芯片制造材料的国产替代，如果全部替代，倒大霉的主要是日本企业！囧！_风闻

日本在芯片材料上具有强大的地位，日本芯片材料的供应安全问题，就像一把达摩克里斯之剑悬在中国芯片产业的头上。

一：当晶圆准备好之后，接下来就是开始制作芯片。而制作芯片流程的第一步是光刻，也就是把电路图印到晶圆上，怎么印？首先需要准备掩膜版，也就是光罩。根据事先设计好的电路图做成光罩，光刻机的光源通过光罩之后，就把电路图印在晶圆上

全球前五大生产光罩的公司分别是凸版印刷株式会社（TOPAN）、大日本印刷、HOYA、SK电子和Photronic ，其中前四家是日本公司，最后一家是美国公司。

清溢光电（688138）是国产光罩的龙头。2005年，清溢光电推出国内第一张Reticle掩膜版，这是一款用于集成电路的光罩。清溢光电的客户包括长电科技、中芯国际、士兰微和英特尔等

二：要想完成光刻，必须有光刻胶，必须事先在硅片上涂上光刻胶。那什么是光刻胶？光刻原理具体是怎样的？光刻胶又称光致抗蚀剂，是指通过紫外光、电子束、离子束等照射或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料。在光刻的时候，首先在硅片上涂上光刻胶，光刻机的激光透过光罩照在涂有光刻胶的硅片上，于是光刻胶的溶解度就会发生变化。也就是说，被光照到的地方和没被光照到的地方，溶解度不同。接着，再用化学品将多余的部分溶解清洗掉，于是就形成了与光罩完全对应的电路图，后面通过蚀刻将所需要的图形加工到硅片上，于是硅片上的电路图就出来了。

2018年，全球光刻胶市场规模16亿美元，规模不大，是一个高度垄断的市场，全球前5大公司市场份额超过85%。而前4大光刻胶企业都是日本公司，分别是合成橡胶、信越化学、东京应化和住友化学。

2018年，南大光电新设了光刻胶事业部，还成立了子公司宁波南大光电材料有限公司，全力推进ArF光刻胶项目。2018年，南大光电ArF光刻胶立项，获得中央财政拨款1.33亿元，而ArF光刻胶是用于12寸硅片的光刻胶，目前，南大光电投资的北京科华KrF光刻胶已经能实现小规模供货。

有的公司虽然不生产光刻胶，但是生产光刻胶化学品，强力新材就是这样的公司。强力新材（300429）是国内光刻胶专用化学品龙头，公司成立于1997年。目前，强力新材的干膜光刻胶用光引发剂市场份额达到70%，全球第一。强力新材KrF光刻胶引发剂光酸及其中间体（其中光酸打破了国际垄断），目前市场份额已经排名全球第三。

三：有了光刻胶，在对硅片进行光刻和刻蚀的过程中，还需要不断的对晶圆进行清洗，这其中就需要用到湿电子化学品。湿电子化学品主要就是高纯硫酸和双氧水，硫酸和双氧水在芯片湿电子化学品中的用量占比达到60%。每加工1万片6寸晶圆大概会消耗5.6吨双氧水，而1万片8寸晶圆需要消耗8.67吨，1万片12寸晶圆的双氧水需求量高达80吨。

双氧水和硫酸，都很常见，问题的关键在于“高纯”两个字。湿电子化学品分为五个等级，G1到G5，其中G5是最高级。而芯片级要求在G4和G5等级，湿电子化学品同样属于寡头垄断市场，主要企业包括德国巴斯夫、美国霍尼韦尔、日本关东化学、日本三菱化学和韩国东进等。

早在2001年，晶瑞股份（300655）的氨水和双氧水达到了G5等级，高纯双氧水是芯片制造用量最大的湿电子化学品之一。

四：电路刻到了硅片上，要想让芯片运作起来，需要有一个前提，那就是刻在硅片上的晶体管要有开关特性。电路要想有开关特性，就需要离子注入，而离子注入就需要电子气体，又叫电子特气。电子气体也是一个高度垄断的市场，主要公司包括美国空气化工、普莱克斯、德国林德集团、法国液化空气和日本大阳日酸株式会社，用在芯片上的电子气体首先的特点是高纯，大部分电子气体的纯度达99.99%以上。而且大部分电子气体具有高压、易燃、高腐蚀和剧毒的特点。

华特气体（688268）是中国电子气体的先行者。2017年，华特气体公司的Ar/F/Ne、Kr/Ne、Ar/Ne和Kr/F/Ne等4种混合气体通过了阿斯麦公司的产品认证。也是我国唯一通过阿斯麦公司认证的气体公司。华特气体的客户包括中芯国际、长江存储、台积电和士兰微等公司，国际上还有英特尔、德州仪器和SK海力士等大公司，这些都是国际芯片界的顶级玩家。

四氟化碳是一种广泛用于蚀刻的电子气体，我国芯片公司用的四氟化碳50%需要从日本进口，国内能够生产四氟化碳的公司主要包括雅克科技和华特气体。

高纯氨可以生成高质量的氮化硅薄膜，金宏气体（831450）是国内超纯氨龙头，718所和黎明院是重要的电子级六氟化钨生产企业，其中黎明院六氟化钨年产能600吨。

五：把电路图刻到了晶圆上，做了各种清洗，注入了离子，有了开关特性，但是还要把芯片上的电子元件连接起来才行，这就需要用到溅射。溅射主要是制备薄膜材料，是物理气相沉积（PVD）技术的一种。溅射的大概意思是说用离子轰击靶材，然后靶材上的原子被轰出来，最后掉在单晶硅的基板上，然后形成特定功能的金属层，从而形成导电层或者阻挡层等，这就是金属化。当在芯片表面形成金属层后，再用光刻或者刻蚀，将不要的部分去掉，于是芯片表面就留下了金属细线，这就能让芯片上各种元器件连接起来了。

8寸晶圆生产中主要用到铝靶和钛靶，12寸晶圆主要用到钽靶和铜靶。溅射靶材同样属于寡头垄断市场，主要企业包括日本日矿金属、美国霍尼韦尔、日本东曹、美国普莱克斯和日本住友化学等。

国内生产溅射靶材的公司主要包括江丰电子、有研新材、阿石创、四丰电子和晶联光电。生产半导体靶材的主要公司是江丰电子和有研新材，江丰电子在芯片靶材市场是唯一能与日本和美国竞争的中国企业。目前，江丰电子的超高纯金属溅射靶材在7纳米技术节点已经实现批量供货。2009年，江丰电子正式向中芯国际和台积电两大晶圆代工厂巨头供货。

2011年，有研亿金成为中芯国际的供应商。