光刻机技术为什么这么难学(光刻机技术有多难)

2022-11-29 19:35:16 基金 yurongpawn

光刻机每台10亿,为何光刻机核心技术很难学到?

手机性能的强悍与否最重要的就是看它的芯片是不是给力。作为手机数据处理的心脏,核心的芯片也是现在各大手机厂商竞相订购的对象。对于咱们中国而言,手机芯片的研发和制造起步时间并不早,但是后起之辈却是速度超群。现在国际上最为先进的手机芯片制式5nm技术的设计工作,华为已经可以实现。但是制造的话,可就不是那么简单的事情了。

众所周知,在5nm级别芯片的代工方面,华为现在陷入了一个不太好的境况,受制于美国专利技术话语权的影响,各大芯片生产厂商都开始"不得已"拒绝接受华为的订单。而我们国家现在却还不具备量产5nm芯片的技术能力。有人说,不就是不给我们做么,大不了我们自己做。这样的说法是很硬气,但是有点过于想当然尔。 

制作5nm芯片的最为重要的工具:高端光刻机,目前我们国家还没有,并且也暂时没有马上生产出来的能力。这是因为这个利用光学投影原理对硅片进行印刷的技术要求有非常高的精度和准确度,真的可以说是失之分毫差之千里。而现在我们国家自主的技术也只能在极限状态下达到之前主流的7nm级别。 

说起来,光刻机一直都是各个芯片制造厂商最为重要的机器之一。全球最为先进的产品现在出自荷兰,但它并不是荷兰完全拥有知识产权的物品,简单地说荷兰只拥有其中的一小部分,而包括镜头、光源、对准技术在内的核心技术分别掌握在日本、美国和德国手中。正因为如此,美国才能理直气壮趾高气昂的要求相关企业停止向华为供货;而荷兰的ASML甚至放话说,就算是给中国企业光刻机的图纸它们也造不出来。 

光刻机是一个非常精密的机器,看着体型很巨大,但是内部的每一个部件都说得上是高精尖,单单一台光刻机就能卖到10亿人民币。正因为如此,它的研发速度和进展才会变得很难。本身现在就是全球技术大集合的时代,如果只是靠一国之力解决所有的部件生产研发的话那就是已建成几何倍数增长的难事。而恰恰这也是中国正在面对的问题。 你知道吗,一台ASML出品的最新款的EUV光刻机的价格大约在1.5亿美元(10亿人民币)。这样的售价也能证明,其内部的每一个部件可能都是高价值产品。所以真正想要研发并且制作成功当今世界上最为先进的光刻机的话,如果只凭自己可能需要好几代人的努力才能成功。

光刻机为什么比原子弹更难造?究竟存在哪些难点?

光刻机比原子弹还难造的原因是光刻机本身的技术和零件是难以制造的,西方国家对我国实行技术封锁,连零件都不卖给我们。

从光刻机的零件来看,最难得是镜头,要求精度相当高。我国目前只能做出纳米级别14的镜头。还有一个原因是零件需要工程师们手工打磨。打磨这些零件需要耗费大量的时间。稍不留神,就会损坏。所以我国之前就直接从国外购买,这样价格便宜还能节约时间。光刻机的最著名的厂家的是荷兰ASML,其他国家认为这行投入大,产值低,太不划算。

在当今社会,很多智能设备里都含有芯片。芯片技术的高低是衡量一个国家半导体水平高低的一个标准。芯片是由光刻机来制造的。我国之所以没有大龄的芯片是因为缺乏先进的光刻机来进行生产。光刻机跟照相机冲洗照片的原理相似。就是利用曝光的手段在硅片上画画。目前只有荷兰ASML制造出高端的光刻机,而且西方封锁了光刻机的技术,甚至连光科机的零件不买给我们。我们只能摸着石头过河,自己摸索,目前也才达到纳米级别14DE水平。虽然与荷兰相比,我们还有很大的差距,但对那些通常用的设备已经够用了。

记得去年,国外的苹果手机为了赢得华为手机,打价格战。华为手机连芯片都造不出来,为了生存,不得不把华为荣耀卖掉,断臂求生。在国内外手机市场上,华为手机的市场被蚕食。庆幸的是,VIVO跟OPPO 还是占据了前三名。现在随着电动汽车的增多,芯片问题的解决也有助于电动汽车产业的发展。现在我国的电动汽车已经领先美国了,相信我国科研实力的增强,我们一定能欧研制出更精密的芯片,打破国外的阴谋。

光刻机技术为什么这么难学(光刻机技术有多难) 第1张

清华大学在光刻机光源获得重大新突破,光刻机技术瓶颈为何很难攻克?

光刻机的技术十分难攻克的主要原因有两点,首先就是技术,其次是硬件。先说技术吧,现在没有哪一个国家能独立的制作出光刻机,都是分别掌握一个领域的技术,来分工合作,现在漂亮国掌握光刻机的核心技术,但是为了自己国家的利益,所以他不可能对外分享这些技术。然后在来谈谈硬件,光刻机的最主要的硬件就是镜头,这个镜头是由钼和硅制成的而这两个特殊材料也被相关国家把控的死死的,所以因为技术是缺乏材料的匮乏,是我国光刻机技术迟迟攻克不下的主要原因,

其实在早年我国就对光刻机进行过研发,但是效果甚微,而且由于当时我国的国力不强,拿不出那么多钱去搞光刻技术,所以导致了现在我国光刻技术一直比其他国家晚许多,光刻机技术直接关系到芯片,我国芯片技术大多都是靠进口,虽然近几年国家自己也研发了许多的芯片但是和其他国家芯片还是有一定的差距,当然了这是我们的短板我们要重视他,也要敢于承认,就去年华为事件,让我清楚的认识到了,我们国家光刻机的短板是多么的严重,漂亮国看见我们国家的5G技术发展的比他们迅速,让他的霸主地位受到了动摇,于是就断了我们的芯片。

确实芯片一断,让我国确实有点难受,但是我们痛定思痛,静下心来好好的研究光刻机技术,既然他们不给我们那么我们就自己造,现在国内有两家公司主要研究光刻机技术,一家是上海微电子装备公司,另外一家便是中芯国际。 虽然这两家公司具备了14NM工艺制造能力,12NM工艺制造能力也进入了测试阶段,但是漂亮国现在已经在突破5NM工艺制造能力了,说明我们还是有很长一截路要走。

我国光刻机技术发展较为落后,这也成为了漂亮国牵制我国的手段,所以我们自己要有一种危机意识,要知道虽然我国现在看似和平,其实外国对我早就虎视眈眈,我们要加大力度搞科研,发展科技,只有科技上去了,其他国家才不敢小看我们,现在清华大学光刻机的光源获得了巨大的突破,这就表明我国人才已经开始进军芯片工业,相信在不久的将来,我国一定可以摆脱芯片的限制。

光刻机的制造为什么这么难?

首先,光刻机的透镜,光源技术难度大,研发要求历史和时间比较长。

其实光刻机的发展历史非常悠久,从90年代开始,发达国家就已经开始研究光刻机的相关技术。其中美国著名厂商asml负责研发,在硬件方面他们采用德国蔡司的透镜。并且其他的相关硬件都来自于其他高科技国家。所以说光刻机技术不仅仅是一个国家就能够研发出来的,它还需要全球不同的国家为其提供生产力和科技的支持。举一个简单的例子说明,美国生产的7纳米芯片,是利用光刻技术将数据集成到芯片上。并且在制作过程当中要非常严格地掌控光的大小。这远比制作一个普通的相机要难,因为相机只需要控制光圈,而光刻机不仅仅是要控制光的大小,还要能够利用光。

其次,光刻机的研发需要大量的资金支持,很多企业难以承担高昂的研发费用。

美国等发达国家研究光刻机,几乎每年都有超过90个亿的资金作为研发费用。到目前为止这些掌握光刻机技术的国家大约都花费了约4000亿元。并且目前光刻机市场的老大asml几乎可以说是整个光刻机技术的垄断者。他们每年投入的研发费用,几乎是某些世界500强企业的三个季度的收入。所以说对于我国很多中小企业来说,他们没有充足的资金去研发光刻机。并且加上目前市场已经存在一定的饱和,这些新研发的企业如果大量将产品投产到市场当中,无疑会使得竞争对手和自己两败俱伤。

最后,我国的光刻机技术刚起步,仍然面临着许多难题需要攻克。

从目前我国在相关行业发展历史分析,只有上海微电子装备和合肥芯硕半导体有限公司在研究光刻机方面取得了一定的进步。并且从目前来看,上海微电子装备已经能够研发出90纳米工艺的芯片。而另外一家公司能够研发出半导体直写的光刻机。并且已经能够实现最高200纳米的量产技术。

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