中国光刻机被叫停(中国光刻机为什么停止了)

2022-11-28 8:48:45 股票 yurongpawn

光刻机的技术有没有可能是外星科技,欧美各国瓜分了技术?

没有可能是外星 科技 ,如果是外星 科技 现在就不是7nm技术了,就是1nm技术,甚至更极限的技术了。

大部分人不了解光刻机的发展历程,所以对于光刻机的原理,以及发展到如今,成为制约我们国家芯片发展的主要障碍,都感觉到迷惑。

我们先来说说光刻机的发展历程,让你明白光刻机是怎么来的?

1978年英特尔制造了第一个CPU名为i8086,这一款CPU所使用的指令集,后来被命名为X86指令集。这是世界上第一款微处理。英特尔之前的产品主要都是存储器。

同年1978年,美国GCA公司制造了第一台光刻机。工作节点是1.5μm(也就是1500nm),之后经过多年的发展,逐步发展到1999年的180nm。

这个时期采用的激光的光源,都是波长都比较长。有436nm,和365nm,之后开始使用248nm的波长作为光刻机。

在2001年后,光刻机市场在193nm光源处,停滞了多年。一直无法突破,没有办法在波长下降的同时达到能量的不变。

因此,经历了长达20年的研究(1999年就开始研发级紫外线技术,光刻机),终于在2013年成功,并且量产出货。如今EUV光刻工艺,已经到5nm工艺阶段,7nm工艺已经非常成熟。

2、光刻机的原理是啥?为什么他不是外星人的技术?这其实就是激光雕刻机!

全球激光技术起步很早,使用激光去除在硅表面的保护膜,蚀刻液会腐蚀保护膜较薄的地方。原理上就好像使用激光打标机,或者说激光刀切割东西是一个道理。但又有区别。

光刻的概念,最原始的应用,就是使用激光的高能量,可以灼烧,实现切割,雕刻。应用在芯片制造中,并不是直接的光雕刻,而是曝光后,蚀刻。有些类似于中国古人在石碑上,有腐蚀性液体写字,这种道理。

后来缓慢的技术发展,不断地寻找更小的激光束,用来去除多晶硅表面的掩膜。也就是相当于,找到更小的刻刀,用来雕刻。

这个原理其实很容易理解。

其实就相当于,将放大的一个电路板,根据光照的情况,哪里没有遮挡,就会有光投过去,通过一个镜头(物镜)将激光投射到下面的晶圆上面,有激光照射的地方除去表面的掩膜,蚀刻液就会立刻进行雕刻。

这是多么单纯的技术,怎么能说是外星人的技术?外星人有这么low吗?

3、如果你清楚,尼康,佳能,ASML就知道知道,这就是人类的技术!

从上世纪开始,尼康,佳能,ASML三家就一直把持着光刻机的市场。

整个光刻机的市场,就是在光学技术领域的发展中不断进化的。所以不存在所谓的外来世界的技术。只是技术的进步比较快,并且我们国内错过了比较好的时期而已。

4、中国很早就开始研发光刻机了

1980年之前,中国其实很早就研发光刻机了。1978年上海光学机械厂就已经研制陈宫了JKG-3光刻机。当时ASML还没有成立,佳能,尼康还是光刻机行业的大佬。那个时候,国内同国外虽然有差距,但是还没有现在这么远。

在进入1980年之后,国内改革开放,大量国企改组,国家也没有再向之前那样扶持光刻机的发展,并且受到国际市场产品的冲击,国内国企当时的成本较高。没有足够的下游芯片制造市场购买光刻机,产品就逐步淘汰了。

可以说,中国曾经丢失了,我们可以留待今天绝地反击的底牌。

先假设推定一下,光刻机技术来自于外星 科技 ,那么,有能力捕捉或获取这一技术的当然是美国,如果美国获取了这项技术,应该是把光刻机工厂建设在美国才对,而不是建设在荷兰。另外,如果是外星技术,美国掠夺来的,外星人为何不回来报复美国?如果是免费赠送给地球的技术,那么就应该把这项技术公平地分享给世界各国,但事实上并非如此。

其实,答案非常简单,目前地球上的一切技术都来自于人类的智慧,没有任何一项技术来自于地球之外的文明。别把这个当真。更别把欧美妖魔化的太厉害,好像他们什么都能搞定一样。中国也有光刻机企业,如果欧美国家持续对于中国实施技术封锁,中国也会研发自己的高端光刻机。

目前在全球45纳米以下高端光刻机市场当中,荷兰ASML市场占有率达到80%以上,而且目前ASML是全球唯一能够达到7纳米精度光刻机的提供商,所以ASML才是全球芯片业真正的超级霸主一点都不过分。正因为得益于技术领先,目前ASML的市场份额也是很大的,目前全球知名芯片厂商包括英特尔、三星、台积电、SK海力士、联电、格芯、中芯国际、华虹宏力、华力微等等全球一线公司都是ASML的客户。

荷兰的光刻机技术强大主要靠ASML,ASML成立于1984年,由飞利浦与先进半导体材料国际(ASML)合资成立,总部位于荷兰的费尔德霍芬。1995年,ASML收购了菲利普持有的股份,称为完全独立的公司。

那么,为什么只有这家公司垄断世界光刻机市场呢?分析下来有如下几个原因:

1、持续不断的高强度研发投入。举例来说,2019年ASML的销售额大概是21亿欧元,而研发费用支出就达到了4.8亿欧元,研发费用占营收的比例达到22.8%,研发费用投入比例无有出基右者。正是因为连年的持续高额投入,才使得这家公司能够始终站在光刻机市场的前沿。如果中国耐心持续投入光刻机研发,假以时日,照样可以追赶上ASML的水平。

2、美国、欧盟等国家的大力扶持。这家公司比较特殊,尽管它自身每年投入巨资搞研发,与此同时,包括美国、欧盟等其他机构的技术研发成果,也都无条件地注入该公司,以确保其在光刻机产品上的领先地位。可以说,它是举欧美整体之力,而支撑起来的超级 科技 公司。目前世界上绝无仅有。它有点像飞机制造领域里的波音和空客,前者是美国举国之力,后者是欧洲举各国之力。

3、其实,光刻机市场并不大,占市场份额80%的ASML公司,2019年的销售额才21亿欧元,也就200亿元人民币的盘子。因此,很多公司看不上这一块市场。认为,有ASML就可以了,其生产能力也足以供应全球市场需求。然而,由于美国对中国搞技术封锁,使得中国无法购买到ASML最先进的光刻机设备,这才使得光刻机走上前台,备爱瞩目。

其实,世界上任何一个国家或公司,如果从头研发一种制造业的生产设备,都面临非常大的困难,何况要研发最精密制造设备光刻机呢?以美国当下的 科技 实力,如果让美国再创建一家光刻机公司的话,也得从头做起。

没见过光刻机,总看见过微雕了吧?没看见过微雕,总听过鸡蛋壳里做道场这句话。

光刻机是被中国人自己丢掉的,不要怪别人忽悠,是傻瓜才听别人忽悠,你能承认自己是傻瓜吗?还有就是软件,各种各样高精尖工业软件,也还在别人的手里。这些是美国人打压中国才露出的问题,美国可以肯定的讲早在一百年就布了个大局,从意识形态到文化经济,只有一个出乎美国意料是中国共产党的胜利和中国的崛起。

中国一直都在破美国的局同时也在崛起的路上。我只希望中国的智库先生多一些实事求是的精神给中国政府出一些有利于中国前进的方案和遇到困难解决的手段!

实事求是。这是毛泽东思想的精髓!毛泽东就是实事求是的根据中国不同阶段所产生的问题,不断的调整前进的方向和提出解决问题的方法。

我相信只要有共产党在,光刻机和芯片软件都是前进路上的小石头,办法总比困难多!

没有什么外星人和外星技术,至少目前还没有接触到!有的就是人类对自身的短视和偏见!短视和偏见最近在美国人身上看到了,希望中国人身上没有。

光刻机没有那么神秘,它只是一项技术。神秘的是 历史 总是每前进一波,就会回踩一下筑底确认,然后再艰难爬坡,而不是线性地一路向上,这里面有很多遗憾,让人唏嘘。

上世纪60年代,我国已布局研发光刻机,中科院于1965年研究出接触式光刻机,并于1970年开始研究计算机辅助光刻掩膜工艺。此外还有:武汉无线电元件三厂于1972年编写了《光刻掩膜版的制造》,清华大学1980年研制的光刻机技术精度已达3微米。但光科机技术于上世纪八十年代被叫停,20几年的技术积累就此终结。

此外还有一些出乎我们意料的情形:

武汉于晚清末期,已在洋务重臣张之洞主持下,街头出现了国内最早的公用电话;电影于1895年诞生在法国,第二年便落脚于上海,上海电影产业于上世纪二十年代,几乎和世界电影发展保持了同步,被称为东方好莱坞。

最初实验性的动画虽然不是诞生于中国,但万氏兄弟于1922年在上海做出了动画片《舒振东华文打字机》,1926年做出了《大闹画室》。美国迪士尼由米老鼠主演的《汽船威利号》于1928年才正式诞生,这至少说明中国动画起不一点也不晚。万氏兄弟于1941年制作的《铁扇公主》,和迪士尼于1937年制作的《白雪公主》难分伯仲,它深刻影响了日本一位名叫手冢炙虫的医生,手冢毅然转行学习动画,并以代表作《铁臂阿童木》为日本动画打下了基础。

以上既不是为了说明“我们祖上比你强多了”,也不是为了发放马后炮式的牢骚,而是想表明,纯粹技术性的 探索 和发现,中国就算在比较困难的时期也总是走在世界前列的,但我们似乎总是在系统性、长远性的设定上欠缺,一再地吃那种“起得很早,却赶了晚集”的亏,这也表明,一个国家、民族的真正复兴,苦练内功的时候已经到来了,躺赢的想法再也立不住脚了。

地球上,一切 科技 的发展,都是人类智慧的结晶,至少在当下,没有足够令人信服的理由,能证明有外星人的存在,并将光刻机技术传授给了欧美国家。

光刻机,是生产大规模集成电路的核心设备,制造和维护需要高度的光学和电子工业基础,被称为“现代光学工业之花”,制造难度非常大。

目前,全世界只有ASML、尼康、佳能、SUSS、.台积电、中芯国际、上海微电子装备等少数几家公司能制造,可谓高 科技 领域的皇冠。

其中,荷兰的ASML是全球唯一能够达到7纳米精度光刻机的供应商,市场占有率达至少有到80%,显示了此领域排头兵毫不动摇的地位。

5月15日,美国商务部宣布,将全面限制华为,购买采用美国软件和技术生产的半导体。对此,华为仅用一句话回应:“没有伤痕累累,哪来皮糙肉厚,英雄自古多磨难。回头看,崎岖坎坷;向前看,永不言弃。”

美国竭尽全力,打压一家中国民营企业,要将其置于死地,这在全世界都是绝无仅有的,为了打击华为,美国修改制裁规则,要求所有用过美国技术或设备的公司,不得卖芯片给华为。

由于美国的全力打压,对中国搞技术封锁,将使得中国无法通过正常渠道,购买到全球最先进的光刻机设备,一旦总部位于中国台湾新竹科学园区的台积电被切断,内行人都知道,形势就急转直下了。

在美国宣布限制代工厂给华为供货的同一天,位于上海的中芯国际,突然宣布重大消息:国家集成电路基金二期和上海集成电路基金二期,将分别向中芯控股旗下的中芯南方注资15亿美元和7.5亿美元,以获取23.08%和11.54%的股份,总计22.5亿美元。

与此同时,华为与中芯国际则已强强联手,中芯国际14纳米给华为代工了麒麟710A芯片,良品率达到95%以上。

目前,中芯国际已攻克了7纳米技术,并不依赖最先进的EUV光刻机,估计年内可以量产,这也能解决华为7纳米芯片的生产,至少在芯片领域,美国人已无法令华为似中兴那般举手投降。

假以时日,中国科研工作者也能攻克比7纳米精度更高的芯片,对华为的保护显然已上升到国家层面,政府不可能让华为倒下。

在芯片领域,将投入海量资金和科研人员,绝不甘心被他人打压而彻底趴下而认怂,这不符合中华民族生生不息的强大战斗精神。

多少听上去不可能,如航空发动机,被称做“螺蛳壳里做道场”,光刻机用的纳米 科技 ,纳米不过一个较小的长度单位,10的负9次方米,打个比喻,一根头发直径的六万分之一,这样一说可见,7纳米的芯片,也没有多大对吧?因此被称为外星 科技 ,也不过分。

现在的芯片,多种多样,开始进入信息时代的全球 科技 ,因为使用广泛,从而成为 科技 领域的最高代表之作,其中尤以荷兰的阿斯麦芯片,最为突出,占据全球高端芯片市场的90%。

芯片制造,使摩尔定律开始失效,集中体现在光刻机,被称为打印思想的钢印机器。要说到它的恐怖程度,给了你制造光刻机的图纸,同样造不出来,原因正在于它的一切设备都集中了最具尖端的技术。

如光源来自美国的Cymer,镜头则来自德国。谁供设备谁受益,成为股东之一,三大股东分别是美国英特尔,韩国三星和中国台湾的台积电。公司总部虽设在荷兰,技术则没有荷兰多少事。

形成了垄断,自可分食而肥,一台上亿美元,即便如此,此前几年,7纳米的光刻机,还不卖我们呢,有意思的是今年在无锡设立了维护工厂,也见我们经过持续努力,进步有多么大。

技术集中于欧美,实事上正对不少国家形成技术瓶颈,这便是拼了命也要打压华为的原因呀。过去传说从不招中国工人,现在随着多少核心技术的陷落,不得不从魔性与任性掉下来,全球化有你,也有我。

光刻机可以说是半导体工业的尖端技术,在半导体集成电路方面有着至关重要的作用。光刻机的主要技术确实掌握在欧美国家手里,中国在这一方面还有很大的差距。

由于这个东西实在太过于间断,也许有人认为这个东西是不是外星人的技术,事实上这主要是中国和美国的差距太大导致的。美国有很多技术,在如今的中国人看来都可以算是外星人的技术,例如军舰用的LM2500燃气轮机,美国上世纪70年代的产品,中国现在都还羡慕得要命。虽然通过乌克兰,中国弄出了燃气轮机,但是性能还是差不少。美国的黑鹰直升机,中国现在还做不出性能这么好的直升机。美国的核动力航母、核动力潜艇,更是让中国羡慕得要命,这里面的差距恐怕不必光刻机少。

光刻机主要是因为涉及到光源、精密仪器等工业基础方面的东西,中国在这方面的短板实在是太大。现在虽然在奋起直追,但是也不是短期内能够解决的。这些都是西方国家经过上百年的积累才有了今天这样的成就,中国想在这方面赶上还需要很多人力物力时间的投入。光刻机之所以这么受瞩目,主要是因为在芯片制造方面起着不可替代的作用,荷兰的ASML公司目前几乎垄断了世界高级别的光刻机,由于西方的封锁,中国无法得到最先进的极紫外线光刻机,所以在芯片制造方面一直落后于台积电,这也极大地制约了中国的半导体发展。

总之,中国现在也意识到了这一方面的差距,也投入大量的人力物力,但是说实话,短期内真的很难赶上,这是西方上百年积累的优势,不是那么容易突破的。

光刻机的技术有没有可能是外星 科技 ,欧美各国瓜分了技术

要说有这样想打的脑洞确实挺大的,光刻机的技术并不是什么外星人技术,而是人类文明的成果,如果说是外星人的 科技 成果,那么就不可能仅仅是7nm或者是5nm制程的芯片了,而是采用1nm制程,或者是更加先进的制程。

目前来说, 真正能够生产制造光刻机的公司就是荷兰的ASML公司,也是全球最大的光刻机设备以及服务提供商家,而且在光刻机的高端市场中,荷兰ASML公司可以说是独占80%的市场份额,而升级的20%光刻机市场份额还是属于低端市场的,有中芯国际和上海微电子占据。

刚开始的研发光刻机公司是由飞利浦公司和荷兰ASML公司联合制造的,后来荷兰ASML公司收购飞利浦的股份, 开始真正的独立研发出来光刻机设备,而要说光刻机这种设备,并不是什么外星 科技 ,而是由不同国家能够合力生产出来的设备,有来自美国的光源,这是光刻机非常重要的设备部件,还有德国的镜头,瑞士的轴承等, 这些都是荷兰ASML公司经过几十年时间慢慢积累出来的,不是说能够一朝一夕生产出来或者研发出来的。

我国光刻机的发展状态以及能够达到的先进制程工艺

现在我们国家也是能够独立的生产出来光刻机的的,虽然说在光刻机的制程工艺上面不及荷兰顶级光刻机,但是也是能够有达到90nm或者28nm的水平, 在2002年的时候,光刻机被列为重大的 科技 攻关计划,在上海市和 科技 部的共同推动下,成立有上海微电子有限公司,经过十几年潜心的发展,现在的已经能够基本掌握光刻机制造的基本技术 。

光刻机的技术难以掌握是由于西方国家对我们的技术封锁,以及我们还没有形成一种完善的周边元器件的供应,这才是为何现在的国产光刻机制程远不如荷兰ASML公司的原因,这里面不仅仅涉及到芯片的研发,还有芯片的制造,芯片最为先进工艺的封装等,可以说光刻机是工业上的一颗明珠也是毫不过分的。

这个问题很有意思,但我觉得这绝对不是外星 科技 ,因为光刻机的原理其实并不复杂,在普通人眼里可能是觉得很神奇,但光刻机这个东西真的并没有那么神器,下面我说一下为什么我觉得这绝对不是外星 科技 。

外星 科技

很早以前就有很多自称见过外星飞船的目击者,我们试想一下,如果这是真的呢?

如果真的是外星人,光刻机的技术是他们带到地球来,然后被某个国家拦截打了下来,发现了光刻机的技术,那么外星人都已经有可以远距离行驶的宇宙飞船了,甚至可以进行空间跳跃, 那么为什么他们还会有光刻机这样的技术? 光刻机对地球人来说可能非常先进,但对已经拥有宇宙飞船的外星人来说,这项技术明显应该是很落后了,所以我才觉得这不是外星人的技术,这只是第一点。

第二点

这第二点就是按照上面说的是光刻机的技术是外星人带过来的,被其它国家拦截击落发现的,那么按理来说这项技术只应该会被那个国家或某个企业给垄断,

但是现在光刻机市场只有80%是阿斯麦的还有20%的剩余,阿斯麦并没有完全垄断,现在其它国家还有很多企业在研制光刻机,所以完全说不通,难度这项技术被共享了?

我觉得没有哪个国家愿意开放这种技术,所以我觉得这不是外星 科技 。

光刻机的原理

上面说了光刻机并没有那么神奇所以我在这了解一下光刻机。

光刻机别名“掩模对准曝光机”主要用于生产芯片、封装和制造LED。

光刻机还分为3种类型, 接触式光刻、直写式光刻、投影式光刻 。

接触式光刻通过无限接近然后进行复制图案。

直写式光刻是将光束汇集成一点,然后通过运转工作台和扫描镜头来进行图形加工。

投影式光刻就是类似胶片摄影里的洗胶片,将光线投影到胶片上曝光,然后浸泡到显影液里得到想要的图像,投影式光刻机的工作原理就是这样的,也因为这样投影式光刻机有效率高并准确的优点,现在成为了主流的光刻技术。

看完这个现在感觉光刻机原理没有那么神奇了吧。

最后

最后总结一下,光刻机这项技术是人类自己创造了,并不是外星技术。光刻机是人类 科技 发展的必经过程,有了光刻机人类 科技 才能更近一步。

现在的时代用三体里面的一个词我觉得只能是 科技 爆炸,因为变化实在太快了,手机这种东西出现的时间不长,现在却已经成为了可以替代电脑的存在,其中手机芯片的光刻机更是进步飞快,但我们中国的光刻机技术起步晚,对最先进的阿斯麦显得非常落后,不过现在中国的光刻机技术进步是十分明显的,要不了多久,可能就可以超过阿斯麦,成为全球第一了。

【我国光刻机发展困难,是因为光刻机中有被外国瓜分的外星 科技 ?】

有人觉得现在我国光刻机发展困难,是因光刻机的技术中有含有外星技术。 所以我们不能突破的因素就在于此,我们没有获得外星技术,所以光刻机领域一直处在一种被动的境地。 这种情况的可能性大吗?我们的光客机真的是因为缺乏外星技术,所以发展困难吗?今天我们就来一起研究一下。

那离不开的技术限制

光刻机一直是一个令我们头疼,甚至感觉到窝心的问题。而我国光刻机技术为何难以发展?我觉得最主要的因素还是在于技术的限制,以欧美国家为首国家,他们签订了瓦森纳协议,在这个协议中明确规定了,成员国之间享受技术互惠,而对于中国朝鲜等国家,是禁止技术的传递。

我们的技术一直在被限制;各种协议的不到限定,让我们在技术发展中一直受到了影响。而光刻机对于技术的要求更大,因此我们很难发展。

从ASML成功找原因

1.ASML的成功之一,是因为多种技术的集合。比如它的光源来自于美国Cymer,光学模组来自德国蔡司,计量设备是美国,德国 科技 ,传送带则来自荷兰VDL集团。可以说多种技术的来源让光刻机能够迅速的发展,也成就了ASML。

2.拉拢股东,三星,台积电,海力士,英特尔等企业拉拢成为它的股东,从而得到丰富的技术和资金的支持。

其实,光刻机中将近80000多零部件,这些大多数是国外进口,比如离子注入机,单晶炉,晶圆划片机,纳米级陶瓷粉,微波陶瓷粉体,功能性金属粉体,来自于全球几百家企业。它的零部件才能够形成最优组合!

打破束缚,是一种长期的旅途

我们可以通过阿麦斯成功之道,如果中国光光刻机想获得成功,就必须要打破种种的束缚,而这种束缚不仅仅是多个国家多加企业所提供的零部件,更多的是在技术上面的共享以及技术上面的突破。

我一直认为我国如果想突破光刻机,一定要走自己之路。如果一味的去想模仿或者仿制,我们只会拾人牙慧,只有自己打破技术的限制,寻求一条属于我们的路,才能真正的实现光刻机的自主。

中国光刻机被叫停(中国光刻机为什么停止了) 第1张

国产光刻机今年下线了,这是怎么回事?

据有关媒体报道位于上海的上海微电子装备有限公司将在今年内实现28纳米光刻机量产下线。 首先全球能做光刻机的也就只有荷兰的ASML、中国的上海微电子、日本的佳能和尼康,而且日本那两家早就江河日下。但是就算中国光刻机能排第2但是离第1的ASML还是差很多年。当然全球尖端技术并不是越多国家掌握越好。28纳米已经是比较先进的了,很多人认为半导体就只有晶体管尺寸和密度这一项,实际上半导体技术是棵参天大树里面包含了非常多的的子技术比如材料、汽车电子、封装等等,28纳米能做很多事,可以说除了顶级消费类电子产品基本都能用上了,就看半导体产业界怎么去用好。

其次上海微电子的供应链体系有多少是能确保完全自主的?ASML为什么被美国拿捏得死死的,就是关键零部件比如光源都是美国造的。如果上海微电子的供应链也是被卡脖子的,那这国产光刻机就打折扣了。

数据显示,全球芯片生产企业,多数都采用了ASML的光刻机,仅国内厂商,就购买超700台ASML的光刻机,而这些光刻机用于生产7nm以上制程的芯片。另外,ASML还推出了更先进的EUV光刻机,其可以生产7nm以下制程的芯片,也是全球目前唯一一款能够生产制造7nm以下制程芯片的光刻机。遗憾的是,EUV光刻机虽然先进,但产能不足,大量的EUV光刻机被台积电、三星买走,其他厂商要想购买、安装EUV光刻机,需要排队等待。另外,由于美国的缘故,ASML的EUV光刻机也不能自由出货,国内厂商订单了一台EUV光刻机,至今ASML都没有发货。

而国产的28纳米光刻机完全属于中国制造,不仅出货将不会受到限制,国内的所有厂商都能购买使用,而且光刻机是我们中国制造,使用时我们也会更放心。如今,即将下线的28纳米光刻机,以及已实现量产和领先的国产蚀刻机等设备,终于具备了组建纯国产芯片生产线的能力,同时也有可能量产出能够满足国内大部分厂商需求的芯片。

为什么中国生产不了光刻机

前瞻产业研究院发布的《2020年中国半导体设备行业市场研究报告》指出,光刻机发展至今,已经历了5代产品的迭代,目前第五代EUV光刻机是未来光刻机技术发展的主要方向,目前ASML是全世界唯一一家能够设计和制造EUV设备的厂商。

从中国市场来看,上海微电子装备有限公司(SMEE)是我国国内唯一能够做光刻机的企业,其已经量产的光刻机中,性能最好的能够达到90nm的制程工艺。

但值得一提的是,在光刻机产业的上下游,不乏国产企业的身影。

尽管我国光刻机的发展与国际领先水平有着不小差距,但在半导体设备的其它细分领域已有了较大进展。

从国内市场来看,刻蚀机是我国最具优势的半导体设备领域,也是国产替代占比最高的重要半导体设备之一。目前我国主流设备中,去胶设备、刻蚀设备、热处理设备、清洗设备等的国产化率均已经达到20%以上。

那么目前国内半导体行业的国产替代化究竟发展到了什么程度?

据前瞻产业研究员分析,国产半导体设备已经形成系列化布局,以北方华创等为代表的龙头公司正在加紧布局设备国产替代。

目前国内半导体设备企业在刻蚀、薄膜沉积、离子注入、光学测量、研磨抛光、清洗设备等主要设备均有布局,客户的接受度也不断增强,包括中微半导体的介质刻蚀机、北方华创的硅刻蚀机、PCV设备,上海盛美的清洗设备等国产12英寸设备已经在生产线上实现批量应用。

我们国家有大批科研人员,为什么不能制造出光刻机?

从20世纪60年代初开始,中国就有半导体公司发明了芯片蚀刻技术,拉开了光刻机发展的序幕。随后,经过37年的发展,荷兰的阿斯麦尔寻求建立自己的光刻机产业链,然后垄断了整个全球市场。在这个产业链中,91%的关键部件来自国外而不是荷兰,而荷兰的阿斯麦尔在这个产业链中扮演着重要的角色,负责光刻机模块的整合和开发。只有这样,荷兰的阿斯麦尔才能控制整个产业链。

当下,高端光刻机已被荷兰的阿斯麦尔垄断。荷兰的阿斯麦尔的存在对发展全球芯片非常重要。他们的光刻机是世界上最先进的,很难找到一个可以替代ASML的光刻机。因此,当国外芯片的市场价格总是很高的时候,就会出现一种情况,这主要是因为我们没有足够的高质量的光刻机愿意只从国外进口现代芯片。光刻机对精度有很高的要求,要达到这样的精度就必须犯错误。因此,国家的工业水平和科技实力必须达到最高水平。大量的科学家试图用正确的信息进行测试,即使测试条件到位,也找不到合适的突破点。

光刻机是高精尖设备,技术难度很大。一台光刻机重达近180吨,内部零件超过8万个。要制造这样一台机器,必须采用美国现有的光刻机设备、德国的机械技术、瑞典的轴承技术和日本的光学技术(如现代技术),这是不可想象的。除了现代技术的结合,光刻机零部件的生产也是一个严重的问题,因为它们不是阿斯麦独立生产的,而是从世界不同国家进口的。这就不难理解为什么阿斯麦敢于慷慨地说,即使就我们的图纸而言,中国也无法制造光刻机,因为仅凭我们自己是无法制造这么多相互关联的细节的。

光刻机中使用的这些材料和备件也很难找到。国家的工业资源再丰富,也不能靠自己,让所有的零配件只能来自国外。关键是你想买的话,别人未必会卖给你。

光刻机的研发是一个技术问题,高精度的光刻机难度非常大。由于市场的原因,光刻机寡头垄断了除第一种产品外的其他产品,其他产品不赚钱,这意味着第一种和第二种之间的差异将继续扩大,除了第一种产品外,其他差异可能长期存在。

中国为何造不出光刻机?

我国造不出光刻机,有以下三个原因:

1.因为我们的技术有限。为了阻止我们的技术发展,西方国家阻碍了一些技术进入中国。因此,这一限制将影响中国在光刻机的发展。

2.事实上,我们的许多组件的使用取决于国际市场,在这种情况下,我们很难获得国际市场的支持。

3.ASML的成功是因为其技术的局限性,更重要的是,它把一些企业当成了自己的股东,比如三星、台积电,英特尔等等。

所以在这种情况下,会发现光刻机在中国的发展并不是特别突出。正是因为光刻机的限制,中国在芯片领域的代工确实受到了很大的影响,华为不得不受到限制。因此,只有不断自主研究和开发属于我国的光刻机,才能打破这种束缚。

光刻机为什么中国做不出来

总结下来,主要有以下几点:

1、技术上壁垒高。

ASML总裁Peter Wennink也在媒体上方言:高端的EUV光刻机永远不可能(被中国)模仿。

“因为我们是系统集成商,我们将数百家公司的技术整合在一起,为客户服务。这种机器有80000个零件,其中许多零件非常复杂。以蔡司公司为例,为我们生产镜头,各种反光镜和其他光学部件,世界上没有一家公司能模仿他们。此外,我们的机器完全装有传感器,一旦检测到有异常情况发生,Veldhoven总部就会响起警报。”

2、长周期投入。

光刻机是典型到极致的高风险、高投入的赛道,前期的投入很高收益很慢,有时候身体要贴钱投入。从ASML的研发投入基本达到15%以上,有时候全年负增长也是常态。

据一位在ASML工作的知乎作者@俗不可耐透露:“ASML的EUV光刻机才真正开始盈利”,而ASML在这项技术上投入的时间是27年。试问有多少企业可以做到。

3、更换供应商成本太高。

买到一台机器和用好机器是两码事。ASML极紫外(EUV)光刻机每台售价达到1.2亿美元,重达180吨,零件超过10万个,运输时能装满40个集装箱,安装调试时间超过一年。除此之外,磨合与提高良率都需要时间堆砌,只要没有大的技术变革,厂商们不可能轻易放弃ASML当其他厂商的小白鼠的。

台积电(占据全球晶圆代工的大半壁江山)、三星、英特尔、格罗方德包括国内的中芯国际都是ASML的客户,其中三星、英特尔、格罗方德还是ASML的股东,三大巨头转投其他家的可能不大。

光刻机之所以重要,在于它是实现摩尔定律的基础:

摩尔定律指出集成电路上能被集成的晶体管数目,将会以每18个月翻一番的速度稳定增长。可以把晶圆的整体构造想象成在微观世界构建大楼,如果想让整个建筑有更多的小房间可以容下晶体管,这就要求房屋的整体框架要精细再精细。反映到光刻机上就意味着它投射到晶圆上的尺寸越小。

EUV光刻机代表了大厂在先进制程方面的领先性,目前只有荷兰ASML一家能够提供可供量产用的EUV光刻机。各大Foundry厂和IDM厂在7nm以下的最高端工艺上都会采用EUV光刻机,客户以英特尔、台积电、三星、SK海力士为主。

ASML在2019年出售了26台极紫外线(EUV)光刻设备,大概一半供给了台积电。

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