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中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)之“痛”:光刻膠始終受制于人
2018-05-31 09:37:25 來源: 科技日?qǐng)?bào)
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  標(biāo)題:中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)因光刻膠失色

  “假如我們把光刻機(jī)比作一把菜刀,那么光刻膠就好比是要切割的菜,沒有高質(zhì)量的菜,即使有了鋒利的菜刀,也無法做出一道佳肴?!比涨埃K博硯電子科技有限公司技術(shù)部章宇軒在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說。

  在北京化工大學(xué)理學(xué)院院長(zhǎng)聶俊眼里,我國(guó)雖然已成為世界半導(dǎo)體生產(chǎn)大國(guó),但面板產(chǎn)業(yè)整體產(chǎn)業(yè)鏈仍較為落后。目前,上游高端電子化學(xué)品(LCD用光刻膠)幾乎全部依賴進(jìn)口,必須加快面板產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心材料基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,才能支撐我國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展及國(guó)際“地位”的確立。

  彩色薄膜少了光刻膠,產(chǎn)生不了絢麗的畫面

  顯示器是人與機(jī)器溝通的重要界面。光刻膠是整個(gè)光刻工藝的重要部分,也是國(guó)際上技術(shù)門檻最高的微電子化學(xué)品之一,主要應(yīng)用在集成電路和平板顯示兩大產(chǎn)業(yè)。光刻技術(shù)決定了集成電路的集成度,引領(lǐng)了技術(shù)節(jié)點(diǎn)的推進(jìn)和實(shí)現(xiàn)。

  章宇軒介紹,我們?cè)谌粘9ぷ魃钪?,之所以能從顯示屏幕上看到色彩斑斕的畫面,就是離不開屏幕中厚度只有2μm、卻占面板成本16%的一層彩色薄膜。然而,彩色薄膜顏色的產(chǎn)生,必須由光刻膠來完成。

  LCD是非主動(dòng)發(fā)光器件,其色彩顯示必須由本身的背光系統(tǒng)或外部的環(huán)境光提供光源,通過驅(qū)動(dòng)器與控制器形成灰階顯示,再利用彩色濾光片產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)三基色,依據(jù)混色原理形成彩色顯示畫面。

  其中,根據(jù)顏色的不同,可以將光刻膠分為黑色、紅色、綠色、藍(lán)色四種。彩色濾光片的制作就是在玻璃基板上應(yīng)用黑色光刻膠制作黑色矩陣,再應(yīng)用紅、綠、藍(lán)光刻膠制作三原色像素。

  光刻膠的研發(fā),關(guān)鍵在于其成分復(fù)雜、工藝技術(shù)難以掌握。光刻膠主要成分有高分子樹脂、色漿、單體、感光引發(fā)劑、溶劑以及添加劑,開發(fā)所涉及的技術(shù)難題眾多,需從低聚物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和篩選、合成工藝的確定和優(yōu)化、活性單體的篩選和控制、色漿細(xì)度控制和穩(wěn)定、產(chǎn)品配方設(shè)計(jì)和優(yōu)化、產(chǎn)品生產(chǎn)工藝優(yōu)化和穩(wěn)定、最終使用條件匹配和寬容度調(diào)整等方面進(jìn)行調(diào)整。因此,要自主研發(fā)生產(chǎn),技術(shù)難度非常之高。

  江蘇漢拓光學(xué)材料有限公司副總經(jīng)理孫友松告訴記者,在光刻膠研發(fā)上,我國(guó)起步晚,2000年后才開始重視。近幾年,雖說有了快速發(fā)展,但整體還處于起步階段。事實(shí)上,工藝技術(shù)水平與國(guó)外企業(yè)有著很大的差距,尤其是尖端材料及設(shè)備都仍依賴進(jìn)口。

  工藝技術(shù)難以突破,國(guó)內(nèi)企業(yè)受制于人

  “造成與國(guó)際先進(jìn)水平差距的原因很多。過去由于我國(guó)在開始規(guī)劃發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)上,布局不合理、不完整,特別是重生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)的投資,而忽視了最重要的基礎(chǔ)材料、裝備與應(yīng)用研究。目前,整個(gè)產(chǎn)業(yè)是中間加工環(huán)節(jié)強(qiáng),前后兩端弱,核心技術(shù)至今被TOK、JSR、住友化學(xué)、信越化學(xué)等日本企業(yè)所壟斷?!苯K博硯電子科技有限公司負(fù)責(zé)銷售的經(jīng)理李中強(qiáng)說。

  記者了解到,光刻膠的主要技術(shù)指標(biāo)有解析度、顯影時(shí)間、異物數(shù)量、附著力、阻抗等。每一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都很重要,必須全部指標(biāo)達(dá)到才能使用。因此,國(guó)外企業(yè)在配方、生產(chǎn)工藝技術(shù)等方面,對(duì)中國(guó)長(zhǎng)期封鎖。

  事實(shí)上,我國(guó)是在缺乏經(jīng)驗(yàn)、缺乏專業(yè)技術(shù)人才,缺失關(guān)鍵上游原材料的條件下,全靠自己摸索。近年來,盡管光刻膠研發(fā)有了一定突破,但國(guó)產(chǎn)光刻膠還是用不起來。目前,國(guó)外阻抗已達(dá)到15次方以上,而國(guó)內(nèi)企業(yè)只能做到10次方,滿足不了客戶工藝要求和產(chǎn)品升級(jí)的要求,有的工藝雖達(dá)標(biāo)了,但批次穩(wěn)定性不好。

  “10次方的光刻膠經(jīng)過多次烘烤,由于達(dá)不到客戶需求的防靜電作用,不能應(yīng)用到最新一代窄邊框、全面屏等高端面板上。而國(guó)外做到15次方就有了很好的防靜電作用。這還是我們的光刻膠材料、配方、生產(chǎn)工藝方面存在問題?!崩钪袕?qiáng)說。

  關(guān)鍵指標(biāo)達(dá)不到要求,國(guó)內(nèi)企業(yè)始終受制于人。就拿在國(guó)際上具有一定競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的京東方來說,目前已建立17個(gè)面板顯示生產(chǎn)基地,其中,有16個(gè)已經(jīng)投產(chǎn)。但京東方用于高端面板的光刻膠,仍然由國(guó)外企業(yè)提供。

  基礎(chǔ)性研究仍需發(fā)力,政府要重視鼓勵(lì)應(yīng)用牽引

  能讓顯示屏幕絢麗多彩的光刻膠,仍是中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)之“痛”。該如何打破歐美及日本等國(guó)家和地區(qū)的封鎖與壟斷?

  業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,按照現(xiàn)在“單打獨(dú)斗”的研發(fā)路徑,肯定不行。政府相關(guān)部門要加大產(chǎn)業(yè)政策的配套支持力度,應(yīng)從加快完善整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈出發(fā),定向梳理國(guó)內(nèi)缺失的、產(chǎn)業(yè)依賴度高的關(guān)鍵核心電子化學(xué)品,要針對(duì)電子化學(xué)品開發(fā)難度高,檢測(cè)設(shè)備要求高的特點(diǎn),組織匯聚一些優(yōu)勢(shì)企業(yè)和專家,形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,國(guó)家建立一個(gè)生產(chǎn)應(yīng)用示范平臺(tái),集中力量突破一些關(guān)鍵技術(shù)。

  江蘇博硯電子科技有限公司董事長(zhǎng)宗健表示,光刻膠要真正實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,難度很大。最大問題是國(guó)內(nèi)缺乏生產(chǎn)光刻膠所需的原材料,致使現(xiàn)開發(fā)的產(chǎn)品碳分散工藝不成熟、碳漿材料不配套。而作為生產(chǎn)光刻膠最重要的色漿,至今依賴日本。前道工藝出了問題,保證不了科研與生產(chǎn),光刻膠國(guó)產(chǎn)化就遙遙無期。因此,必須通過科研單位、生產(chǎn)企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新,盡快取得突破。

  有專家提出,盡管國(guó)產(chǎn)光刻膠在高端面板一時(shí)用不起來,但政府還是要從政策上鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)普通面板的生產(chǎn)企業(yè)盡快用起來。只有在應(yīng)用過程中才能發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,不斷提升技術(shù)、工藝與產(chǎn)品水平,實(shí)現(xiàn)我國(guó)關(guān)鍵電子化學(xué)品材料的國(guó)產(chǎn)化,完善我國(guó)集成電路的產(chǎn)業(yè)鏈,滿足國(guó)家和重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)的需求。(記者 過國(guó)忠)

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【糾錯(cuò)】 責(zé)任編輯: 陳俊松
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