正解局 3小时前
装光刻胶的瓶子,中国终于造出来了
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前段时间,工信部部长李乐成宣布:中国已成功攻克光刻胶专用玻璃瓶技术,彻底终结 100% 进口依赖历史。

很多人好奇,一个瓶子能有多大技术含量?

还真有。

这得从光刻胶说起。

大家都知道,光刻机的工作原理,就是把指甲盖大小的晶圆上," 刻 " 上几十亿个电路图案。

但是,晶圆本身是硅做的 " 石头 ",既不感光,也没法直接被激光 " 刻 " 出图案。

这个时候,就要用上光刻胶。

简单的说,就是先在晶圆表面均匀涂一层薄薄的光刻胶,光刻机的激光按照事先设计的电路图案照射光刻胶。

光刻工艺流程

被激光照过后,光刻胶的性质发生改变,特别容易被洗掉,没被照过的地方会留下来,在晶圆表面形成和电路图案一模一样的 " 胶膜花纹 "。

此时再用高密度等离子体顺着 " 胶膜花纹 " 蚀刻晶圆,把剩下的光刻胶洗掉后,晶圆表面就出现了和电路图案完全一致的凹槽,后续再往凹槽里填金属,就能形成导电的电路。

打个比方,光刻机制造芯片,就像你在玻璃上刻一个 " 人 " 字,直接拿刻刀划不仅费劲,还刻不出。

在刻之前,先在玻璃上贴一张 " 人 " 字的剪纸,就好刻多了。

光刻胶就是 " 剪纸 ",是光刻机 " 雕刻 " 芯片电路的 " 画笔墨水 "。

没有光刻胶,光刻机的光束无法在晶圆上留下任何有效图案,芯片制造就会中断。

可以说,光刻胶的特性,决定了光刻机的精度。

如果光刻胶的分辨率很低,无法清晰还原掩模上微小图案,那么,光刻机的制程再先进,再无用武之地。

总结来说,光刻胶是一种极其敏感、高纯度的化学液体,具有超高光敏性、极致纯度、强化学活性、高挥发性等特性。

这些特性,又对存储光刻胶的瓶子提出了极高的要求。

下面是一个光刻胶专用瓶。

光刻胶专用瓶

从外表看,瓶身采用近乎黑色的深棕色设计,作用是阻挡紫外线,隔绝自然光中的紫外成分,保护内部光刻胶的化学稳定性。

顶部还设计了一个提手,方便工人在无尘环境中搬运,满足洁净操作要求。

看不见的是,瓶子的材质为高纯度中性硼硅玻璃。

与我们生活中常用的玻璃瓶(钠钙玻璃、低硼硅玻璃)不同,中性硼硅玻璃含有极少的钠、钾等易迁移金属离子,避免离子污染光刻胶。

为了保险起见,瓶子内壁还会进行深度脱碱、硅烷化镀膜处理,形成 5-10nm 的致密惰性层,既锁住玻璃中的金属离子,又避免光刻胶成分被瓶壁吸附。

瓶盖也有讲究,通常采用 PTFE 密封圈 + 惰性橡胶垫 + 螺旋盖的三重密封结构,彻底隔绝空气和水汽,防止光刻胶氧化、水解,维持其粘度和成像性能稳定。

光刻胶专用瓶看似是光刻胶的 " 容器 ",实则是保障光刻胶性能稳定、芯片良率达标的关键一环。

一旦储存不善,即便是混入了一粒灰尘,就可能在光刻图案上形成 " 亮点 " 或 " 暗点 " 缺陷,导致晶圆报废。

小小瓶子,大有讲究。

中国是全球最大的玻璃生产国,仅平板玻璃年总产量超 10 亿重量箱,占比 50% 以上。

对中国企业来说,光刻胶专用瓶难在哪里?

从生产角度看,光刻胶专用瓶确实有极高的技术门槛。

仅拿所用的中性硼硅玻璃来说,全球前三大企业(肖特、康宁、NEG)就掌控了全球 75% 的产能。

2024 年中性硼硅玻璃主要国家及核心企业产量对比

光刻胶专用瓶所需的工艺与核心设备需要进口,也带来了阻碍。

在商言商,光刻胶专用瓶虽属关键耗材,却是典型的 " 小而精 " 细分市场,市场规模有限,对企业的吸引力本就不高。

更为关键的是,这款专用瓶绝非普通包装容器,而是与光刻胶配方、供胶系统、晶圆厂生产工艺深度耦合的核心配套件,图案失真,直接冲击晶圆良率。日本光刻胶巨头推行 " 胶瓶一体 " 的强绑定销售策略。

更为重要的是,光刻胶专用瓶通常需与光刻胶配方、供胶系统、晶圆厂工艺深度适配。

日本光刻胶巨头正是看准这一点,推行 " 胶瓶一体 " 的销售策略构建起 " 胶厂 - 瓶厂 " 深度协同的封闭供应链体系。

客户采购光刻胶必须同步选用其原装专用瓶,专用瓶产能则优先供给体系内企业。

非体系内的光刻胶企业,即便突破配方难关,也会因难以获得稳定、合规的专用瓶供应而受限。

非体系内的专用瓶企业,因缺乏与光刻胶配方、晶圆工艺的联合验证渠道,更无从敲开上游供应链的大门。

这一双重壁垒,大幅抬高了新入局者的技术与市场门槛,直接压降了投资回报预期,最终令不少企业望而却步。

此次光刻胶专用瓶国产化,既是国内玻璃企业攻坚克难的硬核成果,更是半导体产业链上下游协同攻关、补链强链的必然结果。

专用瓶的国产化,让国产光刻胶彻底走出 " 有胶无瓶 " 的困境;而半导体产业对高端专用瓶的刚性需求,又为本土企业提供了稳定的回报预期。

从单点突破迈向系统突围,中国半导体产业的正向循环,开始了!

THE END

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