經(jīng)濟觀察報 記者 沈怡然 2004年，53歲的陳昕決定回中國創(chuàng)業(yè)做光刻膠，她在美國原廠的同事問她，“你覺得在中國做光刻膠有希望嗎，多少年才能出產(chǎn)品”，她回答“五年”。陳昕是北京科華微電子材料有限公司（下稱“北京科華”）董事長。

實際上，陳昕用三年時間才完成第一條G/I光刻膠產(chǎn)線的建設(shè)，G/I線只是光刻膠的初級水平，后來她用兩年時間又建設(shè)了一條作為高端品的KrF光刻膠產(chǎn)線。但是，該產(chǎn)品直到2021年才真正被大批量應(yīng)用到中國半導(dǎo)體的8-12寸晶圓生產(chǎn)線上——在這一年北京科華微電子的KrF光刻膠出貨量增長了3倍，契機是國際供應(yīng)鏈的波動和海外大廠遭遇的突發(fā)事件，這讓本土的芯片制造企業(yè)開始就近尋找更穩(wěn)定的供應(yīng)商。

陳昕說，自己用五年完成了半導(dǎo)體光刻膠的從無到有，創(chuàng)業(yè)至今十七年，仍然在追趕國際一流的光刻膠企業(yè)。

陳昕是美籍華人，創(chuàng)立北京科華之前，已赴美工作半生。光刻膠在全球用量不算大，每年僅有千噸級產(chǎn)能需求，但它作為芯片制造的基礎(chǔ)材料，是構(gòu)成芯片“卡脖子”的深層環(huán)節(jié)。光刻膠本質(zhì)上是一種圖形轉(zhuǎn)移介質(zhì)，在生產(chǎn)芯片的過程中，通常經(jīng)光刻工藝將電路圖從掩膜板上轉(zhuǎn)移到代加工的基片上，光刻膠是涂覆在基片上的。目前國產(chǎn)的供給率不足10%。

北京科華微電子是中國大陸市占率最高的國產(chǎn)半導(dǎo)體光刻膠公司，其KrF光刻膠、G/I光刻膠已經(jīng)批量供應(yīng)本土芯片制造廠，包括中芯國際、長江存儲、華虹半導(dǎo)體、武漢新芯、華潤上華等。

中國光刻膠的起步，是從美國、日韓地區(qū)的華人回國創(chuàng)業(yè)開始的。2000年初至今，陳昕等一批海外人士回國，“我們這一批人創(chuàng)業(yè)，多是出于對產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的執(zhí)著，但是走下去才發(fā)現(xiàn)，高端制造業(yè)的建設(shè)是依托于整體基礎(chǔ)工業(yè)水平的，發(fā)展光刻膠的很多困難，都來自中國高端制造業(yè)需求與整體基礎(chǔ)工業(yè)的薄弱的矛盾”，陳昕說。

陳昕認為，光刻膠的起步有賴于國家對芯片的扶持，但是這個任務(wù)已經(jīng)超越芯片層面，需要國家對整體工業(yè)制造進行頂層設(shè)計、體制機制的調(diào)整和長期的投入。

中國的零起步

陳昕曾就職于美國知名光刻膠公司Shipley（現(xiàn)被杜邦收購）。她在回國創(chuàng)業(yè)之前，一直與國內(nèi)學(xué)術(shù)界保持聯(lián)系。她曾多次向國內(nèi)的專業(yè)院所提出國內(nèi)發(fā)展半導(dǎo)體先進光刻膠的意見與建議，得到的反饋是，“你說的事情要花太多錢，而我們理解有限承擔(dān)不了這么大責(zé)任。”

陳昕回憶稱，當(dāng)時她身處于一種海歸創(chuàng)業(yè)的風(fēng)潮之中，國際交流開放。半導(dǎo)體作為一種典型的高端制造業(yè)，也涌現(xiàn)了一批開拓者，他們大多有海外大廠的工作經(jīng)歷，并認為中國在同樣領(lǐng)域有很大的發(fā)展空間。

中芯國際創(chuàng)始人張汝京也是從美國輾轉(zhuǎn)回到大陸創(chuàng)業(yè)，光刻膠作為芯片支撐材料也隨之而來。陳昕建設(shè)第一條G/I線光刻膠產(chǎn)線時，團隊的主要骨干來自美國，而4年后建設(shè)的KrF光刻膠產(chǎn)線，是由北京科華的中外人才共同完成的。按照曝光波長來劃分，半導(dǎo)體光刻膠有G線、I線、KrF線、ArF線、EUV等，隨著波長縮短，光刻膠的分辨率越高，制成芯片的集成度就越高。根據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會，KrF、ArF是目前中國是用量最大的兩種膠。“預(yù)估在18個月建完第一座工廠，實際上我用了30個月”，陳昕稱。

2004年起陳昕在通州購置了土地自建廠房，按照陳昕的海外經(jīng)驗，建一座光刻膠工廠需要12-15個月。陳昕稱，實際建廠的困難程度超出了她的預(yù)期，她怎么也沒想到會在最基礎(chǔ)的組件上遇到阻礙。

例如，光刻膠的生產(chǎn)設(shè)備之間需要用管道連接，對于管道這類最基本的、簡單的組件，當(dāng)時國內(nèi)的建設(shè)工程團隊無法全部自己來做，大多向海外求助。當(dāng)時的陳昕，在中國幾乎無法找到能完成光刻膠生產(chǎn)管線連接的廠家。這完全超出她的預(yù)期，她曾考慮從美國請人，但是因付出成本過高而作罷，最終是從韓國請團隊解決完成的。后來，閥門、隔膜泵、濾殼的采購上也遇到了類似的情況。

當(dāng)時在國際上，芯片產(chǎn)業(yè)在各國之間已經(jīng)形成了明確的分工協(xié)作，美國、中國臺灣重制造，日韓重材料，東南亞國家重測試，一些關(guān)鍵的設(shè)備如光刻機由荷蘭掌控。光刻膠的產(chǎn)能也普遍掌握在美國和日韓地區(qū)。

但在中國，無論是芯片還是上游的光刻膠材料，都是零起步的階段。當(dāng)時中國的院校中沒有設(shè)立光刻膠專業(yè)，國內(nèi)工程師幾乎都沒有見過那些設(shè)備，更別提安裝、使用。國際行業(yè)協(xié)會的名單上，也沒有中國光刻膠企業(yè)的名字和份額。

2009年，北京科華建成了G/I線光刻膠生產(chǎn)線，這也是中國首條G/I線光刻膠產(chǎn)線，目前是北京科華的營收主力，在中國大陸市場占20%份額。

在建完這條產(chǎn)線的時候，1000余萬的初始資金已經(jīng)耗完，在這個關(guān)鍵的時刻，陳昕的企業(yè)獲得了來自政府的扶持。

中國在2000年WTO背景下頒布的《鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》，又稱“18號文”，在2006年發(fā)布了《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》，其中把集成電路列為01專項，后續(xù)還設(shè)立了02、03專項組，特別專注于半導(dǎo)體設(shè)備工藝材料和新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)。前后設(shè)立數(shù)十項國家課題，扶持企業(yè)超千家。

北京科華在2010年成為02專項的承接單位之一，獲得了國家與北京市1億多元的科研經(jīng)費，用三年時間，在2012年建成了國內(nèi)首條KrF光刻膠產(chǎn)線，供給本土8寸和12寸的晶圓客戶。

市場機遇

光刻膠和硅片，被當(dāng)作生產(chǎn)芯片的兩個關(guān)鍵材料，不同的是，硅片占據(jù)芯片成本的40%，光刻膠只占5%。

然而，光刻膠作為圖形轉(zhuǎn)移的媒介在很大程度上決定了芯片的集成度，影響芯片的運行速度和功耗，用量小、影響大，就造成了芯片廠不會輕易更換供應(yīng)商。

光刻膠行業(yè)有句流行的話“要等待我們的對手犯錯誤”。一位芯片制造廠的人士對記者稱，作為支撐材料，光刻膠和半導(dǎo)體廠商是有強綁定關(guān)系的，一直以來產(chǎn)業(yè)以“零容錯”為準(zhǔn)則，某一種材料出現(xiàn)污染，意味著整條芯片的產(chǎn)線報廢。

該人士稱，芯片廠對光刻膠的采用流程往往需要數(shù)年時間：單向認證，多項驗證，小批量運行，過程中要批次之間的穩(wěn)定性。采用后，雙方還要付出較高的磨合成本。如果沒有外部因素的助推，客戶是沒有動力去更換供應(yīng)商的。在本土廠商崛起之前，信越化學(xué)、東京應(yīng)化等一批國際廠商已經(jīng)和本土芯片廠商形成了長期的合作關(guān)系。

該人士稱，但是這一平衡被特殊行情打破。受疫情阻斷和日韓地區(qū)的地震災(zāi)害影響，各類芯片及制造材料在2020年以來出現(xiàn)短缺，上游的原材料也出現(xiàn)供應(yīng)不足。

公開報道顯示，2021年7月，受日本福島東部海域發(fā)生地震影響，國際光刻膠廠商信越化學(xué)的產(chǎn)線受到一定破壞，減少了KrF光刻膠的供應(yīng)。上述人士稱，地震破壞了光刻膠的生產(chǎn)環(huán)境，這類生產(chǎn)對環(huán)境要求非常嚴(yán)格，產(chǎn)品也有一定使用期限，客戶無法囤貨，這意味著光刻膠短供對下游的影響非常大。

市場的變化讓華科微電子迎來了機遇。2012年交付KrF產(chǎn)線后，該產(chǎn)線一直處于小批量階段，至2017年才真正開始上量，至2021年才實現(xiàn)了初步的批量進口替代，即成為國內(nèi)半導(dǎo)體廠的主供應(yīng)商之一。“那段時間突然接到很多芯片制造廠商的產(chǎn)能需求，公司第一次獲得這么多機會，需加緊擴充產(chǎn)能，雖然也沒有足量滿足供應(yīng)需求，但至少在2021年完成了約300%的出貨量”，陳昕表示，短供讓公司成為了中芯國際、上海華虹等芯片制造重點考核的國內(nèi)供應(yīng)商，此前公司的光刻膠產(chǎn)品曾在多家通過測試后，被當(dāng)作備用商運行了多時，小批量供貨，沒有機會上量。

陳昕表示目前，公司的G/I線產(chǎn)品已經(jīng)達到國際水平，KrF產(chǎn)品部分做到國際水平，至2021年KrF光刻膠產(chǎn)品進一步放量，但KrF光刻膠在市場上的份額不足5%，仍然面臨信越化學(xué)等一批強大對手。

先可控，后自主

地緣政治正在增加全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的不確定性，這也一定程度上暴露了中國在高端制造業(yè)上的匱乏。在此背景下，國家倡導(dǎo)半導(dǎo)體從制造、設(shè)計、封測到基礎(chǔ)材料的自主可控。

而陳昕認為，一個較為現(xiàn)實的思路是，先做到可控，再談自主。

陳昕的理由是，高端制造業(yè)的每一個環(huán)節(jié)都需要基礎(chǔ)工業(yè)的夯實，這不是僅靠科學(xué)創(chuàng)新就能解決的，更需要經(jīng)驗及時間的積累，任何一個國家都難以實現(xiàn)供應(yīng)鏈的全覆蓋，而且中國的工業(yè)水平和發(fā)達國家相比有一定差距，可以看出，中國半導(dǎo)體短期內(nèi)完成自主的難度較大。

陳昕認為，在無法做到自主時優(yōu)先保證供應(yīng)鏈的可控，通過合作取長補短，是加強可控性的一種有效方式。

2020年，北京科華被彤程新材收購，后者旗下彤程電子直接持有北京科華56.56%的股權(quán)，對此，北京科華表示，為加速發(fā)展高端光刻膠，北京科華有更高的資金和供應(yīng)鏈需求。2021年，北京科華與杜邦公司宣布開展戰(zhàn)略合作。

北京科華已經(jīng)實現(xiàn)了部分國產(chǎn)化，為何還要尋求外資合作？對此，陳昕表示，目前中國光刻膠市場正處于飛速發(fā)展時期，市場開放的時間窗口是寶貴的，北京科華需要加快自身發(fā)展迅速抓住機遇。在這種形勢下，尋求一個優(yōu)勢互補的世界級合作伙伴，是共贏的選擇。

光刻膠的原材料包括樹脂、感光材料、溶劑等，而事實是這些位于更上游的高純化工材料在中國的發(fā)展也仍然薄弱。

以溶劑為例，光刻膠的一些核心成分是固態(tài)的，加入溶劑為了方便涂覆。2019年華東地區(qū)供應(yīng)產(chǎn)能19萬噸，華南地區(qū)供應(yīng)4.5萬噸，山東地區(qū)供應(yīng)6萬噸，從規(guī)模上看這已經(jīng)是一個成熟的產(chǎn)業(yè)。但是，陳昕表示，建廠初期，曾挑選多家國產(chǎn)原料作試劑比對，初期測試多家結(jié)果不錯，但是6個月后發(fā)現(xiàn)沒有一家企業(yè)的原料是合格的，這說明中國高端制造的工程化技術(shù)存在問題，企業(yè)最終不得不選擇了進口原料。

“原料工程化技術(shù)不過關(guān)，做低端可以，到高端就做不上去了，企業(yè)初期就要十分嚴(yán)格地把關(guān)原料，如果在設(shè)計產(chǎn)線的階段，就以低端原料打底，后期是無法做高端的，而且生產(chǎn)線也很難再改造了”，陳昕表示。在陳昕看來，通過國際合作，可以快速彌補工程化技術(shù)落后的短板，這也是本土光刻膠企業(yè)更快登上國際舞臺的好辦法。

2021年，距離北京科華KrF產(chǎn)線的建成已經(jīng)有10年時間。在陳昕看來，高端制造業(yè)的準(zhǔn)入門檻高，投資周期長，初期的回報效應(yīng)較差，很難單純在商業(yè)力量下發(fā)展快速發(fā)展起來，這就需要國家的扶持。但是，當(dāng)某個產(chǎn)業(yè)已經(jīng)“成年”，就應(yīng)該以市場需求為牽引，靠市場的力量發(fā)展起來，該階段政策的過多介入，反倒會影響企業(yè)的成長。

目前，本土光刻膠已經(jīng)實現(xiàn)了從無到有，但像光刻機等更為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體設(shè)備，尚未實現(xiàn)零的突破。陳昕認為，補短板是一個長期過程，下一步，國家力量應(yīng)該轉(zhuǎn)向技術(shù)更復(fù)雜、周期更長的技術(shù)領(lǐng)域，在關(guān)鍵之處加以引導(dǎo)，讓政府、科研、企業(yè)的資源形成合力。