光刻胶的局

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本文来自微信公众号: 全球半导体观察(ID:DRAMeXchange) ,作者:青隐,头图来自:视觉中国

对于国产光刻胶来说,今年的九月是极为特殊的一个月份。

9月23日,发改委联合工信部、科技部、财政部共同发布了《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》,《意见》提出,加快新材料产业强弱项,具体涉及加快在光刻胶、大尺寸硅片、电子封装材料等领域实现突破。

而在《意见》还未发布之前,部分企业已经闻声先动了。

8月15日,上海新阳发布公告,将募资15亿投资高端光刻胶的研发和产业化项目。

9月14日,雅克科技宣布募资12亿布局半导体材料,其中6亿用来投入到光刻胶及光刻胶配套试剂中;两天之后,马鞍山签约了9个项目,其中之一就是斯坦得LDI感光干膜及半导体光刻胶项目,总投资金额15亿;月底,久日新材增资微芯新材2000万研发光刻胶,为国产光刻胶的黄金9月收了个尾。

除了以上几家企业加大投资、研发国产光刻胶之外,还有两家企业通过购买光刻机的方式,开展光刻胶的研发。

同样是在9月,晶瑞股份发布公告称,拟1102万美元购买二手的ASML光刻机,如果顺利的话,可以加快高端光刻胶的研发进度。

在此之前的8月,英唐智控宣布,收购先锋微技术已获得了日本政府的批准,本次收购英唐智控主要瞄准的是光刻机和光刻胶。

以上种种迹象或许能表明,国产光刻胶要雄起了。

但是,别急。

一、光刻胶的两大壁垒

光刻胶产业,尤其是高端光刻胶一直是日本企业所把持,这已不是什么鲜为人知的信息了,那么日本能把持光刻胶这么多年背后的深层次逻辑是什么?

究其原因,主要是技术和市场两大壁垒过高导致的。

首先,光刻胶作为半导体产业的基础材料,扮演着极其重要的角色,甚至可以和光刻机相媲美,但市场规模却很小。2019年的全球光刻胶市场的规模才90亿美元,不及一家大型IC设计企业的年营收,行业成长空间有限,自然进入的企业就少。

另一方面,光刻胶又是一个具有极高技术壁垒的产业。

由于不同的客户会有不同的应用需求,同一个客户也有不同的光刻应用需求。导致光刻胶的种类极其繁杂,必须通过调整光刻胶的配方,满足差异化应用需求,这也是光刻胶制造商最核心的技术。

第二点是光刻胶要有极好的稳定性和一致性,如果质量稍微出点问题,损失将会是巨大的。去年2月,台积电因为光刻胶的原因导致晶圆污染,报废十万片晶圆,直接导致5.5亿美元的账面损失。

除了以上原因外,另一个重要原因是,经过几十年的发展,光刻胶已经是一个相当成熟且固化的产业。

2010年光刻胶的专利出现井喷,2013年之后,相关专利的申请已经开始锐减。目前从专利申请量来看,富士胶片、信越化学、住友化学3家日本龙头公司合计申请了行业80%以上的专利。

市场较小,技术壁垒又高,这意味着对于企业来说,发展光刻胶性价比不高,即便研发成功一款光刻胶,也要面临较长的认证周期,需要与下游企业建立合作关系。 不过,一般下游企业都有自己稳固的合作伙伴,对于他们来说,如果更换供应商,又会是一个相当长的验证周期,费时费力。

综上所述,光刻胶产业的特殊属性,导致目前日本在这方面称霸全球,而鲜有挑战者。

二、最强王者的练成

事实上,日本的光刻胶并非一出场就是王者,而是从青铜一步步爬上去的。

光刻胶的雏形最早出现在200年前的法国,成长于美国,却在日本的手上得到了发扬,这其中有日本自身的努力,也和时代环境密不可分。

上世纪80年代,说起光刻胶,IBM才是当之无愧的最强王者,不仅突破垄断了KrF光刻胶,ArF光刻胶的雏形也源自IBM公司,但是IBM的光刻胶没有赶上好时代,空有一身本领却无处施展。

由于当时80年代半导体工艺还主要处于微米级别,这种工艺用i线就足够,KrF光刻胶虽然先进,但是价格昂贵,并未得到广泛应用。

十年之后,KrF光刻胶可以被大规模商用了,但是市场却发生了极大的变化。在这十年间,全球分工发生了重大的变化,一方面,美国的制造业开始出局,尤其是1986年半导体市场大滑坡,使美国光刻机三巨头遭受重创,新产品研发停滞。

另一方面是伴随着尼康和佳能的崛起,美国光刻机市场被日企一步步蚕食。自家光刻机自然用上自家的光刻胶。这一时间段,日本的东京应化 (TOK) 、信越化学等开始加大研发光刻胶力度,才有了后来的超越。

天时地利人和共同决定了IBM没能走到最后,反倒是日企后来者居上,霸占了整个光刻胶市场。有时候不得不承认,技术过于先进导致没有配套产业出现,新技术得不到广泛应用,对于企业来说也是巨大的挑战。

三、日本光刻胶动向

对于如今的日本光刻胶企业来说,没有了外敌,更多的是内部斗争,相互抢占市场,抢占下一次先机。所以,近期富士胶片、住友化学和信越化学都做了一系列的大动作。

根据日经新闻报道,富士胶片正投资45亿日元 (4260万美元) 在东京西南部的静冈县生产工厂配备设备,最早将于明年开始批量生产极紫外光 (EUV) 光刻技术的光刻胶。

同时,住友化学将在2022财年之前为大阪的一家工厂提供从开发到生产的全方位光刻胶生产能力。 由于其强大的市场,该公司已经达成了向大型制造商提供产品的临时协议。

另一巨头,信越化学则将耗资约300亿日元 (2.85亿美元) ,在中国台湾地区和日本扩厂,台湾地区的云林厂将从2021年2月左右率先新增产能。

届时,信越化学将开始在台湾地区生产用于先进极紫外光 (EUV) 光刻技术的光刻胶。日本新泻县直江津的工厂的新设备预定在2022年2月开始运作。

四、日企扩产的逻辑

从最近各家的动向来看,国产光刻胶项目频繁上马,日本的巨头也在扩大产能,像是大战拉开序幕的前戏,实则有本质的差别。

信越化学、富士胶片在日本与台湾地区建厂,本质上是要满足全球代工企业与面板产业的需求。由于疫情带动全球在线办公、医疗等相关领域的拉升,持续推升了电源管理芯片、CIS影像传感芯片、面板驱动芯片等需求热络。

再加上12寸逻辑IC、存储器相关需求稳定,晶圆代工需求旺盛,各大企业相继出现了产能满载的现象,甚至晶圆代工的交期被拉长。在面板产业上,疫情拉动面板需求,LG本来已经打算在今年关闭LCD厂,因为疫情拉升面板需求,又给LG的LCD面板续了一口气,宣布暂时先不关厂了。

另一方面,台积电作为全球第一代半导体代工企业,产能早已出现供不应求的现象,再加上5nm的量产和3nm的研发,对光刻胶需求进一步拉大,以上多种因素才是信越化学为何在台湾地区和日本建厂的根本所在。

五、国产光刻胶的发展逻辑

国内光刻胶企业最近动作频出的原因,一方面是市场需求上升,另一方面也是自身需求所致。

从日本的光刻胶发家史不难发现,日本的光刻胶是伴随着本国的半导体制造产业一起崛起的,所以光刻胶必须要有配套产业的出现才能一步步做起来。

近年来,国产面板得到了突破性发展,但是很多上游原材料配套不足,供应链都在海外,导致成本升高,所以这也给了国产光刻胶一个机会。再加上国内晶圆代工近两年取得较大的进步,对国产光刻胶需求也在明显上升,这些都为国产光刻胶发展创造了良好的条件。

另一个层面来讲,国产光刻胶需要独立自主。虽然光刻胶的市场不大,但是有些产业的存在不仅仅是能否赚钱的问题,而是出于战略需求。

回顾去年日本断供韩国光刻胶事件,强大如韩国,依然被一个小小的光刻胶所卡死。所以应该有国产光刻胶的存在,保证自身的战略安全,这也是最近发改委为何会发文,要加快光刻胶、大尺寸硅片等领域实现突破的原因所在。

本文来自微信公众号: 全球半导体观察(ID:DRAMeXchange) ,作者:青隐

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