中国光刻胶,离日本还有多大差距?

小光聊科技 2024-10-28 04:16:42

光刻胶,作为芯片制造中不可或缺的核心材料,正如同芯片制造过程中的“画笔”,在光刻环节中扮演着至关重要的角色。它不仅直接影响着芯片制造的微缩程度,还关乎终端产品的性能和产能,是整个半导体产业链中的关键一环。

光刻胶的工作原理相对而言并不复杂。当光刻胶被涂覆在硅片表面时,在光源照射下受光灵敏的区域会发生化学反应,这些受光和未受光的区域成为最后图案形成的基础。光刻胶按其成像方式可分为正性光刻胶和负性光刻胶。前者在光照后会变得易溶解,而后者光照部分则变得更加坚固。除此之外,根据不同的曝光光源,光刻胶还可以细分成I-line、KrF、ArF、EUV等多个类型,每类光刻胶均有独特的应用场景。这些分类意味着光刻胶在不同波长的光照下表现会有所不同,而数十纳米甚至更微小的制程正是依靠这些不同特质的光刻胶来逐渐实现。

光刻胶在近年来显示面板、半导体与集成电路领域的重要性

在近年来显示面板、半导体与集成电路领域,光刻胶的作用显得更加举足轻重。它的性能直接决定着微小化及高精度生产的可能性,大幅影响着芯片、显示面板等产能和品质。毫不夸张地说,光刻胶的每一步革新,都为整个科技发展的高精度、小型化趋势添上了重要一笔。

我国光刻胶产业的发展现状及面临的挑战

然而,尽管光刻胶的全球需求不断上升,我国光刻胶产业的发展依旧面临诸多挑战。自“02专项”启动以来,国家就对此领域给予了高度重视,一系列扶持政策促使国产光刻胶产业步入了快速发展时期。举例来说,南大光电的ArF光刻胶已经顺利通过相关认证,这是国内企业在高端光刻胶领域迈出的重要一步。目前,随着国内数十家企业深入研发,PCB、LCD等领域的光刻胶国产率已有显著提升,特别是在PCB光刻胶领域,光刻PCB设计已达到63%的国产化率,显示触控屏光刻胶也逐渐实现了国产替代。

然而在整体市场规模和技术水平上,我国光刻胶行业仍与日本等国际企业存在着巨大的差距。根据2023年的市场数据显示,我国光刻胶产业的市场规模占全球市场的约16%,全球光刻胶市场的绝大多数利润由以日本为首的国家瓜分。特别是在ArF、EUV光刻胶等高端领域,我国的国产化率尚且不足1%。高端技术领域的突破迟迟未至,依旧是制约我国光刻胶行业前进的核心瓶颈。

日本光刻胶企业的优势及成功原因

日本光刻胶企业在这个领域享有长期的垄断地位,日企的强大并非偶然。从20世纪60年代开始,日本企业便开始有组织地攻关光刻胶技术,在1970年代商业化的过程中构建了技术专利壁垒。到了90年代,以佳能、东京应化为核心的日本企业率先突破ArF技术,进一步筑高了全球技术壁垒。现如今,占据全球超70%市场份额的五大光刻胶巨头中,日本独占四家。更令人惊讶的是,在EUV光刻胶这条被业界称为“皇冠明珠”的技术赛道上,日企市场份额更是超过90%,牢牢掌握着全球高端光刻胶技术的前沿。

日本企业的成功不仅得益于其长期前瞻性的技术攻关,更依赖于深厚的行业积累和产业闭环。日本光刻胶企业背后,是整个化工产业的支持和上下游产业的协同保障。针对不同细分领域,日企内部形成了“合作与竞争”的局面,各自聚焦不同的技术方向,从而加强行业间的技术认同与科技输出。更重要的是,作为关键材料供应商,日企凭借多年技术积淀,与晶圆制造厂商保持了极高的粘性合作,建立起深厚的产业壁垒。

我国光刻胶企业的努力与成果

但我国光刻胶企业也非一片黯淡无光。尽管在高端领域尚待突破,基础光刻胶应用技术已逐渐成熟。各大研发机构和光刻胶企业已着眼未来,不断加快技术攻关。湖北九峰山实验室与华中科技大学的联合团队近期在“双非离子型光酸协同增强响应”光刻胶技术上取得突破性进展,清华大学与浙江大学联合提出的新型“点击光刻”工艺,更是为超高感光度光刻胶的开发打开了新的大门。

推动光刻胶技术产业化是我国企业亟需解决的课题

推动光刻胶技术尽快实现产业化,是我国企业当前亟需解决的另一项重要课题。在近年来的政策与资本双重支持下,南大光电、国科天骥等走在前列的企业已经初具规模。尤其是彤程新材,作为中国唯一掌握高档光刻胶研发并建立完整产品线的企业,彤程新材正成为未来几年的行业领航者之一。

但仅靠个别企业的成功远不足以支撑我国光刻胶行业的整体崛起。光刻胶的产业化需要与上下游企业的深度合作。作为半导体制造的重要一环,光刻胶的进步离不开光刻机的精度提升,而我们当前在光刻机领域的国产化率仅不到3%,与荷兰ASML等国际巨头差距甚远。中国光刻机的突破,将直接关系到高端光刻胶的未来命运,如何构建从光刻机到光刻胶的全产业生态,是我国要跨越中高端技术壁垒的关键步骤。

我国光刻胶产业的未来展望

尽管我国在光刻胶领域与日本等国际巨头的差距依旧显著,但我们也不乏进步与希望。政策支持和企业努力已经为这条“突围之路”奠定了重要基础。在这个过程中,我们需要保持高度的耐心和信心,加强技术方面的投入,持续推动光刻胶技术的研发和国产化进程。正如中国半导体行业整体态势那样,堆积起来的技术优势可能在未来某一关键时刻释放出巨大潜力,推动整个行业实现跨越式发展。

突破技术封锁的道路从来都不轻松,但任何一次科技革命,关键都在于坚持不懈的努力与精耕细作的创新。光刻胶虽小,却关乎大国科技复兴的全局。如果我们能持续坚持在这条高难度的技术赛道上投入和创新,应对来自全球市场的挑战,我相信,在未来的某一天,中国的光刻胶产业一定能够迎来关键性的历史转折。

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