對國產(chǎn)光刻膠需求也在明顯上升,這些都為國產(chǎn)光刻膠發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件,。

另一個層面來講,,國產(chǎn)光刻膠需要獨立自主。雖然光刻膠的市場不大,,但是有些產(chǎn)業(yè)的存在不僅僅是能否賺錢的問題,,而是出于戰(zhàn)略需求。

回顧去年日本斷供韓國光刻膠事件,,強大如韓國,,依然被一個小小的光刻膠所卡死,。所以應(yīng)該有國產(chǎn)光刻膠的存在,,保證自身的戰(zhàn)略安全,,這也是最近發(fā)改委為何會發(fā)文,要加快光刻膠,、大尺寸硅片等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破的原因所在,。


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