文|小彭的灿烂笔记
编辑|小彭的灿烂笔记
声明:本文陈述内容参考的“官方信息来源”,均赘述在文章末尾,感谢支持。
【前言】
在半导体制造领域,有一种堪称“黄金般”的材料光刻胶,虽然体积微小,却是芯片生产不可或缺的核心要素,甚至决定了芯片精度与质量的高度。
你或许很难想象,这一瓶胶水的价格高达数万元,而生产它的技术和市场却被一个国家牢牢掌控着日本。
全球光刻胶市场,日本企业占据了超过96.7%的市场份额,尤其在高端领域几乎实现了“垄断”,成品可以卖,但配方绝不会外流。
而光刻胶研发又需要庞大的技术积累和资金投入,这让世界许多国家不得不依赖日本进口,其中,中国的依赖程度尤为严重。
曾经,韩国在2019年遭遇了日本光刻胶的“断供”,导致半导体生产几乎停滞,四年时间里疲于应对,这让全世界都意识到,掌握核心技术的重要性。
那么,如果同样的情况发生在中国,我们又将如何应对?难道真的会被“卡脖子”?
【日本光刻胶的垄断与技术壁垒】
日本在光刻胶市场的主导地位,源于其多年的技术积累和产业布局,东京应化、JSR、住友化学、富士胶片等巨头公司,几乎垄断了全球高端光刻胶市场。
这种垄断不仅体现在市场份额上,更深植于技术壁垒,光刻胶的研发并非易事,它需要极高的精度和长期的实验。
尤其是EUV光刻胶的开发,更是难上加难这不仅需要巨额的资金投入,还需要与昂贵的EUV光刻机进行协同开发。
如此高的门槛,让许多国家望而却步,更令人担忧的是,日本企业只出售成品,核心配方则严加保密,这使得其他国家在技术上难以突破,对日本的依赖日益加深。
中国的光刻胶自给率不足10%,在高端市场更是几乎空白,如果日本选择断供,中国的芯片产业将面临巨大的挑战。
但事情的发展并非一成不变,中国的科研人员正夜以继日地努力,试图打破这一垄断局面,他们的努力,或许将改变这一现状。
日本的垄断地位,给全球半导体产业带来了巨大的压力,尤其是在韩国“断供事件”发生后,各国才更加意识到自主研发的重要性。
2019年韩国遭遇了一场意想不到的危机,日本政府突然宣布对韩国实施半导体材料出口管制,其中光刻胶、氟化氢等关键材料赫然在列。
这一招可谓直击韩国的软肋,光刻胶是芯片制造的核心材料,没有它芯片生产线就无法继续运转,对半导体巨头三星和SK海力士来说,这无异于釜底抽薪。
当时全球半导体市场竞争正如火如荼,韩国作为半导体产业的重要一环,芯片出口量巨大,全球市场份额也十分可观。
而光刻胶的生产几乎被日本完全掌控,出口管制一出,韩国的半导体产能急剧下降,生产线运作吃紧,芯片良率出现了明显下滑,企业损失巨大,整个产业链一度陷入停滞。
事实上韩国并非没有尝试,面对日本的“断供”,韩国政府和企业迅速启动应急预案,试图从其他国家寻求替代供应。
不过光刻胶这种东西,并不是一时半会儿能生产出来的,全球能够生产高端光刻胶的国家屈指可数,其他供应商的产品要么技术达不到标准,要么生产规模不足以满足需求。
韩国的尝试最终只能以失败告终,这场危机整整持续了四年,直到2023年日本才在多重压力下恢复了对韩国的出口供应。
但在这四年里,韩国付出了沉重的代价,芯片产量的下降让韩国半导体产业在全球市场上的竞争力大打折扣。
韩国的经历,给了中国一记警钟,虽然中国的半导体产业起步较晚,但近年来发展迅猛,市场需求巨大。
只可惜光刻胶的自给率不足10%,尤其在高端领域依然严重依赖进口,韩国的前车之鉴提醒我们,如果光刻胶供应链被外部势力卡住脖子,中国的半导体产业也会面临类似的困境。
不过危机也是转机,从韩国的经历可以看出,技术封锁越严苛,被封锁的一方就越能激发自主研发的决心。
韩国在遭遇“断供”后,也开始加大对半导体材料的研发投入,试图逐步摆脱对日本的依赖,中国早已未雨绸缪。
面对类似的风险,中国政府与企业已着手布局光刻胶的自主研发,在一系列政策扶持和科研攻关下,国产光刻胶的技术突破正逐渐显现。
韩国的教训告诉我们,任何技术封锁都不会持续太久,只要掌握核心技术,未来的主动权就能牢牢握在自己手中。
面对这样的情况,我们国家是如何应对的呢?
【国产光刻胶的突破与新希望】
长久以来,光刻胶的技术被日本牢牢掌控,就像一座难以翻越的高山,许多国家望而却步,不是因为没有想法,而是因为光刻胶的研发实在太烧钱、太烧时间。
毕竟研发一瓶高端光刻胶,需要的不仅是原料和设备,更需要无数次试验和数据积累,稍有偏差,整个项目可能前功尽弃。
而EUV光刻胶的研发门槛更高,除了要投入巨资购买EUV光刻机,还需要与芯片制造企业进行长时间的磨合,整个过程少则十几年,多则几十年。
日本的光刻胶巨头们之所以敢“只卖成品、不卖配方”,底气就在于他们几十年如一日的技术积累,以及全球市场对他们的高度依赖,这种“卡脖子”的局面,正在被逐渐撼动。
2024年10月,武汉太紫薇光电科技公司发布了一则振奋人心的消息,他们成功研发出了一款名为“T150A”的光刻胶。
这款光刻胶分辨率达到120纳米,可以应用于28纳米制程的芯片光刻,28纳米制程听起来并不算顶尖,但不要小瞧它,这一技术已足以覆盖目前80%的市场需求。
例如在家电、工业设备、汽车电子等领域,28纳米芯片依然是主流,甚至性能过剩,就连我们手中的智能手机,也并非所有应用都需要最先进的芯片。
武汉太紫薇的突破,意味着中国在光刻胶领域已经拥有了自己的“安全底线”,更重要的是,这不仅仅是一次单纯的技术突破,更是整个国产光刻胶产业的起点。
过去,中国在光刻胶领域的技术空白主要体现在高端产品上,而中低端产品也因为设备、技术、原料的短缺难以规模化生产。
如今,随着“T150A”的问世,国内上下游企业开始加速协同,国产光刻胶的生产规模正在稳步扩大。
当然,以目前的情况来看,中国与日本之间还存在一定差距,那么在未来的时间中,中国应该如何去改变呢?
【光刻胶产业的未来与全球竞争】
核心技术掌握在少数国家手中,垄断者可以通过技术封锁、贸易管制等手段,随时对他国产生巨大影响,韩国的断供事件、全球对日本光刻胶的高度依赖。
这些都让人看清了一个道理,在全球化的时代,技术自主的重要性不言而喻,但技术垄断并不是不可打破的。
几十年前,日本也曾被欧美的科技巨头卡住脖子,而正是那段被迫追赶的时期,日本通过坚持自主创新,逐渐在半导体材料领域站稳脚跟。
如今中国正走在一条类似的道路上,只不过这条路更加艰难,因为技术壁垒更高,竞争也更为激烈。
但中国有自己的优势,一方面中国拥有世界上最完整的半导体产业链,从设计、制造到封装测试,每一个环节都在稳步发展。
这为光刻胶的研发提供了强大的市场支撑,另一方面中国科研人员的攻坚精神和产业协同的能力,也正在加速国产光刻胶的落地应用。
例如除了武汉太紫薇的突破外,国内其他企业也在不断发力,在芯片封装材料、晶圆抛光技术等领域,中国已经取得了显著的进展。
虽然距离全面替代进口还有一段距离,但这种“多点开花”的局面,让我们看到了国产半导体材料崛起的希望。
同时光刻胶的未来不仅仅是解决供应链安全的问题,更关系到全球科技产业的竞争格局,一旦中国在光刻胶领域实现突破。
就意味着在半导体制造的核心环节拥有了更大的话语权,这不仅有利于保障自身产业链的安全,也将对全球科技产业的平衡产生深远影响。
全球市场不会永远属于某一个国家,也没有谁能永远占据垄断地位,日本的领先,是建立在技术积累的基础上。
而中国的追赶,是建立在时代赋予的机遇之上,自主创新的步伐不会停歇,中国的光刻胶产业正在向着更高的目标前进。
【结语】
中国科研人员用坚定的信念和艰苦的努力,为国家科技发展注入新的希望,未来国产光刻胶将走得更远,也将让中国在全球科技竞争中赢得更多话语权。
向那些奋斗在科研一线的研发人员致敬,因为他们的努力,让我们看到了一个更加自立、自强的明天。
参考资料:
中国电子报在2024年5月16日关于《日本光刻胶市场地位:是否真的坚不可摧?》的报道
科创板日报在2023年12月11日关于《日本光刻胶大厂计划提价 增幅约10%-20%》的报道
湖南日报在2024年10月17日关于《重大突破!光谷攻克芯片光刻胶关键技术》的报道