行業(yè)新聞

日本還沒封死的光刻膠，我們已火燒眉毛了（中）

國內(nèi)企業(yè)量產(chǎn)EUV光刻膠這件事，國內(nèi)企業(yè)幾乎連門都還沒摸到。

或者換句話說，幾乎我們所有人的智能手機(jī)，都是用進(jìn)口光刻膠制成的手機(jī)芯片。具體的壁壘在于：高端光刻膠需要嚴(yán)格控制金屬雜質(zhì)含量，但國內(nèi)精細(xì)化工方面水平不足，金屬雜質(zhì)含量比要求的大好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。另外高端光刻膠生產(chǎn)時(shí)要用到反應(yīng)釜，反應(yīng)釜需要鍍膜，防止金屬離子析出，但國內(nèi)工藝水平較低，相關(guān)設(shè)備就得從國外進(jìn)口。而且由于這個(gè)市場(chǎng)太小，國內(nèi)企業(yè)對(duì)研發(fā)反應(yīng)釜鍍膜技術(shù)的意愿不強(qiáng)烈。另外就是上游的材料，比如A膠用的溶劑，就得從國外進(jìn)口。本土企業(yè)提供的絕大多數(shù)光刻膠都用在了PCB上，半導(dǎo)體光刻膠本就很少，高端產(chǎn)品自然更少了。不過好在整個(gè)半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)中，EUV只占到1%，真正的大頭還在A膠和K膠，合計(jì)占了82%，這也是我們現(xiàn)階段努力攻破的重點(diǎn)。

數(shù)據(jù)來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，果殼硬科技制圖

比如A膠，主要用在130納米到7納米制程的多重曝光過程中，所以需求量是普通光刻膠的2~4倍。而日本人要國有化的JSR這一家企業(yè)，就占據(jù)了全球A膠39%的市場(chǎng)。

所以有時(shí)候看到大家挺激動(dòng)的，我的心情也比較復(fù)雜。比如最近這條新聞。激動(dòng)歸激動(dòng)，作為酷玩的粉絲，你可以進(jìn)一步追問：如果某某芯片是國產(chǎn)的，那么做芯片的設(shè)備有多少是國產(chǎn)的？設(shè)備當(dāng)中的零部件有多少是國產(chǎn)的？零部件當(dāng)中要用的原材料，又有多少是國產(chǎn)的？制造過程中要用的各種材料（比如光刻膠）有多少是國產(chǎn)的？制造這些材料過程中用到的原料，又有多少是國產(chǎn)的？咱們不是說最后必須全盤100%國產(chǎn)化，必須“眼睛里不揉沙子”。但是咱們應(yīng)該關(guān)注，有哪些東西，中國人造不出來是很危險(xiǎn)的，你得給自己準(zhǔn)備好Plan B。因?yàn)榭ú弊訂栴}不是只發(fā)生在你手機(jī)里的那一枚芯片上。

中國半導(dǎo)體材料的自給率只有10%~15%。卡脖子的問題十分嚴(yán)峻，它可能發(fā)生在這條芯片供應(yīng)鏈上下游任何一個(gè)你聞所未聞的環(huán)節(jié)當(dāng)中。現(xiàn)在在半導(dǎo)體光刻膠領(lǐng)域，中國有幾家企業(yè)已經(jīng)跑在了前頭，但無論是營收規(guī)模，還是產(chǎn)品對(duì)應(yīng)制程的先進(jìn)程度，都還稱不上是“巨頭”和“龍頭”，大家可以長(zhǎng)期關(guān)注他們的發(fā)展進(jìn)程。

比如“南大光電”，這是一家南京大學(xué)的校辦企業(yè)，他們一開始并不是做光刻膠的。十幾年前，南大光電承接了一個(gè)國家攻關(guān)項(xiàng)目，做高純砷烷和磷烷的產(chǎn)業(yè)化，這是兩種在航天和國防領(lǐng)域重要的電子材料，長(zhǎng)期被西方壟斷。結(jié)果南大光電做成了，現(xiàn)在砷烷產(chǎn)量是世界第一，磷烷世界第二。因?yàn)檫@個(gè)項(xiàng)目的成功，國家有意再給他們“壓擔(dān)子”，把光刻膠的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化交給了南大光電來做。當(dāng)時(shí)有股東擔(dān)心這個(gè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)太大，給公司帶來損失，但是南京大學(xué)作為南大光電的大股東，校領(lǐng)導(dǎo)做出了指示。南大的使命就是要攻克世界級(jí)難題，完全支持公司去承擔(dān)先進(jìn)光刻膠項(xiàng)目。為了爭(zhēng)取領(lǐng)導(dǎo)專家對(duì)這個(gè)項(xiàng)目的支持，南大光電的技術(shù)總監(jiān)許從應(yīng)把自己所有家產(chǎn)投入到這個(gè)項(xiàng)目中。到2020年12月底，南大光電成功研發(fā)出我國自主開發(fā)的第一款A(yù)rF光刻膠，并通過客戶驗(yàn)證。

據(jù)悉南大光電已經(jīng)向中芯國際批量供應(yīng)55納米與28納米A膠，每個(gè)月700~800瓶，還有1款14納米A膠尚處于中試階段，一個(gè)月50~100瓶。在研發(fā)光刻膠的過程中，南大光電離不開國家的大力支持。當(dāng)年有一個(gè)“02專項(xiàng)”，說的就是《國家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》16個(gè)重大專項(xiàng)，其中第2項(xiàng)“極大規(guī)模集成電路制造裝備與成套工藝”項(xiàng)目，里面就包含光刻膠的攻關(guān)項(xiàng)目。

因?yàn)榘雽?dǎo)體材料客戶認(rèn)證過程漫長(zhǎng)，中間也容易出問題，再加上材料價(jià)格對(duì)集成電路產(chǎn)品成本影響不大，所以很多半導(dǎo)體下游企業(yè)不愿意主動(dòng)更換材料新品進(jìn)行試用。但是這樣的話，國產(chǎn)化的光刻膠搞出來也會(huì)被束之高閣，無人問津。02專項(xiàng)就針對(duì)這個(gè)痛點(diǎn)，要求1家公司承擔(dān)研發(fā)光刻膠的任務(wù)，另一家芯片廠就要承接、評(píng)測(cè)光刻膠，有購買國產(chǎn)光刻膠的義務(wù)。也就是說承接了02專項(xiàng)以后，南大光電對(duì)應(yīng)出貨的光刻膠專供02專項(xiàng)的客戶。

為了更好地把控光刻膠產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性，南大光電用到的一些主要原材料是自己開發(fā)生產(chǎn)的。其實(shí)光刻膠行業(yè)也越來越重視上下游“垂直一體化”的水平，也就是光刻膠企業(yè)在多大程度上能自己搞定上游的原材料。目前徐州博康就是國內(nèi)唯一一家能夠完全實(shí)現(xiàn)上游材料國產(chǎn)化的公司，也是最受華為青睞的光刻膠公司。創(chuàng)始人傅志偉也是南大出身，學(xué)的是生物制藥，原本在一家上市的醫(yī)藥企業(yè)工作。后來在客服記錄查詢單中，他偶然發(fā)現(xiàn)了一個(gè)頻繁出現(xiàn)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，來自日本，后來才知道這種東西叫光刻膠，是電子化學(xué)品。他想在公司內(nèi)部立項(xiàng)研發(fā)，但被否決了，于是2004年他決定自己創(chuàng)業(yè)，創(chuàng)辦了博康。當(dāng)時(shí)資金緊張，實(shí)驗(yàn)室建在上海的染料廠里面，實(shí)驗(yàn)臺(tái)貼的都是白瓷磚，日本團(tuán)隊(duì)來考察，以為他們是騙子。

他還有過一段非常屈辱的經(jīng)歷——當(dāng)時(shí)博康和一家光刻膠企業(yè)到國際頂級(jí)晶圓廠拜訪，博康是這家光刻膠企業(yè)的上游供應(yīng)商。但對(duì)方跟晶圓廠面談的時(shí)候，要求博康的人出去，遇到不懂的問題再叫他們進(jìn)來。“甚至我們剛一踏入會(huì)議室，他們就立即拔掉U盤。” 經(jīng)過8年的艱苦研發(fā)，數(shù)千批次的反應(yīng)試驗(yàn)，他們成功實(shí)現(xiàn)了193納米光刻膠單體研發(fā)和規(guī)模化生產(chǎn)，在上游材料方面，至今已成功開發(fā)出50多款半導(dǎo)體光刻膠樹脂。

2022年以來徐州博康有多款高端光刻膠產(chǎn)品獲得了國內(nèi)12寸晶圓廠的相關(guān)訂單，其中ArFi光刻膠已經(jīng)適用于28-45nm制程。華為哈勃2021年投資了這家企業(yè)，除此之外還有幾十家著名的風(fēng)投機(jī)構(gòu)也是博康的投資方。華為哈勃的投資從側(cè)面證明了，這不是一場(chǎng)純粹的財(cái)務(wù)投資，而是要讓博康融入華為的整個(gè)供應(yīng)鏈生產(chǎn)體系當(dāng)中。

除了南大光電和徐州博康以外，還有多家國內(nèi)光刻膠企業(yè)在半導(dǎo)體領(lǐng)域用量最大的K膠、A膠方面取得了階段性突破。也確實(shí)有一部分光刻膠企業(yè)同博康一樣，（創(chuàng)始人）曾經(jīng)從事過醫(yī)藥行業(yè)，因?yàn)楣饪棠z的結(jié)構(gòu)與聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)比較相似，而且醫(yī)藥工作者對(duì)化學(xué)合成分解方面的知識(shí)有一定積累。因?yàn)檫@個(gè)東西難就難在配方上，為了成功研制出一款半導(dǎo)體光刻膠，往往需要幾千次配方試驗(yàn)，什么樹脂配什么光引發(fā)劑配什么溶劑，每種原料各放多少。

僅僅樹脂這一項(xiàng)，就需要光刻膠廠商和樹脂廠商通力配合，明確樹脂的結(jié)構(gòu)、分子量、范圍，提出合成路線與合成技術(shù)。如果廠商缺乏經(jīng)驗(yàn)，就要反復(fù)嘗試各種分子量和范圍種類，開發(fā)速度就會(huì)慢。