全球约90%的光刻胶产自日本,如果日本有一天停止生产,中国芯片制造业将面临哪些挑战?
去年华为Mate60 Pro发布时,引起了巨大的国际反响,一些分析人士认为,它标志着中国突破了西方对芯片技术的限制。
美国商务部和科研机构对华为麒麟9000S芯片进行了分析,确认其采用7nm工艺,完全在中国生产,而不是台积电代工厂。
那么,这是否意味着中国在这场芯片技术竞赛中获胜了呢? 我们不能庆祝得太早,因为在芯片制造领域,我们依赖从日本进口的另一项关键技术,那就是光刻胶。
光刻胶或光刻胶对光极敏感。 它的工作原理是光引起的化学变化,改变胶体的溶解度,是半导体制造不可缺少的原材料。
光刻胶由感光树脂、敏化剂和溶剂组成,分为正片和负片两种。 根据光源和所用辐射类型,光刻胶有多种类型,例如紫外光、深紫外光、X 射线、电子束和离子束光刻胶。
在制造过程中,光刻胶用于光刻步骤,通过将光刻胶涂在晶圆上并**,显影部分溶解并消失,形成所需的图案,为芯片的蚀刻和掺杂等后续步骤提供基础。
光刻胶的质量直接关系到芯片的性能和质量,因此光刻胶的质量控制在芯片生产中极为重要。
有人可能会问,光刻胶和热敏相纸的涂层之间有联系吗? 事实上,在原理和化学成分上有相似之处,只是照片的直接显影使用自然光。
光刻胶的研发和生产是技术竞争的重点领域之一。 随着人工智能和物联网技术的发展,对芯片的需求和性能要求越来越高,高分辨率、高灵敏度的光刻胶成为高端芯片制造的关键原材料。 因此,掌握自主光刻胶技术对国家信息安全和经济发展至关重要。
然而,目前全球光刻胶市场几乎由日本制造商控制。 日本在数码相机领域多年的技术积累已经应用到芯片生产中,日本JSR等几家公司占据了全球90%左右的市场份额,剩下的份额被德国化工企业占据。
根据中国海关总署的数据,中国从日本进口的光刻胶总值达到125亿美元,占所有感光材料进口的55%。 虽然数量不多,但在芯片制造中占有举足轻重的地位。
令人担忧的是,JSR在去年6月与日本政府进行了接触。
政府签署了一项协议,将所有核心业务**交给国家,成为国有企业。 这一变化意味着中国的光刻胶**可能会受到政治因素的影响,而在半导体领域,这为美国和日本提供了更多的议价筹码。
如果日本禁止向中国出口光刻胶,我们将如何应对?
事实上,没有必要太担心。 光刻胶主要由感光树脂、敏化剂和溶剂组成,其中感光树脂是关键成分,可由国内企业生产,如南大光电、苏州瑞虹、北京科华等。
特别是南大光电仅用了3年时间就研发出了国内首款ARF光刻胶,质量不逊色于日本产品,金属杂质少,但成本仍需优化。 由于对中国技术进步的担忧,日本制造商至今未介入光刻胶,一直保持着正常的供应关系。
2023年,中国光刻胶进口量将降至9个5亿美元,表明国内产量正在逐步增加。 目前,我国光刻技术主要受限于高精度、稳定的极紫外光源,目前只有荷兰的ASML掌握。 为了实现我国半导体产业的自主升级,需要开发稳定的极紫外光源技术。 随着半导体技术接近极限,仍有追赶的空间,未来的芯片可能依赖量子技术而不是传统晶体管,开辟新的竞争轨道。