光刻膠是芯片制造的核心材料之一，其地位堪比芯片生產(chǎn)的 “糧食”。當(dāng)前全球光刻膠市場(chǎng)超九成份額被日本企業(yè)壟斷，一旦斷供，哪怕?lián)碛凶钕冗M(jìn)的光刻機(jī)也無(wú)法正常生產(chǎn)芯片。

光刻膠又稱光致抗蝕劑，是一種特殊感光材料。在芯片制造流程中，需先在硅片表面均勻涂抹一層光刻膠，再通過(guò)掩模板將光線投射到膠層，經(jīng)光照的區(qū)域會(huì)發(fā)生化學(xué)變化，后續(xù)通過(guò)刻蝕、清洗工序，就能將掩模板上的電路圖案精準(zhǔn)轉(zhuǎn)移到硅片上。

整個(gè)光刻工藝占芯片制造總耗時(shí)的 40% 至 50%，即便是頂尖的 UV 光刻機(jī)，若沒(méi)有匹配的光刻膠，也無(wú)法達(dá)到要求的加工精度。三星集團(tuán) CEO 曾直言，缺少光刻膠的光刻機(jī)，不過(guò)是一堆廢鐵。

按曝光波長(zhǎng)不同，光刻膠可分為 G 譜線、I 譜線、KrF、ArF 和 UV 五代，制程越先進(jìn)，所需光刻膠的曝光波長(zhǎng)越短，才能實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的電路圖案。

目前全球高端光刻膠市場(chǎng)幾乎被日本企業(yè)壟斷，包括東京應(yīng)化、JSR、住友化學(xué)、信越化學(xué)等廠商，占據(jù)全球半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)約 90% 的份額。

半導(dǎo)體制造前段工序常用的 19 種材料中，有 14 種由日本企業(yè)主導(dǎo)。不同制程的光刻機(jī)需要對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的光刻膠，且光刻膠保質(zhì)期僅為 6 個(gè)月，靠囤貨根本無(wú)法解決長(zhǎng)期供應(yīng)問(wèn)題。

2019 年日韓貿(mào)易摩擦升級(jí)，日本突然宣布對(duì)出口韓國(guó)的三種關(guān)鍵半導(dǎo)體材料實(shí)施管制，其中就包括光刻膠。這一舉措直接導(dǎo)致三星芯片良率跌至 10% 至 20%，生產(chǎn)陷入嚴(yán)重困境，足見(jiàn)光刻膠供應(yīng)中斷的破壞力。

如果日本對(duì)中國(guó)斷供光刻膠，影響有多大？根據(jù)中國(guó)光刻膠市場(chǎng)數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)光刻膠國(guó)產(chǎn)化率不足 5%，絕大部分依賴進(jìn)口，其中進(jìn)口來(lái)源中日本占比超過(guò)一半。

2023 年中國(guó)進(jìn)口的感光化學(xué)品中，日本占比約 50% 至 54%。不過(guò)光刻膠的技術(shù)復(fù)雜性并不如光刻機(jī)，中國(guó)并非完全無(wú)法生產(chǎn)。

在中端 KrF 光刻膠領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)化率正在快速提升。目前南大光電等企業(yè)已實(shí)現(xiàn)用國(guó)產(chǎn) KrF 光刻膠量產(chǎn) 28 納米制程芯片，產(chǎn)品良率不遜于日本光刻膠。ArF 光刻膠領(lǐng)域也已實(shí)現(xiàn)小批量驗(yàn)證通過(guò)，部分產(chǎn)品進(jìn)入頭部晶圓廠供應(yīng)鏈，國(guó)內(nèi)計(jì)劃 2026 年將該領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)化率提升至 40%。

國(guó)家大基金二期也優(yōu)先支持光刻膠等關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，頭部晶圓廠也主動(dòng)推進(jìn)國(guó)產(chǎn)替代驗(yàn)證。容大感光、晶瑞電材、彤程新材等國(guó)內(nèi)企業(yè)，已實(shí)現(xiàn)從光刻膠樹(shù)脂到成品的全鏈條自主研發(fā)生產(chǎn)，成本較進(jìn)口產(chǎn)品低 15% 至 20%。

目前國(guó)內(nèi) UV 光刻膠暫時(shí)仍處于空白階段，但已能滿足大部分芯片生產(chǎn)需求。更關(guān)鍵的是，中日半導(dǎo)體材料供應(yīng)鏈早已形成相互制約的局面。光刻膠的生產(chǎn)、儲(chǔ)存，以及半導(dǎo)體硅片的提煉，都離不開(kāi)高純石英砂，而中國(guó)掌握了全球 62% 的高純石英砂供應(yīng)。

沒(méi)有中國(guó)的高純石英砂，日本連盛放光刻膠的特種玻璃瓶都無(wú)法制造，更別說(shuō)硅片生產(chǎn)所需的石英坩堝。同時(shí)日本芯片產(chǎn)業(yè)也高度依賴中國(guó)進(jìn)口的原材料：電子級(jí)氫氟酸、光引發(fā)劑中間體等，中國(guó)分別占據(jù)全球 48%、55% 的市場(chǎng)份額。

至于砷化鎵等半導(dǎo)體材料所需的稀土元素，中國(guó)的供應(yīng)更是有著不可替代的地位。一旦中國(guó)切斷上游原材料供應(yīng)，日本的光刻膠乃至整個(gè)半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)都將陷入無(wú)米下鍋的絕境。因此，中日半導(dǎo)體材料供應(yīng)鏈早已形成相互卡脖子的格局，并非只有中國(guó)依賴日本的光刻膠。

從當(dāng)前進(jìn)展來(lái)看，中國(guó)光刻膠產(chǎn)業(yè)正在快速突破，雖然高端領(lǐng)域仍有短板，但已具備一定的替代能力，加上供應(yīng)鏈相互制約的現(xiàn)實(shí)，即便日本采取極端舉措，中國(guó)也有足夠的緩沖空間和反制手段，逐步實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料的自主可控。