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[导读]过去一直被神话的日本原材料正在破灭,韩国仅用两年时间就降低对日本的依赖,最重要的光刻胶也将量产了,中国突破光刻机见到曙光了!

过去一直被神话的日本原材料正在破灭,韩国仅用两年时间就降低对日本的依赖,最重要的光刻胶也将量产了,中国突破光刻机见到曙光了!

日本过去这些的众多科学公知的嘴里一直是半导体原材料上的神话,日本被称为是继美国之后掌握半导体话语权的第二个国家,来自日本的很多半导体原材料能将所有国家的半导体行业卡着脖子,这里面包括中国和韩国。

不过日本没有美国这么嚣张,敢拿自己的半导体优势来威胁别的国家,直到和韩国因为二战劳工问题产生巨大矛盾之后,日本居然真的拿半导体材料断供来威胁韩国,日本的原材料断供也曾经真的让韩国紧张过,不过现在韩国彻底松了口气,而日本的神话却破灭了。

芯片的诞生由两个步骤决定,设计与生产。设计方面,上至北斗导航系统,下至各种手机,都有我国自行设计的芯片,但是在生产方面,却一直有一道难以逾越的坎放在国产芯片行业面前——光刻胶。

举一个简单的例子,华为的麒麟990芯片,采用了7nm的工艺制造,由台积电代工。这个7nm指的就是光刻工艺,华为没有这样的工艺所以只能由台积电代工,不说华为,即使是CPU领域的巨头AMD也是由台积电代工。由此可见,光刻工艺的技术壁垒是多么的高。

光刻胶是光刻过程最重要的耗材,光刻胶的质量对光刻工艺有着重要影响,其主要作用,是在光刻过程中,起到防腐蚀的保护作用

随着我国半导体企业不断加大了对半导体的研发,相关的订单还在纷至沓来。今年5月末,江苏南大光电材料股份有限公司(以下简称“南大光电”)发布了一个好消息,该司自主研发的ArF光刻胶产品,通过了客户方面的“盖章认可”,认可其ArF光刻胶产品可以满足55nm“技术节点”在平台后段金属布线层的工艺要求。

光刻胶是芯片代工领域中的“黄金食粮”,是光刻机对硅膜片表面进行曝光制程的必需品。特别是ArF光刻胶,其在芯片制造过程中的重要性不言而喻。一直以来,全球的ArF光刻胶市场多被美、日两国垄断,而我国这家光刻胶巨头的出现,彻底打破了这一局面。

光刻胶(Photoresist)又称光致抗蚀剂,是指通过紫外光、电子束、离子束、X射线等的照射或辐射,其溶解度发生变化的耐蚀剂刻薄膜材料。由感光树脂、增感剂和溶剂3种主要成分组成的对光敏感的混合液体。在光刻工艺过程中,用作抗腐蚀涂层材料。半导体材料在表面加工时,若采用适当的有选择性的光刻胶,可在表面上得到所需的图像。光刻胶按其形成的图像分类有正性、负性两大类。在光刻胶工艺过程中,涂层曝光、显影后,曝光部分被溶解,未曝光部分留下来,该涂层材料为正性光刻胶。

如果曝光部分被保留下来,而未曝光被溶解,该涂层材料为负性光刻胶。按曝光光源和辐射源的不同,又分为紫外光刻胶(包括紫外正、负性光刻胶)、深紫外光刻胶、X-射线胶、电子束胶、离子束胶等。光刻胶主要应用于显示面板、集成电路和半导体分立器件等细微图形加工作业 。光刻胶生产技术较为复杂,品种规格较多,在电子工业集成电路的制造中,对所使用光刻胶有严格的要求。

在上述消息公布快1个月之后,事情又迎来了新进展。据南大光电7月2日当天发布的最新公告,目前该司自研的ArF光刻胶产品顺利收获了一波客户,当前已经拿到小批量订单。不过,南大光电并没有给出客户的具体名单。但对于我国光刻胶市场而言,此举意味着我国距离实现高端光刻胶“国产替代”又近了一步。

当前,市面上的光刻胶包括g线、i线、KrF、ArF四种,ArF光刻胶是其中最高阶的产品,其产品应用的工艺跨度较广,不管是高端的7nm,还是14nm,乃至90nm技术节点的芯片制造都需要用到这款材料。而全球光刻胶市场主要被JSR、信越化学等欧美日等国的企业所“瓜分”。

值得一提的是,南大光电出口的这批ArF光刻胶是被用于90纳米到7纳米甚至7纳米以下芯片制程的关键原料。值得一提的是,2021年5月份,南大光电表示,子公司宁波南大光电自主研发的ArF光刻胶在55纳米技术节点上,获得了认证突破。宁波南大光电子公司的55纳米ArF光刻胶已具备金属布线层的工艺要求。补充一点:早在2020年12月,宁波南大光电子公司的ArF光刻胶便获得了一家储存芯片制造企业的平台认证。回到南大光电ArF光刻胶出口这件事情上,南大光电获首批ArF光刻胶订单,对于国产半导体有何意义呢?

首先我们要知道ArF光刻胶对芯片制程的重要性以及ArF光刻胶在世界光刻胶市场中的地位。目前半导体市场主要使用的光刻胶分为g线、i线、KrF、ArF四种。想要满足更高集成度的集成电路制造,离不开更短波长的光源,体现在设备上便是更先进的光刻机。

ArF 光刻胶材料是半导体制造的关键材料,可以用于 90nm-14nm 甚至 7nm 技术节点的集成电路制造工艺。此前我国国产光刻胶主要集中在中低端产品,但是用于精密工艺的 ArF 光刻胶一直以来被国外厂商垄断。

根据南大光电此前公告,ArF 光刻胶的市场前景好于预期。随着国内 IC 行业的快速发展,自主创新和国产化步伐的加快,以及先进制程工艺的应用,将大大拉动光刻胶的用量。国内企业在缺乏经验、缺乏专业技术人才、缺失关键上游原材料和设备的条件下“摸着石头过河”,探索出了一条自主研发之路,光刻胶高端技术短期内尚难突破,还要很长的路要走。


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