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编者按

近年来，由于种种因素的影响，我们最先对原本少有人涉及的半导体产业有了普遍的领会。光刻胶，作为其中一个主要环节，也一再见诸于报端。正如许多报道所说的一样，这是一个被日美近乎垄断的市场，尤其是日本，更是其中不能或缺的主要角色。在这种主要性的驱动下，海内也涌入了许多光刻胶介入者。关于他们的希望和水平，在我们之前的文章里已经有了很详细的先容。

在本文里，我们谈一下对国产半导体光刻胶的野望。

01、光刻胶对晶圆厂的影响会放大1500倍

据相关报道，2019年，台积电由于其化学质料供应商提供的一批光刻胶中某特定因素处置方式与已往相异，导致光刻胶发生异质聚合物，造成台积电晶圆14B厂生产的12nm及16nm晶圆报废达10万片（开端估算的数字）。10万片晶圆，若是根据台积电每片卖价5,500美元，加起来损失跨越5.5亿美元，毛利率削减2.6个百分点。加上股价跌势，台积电的损失跨越了40亿美元，影响客户包罗苹果、NVIDIA、AMD等重量级客户。

我们简朴测算，假设那时主要应用的是Krf的光刻胶，平均每加仑的购置成本是8000人民币，平均一加仑光刻胶可用于约莫300片晶圆，那这一批报废晶圆也许对应333加仑光刻胶，总价值250万人民币。而正就是这一批价值仅250万的光刻胶，给台积电带来的直接损失约合人民币38.5亿人民币，是自己价值量的1500倍，若是算上间接损失约280亿人民币，那整个杠杆效应高达11200倍。

由此可见，虽然光刻胶在整个芯片制造中的成本占比约6%，然则这些质料是无法替换的，也是所有质料中手艺工艺难度最高的，保质期只有6～9个月，其作用相当于坦克/战机的汽油，一旦品质不外关或者供应不到位，整个芯片制造产业链就会阻滞甚至溃逃。

此外，光刻胶另有纯度要求，在储存、运输等环节上也有污染风险。

首先看纯度，这是光刻胶最焦点的尺度之一。在晶圆厂，一样平常用金杂（即金属离子表征光刻胶纯度）来权衡光刻胶的纯度，而一样平常我们权衡的金属含量包罗Fe, Zn,Ca,K, Na, Cu等，高端的在1ppb以下（即10^-12）, 海内现在逐步靠近2～10ppb。光刻胶纯度不足会造成芯片良率下降，甚至污染事故，例如适才所提到的台积电光刻胶污染事故。

其次看储存，这方面一样平常会受下述多个因素的影响：

（1）光照条件：光刻胶在储存历程中会老化，因此通常保留在防紫外光的棕色玻璃试剂瓶中（一加仑包装，部门电子束胶由于对紫外波段不感光，有可能直接使用白色塑料瓶包装），10C以下冷藏保留，而且紫外光刻胶只能在黄光（λ> 500 nm）下举行处置。而就是这样的一个储存瓶子，海内现在的手艺还无法生产，100%需要入口。

（2）温度条件：对于绝大多数紫外光刻胶而言，通常的保留条件是5-10℃下保留（除制造商要求的特殊保留温度外）。

（3）膜度控制：若是频仍打开光刻胶试剂瓶会导致溶剂蒸发，光刻胶会增稠并因此发生较厚的膜。对于膜厚为1.4 µm的光刻胶，仅损失1％的溶剂就已经导致4％的膜厚，因此带来的影响是厚度偏移，厚度与CD 的swing curve（入射光与底层反射的二次过问引起的驻波效应）强相关，一旦偏移会造成产线CD要害尺寸异常，产物返工。以是产线量产型光刻胶绝对不允许开封，都是直接装到机台的光阻chemical box中直接使用，因此一样平常光刻胶对于膜厚控制的敏感度来自于光刻胶的批次稳固性以及老化稳固性，在装机后的使用周期内，要确保恒温恒压恒湿条件。 

最后，我们看一下光刻胶对运输的要。由于光刻胶属于三类危险品，全程需冷链运输，运输要求异常高。近年来，全球受疫情影响，国际航空货运运力连续主要，对于光刻胶这种危险品，物流链条上还存在危冷库周转率低、危化品检验时间长等因素。

02、日本对韩国芯片产业打压的启示

2019年7月，日韩关系恶化，日本政府宣布正式实行对韩国半导体质料的出口限制，包罗用于制造折迭屏幕的含氟聚酰亚胺、用于先进工艺芯片制造的EUV光刻胶、用于显示器和芯片的高纯度氟化氢，这给韩国的半导体产业带来伟大袭击，也进一步袭击全球半导体供应链和电子市场。

追溯整个事情的原由，归罪于冷漠的日韩两国关系。这个既是历史的追责，也是政治的博弈。日本方面一直拒绝就慰安妇问题肩负执法责任，也拒绝提供“国家赔偿”，为此引起了韩国方面强烈不满。2018年韩国最高法院裁定，日企新日铁住金需向二战昔时强征劳工的受害者原告赔偿，由此引发后续日韩关系的逐渐破碎。2019年的断供行为，是日本向韩国举行的“经济抨击”，以经济手段施压，强制对方就范，以到达政治目的。

在这种情形下，韩国半导体产业开启了自救之路。

韩国商业协会统计显示，2018年韩国经济增速只有2.7%，创6年新低，出口总额达6055亿美元，其中半导体占总出口总额的21%。一旦韩国半导体出口遭到重创，意味着韩国出口增进可能遭到重大袭击，也将严重阻滞韩国经济。

自日本断供后，作为半导体的要害质料，韩国也通过以下几种方式，起劲钻营光刻胶领域的自救之路：

（1）起劲寻找替换厂商。

韩国企业从第三国比利时买通光刻胶的入口渠道。比利时的光刻胶供应商或为日本化学企业JSR和比利时微电子研究中央于2016年设立的合资公司，2019年韩国企业从比利时入口了比以往高10倍的光刻胶产物，同时对日本光刻胶依赖度下降了50%。然则据观察，比利时的光刻胶最终泉源依旧是日本公司。以是说，韩国这一措施，虽然解决了燃眉之急，但依旧无法从基本上解决光刻胶被卡的问题。

（2）政府的鼎力支持。

面临日本的限供，韩国产业通商资源部决议对半导体质料、零部件与装备研发投入6万亿韩元（约50亿美元）预算，以推动对焦点手艺、原质料和要害零部件的开发。韩国政府制订了“质料、零部件、装备竞争力提升方案”，鼎力扶持相关焦点手艺研发；设计投入一切政策资源提高本国半导体行业的国产化比例；还确立了民政互助的“质料与零部件需求供应支持中央”。同时，韩国时隔20年重新修订《质料零部件与装备产业稀奇法》，呼吁企业加大手艺研发和投资力度，与零部件质料厂商相辅相成，协力脱节几十年来对外国手艺、零部件供应的依赖。

（3）领先企业加速国产替换。

韩国领先半导体企业从自身需求出发，一边开拓采购渠道，另一边扶持本土半导体质料、装备等玩家生长、推动提升本土产业链完整水平。2020年8月份，韩国政府推出一个扩大的半导体质料测试设施，其中所使用的光刻机也是由三星以低于市场价的价钱提供。

2021年，据etnews先容，韩国东进半导体与三星电子携手，行使自身现有的氟化氩曝光机、比利时半导体研究所IMEC EUV装备等基础设施，乐成开发出EUV光刻胶，并在三星电子的华城 EUV 生产线上举行了测试，并获得了最终的认证。正式意味着韩国实现国产化。除了EUV光刻胶的历程外，Krf、低端Arf光刻胶已在韩国实现部门量产应用。

韩国作为芯片制造大国，依附政府的利好政策、头部芯片企业的动员作用等，开端缓解了被日本在半导体质料上卡脖子的逆境，但短期内依旧无法脱节对日本半导体质料、装备的依赖。有意思的是，限韩令宣布两个月之后，日本解禁一批对韩出口半导体质料，其中包罗7nm先进制程至关主要的EUV光刻胶。由此可见，光刻胶在整个芯片制造中的主要性也就不言而喻了，未来，中国只有真正的实现了光刻胶的100%自主化生产，才气从基本上消除芯片制造领域质料被卡脖子的风险。

03、中 美芯片之争：从终端到装备最后是质料

回首历史，2018年4月，美国联邦通讯委员会（FCC）宣布新规，阻止美国海内通讯运营商采购外国企业的通讯装备，作为受限工具企业思量的是华为手艺和中兴通讯（ZTE）。2020年美国又最先对中国在半导体制造装备及相关软件工具，激光器，传感器和其他手艺的出口执行新的限制。新的限制细则中提到，“2018 年《出口管制改造法案》（ECRA）第 1758 条（《美王法典》第 50 卷第 4801 条）要求美国商务部对新兴基础手艺的出口、再出口或转让制订适当的管制措施。”

2022年5月，硅谷着名科技媒体《The Information》报道称，美国商务部正在思量扩大对中国企业出售芯片制造原质料及装备的禁令。该禁令将限制美国原质料和装备供应商向中国公司供货，将针对包罗华虹半导体、长鑫存储和长江存储在内的中国半导体公司，在中国大陆设厂的外洋企业可能也因此被波及。同时，美国也可能说服日本、荷兰等半导体装备商接纳类似规则，确保中国公司无法向其他国家购置装备。报道提到了韩国的SK海力士、德国的英飞凌、荷兰的恩智浦半导体和美国的德州仪器等，称其将面临与中国公司相同的出口管制规则。

正所谓“一代芯片，一代装备”，作为制作先进制程芯片的必备装备——EUV光刻机就是由于美国的禁令，我们无法购置，这也是我国半导体芯片环节被“卡脖子”的要害，没有高端的EUV装备，我们永远也制造不出最先进制程的芯片。

那为什么美国现在还没有限制或者打压对中国半导体质料的出口？我们以为有以下几个缘故原由：

（1）中 美科技之争是边打边谈，双方都是产业链缠绕，不能能马上就完全脱钩和星散，然则对要害质料的出口限制相当于把争端上升到更尖锐的层面，稀奇是光刻胶，一旦美国对中国明确周全断供光刻胶，就是相当于要彻底对中国芯片制造业摊牌，相当于核武器，光是部门限供的影响和袭击也是伟大的，会带来相关公司马上停产的危急。这会成为美国和中国博弈异常主要的一个筹码。

（2）半导体质料的强国是美国日本，且日本的质料产业链相对加倍完整，美国公司介入进去的不多，若是美国政府想通过立法或者其余形式，并没有能够直接阻止日本公司对中国出口相关质料的理由。除非美国政府强制日本执行，这就要美国和中国摊牌，且获取友邦对此行为的一致认可，这样做比当前限制高端芯片制造装备的政治价值高得多，且详细操作的难度更大；

（3）美国的产经界人士对中国芯片制造业的生长阶段判断，以为中国大陆还处在追赶阶段，相关装备与专利的限制已经足够卡住生长历程，装备都没有就加倍不用思量高端质料的问题了。然则一旦国产装备与日俱增，或者周全突破，对要害质料的限制一定会成为下一个“制裁”点；

（4）实在，美国已经在科技做脱钩，或者说部门脱钩的准备事情。知情人士透露，美国商务部希望制订一套类似于适用中芯国际的规则限制其他半导体企业——也就是允许这些中国公司继续生产成熟制程、工艺老旧的芯片，但严酷限制其获得先进制程的工艺和装备的可能性。美国人希望在以芯片为基础的智能科技领域与中国这样的战略挑战者永远保持代差感，甚至是几代的代差感，从而确保竞争优势和产业优势。

美日的半导体质料公司会随着产业链的迭代不停开发出更尖端的质料，且供应链也会逐步靠拢英特尔、台积电、三星这样的系统，自然而然也会逐步削减适用于中国芯片制造业的质料生产，最后随着时间的推移，不仅仅是装备的限制，要害质料的供应被切断反而成为了美日企业的正常市场行为，他们要追求更高利率的工艺产物，镌汰老旧产物和市场不够的产物。最克日本大厂从地震被动限供到自动限供实在就是一个警示讯号。

若是说装备限制是当头一刀，那要害质料稀奇是光刻胶的限制就是温水煮田鸡，我国若无法突破在半导体质料手艺上的突破，最终将演酿成芯片产业链的大溃败，以是半导体质料稀奇是光刻胶国产化势在必行。

04、我国半导体光刻胶的希望与野望

今年3月以来，上海的疫情日益严重，但因光刻胶对芯片制造的主要性，中国企业也尽全力保证光刻胶的贮备。据中国民航网报道，4月24日，东航物流旗下中国货运航空的CK262全货机航班飞抵浦东国际机场，机上承载的物资就包罗5.4吨光刻胶，这些光刻胶的收货方，是我国第二大芯片制造企业华虹团体。据资料显示，华虹团体每月空运光刻胶约数千瓶。

自今年4月以来，这已经是华虹团体收到了第2批光刻胶、两批共计8.9吨，而这也才刚完成4月光刻胶运输设计的部份义务，这也让“别人抢菜我抢光刻胶”的金句广为撒播。以往我们只听过用飞机紧要撤侨、飞机基金运输战略武器、用飞机起劲投送抗疫紧缺物资，都是属于战略性行为，这次的包机抢购光刻胶，再一次证实晰光刻胶对于芯片制造的焦点职位，已经上升到了国家战略层面。

近年来，国产光刻胶厂商纷纷崛起，在半导体光刻胶层面也取得了不错的希望。我们凭证最新的公然数据整理了主要几家在半导体光刻胶领域有结构的公司的产物情形。从研发与量产进度来看：

（1）ArF领域代表着国产光刻胶的最前沿手艺。

在ArF这个领域，现在海内这几家光刻胶公司都明确示意要攻关该领域，然则已经有产物出来并送样的公司只有上海新阳、南大光电、徐州博康（华懋科技），飞凯质料的Barc也很要害。

作为国家02专项的结题单元，加上国家大基金的加持，南大在ArF领域一定是居于领先职位，然则最近的年报也披露了光刻胶项目的延期，可想而知，这一领域的手艺工艺难度之高。

（2）KrF领域加倍重视手艺的适用性，国产光刻胶产物已经放量。

在这个领域，南大并没有举行结构，晶瑞电材还在举行客户端测试，上海新阳的产物已经有客户订单，而明确示意自身在KrF领域批量供货的是北京科华(彤程新材)、徐州博康（华懋科技）。

在这里，我们对光刻胶的批量供货做一些剖析。

一款光刻胶通过客户测试认证后，产物性能基本达标就可以发生小量订单了，然则批量供货既要产物性能达标，还要考量公司的工业化生产能力和对工艺的控制能力，从工厂的车间验证到光刻胶产物多批次的稳固性，稀奇是对之前从来没有批量供应光刻胶产物的公司，挑战更大。

（3）i线光刻胶领域重点是品类扩充以及高分辨i线光刻胶突破。

在这个领域，据透露，包罗晶瑞电材、北京科华(彤程新材)、徐州博康（华懋科技）和上海新阳等企业在这里已经有了不错的显示。其中，晶瑞明确了公司i线收入3000-4000W，北京科华(彤程新材)宣布数据是国产i线占比达20%。思量到i线的单价不高，加上海内供应链已经较为成熟，后续重点考察各家的销售收入变量。

最后，值得关注的是，从2021年下半年最先，各家光刻胶公司在公然场所都最先突出自己在光刻胶上游质料的结构。虽然说现在最要害的照样先解决光刻胶的配方以及导入问题，然则更上游质料体现的是放量供应后的规模以及稳固性问题。也亏的产业内人士未雨绸缪，这一点稀奇主要，2021年下半年以来，据业内人士新闻，由于上游原质料涨价问题，光刻胶市场均价上涨20%-30%，侧面也证实，光刻胶的订价权不仅仅取决于配方工艺，还应该包罗上游质料供应系统。

展望未来，国产光刻胶必将取得突破，与之相呼应，必将降生中国版的千亿市值化学巨头，代表化学质料最高水准的半导体光刻胶只是第一步，这个确定性险些是100%。