JSR, gigante química japonesa, expande operações em Taiwan para produção de fotoresistência EUV perto da TSMC

Com o avanço da litografia EUV em direção aos limites físicos de 2nm e abaixo, os produtos químicos utilizados para a aplicação desses circuitos se tornaram um gargalo crítico. Os fotoresistores, materiais sensíveis à luz que transferem os designs de circuitos para wafers de silício, precisam ser reformulados a cada novo nó de processo, e os fotoresistores de grau EUV mais avançados são produzidos praticamente por um seleto grupo de fornecedores japoneses. Com o crescimento da demanda por chips de IA, esses fornecedores estão correndo para aumentar a capacidade de produção mais perto de seus maiores clientes.

A JSR, fabricante japonesa de produtos químicos que possui cerca de 25% do mercado global de fotoresistores, estabeleceu uma joint venture com os parceiros taiwaneses Wah Lee Industrial e LCY Chemical no início de abril para construir sua primeira unidade de produção de fotoresistores em Taiwan. A planta, localizada no Condado de Yunlin, deve entrar em operação já em 2028, e vai colaborar no desenvolvimento de fotoresistores avançados com a TSMC, encerrando a condição da empresa como o último dos três principais fornecedores de fotoresistores da classe EUV do Japão sem uma base de fabricação em Taiwan.

A expansão ocorre enquanto a JSR simultaneamente aumenta a capacidade da primeira instalação de produção em escala global para resistores de óxido metálico (MOR) na Coreia do Sul, uma química EUV de próxima geração adquirida por meio da compra da Inpria por 514 milhões de dólares em 2021. Juntas, as duas fábricas representam um movimento coordenado para garantir que a JSR esteja integrada às linhas de desenvolvimento dos principais fabricantes de chips do mundo, antes que os concorrentes chineses consigam se aproximar na vanguarda da tecnologia.

JSR sob nova direção

A JSR não é mais uma empresa de capital público. O Japan Investment Corporation (JIC), um fundo respaldado pelo governo, completou uma oferta pública a ¥4.350 por ação em abril de 2024, garantindo mais de 84% das ações em circulação. A JSR foi deslistada da Bolsa de Valores de Tóquio em 25 de junho de 2024, e a fusão foi finalizada em dezembro. O negócio avaliou a empresa em cerca de ¥909 bilhões (6,4 bilhões de dólares).

A decisão da JSR foi motivada por um pedido direto da TSMC. O novo CEO, Tetsuro Hori, que assumiu em abril de 2025, comentou que “a velocidade é crítica”, ressaltando que a produção local eliminaria a necessidade de enviar wafers para fora de Taiwan durante os ciclos de co-desenvolvimento.

A JSR vinha enviando amostras de resistores de instalações no Japão, EUA e Bélgica, com cada ciclo de desenvolvimento demandando semanas apenas para o transporte. Uma semana após o anúncio da joint venture, a JSR abriu um centro de pesquisa de planarização avançada em Hukou, no Condado de Hsinchu, em parceria com a TSMC e a Applied Materials.

Localização, localização, localização

O fotoresistor é o material sensível à luz que transfere os padrões de circuito para os wafers de silício durante a litografia. Em nós de processo avançados, as formulações de resistores precisam ser ajustadas com precisão para interagir com comprimentos de onda de exposição específicos, perfis de dose, químicas de gravação e fluxos de integração. Cada novo nó requer centenas de ciclagens de testes iterativos entre o fornecedor de resistores e a fundição.

Os dois maiores concorrentes japoneses da JSR já possuem presença em co-desenvolvimento em Taiwan há anos. A Tokyo Ohka Kogyo (TOK) e a Shin-Etsu Chemical, que são respectivamente o primeiro e o terceiro maiores fornecedores de fotoresistores, operam fábricas na ilha, onde seus engenheiros trabalham ao lado das equipes de processo da TSMC.

A Shin-Etsu opera uma linha em Douliu, também no Condado de Yunlin, e está construindo uma nova instalação de ¥83 bilhões em Isesaki, na Prefeitura de Gunma, enquanto a TOK está presente em Taiwan há mais de uma década e anunciou uma planta de fotoresistores de ¥20 bilhões na Coreia do Sul no final de 2025 para atender a Samsung. Isso significa que todos os principais fornecedores de materiais japoneses agora estão fabricando em Taiwan ou ativamente expandindo a capacidade para fazê-lo.

A planta da JSR em Taiwan produzirá fotoresistores para a TSMC, mas a longo prazo, a empresa irá focar no MOR. O MOR utiliza uma química à base de óxido de estanho em vez de polímeros orgânicos e geradores de fotoácidos encontrados nos CARs, que dependem da amplificação química para compensar os poucos fótons de alta energia produzidos pela fonte de luz nas comprimentos de onda EUV de 13,5nm. No entanto, essa amplificação introduz borrões de difusão ácida e deterioração na rugosidade das bordas das linhas à medida que os tamanhos das características diminuem.

O MOR de estanho absorve fótons EUV com uma eficiência aproximadamente cinco vezes maior do que os CARs orgânicos, e usa blocos de moléculas cerca de cinco vezes menores, enquanto a resistência à gravação é de 10 a 100 vezes maior. No SPIE Advanced Lithography 2025, a Inpria informou que o padrão do MOR atingiu o pitch-18 com transferência de gravação completa, enquanto a Imec demonstrou melhorias adicionais na resposta de dose ajustando a concentração de oxigênio durante a etapa pós-exposição.

A planta de produção de MOR da JSR em Cheongju, na Coreia do Sul, construída por meio de sua subsidiária JSR Micro Korea, deve iniciar a produção em massa ainda este ano, fornecendo à Samsung Electronics e à SK Hynix com MOR à base de estanho para camadas EUV na próxima geração de DRAM. Ambos os fabricantes de memória estão planejando adotar o MOR em camadas selecionadas para os nós de DRAM de 1c (classe de 10nm de sexta geração).

Os planos da JSR incluem comercializar o MOR para a TSMC também. A TSMC já declarou várias vezes que não adotará EUV de alta NA em seu nó A14 (classe de 1,4nm) em 2028, preferindo extender o uso de baixa NA com multi-patterning, o que afasta a maior oportunidade para o MOR nas fábricas de lógica da TSMC em direção a processos de classe de 1,0nm e além.

Competição chinesa na parte inferior

As empresas japonesas controlam em conjunto cerca de 80% do mercado global de fotoresistores, e a dominância no nível EUV é ainda mais concentrada: JSR, TOK e Shin-Etsu respondem por quase 85% do volume de produção de resistores EUV, segundo estimativas da indústria. As empresas chinesas progrediram no nível KrF e i-line, mas a penetração no ArF e acima permanece negligente. O fornecimento doméstico chinês de resistores ArF e EUV está abaixo de 5%.

As empresas que merecem atenção incluem Hubei Dinglong, Xuzhou B&C Chemical (apoiada pela Huawei), Jiangsu Nata Optoelectronic e Shanghai Sinyang. A Xuzhou B&C afirmou ter alcançado um avanço em fotoresistores de processo úmido de 14nm em 2024 e tem como meta a produção em massa avançada dentro de cinco anos, porém analistas consideram esse prazo otimista, dados os ciclos de qualificação de clientes que a adoção de resistores exige.

Um executivo da JSR comentou que “os jogadores chineses são uma ameaça, mas ainda levará algum tempo até que eles consigam alcançar a gente e ganhar participação de mercado”. Números exatos de capacidade, a mistura de produção entre MOR e resistores convencionais, e o escopo exato da planta de Yunlin ainda não foram divulgados.