本文由半导体产业纵横(ID:ICVIEWS)综合
三星降本,供应商发愁。
三星电子在其最新的 3D NAND 闪存光刻工艺中减少了厚光刻胶(PR)的使用,让成本大幅节约。然而,这一举措可能会影响其韩国供应商东进世美肯。
三星已将其 NAND 芯片生产中光刻胶的使用量减半,每涂覆一次的用量从 7 至 8 立方厘米减少到 4 至 4.5 立方厘米。
对厚光刻胶依赖的减少预计将影响到三星的独家供应商东进世美肯。行业分析师预测,东进的营收可能会下降,这凸显了成本削减措施对供应链动态的更广泛影响。
由于预计三星在 NAND 生产中削减成本的举措会导致订单减少,东进世美肯已实施了一项应急计划,其营收受到的影响预计会逐渐显现。据报道,董事长李辅燮(Boo-Sup Lee)已呼吁包括美源商事(Miwon Commercial)、三养化成(Samyang NC Chem)和凯姆特罗斯(Chemtros)在内的原材料供应商实施相应的成本节约措施。
发起这一举措的三星团队因每年节省数十亿韩元而受到认可。三星为提高 NAND 工艺效率并降低成本所做的努力,通过两项关键创新实现了光刻胶使用量的最新削减。
首先,三星在涂覆过程中优化了每分钟转数(rpm)和涂覆机旋转速度,在保持最佳蚀刻条件的同时减少了光刻胶的使用量。这一调整在保证涂覆质量的同时实现了大幅成本节约。其次,对光刻胶涂覆后的蚀刻工艺进行了改进,尽管材料使用量减少了,但仍能达到同等或更好的效果。
3D NAND 中堆叠层数的不断增加推高了生产成本。为提高效率,三星在其第 7 代和第 8 代 NAND 中采用了厚氟化氪(KrF)光刻胶,使其能够在一次涂覆中形成多层。
厚光刻胶虽然非常适合堆叠工艺,但由于其高粘度,在涂覆均匀性方面存在挑战,这增加了生产的复杂性。
自 2013 年在大规模生产第一代 3D NAND 之前,三星就与东进世美肯合作开发厚氟化氪光刻胶。东进至今仍是三星这种材料的独家供应商。
厚光刻胶的涂覆厚度从第 7 代 NAND 中的 11 微米增加到第 8 代中的 14 微米。这一调整提高了效率、层间均匀性和工艺稳定性。
三星第 9 代 3D NAND 的新路线图纳入了光刻胶削减技术,通过加强速度控制和蚀刻工艺改进来降低成本,同时保持高良率。
东进世美肯 2024 年光刻胶营收预计为 2500 亿韩元(约合 17930 万美元),其中为三星 3D NAND 提供的厚氟化氪光刻胶约占 60%。
中国制造商面临挑战与机遇
按照配套使用的光刻机类型,半导体光刻胶可划分为g/I线胶、KrF胶、ArF胶、ArFi胶和EUV胶,全球市场占比分别约为16%、34%、10%、38%和2%。根据TrendBank,2023年国内半导体光刻胶市场受集成电路行业景气度下行影响,市场规模约34亿元,同比下滑13.98%。展望2024年,在人工智能技术带动及周期复苏趋势下,半导体光刻胶市场有望恢复至38亿元,同比增长14.01%。
2024 年 3 月,报道称美国正在向日本公司施压,要求其限制对中国出口包括光刻胶在内的关键芯片制造化学品。2023 年日本对中国的感光化学品出口总额为 4057.7 亿日元,较上一年下降了 6.0%。出口量下降了 11.1%,至 5237 万克,中国仍是最大的出口目的地,出口额为 1212.5 亿日元,占出口总额的 29.9%。日本和美国在先进半导体光刻胶市场占据主导地位,日本公司占据全球 80% 的份额。与此同时,中国的国产化率仍然很低 —— 氟化氪(KrF)光刻胶低于 5%,氩氟(ArF)光刻胶不到 1%。
赛迪顾问(CEMIA)估计,2022 年中国集成电路晶圆光刻胶市场规模将达到 33.58 亿元人民币,其中氟化氪和氩氟光刻胶的贡献率超过 66%。到 2025 年,该市场预计将增长到 37.64 亿元人民币,其中氟化氪和氩氟光刻胶将占到 25.01 亿元人民币。
目前国内中低端光刻胶市场需求很大,国内成熟制程应用广泛,随着技术的不断进步和国产化进程的加速,市场需求将持续增长。
据中国光谷公众号武汉太紫微光电科技有限公司(以下简称“太紫微公司”)推出的T150 A光刻胶产品,已通过半导体工艺量产验证,实现配方全自主设计,有望开创国内半导体光刻制造新局面。
2024年11月,久日新材发布公告,该公司在控股孙公司徐州大晶新材料科技集团有限公司投资建设的“徐州大晶新材料科技集团有限公司(下称“大晶新材”)年产4500吨光刻胶项目”现已完成建设,试生产方案业经专家组评审通过,于11月19日起正式进入试生产阶段。
光刻胶生产涉及复杂的工艺、高纯度标准、大量的研发工作以及漫长的验证周期,这给新进入市场的企业带来了巨大的技术障碍。
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