《国产半导体核心材料重大突破 晶瑞股份i线光刻胶通过中芯国际上线测试》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 姜山
  • 发布时间:2018-08-07
  • 2018年8月6日,晶瑞股份在全景网投资者关系互动平台介绍,公司的i线光刻胶已通过中芯国际上线测试,高纯双氧水已在中芯国际产线测试。

    据旭日显示与触摸了解,晶瑞股份的i线光刻胶由子公司苏州瑞红生产,系承接国家重大科技项目02专项"i线光刻胶产品开发及产业化"而来,为首次在国内实现i线光刻胶的量产。

    在半导体制造领域,光刻和刻蚀技术是半导体芯片在精细线路图形加工中最重要的工艺,决定着芯片的最小特征尺寸,占芯片制造时间的40-60%,占芯片制造成本的35%左右。而光刻胶是光刻工艺得以实现选择性刻蚀的关键材料,占芯片制造成本约7%左右,是评定半导体芯片生产工艺技术水平的重要指标。中国国内光刻胶产品和国外先进产品相比,基本上落后了三、四代左右。

    《国家集成电路产业发展推进纲要》,提出"研发光刻机、刻蚀机、离子注入机等关键设备,开发光刻胶、大尺英寸硅片等关键材料";国家重点支持的高新技术领域(2015)中提到"高分辨率光刻胶及配套化学品作为精细化学品重要组成部分,是重点发展的新材料技术";光刻技术(包括光刻胶)是《中国制造2025》重点领域。

    目前市面上的半导体光刻胶一般分为磺化橡胶光刻胶、g/i线光刻胶(436/365nm)、KrF/ArF光刻胶(248/193nm)。i线光刻胶是指在365nm波长下工作的光刻胶,主要用于6英寸和部分8英寸晶圆半导体的生产。

    苏州瑞红是国内最早生产电子光刻胶的化工企业,在中国液晶显示行业发展过程中,苏州瑞红为LCD光刻胶国产化做出了重要的贡献,约占国内四成左右的市场份额。

    在中国的半导体光刻胶领域,苏州瑞红也在材料国产化领域发挥了重要作用,其用于4~5英寸分立器的磺化橡胶光刻胶占了国内约六成的市场份额。i线光刻胶通过中芯国际上线测试,对于苏州瑞红和晶瑞股份来说,不仅仅是产品升级、业绩增长而已,还代表着中国企业在半导体核心材料上的重大突破。

    半导体光刻胶的技术壁垒很高,全球半导体行业中涉及光阻材料的核心技术主要被日本和美国企业所垄断,包括日本的JSR、信越化学、TOK、住友化学、美国的SEMATECH、IBM、韩国的东进化学等,它们加起来的市场份额超过了95%。

    目前中国国产光刻胶正在由中低端向高端逐步过度,中国国内厂商在半导体领域基本掌握了g线(436nm)和i线(365nm)光刻胶技术,正在攻克KrF(248nm)和ArF(193nm)光刻胶核心技术。

    其中除晶瑞股份系承接国家重大科技项目02专项"i线光刻胶产品开发及产业化"项目外,南大光电入股的北京科华,KrF(248nm)光刻胶上有小批量在中芯国际通过验证,同时也承接了国家重大科技项目02专项"193nm光刻胶及配套材料启动项目";另外,上海新阳(SZ:300236)则投资设立子公司开展193nm(ArF)干法光刻胶研发及产业化项目。

    苏州瑞红是苏州电子材料(集团)有限公司同日本瑞翁(NIPPONZEON)和日本丸红(MARUBENI)合资创建的专业生产电子化学品的公司,2011年12月20日,苏电公司与晶瑞有限签署股权转让合同,将其所持苏州瑞红54.56%的股权转让给晶瑞有限,2017年5月,晶瑞有限首次公开发行股票并在创业板上市,股票简称为"晶瑞股份",股票代码为"300655"。

    晶瑞股份2018年半年度业绩预告显示,上半年归属于上市公司股东的净利润为盈利:2050万元~2450万元,比上年同期增长:43.29%~71.25%。 .

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    • 半导体材料是半导体产业发展的基础,它融合了当代众多学科的先进成果,在半导体制造技术不断升级和产业的持续创新发展中扮演着重要角色。半导体技术每前进一步都对材料提出新的要求,而材料技术的每一次发展也都为半导体新结构、新器件的开发提供了新的思路。2019年,国内半导体材料在各方共同努力下,部分中高端领域取得可喜突破,国产化进一步提升。 行业整体影响下,市场规模小幅下滑 受行业整体不景气影响,2019年全球半导体材料市场营收下滑显著,但下降幅度低于整体半导体产业。据中国电子材料行业协会统计,2019年全球半导体材料整体市场营收483.6亿美元(约合人民币3430.7亿元),同比2018年的519.4亿美元下降6.89%。 从材料的区域市场分布来看,中国台湾地区是半导体材料最大区域市场,2019年市场规模达114.69亿美元;中国大陆市场规模81.90亿美元(约合人民币581.5亿元);韩国市场规模76.12亿美元。 来源:CEMIA 从晶圆制造材料与封装材料来看,2019年全球半导体晶圆制造材料市场规模293.19亿美元,同比2018年的321.56亿美元下降8.82%;2019年全球半导体晶圆封装材料市场规模190.41亿美元,同比2018年的197.43亿美元下降3.56%。 2019年中国半导体材料市场规模81.90亿美元,同比2018年的84.92亿美元下降3.56%,其中晶圆制造材料市场规模27.62亿美元,同比2018年的28.17亿美元下降1.95%;封装材料市场规模54.28亿美元,同比2018年的56.75亿美元下降4.35%。 2019年7月22日,科创板首批公司上市。安集微电子作为国内CMP抛光液龙头,成为首批登陆科创板的25家企业之一,久日新材、华特气体、神工股份等紧随其后,成功登陆科创板,与此同时,正帆科技、格林达等半导体材料企业在登陆资本市场的进程中进展顺利,有望在新的一年迎来里程碑,拓宽了各企业的融资渠道,也为行业整体发展注入新的保障。 细分领域发展不一,部分中高端领域取得可喜突破 综合各领域来看,部分领域已实现自产自销,靶材、电子特气、CMP抛光材料等细分产品已经取得较大突破,部分产品技术标准达到国际一流水平,本土产线已基本实现中大批量供货。2019年我国半导体材料生产企业用于国内半导体晶圆加工领域的销售额达138亿元,同比增长4.4%。整体国产化率提高到23.8%,充分显示了近年来企业综合实力的提升。 硅片方面,2019年国内市场规模8.12亿美元,同比增长1.63%。作为半导体材料中成本占比最高的材料,国内12/8英寸硅片企业已超过16家,拟在建产线迭出,2019年各主要产线稳步推进。衢州金瑞泓成功拉制出拥有完全自主知识产权的量产型集成电路用12英寸硅单晶棒;中环领先12英寸硅片厂房安装了第一套设备;徐州鑫晶半导体12英寸大硅片长晶产线试产成功,并陆续向国内和德国等多家客户发送试验样片;业界普遍关注的上海新昇28nm逻辑、3D-NAND存储正片通过了长江存储的认证;有研科技集团与德州市政府、日本RST公司等共同签约,建设年产360万片的12英寸硅片产业化项目。尽管各企业小而分散,但大硅片真正实现国产化前景可期。 光掩膜方面,与旺盛的需求形成反差的是国内高端掩模保障能力不足,大量订单流向海外。目前,半导体用光掩膜国产化率不足1%。内资企业中真正从事半导体用光掩模生产的仅有无锡中微,研究机构有中国科学院微电子所及中国电科13所、24所、47所和55所等,过去一年里,行业取得的实质性突破较少。 光刻胶方面,目前国内集成电路用i线光刻胶国产化率10%左右,集成电路用KrF光刻胶国产化率不足1%,ArF干式光刻胶、ArFi光刻胶全部依赖进口。2019年,南大光电设立光刻胶事业部,并成立了全资子公司“宁波南大光电材料有限公司”,全力推进“ArF光刻胶开发和产业化项目”落地实施;同时与宁波经济技术开发区管理委员会签署了《投资协议书》,拟投资开发高端集成电路制造用各种先进光刻胶材料以及配套原材料和底部抗反射层等高纯配套材料,形成规模化生产能力,建立配套完整的国产光刻胶产业链。上海新阳248nm光刻胶配套的光刻机已完成厂内安装开始调试,193nm光刻胶配套的光刻机也已到货。经过近三年的研发,关键技术已有重大突破,已从实验室研发转向产业研发。 湿化学品方面,目前半导体领域整体国产化率23%左右。2019年,兴发集团控股子公司湖北兴福电子材料有限公司技术创新取得重大突破,电子级磷酸顺利通过了中芯国际12英寸28nm先进制程工艺的验证测试,开启了对中芯国际先进制程Fab端的全面供应。此外,长江存储、厦门联芯等先进12英寸Fab也开启了验证测试。多氟多抓住日韩贸易战机会,电子级氢氟酸稳定批量出口韩国高端半导体制造企业,进入韩国两大半导体公司的供应链中,被最终应用在3D-NAND和 DRAM的工艺制程中,使电子级氢氟酸产品打开国门走向世界。 电子特气方面,目前我国半导体用电子特气的整体国产化率约为30%。2019年,华特气体激光准分子混合气国内大规模起量应用,同时进军海外市场;金宏气体TEOS研发确定重点进展,即将投放市场;绿菱高纯电子级四氟化硅质量稳步提升,国内市场份额逐步提高;博纯股份氧硫化碳研发成功;南大光电与雅克科技加大了前驱体研发力度。此外,中船七一八所也加大了新含钨制剂的研制。 CMP抛光材料方面,安集微电子的后道Cu/Barrier抛光液技术水平与国内领先集成电路生产商同步,TSV抛光液在国际和国内均在领先水平,这几类抛光液2019年在14nm节点上实现小规模量产。鼎龙股份不仅完善了自身的CMP抛光垫型号,从成熟制程到先进制程完成全覆盖,而且进入了长江存储供应链,大部分产品均在晶圆厂进行验证和测试。 靶材方面,江丰电子已成功突破半导体7nm技术节点用Al、Ti、Ta、Cu系列靶材核心技术并实现量产应用,5nm技术节点的研发工作稳步进行中。有研亿金持续推进实现纳米逻辑器件和存储器件制备用贵金属及其合金相关靶材的开发与使用。 先进封装材料方面,高端承载类材料蚀刻引线框架与封装基板、线路连接类材料键合丝与焊料、塑封材料环氧塑封料与底部填充料等仍高度依赖进口,2019年国内企业主要在中低端领域有所突破,高端领域个别品种实现攻关。 不确定因素增加,半导体材料业仍笃定前行 目前,国内半导体材料总体上形成了以龙头企业为载体,平台配合推进验证的能力,具备了一定的产业基础、技术积淀,以及人才储备,部分细分材料领域紧追国际水平。但是,先进技术节点材料市场整体仍被国外垄断,国产材料突破较少,关键环节核心材料空白,影响了整个产业安全。 半导体产业加速向中国大陆转移,中国正成为主要承接地,2020年业界普遍认为5G会实现大规模商用,热点技术与应用推动下,国内半导体材料需求有望进一步增长。大基金二期已完成募资,预计三月底可开始实质投资,主要围绕国家战略和新兴行业进行,比如智能汽车、智能电网、人工智能、物联网、5G等,预计将加大对国产半导体材料的投入力度,新一轮的资本介入,将助力半导体材料国产替代进度。 新年伊始,世界经济持续下行,全年经济疲弱似成定局,肺炎疫情给行业发展带来了冲击,中美贸易战仍未平息,2020年增加了诸多不确定因素。但在确定的发展目标下,国内半导体材料业必将笃定前行!
  • 《国产光刻胶通过验证》

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    • 编译者:胡思思
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    • 据“中国光谷”消息,光谷企业近日在半导体专用光刻胶领域实现重大突破:武汉太紫微光电科技有限公司推出的T150 A光刻胶产品,已通过半导体工艺量产验证,实现配方全自主设计,有望开创国内半导体光刻制造新局面。 该产品对标国际头部企业主流KrF光刻胶系列。相较于被业内称之为“妖胶”的国外同系列产品UV1610,T150 A在光刻工艺中表现出的极限分辨率达到120nm,且工艺宽容度更大,稳定性更高,坚膜后烘留膜率优秀,其对后道刻蚀工艺表现更为友好,通过验证发现T150 A中密集图形经过刻蚀,下层介质的侧壁垂直度表现优异。 据悉,太紫微公司由华中科技大学武汉光电国家研究中心团队创立。该团队立足于关键光刻胶底层技术研发,在电子化学品领域深耕二十余载。武汉光电国家研究中心是科技部于2017年批准建设的第一批,也是唯一的一批6个国家研究中心之一,其前身为2003年获批的武汉光电国家实验室(筹)。 据天眼查信息显示,太紫微公司成立于2024年5月31日,注册资本200万元,实控人为朱明强,最终受益股份77%。除了朱明强本人外,太紫微公司的另外两家股东,湖北高碳光电科技有限公司、武汉市马斯洛普管理咨询合伙企业,朱明强则分别持股100%和8%。 对于此次突破,部分行业人士表示,在KrF系列光刻胶产品中,T150 A对标的UV1610产品算是“比较常用的胶”,需求量比较大,目前对于UV1610产品北京科华、徐州博康等国内厂商有能力生产。1、国产光刻胶进程目前,我国集成电路用半导体光刻胶尤其是高端产品仍高度依赖进口,其中日本是我国光刻胶第一大进口来源国。据中国海关总署数据,2023年我国感光化学品进口总额21.77亿美元,从日本进口额11.49亿美元,占比52.8%。至2024年1-6月份,从日本进口额为6.38亿美元,同比增长16.7%。其中今年Q2季度进口总额3.38亿美元,同比增长15.6%,环比增长12.6%。日本进口平均占比约51.5%,近年来占比处于历史高位。 从全球光刻胶市场格局看,日美厂商占据了全球光刻胶市场大部分份额,日本合成橡胶(JSR)、日本东京应化、美国杜邦-罗门哈斯、日本信越化学、日本住友化学、日本富士电子材料六家大厂高度垄断了半导体光刻胶的大部分市场。并且目前日韩、欧美主要厂商已实现高端制程光刻胶的量产。作为对比,我国光刻胶国产化率还较低。综合行业各方数据显示,KrF光刻胶整体国产化率不足5%,ArF光刻胶整体国产化率不足 1%。 我国光刻胶加速发展可以追溯到21世纪。2018年5月,国家科技重大专项中的极紫外光刻胶项目顺利通过国家验收,标志着中国在高端光刻胶领域的重大进步。此后2019年11月,8种"光刻胶及其关键原材料和配套试剂"入选工信部的重点新材料指导目录,并且我国先后发布《新材料关键技术产业化实施方案》、《关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》等鼓励性、支持性政策,推动我国国产光刻胶加速突破。 而从国内光刻胶产业链相关企业发展情况看,国产光刻胶在近年来发展迅速。目前,中国已经成为全球最大的光刻胶市场之一。国内有数十家企业涉足光刻胶领域,其中一些企业已经取得了不错的成绩。让我们来认识几个代表性的"选手":2、我国科研团队突破新型光刻胶技术今年4月,九峰山实验室、华中科技大学组成联合研究团队,依托九峰山实验室工艺平台,支持华中科技大学团队突破“双非离子型光酸协同增强响应的化学放大光刻胶”技术。该成果以“Dual nonionic photoacids synergistically enhanced photosensitivity for chemical amplified resists”为题,在国际顶级刊物Chemical Engineering Journal上发表。这一具有自主知识产权的光刻胶体系已在产线上完成了初步工艺验证,并同步完成了各项技术指标的检测优化,实现了从技术开发到成果转化的全链条打通。 据悉,该研究通过巧妙的化学结构设计,以两种光敏单元构建“双非离子型光酸协同增强响应的化学放大光刻胶”,最终得到光刻图像形貌与线边缘粗糙度优良、space图案宽度值正态分布标准差(SD)极小(约为0.05)、性能优于大多数商用光刻胶,且光刻显影各步骤所需时间完全符合半导体量产制造中对吞吐量和生产效率的需求。据悉,该研究成果有望为光刻制造的共性难题提供明确的方向,同时为EUV光刻胶的着力开发做技术储备。 徐州博康 近期,据徐州博康信息化学品有限公司博康光刻胶事业部总经理杜光宇披露,徐州博康已成功开发ArF/KrF单体及光刻胶、I线光刻胶、封装光刻胶、电子束光刻胶等系列产品。具备干法ArF及湿法ArF光刻胶的技术能力,干法ArF可应用于90nm/65nm/55nm节点。湿法ArF可应用于40nm/28nm节点,在现有技术产品基础上积极开发14nm及以下工艺节点应用的更先进的湿法ArF光刻胶材料。 公开资料显示,徐州博康成立于2010年3月,是专注于中高端光刻胶及相关原材料研发制造的国家高新技术企业,目前在江苏邳州、浙江东阳有两个生产基地。其中,徐州市邳州生产基地占地200亩,于2021年上半年完成建设,已正式投产,可年产1100吨光刻材料及10000吨电子级溶剂。今年9月14日,根据采招网信息,徐州博康信息化学品有限公司年产1406吨光刻材料及152吨光刻胶技改项目备案。 彤程新材 据彤程新材披露的上半年财报显示,彤程新材半导体光刻胶业务实现营业收入1.28亿元,同比增长54.43%;得益于产业的复苏、公司新品的大规模上量以及彤程电子生产厂区的投产和用户验证推进,2024年上半年公司半导体业务发展迅速,销售收入增长率超过50%,为历史最高点。 据悉,中高档集成电路光刻胶产品已成为彤程新材产品的核心力量,从产品分类上看,2024年上半年公司KrF光刻胶产品增长率超过60%;化学放大型I线光刻胶得益于存储行业的飞速发展,增长率超过500%,是增长最快的产品序列。除了传统优势产品外,2024年上半年公司已导入多款高分辨KrF、ArF光刻胶(含干式和浸润式)和BARC底部抗反射涂层等产品在客户端验证,并陆续通过客户产品认证,其中ArF光刻胶已开始形成销售。 在溶剂领域,彤程新材借由高纯试剂的生产能力,实现半导体暨显示光刻胶产品的溶剂自产模式。2024年上半年高规光刻胶配套试剂EBR G5等级已实现正式量产出货,并且提供高规槽车并导入客户端开始验证,预计下半年逐步上量。目前公司是国内唯一能自产自销,并达量产规模高纯试剂EBR G5等级的本土光刻胶供应商。而在研发方面,彤程新材I线光刻胶部分新产品在重点12寸客户获得验证通过并得到快速上量。 晶瑞电材 是国内最早规模量产光刻胶公司之一,其全资子公司苏州瑞红早在1993年开始光刻胶生产,承担并完成了国家02专项i线光刻胶产品开发及产业化项目。据悉,到目前已经拥有g线、i线、KrF等上百个型号产品。i线光刻胶已向国内中芯国际、长鑫存储等知名大尺寸半导体厂商大批量供货,多款KrF光刻胶已量产并供应多家半导体客户。同时还启动了ArF光刻胶研发工作正式启动。公司目前光刻胶产品,有30%用于面板LCD领域,70%用于半导体领域。 除了历史悠久,经验丰富之外,公司在光刻胶方面有一个很大优势,就在于自己拥有5台光刻机,这一点与程彤新材旗下子公司北京科华类似。公司2020年购买了阿斯麦1900 Gi型光刻机,2021年下半年购入了尼康KrF S207光刻机及配套设备。并已建成ArF和KrF光刻实验室,有5台光刻机为核心的光刻胶研发测试平台,可为公司产品研发测试、客户验证等提供全面的核心设备保障。 上海新阳 上海新阳在光刻胶产品方面覆盖较为全面,涉及i线、KrF、ArF干法以及ArF浸没式光刻胶。公司致力于突破高端光刻胶技术,特别是在ArF浸没式光刻胶方面,产品已达到较高技术水平,适用于28纳米及以上的集成电路制造工艺。 今年3月,上海新阳发布公告称公司拟以增资方式投资浙江新盈电子材料有限公司(以下简称“浙江新盈”)。据悉,浙江新盈设立时注册资本金为3500万元,现上海新阳认缴出资500万元对该公司增资。此次增资完成后,公司直接持有浙江新盈12.5%的股份。据悉,浙江新盈具有光刻胶树脂等原材料产品研发团队,具备光刻胶树脂等原材料研发、生产工艺技术及质量管控、客户技术服务能力等专有技术。 南大光电 今年6月,南大光电在最新的机构调研中透露,公司始终坚持从原材料到产品的完全自主化研发路线。其光刻胶研发中心已具备研制功能单体、功能树脂、光敏剂等关键原材料的能力,实现了从光刻胶原材料到配套材料的全部自主化。在光刻胶领域,南大光电已取得了显著进展。据了解,公司研发的多款ArF光刻胶正在国内主要集成电路芯片制造企业进行验证,并已通过验证的三款ArF光刻胶实现了少量销售,质量稳定。 此外,还有多家企业在光刻胶领域进行研发和生产,如厦门恒坤新材料、鼎龙股份、万华电子材料、珠海基石、苏州润邦半导体、威迈芯材、微芯新材、河北凯诺中星等等。也在为光刻胶生产提供重要的原材料支持。这些企业的不断发展,推动了国内光刻胶市场的快速增长。