在芯片制造领域,半导体设备的重要性人人皆知,但半导体材料同样扮演着不可或缺的角色。
就像做饭需要锅和米,设备是工具,材料是原料,光有工具没米下锅,再好的厨子也做不出饭。
目前全球半导体材料市场中,价值占比最高的五类材料依次是硅片(33%)、特种气体(14%)、光掩膜(13%)、光刻胶辅助材料(7%)和CMP抛光材料(7%)。
这些材料整体国产化率不足20%,尤其是先进工艺所需的材料,进口依赖度更高。其中最严峻的是光刻胶,国产率仅10%,且超七成依赖日本进口。
根据权威机构电子信息产业网数据,日本在前端半导体材料(芯片制造环节)的实力堪称垄断。以光刻胶为例,日本占全球市场份额高达72%。
光刻胶可以分五类:g线、i线、KrF、ArF和EUV,工艺越先进,日本占有率越高。中国目前能自主生产的仅到ArF阶段,且是相对低端的65-40nm工艺,更先进的EUV光刻胶国内尚未突破,日本在此领域占比超95%。
光刻胶技术门槛为何如此高?它本质是化学制剂,由感光树脂、光引发剂、溶剂三种主要成分构成。但看似简单的配方背后,藏着极高的科技含量——纯净度、对比度、敏感度、粘度、粘附性、抗蚀性、表面张力等每个参数都需要海量研发投入。
日本企业起步早,技术积累深厚,后续只需按部就班升级即可保持领先。而中国起步晚,追赶需要巨额投入,但半导体材料市场规模有限,投入过大可能亏本,投入不足又难见效,形成两难局面。
这种现状在特殊时期更显危机。日本在半导体材料领域的强势地位,加上国际形势变化,使得中国必须未雨绸缪。提高自给率、减少对日依赖已成当务之急,否则关键材料一旦断供,整个芯片产业链将面临瘫痪风险。
事实上,不仅是光刻胶,大多数半导体材料都面临相同困境:市场规模小但科技含量高,后来者追赶困难。前期的技术积累形成高门槛,后发者需付出数倍努力才能缩小差距。但中国没有退路,必须加大研发投入,突破关键技术瓶颈,同时培育本土材料企业,形成完整的产业链生态。