作 者 / 文 雨
图片：网络、图虫创意
来源：市值观察（ID：shizhiguancha）
中国台湾停产，马来西亚“封国”，全球范围内的“缺芯潮”愈演愈烈，正当国内晶圆代工厂准备大干一场的时候，外媒却突然曝出日本断供光刻胶的消息。
不明所以的吃瓜群众在网上四处发问：“又被卡脖子了？”
是的，我们不得不接受一个残酷的现实：中国大陆不仅造不出光刻机，也造不出光刻胶。
都在说国产替代，可你知道这条路究竟有多难吗？
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封锁：一劳永逸的降维打击
在价格不变的情况下，每隔18-24个月，集成电路上的晶体管数量会翻一倍，性能同步提升一倍。
过去半个多世纪，摩尔定律成了半导体产业中一条人为约定的铁律，而其有效性的延续也依赖众多技术的支撑，其中最为关键的就是耗时最长、难度最大的光刻工艺。
制造一块芯片往往要对硅片进行数十次光刻，除了用到光刻机，还要添加光刻胶，否则光刻机难为无米之炊，这是一种高频刚需的材料。
ASML在1999年便开始研制EUV光刻机，但直到2016年才正式推出量产型EUV光刻机NXE3400B，众多复杂因素的共振造就了如此长的研发周期，而其中一个重要的原因就是迟迟没能找到匹配的光刻胶。
EUV技术理论上能够实现1nm制程，但台积电的5nm工艺目前几乎已经是芯片制程的极限了，在很大程度上也是受制于光刻胶。
反过来看，光刻胶需要和光刻机进行交互协同，以此来检测性能的好坏，没有光刻机，无以谈光刻胶。
上世纪七十年代，全球半导体重心向日本倾斜的同时，IBM在光刻胶领域的地位不断下滑，话语权逐步掌握在JSR等日企手中，一个重要的原因就是日本光刻机产业的崛起。ASML之前，尼康和佳能曾统治世界光刻机市场，直接提携了东京应化和JSR等光刻胶公司。
同时期的中国尽管也已经开始了光刻胶的研制，但技术剪刀差却在随后的几十年持续发散。归根结底，是心有余而力不足。
冷战时期，西方世界成立了一个叫“巴黎统筹委员会”的组织，对社会主义国家进行技术禁运，中国是被重点针对的对象。“巴统”解散后，《瓦森纳协议》补位，提出N-2的审批原则，即：输入中国的任何技术，都比西方国家晚至少2个世代。
目前世界上最先进的EUV光刻机只有荷兰的ASML能生产，在美国的控制下，中芯国际虽然在几年前就下了订单，但至今都拿不到货，更别提国内的光刻胶公司了。
没有先进的光刻机也就造不出先进的光刻胶，按照工艺的先进程度，光刻胶依次分为g线、i线、KrF、ArF、EUV五种，日本此次拟对中国大陆断供的是KrF光刻胶，这也是目前国内能够大规模量产的最先进的一种，但自给率也才不过5%，ArF、EUV则完全依赖进口。
为了研制光刻胶，以晶瑞股份(300655,股吧)和上海新阳(300236,股吧)为代表的本土企业选择在二手市场上淘换行将淘汰的光刻机。去年晶瑞股份费尽周折花1102.5万美元从SK海力士那里买了一台二手ArF光刻机，入厂那天，公司还专门搞了一个欢迎仪式，但查询资料后才发现，这款产自ASML的光刻机早在2007年就已经量产，可研发的光刻胶的最高分辨率为28nm。
目前世界上最先进的制程已经进入7nm以内，而上海微电子今年才计划交付首台国产28nm的immersion光刻机，不过这已经是国产最高水平了。在2021年数博会上，中国工程院院士吴汉明无奈的说到：“一台EUV光刻机包含10万个零部件，覆盖全球超过5000家供应商，它是全球化的结晶，指望一个国家做出来是不现实的。”
弦外之音是，只要西方的封锁不解除，中国大陆的光刻机与世界最先进水平或将继续维持代际差，而光刻胶也是同样的命运。
2
联盟：领跑者的圈子文化
今年4月12日，拜登手持晶圆出席在美国召开的“半导体和供应链韧性”峰会，牵头64家企业组建半导体联盟，主题只有一个：压制中国半导体产业的发展。
日本则表现出了其一贯的“政治正确”，自民党于21日成立“推进半导体战略议员联盟”，表示将推进与美国的合作，共建供应链。
但这一切似乎显得很多余，因为企业界早就这么干了，光刻胶寡头们也广泛参与其中。
IMEC是全球半导体产业的指标性研发机构，拥有全球先进的芯片研发技术和工艺，与美国的Intel和IBM并称为全球微电子领域“3I”。该机构和英特尔、三星、ISMC、高通、ARM等全球半导体产业链巨头合作密切，而日本的光刻胶企业也和这家权威机构有着千丝万缕的关系。
早在2013年，富士胶片便与IMEC合作开发新型光刻胶技术。2017年，JSR又和IEMC在比利时共同成立了EUV光刻胶制备和认证中心，对外宣称是为了确保EUV光刻胶的认证和质量控制，实际上是将规则制定权握在自己手中。
2020年，由JSR“牵线”，SK海力士、三星、英特尔、台积电等企业均参与了Inpria（EUV光刻胶先驱）的C轮融资。根据最新的消息，台积电将携手约20家日本半导体企业在日本设立芯片研发中心，其中就包括了要对中国大陆断供光刻胶的信越化学。
更加讽刺的是，信越化学一边对中国大陆宣称产能不足，一边却不惜砸重金在中国台湾建设工厂以配合台积电等企业扩产。
一块半导体芯片在制造过程中需要进行几十道光刻过程，由于基板不同、分辨率要求不同、蚀刻方式不同，哪怕类似的光刻过程，不同厂商也会提出不同要求。
差异化需求在反馈机制的无限重复下得到满足，光刻胶供应链的认证周期甚至能达到2-3年的时间，结果就是晶圆厂一旦与光刻胶供应商建立合作关系就不会轻易更换。再者，半导体用光刻胶的市场规模总共不足20亿美元，极低的产业天花板从根本上决定了后发企业的入口将会快速收缩，最终变得异常狭窄。
产业联盟的建立在行业先天壁垒的基础上平添了人为障碍，领跑者的圈子文化强化了供应链的马太效应，后来者一步落后，步步跟不上，这一问题在客户粘性极高、认证壁垒极高的光刻胶领域被无限放大。
根据拓璞产业研究院此前公布的数据，在全球晶圆代工行业，台积电目前以55.6%的市场占有率稳居榜首，中芯国际虽排名第五，但市占率仅为4.3%。按照目前的代工格局，即便实现国产替代，留给国内光刻胶企业的生存空间也极其有限。
▲图片来源：拓璞产业研究院
3
专利：后发者的“诅咒”
在OLED屏幕领域，三星率先掌握了像素排列方式中显示效果最佳的“钻石排列”工艺，并申请了独家专利，京东方只能退而求其次，采用显示细腻度较差的“周冬雨排列”；曾被寄予厚望的国内激光雷达领军者禾赛科技在和Velodyne的专利大战中败北，最终除了支付1.6亿元的的一次性和解费和专利许可费，还被要求按每年销售额的一定比例“上贡”，一直持续到2030年。
专利，是先行者的福音，也是后来人的“诅咒”。国产光刻胶企业想要实现突破，还必须穿透强大的专利壁垒。
目前全球光刻胶研制专利主要分布在日本和美国，合计占比高达82%，其中日本占到了63%，美国为19%。截止到2019年，“光刻胶”相关专利的前10位申请人中有7名来自日本，这和日本在全球光刻胶市场中的地位高度契合（JSR株式会社、东京应化、信越化学、富士电子四家日企占到全球半导体光刻胶72%的份额）。
当中国本土企业还在ArF领域攻坚的时候，日本巨头们已经对目前最先进的EUV光刻胶完成了占领，专利申请数量的变化就是最直接的证据。1998年—2013年，EUV光刻胶每年的全球专利申请量不断攀升，意味着该技术在不断进步，而在2013年之后，专利申请量断崖式下滑，表明这一技术已经成熟和固化。
▲数据来源：现代化工
日本在EUV光刻胶专利申请量的前十位中同样占据了七席，数量占比高达90%，排名第一的富士胶片更是手握422件的天量专利，而无一家中国企业进入前十的残酷现实，基本宣布了这项先进的技术和中国无缘。
截止到2020年末，作为国内光刻胶龙头的晶瑞股份及下属子公司总共拥有72项专利，其中发明专利45项，差距一目了然。
复杂的工艺和定制化的特点决定了后发者难以对光刻胶进行逆向分析和仿制，如何在规避现有专利限制的情况下实现技术贯通是摆在中国光刻胶企业面前一道难解的题。
2019年7月1日，日本经济产业省宣布对韩国进行出口管制，其中就包括限制向韩国出口光刻胶。愤怒的韩国政府暗下决心要打破日本的封锁，但在2020年，韩国从日本进口的光刻胶不降反增，金额达到3.83亿美元，同比增长了22.3%。
中国亦是如此，光刻胶的国产化还有很长的一段路要走，西方政府的封锁，产业联盟的排斥，专利壁垒的阻挡，形成了一个密不透风的包围圈。
正面突围，我们需要理想主义。
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