光刻胶量产线验证阶段（光刻胶检测项目）
光刻胶量产线验证阶段（光刻胶检测项目）
观察者网·大橘 财经 讯（文/吕栋 编辑/尹哲）在集成电路制造领域，光刻机被称为是推动制程技术进步的“引擎”，而光刻胶就是“燃料”。
未来几年，随着中芯国际、长江存储、长鑫存储等晶圆厂进入产能扩张期，高端光刻胶的国产化替代迎来重要窗口。
12月17日晚间，南大光电公告披露，其控股子公司宁波南大光电材料有限公司（下称：宁波南大光电）自主研发的ArF光刻胶产品近日成功通过客户使用认证，可用于90nm-14nm甚至7nm技术节点。
“本次产品的认证通过，标志着‘ArF光刻胶产品开发和产业化’项目取得关键性的突破，成为国内通过产品验证的第一只国产ArF光刻胶，为全面完成项目目标奠定坚实的基础。”公告中写道。
南大光电内部人士今天在接受观察者网采访时透露，ArF光刻胶生产线已建成，可根据客户需要量产。
受上述消息影响，创业板上市的南大光电今天高开近14%，最终收涨8%。
不过，需要注意的是，截至今年上半年，光刻胶业务还未给南大光电贡献营收。该公司坦言，ArF光刻胶存在稳定量产周期长、风险大等特点，后续是否能取得下游客户订单存在较多不确定性。
最近三年，南大光电净利润增速骤降，2019年扣非净利润仅为上市前的五分之一。
公告截图
量产阶段仍存诸多风险
观察者网梳理相关资料发现，光刻胶是一种对光敏感的混合液体，可以通过光化学反应，经曝光、显影等光刻工序将所需要的℡☎联系：细图形从光罩（掩模版）转移到待加工基片上。
依据使用场景，待加工基片可以是集成电路材料、显示面板材料或者印刷电路板（PCB）。
因此，按应用领域分类，光刻胶又可分为PCB光刻胶、显示面板光刻胶、半导体光刻胶及其他光刻胶。目前，国产光刻胶以PCB用光刻胶为主，显示面板、半导体用光刻胶供应量占比极低。
浙商证券2020年4月研报截图
作为技术难度最大的光刻胶品种，半导体光刻胶也是国产与国际先进水平差距最大的一类。
长时间以来，为满足集成电路对密度和集成度水平的更高要求，光刻机不断通过缩短曝光波长的方式，提高极限分辨率。
目前，光刻机光源波长由紫外宽谱逐步缩短至g线（436nm）、i线（365nm）、KrF（248nm）、 ArF（193nm）、F2（157nm），以及最先进的EUV(
本次南大光电通过客户认证的光刻胶，就是ArF光刻胶。
国元证券2019年1月研报截图
南大光电表示，ArF光刻胶材料可以用于90nm-14nm甚至7nm技术节点的集成电路制造工艺，广泛应用于高端芯片制造（如逻辑芯片、 AI芯片、5G芯片、大容量存储器和云计算芯片等）。
认证评估报告显示，“本次认证选择客户50nm闪存产品中的控制栅进行验证，宁波南大光电的ArF光刻胶产品测试各项性能满足工艺规格要求，良率结果达标。”
南大光电认为，本次通过客户认证的产业化意义大。
“本次验证使用的50nm闪存技术平台，在特征尺寸上，线制程工艺可以满足45nm-90nm光刻需求，孔制程工艺可满足65nm-90nm光刻需求，该工艺平台的光刻胶在业界有代表性。”公告中称。
至于为何选在50nm闪存产线验证， 南大光电内部人士向观察者网表示 ，该公司产品分别在不同客户处验证，有逻辑有存储的。因为存储的先通过，就先公告，其他的还在努力中。
不过，该人士并未向观察者网透露，公告中的客户是国内或者国外厂商。
IC光刻流程图
目前，全球光刻胶市场基本被美日大型企业垄断，中国大陆内资企业所占市场份额不足10%。
2019年，日韩贸易争端中，日本就曾通过禁运光刻胶对整个韩国半导体行业造成打击。
为支持国内企业加大光刻胶开发力度，2000年以来，我国出台多项政策支持半导体行业发展。
2006年，国务院在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中提出《极大规模集成电路制造技术及成套工艺》项目，因次序排在所列16个重大专项第二位，在业内被称为“02专项”。
公告显示，“ArF光刻胶产品开发和产业化”就是南大光电承接国家“02 专项”的一个重点攻关项目。
券商统计的信息显示，南大光电2017年承接的ArF光刻胶项目总投资额为6.6亿元，其中国拨资金1.9亿元，地方配套资金1.97亿元，使用上市时的超募资金1.5亿元及其他自筹资金。
该项目拟通过3年达到年产25吨ArF干式和浸没式光刻胶产品的生产规模，预计达产后年销售收入平均为1.48亿元，实现净利润0.6亿元，投资回收期6.8年（包含3年建设期），内部报酬率为18%。
截至今年上半年，光刻胶业务尚未给南大光电贡献营收。
该公司在公告中表示，ArF光刻胶产品与客户的产品销售与服务协议尚在协商之中。
“尤其是ArF光刻胶的复杂性决定其在稳定量产阶段仍然存在工艺上的诸多风险，不仅需要技术攻关，还需要在应用中进行工艺的改进、完善，这些都会决定ArF光刻胶的量产规模和经济效益。”
深交所互动易截图
最近三年净利润增速骤降
在ArF光刻胶贡献收入前，南大光电营收来源主要包括MO源产品和特气产品。
2020年半年报介绍，MO源系列产品是制备LED、新一代太阳能电池、相变存储器、半导体激光器、射频集成电路芯片等的核心原材料，在半导体照明、信息通讯、航空航天等领域有极其重要的作用。
而电子特气是“集成电路、平面显示器件、化合物半导体器件、LED、太阳能电池、光纤等电子工业生产中必不可少的基础和支撑性材料”。
今年5月，南大光电董事长兼总经理冯剑松在业绩说明会上称，该公司将力争实现“MO源全球第一，电子特气国内一流，193nm光刻胶成功产业化”。
上半年，南大光电特种气体业务营收1.88亿元，同比增长274.15%；MO源产品实现营收0.68亿元，同比下滑23.55%；两项业务占比分别为 71.73% 、25.82%。
事实上，最近几年，南大光电特种气体业务持续增长。2017-2019年分别贡献0.36亿、0.78亿、1.64亿元的收入，营收占比也从20.16%增长至51.82%。
与此同时，该公司的MO源业务并不太稳定，2018年产量和销量均创 历史 最好水平后，2019年该业务销售收入下滑2.87%。
2017年以来，南大光电整体营收呈增长态势，从1.77亿元增长至2019年的3.21亿元，净利润从3384万元增长至5501万元，但净利润增速从348%骤降至7.36%。
“i问财”截图
扣除非经常性损益后，南大光电2017年-2019年的净利润分别为0.2亿元、0.37亿元、0.368亿元。而登陆创业板之前的2011年，该公司还实现扣非净利润1.76亿元，是去年扣非净利的近5倍。
同期，南大光电研发投入分别为3844万元、3735万元、6585万元，占营收的比重分别为21.69%、16.37%、20.49%，占净利润比重分别为114%、73%、120%。
今年前三季度，南大光电营收大幅增长96.15%，归母净利润增长97%，但主要是出售北京科华股权等带来的非经常性损益大幅增加。
当季，该公司扣非后净利润下滑84.84%，该公司称主要是摊销股权激励成本、研发费用投入及奖金计提增加所致；经营活动产生的现金流量净额同比下滑189.52%，主要是政府补助款较上年减少及本期拨付前期收到的项目经费给联合单位所致。
三季度财报截图
本文系观察者网独家稿件，未经授权，不得转载。
老美给华为等中企带来的芯片“卡脖子”之痛，让国内市场彻底认识到了掌握核心半导体技术的重要性，尤其是芯片制造这项短板，是最急需强化的领域。
而最拖国产芯片制造产业后腿的，无疑就是光刻设备了。因为全球能生产中高端光刻机的只有荷兰ASML，但它却因为《瓦森纳协定》而被老美限制对华自由出货。
不过，令人振奋的是，在中科院与国产设备企业的共同努力下，国产光刻机取得了实质性的进展，不仅突破了EUV三大核心技术，而且上海℡☎联系：电子的国产中端光刻设备也将在年底正式落地。这意味着，我们将很快实现7nm及以上所有工艺制程芯片的国产化。
但没想到的是，在我们即将赢下与美的 科技 博弈之时，日本却落井下石，日本信越化学公司做出决定，将断供中企的高端光刻胶材料。
虽然光刻胶在芯片产线上的技术占比不足1%，但却被称为造芯的“燃料”，与光刻机一样，都有着无可替代的作用。日本是全球最大的高端光刻胶生产地，市场占有率超过了90%。
很显然，光刻胶的突然断供，对正处爬坡阶段的“中国芯”造成了不小的影响，如果快速解决，必然会打乱国产芯片产业的发展规划。
令人振奋的是，在这关键时刻，国内材料巨头传出了好消息。
据媒体报道，在8月25日，晶瑞电材在投资者互动平台表示：公司的光刻胶产品已经完成升级，达到了国际中高级水准！
作为承接专项“i线光刻胶产品开发及产业化”项目的重点公司，晶瑞在光刻胶领域已摸爬滚打三十年，虽然日本一直封锁尖端光刻胶技术，但晶瑞凭借着不懈的研发努力，依然实现了稳步前行。
如今，在“中国芯”最需要助力的时刻，晶瑞不负众望地完成了任务。
晶瑞方面透露，自主研发的g/i线光刻胶已向中芯国际、合肥长鑫等半导体厂商供货，为芯片的国产化提供了巨大的助力。而且，自研的Krf（248nm深紫外）光刻胶完成了中级测试，现已进入了最后的客户测试阶段，量产在即。
除了晶瑞之外，南大光电自研的高端Arf光刻胶项目在前段时间也已正式落地，而且还打通了国内光刻胶市场。
综合来看，国产光刻胶市场生态虽然不如日本企业那么成熟，但却做到了全系突破，完全不用再依赖于进口，而且在国内芯片市场的内需刺激下，有机会在短时间内冲击日本光刻胶“霸主”的地位。
日本断供光刻胶或许是受到了某国的“指点”，妄图以此来遏制我国芯片产业的崛起。
但如今的结果显然是得不偿失，不仅加速了我国在光刻胶领域的研发进展，让我们一举摆脱了依赖；更重要的是，随着中国光刻胶材料技术的继续强化，物美价廉的中国产品，必然让日本光刻胶失去市场的唯一性，变得无人问津。
芯片是什么？
芯片，也叫℡☎联系：芯片，由一小块平坦晶圆上的电子电路构成。晶体管是芯片上的℡☎联系：型开关，可以控制电流的打开和关闭。在晶圆上通过添加和去除材料形成多层互连的格栅结构，从而构成无数的℡☎联系：型电流开关。
晶圆由硅制成，与那些可直接传导电流的金属不同，硅是一种半导体，通常需要在其中掺杂一些元素（如硼B，磷P）才能实现电流的传导，这也为控制电流的开关提供了一种途径。硅是地壳中含量第二丰富的元素，仅次于氧元素，在自然界中通常以二氧化硅的形式存在，也就是我们常见的砂子。晶圆便是由主要物质成分为二氧化硅的硅砂制成，首先将硅砂熔融成大晶柱，叫做硅晶柱，再将其切割成薄片，便成为晶圆。
芯片上的元件是以纳米为单位度量的，1纳米是十亿分之一米。作为比较，人类头发的直径大概为100℡☎联系：米，也就是一万分之一米，而一个病毒的直径大约为14纳米。透过最先进的光刻机，目前最先进芯片上的最小元件可以加工到5纳米以下。芯片上元件的尺寸越小，便能装更多的晶体管，芯片的功能也就越强大。
芯片的进步，使得计算能力和存储空间得到大幅度的提升，也推动了高科技的发展。未来的虚拟现实技术，人工智能技术和深度学习技术都会产生大量的数据，而要处理这些数据，离不开具有超高性能的芯片。
那么，芯片是如何制造出来的呢？
芯片的制造过程大致可分为以下十步：
1.沉积：将材料薄膜沉积在晶圆上，材料可以是导体、半导体和绝缘体
2.光刻胶涂覆：在材料薄膜上涂上一层光敏材料，光刻胶或者光阻，之后再放入光刻机
3.曝光：在光刻机中，光束透过掩模板聚焦在光刻胶上，将掩模板上的图案转移到光刻胶上
4.计算光刻：通过算法优化掩模板，减小其受光刻胶化学变化的影响
5.烘烤和显影：去除多余的光刻胶
6.刻蚀：去除多余的空白部分
7.计量和检验：时刻检测晶圆的数据并反馈给光刻系统
8.离子注入：在去除光刻胶之前注入离子调整部分晶圆的半导体特性
9.重复制程：根据所需要的层数重复光刻
10.封装芯片：切割晶圆，形成单个芯片并封装
芯片制造所需要的外部条件有哪些？
不同种类的光刻机和超净间。芯片就像是迷你的摩天大楼，它的结构可达到100多层，层与层之间以纳米精度相互交叠，这种精度也称为“套刻精度”。由于层与层之间的图案不同，便需要不同类型的光刻机来加工。ASML的深紫外线光刻机有几个不同的种类，适用于关键性的小图案和普通型的大图案。无论多小的灰尘，一旦落在晶圆上便会对晶圆造成很严重的损伤。所以芯片的制造需要在干净的环境中进行。世界上多数厂商所使用的超净间为“ISO 1级”，即空气中每立方米颗粒直径在100到200℡☎联系：米之间的颗粒数不超过10个，没有直径大于200℡☎联系：米的颗粒，而相对比之下，干净的医院里每立方米空气中有10000颗粉尘，可见，日常的环境的洁净度远远达不到超净间的标准。超净间中的空气会不断的循环和过滤，工作人员也需要穿着特殊的工作服维持超净间的洁净。
芯片的制造模式有哪些？
芯片的制造模式可分为三类：一类IDMs是设计并加工芯片，另一类Foundries是依据代工合同为其他公司加工芯片，有些公司例如高通、英伟达和超℡☎联系：半导体，只从事芯片的设计而不进行加工，以期节约运营成本。
芯片如何从设计走向量产？
从芯片的设计到量产总共要走过四个阶段，分别是设计阶段、开发阶段、试产阶段和量产阶段。
设计阶段：在此阶段，客户给厂商提供芯片电路，厂商根据客户的实际需求设计和优化掩模板
开发阶段：在确定了掩模板后，厂商需要在少量晶圆和光刻机上试验光刻，确保设计好的掩模板可以
被转移到光刻胶上，这也是此阶段的难点。
试产阶段：开发阶段确定好的加工设置叫做工艺窗口，在试产阶段需要做的便是扩大这个工艺窗口，
因为每加入一台光刻机便会多一个变量，例如光波长、加工精度等，为了能让更多的光刻
机协同工作，需要尝试将工艺窗口扩大，以容纳更多种设置。（可以简单理解为容错性）
量产阶段：在此阶段，厂商需要起到一定的监测作用，确保光刻机能够以最大的优良率不间断的生产
芯片。
根据科技日报推出的文章报道中查看，制约中国工业发展的35项技术中心，与化学相关的有：
1、光刻胶，我国虽然已成为世界半导体生产大国，但面板产业整体产业链仍较为落后。目前，LCD用光刻胶几乎全部依赖进口，核心技术至今被TOK、JSR、住友化学、信越化学等日本企业所垄断。就拿在国际上具有一定竞争实力的京东方来说，目前已建立17个面板显示生产基地，其中有16个已经投产。但京东方用于高端面板的光刻胶，仍然由国外企业提供。光刻胶主要成分有高分子树脂、色浆、单体、感光引发剂、溶剂以及添加剂，开发所涉及的技术难题众多，需从低聚物结构设计和筛选、合成工艺的确定和优化、活性单体的筛选和控制、色浆细度控制和稳定、产品配方设计和优化、产品生产工艺优化和稳定、最终使用条件匹配和宽容度调整等方面进行调整。因此，要自主研发生产，技术难度非常之高。
2、燃料电池关键材料，国外的燃料电池车已实现量产，但我国车用燃料电池还处在技术验证阶段。我国车用燃料电池的现状是——几乎无部件生产商，无车用电堆生产公司，只有极少量商业运行燃料电池车。多项关键材料，决定着燃料电池的寿命和性能。这些材料我国并非完全没有，有些实验室成果甚至已达到国际水平。但是，没有批量生产线，燃料电池产业链依然梗阻。关键材料长期依赖国外，一旦遭遇禁售，我国的燃料电池产业便没有了基础支撑。
