深度 | 艱難突圍：中國光刻膠產業化之路

上一次光刻膠在國內引起熱議，還是在兩年前的日韓貿易摩擦時。

相比今日的嘲笑，當時的網絡情緒，是震驚和憂慮。

2019年7月1日，日本政府突然宣布對韓國出口的“光刻膠”、“高純度氟化氫”、“氟聚酰亞胺”三種半導體原材料實施限制。當國內的吃瓜群眾正搬著小板凳看家門口兩大對手的熱鬧時，卻猛然發現，日本的精準打擊，引發了韓國半導體產業鏈震蕩，原本因二戰時遭日本強征的韓國勞工索賠權官司而率先發難的韓國一方卻悻悻而歸，沒討到半分便宜。坐擁三星、LG等巨頭，在設計、制造、材料各方面均有領先地位，強悍如韓國的半導體產業，竟也有被印象里在半導體行業已經沒落的日本迅速卡住脖子的一天，而占半導體材料份額微乎其微的光刻膠，居然可以成為這個龐大行業的七寸。

彼時的中國大陸，僅有一家企業向集成電路晶圓廠小批量供貨KrF（248nm）光刻膠，對應芯片制程最高僅能達到90nm，大多數國內企業只能量產用于分立器件、PCB、顯示面板的G線、I線低端光刻膠。當時號稱正在研發ArF（193nm）光刻膠的廠商，竟沒有一家擁有可以用來測試對應產品的光刻機，而處于先進水平的EUV（13.5nm）光刻膠，早在10年前就已量產。

差距巨大。

光刻膠難做么？

難做！

行業分析師會告訴你：光刻膠所屬的微電子化學品是電子行業與化工行業交叉的領域，是典型的技術密集行業。從事微電子化學品業務需要具備與電子產業前沿發展相匹配的關鍵生產技術，如混配技術、分離技術、純化技術以及與生產過程相配套的分析檢驗技術、環境處理與監測技術等。

行業內的人說，至少有四座山要翻。

國內電子化學品行業起步慢，基礎薄弱，對原材料的基礎特性爛熟于胸的專業人才屈指可數。因此，很難在光刻膠領域組建有成熟經驗的團隊，研發人員需要外國師傅傳幫帶，一點點培養光刻膠基礎材料特性的排列組合感覺。同時，優秀的原材料基本都在日韓歐美廠家手中，國內團隊無特殊渠道平時根本無法接觸，就算接觸到，也如前所述，并不能立刻熟悉原材料特性并直接應用。這決定了光刻膠團隊和研發體系的搭建要經歷漫長的過程，也依賴中國基礎化學的知識、人才、體系構建的逐步完善。

光刻膠本身的制造是化學試劑的合成，只需要反應釜和若干管線，成本并不高。但是合成的光刻膠首先得在晶圓產線上去測試，才能知道如何改進，而投資動輒數十億上百億的晶圓廠不可能如此開放產線給其中一道工序的材料廠商。

因此，光刻膠企業只能自建一條晶圓產線用于測試，這耗費巨大而且難搞。比如國內首條用于KrF光刻膠的測試產線就花費近億元。對于單個產品驗證周期超過3年，帶來年收入卻可能僅千萬規模的初創團隊，如此投入無疑是巨大的門檻。同時，在對應的產線上還需要有相應的測試團隊，得把測試線跑通，還得在測試中輸出分析，這些工作和化學毫不相干，但最終要生產出精細的化學品，用在人類最精密的制造工藝上。這對項目領頭人的團隊駕馭能力要求，可想而知。

在芯片制造的工藝中，曝光是最重要的環節之一。集成電路的“底片”被光刻于掩膜版（光罩），曝光時，硅片涂上一層光刻膠，掩膜版遮擋范圍之外的光刻膠被都被光刻光源照射，發生了化學性質的改變，再經過刻蝕、清洗、離子注入等工序，最終完成晶圓的制造。完美情況下，涂在硅片上的光刻膠要輕薄、均勻且沒有缺陷。然而并不存在完美情況，不同廠商的光刻膠均有自身的特性和缺陷，要光刻出合格的晶圓，掩膜版要根據光刻膠的特性制作。也就是說，同一批掩膜版使用的光刻膠，很難被其他廠家替代，要想替代，就要和對方做得一模一樣，甚至不能做得更好，缺陷也得一模一樣。而就算做出了這樣的產品，還要說服晶圓廠和設計商冒著產能占用和良率降低的風險，同意驗證你的產品。

入圍驗證后，還要經歷漫長的驗證周期。一般一片晶圓在制造過程中需要進行10-50道光刻過程，由于基板、分辨率要求、蝕刻方式的不同，光刻過程對光刻膠的具體要求也不一樣，因此，光刻膠的種類非常多，基本屬于定制產品。而每一個品種，都要經過嚴苛的驗證方可供貨，顯示面板行業驗證周期通常為1-2年，集成電路行業由于要求較高，認證周期甚至能達到2-3年時間，堪比長征。

光刻膠是一種經過嚴格設計的復雜、精密的配方產品，由樹脂、感光劑和添加劑等不同性質的原料，通過不同的排列組合制成。配方的獲得要經歷數千次的嘗試，而將其泄露，卻如捅破一張窗戶紙般容易。

因此配方是光刻膠企業最重要的技術，也是最核心的機密。為了保密，企業會把研發、采購、生產中的每個環節進行嚴格的隔離，原材料在購入后以不同的代碼代替，采購人員不知道具體的配方，生產和研發人員不知道對應的原材料，只有企業最核心的幾個，甚至一個人能完整掌握全部生產流程、配方和對應原材料。

站在精細化工頂端的高科技企業，卻如傳統的百年老字號，靠一紙秘方獨步江湖，戰戰兢兢、如履薄冰。因此整個產業，很難有人才和技術的充分交流，導致技術路線的演進和行業的發展，都相對緩慢。

高投入、重資產、高門檻、高風險！對應的，卻是一個不怎么大的市場，晶圓制造所有原材料的市場總量中，光刻膠僅占6%。

既然這樣，還值得做么？

當然值得！前有日韓貿易摩擦的前車之鑒，后有中美貿易戰的慘痛教訓，中國的半導體行業若想真正強大，設備和材料端必須實現產業鏈的自主可控，設備端的需求還有周期性的空間，相比之下，材料端更為重要且緊迫。貿易戰也是戰爭，它并不理會帶給國際分工和自身產業鏈多少損失，只求最終的結果，勝負已分后，敗者只能黯然離場。當年韓國還有美國老大哥居中調停，而中國的半導體產業，只能靠自己。

2010年，一家成立多年的企業進入國家科技專項，奏響了國產高端光刻膠產業化的序曲，近十年的努力下，產品打入國內一線晶圓廠，終被上市公司兼并，造就后者股價翻倍的二級市場豐收；2018年，另一家上市公司在嘗試通過收購等方式獲得技術和團隊未果后，下決心自建團隊，拿到另一個國家專項。2020年，該公司在貿易戰正酣時，歷經千辛萬苦購入一臺光刻機，組建了測試產線，邁出萬里長征第一步；2021年，又有多家公司披露光刻膠研發和銷售進展，一時間光刻膠概念又成為資本市場寵兒，和新能源、鋰電搶起了風頭。

直到某位證券分析師的一句驚人之言，一夜之間，泡沫落井，下石者俱來......甚至開始否定整個行業：“沒有市場、沒有業績、沒有需求、不是必需品?！薄叭绻皇菫榱顺垂桑瑸榱苏嬲苿庸饪棠z產業進步，建議中科院集中攻關就行了?！?/span>

曾幾何時，又有人開始分不清科研和產業化的區別了。

筆者曾在對國內某個離子注入設備制造商的盡調中，陪公司銷售副總去走訪下游客戶。該設備商正在研發集成電路用離子注入設備，研發和下游驗證的周期都很長。為了維持前期企業生存，他們創造性地降維到光伏領域，用離子注入產線成功推動一家電池公司大規模量產相對當時主流市場轉化率更高的N型電池，成就了兩家公司的業績爆發。走訪中，這位在美國學習、研究、工作幾十年，曾在集成電路設備頭部企業擔任首席工程師的前輩和電池廠的車間員工打成一片，仔細記錄工人們反饋的工藝問題，更像是深入一線的產品經理。

科研攻關可以造出兩彈一星，但擁有無數分工的半導體行業，更該走長期主義的產業化之路。它需要在每個細分行業培養涵蓋研發、生產、采購、銷售所有環節的專業人才，也需要上游和下游建立緊密的商業關系，很難獨立“攻關”。強大如陶氏這樣的巨頭，也只能通過收購羅門哈斯來獲得光刻膠等精細化工業務。

當我們開始輕易否定整個行業的努力時，也應該看到千里回國路上海歸老人的國產化之夢、深夜無數次排列組合中研發人員的鍥而不舍和叩開又一所產線大門后銷售經理的喜極而泣。是他們在一次次狂歡和質疑背后的堅持才給了中國半導體行業未來有可能不被拿住“七寸”的希望。

中國的半導體材料行業，并不缺少資本市場高漲的熱情和默默付出的產業化團隊。缺少的，是陶氏、巴斯夫、信越化學這樣真正的材料巨頭，以及對小眾細分行業寬容、理性的融資環境和更為多樣的退出路徑。

原創作者：北上廣邳 

參考資料：

日本光刻膠大廠斷供我國多家晶圓廠！一文讀懂光刻膠有多重要?。?，材料委天津院，https://mp.weixin.qq.com/s/G7P4M0rD78Flm6IDlb94IA

日韓貿易：摩擦背后的歷史與現實，花旗****財富管理，https://mp.weixin.qq.com/s/qqr0--JHdcww5VSSIXYU_g