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一顆智能手機(jī)的SOC芯片只有指甲蓋大小，看起來毫不起眼。但是想要造出一顆高端芯片，背后至少是百億美元級別的投資，從研發(fā)到生產(chǎn)落地，再到上市銷售，需要經(jīng)歷一系列的流程。
而在芯片制造過程中，涉及到各種各樣的材料更是數(shù)量繁多。而國內(nèi)科研人員攻堅克難，終于在光刻膠方面實(shí)現(xiàn)破冰，研制出“光敏聚酰亞胺光刻膠”。
這是怎樣的光刻膠產(chǎn)品呢？國產(chǎn)光刻膠處于什么水平？
國產(chǎn)光刻膠破冰
光刻膠對于芯片制造的成本并不是很高，和光刻機(jī)，刻蝕機(jī)等半導(dǎo)體設(shè)備相比，光刻膠的成本占光刻工藝不到一成的成本。
可是如果沒有光刻膠，光刻膠曝光的圖形便無法顯影的晶圓表面，刻蝕機(jī)更加無法進(jìn)行芯片線路的刻蝕。因?yàn)楣饪棠z可以起到保護(hù)襯底，形成曝光圖形的媒介作用。
但是光刻膠技術(shù)主要掌握在日本手中，相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈被日本所壟斷。不管是低端的g線，i線光刻膠，還是高端的EUV光刻膠，日本企業(yè)提供的產(chǎn)品均位居一線水準(zhǔn)，被臺積電，三星等爭相采購。
國內(nèi)發(fā)展芯片制造同樣離不開對外進(jìn)口光刻膠，為了實(shí)現(xiàn)自主產(chǎn)業(yè)鏈的持續(xù)發(fā)展，攻克光刻膠核心技術(shù)是件要緊事。值得一提的是，國產(chǎn)芯片在光刻膠領(lǐng)域成功破冰，自主攻克了重要芯片材料——光敏聚酰亞胺光刻膠。
根據(jù)光明日報消息報道，我國科研人員滕超教授及其團(tuán)隊在2015年定下研究計劃，瞄準(zhǔn)光電顯示和半導(dǎo)體領(lǐng)域所需的光刻膠技術(shù)展開破冰。由于大量的核心技術(shù)掌握在日本手中，可參考的資料并不多，所以從一開始滕超就面臨重重困難。包括在進(jìn)行LCD間隔物微球項目時，遇上了課題組人員短缺，很多重要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)需要滕超反復(fù)驗(yàn)證，不論大小事務(wù)幾乎都是親力親為。
甚至為了更好地做實(shí)驗(yàn)，在辦公室住了一年之久。功夫不負(fù)有心人，滕超經(jīng)過7年的刻苦研發(fā)，在自研設(shè)計算法，修正測試數(shù)據(jù)以及大量實(shí)驗(yàn)論證中，終于完成了最后一步的突破。
2022年6月份，滕超成功研制出光敏聚酰亞胺光刻膠。這是一種新型光刻膠材料，光敏聚酰亞胺光刻膠不僅能滿足光刻作用，而且在介電領(lǐng)域也是很好的材料。
主要優(yōu)勢體現(xiàn)在縮短工序時間，提高生產(chǎn)效率，為國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展提供更多的自主性保證，甚至技術(shù)水平已經(jīng)趕超美日。同類產(chǎn)品中，光敏聚酰亞胺光刻膠發(fā)揮出的性能不弱于國外產(chǎn)品。
國產(chǎn)光刻膠處于什么水平？
芯片種類繁多，每一種芯片在制造過程中，幾乎都會經(jīng)歷光刻工藝。也就是通過光刻機(jī)，把設(shè)計好的芯片線路圖曝光在涂抹光刻膠的晶圓表面。根據(jù)芯片制造工藝以及種類的不同，所需要用上的光刻膠品類也非常豐富。
主流的光刻膠產(chǎn)品就包括浸沒式光刻膠，KrF正負(fù)型光刻膠以及ArF光刻膠等等。日本在光刻膠領(lǐng)域起步較早，積累了大量的核心技術(shù)，形成了完備的知識專利產(chǎn)權(quán)，所以想要打破壟斷是需要時間的。
大致來看，國產(chǎn)光刻膠處于什么水平呢？以南大光電，徐州博康這些國產(chǎn)光刻膠巨頭為例，南大光電自主研發(fā)的ArF光刻膠已經(jīng)通過了自主研發(fā)，可用于55nm工藝的光刻膠已經(jīng)獲得了小批量訂單。
另外南大光電主要的光刻膠產(chǎn)品包括干式光刻膠和浸沒式光刻膠，是目前國內(nèi)能實(shí)現(xiàn)范圍性批量出貨的光刻膠廠商。
而徐州博康的光刻膠也在迅速發(fā)展，該公司實(shí)現(xiàn)光刻膠全產(chǎn)業(yè)鏈的自主性布局，在單體材料，專用樹脂等諸多核心領(lǐng)域，均完成了自主化生產(chǎn)作業(yè)。
以上只是國產(chǎn)光刻膠產(chǎn)業(yè)鏈布局的冰山一角，還有上海新陽，晶瑞股份等等都在聚焦光刻膠材料的發(fā)展。也許目前距離日本的EUV高端光刻膠水平還有一段路要走，但是任何的成功都是靠日積月累而來的。
盡管還有進(jìn)步空間，不過目前國產(chǎn)光刻膠的水平已經(jīng)在成熟制程領(lǐng)域有突出表現(xiàn)了。
相比于高端工藝，成熟制程一樣有很大的布局意義。在尚未獲得EUV光刻機(jī)之前，不妨揚(yáng)長避短，做好自己能夠把控的市場，在可控的技術(shù)領(lǐng)域加大布局，相信在未來一定能取得更大的成就。
總結(jié)
國產(chǎn)芯片領(lǐng)域再“破冰”，繼一些國產(chǎn)芯片企業(yè)持續(xù)深耕之后，科研人員滕超自主攻克重要芯片材料。通過這一研究成果也能看出，在取得芯片進(jìn)步的同時，人才也是必須要把握的。
將來國內(nèi)發(fā)展芯片還會面臨大量的人才缺口，希望能有更多像滕超這樣的人才取得突破，為國產(chǎn)芯片的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
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