国产芯片又获新突破:7nm ArF光刻胶技术,打破日

 新闻资讯     |      2020-09-08 21:17

我们知道,未来建立在5G基础的发展,不管是人工智能,还是所谓云技术、物联网,芯片将是所有技术实现的核心,是大脑主控中心。在全球近几十年的半导体发展中,硅基半导体,成为工业批量化生产的主要对象。要想成功生产半导体芯片,必须要经过湿洗、光刻、离子注入、干/湿刻蚀、等离子冲洗、快速热退火、热氧化、化学气相沉积、物理气相沉积、分子束外延、电镀处理、化学机械处理、晶圆打磨和晶圆测试等过程,完成后再封装和成品测试。

芯片的加工制造,流程复杂,标准严格。没有强大的技术背景做支撑,是无法成功实现芯片加工的。正所谓没有金刚钻,不揽瓷器活。光刻,是芯片制造中难度最大、耗时最久的工艺,成本超过整个芯片生产成本的30%,它也是我国高端芯片制造急需解决的主要问题之一。因为尚未完全掌握14nm以下芯片制造的核心技术,芯片加工只能依靠代工(光刻设备和光刻材料一直是被国外垄断的)。

最近的华为芯片“断供”,就是源于荷兰ASML光刻机,特别是EUV设备,一直是世界技术垄断的,如果不能突破这些技术,我们将受制于人。为了不被卡脖,我国光刻领域的科技公司---华卓精科,传来了一个喜人的消息:华卓精科突破了光刻机双工件的核心技术,打破ASML光刻机在工件台上的全球技术垄断,成为世界第二家掌握双工件核心技术的科技公司,并且部分技术和设备已经达到世界领先水平。我国的科技公司,能够打破ASML光刻机部分的技术垄断,实乃振奋人心。

什么是光刻胶呢?光刻胶是一种对光敏感的混合液体,由光引发剂(包括光增感剂、光致产酸剂)、树脂、单体、溶剂和其他助剂组成,又称光致抗蚀剂。光刻胶可以通过光化学反应,通过曝光、显影等光刻工序将所需要刻蚀的细微图形从光罩(掩模版)转移到待加工硅基片上。光刻胶的作用,除了提高加工精度,它还可以保护硅基材免受腐蚀,阻止离子影响。

按照曝光光源的波长分类,光刻胶可分为紫外光刻胶(300-450nm)、深紫外光刻胶(DUV,160-280nm)、极紫外光刻胶(EUV,13.5nm)、X射线光刻胶等。通常情况下,在使用相同工艺方法的情况下,曝光波长越短,加工分辨率越好。

从产业分类上,目前半导体市场上主要使用的光刻胶,包括g线、i线、KrF、ArF等,其中g线、i线是最常见的,用量较大的比较低端的光刻胶。而KrF、ArF等则是比较高端,且光刻分辨率较高的光刻胶,基本被国外垄断。

目前,全球光刻胶主要生产企业有日本合成橡胶JSR、东京应化TOK、富士电子、信越化学、美国罗门哈斯等,集中度非常高,主要是日本和美国企业,所占市场份额超过85%。纵观近两年全球半导体光刻胶市场,市场份额基本被日本厂商所占据,市占率约为70%。

据了解,我国半导体光刻胶生产和研发的企业主要有6家,分别为南大光电、苏州瑞红、北京科华、强力新材、容大感光、上海新阳等。国内半导体光刻胶厂商的市场份额,仅有2%左右,且还集中在技术水平相对较低的g线和i线半导体光刻胶。对于高端光刻胶(高分辨率),它是半导体化学品中技术壁垒最高的材料,目前基本被国外垄断。我国的半导体光刻胶技术发展,任重而道远。

虽然被垄断,但是我们还是在逆境中前行。不止光刻机,国产芯片又获新突破。近日,在南大光电的互动平台上得知,南大光电研发制造的应用于7nm工艺的ArF光刻胶技术已通过客户测试,进入批量生产和销售阶段。这一信息,意味着我国的南大光电,7nm ArF光刻胶技术,成功打破了日本、美国的垄断,不再受制于人。

从市场角度来看,光刻胶产业发展的潜力巨大,尤其是国内。据预测,半导体光刻胶在2020年国内市场规模将会超过16亿美元(约112亿元),其中2020年EUV光刻胶的市场规模将会超过1000万美元(约7000万元)。未来几年,EUV光刻胶年平均增长率将达到50%以上。

面对缺少技术人才和资源的情况,我国科技公司摸着石头过河,硬是探索出一条自主研发之路。相信在未来,国产芯片的加工制造,将不再依赖代工,将不再受制于人。

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