這兩年聊國產芯片,好消息可謂是一個接一個,這讓人覺得國產芯片真的要翻身了。尤其是7nm等效工藝這塊,中芯國際用DUV光刻機做四重曝光,硬是繞開了EUV封鎖,實現了小批量量產。華為Mate系列搭載的麒麟9000S、9010、9030芯片,全部是中芯國際代工的,這些芯片已經在市場上賣了好幾代了。說白了,7nm我們確實造出來了,而且不只是一顆樣品,是實打實用在了消費級產品上。
但我想說的是,造芯片這件事,不光是工藝和設備的問題,還有一個特別容易被忽略但又特別要命的材料,這種材料就是光刻膠。那么我國光刻膠進展如何呢?今天我們就對這個問題進行分析,有失偏頗之處還請大家多多指正。
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一、7nm工藝,確實是了不起的突破
在分析光刻膠之前,我們先說說7nm芯片這塊的成績。客觀地講,我國內地廠商能量產等效7nm芯片,這確實值得驕傲。畢竟全球能做7nm芯片的企業本來就沒幾家,也就臺積電、三星,再就是中芯國際。
臺積電和三星靠的是EUV光刻機,一臺設備一億多美元,被荷蘭ASML壟斷。內地廠商中芯國際買不到EUV光刻機,硬生生把等效7nm給做了出來。雖然中芯國際的四重曝光比EUV一次曝光慢得多,單片晶圓成本是臺積電的2到3倍,良率也不如臺積電那么穩定,但能在被全面封鎖的情況下把芯片做出來,這本身就是一個巨大的技術突破。所以說,7nm等效工藝我們確實已經拿下了,這一點不用妄自菲薄。
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二、但光刻膠這塊,差距比你想的要大
說完好的,再說說不那么好的。很多人可能不太了解光刻膠是什么東西,簡單地說,光刻膠就是芯片制造過程中在硅片上"畫電路"用的感光材料。光刻機是槍,光刻膠就是子彈,沒有它,槍再好也打不響。光刻占整個芯片制造成本的30%,耗時的40%到50%,而光刻膠是這個環節里最關鍵的耗材,直接決定芯片的性能和良率。
全球高端光刻膠市場是什么格局呢?被四家日企壟斷,這四家分別是東京應化、JSR、信越化學、富士電子材料。這四家加起來占了全球90%以上的市場份額。其中EUV光刻膠被日企獨占95%產能,ArF光刻膠日系占比超過95%。說白了,這個賽道就是日企說了算。
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我國的光刻膠是什么水平呢?其中最底層的G線、I線光刻膠,國產化率已經突破95%,基本實現自主自給,這塊沒問題。再往上一層的KrF光刻膠,內地廠商已經覆蓋90nm到28nm的存儲和邏輯芯片,國產化率大概在20%到40%左右。但即便如此,大量高端KrF產品仍然依賴日企供應。
再往上,ArF光刻膠,覆蓋28nm及以下的先進制程,國產化率不足10%。目前只有南大光電實現了28nm浸沒式ArF光刻膠的規模化量產,良率做到了99.7%,已經通過中芯國際、長江存儲的全流程驗證。但問題是,南大光電的ArF光刻膠年產能只有50噸,而且還沒滿產。至于EUV光刻膠,國內基本完全空白,自給率不足5%。
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三、日企斷供,讓問題暴露得更加徹底
如果說上面的數據只是讓你覺得"差距有點大",那接下來發生的事情會讓你意識到問題有多嚴重。2025年底開始,日方相關部門修訂了出口管制法令,將先進制程光刻膠納入管控清單,實行90天超長逐案審批。四家日企隨即停接我國ArF、EUV光刻膠新訂單,KrF光刻膠新增配額大幅壓縮,全線撤走了所有駐場工藝工程師。
這直接導致了什么后果?國內先進制程晶圓廠的產能利用率一度跌至八成以下。并且光刻膠保質期只有3個月,斷供就意味著產線隨時可能停擺。沒有光刻膠,就算你有光刻機、有設計圖紙、有工程師,芯片照樣造不出來。
我說這些,不是想潑冷水。7nm等效工藝確實了不起,中芯國際和華為的努力值得所有人尊重。但造芯片是一個系統工程,光刻機、光刻膠、大硅片、電子特氣、EDA軟件,少了哪一環都不行。我們現在的情況是制造工藝追上來了,但核心材料還被卡著。就像你會做飯了,但食材還得從別人那里買,人家哪天不賣給你,你照樣開不了火。
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四、寫在最后
7nm工藝證明了我們有造出先進芯片的能力,但光刻膠提醒我們,供應鏈安全這道題,還有很長的路要走。正如一位業內人士說的:卡脖子不是終點,而是起點。在光刻膠這個賽道上,國產替代才剛剛起步。
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