这两年聊国产芯片,好消息可谓是一个接一个,这让人觉得国产芯片真的要翻身了。尤其是7nm等效工艺这块,中芯国际用DUV光刻机做四重曝光,硬是绕开了EUV封锁,实现了小批量量产。华为Mate系列搭载的麒麟9000S、9010、9030芯片,全部是中芯国际代工的,这些芯片已经在市场上卖了好几代了。说白了,7nm我们确实造出来了,而且不只是一颗样品,是实打实用在了消费级产品上。
但我想说的是,造芯片这件事,不光是工艺和设备的问题,还有一个特别容易被忽略但又特别要命的材料,这种材料就是光刻胶。那么我国光刻胶进展如何呢?今天我们就对这个问题进行分析,有失偏颇之处还请大家多多指正。
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一、7nm工艺,确实是了不起的突破
在分析光刻胶之前,我们先说说7nm芯片这块的成绩。客观地讲,我国内地厂商能量产等效7nm芯片,这确实值得骄傲。毕竟全球能做7nm芯片的企业本来就没几家,也就台积电、三星,再就是中芯国际。
台积电和三星靠的是EUV光刻机,一台设备一亿多美元,被荷兰ASML垄断。内地厂商中芯国际买不到EUV光刻机,硬生生把等效7nm给做了出来。虽然中芯国际的四重曝光比EUV一次曝光慢得多,单片晶圆成本是台积电的2到3倍,良率也不如台积电那么稳定,但能在被全面封锁的情况下把芯片做出来,这本身就是一个巨大的技术突破。所以说,7nm等效工艺我们确实已经拿下了,这一点不用妄自菲薄。
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二、但光刻胶这块,差距比你想的要大
说完好的,再说说不那么好的。很多人可能不太了解光刻胶是什么东西,简单地说,光刻胶就是芯片制造过程中在硅片上"画电路"用的感光材料。光刻机是枪,光刻胶就是子弹,没有它,枪再好也打不响。光刻占整个芯片制造成本的30%,耗时的40%到50%,而光刻胶是这个环节里最关键的耗材,直接决定芯片的性能和良率。
全球高端光刻胶市场是什么格局呢?被四家日企垄断,这四家分别是东京应化、JSR、信越化学、富士电子材料。这四家加起来占了全球90%以上的市场份额。其中EUV光刻胶被日企独占95%产能,ArF光刻胶日系占比超过95%。说白了,这个赛道就是日企说了算。
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我国的光刻胶是什么水平呢?其中最底层的G线、I线光刻胶,国产化率已经突破95%,基本实现自主自给,这块没问题。再往上一层的KrF光刻胶,内地厂商已经覆盖90nm到28nm的存储和逻辑芯片,国产化率大概在20%到40%左右。但即便如此,大量高端KrF产品仍然依赖日企供应。
再往上,ArF光刻胶,覆盖28nm及以下的先进制程,国产化率不足10%。目前只有南大光电实现了28nm浸没式ArF光刻胶的规模化量产,良率做到了99.7%,已经通过中芯国际、长江存储的全流程验证。但问题是,南大光电的ArF光刻胶年产能只有50吨,而且还没满产。至于EUV光刻胶,国内基本完全空白,自给率不足5%。
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三、日企断供,让问题暴露得更加彻底
如果说上面的数据只是让你觉得"差距有点大",那接下来发生的事情会让你意识到问题有多严重。2025年底开始,日方相关部门修订了出口管制法令,将先进制程光刻胶纳入管控清单,实行90天超长逐案审批。四家日企随即停接我国ArF、EUV光刻胶新订单,KrF光刻胶新增配额大幅压缩,全线撤走了所有驻场工艺工程师。
这直接导致了什么后果?国内先进制程晶圆厂的产能利用率一度跌至八成以下。并且光刻胶保质期只有3个月,断供就意味着产线随时可能停摆。没有光刻胶,就算你有光刻机、有设计图纸、有工程师,芯片照样造不出来。
我说这些,不是想泼冷水。7nm等效工艺确实了不起,中芯国际和华为的努力值得所有人尊重。但造芯片是一个系统工程,光刻机、光刻胶、大硅片、电子特气、EDA软件,少了哪一环都不行。我们现在的情况是制造工艺追上来了,但核心材料还被卡着。就像你会做饭了,但食材还得从别人那里买,人家哪天不卖给你,你照样开不了火。
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四、写在最后
7nm工艺证明了我们有造出先进芯片的能力,但光刻胶提醒我们,供应链安全这道题,还有很长的路要走。正如一位业内人士说的:卡脖子不是终点,而是起点。在光刻胶这个赛道上,国产替代才刚刚起步。
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