日本的光刻膠能否一招鮮吃遍天?
近期,隨著全球半導體市場逐漸回暖,光刻膠作為半導體工藝中不可或缺的重要材料,其生產廠商的訂單也開始增多,擴大產能成了新風向。
2024-05-16 09:28:38
來源:中國電子報、電子信息產業網 許子皓??

近期,隨著全球半導體市場逐漸回暖,光刻膠作為半導體工藝中不可或缺的重要材料,其生產廠商的訂單也開始增多,擴大產能成了新風向。例如,信越化學宣布,為了擴大半導體光刻材料業務,決定在日本群馬縣伊勢崎市新建其第四座生產工廠。東京應化宣布在韓國京畿道平澤市新建工廠,作為其在韓國的光刻膠研發、生產和銷售基地。當前,日本企業占據了全球光刻膠市場約70%到90%的份額,特別是在高端的ArF和EUV光刻膠領域,市場占有率甚至超過90%,光刻膠也成為了日本在全球半導體制造鏈中的絕對依仗。

深耕細作造就光刻膠“霸主”

光刻膠被譽為“微納世界的畫家”,在半導體制造中,光刻膠要先被涂覆在硅片或其他襯底上,然后通過光照和后續蝕刻等處理,實現微細圖案的制作。這種高精度的制作技術,使得現代電子產品中的集成電路能夠實現高復雜度和高集成度。光刻膠的優良特性保證了半導體制造過程的一致性和可靠性,為高效生產提供了堅實的基礎。

當下的全球光刻膠市場,幾乎被來自日本的JSR、東京應化、信越化學、住友化學等企業所瓜分,也讓日本在全球半導體制造鏈中占據著舉足輕重的地位,這都源于日本長久以來的積累。

日本半導體材料的發展可追溯至20世紀50-60年代,隨著日本電子產業需求增長而迅速擴張。在20世紀70-80年代,日本通過政府引導的“VLSI項目”集中研發資源,突破晶圓大口徑化、高純度硅材料制備等關鍵技術,為半導體產業奠定基礎。20世紀90年代,半導體產業國際競爭加劇,日本半導體器件市場份額下滑,但材料領域優勢繼續凸顯,企業專注于半導體材料的創新與供應,如信越化學、SUMCO在硅晶圓領域建立領導地位,并實現了在光刻膠、電子氣體等關鍵材料的技術突破等。如今,日本半導體材料產業完成了從依賴外部技術到自主研發的轉變,并延續了對光刻膠等材料的純度與質量的極致追求,以及對新興市場和技術趨勢的快速響應,這些都鞏固了日本在全球半導體材料供應鏈中的核心角色。

芯謀研究總監張彬磊指出,日本企業擅長進行產業垂直整合,芯片公司多采用IDM模式,在材料和零部件領域也習慣于本地配套、本土供應。這種垂直整合產業文化使日本在光刻膠等材料逐漸建立起深厚的底蘊,經過長期積累形成了相對完備的半導體材料體系。

試圖左右光刻膠市場

如今,日本在半導體材料領域的地位已經得到了全球的認可,這也讓日本獲得了主動權。日本政府曾多次限制光刻膠等半導體材料的出口,其中,影響最深遠的就是2019年7月,日本政府宣布對出口韓國的半導體工業材料加強審查和管控,并將韓國排除在貿易“白色清單”以外。這些半導體材料包括含光刻膠、氟聚酰亞胺、氟化氫。但為應對這一局勢,韓國政府牽頭,鼓勵韓國半導體材料企業加快研發,全力突破日本企業的壟斷,并最終成功突圍。2023年3月,日本政府決定解除限制向韓出口上述三種關鍵半導體材料的措施,將韓日出口貿易恢復至2019年7月之前的狀態。至此,長達四年的“日韓半導體貿易戰”才正式結束。

而此前,日本政府支持的投資基金“日本投資公司”(Japan Investment Corp,簡稱JIC)發布聲明,收購日本光刻膠制造商JSR,收購總額為9039億日元(約合人民幣419.6億元),包括凈有息負債在內的收購總額將達到1萬億日元(約合人民幣464.2億元)規模。此舉也被市場普遍認為,是日本政府要將光刻膠產業“國有化”。對此,賽迪四川平臺建設與運營中心總經理池憲念表示:“日本政府支持的日本產業革新投資機構(JIC)對JSR的收購案,不僅僅是為了操控市場。首先,日本政府希望通過‘國有化’JSR,強化國內供應鏈穩固,減少對外部供應商的依賴,并且加強技術保護,提升其在半導體產業的國際競爭力?!?/p>

壟斷并非牢不可破

在全球半導體制造鏈中,各個國家都在根據自身所長,各司其職,但像光刻膠等半導體材料被日本如此壟斷的情況非常罕見,以至于日本可以從源頭控制全球半導體市場,因此,目睹了日本限制出口、抬高價格等操作后,各國也開始未雨綢繆,加快研發進度,避免陷入無“膠”可用的境地。

事實上,企業不愿花時間和精力深耕光刻膠領域的原因在于,光刻膠的利潤并不高,在整個芯片產業的市場規模也很小,世界半導體貿易統計組織(WSTS)的數據顯示,2022年全球半導體市場規模為5735億美元,其中光刻膠的市場規模只有22億美元左右,不足整體半導體市場規模的1%,因此,日本的價格不高,質量還好,所以各國才會對日本的光刻膠如此依賴。

張彬磊表示,日本雖然在光刻膠領域的技術優勢十足,市場份額龐大,但材料領域的優勢并非是難以逾越的,只要其他企業長期投入,這種差距是可以快速追趕的。

這點從韓國的突圍之路就能看出端倪。2019年,韓國光刻膠對日本的依賴度為80%。但韓國政府在被限制時并沒有坐以待斃,立刻牽頭一口氣投入了6萬億韓元的預算,鼓勵韓國的材料企業加快研發進度。三星集團更是投資了數十家韓國本土半導體設備和材料廠商,從化學材料供應商,到陶瓷材料供應商,全力突破日本企業的壟斷。2022年12月,這筆投入終于獲得了回報,韓國三星電子公司宣布,將東進半導體研發的EUV光刻膠成功應用于其芯片工藝生產線。東進半導體成為韓國第一家將EUV光刻膠本土化至量產水平的公司。

因此,光刻膠等材料的技術突破,其門檻也許并沒有想象的那么高。如果其他國家的企業愿意投入,也有望取得突破。

其中,國家的政策和撥款支持顯得格外重要,各國政府都在出臺一系列政策,扶持本國光刻膠產業的發展。

韓國政府為企業提供了低息貸款、稅收優惠等支持,推動企業建設新的生產線,提高產能。部分企業還通過海外并購、合資等方式,獲取先進的光刻膠生產技術和設備,進一步提升光刻膠產業的競爭力。美國政府提出,在光刻膠生產、晶圓制造、封裝測試等環節加大財政撥款,加強國內外企業合作,鼓勵外國制造商和材料供應商在美國和其他盟國地區投資,通過立法改善國內半導體制造生態系統。我國也提出了多條面向光刻膠生產企業的稅收優惠等政策。

但日本政府同樣也在努力鞏固自身的光刻膠供應能力,在價格和產量上占據絕對優勢,因此,其他國家還需要給企業更多的支持和時間,厚積才能薄發。

責任編輯:許子皓

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