芯片被譽(yù)為現(xiàn)代科技的巔峰之作，其制造過(guò)程中最關(guān)鍵的設(shè)備之一光刻機(jī)，常被形容為勾勒微觀電路的“神之手”。但在芯片生產(chǎn)鏈上，僅有光刻機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，高質(zhì)量的芯片還離不開(kāi)光刻膠、掩膜版等多種高精度材料的協(xié)同作用。
以光刻膠為例，這是一種對(duì)特定波長(zhǎng)光極其敏感的高分子材料，被稱為“感光神經(jīng)膜”。它的作用類似于傳統(tǒng)膠片，承載著光刻工藝傳遞的信息。隨著芯片工藝步入7納米及以下的時(shí)代，EUV（極紫外）光刻機(jī)和與之配套的EUV光刻膠成為先進(jìn)制程不可或缺的核心材料。然而，多年來(lái)國(guó)內(nèi)在高端光刻膠領(lǐng)域依賴進(jìn)口，已多次被列入政府和行業(yè)協(xié)會(huì)的重點(diǎn)攻關(guān)清單。
近日，《極紫外（EUV）光刻膠測(cè)試方法》標(biāo)準(zhǔn)形成了擬立項(xiàng)項(xiàng)目，于2025年10月23日在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委網(wǎng)站公示，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)EUV光刻膠邁進(jìn)了一個(gè)新的發(fā)展階段。
理解光刻膠：用“光”寫(xiě)下微觀世界
光刻膠并非普通的膠狀物質(zhì)，而是能精確響應(yīng)光照的先進(jìn)材料。它的任務(wù)是把光刻機(jī)投射的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為物理結(jié)構(gòu)，整套流程有些像“用光雕刻”電路。若將光刻機(jī)看作極其精細(xì)的照相機(jī)，那么光刻膠就是那層覆在硅片上的膠片。DUV（深紫外）或EUV光束透射過(guò)載有電路設(shè)計(jì)的掩膜版，將圖樣印在光刻膠層上，經(jīng)過(guò)顯影步驟后，形成精準(zhǔn)的微納結(jié)構(gòu)，成為后續(xù)刻蝕與離子注入的工藝基礎(chǔ)。
對(duì)芯片制造而言，光刻膠的性能直接影響制程良率和微結(jié)構(gòu)精度。然而，直到2020年，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)光刻膠的進(jìn)口依存度仍高達(dá)95%。全球市場(chǎng)則主要由日本企業(yè)JSR、東京應(yīng)化、信越化學(xué)、富士電子材料等公司主導(dǎo)，占有七成以上份額。類似杜邦、東進(jìn)等美、韓企業(yè)雖有布局，但關(guān)鍵技術(shù)仍高度集中。
2019年日韓貿(mào)易摩擦之際，日本對(duì)韓方實(shí)施光刻膠等材料出口管制，令包括三星、SK海力士在內(nèi)的頭部芯片廠商產(chǎn)能受到?jīng)_擊。這一事件也讓我國(guó)業(yè)界深刻認(rèn)識(shí)到，哪怕?lián)碛邢冗M(jìn)光刻機(jī)，沒(méi)有高端光刻膠也無(wú)法維持芯片產(chǎn)線的正常運(yùn)行。
有業(yè)內(nèi)人士評(píng)價(jià)，光刻機(jī)被卡還能支撐一陣，但若光刻膠斷供，生產(chǎn)線將立刻癱瘓。同年，國(guó)家大基金二期將高端光刻膠列為投資重心，輔以地方基金，對(duì)相關(guān)企業(yè)加大支持力度，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)KrF/ArF光刻膠產(chǎn)業(yè)化。
政策與市場(chǎng)導(dǎo)向均將高端光刻膠提升至戰(zhàn)略高度——“十四五”強(qiáng)調(diào)攻克高純光刻膠等核心材料，“十五五”更將其并列于量子計(jì)算商業(yè)航天等重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域。盡管2023年國(guó)產(chǎn)高端光刻膠的本土化率依然不到5%，但隨著標(biāo)準(zhǔn)工作的推進(jìn)與樣品驗(yàn)證，突破正逐步發(fā)生。
測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)撬動(dòng)技術(shù)突破
EUV光刻膠作為7納米及更先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵材料，其性能標(biāo)準(zhǔn)事關(guān)芯片良率。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室之間采用的光刻膠測(cè)試條件各不相同，缺乏統(tǒng)一的規(guī)范和可對(duì)標(biāo)的國(guó)際流程，廠商與晶圓廠溝通效率較低，影響新材料的迭代進(jìn)度。
此番EUV光刻膠測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)擬立項(xiàng)，由上海大學(xué)、張江國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、上海華力和上海微電子等機(jī)構(gòu)聯(lián)合起草，填補(bǔ)了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系的國(guó)內(nèi)空白。標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容涵蓋對(duì)靈敏度（E0值）、分辨率、線邊緣粗糙度、曝光產(chǎn)氣等核心指標(biāo)的評(píng)判，以及測(cè)試流程與最低技術(shù)門(mén)檻的規(guī)范。
標(biāo)準(zhǔn)定稿后，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)可借助統(tǒng)一的測(cè)試平臺(tái)快速驗(yàn)證材料性能，有望將一輪驗(yàn)證周期從傳統(tǒng)的1至2年縮短至半年內(nèi)，顯著降低新材料導(dǎo)入風(fēng)險(xiǎn)。這不僅為光刻膠國(guó)產(chǎn)化掃清了技術(shù)與合作障礙，也提升了中國(guó)在全球半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)。
科研與產(chǎn)業(yè)正合力破堅(jiān)冰
近年來(lái)，清華大學(xué)、北京大學(xué)等科研院校攻關(guān)出新型高分子材料與光刻膠分子結(jié)構(gòu)解析手段，為樣品研發(fā)和性能提升提供了理論及數(shù)據(jù)支撐。南大光電、晶瑞電材、瑞聯(lián)新材等企業(yè)也在高端光刻膠的制備工藝和實(shí)驗(yàn)線方面取得新進(jìn)展，部分材料已完成客戶入門(mén)級(jí)驗(yàn)證。徐州博康等正籌建國(guó)內(nèi)首條EUV光刻膠中試生產(chǎn)線。
不過(guò)必須看到，EUV光刻膠在樹(shù)脂、光引發(fā)劑、淬滅劑、高純?nèi)軇┑群诵脑牧仙蠈?duì)海外依賴度依舊極高，特別是在電子級(jí)高純材料與反應(yīng)單體等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，相關(guān)原料目前仍絕大部分掌握在日本頭部材料集團(tuán)手中，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)還需完成從“有樣品”到“全鏈條自主”的長(zhǎng)跑。此外，EUV光刻膠研發(fā)測(cè)試本身對(duì)EUV光刻機(jī)有較強(qiáng)依賴，導(dǎo)致本土實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證仍面臨設(shè)備短板。
前景展望
本輪標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)正推動(dòng)國(guó)產(chǎn)EUV光刻膠從“跟跑”向“并跑”“領(lǐng)跑”轉(zhuǎn)變。伴隨政策傾斜、研發(fā)推進(jìn)和標(biāo)準(zhǔn)落地，業(yè)內(nèi)普遍預(yù)計(jì)到2028-2030年間，中國(guó)EUV光刻膠有望進(jìn)入有限商業(yè)化階段。
可以預(yù)見(jiàn)，隨著測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的建立和產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同突破，國(guó)產(chǎn)EUV光刻膠將逐步減輕對(duì)進(jìn)口的依賴，在國(guó)際產(chǎn)業(yè)分工中爭(zhēng)取更大的話語(yǔ)權(quán)。中國(guó)半導(dǎo)體材料的發(fā)展，正以材料創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)和產(chǎn)業(yè)合作為支撐，在EUV時(shí)代迎頭趕上。
