界读|芯片制造尖端材料!全球仅美日韩三国掌握国产替代计划开启

欧界报道:

高精度芯片制造的关键设备——光刻机,是半导体行业的重中之重,而光刻胶作为光刻机制造芯片时的关键材料,其地位更是举足轻重的。光刻胶能否国产化生产,关系到中国近万亿半导体市场的正常运转。

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中国负责攻坚光刻机的是上微,而上微目前在技术难度较低的后道光刻机、平板显示光刻机上占领了国内80%的市场,但自从2007年研制出了我国首台90纳米高端投影光刻机,成为世界上第四家掌握高端光刻机技术的公司之后,上微目前还在攻坚45nm光刻机。

之所以会出现这样的情况是因为,由于光刻机需要大量采用外国关键元器件进行集成,在得知我国研制出光刻机后,外国公司默契的进行了关键元器件禁运,这导致了中国光刻机研制出现了困难,进度变慢。

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光刻胶是微电子技术中微细图形加工的关键材料之一,特别是近年来大规模和超大规模集成电路的发展,更是大大促进了光刻胶的研究开发和应用。光刻胶的技术复杂,品种较多。根据其化学反应机理和显影原理,可分负性胶和正性胶两类。光照后形成不可溶物质的是负性胶;反之,对某些溶剂是不可溶的,经光照后变成可溶物质的即为正性胶。利用这种性能,将光刻胶作涂层,就能在硅片表面刻蚀所需的电路图形。

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前段时间,日韩关系紧张,日本宣布限制其国内企业向韩国出口高纯度氟化氢、光刻胶、氟化聚酰亚胺,而这直接给予了韩国半导体、显示面板等企业一记重创。

以光刻胶为例,全球前五大厂商占据了光刻胶市场87%的份额,行业集中度高。其中,日本合成橡胶(JSR)、东京应化(TOK)、住友化学、信越化学、美国罗门哈斯与富士电子材料市占率,所占市场份额超过87%,也就是说日韩垄断了光刻胶市场,如果美日把控了半导体行业最上游。

尽管难度很高,但是中国还是开始了国产替代计划,根据所使用的光源的改进以及双工作台、沉浸式光刻等新型光刻技术的创新与发展,光刻机经历了 5 代产品的发展,每次光源的改进都显著提升了升光刻机的工艺制程水平,以及生产的效率和良率。中国也立下了宏伟目标,明确提出在2020年之前国产芯片自给率要在2020年达到40%,2025年达到70%。至于未来能够实现,就让我们拭目以待吧。

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