程念巧

光刻膠和光刻機(jī)一樣，都是芯片制造過(guò)程中不可或缺的關(guān)鍵材料、設(shè)備。如果說(shuō)光刻機(jī)是芯片制造的“畫(huà)筆”，那么光刻膠就是“墨水”，沒(méi)有它，再先進(jìn)的設(shè)備也無(wú)法在硅片上刻出精細(xì)的電路圖案。然而，長(zhǎng)期以來(lái)，全球高端光刻膠市場(chǎng)幾乎被日本企業(yè)壟斷，尤其是用于極紫外（EUV）光刻技術(shù)的先進(jìn)光刻膠，日本企業(yè)占據(jù)了90%以上的市場(chǎng)份額。那么我國(guó)在企業(yè)在光刻膠領(lǐng)域和日企有多大差距呢？今天我們就對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析。

一、日本企業(yè)為何能壟斷光刻膠市場(chǎng)？

光刻膠的技術(shù)門(mén)檻極高，尤其是EUV光刻膠，需要具備極高的分辨率、靈敏度和抗蝕刻能力。目前，全球能生產(chǎn)EUV光刻膠的企業(yè)屈指可數(shù)，日本的JSR、信越化學(xué)、東京應(yīng)化等公司幾乎壟斷了這一市場(chǎng)。這些企業(yè)在光刻膠領(lǐng)域深耕數(shù)十年，積累了大量的專(zhuān)利和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，使得其他國(guó)家很難在短時(shí)間內(nèi)突破。

光刻膠的研發(fā)不僅涉及化學(xué)材料的創(chuàng)新，還需要與光刻機(jī)的參數(shù)高度匹配。日本企業(yè)之所以能長(zhǎng)期占據(jù)主導(dǎo)地位，一方面是因?yàn)樗鼈兣cASML等光刻機(jī)巨頭建立了緊密的合作關(guān)系，另一方面則是它們?cè)诓牧峡茖W(xué)上的深厚積累。因此，想要打破日企的壟斷，不僅需要技術(shù)突破，還需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展。

二、清華大學(xué)研發(fā)新型EUV光刻膠，性能超越日企？

而在近日，清華大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在《自然》子刊上發(fā)表了一項(xiàng)重要成果——他們開(kāi)發(fā)出了一種基于聚碲氧烷（Polytelluoxane,PTeO）的新型EUV光刻膠。根據(jù)論文數(shù)據(jù)，這種光刻膠在分辨率、靈敏度和線(xiàn)邊緣粗糙度（LER）等關(guān)鍵指標(biāo)上均優(yōu)于目前日本企業(yè)的主流產(chǎn)品。

具體來(lái)說(shuō)，PTeO光刻膠在EUV曝光下表現(xiàn)出極高的靈敏度，這意味著它可以在更短的時(shí)間內(nèi)完成曝光，提高芯片制造的效率。同時(shí)，它的分辨率更高，能夠支持更小的制程節(jié)點(diǎn)，這對(duì)于未來(lái)3nm甚至2nm芯片的制造至關(guān)重要。此外，它的線(xiàn)邊緣粗糙度更低，可以減少芯片制造過(guò)程中的缺陷，提高良品率。

這一突破的意義在于，它提供了一種全新的材料體系，而不僅僅是現(xiàn)有技術(shù)的改良。傳統(tǒng)的EUV光刻膠主要基于含金屬的化學(xué)放大膠（CAR），而PTeO光刻膠則采用了碲元素作為核心成分，這使得它在某些性能上具有天然優(yōu)勢(shì)。

三、實(shí)驗(yàn)室成功≠商用可行，距離真正超越還有多遠(yuǎn)？

雖然清華大學(xué)的這項(xiàng)研究成果令人振奮，但我們必須清醒地認(rèn)識(shí)到，實(shí)驗(yàn)室的成功并不意味著它已經(jīng)可以替代日本企業(yè)的產(chǎn)品。光刻膠的研發(fā)不僅僅是一個(gè)材料問(wèn)題，更是一個(gè)工程化問(wèn)題，而這主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

第一個(gè)方面是實(shí)驗(yàn)室的樣品通常是在理想條件下制備的，而實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境要復(fù)雜得多。光刻膠需要適應(yīng)不同的光刻機(jī)、不同的工藝條件，甚至不同的芯片設(shè)計(jì)需求。目前，PTeO光刻膠尚未經(jīng)過(guò)大規(guī)模生產(chǎn)驗(yàn)證，其穩(wěn)定性和一致性仍有待考察。

第二是光刻膠的產(chǎn)業(yè)化需要配套的供應(yīng)鏈支持，日企之所以能長(zhǎng)期占據(jù)市場(chǎng)，不僅是因?yàn)榧夹g(shù)領(lǐng)先，還因?yàn)樗鼈兘⒘送暾脑牧瞎?yīng)、生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制體系。我國(guó)在這一領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)鏈仍不完善，短期內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)完全自主可控。

最后，光刻膠的商用化還需要通過(guò)芯片制造企業(yè)的認(rèn)證。臺(tái)積電、三星、英特爾等芯片巨頭對(duì)光刻膠的要求極為嚴(yán)格，任何新材料想要進(jìn)入它們的供應(yīng)鏈，都需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試和驗(yàn)證。因此，即使PTeO光刻膠在實(shí)驗(yàn)室表現(xiàn)優(yōu)異，距離真正商用可能還需要數(shù)年時(shí)間。

四、寫(xiě)在最后

清華大學(xué)的這項(xiàng)研究無(wú)疑是我國(guó)在光刻膠領(lǐng)域的一次重要突破，證明了我們?cè)诟叨税雽?dǎo)體材料上具備創(chuàng)新能力。然而，從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)，從技術(shù)突破到市場(chǎng)替代，仍然有很長(zhǎng)的路要走。

光刻膠的國(guó)產(chǎn)化不僅僅是技術(shù)問(wèn)題，更是產(chǎn)業(yè)鏈的整體升級(jí)問(wèn)題。我們需要更多的企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)和政府支持，共同推動(dòng)這一關(guān)鍵材料的自主可控。只有真正實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)和商用落地，才能說(shuō)我們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域超越了日企。

因此，目前的“先進(jìn)”還停留在理論階段，但至少我們已經(jīng)邁出了重要的一步。未來(lái)，隨著更多資源的投入和產(chǎn)業(yè)鏈的完善，國(guó)產(chǎn)EUV光刻膠或許真的能打破日本企業(yè)的壟斷，成為全球芯片制造的關(guān)鍵一環(huán)。