“就算你有光刻机,没有日本的光刻胶也是白搭!”
可能大家不知道,比光刻机更要命的是光刻胶,这个东西是最要命的。
哪怕没有最先进的EUV光刻机,使用DUV光刻机也行,再不济使用二手光刻机都行。
但是没有光刻胶的话就惨了,不管你是什么光刻机,都工作不了。
而且光刻胶保质期就几个月,想靠囤货根本不行,最后都烂到家里了。
更可怕的是,全球光刻胶市场,90%以上的份额都被日本垄断,老美都得依赖它。
那么如果日本对我们断供卡脖子,我们怎么办?
光刻胶介绍
光刻胶,顾名思义是一种胶水,但这种胶水非常厉害。
在芯片制造的过程中,往硅片上滴几滴,就会形成一层薄膜,然后特殊的光线(通常是紫外光)会通过一个具有特定图案的掩模,往薄膜上照一照。
照完后,并进行一系列蚀刻清洗工作,之后掩模上的图案就会被转移到光刻胶薄膜上面。
这种薄膜图案,再经过多次迭代,联同其他多个物理化学过程,最终就会形成集成电路。
光刻胶在芯片制造中,有多重要?
芯片制造工艺中有40-50%的时间是在光刻过程中,这个过程不光需要光刻机,还要在硅片上涂一层光刻胶,光刻胶的质量决定了光刻精度。
就算你非常牛X的EUV光刻机,没有相应的光刻胶,最后精度也达不到要求。
好比是画家的画笔和颜料一样,即使你有最好的画笔,如果颜料的质量不佳,完成的画作也可能不如意。
同样,在半导体制造中,光刻胶就是这样的“颜料”,而光刻机则是“画笔”。
如果光刻胶的质量不佳,可能会导致薄膜不均匀、曝光不完整或显影过程中的问题,这都会影响到最终芯片的品质。
举个形象的比喻,如果说光刻机是推动制程技术进步的“引擎”,那么光刻胶就是这部“引擎”的“燃料”。
三星集团CEO就曾表示:“如果光刻机缺少了光刻胶,那么光刻机就是一堆废铁。”
因此,在芯片制造过程中,选择和使用高质量的光刻胶,与拥有先进的光刻机同样重要。
光刻胶生产过程
别看光刻胶只是胶水,但它的生产是一个复杂且需要精密控制的过程。
首先,光刻胶的生产环境要求极高的洁净度,因为任何微小的杂质都可能影响到其质量。
因此,必须要在黄光区的1000级洁净房中制作,这样是为了避免紫外光等光线干扰和尘埃污染。
其次,光刻胶的主要原料包括感光材料、树脂和溶剂。这些原料需要在恒温恒湿的环境下充分混合,确保其均匀。
然后要在氮气保护下搅拌,这样是为了避免氧化和杂质污染,接着还要经过多次过滤步骤,确保光刻胶中没有不必要的大颗粒或其他污染物。
同时,为了保证光刻胶的性能和质量,需要在生产过程中进行多次检验。
等光刻胶生产出来没问题后,再使用氮气气体进行封装,箱子也是定制的,这样可以确保其在储存和运输过程中不受到氧化或污染。
总结来说,想要把光刻胶生产出来,其背后的配方技术、质量控制技术跟原材料技术是必不可少的。
配方技术,好比是烹饪的食谱。
每道菜都有其特定的制作方法和需要的原材料,光刻胶也是如此。
配方决定了光刻胶的基本性能和功能,它告诉生产者如何制作出理想的光刻胶。比如什么树脂配什么光引发剂配什么溶剂,每种原料各放多少...
而原材料技术,好比是烹饪中的新鲜食材。
即使食谱再好,如果食材不新鲜或质量不高,做出来的菜也不会好吃。同样,光刻胶的性能也大大依赖于原材料的质量。
最后是质量控制技术,好比是调味料。调味品的选择和用量对于菜的口感至关重要。
同样的,质量控制是确保光刻胶从批次到批次之间保持一致性的关键,它确保每一批光刻胶都满足相同的高标准。
只有这样,才能保证做出来的是一份色香味俱全的美味佳肴。
日本垄断光刻胶
而在光刻胶领域,90%以上的份额都被日本垄断,老美都得依赖它。
10nm制程以下的光刻胶,基本上只有日企能够生产。比如日本合成橡胶、东京应化、美国陶氏、住友化学、富士胶片等等。
在半导体材料方面,前段工序常用的材料一共19种,其中14种都由日本企业主导。
光刻机被卡,用个二手的光刻机也行,但光刻胶被卡了,只能干瞪眼。
不同制程的光刻机,对应着不同波长的光线,对应着就得使用不同种类的光刻胶。
也就是说,EUV光刻机要用EUV光刻胶,而DUV光刻机则要用DUV光刻胶(ArF光刻胶),不能乱用。
再加上光刻胶保质期只有6个月,靠囤货根本是不行的。
之前韩国跟日本闹脾气,日本就使出断供光刻胶这一招,结果导致三星的芯片良率只有10%~20%,狗见了都摇摇头。
退一万步说,光刻胶只是个胶水而已,难道我们造不出来?
论复杂性,光刻胶肯定是比不上光刻机的,中国当然也能造,最主要的原因还是光刻胶市场太小了,也就占全球半导体市场规模的1%。
为了1%,举全国之力搞突破,不划算。像中芯国际这么大的厂子,一年光刻胶采购额也就4~5个亿。
当然了,也不是说我们完全不弄,也在企业在做这个事情。
比如2020年12月底,南大光电成功研发出我国自主开发的第一款ArF光刻胶,并通过客户验证。
还有苏州瑞红、北京科华、容大感光、上海新阳等等,他们在半导体领域用量最大的K胶、A胶方面取得了阶段性突破。
虽然目前EUV光刻胶国内暂时处于空白,连门都还没摸到,但至少能满足绝大部分芯片需求。
结尾
如果日本头铁就是跟我们硬刚,铁了心要用光刻胶卡我们脖子呢?
其实跟圆珠笔钢一个道理,之前日吹们说笔尖钢多么复杂,只有日本能造。
结果呢,太钢的一炉钢水,一个不小心生产出够全世界用好几年的笔尖钢了。
所以日本真敢这么做,那么结果有可能导致,目前靠光刻胶赚钱的日本公司濒临倒闭,继而都被中国企业所替代。
本来赚的也是辛苦钱,这下倒好,一毛钱都赚不到了。这不是搬起石头砸自己的脚?
因此,只要是正常人,都不会傻到做出这样的事情。
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