提到半導體芯片,大家往往能想到的公司是設計類的高通、海思、英偉達、AMD、聯發科、蘋果,代工類的臺積電、中芯國際,以及全能型的英特爾、三星。

但是,以上這些公司若想把芯片真正搞出來,上游有一類公司雖然平時低調的很卻必不可缺,那就是半導體材料公司。

啥是半導體材料?說白了就是真正把芯片造出來的原材料,如果把芯片比作面包,那么材料就是面粉。但是,由于芯片的復雜性,在其制作過程中,所需要的材料當然不會像面包那么簡單,每種材料都有各自的作用且不可或缺。

比如硅片,可以說是芯片之母,芯片就是通過對硅片進行光刻、離子注入等手段后制造出來的。

比如特種氣體,泛指在芯片制造過程中使用到的各種奇奇怪怪的看到名字都覺得在化學考試最后一道拔高題中也不會出現的化學氣體。特種氣體們主要在半導體薄膜沉積環節發揮不可取代的作用,是形成薄膜的主要原材料。

再比如——光刻膠,今天文章的主角。光刻機大家都知道,就是各種文章中提到的芯片制造核心設備,高端產品由荷蘭公司ASML全球唯一壟斷。

而這個光刻膠中的光刻就是光刻機的光刻,光刻機的作用是將芯片從電路設計圖紙上像膠卷相機一樣用光刻在硅片上形成實實在在的集成電路,而在這個過程中,光刻膠會被涂抹在硅片上,被光刻機按照電路圖曝光形成電路的“影印”,進而成為芯片電路的遮板最終幫助電路在硅片上被刻蝕出來。

所以,光刻膠對于造芯片來說不但重要,而且必不可少。那有同學可能就要疑惑了,看你標題的意思,咱國家造不出來光刻機,難道還造不出來光刻膠嗎?

還真就比較費盡。。。在目前全球半導體材料市場上,最重要的供應國家是日本,可以說日本對于半導體材料領域是有統治性地位的。目前,日本企業在全球半導體材料領域占據市場份額超過一半。

其實不光是半導體材料領域,在半導體設備領域,日本同樣占據很大的市場份額,這是因為在上個世紀80年代左右,日本曾經舉國體制搞半導體,甚至對美國構成了很大的威脅,最終遭到了美國方面的強烈反制,結果就是日本和半導體設計相關的公司比如東芝、NEC、日立等后面都萎了,無力與美國一眾芯片公司競爭,但在半導體材料和半導體設備領域卻起來了一片至今都NB大發了的公司。

這些公司雖然由于做后臺工作不會像芯片大廠那么出名,但他們如果想干哪個國家,那真的可以把這個國家的半導體產業徹底干廢。

舉個例子,19年韓國日本曾經出現關系嚴重惡化,這期間兩國互相之間出臺了很多針對對方的打壓政策。

那最后這事兒是怎么結的呢?后來日本直接把對韓國出口的部分關鍵半導體材料給停了(禁運)。。。要知道,韓國是芯片大國,三星、海力士、LG等芯片大廠嚴重依賴日本提供的各類半導體材料制造芯片,如果韓國的芯片產業倒了,那么對韓國整個國家的影響是巨大的。

所以,韓國后來只能“忍辱負重”與日本好說好商量,氣勢一下就沒了。

具體到光刻膠領域,全球前五企業占據接近90%市場,其中除了羅門哈斯,剩下都是日本企業,什么叫統治力,這就叫統治力。

而這里面的日本信越,不但在光刻膠領域是全球主要供應商,在硅片領域更是全球市占率第一的供應商。

而與韓國一樣,中國企業同樣嚴重依賴日本企業的半導體材料供應。但是上周傳來消息,日本信越,要對中國企業限制供應了。。

具體來說,信越化學要對中國多家一線芯片代工廠限制供貨半導體KrF光刻膠,還已通知更小規模代工廠,表示將完全停止供貨KrF光刻膠。

這里面的KrF光刻膠,是光刻膠中的一種,主要用于生產幾百nm級別的芯片。

目前全球芯片市占率中,百nm級別份額不到20%。別看這個制程的芯片看似低端,但制造高端芯片的臺積電雖然用不到,可中國廣大芯片制造企業需求量可不小。

因為雖然這個級別的芯片沒法用在手機電腦上,但卻可以應用在入門級MCU(單片機,各類控制領域都有應用)、物聯網設備、各類智能卡、車規芯片、家電上,這反而是國內芯片制造市場份額較大的領域。

信越化學為什么斷供?并不是因為政治因素,而是信越化學自己產能的問題。今年2月,日本發生7級以上地震,造成信越化學的工廠遭到破壞,部分產線停工,至今還未修復完成,產能下降疊加全球需求增加,這才使得信越化學只能減少或停止對部分芯片制造企業的光刻膠供應。

本身就不是特別高端的光刻膠,那中國企業為啥就造不了?

看看信越化學的成長經歷就知道為什么了。在中國還處于亂世的1926年,信越化學的前身信越氮肥料株式會社就成立了,成立之初,從名字就可以看出來,當年的信越只干一件事兒:生產氮肥。

二戰結束后,美日關系修復,日本開始成為美國的小跟班,這時的信越化學注意到了美國信息革命隨之而來的對半導體芯片需求量的暴增。

于是乎,信越開始轉型做芯片原材料——硅,畢竟能造的了氮肥,咋就提純不了硅片,反正都是基礎材料領域。而隨后幾十年,日本本土芯片企業群雄崛起(見下圖,看看當年日本企業多勇),更加助長了對半導體基礎材料的需求,乘著東風,信越化學工藝逐步進步,訂單越來越多,最終成長為今天的半導體材料領軍者。

所以,之所以日本半導體材料企業能實現今天這樣的統治力,根本原因在于一是入行入的早(日本的工業現代化起點明治維新時中國還在清朝),二是長期在美國半導體產業鏈中被分配了位置,能夠跟隨美國信息化浪潮一同成長。

而基礎材料這樣的領域,不是說互聯網公司們靠工程師紅利996寫代碼就能趕超美國的領域,而是需要用時間和實踐、靠著一代代工匠去砸出來,何況如今中國的材料學子們也都轉行去寫代碼了。

所以,就算是今天在芯片領域NB哄哄的中國臺灣和韓國,日本給你斷供不用多,就一種材料,你看他跪不跪就完了。而之前日韓糾紛時,日本政府就玩兒很絕,我不是給你全部斷供,就給韓國禁運三種材料,出口額在日本出口韓國總額中占比不過 0．01%,韓國就服了。

就算強如臺積電,在信越面前也沒有一點面子,臺積電曾經表示要和上游硅片供應商重新談價格簽合同降成本,信越直接公告回復沒有調整價格的打算,愛買不買。。。

而上周隨著信越化學“斷供”消息的傳來,國內一眾光刻膠企業紛紛漲停,可背后的現實卻是這些企業加起來在國內市場份額不超過日本企業的零頭,半導體光刻膠產品要么偏低端,要么就僅僅是有個公告說我已經在研發了。。。

所以,少一點急躁,多一些沉淀,這個節點,能讓化學材料學子、專家們重新愿意回歸本行,比什么都重要。