11/08/2026 13:33
...но нет сырья и денег
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
aznevtelenКак бутылка фоторезиста может задушить полупроводниковую промышленность Китая?
«Если в литографическом аппарате отсутствует фоторезист, тогда литографический аппарат превратится в груду металлолома».
В июле 2019 года Япония в одностороннем порядке прекратила поставки фоторезиста в Южную Корею, что напрямую привело к остановке 7-нанометровой линии производства EUV-литографии на заводе Samsung. До сих пор генеральный директор Samsung Group испытывает гнетущий страх. Впоследствии компания Samsung в полной мере осознала стратегическую ценность фоторезистов и начала продвигать самообеспечение полупроводниковыми материалами в Южной Корее, уделяя особое внимание фоторезистам для EUV. После более чем двух лет работы, в конце 2021 г. южнокорейская компания Dongjin Semichem наконец-то прошла тест на надежность разработанных ею фоторезистов для EUV-литографии, проведенный компанией Samsung Electronics, добившись значительного прорыва.
Соперничество между Японией и Южной Кореей в области фоторезистов для EUV выявляет два ключевых факта:
1. в полупроводниковой отрасли достижение полной самодостаточности по всей производственной цепочке крайне сложно — даже Южная Корея, вторая по величине в мире страна по производству полупроводников, оказалась в глубоком кризисе, вызванном так называемым «узким местом»;
2. несмотря на огромные трудности, достижение самодостаточности в ключевых областях, таких как фоторезист, является крайне важным. Только таким образом мы сможем максимально освободиться от зависимости от других.
Недавно, на фоне напряженности в китайско-японских отношениях, профессор Хомаре Эндо из Университета Цукуба (Япония), директор Глобального института исследований Китая, сделал поразительное заявление в статье на Yahoo News: Японии достаточно повторить тактику прекращения поставок фоторезиста в Южную Корею в 2019 г/, чтобы заставить Китай "отступить".
1. «Меч Дамокла»
Большинство людей знают только о литографических машинах, но не о фоторезисте. Однако важность фоторезиста ничуть не меньше, чем важность литографических машин.
Фоторезист по сути является «оптической пленкой» микросхемы — если качество пленки низкое, даже самая современная литографическая машина не сможет печатать высококачественные микросхемы. Его основная функция заключается в «копировании» рисунка схем с фотошаблона на кремниевую пластину.
Фоторезист, являясь основным материалом в процессе фотолитографии, способен реагировать со светом, формируя необходимые по точности схемы на подложке чипа.
Короче говоря, чем тоньше схемы, вытравленные методом фотолитографии, тем выше производительность чипа. Производство чипов похоже на рисование миниатюрного города на кремниевой пластине, а фоторезист — это «волшебное перо», определяющее точность этого города.
Однако области применения фоторезиста выходят далеко за рамки производства микросхем. Классифицируемый по отраслям, он в основном включает три категории: печатные платы, панели и полупроводники , каждая из которых, в свою очередь, подразделяется на различные типы продукции. Однако, независимо от типа, уровень локализации, как правило, низок. Это явление особенно заметно при изучении карты китайской индустрии фоторезистов:
• Фоторезист в виде влажной пленки в фоторезисте для печатных плат, уровень локализации едва превышает 50%. • Фоторезист для панелей, уровень локализации всего около 5%.
На рынке полупроводниковых фоторезистов в моей стране доля высококачественных продуктов, таких как KrF и ArF, составляет менее 1%; еще более совершенные фоторезисты для EUV-литографии все еще находятся на стадии исследований и разработок.
В качестве примера рассмотрим полупроводниковые фоторезисты. В зависимости от длины волны источника света (от самой длинной до самой короткой) их можно разделить на основные типы, такие как ультрафиолетовые широкополосные (300–450 нм), G-линии (436 нм), i-линии (365 нм), KrF (248 нм), ArF (193 нм) и EUV (13,5 нм). Переход от G-линии к EUV означает, что уменьшение длины волны на порядок представляет собой революционный скачок в материаловедении.
Иными словами, мы только что закрепились на рынке «зрелых процессов» низкого и среднего уровня, в то время как наши конкуренты уже находятся на старте следующего поколения «микрометровых» технологий.
Хотя фоторезист часто сравнивают с «чернилами для микросхем» в процессе производства чипов, эта метафора далеко не в полной мере отражает высокие барьеры для входа на рынок и высокий порог входа. Технические сложности этой задачи охватывают широкий спектр вопросов: от разработки рецептур и контроля сырья до проверки технологических процессов и обеспечения стабильности массового производства. Это системная проблема, затрагивающая всю цепочку и требующая тесного сотрудничества между предприятиями, работающими на начальном и конечном этапах производства, а также между промышленностью, научными кругами и исследовательскими институтами. Это ни в коем случае не задача, которую можно решить в краткосрочной перспективе.
Например, суть фоторезиста заключается в его крайне конфиденциальной и точной системе составления. Различные длины волн экспозиции соответствуют совершенно разным составам, и система материалов также должна быть соответствующим образом скорректирована, что затрудняет использование универсального подхода. Для получения таких точных формул использование ключевых сырьевых материалов сверхвысокой чистоты является незаменимым.
Рассмотрим в качестве примера смолу и фотосенсибилизатор, необходимые для высококачественных фоторезистов: к их чистоте предъявляются чрезвычайно высокие требования, а содержание примесей ионов металлов должно контролироваться на уровне частей на миллиард (ppb).
Иными словами, даже если вам дадут формулу, вы можете оказаться не в состоянии её использовать.
Что еще более важно, в течение долгого времени пять крупнейших японских производителей — Japan Synthetic Rubber, Tokyo Ohka Kogyo, DuPont, Shin-Etsu Chemical и Fuji Electric — монополизировали 85% мирового рынка, причем на долю четырех японских компаний приходится более 70% от общего объема. В области фоторезистов для EUV в настоящее время только три компании — Japan Synthetic Rubber, Tokyo Ohka Kogyo и Shin-Etsu Chemical — обладают возможностями для массового производства.
Не стоит недооценивать масштаб проблемы — как только поставки прекратятся, самая передовая линия по производству микросхем в стране будет мгновенно парализована. Высококачественные фоторезисты, как правило, имеют короткий срок годности и требуют строгих условий хранения, обычно всего от 6 до 12 месяцев, что делает стратегическое создание запасов практически невозможным.
2. «Четыре маленьких дракона» принимают вызов.
Уже в период 12-й пятилетки Китай включил «Оборудование и комплексные процессы для производства сверхкрупномасштабных интегральных схем» в число 16 крупнейших национальных научно-технических проектов (т.е. « Проект 02 »).В документе изложен план поддержки исследований и промышленного внедрения фоторезистов отечественного производства с целью снижения зависимости от импортной продукции.
Десять лет целенаправленной работы принесли плодотворные результаты в рамках «Специального проекта 02», в результате чего появились « Четыре маленьких гиганта », представленные компаниями Tongcheng New Materials (603650.SH), Nanda Optoelectronics (300346.SZ), Shanghai Xinyang (300236.SZ) и Jingrui Electric Materials (300655.SZ).
В настоящее время десятки отечественных компаний вышли на рынок фоторезистов, увеличив за несколько лет темпы локализации производства и исследуя три основных направления:
- стратегия «окружения городов из сельской местности».
Взяв в качестве примера компанию Rongda Photosensitive (300576.SZ), можно отметить, что сначала она стала лидером на внутреннем рынке фоторезистов для печатных плат (заняв лидирующую долю рынка), укрепив свой капитал и клиентскую базу, а затем постоянно реинвестировала прибыль в исследования и разработки фоторезистов для дисплейных панелей и полупроводников. Стратегия ясна: использовать денежные потоки от зрелых направлений бизнеса для развития амбициозных проектов в будущем.
- стратегия «преодоление барьеров посредством приобретений и достижение прорывов в ключевых областях».
Приобретение компании Beixu Electronics позволило Tongcheng New Materials стать крупнейшим поставщиком фоторезистов для дисплейных панелей в Китае, занимая рыночную долю до 60% или даже 100% у некоторых ведущих производителей панелей. Ещё более примечателен её прорыв в области полупроводниковых фоторезистов: фоторезист KrF. Занимая долю на внутреннем рынке более 40%, компания стала одной из немногих отечественных компаний, способных к массовому производству фоторезиста ArF.
- стратегия «тотальной ставки, экологической войны» с использованием армейских группировок.
Представленные такими компаниями, как Jingrui Electronic Materials, эти предприятия не только производят фоторезисты, но и расширяют свою деятельность на ключевые сырьевые материалы — смолы, а также занимаются производством сверхчистых реагентов высокой степени очистки. В настоящее время они сотрудничают с компанией Sinopec для продвижения отечественного производства фоторезистов на основе ArF, что, как ожидается, позволит снизить стоимость материалов более чем на 15%.
3. Переправиться через реку, ощупывая камни.
Следует признать, что фоторезисты — это область с высокими технологическими барьерами, высокой концентрацией отрасли и жесткой олигополией.
По сравнению с фундаментом полупроводниковой промышленности, накопленным США, Японией и Южной Кореей за десятилетия, у нас, как у отстающих, слабый фундамент и практически нет шансов «обогнать на повороте». Единственный вариант — неустанно заниматься исследованиями и разработками, разрабатывать глубокие стратегии и полагаться на время для накопления технологического опыта.
Оглядываясь на историю, можно сказать, что Япония занимает абсолютно доминирующее положение на мировом рынке фоторезистов, но она не стала лидером отрасли с самого начала. Несмотря на позднее появление на рынке, в конечном итоге она совершила рывок и стала лидером отрасли. Ключ к успеху японских компаний заключается, прежде всего, в укреплении своих позиций в отрасли за счет технологических преимуществ, затем в постепенном построении целостной промышленной экосистемы и, наконец, в формировании системы с четким разделением труда, высоким уровнем сотрудничества и тесным взаимодействием между добывающими и перерабатывающими секторами.
Почему индустрия фоторезистов не переместилась из США в Японию, а затем в материковый Китай, как это произошло с другими отраслями? Основная причина заключается в том, что развитие фоторезистов зависит от вспомогательных технологий фотолитографии и полной производственной цепочки.
На первый взгляд, это война за «смолу»; по сути, это все еще война за «чип». Самостоятельность, обеспечиваемая одним зернышком фоторезиста, начинается с самостоятельности, обеспечиваемой одним чипом.
К счастью, цепочка поставок в китайской полупроводниковой промышленности становится все более сплоченной.
Компания Hubble Capital играет незаменимую роль в исследованиях и разработках фоторезистов, инвестировав в Xuzhou Bokang 300 миллионов юаней в 2021 году. По совпадению, организационная модель Xuzhou Bokang очень похожа на модели японских компаний, обладая чрезвычайно сильными возможностями вертикальной интеграции.
С 2006 года компания Xuzhou Bokang более десяти лет активно работает в области фоторезистов, обеспечив полный охват всей производственной цепочки — от мономеров и смол до фотокислот и фоторезистов. В 2012 году она стала единственным зарубежным поставщиком международного гиганта JSR; в 2024 году успешно освоила технологию жидкостной фоторезистивной печати с разрешением 14 нанометров.
В то же время такие компании, как SMIC и Xiaomi, активно играют роль «лидеров в цепочках поставок».
В будущем, по мере того как китайские заводы по производству кремниевых пластин будут продолжать стремиться к самодостаточности своих цепочек поставок, фоторезисты отечественного производства откроют для них новые возможности для замещения.
Таким образом, путь к самообеспечению в полупроводниковой фоторезистивной промышленности моей страны становится все более ясным и может быть разделен на три этапа:
- завершение проверки и внедрения отработанных технологических процессов на финансируемых Китаем предприятиях по производству кремниевых пластин, с постепенной заменой японской и американской продукции;
- сотрудничество с финансируемыми Китаем предприятиями по производству кремниевых пластин в исследованиях и разработках новых передовых производственных линий для совершенствования процесса;
— достижение в конечном итоге независимого контроля над всей производственной цепочкой.
Решимость Китая к внутреннему замещению и независимым исследованиям и разработкам сильна как никогда прежде. От политики до капитала, от университетов до заводов – собирается сила, готовая сражаться до смерти.
«Если в литографическом аппарате отсутствует фоторезист, тогда литографический аппарат превратится в груду металлолома».
В июле 2019 года Япония в одностороннем порядке прекратила поставки фоторезиста в Южную Корею, что напрямую привело к остановке 7-нанометровой линии производства EUV-литографии на заводе Samsung. До сих пор генеральный директор Samsung Group испытывает гнетущий страх. Впоследствии компания Samsung в полной мере осознала стратегическую ценность фоторезистов и начала продвигать самообеспечение полупроводниковыми материалами в Южной Корее, уделяя особое внимание фоторезистам для EUV. После более чем двух лет работы, в конце 2021 г. южнокорейская компания Dongjin Semichem наконец-то прошла тест на надежность разработанных ею фоторезистов для EUV-литографии, проведенный компанией Samsung Electronics, добившись значительного прорыва.
Соперничество между Японией и Южной Кореей в области фоторезистов для EUV выявляет два ключевых факта:
1. в полупроводниковой отрасли достижение полной самодостаточности по всей производственной цепочке крайне сложно — даже Южная Корея, вторая по величине в мире страна по производству полупроводников, оказалась в глубоком кризисе, вызванном так называемым «узким местом»;
2. несмотря на огромные трудности, достижение самодостаточности в ключевых областях, таких как фоторезист, является крайне важным. Только таким образом мы сможем максимально освободиться от зависимости от других.
Недавно, на фоне напряженности в китайско-японских отношениях, профессор Хомаре Эндо из Университета Цукуба (Япония), директор Глобального института исследований Китая, сделал поразительное заявление в статье на Yahoo News: Японии достаточно повторить тактику прекращения поставок фоторезиста в Южную Корею в 2019 г/, чтобы заставить Китай "отступить".
1. «Меч Дамокла»
Большинство людей знают только о литографических машинах, но не о фоторезисте. Однако важность фоторезиста ничуть не меньше, чем важность литографических машин.
Фоторезист по сути является «оптической пленкой» микросхемы — если качество пленки низкое, даже самая современная литографическая машина не сможет печатать высококачественные микросхемы. Его основная функция заключается в «копировании» рисунка схем с фотошаблона на кремниевую пластину.
Фоторезист, являясь основным материалом в процессе фотолитографии, способен реагировать со светом, формируя необходимые по точности схемы на подложке чипа.
Короче говоря, чем тоньше схемы, вытравленные методом фотолитографии, тем выше производительность чипа. Производство чипов похоже на рисование миниатюрного города на кремниевой пластине, а фоторезист — это «волшебное перо», определяющее точность этого города.
Однако области применения фоторезиста выходят далеко за рамки производства микросхем. Классифицируемый по отраслям, он в основном включает три категории: печатные платы, панели и полупроводники , каждая из которых, в свою очередь, подразделяется на различные типы продукции. Однако, независимо от типа, уровень локализации, как правило, низок. Это явление особенно заметно при изучении карты китайской индустрии фоторезистов:
• Фоторезист в виде влажной пленки в фоторезисте для печатных плат, уровень локализации едва превышает 50%. • Фоторезист для панелей, уровень локализации всего около 5%.
На рынке полупроводниковых фоторезистов в моей стране доля высококачественных продуктов, таких как KrF и ArF, составляет менее 1%; еще более совершенные фоторезисты для EUV-литографии все еще находятся на стадии исследований и разработок.
В качестве примера рассмотрим полупроводниковые фоторезисты. В зависимости от длины волны источника света (от самой длинной до самой короткой) их можно разделить на основные типы, такие как ультрафиолетовые широкополосные (300–450 нм), G-линии (436 нм), i-линии (365 нм), KrF (248 нм), ArF (193 нм) и EUV (13,5 нм). Переход от G-линии к EUV означает, что уменьшение длины волны на порядок представляет собой революционный скачок в материаловедении.
Иными словами, мы только что закрепились на рынке «зрелых процессов» низкого и среднего уровня, в то время как наши конкуренты уже находятся на старте следующего поколения «микрометровых» технологий.
Хотя фоторезист часто сравнивают с «чернилами для микросхем» в процессе производства чипов, эта метафора далеко не в полной мере отражает высокие барьеры для входа на рынок и высокий порог входа. Технические сложности этой задачи охватывают широкий спектр вопросов: от разработки рецептур и контроля сырья до проверки технологических процессов и обеспечения стабильности массового производства. Это системная проблема, затрагивающая всю цепочку и требующая тесного сотрудничества между предприятиями, работающими на начальном и конечном этапах производства, а также между промышленностью, научными кругами и исследовательскими институтами. Это ни в коем случае не задача, которую можно решить в краткосрочной перспективе.
Например, суть фоторезиста заключается в его крайне конфиденциальной и точной системе составления. Различные длины волн экспозиции соответствуют совершенно разным составам, и система материалов также должна быть соответствующим образом скорректирована, что затрудняет использование универсального подхода. Для получения таких точных формул использование ключевых сырьевых материалов сверхвысокой чистоты является незаменимым.
Рассмотрим в качестве примера смолу и фотосенсибилизатор, необходимые для высококачественных фоторезистов: к их чистоте предъявляются чрезвычайно высокие требования, а содержание примесей ионов металлов должно контролироваться на уровне частей на миллиард (ppb).
Иными словами, даже если вам дадут формулу, вы можете оказаться не в состоянии её использовать.
Что еще более важно, в течение долгого времени пять крупнейших японских производителей — Japan Synthetic Rubber, Tokyo Ohka Kogyo, DuPont, Shin-Etsu Chemical и Fuji Electric — монополизировали 85% мирового рынка, причем на долю четырех японских компаний приходится более 70% от общего объема. В области фоторезистов для EUV в настоящее время только три компании — Japan Synthetic Rubber, Tokyo Ohka Kogyo и Shin-Etsu Chemical — обладают возможностями для массового производства.
Не стоит недооценивать масштаб проблемы — как только поставки прекратятся, самая передовая линия по производству микросхем в стране будет мгновенно парализована. Высококачественные фоторезисты, как правило, имеют короткий срок годности и требуют строгих условий хранения, обычно всего от 6 до 12 месяцев, что делает стратегическое создание запасов практически невозможным.
2. «Четыре маленьких дракона» принимают вызов.
Уже в период 12-й пятилетки Китай включил «Оборудование и комплексные процессы для производства сверхкрупномасштабных интегральных схем» в число 16 крупнейших национальных научно-технических проектов (т.е. « Проект 02 »).В документе изложен план поддержки исследований и промышленного внедрения фоторезистов отечественного производства с целью снижения зависимости от импортной продукции.
Десять лет целенаправленной работы принесли плодотворные результаты в рамках «Специального проекта 02», в результате чего появились « Четыре маленьких гиганта », представленные компаниями Tongcheng New Materials (603650.SH), Nanda Optoelectronics (300346.SZ), Shanghai Xinyang (300236.SZ) и Jingrui Electric Materials (300655.SZ).
В настоящее время десятки отечественных компаний вышли на рынок фоторезистов, увеличив за несколько лет темпы локализации производства и исследуя три основных направления:
- стратегия «окружения городов из сельской местности».
Взяв в качестве примера компанию Rongda Photosensitive (300576.SZ), можно отметить, что сначала она стала лидером на внутреннем рынке фоторезистов для печатных плат (заняв лидирующую долю рынка), укрепив свой капитал и клиентскую базу, а затем постоянно реинвестировала прибыль в исследования и разработки фоторезистов для дисплейных панелей и полупроводников. Стратегия ясна: использовать денежные потоки от зрелых направлений бизнеса для развития амбициозных проектов в будущем.
- стратегия «преодоление барьеров посредством приобретений и достижение прорывов в ключевых областях».
Приобретение компании Beixu Electronics позволило Tongcheng New Materials стать крупнейшим поставщиком фоторезистов для дисплейных панелей в Китае, занимая рыночную долю до 60% или даже 100% у некоторых ведущих производителей панелей. Ещё более примечателен её прорыв в области полупроводниковых фоторезистов: фоторезист KrF. Занимая долю на внутреннем рынке более 40%, компания стала одной из немногих отечественных компаний, способных к массовому производству фоторезиста ArF.
- стратегия «тотальной ставки, экологической войны» с использованием армейских группировок.
Представленные такими компаниями, как Jingrui Electronic Materials, эти предприятия не только производят фоторезисты, но и расширяют свою деятельность на ключевые сырьевые материалы — смолы, а также занимаются производством сверхчистых реагентов высокой степени очистки. В настоящее время они сотрудничают с компанией Sinopec для продвижения отечественного производства фоторезистов на основе ArF, что, как ожидается, позволит снизить стоимость материалов более чем на 15%.
3. Переправиться через реку, ощупывая камни.
Следует признать, что фоторезисты — это область с высокими технологическими барьерами, высокой концентрацией отрасли и жесткой олигополией.
По сравнению с фундаментом полупроводниковой промышленности, накопленным США, Японией и Южной Кореей за десятилетия, у нас, как у отстающих, слабый фундамент и практически нет шансов «обогнать на повороте». Единственный вариант — неустанно заниматься исследованиями и разработками, разрабатывать глубокие стратегии и полагаться на время для накопления технологического опыта.
Оглядываясь на историю, можно сказать, что Япония занимает абсолютно доминирующее положение на мировом рынке фоторезистов, но она не стала лидером отрасли с самого начала. Несмотря на позднее появление на рынке, в конечном итоге она совершила рывок и стала лидером отрасли. Ключ к успеху японских компаний заключается, прежде всего, в укреплении своих позиций в отрасли за счет технологических преимуществ, затем в постепенном построении целостной промышленной экосистемы и, наконец, в формировании системы с четким разделением труда, высоким уровнем сотрудничества и тесным взаимодействием между добывающими и перерабатывающими секторами.
Почему индустрия фоторезистов не переместилась из США в Японию, а затем в материковый Китай, как это произошло с другими отраслями? Основная причина заключается в том, что развитие фоторезистов зависит от вспомогательных технологий фотолитографии и полной производственной цепочки.
На первый взгляд, это война за «смолу»; по сути, это все еще война за «чип». Самостоятельность, обеспечиваемая одним зернышком фоторезиста, начинается с самостоятельности, обеспечиваемой одним чипом.
К счастью, цепочка поставок в китайской полупроводниковой промышленности становится все более сплоченной.
Компания Hubble Capital играет незаменимую роль в исследованиях и разработках фоторезистов, инвестировав в Xuzhou Bokang 300 миллионов юаней в 2021 году. По совпадению, организационная модель Xuzhou Bokang очень похожа на модели японских компаний, обладая чрезвычайно сильными возможностями вертикальной интеграции.
С 2006 года компания Xuzhou Bokang более десяти лет активно работает в области фоторезистов, обеспечив полный охват всей производственной цепочки — от мономеров и смол до фотокислот и фоторезистов. В 2012 году она стала единственным зарубежным поставщиком международного гиганта JSR; в 2024 году успешно освоила технологию жидкостной фоторезистивной печати с разрешением 14 нанометров.
В то же время такие компании, как SMIC и Xiaomi, активно играют роль «лидеров в цепочках поставок».
В будущем, по мере того как китайские заводы по производству кремниевых пластин будут продолжать стремиться к самодостаточности своих цепочек поставок, фоторезисты отечественного производства откроют для них новые возможности для замещения.
Таким образом, путь к самообеспечению в полупроводниковой фоторезистивной промышленности моей страны становится все более ясным и может быть разделен на три этапа:
- завершение проверки и внедрения отработанных технологических процессов на финансируемых Китаем предприятиях по производству кремниевых пластин, с постепенной заменой японской и американской продукции;
- сотрудничество с финансируемыми Китаем предприятиями по производству кремниевых пластин в исследованиях и разработках новых передовых производственных линий для совершенствования процесса;
— достижение в конечном итоге независимого контроля над всей производственной цепочкой.
Решимость Китая к внутреннему замещению и независимым исследованиям и разработкам сильна как никогда прежде. От политики до капитала, от университетов до заводов – собирается сила, готовая сражаться до смерти.
