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日本半導體三巨頭斥巨資擴產:2nm 工藝時代已來


日本半導體三巨頭斥巨資擴產:2nm 工藝時代已來

日本半導體三大巨頭正在全球範圍掀起一場激烈產能競速——這是對下一代晶片工藝爭奪的戰略預判。東京應化工業(Tokyo Ohka Kogyo, TOK)、JSR 公司和 Adeka 等日本光刻膠製造商近期宣布的數十億日元投資計劃,標誌全球半導體材料供應鏈正在經歷一次深度重塑。這些投資除了針對韓國的三星和 SK 海力士等晶片製造商,更是為 2025 年至 2030 年間即將爆發的先進工藝需求做充足準備。

日本材料巨頭的全球戰略性佈局

日本在光刻膠領域擁有壓倒性技術壟斷地位。根據市場數據,日本企業佔據全球光刻膠市場 91% 以上的市場佔有率,其中東京應化工業單獨掌握全球市場 25.1%,而在高階 EUV 光刻膠領域更是控制 45.9% 市場佔有率。東京應化工業在韓國投資 200 億日元(約港幣 10 億元)建設光刻膠工廠,預計 2030 年投產,同時再追加投資 120 億日元(約港幣 6 億元)建設高純度化學廠。這一雙軌投資策略的本質,是將供應鏈前移至距離主要客戶最近的地理位置——三星、SK 海力士等全球頂級晶片製造商的大本營。

根據美國銀行集團 (UBS) 的研究,日本光刻膠企業預計將至少保持技術優勢至 2030 年,這意味未來五年內,掌握光刻膠供應的企業將掌握全球半導體產業的咽喉。

JSR 公司採取更激進的時間表——其位於韓國的 MOR 型光刻膠工廠計劃在明年底就實現量產,比東京應化工業提前兩至三年。而位居百年老店的 Adeka 公司則採取「本土優先」策略,在日本投資 32 億日元(約港幣 1.6 億元)建設 MOR 型光刻膠工廠,目標是在 2028 年 4 月實現量產。

韓國成為產業樞紐的必然性

韓國之所以成為日本材料巨頭擴產的首選地,背後存在多重深層原因。韓國政府於 2024 年宣布一項宏大半導體集群計劃,預計在 2047 年前投資 471 億美元(約港幣 3,673.8 億元),其中京畿道的平澤-龍仁(Pyeongtaek-Yongin)區域將成為全球最大晶片製造中心,目標月產能達到 770 萬片晶圓。這一區域已經匯聚三星電子、SK 海力士等全球頂級晶片企業,而它們對光刻膠等材料的需求量正爆炸式增長。

SK 海力士預計 2025 年資本支出將增長 75%,用作應對人工智能晶片對高頻寬記憶體(HBM)的瘋狂需求——HBM 的 2024 年需求量增長 200%,預計 2025 年還將增長 70%。這種需求端的激增直接轉化為對高階光刻膠的迫切需求。同時從地緣政治角度看,日本材料企業在韓國建廠也有助規避可能的貿易摩擦風險,通过本地化生產降低供應鏈脆弱性。

根據美國國際貿易委員會的數據,韓國半導體產業的全球競爭力正持續上升。三星晶圓代工業務對 2nm 工藝的投資已經啟動,而 SK 海力士在 DRAM 1b 和 1c 等先進工藝上的產能擴張計劃已經獲得確認。這些企業迫切需要本地化材料供應夥伴,以應對全球光刻膠供應可能面臨的瓶頸。日本企業在韓國投資,不僅是建造一座工廠,更是建立長期戰略紐帶,確保當 2nm 晶片大規模產業化時,不會因為材料短缺而成為產能瓶頸。

MOR 型光刻膠技術的戰略價值

MOR(金屬氧化物光刻膠)已經成為 EUV 極紫外線光刻工藝的核心選擇,這是本輪日本企業集中擴產的技術邏輯。相比傳統的化學增強抗蝕體(CAR)材料,MOR 具有三大優勢:首先,材料成本比乾式光刻膠低約 33%,這在成本敏感的晶片製造中具有顯著吸引力;其次,MOR 在解像度、線邊粗糙度(LER)和圖案坍塌等關鍵指標上表現更優,尤其是在超小特徵尺寸下;第三,MOR 的材料浪費量可降低 5 至 10 倍,符合現代晶片廠對環保製造的要求。東京電子公司的投資者日報顯示,MOR 預計將在 10 埃(1nm)工藝節點用作邏輯晶片,在 1xnm 工藝節點用作 DRAM。

產業鏈上的關鍵參與者已經開始驗證 MOR 的商用可行性。SK 海力士已經確認在 1xnm DRAM 工藝中採用 MOR 方案,三星也在進行相關測試。根據市場研究機構 Valuates Reports 的最新報告,全球 EUV 光刻膠市場 2024 年規模為 2.96 億美元(約港幣 2.3 億元),預計到 2031 年將達到 14.09 億美元(約港幣 109.9 億元)。這意味在未來七年內,EUV 光刻膠市場規模將增長近 5 倍。

全球半導體產業鏈的中長期預期

日本企業這波擴產投資,本質上反映全球晶片產業對未來五至十年的一致判斷:2nm 及以下工藝將從研發階段進入規模化生產階段。美國能源部的數據顯示,全球半導體市場預計到 2030 年將達到 1 兆美元(約港幣 7.8 兆元)規模,這意味對先進工藝晶片的需求將超過歷史任何時期。日本企業雖然在本土缺乏 2nm 工藝的晶片製造廠,但他們通過積極佈局海外,對 2nm 及以下的先進工藝同樣「志在必得」。國家層面的支援也在強化這一趨勢——日本經濟產業省(METI)正為本地材料供應商在精細化學品研發上提供支援,而美國政府對日本材料企業在歐洲擴張的戰略支援,也進一步強化這些企業的全球競爭力。

與此同時,中國等新興參與者雖然在光刻膠研發和生產上取得進展,但仍難以撼動日本企業的市場地位。中國企業目前主要在 i 線和 KrF 光刻膠領域取得突破,距離高階 EUV 光刻膠的商業化仍有較大技術與成本差距。這意味日本企業至少在 2030 年之前,仍將維持其在 EUV 光刻膠的壟斷地位。這種技術優勢的可持續性,進一步激發日本企業的擴產決心。

對產業生態的深遠影響

日本光刻膠企業的巨額投資,必然對全球半導體產業鏈的分佈格局產生深遠影響。首先這將強化韓國作為全球晶片製造中心的地位。當高階材料實現本地化供應後,三星和 SK 海力士的 2nm 工藝競爭力將大幅提升,成本結構也將進一步改善。其次這將加劇日本對全球半導體材料價值鏈的控制——在後摩爾定律時代,晶片性能提升的關鍵已經從工藝工程轉向材料創新,日本企業通過壟斷關鍵材料供應,實際上掌握全球晶片產業的升級密鑰。

從供應鏈彈性角度看,日本企業在多地佈局生產基地,有助降低全球晶片產業對單一國家材料供應的依賴風險。但同時這也強化日本在全球半導體產業中的話語權——無論晶片製造在哪裡發生,日本的材料和化學品企業都能從中獲利。這種「隱形冠軍」的戰略地位,比擁有晶片製造產能更加穩定和持久。

結論與前景

日本光刻膠巨頭的擴產浪潮,標誌半導體產業正進入一個新競爭階段。不再是純粹工藝競爭和製造規模競爭,而是上游材料供應鏈的爭奪戰。這些投資對行業的啟示是清晰的:在後摩爾定律時代,掌握關鍵材料的企業,將比掌握製造工藝的企業獲得更大戰略優勢。對於中國及其他新興晶片產業參與者而言,這更是一個警示——如不在材料領域實現突破,再先進的工藝目標都可能受制於上游。

資料來源:日經亞洲 (Nikkei Asia) | Valuates Reports | JSR Corporation Official | USD Analytics | 瑞銀集團 (UBS)

Tags : 2nmMOR光刻膠半導體晶片
Pierce

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