芯片被誉为“现代工业的粮食”,其重要性越来越大。因此,芯片制造就显得更加重要。但要做好芯片制造,就需要解决芯片制造设备、制造材料和设计软件等问题。
一直以来,关注较多的是光刻机这个最重要的芯片制造设备。其实,芯片制造材料光刻胶的重要性也不逊于光刻机。如今,南大光电再传新进展,开始打破日美垄断!
光刻胶变得更加重要
光刻机之所以至关重要,主要是因为光刻工艺是芯片制造过程中最重要的环节,在整个芯片总耗时中占比达到50%左右。而光刻过程中的七大流程,首先就是要涂胶。
这里涂的胶就是光刻胶,并且光刻胶跟光刻机一样,其精度同样制约着芯片制程的前进,就是不同制程节点就需要不同的光刻机。比如,7nm以下就需要EUV光刻胶。
因此,光刻胶也是芯片制造过程中必不可少的材料之一,其重要性甚至比肩光刻机。
光刻胶的种类非常多,芯片制造用的光刻胶基本对标光刻机,根据所适配的刻蚀用光的波长不同,市场上半导体光刻胶主要分为g线、i线、KrF、ArF、EUV这几类。
半导体光刻胶由于纯度要求非常高,生产工艺很复杂,需要长期的技术积累,属于高技术壁垒材料。目前,全球光刻胶市场基本上被日美企业垄断,自给率不足10%。
光刻胶的追赶相当不易,因为面临着三大壁垒:专利壁垒、客户壁垒、设备壁垒。
首先是专利壁垒。截止到去年9月,日本光刻胶专利申请量占46%,美国占25%,而我国仅占7%。不过,我国光刻胶专利的申请量正在快速增长,这是好的发展趋势。
其次是客户壁垒。光刻胶验证时间较长,过程还很繁琐。光刻胶厂商要持续给客户送样,听取客户反馈后再改进,这样反复有时会超过50多次,过程需要两三年时间。
因此,光刻胶验证成功的客户一般都不愿意更换供应商,这就制约了新厂家的发展。
南大光电再传新进展
再者是设备壁垒。为解决客户不愿意验证的问题,新进的光刻胶厂商就需要自己购买光刻机,拥有自我验证能力,以加速验证过程。然而,光刻机的价格又非常高昂。
购买光刻机无疑就增加了成本,因为光刻机开机成本几乎跟购置成本相同。为此,我国光刻胶企业只能购买二手光刻机,南大光电、晶瑞股份、上海新阳之前都买过。
不过,即使三大壁垒非常高,我们光刻胶企业也取得了突破进展,尤其是南大光电。
前段时间,南大光电对外宣布,公司自主研发的Arf光刻胶已经开始大规模投产,可用于14nm及以上制程芯片制造,并且正在向多家下游主要客户进行光刻胶的验证。
南大光电还针对同一客户的不同需求开发了不同的产品,以满足客户的多样化需求。
近日,南大光电再次传来重要进展,ArF光刻胶已通过两家客户验证,一家是存储芯片制造企业,另一家是逻辑芯片制造企业,还有多款产品正在多家客户同时进行认证。
g线、i线、KrF这三种光刻胶国内已经可以量产,但自给率还较低,还需要进一步提升产能。目前,g线、i光刻胶自给率约为20%,晶瑞股份、北京科华微等在做。
上海新阳主攻KrF和干法ArF光刻胶,已经进入产能建设阶段,但自给率不足5%。
南大光电的ArF光刻胶可用于90-14nm,正是DUV光刻机需要配套使用的。这次通过了两家客户验证,南大光电正式成为了通过产品验证的第一家国产ArF光刻胶企业。
即使在国际上,ArF光刻胶也只有少数几家公司可以做到产品级配方的调制。光刻胶产品通过了客户验证,就可以批量供货了。因此,南大光电在这方面打破了日美垄断。
光刻胶的落后将会严重制约我们的芯片制造发展,尤其是高端芯片,ArF光刻胶突破,接下来必然就是EUV光刻胶,尽管目前我们还用不到,但必须提前进行技术研发。
目前,我们正在大举扩产成熟制程产能,ArF光刻胶突破将进一步加速中国芯前进!
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