對于國產光刻膠來說,今年的九月是極為特殊的一個月份。
9月23日,發改委聯合工信部、科技部、財政部共同發布了《關于擴大戰略性新興產業投資培育壯大新增長點增長極的指導意見》,《意見》提出,加快新材料產業強弱項,具體涉及加快在光刻膠、大尺寸硅片、電子封裝材料等領域實現突破。
而在《意見》還未發布之前,部分企業已經聞聲先動了。
8月15日,上海新陽發布公告,將募資15億投資高端光刻膠的研發和產業化項目。
9月14日,雅克科技宣布募資12億布局半導體材料,其中6億用來投入到光刻膠及光刻膠配套試劑中;兩天之后,馬鞍山簽約了9個項目,其中之一就是斯坦得LDI感光干膜及半導體光刻膠項目,總投資金額15億;月底,久日新材增資微芯新材2000萬研發光刻膠,為國產光刻膠的黃金9月收了個尾。
除了以上幾家企業加大投資、研發國產光刻膠之外,還有兩家企業通過購買光刻機的方式,開展光刻膠的研發。
同樣是在9月,晶瑞股份發布公告稱,擬1102萬美元購買二手的ASML光刻機,如果順利的話,可以加快高端光刻膠的研發進度。
在此之前的8月,英唐智控宣布,收購先鋒微技術已獲得了日本政府的批準,本次收購英唐智控主要瞄準的是光刻機和光刻膠。
以上種種跡象都表明,國產光刻膠要雄起了!
但是,別急。
01 光刻膠的兩大壁壘
光刻膠產業,尤其是高端光刻膠一直是日本企業所把持,這已不是什么鮮為人知的信息了,那么日本能把持光刻膠這么多年背后的深層次邏輯是什么?
究其原因,主要是技術和市場兩大壁壘過高導致的。
首先,光刻膠作為半導體產業的基礎材料,扮演著極其重要的角色,甚至可以和光刻機相媲美,但市場規模卻很小。2019年的全球光刻膠市場的規模才90億美元,不及一家大型IC設計企業的年營收,行業成長空間有限,自然進入的企業就少。
另一方面,光刻膠又是一個具有極高技術壁壘的產業。
由于不同的客戶會有不同的應用需求,同一個客戶也有不同的光刻應用需求。導致光刻膠的種類極其繁雜,必須通過調整光刻膠的配方,滿足差異化應用需求,這也是光刻膠制造商最核心的技術。
第二點是光刻膠要有極好的穩定性和一致性,如果質量稍微出點問題,損失將會是巨大的。去年2月,臺積電因為光刻膠的原因導致晶圓污染,報廢十萬片晶圓,直接導致5.5億美元的賬面損失。
除了以上原因外,另一個重要原因是,經過幾十年的發展,光刻膠已經是一個相當成熟且固化的產業。
2010年光刻膠的專利出現井噴,2013年之后,相關專利的申請已經開始銳減。目前從專利申請量來看,富士膠片、信越化學、住友化學3家日本龍頭公司合計申請了行業80%以上的專利。
市場較小,技術壁壘又高,這意味著對于企業來說,發展光刻膠性價比不高,即便研發成功一款光刻膠,也要面臨較長的認證周期,需要與下游企業建立合作關系。不過,一般下游企業都有自己穩固的合作伙伴,對于他們來說,如果更換供應商,又會是一個相當長的驗證周期,費時費力。
綜上所述,光刻膠產業的特殊屬性,導致目前日本在這方面稱霸全球,而鮮有挑戰者。
02 最強王者的練成
事實上,日本的光刻膠并非一出場就是王者,而是從青銅一步步爬上去的。
光刻膠的雛形最早出現在200年前的法國,成長于美國,卻在日本的手上得到了發揚,這其中有日本自身的努力,也和時代環境密不可分。
上世紀80年代,說起光刻膠,IBM才是當之無愧的最強王者,不僅突破壟斷了KrF光刻膠,ArF光刻膠的雛形也源自IBM公司,但是IBM的光刻膠沒有趕上好時代,空有一身本領卻無處施展。
由于當時80年代半導體工藝還主要處于微米級別,這種工藝用i線就足夠,KrF光刻膠雖然先進,但是價格昂貴,并未得到廣泛應用。
十年之后,KrF光刻膠可以被大規模商用了,但是市場卻發生了極大的變化。在這十年間,全球分工發生了重大的變化,一方面,美國的制造業開始出局,尤其是1986年半導體市場大滑坡,使美國光刻機三巨頭遭受重創,新產品研發停滯。
另一方面是伴隨著尼康和佳能的崛起,美國光刻機市場被日企一步步蠶食。自家光刻機自然用上自家的光刻膠。這一時間段,日本的東京應化(TOK)、信越化學等開始加大研發光刻膠,才有了后來的超越。
天時地利人和共同決定了IBM沒能走到最后,反倒是日企后來者居上,霸占了整個光刻膠市場。有時候不得不承認,技術過于先進導致沒有配套產業出現,新技術得不到廣泛應用,對于企業來說也是巨大的挑戰。
03 日本光刻膠動向
對于如今的日本光刻膠企業來說,沒有了外敵,更多的是內部斗爭,相互搶占市場,搶占下一次先機。所以,近期富士膠片、住友化學和信越化學都做了一系列的大動作。
根據日經新聞報道,富士膠片正投資45億日元(4260萬美元)在東京西南部的靜岡縣生產工廠配備設備,最早將于明年開始批量生產極紫外光(EUV)光刻技術的光刻膠。
同時,住友化學將在2022財年之前為大阪的一家工廠提供從開發到生產的全方位光刻膠生產能力。由于其強大的市場,該公司已經達成了向大型制造商提供產品的臨時協議。
另一巨頭,信越化學則將耗資約300億日元(2.85億美元),在中國臺灣地區和日本擴廠,臺灣地區的云林廠將從2021年2月左右率先新增產能。
屆時,信越化學將開始在臺灣地區生產用于先進極紫外光(EUV)光刻技術的光刻膠。日本新瀉縣直江津的工廠的新設備預定在2022年2月開始運作。
04 日企擴產的邏輯
從最近各家的動向來看,國產光刻膠項目頻繁上馬,日本的巨頭也在擴大產能,像是大戰拉開序幕的前戲,實則有本質的差別。
信越化學、富士膠片在日本與臺灣地區建廠,本質上是要滿足全球代工企業與面板產業的需求。由于疫情帶動全球在線辦公、醫療等相關領域的拉升,持續推升了電源管理芯片、CIS影像傳感芯片、面板驅動芯片等需求熱絡。
再加上12寸邏輯IC、存儲器相關需求穩定,晶圓代工需求旺盛,各大企業相繼出現了產能滿載的現象,甚至晶圓代工的交期被拉長。在面板產業上,疫情拉動面板需求,LG本來已經打算在今年關閉LCD廠,因為疫情拉升面板需求,又給LG的LCD面板續了一口氣,宣布暫時先不關廠了。
另一方面,臺積電作為全球第一代半導體代工企業,產能早已出現供不應求的現象,再加上5nm的量產和3nm的研發,對光刻膠需求進一步拉大,以上多種因素才是信越化學為何在臺灣地區和日本建廠的根本所在。
05 國產光刻膠的發展邏輯
國內光刻膠企業最近動作頻出的原因,一方面是市場需求上升,另一方面也是自身需求所致。
從日本的光刻膠發家史不難發現,日本的光刻膠是伴隨著本國的半導體制造產業一起崛起的,所以光刻膠必須要有配套產業的出現才能一步步做起來。
近年來,國產面板得到了突破性發展,但是很多上游原材料配套不足,供應鏈都在海外,導致成本高企,所以這也給了國產光刻膠一個機會。再加上國內晶圓代工近兩年取得較大的進步,對國產光刻膠需求也在明顯上升,這些都為國產光刻膠發展創造了良好的條件。
另一個層面來講,國產光刻膠需要獨立自主。雖然光刻膠的市場不大,但是有些產業的存在不僅僅是能否賺錢的問題,而是出于戰略需求。
回顧去年日本斷供韓國光刻膠事件,強大如韓國,依然被一個小小的光刻膠所卡死。所以應該有國產光刻膠的存在,保證自身的戰略安全,這也是最近發改委為何會發文,要加快光刻膠、大尺寸硅片等領域實現突破的原因所在。