中国制造芯片想有突破需日本支持 关键材料“光阻剂”

来源：自由时报

光阻剂攸关晶片良率 重要性与曝光机相当

科技时代下，晶片成了重要的战略物资，2020年疫情扰乱供应链，供给端出现严重缺口，全球掀起一波晶片危机，又因美国制裁中芯，各国转向台积电、三星购买晶片，但台、韩产能无法短期内快速扩增，年初俄乌开战再冲击惰性气体-氖的出口，对本就吃紧的半导体供应链来说更是一大打击。

除了市场耳熟能详的艾司摩尔（ASML）曝光机，晶片的产出还有另一项不可或缺的材料-“光阻剂”（photoresist），依曝光的光源可分为紫外光（UV）、深紫外光（DUV）和极紫外光（EUV）3种，制程端透过使用不同波长的曝光光源，如KrF（248nm）、ArF（193nm）、EUV（13.5nm）提高解析度，达到缩减晶片尺寸的目的。

美、日光阻剂占9成 具垄断地位

虽然目前光阻剂的市场规模还不大，仅占半导体产业的5%，但对于先进制程来说，光阻剂可说是至关重要的核心原料，几乎决定了晶片的性能与良率，根据日本市调机构富士经济先前预测，2024年全球光阻剂市场规模将达到2500亿日圆（约台币550亿）。

不过，目前光阻剂在市场的供给非常集中，大多仰赖自日本及美国厂商进口，包括日本JSR集团、信越化学、富士电子、东京应化以及美国Rohm & Haas等大厂，在全球的市占率高达9成，光阻剂的供给过度集中也导致市场出现垄断现象。

日厂产能牵动全球晶片供应链

2021年日本东北大地震一度使半导体原料厂产线中断，光阻剂大缺货，加剧全球半导体供应链危机，尤其中国光阻剂的自给率较低，部分晶片厂的光阻剂在当时更出现断供危机。

不止如此，2019年日韩贸易战爆发之初，日本曾对南韩半导体原料实施出口管制，其中包括关键原料光阻剂，由于南韩对日本光阻剂的依赖超过9成，此举形同切断南韩半导体产业的重要命脉，虽然南韩因此极力推动化学原料国产化，不过至今仍无法摆脱对日本的依赖。由此可知，日本光阻剂对全球半导体产业有著举足轻重的地位，影响力不容小覷。

日掌握70%半导体关键原料

为何日本对全球光阻剂供应链的影响这么大？事实上，日本过去曾是半导体大国，晶片实力甚至超越美国，如今日本半导体产业虽日渐式微，但其在材料科学领域仍在晶片业称霸，而除了光阻剂之外，在半导体19种主要原料中，日本更握有高达14种关键材料的垄断地位。

此外，日本在半导体设备领域中的表现也相当出色，设备销售额屡创新高，包括东京威力科创（TEL）、爱德万测试（Advantest）、迪思科（DISCO）、迪恩仕（SCREEN），都是全球半导体切割、蚀刻、洗净、成膜等技术领域的设备龙头。

降低进口依赖 台需强化本土供应链

台积电虽身为全球晶片代工龙头，但台湾关键半导体原料过去多仰赖外国供应商，自给率不高，2019年台积电南科厂曾因光阻剂瑕疵，导致数万片晶片报废，而近年疫情与2月俄乌战更扰乱半导体原料的供应，突显提升供应链自主性的重要。

对此，台积电去年不只携手艾司摩尔在台设立海外最大EUV技术中心培育人才，更设立全台首座EUV光阻生产工厂，截至今年4月，已成功产出逾千瓶光阻剂，创造超过1亿元的商业价值；另外，看准台积电对光阻剂的高需求，信越化学近年也在日本及台湾扩建光阻剂新厂提高产能，皆有助于台湾光阻剂供应链在地化。

除了疫情加剧半导体供应链的不确定性，还有南韩过度依赖日本光阻剂的前车之鉴，皆警惕台科技业在半导体材料方面应避免过度依赖单一来源，以防重蹈前者之覆辙。