材料委好文一文读懂半导体制程技术进步的“燃(2)
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【摘要】质量控制技术:由于用户对光刻胶的稳定性、一致性要求高,包括不同批次间的一致性,通常希望对感光灵敏度、膜厚的一致性保持在较高水平,因此,光
质量控制技术:由于用户对光刻胶的稳定性、一致性要求高,包括不同批次间的一致性,通常希望对感光灵敏度、膜厚的一致性保持在较高水平,因此,光刻胶生产商不仅仅要配臵齐全的测试仪器,还需要建立一套严格的QA体系以保证产品的质量稳定。
原材料技术:光刻胶是一种经过严格设计的复杂、精密的配方产品,由成膜剂、光敏剂、溶剂和添加剂等不同性质的原料,通过不同的排列组合,经过复杂、精密的加工工艺而制成。因此,光刻胶原材料的品质对光刻胶的质量起着关键作用。对于半导体化学化学试剂的纯度,际半导体设备和材料组织(SEMI)制定了国际统一标准,如下表中所示。
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美国和日本把控市场
光刻胶行业具有极高的行业壁垒,因此在全球范围其行业都呈现寡头垄断的局面。光刻胶行业长年被日本和美国专业公司垄断。目前前五大厂商就占据了全球光刻胶市场 87%的份额,行业集中度高。其中,日本 JSR、东京应化、日本信越与富士电子材料市占率加和达到72%。
并且高分辨率的 KrF 和 ArF 半导体光刻胶核心技术亦基本被日本和美国企业所垄断,产品绝大多数出自日本和美国公司,如杜邦、JSR 株式会社、信越化学、东京应化工业、Fujifilm,以及韩国东进等企业。
整个光刻胶市场格局来看,日本是光刻胶行业的巨头聚集地。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
(全球光刻胶生产企业市场份额)日韩材料摩擦:半导体材料国产化是必然趋势;2019年7月份,在日韩贸易争端的背景下,日本宣布对韩国实施三种半导体产业材料实施禁运,包含刻蚀气体,光刻胶和氟聚酰亚胺。韩国是全球存储器生产基地,显示屏生产基地,也是全球晶圆代工基地,三星、海力士、东部高科等一大批晶圆代工厂和显示屏厂都需要日本的半导体材料。这三种材料直接掐断了韩国存储器和显示屏的经济支柱。
在禁运之后,韩国半导体产业面临空前危机,一时间,三星半导体,海力士等全球存储器龙头都处于时刻停产危机,三星本身的材料存货只能支撑3个月的生产。三星、海力士高管也是频频去日本交涉。同为美国重要盟友的日韩之间尚且如此,尚在发展初期的中国科技产业更需要敲响警钟。
目前中国大陆对于电子材料,特别是光刻胶方面对国外依赖较高。所以在半导体材料方面的国产代替是必然趋势。
中美贸易摩擦:光刻胶国产代替是中国半导体产业的迫切需要;自从中美贸易摩擦依赖,中国大陆积极布局集成电路产业。在半导体材料领域,光刻胶作为是集成电路制程技术进步的“燃料”,是国产代替重要环节,也是必将国产化的产品。
光刻是半导制程的核心工艺,对制造出更先进,晶体管密度更大的集成电路起到决定性作用。每一代新的光刻工艺都需要新一代的光刻胶技术相匹配。现在,一块半导体芯片在制造过程中一般需要进行10-50道光刻过程。其中不同的光刻过程对于光刻胶也有不一样的具体需求。光刻胶若性能不达标会对芯片成品率造成重大影响。
目前中国光刻胶国产化水平严重不足,重点技术差距在半导体光刻胶领域,有 2-3 代差距,随着下游半导体行业、LED及平板显示行业的快速发展,未来国内光刻胶产品国产化替代空间巨大。当今,中国通过国家集成电路产业投资基金(大基金)撬动全社会资源对半导体产业进行投资和扶持。
同时,国内光刻胶企业积极抓住中国晶圆制造扩产的百年机遇,发展光刻胶业务,力争早日追上国际先进水平,打进国内新建晶圆厂的供应链。光刻胶的国产化公关正在全面展开,在面板屏显光刻胶领域,中国已经出现了一批有竞争力的本土企业。
(国内光刻胶主要生产企业及国产替代情况)在半导体和面板光刻胶领域,尽管国产光刻胶距离国际先进水平仍然有差距,但是在政策的支持和自身的不懈努力之下,中国已经有一批光刻胶企业陆续实现了技术突破。
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本文作者:材料委天津院
本文责编:王宁宁
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文章来源:《材料保护》 网址: http://www.clbhzzs.cn/zonghexinwen/2021/0309/512.html