本土ArF光刻膠通過(guò)驗證，國內首款！

來(lái)源：界面新聞

南大光電3月21日在投資者互動(dòng)平臺表示，公司控股子公司寧波南大光電材料有限公司研發(fā)的ArF光刻膠，已在下游客戶(hù)存儲芯片50nm和邏輯芯片55nm技術(shù)節點(diǎn)的產(chǎn)品上通過(guò)認證，成為國內通過(guò)客戶(hù)驗證的第一只國產(chǎn)ArF光刻膠。目前有多款產(chǎn)品正在多家客戶(hù)進(jìn)行認證。

南大光電：ArF光刻膠驗證難度大

近日，南大光電發(fā)布了公司的一個(gè)調研紀要，在紀要中他們表示。公司研發(fā)的 ArF 光刻膠正在多家下游主要客戶(hù)穩步推進(jìn)。

但他們也進(jìn)一步指出，光刻膠是客制化產(chǎn)品，他們針對每家客戶(hù)的不同需求開(kāi)發(fā)多款產(chǎn)品進(jìn)行驗證。因是進(jìn)口替代，所以他們能研發(fā)的產(chǎn)品需要適應客戶(hù)端的工藝參數，留給他們的調整空間很小，所以驗證難度大。不過(guò)，他們也強調目前驗證進(jìn)展順利，公司也將抓緊推進(jìn)市場(chǎng)拓展工作，爭取盡快實(shí)現批量銷(xiāo)售。

南大一份公告，揭露國產(chǎn)光刻膠的“難”

近日，南大光電發(fā)布了幾份公告，就公司發(fā)布債券的相關(guān)問(wèn)詢(xún)向深圳證券交易所回復。在這些回復中，除了深入解讀證券交易所關(guān)注的半導體先進(jìn)制程用前驅體產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化項目、高純磷烷、砷烷擴產(chǎn)及砷烷技改項目、電子級三氟化氮項目的相關(guān)問(wèn)題外，還談及了公司之前募資所專(zhuān)注的光刻膠項目。

從這個(gè)回答，我們可以看到國產(chǎn)光刻膠的“難”。

首先在關(guān)鍵設備采購方面，南大光電表示，實(shí)現 14-90nm 制程芯片用光刻膠產(chǎn)業(yè)化是前次募投光刻膠的主要任務(wù)和目標。而缺陷檢測設備系 28nm 以下制程芯片用光刻膠制備所必需的設備。事實(shí)上，公司已和美國供應商確立合作意愿，但目前交貨周期需要延長(cháng)，具體交付時(shí)間尚存不確定性，且該設備在當時(shí)環(huán)境下確實(shí)需要依賴(lài)進(jìn)口。

“缺陷檢測設備的缺失給 28nm 以下制程芯片用光刻膠產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化帶來(lái)困難，進(jìn)而影響了整體募投項目實(shí)施進(jìn)度?！蹦洗蠊怆姺矫鎻娬{。

他們同時(shí)指出，公司曾嘗試采取委托外包方式解決這一問(wèn)題。但 28nm 以下制程芯片用光刻膠若采用委外檢測，則會(huì )導致參數性能的較大不確定性，自主控制和調試難度較高，且由于目前國內 28nm 以下制程用光刻膠缺陷檢測設備主要集中在下游客戶(hù)處，因此檢測成本也將難以有效控制，故不做首選方案。

南大同時(shí)也在積極考慮切換其他供應渠道。通過(guò)不同渠道對比，公司了解到目前已有國產(chǎn)設備正在測試且即將實(shí)現商用。出于使用指導、設備維護、維修便捷等因素，公司正在評估和考慮選擇國產(chǎn)設備供應。

南大光電在公告中表示，光刻膠項目所需的光刻車(chē)間已建成，本次募投項目所需的主要先進(jìn)光刻設備，如 ASML 浸沒(méi)式光刻機、CD-SEM（特征尺寸測量用掃描電子顯微鏡）、涂膠顯影一體機等已經(jīng)完成安裝并投入使用。已經(jīng)生產(chǎn)出多款樣品發(fā)往下游客戶(hù)驗證，已具備了 ArF 光刻膠及配套材料產(chǎn)業(yè)化的基本條件。

在問(wèn)到“有關(guān)客戶(hù)驗證需求變化、公司實(shí)際經(jīng)營(yíng)情況”的相關(guān)問(wèn)題時(shí)。南大回應道，因客觀(guān)市場(chǎng)和公司經(jīng)營(yíng)情況發(fā)生的變化，目前實(shí)際情況與 2021 年募資時(shí)回復材料內容披露的情況存在部分差異。

一方面，由于進(jìn)口原材料供應受到國際貿易影響，下游集成電路客戶(hù)驗證需求和驗證標準都發(fā)生了變化；同時(shí)，光刻膠規格不符、質(zhì)量不穩定會(huì )導致芯片產(chǎn)品良率的大幅下降，因此各晶圓廠(chǎng)對光刻膠替換所持的謹慎態(tài)度，綜合導致部分產(chǎn)品驗證進(jìn)度放緩，雖然部分制程產(chǎn)品產(chǎn)線(xiàn)基本建設完畢，但產(chǎn)品驗證完成后產(chǎn)量才能逐步爬坡。且由于公司主要晶圓廠(chǎng)客戶(hù)驗證標準變化，在批次產(chǎn)品穩定性上需要投入更多精力。

南大光電進(jìn)一步解析說(shuō)，公司前次募投擬產(chǎn)業(yè)化的 193nm ArF 光刻膠產(chǎn)品目前仍然需要經(jīng)過(guò)較長(cháng)時(shí)間的客戶(hù)驗證，才能達到可批量生產(chǎn)的相對成熟狀態(tài)。且由于下游需求的差異性和復雜性，發(fā)行人目前送驗的產(chǎn)品種類(lèi)也無(wú)法完全覆蓋下游不同客戶(hù)的不同工藝、不同環(huán)節的用膠需求。因此，即使發(fā)行人目前主打的 ArF 光刻膠細分產(chǎn)品種類(lèi)產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)順利，仍然面臨來(lái)自進(jìn)口企業(yè)及其他國產(chǎn)供應商的市場(chǎng)競爭壓力。

目前，國內比較成熟的晶圓廠(chǎng)在驗證國產(chǎn)光刻膠時(shí)大多采用“替代型驗證”，即要求國產(chǎn)產(chǎn)品在光刻，刻蝕，OPC 修正等性能方面同 Fab 廠(chǎng)現在使用的光刻膠能夠完全匹配，高端制程誤差要求在+/- 2nm 范圍內，以滿(mǎn)足其現有產(chǎn)線(xiàn)、工藝的要求，減少其調試成本。同時(shí)，因使用芯片制程、用途不同，即便同為 193nm ArF 光刻膠，不同客戶(hù)的不同產(chǎn)線(xiàn)、工藝等也會(huì )對參數要求大不相同，對應光刻膠產(chǎn)品的配方就會(huì )有所區別。

例如 LANs base 線(xiàn)條層由于線(xiàn)條寬窄、布線(xiàn)規模、線(xiàn)條間距等不同，對光刻膠的需求均不一樣；Hole 孔柱用光刻膠因孔型大小不同也對參數有特別規定；Metal 金屬布線(xiàn)層在 Fab 端從圖片到出品，需要經(jīng)過(guò)多遍以上全生產(chǎn)過(guò)程，每遍所要求的參數也有不同。此外，存儲芯片、邏輯芯片等不同芯片類(lèi)型對光刻膠的驗證要求也存在差異。

因此，公司 ArF 光刻膠產(chǎn)品除需要除針對不同客戶(hù)需求開(kāi)展產(chǎn)品驗證外，又由于上述不同工藝、不同環(huán)節所產(chǎn)生的不同使用需求，即使針對同一客戶(hù)也需要多款產(chǎn)品同時(shí)送驗，并逐一進(jìn)行單獨驗證，甚至需要多種產(chǎn)品組的綜合驗證通過(guò)后才會(huì )被采用。因此，盡管在 193nm ArF 光刻膠領(lǐng)域公司目前具有一定的先發(fā)優(yōu)勢，但若未來(lái)公司未能準確把握下游市場(chǎng)需求變化、及時(shí)調整研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)，或因未能及時(shí)生產(chǎn)、調試出符合不同廠(chǎng)商、不同工藝、不同環(huán)節所需的產(chǎn)品，則公司仍存在喪失市場(chǎng)先機，進(jìn)而在高端光刻膠領(lǐng)域相對其他國產(chǎn)供應商領(lǐng)先優(yōu)勢減小的風(fēng)險。

盡管近年來(lái)國內光刻膠市場(chǎng)保持了良好的增長(cháng)趨勢，但以 ArF 光刻膠為代表的高端光刻膠領(lǐng)域國內市場(chǎng)份額仍然較小，長(cháng)期為國外巨頭所壟斷。根據華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院統計，2021 年全球光刻膠市場(chǎng)份額中，日本廠(chǎng)商東京應化、合成橡膠（JSR）、住友化學(xué)及富士膠片的市場(chǎng)占有率合計達到 60%，美國陶氏化學(xué)市占率 17%，韓國東進(jìn) 11%。在 ArF 光刻膠領(lǐng)域，合成橡膠（JSR）以 24%的市場(chǎng)份額位居全球第一，國內 ArF 光刻膠幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口，日本及美國公司占據了絕對主導地位。

這種高端光刻膠長(cháng)期為國外企業(yè)壟斷的狀況，使我國芯片制造一直處于“卡脖子”困境，亟待實(shí)現國產(chǎn)替代。由于高端光刻膠的保質(zhì)期很短（通常只有 6 個(gè)月左右甚至更短），一旦遇到進(jìn)口“限供”甚至“斷供”，勢必面臨國內芯片企業(yè)短期內全面停產(chǎn)的嚴重不利局面。因此這也對國產(chǎn)替代產(chǎn)品提出了更高要求，例如在產(chǎn)品的應用兼容度、性能穩定性、雜質(zhì)純度等諸多方面，目前既要趕超進(jìn)口產(chǎn)品，還要滿(mǎn)足下游晶圓廠(chǎng)的產(chǎn)線(xiàn)技術(shù)要求；原本是對單項產(chǎn)品性能、參數開(kāi)展獨立驗證，目前也增加至多種產(chǎn)品組的綜合驗證通過(guò)后方可采用。因此，下游客戶(hù)原材料供應需求的變化使得其對送驗產(chǎn)品的需求也發(fā)生了變化，進(jìn)而直接影響了發(fā)行人研發(fā)、驗證工作的進(jìn)行。

南大同時(shí)指出，由于光刻膠（特別是 193nmArF 及 EUV 等高制程芯片用光刻膠）系研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化難度極高的精細化學(xué)品，在分辨率（關(guān)鍵尺寸大?。?、對比度（曝光區到非曝光區過(guò)渡的陡度）、敏感度（最小曝光量）、粘滯性（膠體厚度）、粘附性（黏著(zhù)于襯底的強度）、抗蝕性（保持粘附性的能力）、表面張力、存儲和傳送方面都具有多元化且極高的要求，同時(shí)對樹(shù)脂型聚合物、光引發(fā)劑、溶劑、活性稀釋劑及其他助劑等原材料的要求也非?？量?，光刻膠規格不符、質(zhì)量不穩定會(huì )導致芯片產(chǎn)品良率的大幅下降，因此各晶圓廠(chǎng)對光刻膠大規模替換普遍持謹慎態(tài)度。

另一方面，新冠疫情也對公司實(shí)際經(jīng)營(yíng)造成較大影響，具體體現在驗證效率降低、委外檢測實(shí)施困難以及設備維修難度增大等方面。對于市場(chǎng)、客戶(hù)需求的變化，公司在前次募資驗證時(shí)無(wú)法充分預計，因此未能考慮在內，致使目前實(shí)際實(shí)施進(jìn)度不及預期，對此，公司自身也做出了適當調整。為增加光刻膠項目產(chǎn)品銷(xiāo)量、提升產(chǎn)品市場(chǎng)地位，隨著(zhù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)的調整轉移，原有部分在驗證產(chǎn)品的驗證進(jìn)度也會(huì )受到影響。