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全球90%都是产自日本,一旦断供中国如何应对?为何别国无法生产

2024-12-25 5 yuneu

近日,中美之间的半导体之争越演越烈,作为芯片制造的核心原材料,光刻胶的现状也越来越受到关注。2024年我国芯片出口金额达8250亿,2025年预计将突破1.03万亿。

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尽管我国在半导体专利授权方面已在全球率先突破200万大关,但在关键材料的研发上仍面临巨大挑战。以光刻胶为例,目前日本企业几乎垄断了全球90%的市场份额,一旦光刻胶断供,中国又该如何应对呢?

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一、日本企业为何能垄断90%的光刻胶市场?

①探索日本光刻胶产业发展历程

纵观历史,由于原子弹的威力过于强大,各国发展原子弹技术的压力很大,因此进行了相关技术的保密,对外不进行公开,导致各国对原子弹技术的了解非常有限,最终各国都选择了停止或放弃研究原子弹技术。

然而,原子弹技术发展到今天,大家都已经不再认为原子弹是一种安全的武器,面对强大的核武器,各国也逐渐在这方面进行了技术的研发和突破,今天的光刻胶技术就是所谓的“第二原子弹技术”,且日本已在这方面进行了深入的研究。

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在上世纪90年代,日本的科技水平就已经领先于全球,光刻胶技术也早已经实现了产业化,甚至日本早在1986年就已经开始生产符合国际标准的光刻胶,早期的生产主要是要满足国内的消费需求,随着技术的不断进步,在上世纪90年代,日立、住友、三菱重工等日本企业也逐渐开展了光刻胶的出口业务。

②日本企业的光刻胶生产技术全球领先

光刻胶是芯片制造过程中必不可少的材料,它的精密度要求极高,必须保证在纳米级的精度下完成光刻操作, 而日本企业在光刻胶的生产技术上拥有非常强大的实力,甚至早在上个世纪,日本便已经掌握了光刻胶的相关生产技术。

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日本的东京大学就早已经研发出了高分辨率光刻胶,而日本的化学公司也早已经研发出了用于生产光刻胶的相关设备,比如光刻胶涂布机和硬化机等。

通过这些设备,日本能够更好地生产出符合国际标准的光刻胶产品,而日本企业也早就在光刻胶的生产技术上处于行业领先地位,可以保证生产的光刻胶产品完全符合芯片生产的相关需求,并且应用到芯片生产中。

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在上个世纪90年代,日本的半导体技术也已经达到了国际领先水平,并且在当时就已经掌握了各种高端设备的生产技术,尤其是在光刻胶方面,日本的生产技术可以说已经达到了世界顶尖,世界上大多数国家的半导体企业也都离不开日本的光刻胶产品。

③光刻胶的市场份额分析,竞争异常激烈

根据相关数据分析,近几年,无论是低端的光刻胶,还是中端和高端的光刻胶,全球市场上日本制造的光刻胶产品的占比都在50%以上,尤其是日立、住友化学以及东京广岛等日本企业在光刻胶的市场份额上占据了90%以上。

而据预测,未来光刻胶的市场需求还会进一步增长,因此,世界主要半导体材料企业都在积极布局光刻胶市场,希望能占据一席之地。

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二、光刻胶对半导体产业的重要性,技术水平不可忽视

01、光刻胶的功能和作用

光刻胶是光刻胶膜的简称,是指涂覆在硅片上用于形成电路图案的化学物质。光刻胶在制造过程中,是光刻胶膜被光刻机曝光的前提下,会在暴光的光源的照射下与光刻胶溶剂发生化学反应,形成电路图案。

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而光刻胶的种类也非常多,其中主要分为正胶和负胶,正胶是指在光源的照射下,光刻胶的溶剂会发生反应,形成我们需要的电路图案,负胶正好相反,在光源的照射之下,光刻胶的溶剂会发生化学反应,最后被腐蚀掉的部分就是我们需要的电路图案。正负光刻胶在性能上没有太大的区别,主要的差异就是工艺和流程不同。

02、光刻胶的技术难点在哪里?

难点在于精密度的要求很高

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光刻胶在芯片制造过程中扮演着至关重要的角色,它的主要功能是将电子设计图案转移到硅片上,在整个光刻过程中,光刻胶需要精确地定位在硅片的上面,以确保所制造的芯片具有高精度和高性能,光刻胶的技术难点主要集中在对精密度的要求上, 光刻胶需要能够在纳米级别的精度下工作,以确保芯片的性能和稳定性。

难点在于对环境的要求很高

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光刻胶对环境的要求也是非常高的,在光刻胶的生产过程中,需要严格控制环境中的温度、湿度和清洁度等指标, 这些因素都会影响光刻胶的质量和性能。比如,过高或过低的温度,以及过于潮湿的环境都会对光刻胶的涂层均匀性和粘附性产生影响。

因此,生产光刻胶需要在洁净室等特殊环境中进行,这也就大大增加了生产成本。

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三、光刻胶断供对全球的影响,如果断供会怎样?

影响一:没有光刻胶,芯片将无法制造出来,影响产值

光刻胶是芯片制造过程中必不可少的材料,如果日本停止光刻胶的生产供应,全球将面临光刻胶严重缺货的危机,将会直接影响到芯片的生产和销售,甚至会导致芯片价格大幅上涨, 我国的芯片制造企业也将会受到严重的损失。

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比如在1990年,日本的光刻胶已经实现了产业化, 由于当时光刻胶的市场份额主要集中在日本企业手中,在日本发生了泡沫经济后,日本的半导体产业也面临着巨大的挑战,为了拉动日本半导体产业的发展,日本的半导体企业也就纷纷降低了光刻胶的售价,以便于本土企业采购到更优质且更便宜的光刻胶,维持日本半导体产业的生产。

影响二:全球60%的晶圆制造厂将面临破产风险

据专业人士估计,如果日本企业停止供货,全球将会有60%的晶圆制造厂面临破产风险。 光刻胶作为芯片制造中的关键材料,其成本占了芯片制造成本的30%到50%不等,因此,如果全球晶圆制造厂无法及时获得光刻胶供应,将会面临巨大的经济压力,甚至可能导致破产。

影响三:光刻胶市场会迎来二次价格暴涨

光刻胶的价格上涨主要是由于供需关系的变化。如果光刻胶的生产和供应无法满足市场需求,那么光刻胶的价格就会随之上涨,这种价格上涨将进一步影响到其他相关产业,比如芯片制造产业,甚至可能导致整个芯片市场的崩溃。

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为了应对这种价格上涨, 各国企业需要加强对光刻胶的研发和生产能力,并寻求多元化的光刻胶供应来源,以降低对单一国家的依赖。

四、我国的光刻胶技术研发进展分析,何时能追赶上日本?

>>>我国在光刻胶技术上取得了一定的突破,韩国也不落后

光刻胶是芯片制造过程中的关键材料之一,其技术水平直接影响着半导体产业的发展。近年来,我国在光刻胶技术上取得了一定的进展,特别是在高端光刻胶的研发方面。

2022年5月,我国的研究团队成功研发出了一种新型光刻胶T150A,其分辨率达到0.35um,化学稳定性和极小的线条宽度使其成为一款高精度、高稳定性的光刻胶,标志着我国在光刻胶技术上实现了重大突破,不再依赖日本的光刻胶,但是韩国却并不想落后,也在光刻胶产业上进行了相应的布局,在2023年已经成功开发出3个以T150A为基础的产品。

我国的光刻胶企业也是在不断的进行技术的攻坚克难,逐步实现了国产替代,比如2022年9月,在上海举行的第十六届上海光博会上, 华大九天就展出了自己研发的光刻胶,获得了不少业界人士的关注。华大九天相关负责人表示,这款国产光刻胶具有更低的成本和更高的安全性,将有助于降低半导体制造成本,提高芯片产品的竞争力。

>>>我国的光刻胶技术研发进展还需要进一步突破

尽管我国在光刻胶技术上取得了一定的进展,但整体技术水平仍然需要进一步提高。当前,我国的光刻胶生产技术、材料选择、工艺流程等方面仍存在一定的差距。因此,我们需要加大对光刻胶技术的研发投入,建立更完善的研发体系,吸引更多的科研人才,继续加大对光刻胶技术的研发力度,以期早日实现光刻胶技术的自主可控。

光刻胶技术是半导体产业的重要基础,我国必须重视光刻胶技术的研发和生产能力。同时,我国也应该加快对光刻胶生产设备的自主研发,以保障未来半导体产业的稳定发展,在全球范围内加强合作与交流,学习借鉴国外的先进经验,同时加大对国内企业的支持和培育,推动国内光刻胶行业的健康发展。

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