全球9成被日本垄断！华为麒麟9000S芯片出现后，我国光刻胶“窘境”昭然若揭
时间2023-09-25
近日，华为公司发布了旗下新机型Mate60Pro，该手机搭载了全新的麒麟9000S芯片。这一芯片采用了最先进的ArFi光刻技术，带来了更出色的图像处理能力。然而，这也给国内光刻胶行业带来了一些挑战，因为与之匹配的ArF光刻胶在国内供应不足，导致国内光刻胶企业“焦头烂额”。
近年来，随着科技的飞速发展，芯片技术成为了一个国家科技实力的重要标志。在这个领域，华为麒麟9000S芯片的出现，让国人对国产芯片的未来充满了期待。众所周知，在目前的芯片制造工艺中，光刻工艺是必不可少的。而光刻工艺中，光刻机不能少，光刻胶也不能少。光刻胶的技术水平直接影响着芯片性能的好坏。
光刻胶是芯片制造过程中的关键材料之一，它通过光刻工艺将芯片的设计图转移到硅晶圆上，从而实现芯片的制造。在这个环节中，光刻胶的质量和性能直接影响着芯片的集成度、性能和功耗。目前，全球高端光刻胶市场主要被日本和美国企业所垄断，国产光刻胶在技术和市场上都面临巨大的挑战。过去，由于国产光刻胶技术水平较低，国内芯片制造企业不得不依赖进口光刻胶。然而，在当前国际政治经济环境下，国产芯片制造业面临着前所未有的压力。为了保障国家信息安全和科技自主，国产光刻胶的研发和应用已经迫在眉睫。
光刻胶还有另外一个名字，叫做抗光致抗蚀剂，是指通过紫外光、离子束等物使另一个物品之中的耐腐蚀度增加。这就像是准备在一面墙壁上绘制一条横幅，你事先报纸上裁剪好相应的字样后，粘贴在墙壁上，最后用涂料将标语刷在墙上，就算大功告成，而光刻胶就相当于其中刷的那层白色底漆。
好比你拿手中的手机，不停地播放着某个视频，或者弹出各种消息时，其背后都是一块又一块的芯片在高速运转。
别看光刻胶这一块市场很小，但在整个芯片产业链上，都有着举足轻重的地位。一种好的感光抗蚀剂能够改善感光抗蚀剂的精确度，就像一种好的颜料能够使一幅画更加真实。
三星集团的CEO就曾表示：“如果光刻机缺少了光刻胶，那么光刻机就是一堆废铁。”
光刻胶作为一种高粘性、高灵敏度的胶体液，在芯片加工工艺中发挥着非常重要的作用，它能有效地保护芯片内部电路，降低裸露电路受到的外界侵蚀。可想而知光刻胶制造过程的要求有多高，哪怕是存在一丝杂质，都可能造成成品质量下降。所以制备时，必须要在黄光区1000级无尘室内进行，那里的环境比起手术室还要干净，空气中的微粒含量也要低出上千倍。
工作人员在制备时，每时每刻都要穿着全套的防护服，进出都要用真空泵抽走灰尘，结晶车间的墙壁、地板和天花板都要进行抛光处理，以避免灰尘附着，保证了光刻胶不受紫外线和灰尘的影响。
光刻胶的原材料在制备时，还要保证恒温恒湿，否则很可能会出现剥落和凝固的情况。
在混合的时候，需要用氮气搅拌，防止氧化，就像做蛋糕一样，需要将空气隔绝，使面糊顺滑，然后再经过多层的超细筛，将里面的微粒、杂质剔除，这一系列的混合步骤，都需要一丝不苟。
除此之外，还要保证光刻胶的质量，从原材料的纯度、粘稠度，再到产品的均匀性，都要经过层层检验，否则哪怕是一丁点的误差，都可能导致产品的失败。
光刻胶在经过检测之后，还要放入专用的容器，以确保其在储存和运输过程中不被污染，所以，高标准的清洁生产对于确保其质量至关重要。
二、国产光刻胶发展困境
中国作为全球最大的电子产品进出口国，占据了光刻胶最大的市场份额，我国也有企业宣传早就实现了光刻胶的量产。
既然我国有能力制造光刻胶，为何还要进口日本的呢？
由于极高的行业壁垒，全球半导体光刻胶供应市场高度集中在日本，核心技术掌握在少数国际大厂手中，我国光刻胶无论是技术水平还是市场份额均落后于世界先进厂商。
即便是我国光刻胶产品在全球中低端市场占有一席之地，但事实上我国的高端光刻胶基本上还得进口。
另外，光刻胶还是一种消耗性商品，每天都要消耗大量光刻胶，而且这种材料的寿命还很短，最多也就能用一年左右，所以想要囤货来解决燃眉之急几乎是不可能的事情。
日本企业在全世界的光刻胶领域都占据着绝对的垄断地位，尤其是10nm及以下的制程，更是被日本企业所垄断。
日本合成橡胶公司、东京应化公司、美国陶氏公司、住友化学公司、富士公司等，都是光刻胶行业中，为数不多的技术领先的几家公司。
经过多年不断的研究与开发，累积出了相当高的技术壁垒，使得日本公司能继续保持光刻行业的领导地位。
要知道，别看光刻胶只是一种胶水液体，但它的作用却是决定一颗芯片能否成功与否的关键，如果光刻胶断供，那么我国的半导体产业将会在很大程度上受到限制。我国半导体国产光刻胶的发展速度远远慢于其他产业，主要是受限于以下几点：
1. 光刻胶的验证周期长：因为光刻胶的批量化测试，会让工厂在生产线上消耗大量的时间，所以在产能受限的情况下，测试的时间会更长。这个测试，涉及到了一系列的技术，包括了光刻、掩膜、半导体制作等等，成本很高。
2. 原材料成膜树脂技术受限：由于树脂的合成非常困难，因此一般的光阻型材料都是在完成了合成之后才会进行专利申请，而在此之前，在这方面的专利几乎全部被日本企业所垄断。
3. 材料替代的挑战：所有性能必须与晶圆产线上的Baseline一致，不能比其差，但在某些领域也不能比 Baseline 好。
比如7nm工艺的EUV光刻胶，到现在为止，我们还没有实现批量生产，很大程度上，就是因为光刻胶需要提纯原料，去除杂质，特别需要搅拌，还有进口的高端溶剂，这些都是我们现在最缺的。
由此可见，国外企业长期垄断高端光刻胶，已对有可能会出现，对于我国芯片制造产生“卡脖子”的风险。
三、中日光刻胶竞争之路
日本虽然土地贫瘠人口也少，但是它的经济总量已经与中国相当，而且它的发展对高技术的依赖性非常强，而其中主要原因，就是来源于美国的帮助。
美国一直以来都是创新领域的领头羊，但这个纪录却在2014年被日本所超越，在新技术领域这方面，美国和日本占据了全球超过六成的市场份额。
日本的科技技术在多个领域都比中国领先很多，比如半导体、能源等，我国也清楚地认清了和日本之间的差距，这么多年来一直埋头苦干。
国内很多企业也不断从日本知名企业花高薪聘请行业技术专家，以此和他们共同研究科技发展进程，但是基本上都会遭到拒绝。
日本人本来就很少有跳槽的，也几乎没有裁员这一说，我国积极的寻求日本方面的合作，却接二连三的碰壁。
2019年，日本与韩国发生激烈冲突后，日本就宣布向韩国限制出口三种最重要的半导体材料，EUV光刻胶就是其中之一，韩国无奈之下，只能退而求其次，开始自主研发。
在韩国企业的协助下，自主研发出了EUV光刻胶，让三星企业在高端光刻技术上打破了日本企业的垄断，占据了绝对的上风，韩国的半导体产业今后也不用再受制于日本。
随着全球“缺芯潮”、日本信越化学断供等事件的不断发生，我国晶圆厂商也开始意识到保障半导体制造供应链安全、实现自主可控的重要性。
近年来，在国家一系列扶持政策的推动下，中国公司纷纷投入到光刻胶的研发中，使得中国的研发水平不断提高，并且在工艺和配方上积累了大量的经验，使得中国的光刻胶行业得到了迅速的发展。
中国国内公司经过十多年的发展，已在除EUV以外的光刻胶方面有了较大突破，并获得了一些成功，主要有彤程新材、上海新阳、徐州博康、晶瑞等。
就光刻胶而言，中国企业正从低端向高端迈进，特别是在对光刻技术要求极高的智能手机领域，目前中国企业所生产的产品主要应用于印刷电路板等行业。
业界预计，由于国产光致抗蚀剂的开发，今后五年，其在国内的市场占有率将上升至20%左右。
南大光电公司在2020年底时就成功研发出第一种ArF光刻胶，并获得客户好评，实现了一次重要突破。
此外，苏州瑞红、北京科华、容达、上海新阳等在K，A型胶粘剂上取得了一些成果，基本达到了国际市场的需求，虽然我国在高端 EUV光刻胶上还处于空白状态。
四、中国光刻胶必将突破
麒麟9000S芯片采用的是ArFi光刻胶，这种光刻胶适用于45nm-7nm的工艺制程，这对于国产光刻胶行业来说是一个重要的突破。目前，国内的光刻胶生产水平还相对落后，无法满足高端芯片制造的需求。而麒麟9000S芯片的推出，将带动国内光刻胶行业的发展，提高其生产水平和产品质量。麒麟9000S芯片的推出，将带动国内光刻胶行业的发展，提高其生产水平和产品质量。
其次，麒麟9000S芯片的制造需要采用高精度的设备和材料，以及先进的工艺和流程管理能力，这对于国内的光刻胶生产企业来说也是一个机遇。国内企业可以通过引进国外先进技术，通过消化吸收再创新的方式，逐步提高国产光刻胶的质量和性能，满足高端芯片制造的需求。
最后，麒麟9000S芯片的推出也为国内光刻胶行业带来了挑战。为了满足芯片制造的高精度和高分辨率要求，国内企业需要加大研发和投入力度，提高光刻胶的技术水平和生产能力。同时，也需要加强与国外企业的合作和交流，引进先进技术和经验，推动国内光刻胶产业的发展。
总之，麒麟9000S芯片的出现对国内光刻胶产业产生了深远的影响。国内企业需要积极应对挑战，加大研发和投入力度，提高产品质量和性能，以满足高端芯片制造的需求，推动国内光刻胶产业的发展。未来，随着中国光刻胶企业研发经费的持续投入，中国企业的技术力量将会进一步增强，有望打破国外企业在这一方面的垄断，这将是中国企业发展的新机遇。
