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中国半导体想突破,要过这一关
www.creaders.net | 2022-08-31 11:23:15  自由财经 | 0条评论 | 查看/发表评论
 

中国半导体想突破,要过这一关

除了曝光机,光阻剂也是推进先进製程的关键原料。(彭博)

光阻剂攸关芯片良率 重要性与曝光机相当

科技时代下,芯片成了重要的战略物资,2020年疫情扰乱供应链,供给端出现严重缺口,全球掀起一波芯片危机,又因美国制裁中芯,各国转向台积电、三星购买芯片,但台、韩产能无法短期内快速扩增,年初俄乌开战再衝击惰性气体-氖的出口,对本就吃紧的半导体供应链来说更是一大打击。

除了市场耳熟能详的艾司摩尔(ASML)曝光机,芯片的产出还有另一项不可或缺的材料-“光阻剂”(photoresist),依曝光的光源可分为紫外光(UV)、深紫外光(DUV)和极紫外光(EUV)3种,製程端透过使用不同波长的曝光光源,如KrF(248nm)、ArF(193nm)、EUV(13.5nm)提高解析度,达到缩减芯片尺寸的目的。

图左为曝光机、图右为光阻剂,两者都是生产芯片必备的要素。(取自网络/SPS International)

美、日光阻剂占9成 具垄断地位

虽然目前光阻剂的市场规模还不大,仅占半导体产业的5%,但对于先进製程来说,光阻剂可说是至关重要的核心原料,几乎决定了芯片的性能与良率,根据日本市调机构富士经济先前预测,2024年全球光阻剂市场规模将达到2500亿日圆。

不过,目前光阻剂在市场的供给非常集中,大多仰赖自日本及美国厂商进口,包括日本JSR集团、信越化学、富士电子、东京应化以及美国Rohm & Haas等大厂,在全球的市占率高达9成,光阻剂的供给过度集中也导致市场出现垄断现象。

日厂产能牵动全球芯片供应链

2021年日本东北大地震一度使半导体原料厂产线中断,光阻剂大缺货,加剧全球半导体供应链危机,尤其中国光阻剂的自给率较低,部分芯片厂的光阻剂在当时更出现断供危机。

不止如此,2019年日韩贸易战爆发之初,日本曾对韩国半导体原料实施出口管制,其中包括关键原料光阻剂,由于韩国对日本光阻剂的依赖超过9成,此举形同切断韩国半导体产业的重要命脉,虽然韩国因此极力推动化学原料国产化,不过至今仍无法摆脱对日本的依赖。由此可知,日本光阻剂对全球半导体产业有著举足轻重的地位,影响力不容小觑。

日掌握70%半导体关键原料

为何日本对全球光阻剂供应链的影响这么大?事实上,日本过去曾是半导体大国,芯片实力甚至超越美国,如今日本半导体产业虽日渐式微,但其在材料科学领域仍在芯片业称霸,而除了光阻剂之外,在半导体19种主要原料中,日本更握有高达14种关键材料的垄断地位。

此外,日本在半导体设备领域中的表现也相当出色,设备销售额屡创新高,包括东京威力科创(TEL)、爱德万测试(Advantest)、迪思科(DISCO)、迪恩仕(SCREEN),都是全球半导体切割、蚀刻、洗淨、成膜等技术领域的设备龙头。

1980年代日本半导体产业的辉煌时刻,知名企业如松下、东芝、日立等。(路透,本报合成)

降低进口依赖 台需强化本土供应链

台积电虽身为全球芯片代工龙头,但台湾关键半导体原料过去多仰赖外国供应商,自给率不高,2019年台积电南科厂曾因光阻剂瑕疵,导致数万片芯片报废,而近年疫情与2月俄乌战更扰乱半导体原料的供应,突显提升供应链自主性的重要。

对此,台积电去年不只携手艾司摩尔在台设立海外最大EUV技术中心培育人才,更设立全台首座EUV光阻生产工厂,截至今年4月,已成功产出逾千瓶光阻剂,创造超过1亿元的商业价值;另外,看准台积电对光阻剂的高需求,信越化学近年也在日本及台湾扩建光阻剂新厂提高产能,皆有助于台湾光阻剂供应链在地化。

除了疫情加剧半导体供应链的不确定性,还有韩国过度依赖日本光阻剂的前车之鑑,皆警惕台科技业在半导体材料方面应避免过度依赖单一来源,以防重蹈前者之覆辙。

有鑑于台积电对光阻剂等重要原料的高需求,台应提升自给率,避免过度依赖单一进口源。(彭博)

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