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欧美光刻胶垄断被打破?徐州小厂拿下80%核心技术,华为已投资3亿

欧美光刻胶垄断被打破?徐州小厂拿下80%核心技术,华为已投资3亿

早在2004年任正非就成立海思半导体,由“芯片女王”何庭波扛大旗,每年投资4亿美元,致力于打造出中国人自己的高端芯片,然而如今来看,任正非还是慢了。

近些年来,全球芯片下游产业祸不单行。因为限制与缺货,华为只能发布4G手机,三星原定2021年中旬发布的Galaxy S21 FE型号手机,也被迫限量发行,丰田、奥迪、奔驰等车企在2021年也纷纷限产、限工。小小的芯片牵动着全球制造业的神经。

生产智能手机芯片的高通、生产车规级芯片的博世、生产家电芯片的英飞凌等,但凡哪家芯片大厂咳嗽一声,全球制造业都得感冒。而在全球芯片的产业链中,我国科技公司始终无法跻身高端领域。尽管华为的海思半导体拥有全球顶级的芯片设计能力,但具体制造仍要交由台积电完成,其主要原因就是生产10nm制程以内芯片的光刻机我国尚不能独立制造。

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不过,最近几年,我国相关产业公司选择弯道超车,成功在光刻机产业的耗材领域实现了突破。

一、每年进口芯片2.48万亿,技术替代刻不容缓

如果把芯片比作电子信息行业的一顶桂冠,那么生产芯片的光刻技术就是这顶桂冠之上的明珠,而光刻机就是光刻技术的重要载体。目前全球光刻机可以分为激光直写光刻机、接触式光刻机和电子束光刻机3大类。因光刻机发出激光波长的不同又分为DUV光刻机和EUV光刻机。

目前,EUV光刻机因其极深紫外光可以将激光波长缩小至7nm以内,成为了全球最先进的光刻机,且这种级别的光刻机只有荷兰ASML公司可以生产。2018年,中国芯片巨头中芯国际曾出资1.2亿美元采购EUV光刻机,因特殊原因至今仍未交货。

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用光刻机生产芯片,类似照相馆冲洗胶片。光刻机相当于照相馆的冲洗台,掩膜版相当于胶片。光刻机会将复制到光刻胶薄膜上的芯片电路,再通过刻蚀技术再刻到晶圆上,在此过程中,光刻胶的角色极为重要,因此,光刻机对光刻胶单体的纯度要求极高。然而此前几十年,该技术一直被发达国家垄断。

我国是芯片进口大国,每年全球33%的芯片会销往我国市场。根据数据统计,2021年前11个月,我国进口芯片总额突破3890.6亿美元,折合约2.48万亿人民币,比2020年云南省GDP还要高。面对如此巨大的市场需求,突破芯片产业的核心科技刻不容缓。但就国产光刻机的精度来看,与前段时间三星与台积电争相抢夺的3nm芯片高地比起来,目前我国光刻机的精度只有28nm,追赶之路可谓是路漫漫其修远兮。

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但是近日,我国光刻机产业在光刻机耗材领域实现弯道超车,来自江苏徐州占地不到200亩的小厂却打破了国外对光刻胶技术的垄断。

二、来自徐州的小工厂——徐州博康

一直以来,国内生产光刻胶的企业主要集中在东南沿海地区,且产量十分有限,仅占全球市场份额的10%左右,主要集中在技术含量较低的传统光刻胶领域,但对于技术难度较大的ArF和KrF深紫外光刻胶,却少量替代。但在这个领域,徐州博康公司却实现了突破。

为了让自主研发的光刻胶单体可以面向高端市场,博康的研发团队2021年大部分时间几乎全天无休地做实验,吃住都在公司,最终将光刻胶的金属含量从100ppb降到了10ppb,纯度提高了10倍。可以应用于手机芯片、电脑芯片等对光刻胶纯度要求较高的集成电路生产中,一举打破了外国对光刻胶的技术垄断。

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目前,博康已研发出10余款高端光刻胶产品,光刻胶单体销量占全球市场份额的5%,并储备了全球80%的光刻胶技术。

另外,博康还积极布局光刻设备。2013年,博康与中科院微电子所合作成立了江苏影速,仅用3年时间便实现了两大国家级重大科技专项——纳米级制版光刻机设备和PCB激光直接成像设备的研发,对进口光刻设备形成了“国产替代”,也终结了我国半导体设备“零出口”的历史。

2021年8月,华为旗下的哈勃科技向博康投资了3亿资金用于光刻胶技术的研发,华为的到来带动了更多资本的加盟,上市公司华懋科技与博康成立合资公司,并实缴资金2.8亿元。

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三、中国光刻胶产业百家争鸣

除博抗之外,得益于近些年国家对光刻胶产业大力扶持下,我国整个光刻胶产业链都在快速升级。目前,上市公司晶瑞电材已获专利43项,其中有17项与光刻胶项目有关。同时,晶瑞电材已已经完成深紫外KrF光刻胶的生产线建设,而ArF光刻胶已小批量地投入市场。

随着国内市场上光刻机的百花齐放,国内科研高校也步履不停,全面擘画深紫外KrF光刻胶的研发。南京大学旗下的上市公司——南大光电早在2020年底便成功生产了第一款国产ArF光刻胶,且收获了顾客的一致好评。目前该款光刻胶经过评估,已经应用于14nm制程芯片的制造中。

总的来说,因为全球对ArF光刻胶的市场需求空间巨大,由于西方国家的技术壁垒,我国光刻胶产业无论是在市场份额,还是技术水平仍有很大提升的空间。

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四、总结

台积电创始人张忠谋曾说,中国哪怕用举国之力也研发不出光刻机。面对张忠谋的自以为是,比亚迪创始人王传福坚决回怼,光刻机又不是神造的。王传福之所以有这样的底气,是因为在全球高端光刻机产业链中,中国已是重要一环。而凭借中国人的聪明才智,只要有1个突破口,我们便能打通整个体系。而随着华为、比亚迪、格力等科技巨头每年在芯片产业数千亿的研发投入,EUV等高端光刻机实现100%国产化只是时间问题。

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