2021年2月，位於(yú)日本東北地區最南部的福島縣發生瞭(le)一場7.3級地震。這場地震雖沒有像2011年那場9級地震一樣導緻核電廠洩漏，但卻造成瞭(le)設立在福島縣周邊半導體工廠的數日停産。
汽車芯片大廠瑞薩電子的那坷工廠、位於(yú)宮城縣的索尼半導體工廠，與福島鄰近的岩手、群馬等地 ，也彙集瞭(le)MLCC廠商TDK和太陽誘電，以及存儲器廠商铠俠，勝高的山形米澤廠 、信越的福島白河廠皆在影響範圍内。
工廠停産(chǎn)的代價蔓延至下遊，就是汽車缺芯、晶圓廠缺光刻膠 。所以業内一直有這樣的說法，地震是半導體産(chǎn)業最大的不確(què)定性。
這種不確(què)定性在福島地震之後三個月顯現，占據全球光刻膠市場(chǎng)份額超兩成的信越化學向中國大陸多家一線晶圓廠限制供貨KrF光刻膠。
光刻膠作爲芯片制造環節最重要的原材料之一 ，信越化學的斷供無疑給中國仍在起步階段的半導體産業蒙上瞭(le)一層(céng)陰影，同時也再次敲響瞭(le)警鍾 。
斷(duàn)供事件後(hòu)，加速「自救」被放到首要位置 。
中國大陸多家晶圓廠開始加速驗證導入本土廠商的KrF光刻膠。相關投資也在增多 ，去年8月華爲哈勃3億元增資瞭(le)一家光刻膠企業徐州博康，爲其曆史上最大單筆(bǐ)半導體産業鏈投資。
這場地震所引發的蝴蝶效應，不一定能改變(biàn)半導體産業鏈的格局，但卻提供瞭(le)一個契機 。隻是光刻膠是隻靠砸錢就能出成效的行業嗎？我們的國産替代又走到哪一步瞭(le)？
高端光刻膠，我們也就1%
先用通俗語言介紹下什麽(me)是光刻膠(jiāo)。
大家都聽過摩爾定律 ：當(dāng)價格不變(biàn)時，集成電路上可以容納元器件數目，每隔18-24個月便會增加一倍，性能也将提升一倍。而保持摩爾定律「生命力」的基石之一就是光刻技術，每18-24個月，利用光刻工藝在集成電路闆上所能形成最小圖案的特征尺寸将縮小30%。
在整個(gè)芯片制造過程中可能需要進行數十次的光刻 ，光刻工藝成本占到整個(gè)芯片制造工藝的35%，耗時約占整個(gè)芯片生産(chǎn)環節的40%-50%，光刻膠材料總成本占比約爲5-6%。
光刻膠是光刻工藝的核心材料，可以與光線發(fā)生反應，讓芯片材料上出現所需的精密電(diàn)路圖案 。而光刻膠的質量和性能，會直接影響到集成電(diàn)路制造過程中的良率。
一句話概括就是 ，光刻出的電(diàn)路圖案越精密 ，就代表著(zhe)芯片的性能越好 。
但光刻膠並(bìng)非隻有芯片制造一個應用場(chǎng)景 ，按照下遊應用領域劃分，主要有PCB、面闆、半導體三類，每一類光刻膠又有各自細分品類。
其中 ，今天的主角也就是半導體光刻膠 ，按照光源波長(zhǎng)的從(cóng)大到小，可分爲紫外寬譜(300-450nm)、g線(436nm)、i線(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)、EUV(13.5nm)等主要品類 ，每一種品類的組分 、适用的IC制程技術節點也不盡相同 。
PCB、LCD、半導體三種主要的應用場景 ，對光刻膠每年的需求量基本一緻。所以光刻膠整體市場規模增長趨於(yú)穩定，據前瞻産(chǎn)業研究院數據顯示 ，2019年全球光刻膠市場爲82億美元，預計2026年有望達123億美元，2019-2026年年複合增速約爲6%。
而光刻膠的研發難度和技術門檻孰低孰高，從(cóng)國産(chǎn)化程度就可以看出來：
PCB光刻膠中的濕膜光刻膠 ，幾乎能做到50%以上國(guó)産(chǎn)；
LCD光刻膠中的彩色光刻膠和黑色光刻膠，5%左右能實現國(guó)産(chǎn)替代；
半導體光刻膠中的KrF、ArF作爲高端光刻膠 ，我國的市占率僅1%，而更高端的EUV光刻膠目前處(chù)於(yú)研發階段。
半導體光刻膠作爲國産(chǎn)化最低的原材料之一，首先要承認的一點就是 ，它是一個技術壁壘高、産(chǎn)業高度集中，且有寡頭壟斷的産(chǎn)業 。相比美日韓發展幾十年的半導體産(chǎn)業，我國在這方面的基礎相對薄弱 ，彎道超車(chē)基本不可能，隻能死命投入研發、做足縱深，通過時間獲得技術積累。
但我們也不是一點方向沒有，鄰國日本恰恰提供瞭(le)一個可參(cān)照的範本 。
我們能學習什麽？
半導體光刻膠是一個高度集中的市場(chǎng)，市場(chǎng)格局可以用八個字概括：日本稱(chēng)霸，寡頭壟斷。
半導體光刻膠市場的前五中除瞭(le)美國杜邦，其餘四家均爲日本企業。其中JSR、TOK的産(chǎn)品可以覆蓋所有半導體光刻膠品種，是絕對的龍頭 ，尤其在高端EUV市場高度壟斷 。
但縱觀光刻膠産(chǎn)業的發展史，日本的壟斷(duàn)地位也是後來居上才獲得的。
1950年，柯達就開發出瞭(le)KTFR光刻膠 ，到1980年IBM突破KrF光刻技術，之後15年IBM領導並(bìng)壟斷瞭(le)KrF光刻膠。但1986年半導體市場進入萎靡周期，這讓美國的半導體企業慘遭重創。
而日本的奮起反擊，則從1976年開始。在日本通信産(chǎn)業省的VLSI項目下 ，尼康和佳能開始瞭(le)各自的光刻機研發任務。
到1980年，尼康推出瞭(le)自己的首台步進式光刻機 。自此 ，事情開始出現瞭(le)轉折，1985年尼康正式超過(guò)GCA成爲業界第一大光刻機供應商 。
1980年2月 ，NSR-1010G問(wèn)世
與此同時，日本政企也緊抓市場機遇 ，其龍頭化工企業基於(yú)自身在基礎化工領域的經驗積累和政府的大力扶持 ，實現先進光刻膠産(chǎn)品的不斷研發突破。1926年成立的信越化學最初以氮肥料爲主營業務，二戰後就是在日本政府的支持下開始向半導體材料領域拓展。
此後日本湧現出瞭一批光刻膠企業，東京應化更是於1995年研發出KrF光刻膠並(bìng)實現大規模商業化，标志著(zhe)光刻膠正式進入日本廠商的霸主時代。2011年，JSR與SEMATECH聯合開發出EUV光刻膠，已經站上瞭金字塔的頂端。
複盤光刻膠産業從美國轉移到日本並(bìng)由日本企業主導 ，市場份額變(biàn)化背後是一套極其複雜且龐大的産業轉移，涉及到政策、産業、技術等多方面因素。
比如上文提到的光刻機技術，是光刻膠産業發展的必備(bèi)條件。同時技術疊代周期也十分重要，東京應化1995年研發出KrF光刻膠雖然比IBM晚瞭(le)15年，但也正好契合當時芯片制造工藝制程需求。
1995年之前 ，下遊應用制程的特征尺寸仍集中在0.35μm以上 ，i線光刻膠更具性價比，KrF的優勢並(bìng)不明顯 。之後，i線光刻極限無法滿足制程節點(diǎn)需求，KrF光刻膠就此發展起來。
除瞭(le)積累的技術 、專利 、行業經驗等壁壘外 ，日本光刻膠企業依然屹立不倒，主要在於(yú)産業鏈上下遊分工明確 、高度協同、緊密配合。上遊原材料生産企業中，日企數量近半 ，産業鏈集群優勢明顯。
在確(què)立光刻膠領先地位後 ，日本繼續採(cǎi)取産官學一體化進行國家級基礎攻關研究，持續積累光刻膠技術經驗，不斷鞏固領先地位 。
所以 ，往美好說 ，第三次半導體産(chǎn)業轉移給瞭(le)我們國産(chǎn)替代的巨大想象空間，下遊智能終端的大量需求像極瞭(le)80年代日本的家電繁榮，但往現實說，我們今天遇到的技術封鎖要遠比當時的日本嚴重 ，比如晶瑞電材買台光刻機都隻能買到韓國SK海力士淘汰下來的二手貨。
當然可以參(cān)考日本光刻膠産業的發展進程，但不能全盤照抄，因爲時代不一樣瞭(le)。
國産替代，征途漫漫
從半導體産(chǎn)業發展曆史看，每一次半導體産(chǎn)業轉移都是在新興終端市場(chǎng)需求崛起下，國家政策強力扶持，再配合區域經濟特點和産(chǎn)業分工縱化實現後來者趕超。
但爲什麽光刻膠産(chǎn)業沒有像其他産(chǎn)業一樣從美國轉移到日本再轉移到中國大陸呢？主要因爲光刻膠並(bìng)不是人力密集型産(chǎn)業，而且發展光刻膠需要配套的光刻機技術和産(chǎn)業鏈集群。
複盤日本光刻膠企業的成功 ，離不開市場(chǎng)支持、基礎化工領域的經驗積累和長(zhǎng)期持續的技術投入等多因素共振。我們想要從日本布下的天羅地網中突圍 ，很難，但也不是一定機會都沒有。
我國在這方面也出台瞭(le)具體措施和各種産業扶持，将光刻膠産業發展提升到瞭(le)國家戰略層(céng)面。
2019年，光刻膠入選《重點新材料首批次應用示範指導(dǎo)目錄(2019版)》，同時國務院 、發改委等部門相繼出台多份支持性文件，爲光刻膠技術突破 、産(chǎn)業發展提供大方向上的政策引導(dǎo)和保障。
與此同時，大基金與産(chǎn)業基金入局，爲光刻膠産(chǎn)業發展提供長(zhǎng)線資金支持。
國家集成電路産(chǎn)業投資基金（大基金）作爲我國半導體産(chǎn)業基金的國家隊代表，其投資布局正是爲瞭(le)扶持我國大陸半導體産(chǎn)業發展,加速半導體核心領域的國産(chǎn)替代進程。
一期基金以制造環節爲主，主要投向下遊各産業鏈龍頭，而二期基金則以設備(bèi)、材料爲投資重點,主要投資短闆明顯的半導體設備(bèi) 、材料領域，方向集中於(yú)完善半導體行業的重點産業鏈。
本土光刻膠産業先驅晶瑞電材就承擔並(bìng)完成瞭(le)國家重大科技項目02專項「i 線光刻膠産品開發及産業化」項目，産品已供應給中芯國際 、合肥長鑫等大尺寸半導體廠商。以及，大基金二期1.83 億元投資的南大光電子公司南大材料，2020 年和2021年，其ArF光刻膠産品分别通過瞭(le)企業認證。
此外，文章開頭提及的華爲哈勃，正是以企業爲代表的産(chǎn)業基金也正在積極布局光刻膠闆塊，爲光刻膠國産(chǎn)替代提供資金幫(bāng)助。
而中資晶圓廠的快速崛起則爲國産(chǎn)光刻膠提供瞭(le)廣闊市場空間和驗證導入機會。
根據IC Views 統計顯示，2021年我國大陸半導體公司在生産(chǎn)線投資總金額達1900億，其中中芯國際在北京、上海、浙江、廣東 、天津五地都有布局、投資總額超760億。未來中資晶圓廠在逐步完成供應鏈自主化過程中，國産(chǎn)光刻膠将迎來確(què)定性替代機會。
至此，我國大陸半導體光刻膠産(chǎn)業自主化路線圖就清晰瞭(le)不少，整體可分三步走 ：
首先在成熟制程實現面向中資晶圓廠(chǎng)的驗證導(dǎo)入，形成對日美光刻膠供應商的部分替換；
然後在先進新建産(chǎn)線與中資晶圓廠(chǎng)配套研發，實現工藝向前靠攏；
最後(hòu)再逐步完成全産(chǎn)業鏈的自主可控。
尾聲
華爲被美國制裁，半導體産(chǎn)業引發全民讨論熱潮時，曾經有一個很經典的問題：造原子彈(dàn)和造光刻機哪個難？
在半導體的很多分工環節上，技術突破往往解決的是從0到1，而從1到100，所依賴的往往是成本控制 、良率提升和市場反饋，說白瞭(le)也就是産(chǎn)業集群協同。
從中興、華爲被制裁開始的這一輪半導體軍備(bèi)競賽，本質上是爲大陸的半導體産業鏈創造瞭(le)一個關鍵的窗口期。各種因素導緻的内需和内研形成瞭(le)特殊情況下的快速調配，同時因爲有來自頂層的政策和資金支持，無論是工藝的改進、還是成本的優化、或是良率的提升，都給瞭(le)供應商與品牌長期協作磨合的時間與機會。
而目前國産(chǎn)半導體光刻膠已經取得瞭(le)裏程碑式的突破，湧現出一批優秀企業。
有彤程新材（KrF光刻膠批量供應中芯、長存等多家下遊客戶，G線光刻膠的市場占有率達到60%），晶瑞電材（g/i線批量供應多年，KrF已通過測(cè)試），上海新陽（KrF形成銷售，ArF研發進展順利），華懋科技（投資徐州博康，擁有光刻膠全産(chǎn)業鏈能力），2022年國産(chǎn)半導體光刻膠有望開花結果實現放量。
所以，爲瞭(le)不再受制於(yú)人，光刻膠國産化是大勢所趨。但在實現國産化的目标中，我們依舊有很長的路要走。
已經(jīng)形成星星之火的國(guó)内頭部企業，且行且珍惜。
參考資料 ：
[1] 國(guó)産(chǎn)光刻膠 ：破曉而生，踏浪前行，德邦證券
[2] 信越限供中國(guó)光刻膠背後，日本半導(dǎo)體材料的可怕實力，icad
[3] 光刻膠(jiāo)的崛起之路，沒那麽(me)容易，星空财富
[4] 半導體材料景氣持續，國産(chǎn)替代正當時，華創(chuàng)證券
[5] 半導體材料系列報(bào)告（一）：光刻膠篇國産(chǎn)替代道阻且長，國内光刻膠企業砥砺前行，平安證券
[6] 光刻膠行業深度報(bào)告 ：光刻核心材料亟需替代，國産(chǎn)光刻膠黃金發展機遇已至，中泰證券
