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半导体大厂取消增加光刻胶供应商计划,国内厂商发展现状如何?

近日韩媒报道,三星已经取消增加光刻胶供应商的计划,韩国Dongjin Semichem公司将继续成为三星唯一的光刻胶供应商。

据悉,到目前为止,三星电子生产3D NAND芯片的光刻胶仍由Dongjin Semichem独家供应。三星一直试图减少对该家光刻胶公司的依赖,报道指出,虽然三星曾与至少四家潜在的日本光刻胶供应商接触,但这些厂商无法满足三星厚度的要求。VA0esmc

三星的上述经历,反映出当前光刻胶存在较高技术与市场壁垒。近年,受益于半导体市场快速发展,半导体上游材料光刻胶愈发受到关注。光刻胶为何如此重要?技术与市场双重壁垒下,国内光刻胶厂商发展处境如何?VA0esmc

光刻胶:半导体光刻工艺核心材料

光刻胶是指通过紫外光、电子束、离子束、X射线等的照射或辐射,其溶解度发生变化的耐蚀剂刻薄膜材料。在半导体制造环节,光刻胶是光刻工艺的核心材料,可以与光线发生反应,让芯片材料上出现所需的精密电路图案。VA0esmc

根据显影效果不同,光刻胶可分为正性和负性两种,正性光刻胶,暴露在紫外线下的区域会改变结构,变得更容易溶解从而为刻蚀和沉积做好准备。负性光刻胶则正好相反,受光照射的区域会聚合,这会使其变得更难溶解。正性光刻胶可以达到更高的分辨率,从而让它成为光刻阶段更好的选择,因此正性光刻胶是当前半导体制造的主流。VA0esmc

根据曝光波长的不同,光刻胶又可以分为g线、i线、KrF、ArF以及EUV光刻胶5大类别,其中g线、i线一般用于250nm以上工艺,KrF、ArF和EUV光刻胶属于高端光刻胶,KrF一般用于250nm-130nm工艺,ArF一般用于130nm-14nm工艺,EUV光刻胶主要用于7nm及以下工艺。VA0esmc

从应用产品看,光刻胶第一大应用领域在逻辑产品上,占比超过50%,其次是存储器产品,光刻胶是生产3D NAND闪存芯片的关键成分,由于2D NAND存储容量难以继续突破,NAND工艺逐渐转向3D堆叠架构,以更多的堆叠层数来得到更大的存储容量,光刻次数随着层数增加而增加,KrF光刻胶需求量日益增长,对存储器影响也日渐重要。VA0esmc

国内光刻胶厂商:未来替代空间较大

全球光刻胶产业由国外厂商主导,信越化学、JSR、TOK等大厂聚集效应明显,且侧重中高端光刻胶布局。国内光刻胶厂商占据市场规模小,但未来替代空间较大。VA0esmc

当前国产光刻胶产品主要集中在g/i线市场,同时厂商也在不断发力KrF、ArF等高端光刻胶领域,并获得了一定突破。VA0esmc

KrF光刻胶领域,北京科华和徐州博康已具备批量供货能力。晶瑞电材9月表示,KrF光刻胶生产及测试线已经基本建成,设备正在安装调试中,争取今年批量供货。上海新阳8月透露,光刻胶验证工作还在进展中,KrF光刻胶已有订单客户超3家。VA0esmc

ArF光刻胶主要用于ArF准分子激光光源的DUV光刻机的光刻工艺当中,是重要的光刻胶品类之一,国内厂商正处于技术开发或客户验证中。VA0esmc

如晶瑞电材ArF高端光刻胶研发工作已启动,为适应行业现状带来的发展机遇,已在设备投入、人才引进等方面加大投入,目前相关研发工作有序开展中;南大光电旗下用于90nm-28nm制程的ArF光刻胶已分别通过存储芯片制造和逻辑芯片制造企业验证;上海新阳ArF光刻胶同样处于验证阶段;徐州博康ArF光刻胶品种涵盖65nm,55nm、40nm、28nm及以下的关键层工艺,部分产品正在客户端进行导入测试。VA0esmc

EUV光刻胶主要用于7nm及以下先进制程的光刻工艺,目前处于应用早期,由日本龙头企业TOK主导,国内厂商EUV光刻胶处于早期研发阶段,涉足企业包括上海新阳等。VA0esmc

结语

全球光刻胶供给高度集中,尽管国内光刻胶以中低端产品为主,但随着国内厂商不断攻破光刻胶技术,持续布局高端光刻胶业务,国内光刻胶产业发展有望加速,国产替代率有望逐步提升。VA0esmc

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