提到半导体芯片,大家往往能想到的公司是设计类的高通、海思、英伟达、AMD、联发科、苹果,代工类的台积电、中芯国际,以及全能型的英特尔、三星。

 

但是,以上这些公司若想把芯片真正搞出来,上游有一类公司虽然平时低调的很却必不可缺,那就是半导体材料公司。

 

啥是半导体材料?说白了就是真正把芯片造出来的原材料,如果把芯片比作面包,那么材料就是面粉。但是,由于芯片的复杂性,在其制作过程中,所需要的材料当然不会像面包那么简单,每种材料都有各自的作用且不可或缺。


 

比如硅片,可以说是芯片之母,芯片就是通过对硅片进行光刻、离子注入等手段后制造出来的。


 

比如特种气体,泛指在芯片制造过程中使用到的各种奇奇怪怪的看到名字都觉得在化学考试最后一道拔高题中也不会出现的化学气体。特种气体们主要在半导体薄膜沉积环节发挥不可取代的作用,是形成薄膜的主要原材料。

 

 

再比如——光刻胶,今天文章的主角。光刻机大家都知道,就是各种文章中提到的芯片制造核心设备,高端产品由荷兰公司ASML全球唯一垄断。

 

而这个光刻胶中的光刻就是光刻机的光刻,光刻机的作用是将芯片从电路设计图纸上像胶卷相机一样用光刻在硅片上形成实实在在的集成电路,而在这个过程中,光刻胶会被涂抹在硅片上,被光刻机按照电路图曝光形成电路的“影印”,进而成为芯片电路的遮板最终帮助电路在硅片上被刻蚀出来。

 

 

所以,光刻胶对于造芯片来说不但重要,而且必不可少。那有同学可能就要疑惑了,看你标题的意思,咱国家造不出来光刻机,难道还造不出来光刻胶吗?

 

还真就比较费尽。。。在目前全球半导体材料市场上,最重要的供应国家是日本,可以说日本对于半导体材料领域是有统治性地位的。目前,日本企业在全球半导体材料领域占据市场份额超过一半。

 

 

其实不光是半导体材料领域,在半导体设备领域,日本同样占据很大的市场份额,这是因为在上个世纪80年代左右,日本曾经举国体制搞半导体,甚至对美国构成了很大的威胁,最终遭到了美国方面的强烈反制,结果就是日本和半导体设计相关的公司比如东芝、NEC、日立等后面都萎了,无力与美国一众芯片公司竞争,但在半导体材料和半导体设备领域却起来了一片至今都NB大发了的公司。

 

这些公司虽然由于做后台工作不会像芯片大厂那么出名,但他们如果想干哪个国家,那真的可以把这个国家的半导体产业彻底干废。

 

举个例子,19年韩国日本曾经出现关系严重恶化,这期间两国互相之间出台了很多针对对方的打压政策。

 

那最后这事儿是怎么结的呢?后来日本直接把对韩国出口的部分关键半导体材料给停了(禁运)。。。要知道,韩国是芯片大国,三星、海力士、LG等芯片大厂严重依赖日本提供的各类半导体材料制造芯片,如果韩国的芯片产业倒了,那么对韩国整个国家的影响是巨大的。

 

所以,韩国后来只能“忍辱负重”与日本好说好商量,气势一下就没了。

 

具体到光刻胶领域,全球前五企业占据接近90%市场,其中除了罗门哈斯,剩下都是日本企业,什么叫统治力,这就叫统治力。

 

 

而这里面的日本信越,不但在光刻胶领域是全球主要供应商,在硅片领域更是全球市占率第一的供应商。

 

 

而与韩国一样,中国企业同样严重依赖日本企业的半导体材料供应。但是上周传来消息,日本信越,要对中国企业限制供应了。。

 

具体来说,信越化学要对中国多家一线芯片代工厂限制供货半导体KrF光刻胶,还已通知更小规模代工厂,表示将完全停止供货KrF光刻胶。

 

这里面的KrF光刻胶,是光刻胶中的一种,主要用于生产几百nm级别的芯片。

 

 

目前全球芯片市占率中,百nm级别份额不到20%。别看这个制程的芯片看似低端,但制造高端芯片的台积电虽然用不到,可中国广大芯片制造企业需求量可不小。

 

 

因为虽然这个级别的芯片没法用在手机电脑上,但却可以应用在入门级MCU(单片机,各类控制领域都有应用)、物联网设备、各类智能卡、车规芯片、家电上,这反而是国内芯片制造市场份额较大的领域。

 

 

信越化学为什么断供?并不是因为政治因素,而是信越化学自己产能的问题。今年2月,日本发生7级以上地震,造成信越化学的工厂遭到破坏,部分产线停工,至今还未修复完成,产能下降叠加全球需求增加,这才使得信越化学只能减少或停止对部分芯片制造企业的光刻胶供应。

 

本身就不是特别高端的光刻胶,那中国企业为啥就造不了?

 

看看信越化学的成长经历就知道为什么了。在中国还处于乱世的1926年,信越化学的前身信越氮肥料株式会社就成立了,成立之初,从名字就可以看出来,当年的信越只干一件事儿:生产氮肥。

 

 

二战结束后,美日关系修复,日本开始成为美国的小跟班,这时的信越化学注意到了美国信息革命随之而来的对半导体芯片需求量的暴增。

 

于是乎,信越开始转型做芯片原材料——硅,毕竟能造的了氮肥,咋就提纯不了硅片,反正都是基础材料领域。而随后几十年,日本本土芯片企业群雄崛起(见下图,看看当年日本企业多勇),更加助长了对半导体基础材料的需求,乘着东风,信越化学工艺逐步进步,订单越来越多,最终成长为今天的半导体材料领军者。

 

 

所以,之所以日本半导体材料企业能实现今天这样的统治力,根本原因在于一是入行入的早(日本的工业现代化起点明治维新时中国还在清朝),二是长期在美国半导体产业链中被分配了位置,能够跟随美国信息化浪潮一同成长。

 

而基础材料这样的领域,不是说互联网公司们靠工程师红利996写代码就能赶超美国的领域,而是需要用时间和实践、靠着一代代工匠去砸出来,何况如今中国的材料学子们也都转行去写代码了。

 

所以,就算是今天在芯片领域NB哄哄的中国台湾和韩国,日本给你断供不用多,就一种材料,你看他跪不跪就完了。而之前日韩纠纷时,日本政府就玩儿很绝,我不是给你全部断供,就给韩国禁运三种材料,出口额在日本出口韩国总额中占比不过 0.01%,韩国就服了。

 

就算强如台积电,在信越面前也没有一点面子,台积电曾经表示要和上游硅片供应商重新谈价格签合同降成本,信越直接公告回复没有调整价格的打算,爱买不买。。。

 

而上周随着信越化学“断供”消息的传来,国内一众光刻胶企业纷纷涨停,可背后的现实却是这些企业加起来在国内市场份额不超过日本企业的零头,半导体光刻胶产品要么偏低端,要么就仅仅是有个公告说我已经在研发了。。。

 

所以,少一点急躁,多一些沉淀,这个节点,能让化学材料学子、专家们重新愿意回归本行,比什么都重要。