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國產芯片領域「破冰」,自主攻克重要芯片材料,技術水平趕超美日
2022/09/02
2022/09/02

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一顆智慧型手機的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,從研發到生產落地,再到上市銷售,需要經歷一系列的流程。

而在芯片制造過程中,涉及到各種各樣的材料更是數量繁多。而國內科研人員攻堅克難,終于在光刻膠方面實現破冰,研制出「光敏聚酰亞胺光刻膠」。

這是怎樣的光刻膠產品呢?國產光刻膠處于什麼水平?

國產光刻膠破冰

光刻膠對于芯片制造的成本并不是很高,和光刻機,刻蝕機等半導體設備相比,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,刻蝕機更加無法進行芯片線路的刻蝕。因為光刻膠可以起到保護襯底,形成曝光圖形的媒介作用。

但是光刻膠技術主要掌握在日本手中,相關的產業鏈被日本所壟斷。不管是低端的g線,i線光刻膠,還是高端的EUV光刻膠,日本企業提供的產品均位居一線水準,被台積電,三星等爭相采購。

國內發展芯片制造同樣離不開對外進口光刻膠,為了實現自主產業鏈的持續發展,攻克光刻膠核心技術是件要緊事。值得一提的是,國產芯片在光刻膠領域成功破冰,自主攻克了重要芯片材料——光敏聚酰亞胺光刻膠。

根據光明日報消息報道,我國科研人員滕超教授及其團隊在2015年定下研究計劃,瞄準光電顯示和半導體領域所需的光刻膠技術展開破冰。由于大量的核心技術掌握在日本手中,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,很多重要的實驗數據需要滕超反復驗證,不論大小事務幾乎都是親力親為。

甚至為了更好地做實驗,在辦公室住了一年之久。功夫不負有心人,滕超經過7年的刻苦研發,在自研設計算法,修正測試數據以及大量實驗論證中,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,而且在介電領域也是很好的材料。

主要優勢體現在縮短工序時間,提高生產效率,為國產芯片產業鏈的發展提供更多的自主性保證,甚至技術水平已經趕超美日。同類產品中,光敏聚酰亞胺光刻膠發揮出的性能不弱于國外產品。

國產光刻膠處于什麼水平?

芯片種類繁多,每一種芯片在制造過程中,幾乎都會經歷光刻工藝。也就是通過光刻機,把設計好的芯片線路圖曝光在涂抹光刻膠的晶圓表面。根據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。

主流的光刻膠產品就包括浸沒式光刻膠,KrF正負型光刻膠以及ArF光刻膠等等。日本在光刻膠領域起步較早,積累了大量的核心技術,形成了完備的知識專利產權,所以想要打破壟斷是需要時間的。

大致來看,國產光刻膠處于什麼水平呢?以南大光電,徐州博康這些國產光刻膠巨頭為例,南大光電自主研發的ArF光刻膠已經通過了自主研發,可用于55nm工藝的光刻膠已經獲得了小批量訂單。

另外南大光電主要的光刻膠產品包括干式光刻膠和浸沒式光刻膠,是目前國內能實現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展,該公司實現光刻膠全產業鏈的自主性布局,在單體材料,專用樹脂等諸多核心領域,均完成了自主化生產作業。

以上只是國產光刻膠產業鏈布局的冰山一角,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。

盡管還有進步空間,不過目前國產光刻膠的水平已經在成熟制程領域有突出表現了。

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光刻機之前,不妨揚長避短,做好自己能夠把控的市場,在可控的技術領域加大布局,相信在未來一定能取得更大的成就。

總結

國產芯片領域再「破冰」,繼一些國產芯片企業持續深耕之后,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,在取得芯片進步的同時,人才也是必須要把握的。

將來國內發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,為國產芯片的發展做出貢獻。

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