【光刻膠】國產化，芯片製造裏的關鍵（jiàn）一役

2021年（nián）2月，位於日本東北地區最南部的福島縣發生了（le）一場7.3級地（dì）震。這場地震雖沒有像2011年那場9級地震一（yī）樣導致核電（diàn）廠泄漏，但卻造成了設立在（zài）福島縣周邊半導體工廠的（de）數日（rì）停（tíng）產（chǎn）。

汽車芯片大廠瑞薩電子的那坷工廠、位於宮城縣的索（suǒ）尼半（bàn）導體工廠，與福島鄰近的岩（yán）手、群馬等地，也匯集了MLCC廠商（shāng）TDK和太陽誘電（diàn），以及存儲器廠商鎧（kǎi）俠，勝高的山形米澤廠、信越的福島白河廠皆在影響範圍（wéi）內。

工廠（chǎng）停產的代價（jià）蔓延至下遊，就是汽車缺芯、晶圓廠缺光刻（kè）膠（jiāo）。所以業內一（yī）直有這樣的說法，地震是半導（dǎo）體產業最大（dà）的不確定性。

這種不確定性在福島地震之後三個（gè）月（yuè）顯現，占據全球光（guāng）刻膠市場份（fèn）額超兩成（chéng）的信越化學（xué）向中國大（dà）陸多家一線（xiàn）晶圓廠限製（zhì）供（gòng）貨KrF光刻膠。　

光刻膠（jiāo）作為芯片製造環節最重要的原材料之一，信越化學（xué）的斷供無疑給中國仍在起步階段的半導體產業蒙上了一層陰影，同時（shí）也再次敲響了（le）警鍾。

斷（duàn）供事（shì）件（jiàn）後，加（jiā）速「自救」被放到首要位置（zhì）。

中國大陸多（duō）家晶圓廠開始加速驗證導入本土廠商的KrF光刻膠。相關投資也在增多，去年8月（yuè）華為哈勃3億元增資了一家光（guāng）刻膠（jiāo）企業徐州博康（kāng），為其曆史上最大單筆半導體（tǐ）產業鏈投資。

這場地震所引發的蝴（hú）蝶效應，不（bú）一定能改變半導體產業鏈的格局，但（dàn）卻提供了一（yī）個（gè）契機。隻是光（guāng）刻膠是隻靠砸錢就能出成效的行業（yè）嗎？www.5555香蕉.com的國產替代又走到哪一步了？

高端光刻膠，www.5555香蕉.com（men）也（yě）就1%

先用通俗語言介紹下什麽是光刻膠。

大家都聽過摩爾（ěr）定律：當價格不變時，集成電路上可以容納元器件（jiàn）數目，每隔（gé）18-24個（gè）月便會增（zēng）加一倍，性能也將提（tí）升（shēng）一倍。而保持摩爾定律「生命力」的基石之一就是（shì）光刻技術，每18-24個月，利用光（guāng）刻工藝在集成電路板上所能形（xíng）成最小（xiǎo）圖案的特征尺寸將縮小30%。

在整個芯片製造過程中可能需要進行（háng）數十次的光刻，光（guāng）刻工藝成本占到整個芯片製造工（gōng）藝的35%，耗（hào）時約占整個芯片生產（chǎn）環節的40%-50%，光刻膠材料總成本占比約（yuē）為5-6%。

光刻膠是光刻工藝的核（hé）心材料，可以（yǐ）與光線發（fā）生反應，讓芯片材料上出（chū）現所需的精密電路圖案。而光刻膠的質量和性能，會（huì）直接影響到集成電路製造過程中（zhōng）的良率。

一句話概括（kuò）就是，光刻出（chū）的電（diàn）路圖（tú）案越精密，就代表著芯片的（de）性能越好。

但光刻膠並非隻有芯（xīn）片製（zhì）造一個應（yīng）用場景（jǐng），按照（zhào）下遊應（yīng）用領域劃分，主要有PCB、麵板、半導（dǎo）體三類，每（měi）一類（lèi）光刻膠又有各自細分品類。

其中（zhōng），今天的主角也就是半導體光刻（kè）膠，按照光源波長的從大到（dào）小，可分為紫外寬譜(300-450nm)、g線(436nm)、i線(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)、EUV(13.5nm)等主要品類，每一種品類的組分、適用的IC製程技術節（jiē）點也不盡（jìn）相（xiàng）同。

PCB、LCD、半（bàn）導體（tǐ）三種主要的應用場景，對光（guāng）刻膠每年的需求量基本（běn）一致。所以光刻膠整體市場規模增長趨於穩定，據前瞻產（chǎn）業研究院數據顯示，2019年（nián）全球光刻膠市場為（wéi）82億美元，預計2026年有望達123億（yì）美元，2019-2026年年複合增速約為6%。

而光刻（kè）膠的研發難度和技術門檻孰低孰高，從國（guó）產化程度就（jiù）可以看出來：

PCB光刻膠中的濕膜光刻膠，幾乎能做到50%以上國產（chǎn）；

LCD光刻膠中的彩色光刻膠和黑色光刻（kè）膠，5%左右能實現國產替代；

半導體光刻膠中的KrF、ArF作（zuò）為高（gāo）端光刻膠，我國的市占（zhàn）率僅1%，而更高端的EUV光刻膠目（mù）前處於（yú）研發階段。

半導體光刻膠作為國產化最低的原材料之一，首先要承認的（de）一（yī）點就是，它是一個技術壁壘高、產業高度集中，且有寡頭壟斷的產業。相比（bǐ）美日韓發展幾十年的半導體產業，我國在這方（fāng）麵的基礎相對薄（báo）弱，彎道超車基本不可（kě）能，隻能死命投入研發、做足縱深，通過時（shí）間獲得技術積累。

但www.5555香蕉.com也不是一點方向沒有，鄰（lín）國日本恰恰提供了（le）一個可參照的範本。

www.5555香蕉.com能學習什麽？

半（bàn）導體光刻膠是一個（gè）高度集中（zhōng）的市場，市（shì）場格局可以用八個字概括：日本稱霸，寡頭壟斷。

半導體光刻膠市場的前五中除了美國杜邦，其餘四家均為日本企業。其中JSR、TOK的產品可以覆蓋所有半（bàn）導（dǎo）體光刻膠品種，是絕對的龍頭，尤其在高端EUV市場（chǎng）高（gāo）度壟斷。

但（dàn）縱觀光刻膠產業的發展史，日本的壟斷地位也是後來居上才獲得的。

1950年，柯（kē）達就開發出了KTFR光刻膠，到1980年IBM突破KrF光刻技術，之後15年IBM領導並壟斷了KrF光（guāng）刻膠。但1986年半導體市場（chǎng）進入萎靡周期，這讓美國的半導（dǎo）體企業慘遭重（chóng）創。

而日本的（de）奮起反擊，則從1976年開（kāi）始。在日本（běn）通信產業省的VLSI項目下，尼康和佳能開始了各自的光刻機研發任務。

到1980年，尼康推出了自己的首台步進式光刻機。自此，事情開始出（chū）現了轉折，1985年尼康正式超過GCA成為業（yè）界第一大光刻（kè）機供應商（shāng）。

1980年2月，NSR-1010G問世

與此同時，日本政企也緊抓市（shì）場機遇，其龍頭化（huà）工企業基於自身在基礎化工領域的經驗積累和政府的大力扶持，實現先進光刻膠產品的不斷研發突破。1926年成立的信越化學最初以氮肥料為主營業務，二戰後就是在日（rì）本（běn）政府的支持下開始向（xiàng）半導體材料領域（yù）拓展。

此後（hòu）日本湧現出了一批光刻膠企業，東京應化更是於1995年研發出KrF光刻膠並實現大規模商業化，標誌著光刻膠正式（shì）進入日本廠（chǎng）商的（de）霸主時代。2011年，JSR與SEMATECH聯合開發（fā）出（chū）EUV光刻膠，已經站上（shàng）了金字塔的頂端。

複盤光（guāng）刻膠產業從（cóng）美國轉移到（dào）日（rì）本並由日本企業主導，市場份額變化背（bèi）後是（shì）一套極其複雜且龐大的產業轉移，涉及到政策、產業、技術等多（duō）方（fāng）麵因（yīn）素。

比如上文提到的光刻機技術，是光刻膠產（chǎn）業發展的（de）必備條件。同時（shí）技術迭代周期也十分重要，東京應化1995年研發出KrF光刻膠雖然比IBM晚（wǎn）了15年，但（dàn）也正好契合當時芯片製造工藝製程需求。

1995年（nián）之前，下遊應（yīng）用製程的特征尺寸仍集中在0.35μm以上，i線光刻膠更具性價比，KrF的優勢並不明顯。之後，i線光刻極限（xiàn）無法滿足製程節點需（xū）求，KrF光刻（kè）膠就此發（fā）展起來。

除了積累的技術、專利、行業（yè）經驗等壁壘外，日本光刻膠企業依然屹立不倒（dǎo），主要（yào）在於產業鏈（liàn）上下遊分工（gōng）明確、高度協（xié）同、緊密配合。上遊原材料生產企（qǐ）業中，日企數量（liàng）近半，產（chǎn）業鏈集群優勢（shì）明顯。

在確立光刻膠領先地位後，日本繼續采取產官學（xué）一體化進（jìn）行國家級基礎攻關研究，持續積累光刻膠技（jì）術經驗，不斷（duàn）鞏（gǒng）固（gù）領先地位。

所（suǒ）以，往美（měi）好說，第（dì）三次半導體產業轉移給了www.5555香蕉.com國產替代（dài）的巨大想象（xiàng）空間，下遊智能終端（duān）的大量需求像極了80年代（dài）日本的家電繁榮（róng），但往現實說，www.5555香蕉.com今天（tiān）遇到的技術封鎖要遠比當時的日本嚴重，比如晶瑞電材買台光刻機都隻能買到韓國SK海力士淘汰下來的二手貨。

當然可以參考日本光刻膠產業的（de）發展進程，但不能全盤照抄，因為（wéi）時代不（bú）一樣了。

國（guó）產替代，征途漫漫

從半導體產業發（fā）展曆史（shǐ）看，每一次半導體產業轉移都是在新興終端市場需求崛起下，國家政策強力（lì）扶持，再配合區域經濟（jì）特（tè）點（diǎn）和產業分工縱化實現後來者趕超。

但為什麽光刻膠產業沒有像其他產（chǎn）業一樣從美國轉移到日本再轉移到中國大陸呢？主要因（yīn）為光刻膠並不是人力密集型產業，而且發展光（guāng）刻膠需（xū）要（yào）配套的光刻機技術和產業鏈集群。

複盤日本（běn）光刻膠企業的成功，離不開市場支持、基礎化工領域的經驗積累和長期持續的技術投入等多因素共振。www.5555香蕉.com（men）想要（yào）從日本布（bù）下的天羅地網中突（tū）圍，很難，但也不是一定機（jī）會都沒有。

我國在這方麵也出台了具體措施（shī）和各（gè）種產業扶持，將光刻膠產業發展提升到了國家戰略層麵。

2019年，光刻（kè）膠入選《重點新材料首批次應用（yòng）示範指導目錄(2019版)》，同時國務院、發改委（wěi）等部門相繼出台多份支持性文件，為光刻膠技術突破、產業發展提供大方向上的政策引導和保障。

與（yǔ）此同時，大基金與產業基金入局，為（wéi）光刻膠產業發展提供長線資金（jīn）支持。

國家集成電路產業投資基金（大基金）作為我國半導體產業基金的（de）國家隊代表，其投資布（bù）局正是為了扶持我國大陸半（bàn）導體產業發展,加速半導體核心（xīn）領（lǐng）域的國產替代進程。

一期基金以（yǐ）製造環節為主（zhǔ），主要投向下遊各（gè）產業鏈龍（lóng）頭，而二期基金則以設備、材料為（wéi）投資重（chóng）點,主要投資短板明顯的半導體設（shè）備、材料領域，方向集中於完善（shàn）半導體行業的重點產業鏈。

本土光刻膠產業先驅晶（jīng）瑞電材就承擔並完成了國家重（chóng）大科技項目02專項「i 線光刻膠產品開發及產業化」項目，產品已供應給中芯國際、合肥長鑫等大尺寸半導體廠商。以（yǐ）及，大基金二期1.83 億（yì）元投（tóu）資的南大光電子公司南大材料，2020 年和2021年，其ArF光刻膠產品分別通過了企業認（rèn）證（zhèng）。

此外，文章開（kāi）頭提及的華為哈勃，正是以（yǐ）企業為代表的產業基金也正在積極布局光刻膠板塊，為光刻膠國產替代提供資金幫助（zhù）。

而中資晶圓廠的快速崛起則為（wéi）國產光刻（kè）膠提供了廣闊市場空間（jiān）和驗證導入機（jī）會（huì）。

根據IC Views 統計顯示，2021年（nián）我國大陸半導體公司在生產（chǎn）線投資總金額達1900億，其中中芯（xīn）國際在北京、上海、浙江、廣（guǎng）東、天津五地都有（yǒu）布局、投資總額超760億。未來（lái）中資晶圓廠在（zài）逐步完成供應鏈自主化過程中，國產（chǎn）光刻膠將迎來確定性替代（dài）機會。

至此，我國大陸半導體光刻（kè）膠產業自（zì）主（zhǔ）化路線圖就清（qīng）晰了不少，整體可（kě）分三步走：

首先在（zài）成（chéng）熟製程實現麵向中資晶圓廠的驗證導入，形成對日（rì）美光刻膠供應商的部分替換；

然後在先進新建產線與中（zhōng）資晶圓廠配（pèi）套研發，實現工藝向前靠攏；

最（zuì）後再逐步完成全產（chǎn）業鏈的自主可控。

尾聲

華為被美國製裁，半導體（tǐ）產業引發全民討論熱潮時，曾經有一（yī）個很經典的問題：造（zào）原子彈和造光刻機哪個難？

在半導體的很多分工環節上，技術突（tū）破往往解決的是從0到1，而從1到100，所（suǒ）依賴的往往是成本控製、良率提升和市場反饋（kuì），說白了也就是產業集群協同。

從中興、華為被製裁開始的這一輪半導（dǎo）體（tǐ）軍備競賽，本質上是為大陸的半導體產業鏈創造了一個關（guān）鍵的（de）窗口期。各種因素（sù）導致（zhì）的（de）內需和（hé）內研形（xíng）成了特殊情（qíng）況下的快速調配，同時因為有來自頂層的政策和資金支持，無（wú）論是工藝的改進、還是成本（běn）的優化、或是良率的提升（shēng），都給了供應商與品牌長期協作磨合的時間與機會。

而（ér）目前國產半導體光刻膠已經取得了裏程碑式的突破，湧現（xiàn）出一批優秀企業。

有彤程新（xīn）材（KrF光刻膠（jiāo）批量（liàng）供應中芯、長存等多（duō）家下遊客戶，G線光刻膠的（de）市（shì）場占有率達到60%），晶瑞電材（g/i線批量供應多（duō）年，KrF已通過測試），上海（hǎi）新陽（KrF形成銷售，ArF研發進展順（shùn）利（lì）），華懋科技（jì）（投資徐州博（bó）康（kāng），擁有光刻膠全產業鏈能力），2022年國產半導（dǎo）體光刻膠有望開花結果實現放（fàng）量。

所以，為了不再受製於（yú）人，光刻膠國產化是大勢所趨。但在實現國產化的目（mù）標（biāo）中，www.5555香蕉.com依舊有很長的（de）路要走。

已經形成星星之火的國內頭部企（qǐ）業，且行且（qiě）珍惜。

參考資（zī）料：

[1] 國產光刻膠：破曉而（ér）生，踏浪前行，德（dé）邦證券

[2] 信越限供中國光刻（kè）膠背後，日本半（bàn）導體材料的可怕實力，icad

[3] 光刻（kè）膠的崛（jué）起之路，沒那麽容易，星（xīng）空財富

[4] 半導體材料景氣持續，國產替代正當時，華（huá）創（chuàng）證券

[5] 半導體材料係列報告（一（yī））：光刻膠篇國產替（tì）代道阻且長，國內光刻（kè）膠企業砥礪前行，平安證券

[6] 光刻膠行業深度報告（gào）：光刻核心材料亟需替代，國產光刻膠黃金發展機遇已至，中泰證券