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        國產ArF光刻膠:被資本看好=皇帝的新裝?

        TechWeb 文 / 薛定諤之咸魚

        2021年8月5日,南大光電的 ArF 光刻膠作為一款“尚未實現規?;慨a”的產品,現在就把他吹上天似乎是不太合適的。這點與《皇帝的新裝》中皇帝明明沒有穿衣服,但卻被眾多大臣贊美的場景頗為相似。

        近日網絡上流傳了幾段微信群聊的對話,在一個半導體行業500人的微信群內,一位被稱為“中芯國際光刻膠負責人”的楊曉松直接在群內表示,“別扯ArF,沒一家能看的,各個都不敢來見我。”在群內的方正證券電子首席分析師陳杭在群里懟了楊曉松,并稱“你算老幾”。

        那么被楊曉松非常不看好的國產ArF(氟化氬)光刻膠真的就那么不堪嗎?

        “這個是垃圾”怎么就變成“在座的都是垃圾”了

        關于“陳杭懟楊曉松”這個事,很多人都在討論這個話題。有不少觀點和文章直接說“楊曉松覺得國產光刻膠不好用”。這種表述是十分不嚴謹的,楊曉松當時表達的是“別扯ArF,沒一家能看的”。也就是說楊曉松當時的觀點是針對ArF光刻膠的,或者說是國產ArF光刻膠。覺得一個東西不行或者覺得一個東西是垃圾如果在轉述時變成“在座的都是垃圾”,那么這種轉述是十分不嚴謹的。

        本文將只討論楊曉松不看好的國產ArF光刻膠,關于楊曉松對于其它品種國產光刻膠的態度,本文不做揣測。

        ArF光刻膠

        光刻膠是芯片制造行業中“光刻”步驟所需的重要材料,與對應波長的光刻機配套使用。ArF光刻膠通過紫外光曝光,曝光的部分在堿性顯影液中溶解去除,而未曝光的部分在顯影液中幾乎沒有變化,保留在硅片表面。利用這種特性可以將掩膜版上的電路圖形轉移到硅片上。

        在圖中第二個步驟“旋轉涂膠”中所涂抹的膠就是光刻膠。在圖中第四個步驟“對準及曝光”中,從上方照射下來的UV光來自光刻機。

        光刻膠和光刻機在業界的分類其實很簡單,按使用光源的波長分類就可以了。

        比如你家里有一臺上海微電子SSA600/20光刻機,你想買對應的光刻膠。

        你一查官網,上面寫著SSA600/20光刻機的曝光光源是“ArF excimer laser”那你買氟化氬(ArF)的光刻膠就可以了。因為這個光刻機使用的光源為“ArF excimer laser”,波長為193nm。193nm屬于深紫外光(DUV),因此這臺光刻機可以稱為193nm光刻機或者DUV光刻機。

        南大光電的ArF光刻膠

        現在討論國產ArF光刻膠基本說的就是南大光電的ArF光刻膠。上海新陽的ArF光刻膠尚在驗證中,且僅有ArF干式光刻膠。而南大光電的ArF光刻膠干式和浸沒式都有。ArF光刻膠可以大致分為干式和浸沒式,干式主要應用于130nm-65nm工藝,而浸沒式主要應用于65nm-14nm工藝。其它廠商方面例如晶瑞股份和北京科華的主要業務或研究還停留在KrF光刻膠,離ArF光刻膠尚有距離。

        那么南大光電的ArF光刻膠怎么樣呢?南大光電自主研發的ArF光刻膠產品2020年12月在一家存儲芯片制造企業的50nm閃存平臺上通過認證,今年5月又在邏輯芯片制造企業55nm技術節點的產品上取得了認證突破。詳細情況為:

        50nm閃存平臺:“本次認證選擇客戶50nm閃存產品中的控制柵進行驗證,寧波南大光電的ArF光刻膠產品測試各項性能滿足工藝規格要求,良率結果達標。”

        邏輯芯片55nm技術節點:具備55nm平臺后段金屬布線層的工藝要求。

        在以上信息中,以邏輯芯片55nm技術節點為例,本次證明了南大光電的ArF光刻膠可用于55nm平臺后段金屬布線層工藝的,但后段金屬布線層可不是55nm工藝的全部,在這個技術節點下還有很多其它用到光刻膠的地方。這次實驗并沒有證實南大光電的ArF光刻膠可用于該晶圓廠55nm技術節點的其它工藝部分,也就是說該廠在以后生產55nm芯片時,可以使用一部分南大光電的ArF光刻膠,但另一部分還需要采購國外的ArF光刻膠。

        關于與國外的差距可以參考一些新聞報道,例如Intel大約于2010年停產50nm工藝閃存固態硬盤。

        國產ArF光刻膠目前是“皇帝的新裝”

        南大光電在近期與投資者互動時表示,“ArF光刻膠尚未形成規模銷售,產品價格將根據市場價格,與客戶協商確定。”也就是說南大光電的ArF光刻膠現在還不算是一個正式的商品。

        南大光電在7月29日發布的公告中稱,“公司目前的ArF光刻膠產品尚未實現規?;慨a。ArF光刻膠的復雜性決定了其在穩定量產階段仍然存在工藝上的諸多風險,不僅需要技術攻關,還需要在應用中進行工藝的改進、完善。同時,ArF光刻膠產品國產化替代受品質、客戶的嚴格要求,后續是否能取得下游客戶的大批量訂單,能否大規模進入市場仍存在較多的不確定性。這些都會影響ArF光刻膠的量產規模和經濟效益。”

        因此目前南大光電的ArF光刻膠有點像前段時間被網友們吐槽的“空氣顯卡”。2020年英偉達發布的30系列顯卡貨源稀少,更是在電商平臺上出現了幾萬人搶一張的盛況,于是乎悲憤的人類稱其為“空氣顯卡”‌。

        如果把南大光電的ArF光刻膠比作顯卡,那么現在的情況就是幾個廠家收到了這種顯卡的樣品并且測試了一下,其中兩個廠家發布了比較正式的測評報告,其它廠家暫時沒消息。這個顯卡什么時候正式上架銷售?不知道。也就是說很多廠家可能都沒有收到過這個ArF光刻膠的樣品。

        這時候我們回過頭來思考一下楊曉松他們當時的討論。如果中芯國際沒有收到南大光電送測的樣品,那么楊曉松不看好國產ArF光刻膠就可能是因為目前產線上確實沒有國產ArF光刻膠的影子,畢竟現在全國可能只有部分廠家有少量國產ArF光刻膠的樣品。但如果中芯國際收到了南大光電的ArF光刻膠,那楊曉松這樣評價就有可能是評價“國產ArF光刻膠”的真實水平了。不過因為保密等原因,楊曉松應該不能詳細說明。

        南大光電的ArF光刻膠作為一款“尚未實現規?;慨a”的產品,現在就把他吹上天似乎是不太合適的。這點與《皇帝的新裝》中皇帝明明沒有穿衣服,但卻被眾多大臣贊美的場景頗為相似。

        我們可以對國產化替代保持樂觀,但不要沸騰。需要解決的技術問題還很多,需要的時間還很長。具體時間多長呢?12-18個月,甚至更長。

        光刻膠的驗證是需要大量時間的,南大光電預計這個時間會在12-18個月,甚至更長。而通過驗證之后再到小批量采購,再到大量采購,再到相關業績體現到財務報表上,這個時間會更長。

        結語

        1.作者對半導體行業國產替代化保持樂觀的看法,但不認為能一口吃個胖子??萍嫉陌l展是需要遵照客觀規律,腳踏實地進行。

        2.根據目前官方公開的信息,南大光電的ArF光刻膠目前可用于部分晶圓廠部分工藝中的部分步驟。這是國產ArF光刻膠好的開始,但如果因此把整個中國或者半個中國的ArF光刻膠市場都算成它的,做出這種預期可能會造成較大風險。

        3.警惕一些使用“可用于”概念的沸騰文章。無論是現在、過去還是將來都會有一大批文章說“7nm光刻膠”怎么怎么樣、“7nm光刻機”怎么怎么樣。從客觀上說ArF光刻膠和ArF光刻機確實可用于制造7nm芯片,但目前也就臺積電和英特爾能做到這點,使用DUV光刻機制造7nm(指這個水平的晶體管密度)芯片。

        這事就像高考吧,滿分按750算,之前有兩個高考狀元確實考到了750?,F在有一個成績一般的學生說我高考也能考到750,你說否定他吧?確實沒有任何規定和政策阻止他考到750,理論上他確實可以考到750。但看他目前的學習水平吧,希望不大。

        就像你看到一篇文章標題是“7nm工藝光刻膠通過客戶驗證”,乍一看標題以為國產光刻膠崛起了。仔細往里一看,通過驗證的光刻膠可以用于 90nm-14nm 甚至7nm技術節點的集成電路制造工藝。事情好像有些不對。最后再一核實相關公司發布的公告原文,原來這回通過客戶驗證的只是55nm。

        4.短期內的股價可以靠沸騰,技術發展必須靠腳踏實地,國產替代還需要比較長的時間。

        5.對于讀到這里的朋友,我相信你水平極高,所以在此留下一些思考的問題。

        在《皇帝的新裝》大臣為什么要接受這種顯而易見的謊言?

        如果在故事的結局中,小孩戳破了謊言,但眾人不接受這個事實會發生什么?

        把以上的思考代入光刻膠的故事中,也許你會發現一些有趣的東西。

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