全球90%都是日本生产，一旦断供中国应该如何应对？

日本虽然已经不再像过去那样主导半导体制造和光刻机领域，但在整个供应链上依然保持着强大的掌控力，其中一项非常特殊的化学品便是最典型的例子。

这种化学品就是光刻胶，它常常被人忽视，往往只在介绍光刻工艺的末尾被一笔带过。

然而毫无疑问，它是整个光刻过程中最重要、也最不可或缺的化学品。

当今约百分之九十的光刻胶市场，被JSR、东京应化工业等日本企业牢牢握在手中，其中一家公司如今甚至已经是国有企业。

如果说昂贵的深紫外激光器或极紫外反射镜负责"书写"芯片图形，那么光刻胶便是承载这一图形的介质。可以认为，真正贯穿整个光刻流程的主角并非价值一亿五千万美元的曝光设备，而是光刻胶本身。

光刻工艺的起点，是将液态光刻胶涂布到需要图形化的材料表面，无论是硅、锗、二氧化硅还是各种金属。这一步通过旋涂机完成：机器将液态光刻胶滴到高速旋转的晶圆上，依靠自旋速度、液体自身特性以及分配速率的配合，获得均匀平整的涂层。

接下来需要将涂布好的胶层烘干，先经过旋转甩干，再送到热板上进行脱水烘烤，也就是所谓的软烘或前烘。

烘烤完成后，晶圆进入曝光设备，通过强紫外线将掩模版上的芯片图形转移到晶圆上。大多数情况下使用的是正性光刻胶：其被光照射的部分会发生特殊化学变化，从而更容易被显影液溶解冲走。

而负性光刻胶的机理正好相反，曝光区域反而更难被显影液带走。负性光刻胶出现更早，但如今晶圆厂普遍偏好正性光刻胶，其中原因下文再作交代。

无论使用哪一种，曝光后都会形成潜像，接下来必须显影。显影液是一种氢氧化物类化学品，它稳定住图像，使之能够承受后续的严酷工艺。

此后再进行一次旋转或烘烤以去除残余水分，晶圆便可进入刻蚀工位。在这里，工程师或用酸性湿法刻蚀，或用气体等离子体干法刻蚀，去除未被显影后胶层保护的区域。

正因为这层胶起到"抵抗"刻蚀的作用，才被称为resist（抗蚀剂）。这一名词最早由法国物理学家爱德蒙·贝克勒尔在一八四零年提出，他的儿子亨利后来与居里夫妇一同发现了放射性。

最后一步是把残留的光刻胶从晶圆上剥离干净，这就像刮掉锅底焦渣一样。至此，一层完整的光刻循环才算走完，而现代高端芯片往往需要重复几十甚至上百次这样的循环。

制程越先进，对光刻胶的性能要求就越苛刻。根据中国半导体行业协会发布的行业深度报告，在十四纳米及更先进制程的芯片制造中，特别是用于ArF浸没式和EUV极紫外光刻工艺的高端光刻胶领域，日本企业已经形成了近乎垄断的态势。

光刻胶大致按照对应的曝光波长划分代际，早期采用汞灯的g线、i线光刻胶，用于微米级和亚微米级工艺；随后进入深紫外阶段，二百四十八纳米的KrF光刻胶主导了零点二五微米到零点一三微米节点。

再往下走到一百九十三纳米的ArF干法光刻胶，直到二零零几年在其基础上发展出浸没式ArF光刻胶，把工艺推进到二十八纳米甚至更细。

二零一九年前后，EUV光刻胶开始进入量产序列，服务于七纳米、五纳米乃至三纳米节点。每往下推进一代，配方难度就要指数级上升。

以最难的EUV光刻胶为例，波长只有十三点五纳米，光子能量高、单位面积光子数量却比深紫外少得多，这意味着胶体材料必须在极少数光子作用下完成精准的化学响应，同时还要控制线边缘粗糙度、灵敏度和分辨率之间几乎自相矛盾的平衡。

行业报告指出，在难度最高的EUV光刻胶市场，日本企业的综合市场占有率达到了惊人的百分之九十五以上，在ArF浸没式光刻胶市场也占据着超过百分之八十五的份额。

这不是靠单一环节领先，而是一整条产业协同的结果。

日本企业能够走到这一步，并非一蹴而就，而是长达数十年的持续投入、技术积累和产业协同的结果。光刻胶不是货架上的通用化学品，它的每一款配方几乎都是用户与生产商共同定制开发的。

因此像化工业其他细分一样高度专业化、技术门槛极高，博士们往往一生只研究其中一个小分支。

一位台积电高管曾透露，在研发阶段，日本企业会兴致勃勃地几乎答应任何要求，因为他们清楚一旦工艺节点进入大规模量产，客户就不敢再更换光刻胶——那时他们便掌握了主动权。

当然这也是双向博弈，晶圆厂以对供应商施压压价而闻名。

自然界厌恶真空，台积电则厌恶独家供应商。这正是日本企业能在这一领域最终击败欧美同行的重要原因之一：他们更愿意长时间忍受较低价格和较低投资回报，把利润率放在其次，把配方专利、量产经验和客户绑定放在首位。

新一代的光刻胶被研发出来后，往往还需要在顶级芯片制造商的产线上，配合最先进的光刻机进行长达数年的测试、验证和优化，才能最终进入量产使用。

这个漫长的合作窗口，本身就是新进入者难以跨越的高墙。

半导体客户还提出近乎苛刻的纯度和品质要求，哪怕在两个奥运会标准游泳池体积的液体中掺入一滴杂质，也足以毁掉一切，晶圆厂便会拒收整批货物。

举个例子，IBM当年TBOK上市初期，胶层显影后会形成一层"皮膜"而失效，追查后发现问题来自洁净室涂料和清洁液的痕量成分、工作人员皮肤上的氨，以及厂区外草坪的肥料。

这样的故障排查往往耗时数月甚至数年，也解释了为什么客户一旦选定某家供应商，就极难切换。

值得指出的是，尽管战略地位举足轻重，整个光刻胶行业其实是一个小众市场。二零一九年，全球光刻胶产业总规模约为十三亿美元，此后因EUV光刻胶价格上涨略有增长。

JSR前任董事长曾开玩笑说，日本拉面产业的规模还比光刻胶大得多。

JSR二零二三年营收约三十亿美元，其中一半以上来自医药和塑料业务。东京应化则约为十一亿美元。这些公司利润率也不高：JSR二零二三年净利率仅百分之三点八，东京应化约百分之七点八。

规模不大且利润率一般，让这些公司容易成为股东激进主义者，乃至私募股权基金的目标。据金融时报报道，二零二二年德国默克公司曾尝试收购JSR，被JSR拒绝后又有两家私募基金接触JSR，试图将其整体收购或推动所谓"价值创造"。

JSR随即向日本政府寻求帮助，二零二三年，由日本政府控股的收购基金JIC以六十四亿美元收购JSR多数股权，将其私有化，此举颇不寻常。

日本政府过去也曾整体收购企业，但那些企业几乎已濒临倒闭，而JSR远未至此。

此举表明政府清醒地意识到，让私募股权染指这样一家公司将会带来何种风险，也表明日本愿意保护其在半导体领域为数不多的堡垒之一。这一步棋走得相当大胆，其成效如何，尚需时间检验。

光刻胶之所以形成如此稳固的垄断，是因为它把化学配方、量产工艺、客户联合开发和数十年经验积累压缩在了一层薄薄的胶膜里。

对于中国而言，这一环节的替代难度并不亚于光刻机本身。

在g线、i线以及KrF光刻胶上，国内厂商已经具备相当产能，能够满足成熟制程的部分需求。

但真正的短板集中在最高端环节。国内仅有少数几家企业在近几年实现了ArF光刻胶的技术突破，部分产品通过了部分国内芯片制造企业的产线验证，然而整体市占率可能低于百分之五，在产品一致性、良率和成本控制方面与日本同类产品仍有明显差距。

至于EUV光刻胶，仍处于研发攻关阶段。

从可能的应对路径看，短期靠的是多元采购、加大战略库存，以及推动韩国、欧美备份产能；中期靠的是国产替代在ArF浸没式和EUV两个方向上持续投入，用国内先进产线反哺国产胶的量产验证。

长期则必须像日本当年那样，接受较低的短期回报，用配方、材料、单体、树脂、光敏剂到溶剂的全链条自研，把定制化能力沉淀下来。

否则一旦断供，损失的不只是某一款胶，而是整条先进制程的推进节奏。