光刻胶国产化的6道坎

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光刻胶国产化的6道坎
$ L2 ?/ |% [' m# a9 I4 K材料是半导体大厦的地基，不过，目前中国的这一地基对国外依存度还很高。2019年，日韩发生冲突，日本封锁了三种关键的半导体材料，分别是氟化氢、聚酰亚胺和光刻胶。这三种材料韩国，中国都可以制造，但关键在于能造是一回事，能用是另一回事，这其实也是半导体材料产业的核心问题所在
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纯度
无论是氟化氢、聚酰亚胺、光刻胶还是硅片，纯度是其最核心的标准之一。比如对于光刻胶来说，目前国外的光刻胶阻抗可以做到10^15，国内基本上停留在10^10。阻抗越高纯度越高，光刻胶纯度不足会造成芯片良率下降，甚至污染事故。2019年台积电就因为光阻原料污染导致上万片12寸晶圆报废，直接损失达5.5亿美元。
氟化氢也是同样的问题。氟化氢是一种无机酸，是半导体制造过程中必要材料，常被用来清洗和蚀刻晶圆，这种材料的难点也在于其对纯度要求特别高。根据其纯度不同，分为EL、UP、UPS、UPSS、UPSSS级别，其中UPSS、
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UPSSS是高端半导体级别，而这个级别的氢氟酸仅仅检测步骤就需要用到顶级的质谱仪、扫描电镜、原子力显微镜等。其存储设备的内衬、管道阀门等都是世界级难题，目前也只有日本企业能大规模生产，国内有几家企业能做到电子级氢氟酸，但产能不高

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原材料壁垒
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影响光刻胶纯度的原因多种多样，但原材料一定占据核心位置。
就拿光刻胶的溶剂来说，一款光刻胶，溶剂的含量占据光刻胶总质量的80%~90%，光刻胶最常使用的溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯（PMA），它具有很好的溶解性，性状稳定，适合将成膜树脂和光引光剂液化以便于旋转涂敷。
目前，世界丙二醇醚及酯类产品的生产主要集中在美国、西欧及中国等国家和地区，主要是美国陶氏化学、伊士曼化学，荷兰利安德巴塞尔，德国巴斯夫，这些国外企业从事丙二醇醚及其酯的工业化生产，这些企业深耕这一领域已有30多年的历史，拥有丰厚的技术经验，并不是国产企业可以一朝一夕能够拿下的。
聚酰亚胺领域也是一样。
在液晶显示的应用上，CPI薄膜则代表了聚酰亚胺的最高研究和发展水平，但是这一领域一直以来都是美国的杜邦、日本的住友化学以及三井化学等企业的天下，三星的柔性显示用CPI透明薄膜的配方就来自住友化学。
0 ~- D2 P, t' D$ f9 q8 b均苯四甲酸二酐是制备聚酰亚胺的重要原材料，目前这种原材料主要掌握在国外企业手中，全球的年产量为6万吨，国内产业约为5000吨。而且，均苯四甲酸二酐的纯度关乎于聚酰亚胺的成败，如果纯度不够，更容易产生副反应，导致生产的聚酰亚胺纯度不达标。

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专利壁垒
' ?) r: i1 r$ G如今的光刻技术已经进入EUV时代，台积电、英特尔和三星纷纷积极导入EUV技术，与之对应的是EUV光刻胶的需求上升，与ArF浸没式光刻相比，EUV光刻技术有很高的图形保真度和设计灵活性，所需的光掩模数量很少，显示出明显的优势。
6 w+ ]5 K) I8 h: {) @/ f但国产光刻胶企业想要突破它，不仅面临原材料、纯度等难题，还面临强大的专利壁垒。从全球EUV光刻胶专利的申请量上来看，1998年EUV光刻胶专利的申请量只有6件，此后十年间，大多数时候都是年平均两位数的申请量。
* q, V: m+ T( K从2010年开始的四年间，申请数量破百，并且持续增长，到2013年到达顶峰。当年的申请量有164件，此后又逐步回落至两位数，到2017年，EUV光刻胶专利的申请量只有15件。
这一趋势说明，在本世纪前13年里，EUV光刻胶的技术在不断的进步，各大厂商都在积极探索EUV光刻胶技术，所以专利数才会不断上升，而在2013年之后，该项技术走向成熟，由此专利数量开始急剧减少。
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