国产之光!鼎龙股份如何冲破海外光刻机技术封锁

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兰板套利
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光刻机:半导体产业的明珠

在科技飞速发展的当下,半导体产业无疑是推动全球经济和科技进步的核心力量之一。而在半导体产业的庞大体系中,光刻机占据着举足轻重的地位,堪称半导体制造的 “皇冠上的明珠”。

光刻机,简单来说,是一种将掩模版上的集成电路图案转移到硅片等衬底上的设备 ,其工作原理类似于幻灯片投影仪,只不过它投射的是极其精细的电路图案,并且要在纳米级别的尺度上完成这一过程。在芯片制造过程中,光刻环节至关重要,它直接决定了芯片上晶体管等元件的尺寸和布局,进而影响芯片的性能、功耗和成本。可以毫不夸张地说,没有先进的光刻机,就无法制造出先进的芯片 。

随着科技的不断进步,芯片制程工艺不断朝着更小的纳米尺度迈进。从早期的微米级,到如今的 7 纳米、5 纳米甚至 3 纳米制程,每一次制程的突破都离不开光刻机技术的革新。例如,极紫外光刻机(EUV)的出现,使得芯片制造能够进入 7 纳米及以下的先进制程时代,为人工智能、5G 通信、高性能计算等领域的飞速发展提供了强大的硬件支持 。

在全球光刻机市场中,长期以来形成了荷兰 ASML、日本尼康佳能等企业主导的局面。其中,ASML 凭借其在 EUV 光刻机技术上的巨大优势,几乎垄断了高端光刻机市场,占据了全球光刻机市场份额的 80% 以上 。这种技术垄断的局面,对全球半导体产业的发展格局产生了深远影响,也给其他国家和企业在半导体领域的发展带来了巨大挑战。尤其是对于中国这样的半导体需求大国而言,高端光刻机的进口受限,一度成为制约半导体产业发展的瓶颈。 但正是在这样的困境下,中国企业没有退缩,而是积极投入研发,努力寻求技术突破,鼎龙股份便是其中的佼佼者。

被海外垄断的困境

在过去的几十年里,光刻机市场一直被海外少数企业牢牢把控 。荷兰的 ASML 公司无疑是其中的霸主,在高端光刻机领域,特别是极紫外光刻机(EUV)市场,ASML 几乎处于绝对垄断地位。EUV 光刻机是制造 7 纳米及以下先进制程芯片的关键设备,而 ASML 凭借其在 EUV 技术上的巨大优势,满足了全球大部分高端芯片制造商的需求,使得其他企业难以望其项背 。

日本的尼康佳能在光刻机市场也占据一定份额,主要集中在中低端市场。尽管随着 ASML 在高端领域的崛起,尼康和佳能的市场份额有所下滑,但它们在半导体光刻技术发展历程中曾扮演重要角色,并且在特定领域仍拥有一定的技术优势和客户群体 。

这种海外垄断的局面给中国半导体产业发展带来了重重阻碍 。在技术层面,由于无法获取最先进的光刻机技术,中国芯片制造企业在制程工艺上与国际先进水平的差距逐渐拉大 。例如,当国际上已经能够利用 EUV 光刻机实现 5 纳米、3 纳米制程芯片的量产时,中国企业由于缺乏相应设备,在先进制程芯片的研发和生产上受到极大限制,只能在成熟制程领域不断深耕,难以在高端芯片市场分得一杯羹 。

从产业安全角度看,过度依赖进口光刻机使得中国半导体产业面临着巨大的供应链风险 。一旦国际形势发生变化,或者海外供应商出于政治、商业等因素限制对中国的光刻机出口,中国半导体产业将陷入被动局面 。美国对中国半导体产业的一系列制裁措施就是典型例子,美国通过限制 ASML 向中国出口先进光刻机,试图从源头上遏制中国半导体产业的发展,这让中国深刻认识到了掌握自主光刻机技术的重要性和紧迫性 。

在市场竞争方面,海外企业的垄断地位使其在定价和技术服务上拥有绝对话语权 。中国企业不仅需要花费高昂的价格购买光刻机,还要在设备维护、技术升级等方面受制于海外供应商 。这无疑增加了中国半导体企业的生产成本,降低了其在国际市场上的竞争力 。同时,由于无法及时获得最新设备和技术支持,中国半导体企业在新产品研发和市场响应速度上也处于劣势 。 但正是在这种艰难的处境下,鼎龙股份挺身而出,为打破海外垄断带来了希望的曙光。

鼎龙股份的崛起之路

(一)早期布局与决心

鼎龙股份并非从一开始就涉足光刻机领域。回溯其发展历程,在成立初期,鼎龙股份主要专注于传统的打印复印通用耗材业务,在这个领域积累了一定的技术和市场基础 。然而,随着全球科技产业的快速发展,半导体产业的重要性日益凸显,鼎龙股份敏锐地捕捉到了这一产业变革的趋势。

早在 2013 年,鼎龙股份就开始前瞻性地关注半导体材料领域,这其中就包括与光刻机密切相关的光刻胶等材料 。当时,国内在半导体材料领域,尤其是高端光刻胶方面,几乎完全依赖进口,技术和市场都被海外企业牢牢把控 。但鼎龙股份看到了半导体产业未来的巨大发展潜力,以及实现国产替代的迫切需求,毅然决定进军半导体材料领域,立志在光刻机关键材料方面取得突破,打破海外垄断 。

这一决策并非盲目跟风,而是基于鼎龙股份对自身技术优势的深刻认识和对市场需求的精准判断 。公司在高分子材料合成、材料表面处理等方面拥有多年的技术积累,这些技术基础为其进入半导体材料领域提供了有力支撑 。同时,随着国内半导体产业的快速发展,对光刻胶等关键材料的需求与日俱增,市场前景广阔 。鼎龙股份决心利用自身优势,填补国内在这一领域的空白,为中国半导体产业的发展贡献力量 。

(二)技术攻坚的艰难岁月

在决定进军光刻机关键材料领域后,鼎龙股份迅速组建了专业的研发团队,开启了艰难的技术攻坚之路 。研发过程中,他们遭遇了重重难题,每一个难题都像是一座难以逾越的大山。

技术瓶颈是首要挑战 。光刻胶是一种对纯度、精度要求极高的材料,其分子结构和配方的微小差异都可能导致性能的巨大变化 。在研发高端 KrF/ArF 光刻胶时,鼎龙股份的团队面临着如何提高光刻胶分辨率、灵敏度和稳定性等关键技术难题 。例如,在尝试提高光刻胶分辨率时,传统的材料配方和工艺无法满足更高精度的光刻要求,团队需要不断尝试新的材料组合和工艺方法,进行大量的实验和模拟计算 。每一次实验都需要耗费大量的时间和资源,而且结果往往充满不确定性,这对团队的耐心和信心都是极大的考验 。

人才短缺也是一个棘手的问题 。半导体材料领域是一个高度专业化的领域,需要既懂材料科学又懂半导体工艺的复合型人才 。当时,国内在这方面的专业人才相对匮乏,鼎龙股份很难在市场上招聘到足够数量和质量的专业人才 。为了解决人才问题,公司一方面加大内部培养力度,选拔有潜力的员工进行专业培训,派遣他们到国内外高校和科研机构学习先进技术;另一方面,积极从海外引进高端人才,为研发团队注入新鲜血液 。但人才的培养和引进都需要时间和成本,在这个过程中,研发进度不可避免地受到了影响 。

资金压力同样巨大 。研发高端光刻胶需要购置大量先进的实验设备和精密的检测仪器,这些设备价格昂贵,动辄数百万甚至上千万元 。同时,研发过程中的原材料采购、实验费用以及人员工资等也构成了庞大的开支 。在长达数年的研发周期里,鼎龙股份需要持续投入大量资金,而在产品尚未实现商业化之前,几乎没有任何收入回报 。这给公司的资金链带来了极大的压力,为了维持研发工作的顺利进行,公司不得不通过多种渠道筹集资金,包括发行股票、债券以及寻求银行贷款等 。

尽管面临着这些艰难险阻,鼎龙股份的研发团队并没有退缩。他们日夜奋战在实验室,不断尝试新的思路和方法,攻克了一个又一个技术难题 。每一次的失败都被他们视为通向成功的宝贵经验,激励着他们继续前行 。

(三)关键技术突破时刻

经过多年的艰苦努力,鼎龙股份终于迎来了关键技术突破的时刻 。团队在对光刻胶的核心原材料进行研究时,发现了一种全新的材料组合和合成工艺,能够显著提高光刻胶的性能 。这一发现源于团队成员在一次偶然的实验中,对原材料的比例进行了微调,结果却得到了意想不到的效果 。他们敏锐地捕捉到了这个机会,随后进行了一系列深入的研究和验证 。经过反复实验和优化,团队成功实现了高端 KrF/ArF 光刻胶树脂专用阴离子活性聚合技术和纯化技术的突破 。这一技术突破使得鼎龙股份能够自主研发合成高端晶圆光刻胶、功能光刻胶上游的多种核心原材料,如功能单体、光致产酸剂、主体树脂和含氟树脂(浸没式 ArF 光刻胶的核心组分)、淬灭剂及其它助剂等 ,而这些原材料在国内此前几乎处于空白状态,国外相关企业又对我国实施技术封锁和原材料禁运 。

同时,鼎龙股份借助在 OLED 显示、封装光刻胶 PSPI 开发和应用经验,快速实现了晶圆 KrF/ArF 光刻胶的研发与技术突破,并推出了 20 款(KrF 10 款、ArF 4 款、浸没式 ArF - 负显影 6 款)国内还未突破的主流晶圆高端 KrF/ArF 光刻胶产品 。这些产品涵盖了从 250nm - 37.5nm 制程的关键技术节点,能够满足不同客户和不同应用场景的需求 。

在技术突破的关键时期,整个研发团队都处于高度紧张和兴奋的状态 。大家不分昼夜地工作,密切关注着每一个实验数据和技术细节 。当最终确定技术突破的那一刻,团队成员们欢呼雀跃,多年的努力和付出终于得到了回报 。这一关键技术突破不仅为鼎龙股份的发展奠定了坚实的基础,也为中国半导体产业打破海外垄断带来了希望的曙光 。随后,鼎龙股份加快了产品的研发和市场推广步伐,向着实现国产替代的目标大步迈进 。

技术全国唯一的实力展现

(一)CMP 抛光垫技术

在半导体制造过程中,CMP 抛光垫是至关重要的一环 。它的作用是通过化学机械抛光的方式,对晶圆表面进行平整化处理,确保芯片制造过程中各个层级的薄膜能够均匀沉积,从而保证芯片的性能和良率 。例如,在先进制程的芯片制造中,晶圆表面的平整度要求极高,哪怕是微小的起伏都可能导致芯片性能的下降甚至报废 ,而 CMP 抛光垫就像是一位精密的 “工匠”,能够将晶圆表面打磨得如同镜面一般平整,为后续的光刻、刻蚀等工艺提供良好的基础 。

鼎龙股份在 CMP 抛光垫技术上取得了令业界瞩目的成就 。公司自主研发的 CMP 抛光垫实现了核心原材料的自主化生产,包括预聚体、微球、缓冲垫等 。这是一项具有重大意义的突破,因为此前这些核心原材料的技术和生产几乎被国外企业垄断 。例如,微球作为 CMP 抛光垫的关键组成部分,其制备技术难度极大,全球此前只有少数几家美资企业能够生产 。鼎龙股份通过多年的技术攻关,不仅成功掌握了微球的制备技术,而且其产品性能与国外原厂媲美 ,这使得鼎龙股份在 CMP 抛光垫的生产上摆脱了对国外原材料的依赖,大大降低了生产成本,同时也提高了产品的供应稳定性 。

在生产工艺方面,鼎龙股份同样表现出色 。公司的抛光垫产品从成熟制程到先进制程的覆盖率接近 100% ,能够满足逻辑芯片、存储芯片等全领域的需求 。无论是传统的硅基芯片,还是新兴的化合物半导体芯片,鼎龙股份的 CMP 抛光垫都能够提供精准的抛光服务 。而且,经过多年的规模化生产,鼎龙股份的工厂良率、效率和材料利用率持续提升,产品品质稳定性达到国际水平 。以中芯国际、长江存储等国内头部晶圆厂为例,它们对鼎龙股份的 CMP 抛光垫产品高度认可,鼎龙股份已成为部分客户的第一供应商 。2024 年 5 月,鼎龙股份的抛光硬垫单月销量突破 2 万片,创下历史新高 ;2025 年 4 月,其更是实现了对主流外资逻辑厂商的小批量供货,这标志着鼎龙股份的技术实力获得了全球认可 。

与国内同行相比,鼎龙股份在 CMP 抛光垫技术上的领先优势十分明显 。国内其他企业在 CMP 抛光垫领域大多还处于技术研发或初步量产阶段,在核心原材料的自主化、产品制程覆盖率以及工艺稳定性等方面,与鼎龙股份存在较大差距 。鼎龙股份作为国内唯一一家全面掌握抛光垫全流程核心研发和制造技术的企业,实现了 CMP 抛光垫的国产化替代,填补了国内在这一领域的空白,为中国半导体产业的自主可控发展做出了重要贡献 。

(二)光刻胶技术突破

光刻胶是光刻机制造芯片过程中不可或缺的关键材料 ,它的性能直接影响着芯片的分辨率、精度和良品率 。简单来说,光刻胶就像是一种特殊的 “感光涂料”,在光刻机的曝光过程中,光刻胶会根据掩模版上的图案发生化学反应,经过显影等后续工艺后,在硅片上留下与掩模版相同的电路图案 。随着芯片制程工艺不断向更小的纳米尺度发展,对光刻胶的性能要求也越来越高 ,例如在极紫外光刻(EUV)技术中,需要光刻胶能够在极短的波长下具有高灵敏度和高分辨率,以满足 7 纳米及以下先进制程芯片的制造需求 。

鼎龙股份在光刻胶技术上实现了重大突破 。公司自主研发的高端 KrF/ArF 光刻胶,成功解决了多项关键技术难题 。在光刻胶的核心配方方面,鼎龙股份通过大量的实验和研究,设计出了独特的专用树脂和高纯度单体、光致产酸剂等 ,这些关键原材料的自主研发和生产,使得鼎龙股份能够实现从关键材料到光刻胶产品自主可控的全流程国产化 。而此前,国内在这些关键原材料的研发和生产上几乎处于空白状态,完全依赖进口,这不仅增加了光刻胶的生产成本,也限制了国内光刻胶技术的发展 。

截至目前,鼎龙股份已成功布局超过 20 款 KrF(氟化物光刻胶)和 ArF(氩光刻胶)产品 ,产品的应用技术节点从成熟制程开始,逐步向更先进的技术扩展 。其中,多款产品已经通过国内主流晶圆厂客户的验证,并获得订单 。例如,某款浸没式 ArF 晶圆光刻胶及某款 KrF 晶圆光刻胶产品已顺利通过客户验证,并收到共两家国内主流晶圆厂客户的订单,合计采购金额超百万元人民币 。这充分证明了鼎龙股份光刻胶产品的技术实力和市场竞争力 。

对比国内外技术水平,鼎龙股份的光刻胶技术在国内处于绝对领先地位 。国内虽然有多家企业在光刻胶领域进行布局和研发,但真正能够实现高端 KrF/ArF 光刻胶量产并获得市场认可的企业寥寥无几 。而鼎龙股份不仅实现了多款高端光刻胶的量产,还在关键原材料的自主研发上取得了突破,为国内光刻胶产业的发展树立了标杆 。在国际上,虽然日本合成橡胶(JSR)、东京应化(TOK)、信越化学、住友化学等全球巨头在光刻胶市场占据主导地位,但鼎龙股份的光刻胶产品在性能和技术指标上已经逐渐接近国际先进水平 。例如,鼎龙股份的光刻胶在分辨率、灵敏度和稳定性等关键性能指标上,已经能够满足国内主流晶圆厂的生产需求,并且在一些特定应用场景下,展现出了优于国际同类产品的性能优势 。随着技术的不断进步和产品的持续优化,鼎龙股份有望在国际光刻胶市场上占据一席之地,打破国外企业在高端光刻胶领域的长期垄断 。

市场与产业影响

(一)打破海外垄断后的市场变化

鼎龙股份打破海外垄断后,犹如一颗重磅炸弹投入国内半导体材料市场,引发了一系列显著的变化 。

在价格方面,此前由于海外企业的垄断,半导体材料价格居高不下 。以 CMP 抛光垫为例,国外品牌的抛光垫价格昂贵,使得国内晶圆厂的生产成本大幅增加 。而鼎龙股份实现 CMP 抛光垫的国产化替代后,市场竞争格局发生改变 。随着鼎龙股份产品的市场份额逐渐扩大,国外品牌为了保持竞争力,不得不降低价格 。这使得国内晶圆厂在采购 CMP 抛光垫时,成本有了明显下降 。据相关数据显示,在鼎龙股份进入市场后的一年内,国内 CMP 抛光垫市场的平均价格下降了约 20% - 30% ,这大大减轻了国内半导体企业的成本压力,提高了它们在国际市场上的竞争力 。

在竞争格局上,鼎龙股份的崛起打破了国外企业长期主导的局面 。在光刻胶市场,之前高端 KrF/ArF 光刻胶几乎被日本和美国的企业垄断 ,国内企业在这一领域几乎没有话语权 。鼎龙股份成功研发并量产高端 KrF/ArF 光刻胶后,国内光刻胶市场的竞争格局被重塑 。它为国内晶圆厂提供了更多的选择,使得国内企业在光刻胶采购上不再完全依赖进口 。越来越多的国内晶圆厂开始尝试使用鼎龙股份的光刻胶产品,其市场份额逐步提升 。同时,鼎龙股份的进入也促使国外光刻胶企业更加注重产品创新和服务质量的提升,以应对来自中国本土企业的竞争挑战 。这使得整个光刻胶市场的竞争更加充分,有利于推动行业技术的进步和产品质量的提高 。

(二)对国内半导体产业的推动

鼎龙股份的成功对国内半导体产业链上下游企业产生了强大的带动作用 。

对于上游原材料供应商而言,鼎龙股份在 CMP 抛光垫和光刻胶等产品上实现关键原材料的自主研发和生产,为国内相关原材料企业提供了广阔的市场空间 。例如,在 CMP 抛光垫的生产中,鼎龙股份对微球、预聚体等原材料的自主化需求,带动了国内一批专注于高分子材料合成的企业发展 。这些企业通过与鼎龙股份的合作,不断提升自身的技术水平和产品质量,实现了从原材料依赖进口到为国内半导体材料龙头企业供货的转变 。同时,鼎龙股份的发展也吸引了更多的资本和人才进入半导体材料原材料领域,促进了整个上游原材料产业的繁荣 。

在下游应用领域,鼎龙股份的产品为国内晶圆厂、半导体封装测试企业等提供了稳定可靠的材料供应 。以中芯国际、长江存储等为代表的国内主流晶圆厂,在使用鼎龙股份的 CMP 抛光垫和光刻胶产品后,不仅降低了生产成本,还提高了供应链的安全性和稳定性 。这使得它们能够更加专注于芯片制造技术的研发和生产工艺的优化,提升了自身在国际市场上的竞争力 。此外,鼎龙股份的成功也为国内半导体封装测试企业带来了新的机遇 。随着半导体产业的发展,先进封装技术对光刻胶等材料的需求日益增加,鼎龙股份的相关产品能够满足这些企业在先进封装领域的需求,助力它们在先进封装技术上取得突破 。

从整个半导体产业的发展来看,鼎龙股份打破海外垄断具有深远的意义 。它增强了国内半导体产业的自主可控能力,降低了对国外技术和材料的依赖,有效缓解了国际形势变化对国内半导体产业带来的冲击 。同时,鼎龙股份的成功激励了更多国内企业投身于半导体材料的研发和创新,推动了整个产业的技术进步和升级 。它就像一面旗帜,引领着中国半导体产业朝着自主创新、高质量发展的方向大步迈进 ,为中国在全球半导体产业竞争中赢得了一席之地 。

未来展望

展望未来,鼎龙股份在光刻机领域有望取得更加辉煌的成就 。随着技术的不断进步和市场份额的逐步扩大,鼎龙股份将继续加大在研发方面的投入,不断提升自身的技术实力 。在光刻胶技术上,公司有望进一步优化产品性能,提高光刻胶的分辨率和灵敏度,以满足更先进制程芯片制造的需求 。例如,朝着 3 纳米甚至更小制程的光刻胶技术研发迈进,为中国芯片制造企业在国际高端芯片市场竞争中提供更有力的支持 。

在 CMP 抛光垫方面,鼎龙股份将持续改进生产工艺,提高产品的良品率和生产效率 。同时,进一步拓展产品应用领域,不仅在传统的硅基芯片制造中保持领先,还将积极探索在新兴的化合物半导体芯片、量子芯片等领域的应用,为这些前沿科技的发展提供关键材料支持 。

从市场角度看,鼎龙股份将不断拓展国内外市场 。在国内,随着国内半导体产业的快速发展,对半导体材料的需求将持续增长,鼎龙股份将凭借其技术优势和本地化服务优势,进一步巩固在国内市场的领先地位,为更多国内半导体企业提供优质的产品和服务 。在国际市场上,鼎龙股份已经迈出了坚实的步伐,如 CMP 抛光垫已实现对主流外资逻辑厂商的小批量供货 。未来,公司将继续加强国际市场的开拓,通过参加国际半导体行业展会、与国际知名企业建立合作关系等方式,提升品牌知名度和国际影响力,逐步扩大在国际市场的份额 。

鼎龙股份的发展也将对整个国产半导体产业产生深远的影响 。它将激励更多的国内企业投身于半导体材料和设备的研发与创新,推动国产半导体产业的技术进步和产业升级 。同时,鼎龙股份在打破海外垄断过程中积累的经验和技术,也将为国内其他企业提供宝贵的借鉴,促进国产半导体产业形成更加完善的产业链和生态系统 。