深度 | 艰难突围：中国光刻胶产业化之路

上一次光刻胶在国内引起热议，还是在两年前的日韩贸易摩擦时。

相比今日的嘲笑，当时的网络情绪，是震惊和忧虑。

2019年7月1日，日本政府突然宣布对韩国出口的“光刻胶”、“高纯度氟化氢”、“氟聚酰亚胺”三种半导体原材料实施限制。当国内的吃瓜群众正搬着小板凳看家门口两大对手的热闹时，却猛然发现，日本的精准打击，引发了韩国半导体产业链震荡，原本因二战时遭日本强征的韩国劳工索赔权官司而率先发难的韩国一方却悻悻而归，没讨到半分便宜。坐拥三星、LG等巨头，在设计、制造、材料各方面均有领先地位，强悍如韩国的半导体产业，竟也有被印象里在半导体行业已经没落的日本迅速卡住脖子的一天，而占半导体材料份额微乎其微的光刻胶，居然可以成为这个庞大行业的七寸。

彼时的中国大陆，仅有一家企业向集成电路晶圆厂小批量供货KrF（248nm）光刻胶，对应芯片制程最高仅能达到90nm，大多数国内企业只能量产用于分立器件、PCB、显示面板的G线、I线低端光刻胶。当时号称正在研发ArF（193nm）光刻胶的厂商，竟没有一家拥有可以用来测试对应产品的光刻机，而处于先进水平的EUV（13.5nm）光刻胶，早在10年前就已量产。

差距巨大。

光刻胶难做么？

难做！

行业分析师会告诉你：光刻胶所属的微电子化学品是电子行业与化工行业交叉的领域，是典型的技术密集行业。从事微电子化学品业务需要具备与电子产业前沿发展相匹配的关键生产技术，如混配技术、分离技术、纯化技术以及与生产过程相配套的分析检验技术、环境处理与监测技术等。

行业内的人说，至少有四座山要翻。

国内电子化学品行业起步慢，基础薄弱，对原材料的基础特性烂熟于胸的专业人才屈指可数。因此，很难在光刻胶领域组建有成熟经验的团队，研发人员需要外国师傅传帮带，一点点培养光刻胶基础材料特性的排列组合感觉。同时，优秀的原材料基本都在日韩欧美厂家手中，国内团队无特殊渠道平时根本无法接触，就算接触到，也如前所述，并不能立刻熟悉原材料特性并直接应用。这决定了光刻胶团队和研发体系的搭建要经历漫长的过程，也依赖中国基础化学的知识、人才、体系构建的逐步完善。

光刻胶本身的制造是化学试剂的合成，只需要反应釜和若干管线，成本并不高。但是合成的光刻胶首先得在晶圆产线上去测试，才能知道如何改进，而投资动辄数十亿上百亿的晶圆厂不可能如此开放产线给其中一道工序的材料厂商。

因此，光刻胶企业只能自建一条晶圆产线用于测试，这耗费巨大而且难搞。比如国内首条用于KrF光刻胶的测试产线就花费近亿元。对于单个产品验证周期超过3年，带来年收入却可能仅千万规模的初创团队，如此投入无疑是巨大的门槛。同时，在对应的产线上还需要有相应的测试团队，得把测试线跑通，还得在测试中输出分析，这些工作和化学毫不相干，但最终要生产出精细的化学品，用在人类最精密的制造工艺上。这对项目领头人的团队驾驭能力要求，可想而知。

在芯片制造的工艺中，曝光是最重要的环节之一。集成电路的“底片”被光刻于掩膜版（光罩），曝光时，硅片涂上一层光刻胶，掩膜版遮挡范围之外的光刻胶被都被光刻光源照射，发生了化学性质的改变，再经过刻蚀、清洗、离子注入等工序，最终完成晶圆的制造。完美情况下，涂在硅片上的光刻胶要轻薄、均匀且没有缺陷。然而并不存在完美情况，不同厂商的光刻胶均有自身的特性和缺陷，要光刻出合格的晶圆，掩膜版要根据光刻胶的特性制作。也就是说，同一批掩膜版使用的光刻胶，很难被其他厂家替代，要想替代，就要和对方做得一模一样，甚至不能做得更好，缺陷也得一模一样。而就算做出了这样的产品，还要说服晶圆厂和设计商冒着产能占用和良率降低的风险，同意验证你的产品。

入围验证后，还要经历漫长的验证周期。一般一片晶圆在制造过程中需要进行10-50道光刻过程，由于基板、分辨率要求、蚀刻方式的不同，光刻过程对光刻胶的具体要求也不一样，因此，光刻胶的种类非常多，基本属于定制产品。而每一个品种，都要经过严苛的验证方可供货，显示面板行业验证周期通常为1-2年，集成电路行业由于要求较高，认证周期甚至能达到2-3年时间，堪比长征。

光刻胶是一种经过严格设计的复杂、精密的配方产品，由树脂、感光剂和添加剂等不同性质的原料，通过不同的排列组合制成。配方的获得要经历数千次的尝试，而将其泄露，却如捅破一张窗户纸般容易。

因此配方是光刻胶企业最重要的技术，也是最核心的机密。为了保密，企业会把研发、采购、生产中的每个环节进行严格的隔离，原材料在购入后以不同的代码代替，采购人员不知道具体的配方，生产和研发人员不知道对应的原材料，只有企业最核心的几个，甚至一个人能完整掌握全部生产流程、配方和对应原材料。

站在精细化工顶端的高科技企业，却如传统的百年老字号，靠一纸秘方独步江湖，战战兢兢、如履薄冰。因此整个产业，很难有人才和技术的充分交流，导致技术路线的演进和行业的发展，都相对缓慢。

高投入、重资产、高门槛、高风险！对应的，却是一个不怎么大的市场，晶圆制造所有原材料的市场总量中，光刻胶仅占6%。

既然这样，还值得做么？

当然值得！前有日韩贸易摩擦的前车之鉴，后有中美贸易战的惨痛教训，中国的半导体行业若想真正强大，设备和材料端必须实现产业链的自主可控，设备端的需求还有周期性的空间，相比之下，材料端更为重要且紧迫。贸易战也是战争，它并不理会带给国际分工和自身产业链多少损失，只求最终的结果，胜负已分后，败者只能黯然离场。当年韩国还有美国老大哥居中调停，而中国的半导体产业，只能靠自己。

2010年，一家成立多年的企业进入国家科技专项，奏响了国产高端光刻胶产业化的序曲，近十年的努力下，产品打入国内一线晶圆厂，终被上市公司兼并，造就后者股价翻倍的二级市场丰收；2018年，另一家上市公司在尝试通过收购等方式获得技术和团队未果后，下决心自建团队，拿到另一个国家专项。2020年，该公司在贸易战正酣时，历经千辛万苦购入一台光刻机，组建了测试产线，迈出万里长征第一步；2021年，又有多家公司披露光刻胶研发和销售进展，一时间光刻胶概念又成为资本市场宠儿，和新能源、锂电抢起了风头。

直到某位证券分析师的一句惊人之言，一夜之间，泡沫落井，下石者俱来……甚至开始否定整个行业：“没有市场、没有业绩、没有需求、不是必需品。”“如果不是为了炒股，为了真正推动光刻胶产业进步，建议中科院集中攻关就行了。”

曾几何时，又有人开始分不清科研和产业化的区别了。

笔者曾在对国内某个离子注入设备制造商的尽调中，陪公司销售副总去走访下游客户。该设备商正在研发集成电路用离子注入设备，研发和下游验证的周期都很长。为了维持前期企业生存，他们创造性地降维到光伏领域，用离子注入产线成功推动一家电池公司大规模量产相对当时主流市场转化率更高的N型电池，成就了两家公司的业绩爆发。走访中，这位在美国学习、研究、工作几十年，曾在集成电路设备头部企业担任首席工程师的前辈和电池厂的车间员工打成一片，仔细记录工人们反馈的工艺问题，更像是深入一线的产品经理。

科研攻关可以造出两弹一星，但拥有无数分工的半导体行业，更该走长期主义的产业化之路。它需要在每个细分行业培养涵盖研发、生产、采购、销售所有环节的专业人才，也需要上游和下游建立紧密的商业关系，很难独立“攻关”。强大如陶氏这样的巨头，也只能通过收购罗门哈斯来获得光刻胶等精细化工业务。

当我们开始轻易否定整个行业的努力时，也应该看到千里回国路上海归老人的国产化之梦、深夜无数次排列组合中研发人员的锲而不舍和叩开又一所产线大门后销售经理的喜极而泣。是他们在一次次狂欢和质疑背后的坚持才给了中国半导体行业未来有可能不被拿住“七寸”的希望。

中国的半导体材料行业，并不缺少资本市场高涨的热情和默默付出的产业化团队。缺少的，是陶氏、巴斯夫、信越化学这样真正的材料巨头，以及对小众细分行业宽容、理性的融资环境和更为多样的退出路径。

原创作者：北上广邳

联系方式：lun.zhao@puyucapital.com

参考资料：

日本光刻胶大厂断供我国多家晶圆厂！一文读懂光刻胶有多重要！！，材料委天津院，https://mp.weixin.qq.com/s/G7P4M0rD78Flm6IDlb94IA

日韩贸易：摩擦背后的历史与现实，花旗银行财富管理，https://mp.weixin.qq.com/s/qqr0–JHdcww5VSSIXYU_g

光刻胶大泡沫，凌通社，https://mp.weixin.qq.com/s/obWc9HV3hV0TQ0NlH_Ofag