2019年7月,日本政府限制高纯度氟化氢、光刻胶、氟聚酰亚胺3种半导体材料对韩出口。
2019年底,经两国谈判,日本政府方面稍有松口,宣布已部分取消对韩国光刻胶出口的限制,日本公司获许可向LG、三星和SK Hynix等公司提供价值为三年的光致抗蚀剂,而不必为每次装运获得批准。但对氟化聚酰亚胺和高纯度氟化氢的限制未有放松。
日本此举直接重创韩国半导体产业,因为这三种材料都有同样的特性——成本低、难度高、极其关键。
与4000亿美元的半导体市场、1300亿美元的面板市场、600亿美元的印制电路板市场相比,这三种材料的空间不过几十亿美元,但是这三种材料却极其关键。
光刻胶:芯片光刻工艺中不可或缺
光刻胶是由感光树脂、增感剂(见光谱增感染料)和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。
光刻胶用于微小图形的加工,生产工艺复杂,技术壁垒较高。我们要知道电路设计图首先通过激光写在光掩模版上,然后光源通过掩模版照射到附有光刻胶的硅片表面,引起曝光区域的光刻胶发生化学效应,再通过显影技术溶解去除曝光区域或未曝光区域,使掩模版上的电路图转移到光刻胶上,最后利用刻蚀技术将图形转移到硅片上。
光刻机如果缺少了光刻胶就是一堆废铁,而芯片中光刻工艺不能或缺。除了运用于光刻机,还广泛应用于发光二极管、微机电系统、太阳能光伏等。所以按应用领域分类,光刻胶除了半导体光刻胶之外,还有PCB光刻胶、LCD光刻胶及其他。作为产业最核心材料,每种光刻胶市场需求量很大。
光刻胶需要在分辨率、粘滞性黏度、敏感度、抗蚀性、表面张力、存储和传送等方面都有极细致的要求,具体数值精确至纳米级别,组成成分精确至分子,可见其难度之大。
在光刻胶市场,全球前五大厂商占据了光刻胶市场87%的份额,行业集中度高。其中,日本合成橡胶(JSR)、东京应化(TOK)、住友化学、信越化学、美国罗门哈斯与富士电子材料市占率,所占市场份额超过87%。
高纯度氟化氢:面板或玻璃基板的主要材质
由于面板或玻璃基板主要材质就是SiO2(二氧化硅),其中为了去除表面材料厚度,就是利用了氢氟酸与SiO2的化学反应。
其中氢氟酸的腐蚀性主要源于氟离子,氢氟酸中的氟离子的半径很小,甚至小于氧离子,这导致它有很强的渗透性,致密的氧化物也不能阻止它的渗透。主要化学反应方程式如下:
目前电子级氢氟酸主要运用在集成电路、太阳能光伏和液晶显示屏等领域,其中第一大应用市场是集成电路,约占电子级氢氟酸总消耗量的47.3%;其次是太阳能光伏领域,占比约22.1%。此外在液晶显示器领域,占比约18.3%。在韩国半导体行业生产中,氟化氢气体的纯度需要达到99.999%。
在全球高纯氢氟酸(氟化氢)市场中,日本企业居于绝对主导地位,瑞星化工、大金、森田化学三家日本企业合计市场份额超过93%。
氟聚酰亚胺:没有聚酰亚胺就没有微电子技术
氟聚酰亚胺是聚酰亚胺(简称PI)中的一种,聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。
近来,各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺,因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其巨大的应用前景已经得到充分的认识,被称为是"解决问题的能手",并认为“没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术”。
目前 ,聚酰亚胺在软性印刷路线板、电子元器件绝缘膜及涂层材料等方面的应用不断扩大 。
目前全球90%以上的氟化聚酰亚胺,来自日本供应商,如日本信越、JSR以及住友化学等企业。
可以说,日本是这三种材料的主导供应商。因此日本对韩国的限制出口,相当于直接卡死了韩国目前的龙头企业。此前,韩国对日依赖度较高,因此出口限制带来的打击将非常大,2019年1-5月份,韩国半导体出口总值高达45.0294万亿韩元。
据韩国财经网站“MT”预计,日本限制对韩出口推定的韩日最大损失程度将会是5万亿,韩国中小企业团体前不久对269家半导体、液晶屏、通信设备和零部件等受日本出口限制影响明显的企业发起调查,发现近六成(59%)企业表示如果日本制裁长期化,那么很难坚持6个月以上。更关键的是,有46.8%的可能受影响企业并没有对策。
可以说仅凭3种材料,日本遏制韩国万亿企业。
在此危机下,韩国产业通商资源部表示,韩国已确立大量生产高纯度氟化氢的技术,且如果该技术在盈利方面没有问题并能够稳定供应,将极大程度上减少对日本企业的依赖。
为此,韩国化学材料公司Soulbrain已在忠清南道公州建立了新工厂并开始生产氢氟酸溶液。有关人士透露,Soulbrain生产能力大幅提升,其产能将能满足韩国国内70~80%左右的需求。
而在日本限制半导体3种核心材料对韩出口8个月后,2020年2月17日,韩国产业通商资源部表示,将力争实现材料、零部件和设备的自给自足,在今年内完全消除日本限制出口3种材料所带来的供应紧张。
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