如果說芯片是現代社會的 “心臟”,光刻膠就是給心臟 “雕刻紋路” 的關鍵涂料——沒有它,再先進的光刻機也只能原地 “躺平”。
而目前全球90%的產能都被日本攥在手里,東京應化、JSR 這四家巨頭幾乎壟斷了整個市場。小到手機芯片,大到航天軍工。只要日本一斷供,中國半導體產業就得面臨 “停工危機”。
那么,日本憑啥能壟斷幾十年?真要斷供,中國又該怎么破局?
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日本幾十年的“布局”
上世紀 60 年代,全球半導體行業還沒摸清門道,多數國家壓根沒把光刻膠當回事,日本東京應化已經搶先發力,1968 年就搞出了首款實用化光刻膠,早早邁出第一步。
到了70、80年代,日本政府直接牽頭搞“VLSI項目”,舉全國之力砸錢研發,把光刻膠當成國家戰略來抓,比其他國家早了幾十年起跑。
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更狠的是日本的“生態綁定”操作,光刻膠不能單獨用,得和ASML光刻機、臺積電芯片產線精準適配。
日本企業早早就和這些巨頭建聯合實驗室,JSR和ASML聯手開發的EUV防護膜透光率達92%,東京應化跟著臺積電新工藝同步研發適配產品。
客戶買了設備就被“建議”搭配日本光刻膠,換供應商得重新調試整條產線,耗時2-3年還可能停產,沒人敢冒這風險。
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到了2000年后,日本又搶先攻克EUV光刻膠技術,JSR2011年就搞出15nm工藝用的產品。
如今全球 70% 的光刻膠專利在日本手里,EUV 領域更是超 90%,光東京應化一家就握有 2000 多項相關專利,筑起密不透風的專利墻。
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2023 年,日本政府更直接,通過國家投資公司收購了全球市占率近 30% 的 JSR,相當于把光刻膠做成了 “獨門生意”,全球芯片廠都得看他們臉色。
其他國家不是不想打破壟斷,實在是門檻高到讓人望而卻步。
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別國為何無法生產
技術上的硬要求是首要難關。光刻膠是化學、物理、材料科學的跨界融合產物,研發和生產精度極端苛刻。
高端 EUV 光刻膠需在 13.5 納米極紫外光下精準感光,還得承受刻蝕、清洗工序不變形,雜質控制必須達到十億分之一以內 ——相當于一萬噸水中僅含一克雜質。
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很多國家連 Class 1 級超潔凈生產車間都建不起來,這種車間每立方米空氣中灰塵顆粒不超過 1 顆。
而且從實驗室樣品到量產,至少要 10 年,得完成上萬次配方調整,持續砸錢試錯,少一步都不行。
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市場特性進一步堵死新玩家。全球光刻膠市場僅 50 億美元,占芯片產業比例不到 1%,屬于高門檻、低利潤領域。
芯片封裝、半導體設備制造等行業賺錢更快,企業更愿投入,沒人愿意花幾十年深耕這個 “吃力不討好” 的賽道。
更有行業死循環:新企業沒量產數據就沒客戶,沒客戶就沒法優化技術,只能停留在實驗室。
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客戶端的使用慣性更是難破壁壘,芯片廠長期用日本光刻膠,產線已完全適配,更換供應商要 2-3 年驗證,期間一旦出問題,產線停擺損失動輒上億。
哪怕實驗室產品達標,也難拿到實際產線測試機會,技術跟不上迭代。
韓國當年 80% 光刻膠依賴日本,2019 年斷供后,三星 3nm 芯片良率暴跌至 10%-20%,半導體產業營收下滑 15%,慘痛教訓讓各國不敢輕易嘗試。
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中國硬核破局
面對日本的壟斷,中國沒坐以待斃,而是從國家到企業擰成一股繩,全方位突圍。
國家層面直接亮硬招,半導體 “02 專項” 將光刻膠列為重點攻堅項目,砸下 20 多億元專項基金支持核心技術研發和生產線建設,還為研發企業提供所得稅減免、設備購置補貼,讓企業敢投錢啃硬骨頭,沒后顧之憂。
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企業端死磕技術不松勁,武漢太紫微光電的 T150 A 光刻膠已實現量產,不僅通過半導體工藝量產驗證,配方還做到全自主設計,給國內光刻膠制造打開新局面;
南大光電建成國內首條 EUV 光刻膠中試線,寧波基地產能滿負荷運轉,預計 2026 年完成客戶導入;上海新陽的 KrF 光刻膠通過中芯國際認證,2024 年銷量暴漲 180%,持續批量供貨。
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如今國產光刻膠市場份額從 2020 年的 15% 漲到 2025 年的 32%,年底有望沖 40%,中低端芯片用膠基本能自給。
產學研聯手加速破局,北京大學和南大光電合作攻克 EUV 光刻膠核心技術,清華大學研發的聚碲氧烷材料通過 3 納米線寬驗證,為高端產品突破鋪路。
咱們還在補全產業鏈短板,從樹脂、光引發劑到超潔凈生產設備,全力推進國產化,避免單一環節被卡脖子。
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國內晶圓廠也主動力挺國貨,中芯國際、長江存儲專門開辟測試產線,哪怕國產膠初期良率比進口貨低一點,也愿意陪著企業調整優化,用實際場景打磨產品。
國際合作也沒落下,中國企業和歐洲、韓國企業聯手,通過技術交流繞開部分日本專利壁壘,為國產替代爭取時間。
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當然,破局不是一蹴而就的,日本幾十年的技術積累,中國想全面超越還需要時間。
相信隨著政策支持、企業發力、產業鏈協同,用不了幾年,中國就能在光刻膠領域撕開日本的壟斷缺口,徹底擺脫斷供焦慮。
畢竟,中國人最擅長的,就是把別人卡脖子的 “硬骨頭”,變成自己的 “敲門磚”!
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