2020/12/23,在半导体电路形成所必需的“感光材料”领域,投资者热切关注着支持最尖端半导体微细化技术“EUV(极紫外光刻)”的感光材料

在半导体电路形成所必需的“感光材料”领域,日本东洋合成工业的市场份额居全球首位,投资者热切关注着支持最尖端半导体微细化技术“EUV(极紫外光刻)”的感光材料。东洋合成这家销售额约为250亿日元的日本中坚企业拥有压倒性的竞争力,其背后是对品质的极致追求。

在日本千叶县利根川河口附近一条飘着养猪场气味的幽静道路尽头,有一座尖端感光材料工厂。这就是东洋合成的千叶工厂。走进工厂,映入眼帘的是一片广阔的“银色世界”,与周围绿意盎然的风景形成鲜明对比。这里到处都是不锈钢,连地板都用不锈钢铺设,除释放人体积累的静电、防止发生事故外,还可避免建筑材料产生灰尘。

感光材料是对特定波长的光产生化学反应的材料。日本合成橡胶(JSR)和东京应化工业等光刻胶企业在溶剂中混合少量感光材料和树脂,制成光刻胶。在半导体基板上涂上薄薄一层光刻胶,向特定部分照射光线,便可按照设计图形成电路。

要实现高速通信标准“5G”的实用化和普及自动驾驶汽车,半导体需要进一步提高功能。关键因素就是基于EUV技术的电路微细化。该技术已被美国苹果的新款智能手机iPhone12采用。最尖端的电路线宽为5纳米,比新冠病毒还要细,只有头发的万分之一。哪怕是混入些微的杂质,电路也会发生错乱,导致半导体变成次品。

这就要求感光材料也对EUV的光产生化学反应。在面向EUV的感光材料领域,东洋合成拥有全球超过5成的份额。在众多感光材料厂商中,面向EUV的感光材料能够达到实用水平的企业十分有限。

为了在狭小的布线范围内发生理想的化学反应,面向EUV的感光材料具有复杂的内部结构。生产时需添加具有各种功能的物质,比如为避免化学反应连锁式扩大而进行抑制等。而且还要在添加功能的所有阶段都保持很高的品质。东洋合成的社长木村有仁表示,“用日本酒来比喻的话,就是在大米研磨、发酵、制成大吟酿的各个阶段都不能掺杂质,要制作纯正的产品”。

东洋合成的感光材料采用以下工序生产。首先使化学品发生反应并结晶。然后从中分离出制造产品所需的成分,再进行干燥即可完成。虽然文字描述看似简单,但所有工序都凝聚了长年积累起来的技术经验。除了要具备温度和压力等最佳条件之外,还要尽量避免杂质混入,并磨炼出即使有杂质混入也能清除的技术。很多作业都非常耗费工夫,但千叶工厂厂长表示,“精益求精才能生产出面向尖端技术的感光材料”。

东洋合成还会对只有置身现场才能察觉到的机器的细微声音差异等不协调之处进行共享,大家一起思考原因。厂长看着写满日程安排的手帐说,“品质保证会议已经多得不能再多了”。

东洋合成的另一个优势是让客户放心的供应体制。木村社长表示,“开发和提供试制品本身就是带有供应责任的行为”。为了应对半导体市场的增长,东洋合成投资约70亿日元,在千叶工厂厂区新设了“第4感光材料工厂”。新工厂刚刚于10月竣工,很快就已经开始生产面向EUV的感光材料。随着新工厂投产,感光材料的总产能将比2017财年(截至2018年3月)提高3成。

半导体技术的发展日新月异。新工厂还打算生产面向更窄线宽的感光材料,目前正以进一步增加生产设备为前提进行设计。

随着半导体行业的发展,感光材料的结构日趋复杂,产品越来越耗费工夫。有些产品需要半年才能生产出来。东洋合成还生产EUV用途以外的其他感光材料。采用少量多品种生产方式,目前生产的感光材料多达500种,有的产品每年的销量仅为100公斤。木村社长称,“普通人来做的话,会非常辛苦”。兼顾高品质和少量多品种的生产优势对东洋合成的竞争力起到了支撑作用。

之所以要扩大规模,是为了对未来的新技术进行投资。木村社长表示,“我们关注的是微观领域的控制技术”。原因是在电池和医疗等诸多领域,分子层面的控制技术创造出了新材料。木村表示,“未来将使销售额规模达到1000亿日元,对不限于感光材料的微观领域的研究充分进行投资”。一直瞄准未来进行投资的东洋合成将朝着未知的尖端技术稳步前进。

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