2026年1月以來中國商務部展開兩項對日的反制措施。第一個是加強兩用物項對日本出口管制，這個規定挺莫名其妙的，涵蓋上千種關鍵物資，包羅萬象，也不知道是要禁啥。看資料內容包括半導體產業核心材料如鎵、鍺、稀土、石墨、超硬材料等，以及光刻膠上游原料、專用積體電路晶片、高性能感測器等半導體相關物項。但是這些也只有原料鎵，我們中國有壟斷力，但是鎵前幾年我們早就管制了，這兩年小日本搞回收鎵，DOWA的回收鎵比中國的原料鎵成本還要低4成，這兩年國際上鎵的價格一直在下跌。鎵是卡不了日本。其他什麼光刻膠上游原材料，晶片，高性能感測器，小日本也不需要咱們，反而是我們需要他的。所以什麼兩用物質管制，到底管制啥完全沒法理解，有點不知所以。第二個管制是對原產於日本的進口二氯矽烷發起反傾銷立案調查。這個調查可能僅限於中國關注多點，日本媒體有報導但都是一筆帶過，也就是說這件事不是很重要。二氯矽烷也就是DCS，全世界很多企業在做，不只有日本，日本的信越跟日酸是全球前二，美國AP跟REC，法國法液空，德國林德，韓國，台灣都有廠家。我們中國也有好幾家生產Sih4的工廠，其中一家河南矽烷的裝置正是筆者在行業內的時候參與規劃設計的。可以算是中國矽烷自主的第一套裝置。DCS是西門子法生產矽片的副產品，中國的裝置以生產矽烷為主。全球半導體用的DCS一年一億多美元的銷售額，大約10億人民幣左右吧。信越是龍頭佔20多個點，全年DCS這個品類全球總銷量大約2億人民幣，對中國大陸的出貨佔全球2-3成，也就是中國的反傾銷調查，信越可能每年得損失4-6千萬的業績，日酸大概也得損失3千萬左右。這個反傾銷調查，如果最終成功，對整個日本的打擊大約是7-9千萬人民幣左右。為何我們非得針對DCS這個微不足道的玩意呢？筆者認為，針對信越殺雞儆猴的可能比較大，信越一直比較鷹派，好幾年前針對中國大陸的先進光刻膠就是新客戶不給報價的狀態。在JSR以及TOK在日本政府禁止下還想盡辦法賣給我們的時候，信越是主動不提供報價，主動不賣的廠家。我們搞DCS二氯矽烷的反傾銷，那信越一年得損失5-6千萬人民幣，雖然對營收超過千億人民幣，利潤2-3百億的信越沒啥影響但多多少少也能𫫇心一下信越。而且搞DCS，那JSR跟TOK這兩家一直透過第三方在賣的日本光刻膠廠家也不會受影響。DSC這個微不足道的東西，我能想到的大概是這原因，其實行業內估計沒有人會去想這事，屬於可以忽略不計的一件事，畢竟能供貨的也不只有日本，全世界太多供應商了。至於我們發起什麼兩用物質管制以及DCS反傾銷，從行業來看，屬於不知所以也不知道目的為何的操作，應該就是純政治意義的操作了。政治意義的話，可解讀的就多了，畢竟政治解讀，可以用任何角度且都沒有絕對的對錯，政治永遠都是公說公有理，婆說婆有理的兩條平行線。咱們這是講專業的半導體公眾號，啥國仇家恨那些就不浪費時間討論了。至於能否解讀出我們對日展開政治制裁，就代表我們的光刻膠已經不依賴，這種毫不相關的東西，只能算自己的意淫，或者那些以立場為歸，不講專業與技術的中文媒體的意淫。我們針對日本展開連別人都感覺莫名其妙的管制，直接掛鉤我們光刻膠不依賴了？ 中間缺乏太多需要證明的環節，所以這樣的猜測我只能說意淫。就跟我們中國幾年前對金屬鎵出口的管制，25年稀土出口的管制，對美國為首的西方發起反擊，我們這個反擊是因為我們有自己的光刻機了？我們敢反擊西方就代表我們不再需要進口裝置了？自然不是如此。反擊是一種表態，更是對未來談判籌碼的積累。比如這次對小日本的反制來說是忽略不計的，壓根打不到痛處，但我們表達態度了，日本自然是得掂量，我們總不能啥表示都沒，這方面國家職能部門一直拿些得很精準，該用多大力度，以及節奏掌控都非常得宜，這方面相信國家即可。但是用我們反制來聯想中國國產光刻膠不依賴了，就純屬不知所以的邏輯。至於光刻膠，一直都是檯面下運作的，在明面上日本早就對中限制先進製程的光刻膠，2023年5月，日本產經省已明確規定。但是我們還是一直能拿的到，這一切有一條明面上看不見的交易網路，這並不是我們能100%或者大部分能中國國產，那還是有點遠。光刻膠的影響目前中日事態演變繼續惡化下去光刻膠斷供確實是一個風險。不得不防，也不要心存僥倖。畢竟目前中國能維持光刻膠不斷供，是產業界透過無數人，無數企業，代理商如螞蟻搬家的力量去找到各式各樣的管道建立起來的。這個不斷供的機制也是建立在日本政府沒有從源頭強力管控的大原則之下才得以運行，如果日本政府強力稽核所有光刻膠企業的每一筆去向，違法者重罰，那局面會截然不同，所以一切都必須維持這種檯面下的恐怖平衡不能失控。我想一月以來商務部兩次對日不痛不養的反制，除了正式表達我們的立場以外，也是在克制不打破這個檯面下平衡的努力。斷供光刻膠是日本以技術影響外交的慣用手法，2019年對付韓國就是來這招。光刻膠一直是筆者與行業內擔心的事，它太重要了，中國國產化率又非常低，一但斷供那對中國先進製程是毀滅的打擊，但很可惜還是有很多人包含業記憶體在僥倖心理。要明白這事有多嚴重，首先還是得從光刻膠本身談起光刻膠有非常多種，PCB，面板，LED，先進封裝都要用到，但這些領域的光刻膠要求不高，主要還是線寬要求不高。半導體用光刻膠是最高等級，分類主要以曝光的光源波長也可以說光刻機來分1. G-line (436 nm)、i-line (365 nm)：對應0.25um以上的工藝。2. KrF (248 nm)：對應0.13~0.25um工藝。3. ArF (193 nm)ArF dry (乾式) : 0.11um~65nm工藝ArF immersion（浸沒式）：45nm~7nm4. EUV (13.5 nm)：7nm~2nm從曝光波長也就是光刻機種類來區分，針對不同的波長有不同的光刻膠，這屬於光刻膠的大分類。事實上不論那種波長的光刻膠，都不是單一種光刻膠，而是每種波長的光刻膠高達數十種甚至上百種。每種波長光刻膠之下，我們還能依照不同功能來區分比如正/負膠，line/space 以及 contact-hole 專用配方，topcoat / BARC（底抗反射塗層），顯影劑/去膠劑、以及不同硬掩膜（hard mask）材料 等。每一類都有專門配方。所以光刻膠不是「一個產品」，即便是同一波長，比如A膠他也會有多個用途/多種化學配方/多個 tone 與不同解析度-靈敏度 trade-off 取捨。光刻膠用在那？一顆先進製程晶片有大幾十層，大致可分為器件層，金屬層，介質層，接觸孔層，鈍化層等。把這些功能層加工出來，主要就是透過反覆的增材與減材的逐層加工，一層一層把晶片所有功能層做出來，整個過程可能會超過上百層幾千道的工序。我們以中國用DUVi光刻機＋SAQP四重曝光製作7nm的工藝為例，由於多重曝光會顯著增加 litho-step、mask 、以及所需的材料/處理步驟，最終整個加工步驟在120～130層左右。其中需要光罩做圖型定義的mask layer超40層，硬掩膜hard mask約20層，有些非關鍵層可以直接用光刻膠做軟掩膜，剩下有一半是不需要光刻的沉積層，離子注入層以及平坦化層等等。也就是說四重曝光的7nm晶片製程，需要用到光刻膠的超60層左右。這代表製作一顆7nm晶片需要60種光刻膠？事實上數量不是這麼算的，60層有很多是同一個SKU，而一個layer也不一定只用一種光刻膠。大類來說，這個7nm晶片製作過程需要用到 I膠，K膠，A膠以及浸沒式A膠，因為7nm晶片，在高層數金屬層也會用到i-line以及KrF這類成熟製程的光刻機。單單針對ArFi的光刻膠，就多達數十種，vendor必須推出多個不同配方以滿足不同的「解析度／靈敏度／線寬/孔徑/溶解特性/耐刻蝕性/熱穩定性／相容底層」的需求。比如，不同的正膠 L/S（line/space）配方、接觸孔（contact hole）最佳化配方、極高解析（低 LER）配方、低溶解度配方、低殘留配方、雙重圖形化/間接 patterning 專用配方、以及配合某些硬掩膜的專用配方等。每一種配方在化學組成，聚合物主體、PAG、溶劑、溶解抑製劑、加入劑等都會不同。目前全球主要光刻膠供應商，JSR、TOK、信越等對於 ArFi 都有數十款SKU以供選擇（按層、按用途、按曝光工具/資料窗）。而且上述每一家都有自己擅長的配方，比如否種功能用某家的良率會更好，整體來說目前ArFi光刻膠，信越的評價最好，良率最高。所有的ArFi膠有數十種，那製作一顆7nm晶片需要用到多少種呢？我們以M1/M2這樣的key metal layer用多曝製程來說，這會牽涉到不同的材料/塗層步驟，每一步都可能用不同配方，首先，第一道光刻（mandrel）用 ArFi 正膠（line/space 配方) ;刻蝕／形成 spacer，這牽涉到hard mask材料，而hard mask可能用不同的沉積材料/蝕刻配方。接下來用氧化或氮化層沉積，再做 spacer，然後再用stripper去除 mandrel；然後再做第二次光刻，如果是LELE，可能要另一種光刻膠或相同配方但不同曝光條件；上述的一個多重曝光工藝要用到許多的不同功能的光刻膠，但還遠不止與此，因為每一次coating塗膠前還得先涂一層BARC底部抗反射塗層。浸沒式光刻製程，coating之後，前烘完還得在光刻膠上涂一層topcoat用來保護光刻膠跟純水直接接觸。也就是說光刻膠塗膠之前跟之後分別還要再上一層特殊功能的膠。這也還沒完，每次曝光後的developer還得用顯影劑，刻蝕完之後還得用stripper去除殘留光刻膠還有清洗液。上述就是一個多重曝光需要用到光刻膠以及各種化學藥劑的過程，而上述的所有化學品，在14nm以下的先進製程中，所有品類目前的中國國產化率都非常低，對日本的依賴嚴重。即便門檻較低的顯影液或去膠液整體中國國產化率還不錯，但是針對先進製程的中國國產化率卻不到20%，ArFi光刻膠，BARC以及topcoat則更低都在10%以下。這些正是中國國產7nm晶片生產過程必須用到的化學品，沒有這些化學品，剛剛公佈的麒麟9030將沒辦法生產。更麻煩的是，一個做先進製程的fab，其前段與後段、所有層，會用到上百種不同的 resists / BARC / topcoat / stripper / developer 。這也是為什麼「替換光刻膠供應商」不是換一桶膠就能完成的原因，因為每個 layer 的相容性、曝光窗口process window、熱處理、黏著性、殘留物、與光刻機與塗膠顯影裝置高度繫結。也就是說用ASML的scanner配套TEL的Track，每一個 layer 用的 resists / BARC / topcoat / stripper / developer也是必須是固定Vendor與配方，研發能力強的Fab甚至會要求Vendor出獨特的配方，配套自家工藝。如果今天我們把ASML的scanner換成Nikon或者中國國產光刻機，那上述的所有化學品都要有跟著全換一遍相配套的配方。簡單說就是未來如果裝置換了，光刻膠與化學品也得跟著換相應的配方。所以一直有很多人關心中國國產光刻機進度，卻沒有人關心光刻製程中還有一大堆要配套的裝置與化學品甚至還有計算光刻等軟體，這是一整套的系統級工藝，每一項缺一不可。如此多環節配套且高度系統化的光刻工藝，確實大大增加了攻關難度。目前全球光刻膠的主力供應商為 JSR、TOK、信越、Fujifilm、DuPont、Merck、Sumitomo等大型化學廠，這些公司在配方、純度控制、批次穩定性、以及長期與Fab合作的認證生態方面非常成熟。其中JSR、TOK、信越為D3，幾乎壟斷全球高端光刻膠市場，D3的ArFi市佔約92%，EUV光刻膠更是達95%。D3對高端光刻膠的絕對壟斷，而且全部來自日本，這正是日本有恃無恐的底氣。從日韓摩擦的歷史經驗找契機2019年日本產經省宣佈對韓國的光刻膠，高純度氫氟酸，氟聚酰亞胺等三種對半導體行業至關重要的材料實施強力管控。瞭解當初日本對韓國斷供的來龍去脈，有助於我們對此事的深層次瞭解，它到底有啥影響以及如何應對2019年的起因是韓國在對日強硬派總統文在寅上台後，韓國法院判決日本三菱重工與新日鐵須向二戰強徵的韓國勞工賠償，而日本以1965年的『日韓請求權協定』已完全解決所有歷史賠償問題，認為韓國違反國際法。遂於2019年7月宣佈光刻膠在內的三種化學品對韓出口管制。日本管制的同時，2019年Q2～Q4三星因為光刻膠儲備不足，營收同比下滑3成以上，利潤暴跌53%。而業務多元化不如三星的海力士則更為慘烈，營收接近腰斬，利潤暴跌89%。2019年韓國半導體出口同比下滑27%，一個國家的最大支柱產業出口大跌，拖累當年韓國GDP增長接近1個百分點。韓國半導體行業被日本狠狠地上了一課。2019年11月韓國總統文在寅在曼谷東盟峰會期間主度呼籲雙方會談，12月正式雙方首腦會談之前，日本在斷供5個月之後，宣佈小幅度放寬對韓光刻膠管制，整個韓國半導體行業稍稍鬆了一口氣。2020年3月日本又首次批准向韓國出口EUV光刻膠，並特別允許三星獲得至少9個月用量的7/5nm EUV光刻膠，當時三星的7nm邏輯製程已經接近停擺。面對日本的斷供，韓國採取不卑不亢的軟硬兼施的策略，雖然是文在寅事先喊話日本要求會談，但日本也很好的反饋韓國，也就是雙方並沒有把事做絕，都留了一線。這裡面當然也有美國的強力斡旋，畢竟屬於盟友關係，所以日本當時是開了口子，韓國半導體也得到喘息機會。最終韓國在2023年提出第三方代償方案，由韓國政府設立公共賠償基金向韓國受害勞工賠付，等於是用韓國的錢還日本的債，最終日韓於2023年3月正式和解，日本正式解除對韓半導體材料管制。正因這段管制期間，韓國政府痛定思痛，舉國之力發展半導體材料，三星在2020-21年投資韓國14家材料企業，投入資金超3800億韓元。經過四年的努力，韓國光刻膠中國國產化率提升到15%左右，高純度HF自給率70%，氟聚酰亞胺則是聯合中國供應鏈把日本供應商打壓至30%以下。這段期間韓國光刻膠經過不斷努力突破了日本封鎖，成就了東進世美肯以及SK Materials兩家本土光刻膠公司。東進世美肯除了開發了ArFi光刻膠，更是成功開發出EUV光刻膠成為日本三巨頭以外的全球少數能做EUV光刻膠的企業。SK Materials除了ArFi光刻膠也開發出針對3D NAND高厚度KrF光刻膠。不過在韓國本土光刻膠廠商取得不錯的進展同時，我們看到韓國的光刻膠中國國產化率還是很低只有10～15％，這又是為何？兩家韓國光刻膠企業不是都能做ArFi光刻膠了嗎？真正的原因是這兩家是開發出了ArFi產品，但有產品不代表好用，文章開頭說了，這是一個極度龐大且繁瑣的系統工藝，涉及的品類以及配方太多，每一種又必須跟光刻機與塗膠顯影裝置搭配。所以即便韓國本土廠商開發出來相關產品，最終fab還是不太願意使用。這裡還有一個很大的原因，事實上日本只有5個月的時間是真正禁死的，這幾個月韓國半導體產出確實暴跌，但同年12月日本開了口子之後，韓國半導體工廠也開始恢復，務實的政治談判功不可沒。透過2019年日韓的半導體材料摩擦，我們可以清楚地看出所有對應關係與對半導體行業的影響。目前日本由比當初安倍更右的高市早苗領導，挑釁意味確實更高，如此一來，我們也很難保持戰略定力，該出手教訓還是得出手。可以預見，中國半導體產業尤其是先進製程將承受非常大的壓力，光刻膠正是這幾年來美國拉著日本荷蘭對華封鎖筆者最擔心的事。中國半導體行業對此也一直在努力，除了強力攻關，提升中國國產化率以外，也準備了很多辦法，不管檯面上還是檯面下，你想得到或你想不到的方法，中國無數從業者與貿易商都在看不見的層面上下功夫。但最終的關鍵還是日本到底有沒有留口子，跟當初的對韓國一樣，沒有把事情做絕，這是我們半導體行業是否能正常運轉的核心關鍵。中國國產光刻膠進度如何？我想，即便像當初韓國本土光刻膠廠家那般快速，只要沒有百分百中國國產化，那怕是90%中國國產，只有10％需要日本，那中國先進製程也可能幾個月之後停擺，因為少了10%也不行。實際上，目前的先進製程光刻膠中國國產化率不到10％，差距如此之大，談中國國產不中國國產都沒太大意義，因為1-2年短期根本不可能實現100%中國國產。針對性的全力攻關是目前唯一可行的辦法，主要針對可能被禁，也就是配合ASML光刻機多重曝光7nm製程所需的浸沒式A膠與相關的化學品，先縮小攻關品類，重點突破。其他不涉及先進製程的，比如28nm相關的材料，本來就不會禁，這些可以先放著，這樣一來是有可能在一兩年搭建起不怕日本斷供的供應鏈來。先針對ASML裝置的配套光刻膠化學品出來，能抱持產線運行，在開發中國國產光刻機配套的相關化學品，不同項目組同時進行。這是我們能目前能做的辦法。但在1-2年的短期維度上，光刻膠這件事的核心還是日本會不會禁死，這才是唯一關鍵，就跟當初韓國一樣，不會也沒有其他看點。 (Techcoffee)
