半導(dǎo)體集成電路制造的核心材料：光刻膠

首先，我們都知道要制作一顆芯片可以簡單分為三個步驟：IC芯片設(shè)計—芯片制造—封裝測試。從最早誕生于電路設(shè)計師的腦袋中，到將大腦中的線路圖像設(shè)計出來，最后送到半導(dǎo)體車間經(jīng)由光刻機反復(fù)光刻，中間經(jīng)過數(shù)百道工藝的層層打磨，一顆嶄新的芯片才正式誕生。

而芯片制造所需的關(guān)鍵設(shè)備就是光刻機，但是我們今天不談光刻機，我們要來聊一聊光刻機中最重要的材料——光刻膠。

光刻膠又稱為光致抗蝕劑，它是一種對光敏感的有機化合物，受紫外光曝光后，在顯影液中的溶解度會發(fā)生變化。光刻膠可分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠，主要區(qū)別在于光刻過程中理化性質(zhì)變化不同。

光刻過程基本可以分為8個步驟：1. 氧化及表面處理；2.涂膠；3. 預(yù)烘；4.曝光；5.顯影；6.后烘；7.腐蝕；8.去膠。

俗話說“巧婦難為無米之炊”，如果把光刻機比作巧婦，那么光刻膠就是那閃著金光的糧食。沒有食物，即使有技術(shù)最高超的廚師也無法烹飪出一道美味佳肴。

光刻膠的質(zhì)量和性能是影響集成電路性能、成品率及可靠性的關(guān)鍵因素。光刻工藝的成本約為整個芯片制造工藝的 35%，并且耗費 時間約占整個芯片工藝的 40%-50%。光刻膠材料約占 IC 制造材料總 成本的 4%，市場巨大。因此光刻膠是半導(dǎo)體集成電路制造的核心材料。

資料顯示，2019 年全球光刻膠市場規(guī)模預(yù)計近 90 億美元，自 2010 年至今 CAGR 約 5.4%。預(yù)計該市場未來 3 年仍將以年均 5%的速度增長，至 2022 年全球光刻膠市場規(guī)模將超過 100 億美元。光刻膠的主要應(yīng)用場景有四個：半導(dǎo)體、顯示面板（LCD）、PCB（印制線路板）和其他光刻膠市場占比都差不多，基本都為25%左右。

其中，PCB 光刻膠主要用于中低端產(chǎn)品，技術(shù)壁壘相對較低。在全球 PCB 產(chǎn)業(yè)向亞洲轉(zhuǎn)移的背景下，中國以巨大的內(nèi)需市場和較為低廉的生產(chǎn)成本承接了大量 PCB 產(chǎn)能投資。2006 年起，我國成為 PCB 的最大生產(chǎn)國，也是 PCB光刻膠的最大使用國。據(jù)第三方機構(gòu)測算，從 2016 年至 2020 年，中國 PCB 行業(yè)產(chǎn)值自 271 億美元增長到了 311.6 億美元，年復(fù)合增長率約為 3.5%。

LCD光刻膠領(lǐng)域，隨著全球面板產(chǎn)能陸續(xù)向中國大陸轉(zhuǎn)移，國內(nèi) LCD 光刻膠需求快速增長。光刻膠不僅技術(shù)壁壘高，客戶壁壘也高，這種雙高性質(zhì)，使得行業(yè)集中度不斷提高，日美企業(yè)可以保持壟斷優(yōu)勢，而新進(jìn)入企業(yè)則需要大量的資金、技術(shù)和人才投入。國產(chǎn)光刻膠高端技術(shù)要短期內(nèi)突破比較難，還要很長的路要走。

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原文標(biāo)題：光刻機背后的“糧食”——光刻膠

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