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半導體集成電路制造的核心材料:光刻膠

中科院半導體所 ? 來源:中科院半導體所 ? 作者:中科院半導體所 ? 2020-11-14 09:36 ? 次閱讀

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芯片設計—芯片制造封裝測試。從最早誕生于電路設計師的腦袋中,到將大腦中的線路圖像設計出來,最后送到半導體車間經由光刻機反復光刻,中間經過數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鍵設備就是光刻機,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生變化。光刻膠可分為正性光刻膠和負性光刻膠,主要區別在于光刻過程中理化性質變化不同。

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,即使有技術最高超的廚師也無法烹飪出一道美味佳肴。

光刻膠的質量和性能是影響集成電路性能、成品率及可靠性的關鍵因素。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模預計近 90 億美元,自 2010 年至今 CAGR 約 5.4%。預計該市場未來 3 年仍將以年均 5%的速度增長,至 2022 年全球光刻膠市場規模將超過 100 億美元。光刻膠的主要應用場景有四個:半導體、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品,技術壁壘相對較低。在全球 PCB 產業向亞洲轉移的背景下,中國以巨大的內需市場和較為低廉的生產成本承接了大量 PCB 產能投資。2006 年起,我國成為 PCB 的最大生產國,也是 PCB光刻膠的最大使用國。據第三方機構測算,從 2016 年至 2020 年,中國 PCB 行業產值自 271 億美元增長到了 311.6 億美元,年復合增長率約為 3.5%。

LCD光刻膠領域,隨著全球面板產能陸續向中國大陸轉移,國內 LCD 光刻膠需求快速增長。光刻膠不僅技術壁壘高,客戶壁壘也高,這種雙高性質,使得行業集中度不斷提高,日美企業可以保持壟斷優勢,而新進入企業則需要大量的資金、技術和人才投入。國產光刻膠高端技術要短期內突破比較難,還要很長的路要走。

責任編輯:xj

原文標題:光刻機背后的“糧食”——光刻膠

文章出處:【微信公眾號:中科院半導體所】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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原文標題:光刻機背后的“糧食”——光刻膠

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