众所周知,半导体是随着现代科技的快速发展而应运而生的一项技术,广泛应用于现在很多电子设备中。
半导体产业作为我国一个重要的基础产业,既是信息产业的基石,也是国防、交通等多个领域的重要组成部分。
可以说半导体的产业地位非常的重要,但是在半导体制程中有一项至关重要且不可或缺的材料,却一直被我国卡着脖子。
这个东西是什么呢?
就是光刻胶。
这个东西在半导体产业中又占据着怎样的重要地位?
光刻胶又是由谁生产制造的呢?
光刻胶有多重要?光刻胶一般是由聚合物单体、薄膜以及溶剂组成的光敏感化学材料,这些材料的聚合物分子链在光照的情况下会发生交联反应。
光刻胶起到非常重要的技术作用,它不仅能够将图形从掩模转移到衬底上,还能提高衬底表面的抗蚀性。
这项技术被广泛运用到微电子设备方面,例如:集成电路、微机电系统三维结构等。
光刻胶在芯片制造中扮演着关键性的角色,没有它,芯片就无法加工出固定的图案和线路,因此芯片也就无法投入使用。
换句话说,光刻胶就是芯片制造过程中不可或缺的一项材料。
那么如果没有光刻胶,半导体产业又会何去何从?
日本企业目前垄断着全球90%的光刻胶市场。
在先进制程中更是占据着市场的绝对主导,甚至达到了100%的份额。
这引发了半导体行业人士的深切担忧,因为一旦出现断供的情况,无疑将对整个半导体行业造成重大影响。
那么市面上还会有其他产地供应这样的材料吗?
显然不会,因为根据市场调研,现阶段中国、美国和欧洲都没有制造出高端光刻胶的能力。
这就意味着,即使这些地区有需求,也无法获得这种材料进行使用,导致整个半导体行业陷入瘫痪状态,其后果不堪设想。
然而即便如此,中国仍然不遗余力地向日本采购优质光刻胶,以满足我们的需求。
正因如此,我们不得不对这件事情产生深思和提出疑问:为什么日本一家企业独占了全球90%的市场份额?
中国又该如何应对?
中国有可能打破这种现状吗?
日本为何垄断光刻胶生产?首先我们要搞清楚,日本企业是如何在全球市场中一枝独秀的。
其实从上世纪70年代开始,日本就在这一领域扎根深耕,不懈努力。
随后在市场竞争中脱颖而出,占据绝对优势。
经过数十年的积累,日本企业建立起了一套完善的制造体系和研发体系,不断进行技术革新和创新。
这使得其产品质量不断提升,同时满足市场需求,并牢牢把握市场脉搏。
现代科学技术发展迅速,尤其是在材料科学领域,聚合物已经成为一种备受追捧的新型材料,并被广泛应用于各个领域。
然而,聚合物分子量越大,其分子链之间就越容易出现交联现象,这对于非常规制程下所需的高端光刻胶来说,无疑是一个巨大的挑战。
因此,日本企业为了应对这个难题耗费了大量的人力和物力进行研究。
终于,在1991年,他们成功研发出了世界上第一款大分子量高分子量不交联的聚合物材料。
这一突破性成果,不仅打破了这一行业的瓶颈,也为高端光刻胶的生产奠定了基础。
自那时起,这款聚合物材料便被全球光刻胶制造商广泛采用,这也进一步巩固了日本在该领域的领导地位。
在接下来的三十年间,日本企业继续加大研发投入,不断推出满足市场最新需求的新型材料,并不断更新优化自己的配方,这一举措使得他们在技术上始终领先竞争对手一步。
然而,中国也并不是没有过努力。
早在上世纪80年代,中国就已经开始进行了相关行业研究,但由于发展落后,在技术水平差距大全后,就再无赶超之力了。
日本企业凭借其技术优势牢牢把握市场主导权,接踵而至的是中国技术人员的离职潮,不少人投身于日本企业,为其持续发展助力。
随着时间的推逝,日本企业逐渐形成了一种市场垄断,这也就导致他们在定价、产品更新等方面都处于绝对优势,使得其他国家难以追赶。
尽管中国曾多次向日本告知其先进光刻胶对我国半导体产业发展的重要性,但日本企业依然保持着对中国的一再涨价,甚至甩卖劣质产品的态度。
毫无疑问,中国必须尽快摆脱这种现状,加快研发,实现自主发展。
1997年,我国科学院苏州纳米科技研发中心成立,是国内首个以纳米科技为基础进行研究的机构。
光刻胶技术不仅是纳米技术的重要细分领域,也是国家“863计划”的关键内容之一,因此,该领域也吸引了许多研究者加入。
2000年,该领域发表了首篇关于chem-china化学离子干蚀刻法的论文,这标志着我国科研人员正式掌握了制造高端蓝光科基膜的方法。
2005年,中国首次成功研制出大分子量非交联型聚合物,这一重大成果被命名为DUV-03。
这款聚合物标志着我国在国产聚合物方面迈出了关键的一步。
2008年,我国成功研发出了三款可感光聚合物膜,这一突破性进展引起了许多人的关注和期待。
2016年,微电子工业研究院正式宣布国赛科版3091 PLD作为大型非交联型聚合物正式投入生产,这是我国在光刻胶技术领域取得的重要里程碑。
中国如何打破这种外交?2019年,在全球范围内广泛使用39%铸造来显示我国自主立法成果,也证明中国正在走向开新路实现突破。
2020年,我国发布了国产化路线图,其中明确指出到2025年实现全光刻胶国产化,以及对高分子/非交联聚合物进行应用开发,到2030年进一步开展大分子交联型聚合物应用开发等任务,这为今后的发展方向提供了清晰的战略指引。
然而,面对日本完全处于领先地位,现在要追赶并非易事。
因为日本拥有丰富且完整的配方,我们国内虽然已经掌握了一些关键环节,但依然相差甚远,需要继续积累数据和经验,而这些都来自于不断尝试和寻找配方的过程。
然而,这样做需要付出巨大的代价,因为生产出不佳的高端丙烯酸会给我们带来巨大的财务负担,而这无疑会影响到我们现阶段正在发展的其他产业,因此我们必须更加谨慎。
但是有一点可以肯定:未来五年内,作为市场主要参与者之一,我国将逐渐实现高等级光刻胶技术突破,并能够在相当水平上与日本企业产生竞争。