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中国半导体产业因光刻胶失色

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来源: 作者: 2019-04-05 23:30:38

中国半导体产业因光刻胶失色

作者:未知来源:科技

假设我们把光刻机比作一把菜刀,那末光刻胶就好比是要切割的菜,没有高质量的菜,即便有了锋利的菜刀,也没法做出一道佳肴。日前,江苏博砚电子科技有限公司技术部章宇轩在接受科技采访时说。

在北京化工大学理学院院长聂俊眼里,我国虽然已成为世界半导体生产大国,但面板产业整体产业链仍较为落后。目前,上游高端电子化学品(LCD用光刻胶)几近全部依赖进口,必须加快面板产业关键核心材料基础研究与产业化进程,才能支撑我国微电子产业未来发展及国际地位的确立。

彩色薄膜少了光刻胶,产生不了绚丽的画面

显示器是人与机器沟通的重要界面。光刻胶是全部光刻工艺的重要部份,也是国际上技术门槛最高的微电子化学品之一,主要运用在集成电路和平板显示两大产业。光刻技术决定了集成电路的集成度,引领了技术节点的推动和实现。

章宇轩介绍,我们在日常工作生活中,之所以能从显示屏幕上看到色彩斑斓的画面,就是离不开屏幕中厚度只有2m、却占面板成本16%的一层彩色薄膜。但是,彩色薄膜色彩的产生,必须由光刻胶来完成。

LCD是非主动发光器件,其色彩显示必须由本身的背光系统或外部的环境光提供光源,通过驱动器与控制器形成灰阶显示,再利用彩色滤光片产生红、绿、蓝3基色,根据混色原理构成彩色显示画面。

其中,根据颜色的不同,可以将光刻胶分为黑色、红色、绿色、蓝色四种。彩色滤光片的制作就是在玻璃基板上应用黑色光刻胶制作黑色矩阵,再运用红、绿、蓝光刻胶制作三原色像素。

光刻胶的研发,关键在于其成分复杂、工艺技术难以掌握。光刻胶主要成分有高分子树脂、色浆、单体、感光引发剂、溶剂和添加剂,开发所触及的技术困难众多,需从低聚物结构设计和挑选、合成工艺的肯定和优化、活性单体的挑选和控制、色浆细度控制和稳定、产品配方设计和优化、产品生产工艺优化和稳定、最终使用条件匹配和宽容度调剂等方面进行调剂。因此,要自主研发生产,技术难度非常之高。

江苏汉拓光学材料有限公司副总经理孙友松告知,在光刻胶研发上,我国起步晚,2000年后才开始重视。近几年,虽说有了快速发展,但整体还处于起步阶段。事实上,工艺技术水平与国外企业有着很大的差距,尤其是尖端材料及设备都仍依赖进口。

工艺技术难以突破,国内企业受制于人

造成与国际先进水平差距的缘由很多。过去由于我国在开始计划发展集成电路产业上,布局不合理、不完全,特别是重生产加工环节的投资,而忽视了最重要的基础材料、设备与应用研究。目前,全部产业是中间加工环节强,前后两端弱,核心技术至今被TOK、JSR、住友化学、信越化学等日本企业所垄断。江苏博砚电子科技有限公司负责销售的经理李中强说。

了解到,光刻胶的主要技术指标有解析度、显影时间、异物数量、附着力、阻抗等。每一项技术指标都很重要,必须全部指标到达才能使用。因此,国外企业在配方、生产工艺技术等方面,对中国长期封闭。

事实上,我国是在缺乏经验、缺乏专业技术人才,缺失关键上游原材料的条件下,全靠自己摸索。近年来,虽然光刻胶研发有了一定突破,但国产光刻胶还是用不起来。目前,国外阻抗已到达15次方以上,而国内企业只能做到10次方,满足不了客户工艺要求和产品升级的要求,有的工艺虽达标了,但批次稳定性不好。

10次方的光刻胶经过屡次烘烤,由于达不到客户需求的防静电作用,不能应用到最新一代窄边框、全面屏等高端面板上。而国外做到15次方就有了很好的防静电作用。这还是我们的光刻胶材料、配方、生产工艺方面存在问题。李中强说。

关键指标达不到要求,国内企业始终受制于人。就拿在国际上具有一定竞争实力的京东方来讲,目前已建立17个面板显示生产基地,其中,有16个已投产。但京东方用于高端面板的光刻胶,依然由国外企业提供。

基础性研究仍需发力,政府要重视鼓励应用牵引

能让显示屏幕绚丽多彩的光刻胶,仍是中国半导体产业之痛。该如何打破欧美及日本等国家和地区的封闭与垄断?

业内人士认为,按照现在单打独斗的研发路径,肯定不行。政府相关部门要加大产业政策的配套支持力度,应从加快完善全部产业链动身,定向梳理国内缺失的、产业依赖度高的关键核心电子化学品,要针对电子化学品开发难度高,检测装备要求高的特点,组织会聚一些优势企业和专家,形成一个产业同盟,国家建立一个生产运用示范平台,集中气力突破一些关键技术。

江苏博砚电子科技有限公司董事长宗健表示,光刻胶要真正实现国产化,难度很大。最大问题是国内缺少生产光刻胶所需的原材料,导致现开发的产品碳分散工艺不成熟、碳浆材料不配套。而作为生产光刻胶最重要的色浆,至今依赖日本。前道工艺出了问题,保证不了科研与生产,光刻胶国产化就遥遥无期。因此,必须通过科研单位、生产企业的协同创新,尽快获得突破。

有专家提出,尽管国产光刻胶在高端面板一时用不起来,但政府还是要从政策上鼓励国内普通面板的生产企业尽快用起来。只有在运用进程中才能发现问题,解决问题,不断提升技术、工艺与产品水平,实现我国关键电子化学品材料的国产化,完善我国集成电路的产业链,满足国家和重点产业的需求。( 过国忠)

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