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中國半導體產業因光刻膠失色:核心技術被日企壟斷

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發表於 2018-5-31 23:58:17 |顯示全部樓層
“假如我們把光刻機比作一把菜刀,那麽光刻膠就好比是要切割的菜,沒有高質量的菜,即使有了鋒利的菜刀,也無法做出一道佳肴。”據《科技日報》31日報道,日前,江蘇博硯電子科技有限公司技術部章宇軒在接受記者採訪時如是說。

在北京化工大學理學院院長聶俊眼裏,我國雖然已成為世界半導體生產大國,但面板產業整體產業鏈仍較為落後。目前,上遊高端電子化學品(LCD用光刻膠)幾乎全部依賴進口,必須加快面板產業關鍵核心材料基礎研究與產業化進程,才能支撐我國微電子產業未來發展及國際“地位”的確立。

彩色薄膜少了光刻膠,產生不了絢麗的畫面

顯示器是人與機器溝通的重要界面。光刻膠是整個光刻工藝的重要部分,也是國際上技術門檻最高的微電子化學品之一,主要應用在集成電路和平板顯示兩大產業。光刻技術決定了集成電路的集成度,引領了技術節點的推進和實現。

章宇軒介紹,我們在日常工作生活中,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,彩色薄膜顏色的產生,必須由光刻膠來完成。

LCD是非主動發光器件,其色彩顯示必須由本身的背光系統或外部的環境光提供光源,通過驅動器與控制器形成灰階顯示,再利用彩色濾光片產生紅、綠、藍三基色,依據混色原理形成彩色顯示畫面。

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

光刻膠的研發,關鍵在於其成分複雜、工藝技術難以掌握。光刻膠主要成分有高分子樹脂、色漿、單體、感光引發劑、溶劑以及添加劑,開發所涉及的技術難題眾多,需從低聚物結構設計和篩選、合成工藝的確定和優化、活性單體的篩選和控制、色漿細度控制和穩定、產品配方設計和優化、產品生產工藝優化和穩定、最終使用條件匹配和寬容度調整等方面進行調整。因此,要自主研發生產,技術難度非常之高。

江蘇漢拓光學材料有限公司副總經理孫友松告訴記者,在光刻膠研發上,我國起步晚,2000年後才開始重視。近幾年,雖說有了快速發展,但整體還處於起步階段。事實上,工藝技術水平與國外企業有著很大的差距,尤其是尖端材料及設備都仍依賴進口。

工藝技術難以突破,國內企業受制於人

“造成與國際先進水平差距的原因很多。過去由於我國在開始規劃發展集成電路產業上,布局不合理、不完整,特別是重生產加工環節的投資,而忽視了最重要的基礎材料、裝備與應用研究。目前,整個產業是中間加工環節強,前後兩端弱,核心技術至今被TOK、JSR、住友化學、信越化學等日本企業所壟斷。”江蘇博硯電子科技有限公司負責銷售的經理李中強說。

記者了解到,光刻膠的主要技術指標有解析度、顯影時間、異物數量、附著力、阻抗等。每一項技術指標都很重要,必須全部指標達到才能使用。因此,國外企業在配方、生產工藝技術等方面,對中國長期封鎖。

事實上,我國是在缺乏經驗、缺乏專業技術人才,缺失關鍵上遊原材料的條件下,全靠自己摸索。近年來,盡管光刻膠研發有了一定突破,但國產光刻膠還是用不起來。目前,國外阻抗已達到15次方以上,而國內企業只能做到10次方,滿足不了客戶工藝要求和產品升級的要求,有的工藝雖達標了,但批次穩定性不好。

“10次方的光刻膠經過多次烘烤,由於達不到客戶需求的防靜電作用,不能應用到最新一代窄邊框、全面屏等高端面板上。而國外做到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、生產工藝方面存在問題。”李中強說。

關鍵指標達不到要求,國內企業始終受制於人。就拿在國際上具有一定競爭實力的京東方來說,目前已建立17個面板顯示生產基地,其中,有16個已經投產。但京東方用於高端面板的光刻膠,仍然由國外企業提供。

基礎性研究仍需發力,政府要重視鼓勵應用牽引

能讓顯示屏幕絢麗多彩的光刻膠,仍是中國半導體產業之“痛”。該如何打破歐美及日本等國家和地區的封鎖與壟斷?

業內人士認為,按照現在“單打獨鬥”的研發路徑,肯定不行。政府相關部門要加大產業政策的配套支持力度,應從加快完善整個產業鏈出發,定向梳理國內缺失的、產業依賴度高的關鍵核心電子化學品,要針對電子化學品開發難度高,檢測設備要求高的特點,組織匯聚一些優勢企業和專家,形成一個產業聯盟,國家建立一個生產應用示範平臺,集中力量突破一些關鍵技術。

江蘇博硯電子科技有限公司董事長宗健表示,光刻膠要真正實現國產化,難度很大。最大問題是國內缺乏生產光刻膠所需的原材料,致使現開發的產品碳分散工藝不成熟、碳漿材料不配套。而作為生產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,光刻膠國產化就遙遙無期。因此,必須通過科研單位、生產企業的協同創新,盡快取得突破。

有專家提出,盡管國產光刻膠在高端面板一時用不起來,但政府還是要從政策上鼓勵國內普通面板的生產企業盡快用起來。只有在應用過程中才能發現問題,解決問題,不斷提升技術、工藝與產品水平,實現我國關鍵電子化學品材料的國產化,完善我國集成電路的產業鏈,滿足國家和重點產業的需求。

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