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。
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。
9月16日,国新办举行新闻发布会,介绍中国科学院“率先行动”计划第一阶段实施进展有关情况。
在这个发布会上,中科院主要领导强调,要把美国卡脖子的清单变成我们科研任务清单进行布局,比如航空轮胎、轴承钢、光刻机;一些关键核心技术攻关成立领导小组,要求每个承担重大任务的人要签署责任状;在一些最关注的重大的领域,集中全院的力量来做。这就是中科院签订“军令状”的来由,其中光刻机受到了广泛的关注。
众所周知的原因,现在在芯片行业我们受到了美国等西方国家的封锁,造成了我国一些制造企业的困难局面,比如华为。
制造芯片最重要的设备就是光刻机。其实我国也能生产制造光刻机,也在很早的时候就开始研究,在这方面当时也和世界水平比较接近,但是光刻机的前期研究需要投入大量的资金,而且在“造不如买,买不如租”思维影响下,逐渐对于科研不太重视,光刻机研制近乎于停滞,就像当年的“运10”飞机的研制过程一样。
而当我们开始重视芯片产业,国家也投入巨资准备大力支持研发,却出现了“汉芯”造假事件,2003年上海交大微电子学院院长陈进从美国买回芯片,作为自主研发成果,消耗大量社会资源,影响之恶劣可谓空前!以至于很长一段时间,科研圈谈芯色变,严重干扰了芯片行业的正常发展。
目前上海微电子装备有限公司能量产的光刻机是65nm制程。2019年,由中国科学院光电技术研究所承担的超分辨光刻装备项目在成都通过验收,完成国际上首台分辨力最高的紫外超分辨光刻装备研制,最高线宽分辨力达到22nm。
这22nm制程的光刻机技术,应该很快就会能够量产,但是与世界主流的先进技术还是相差甚远,而且22nm的芯片,只能应用到一些不太复杂的科技产品上,比如老年手机等等。所以现在我国在光刻机这块是落后于世界先进水平好几代的。
当前光刻机技术最好的是荷兰的ASML公司,已经能够量产5nm制程的光刻机,甚至都拥有了3nm的技术。
可是因为美国的阻挠,我们根本就买不到ASML的产品,中芯国际在去年前曾经抢购到一台7nm的光刻机,钱都已经付了好多个亿,到现在都还没有收到货,可能以后也就收不到了。
硅原料、芯片设计、晶圆加工、封测,以及相关的半导体设备,绝大部分领域我国还是处于“任重而道远”的状态。
但我感觉这次不一样了,制造芯片的设备光刻机已经提升到国家层面,相关部门还立下了“军令状”,这与当年研究原子弹的情形何其相似。
我不相信先进光刻机的难度要大于原子弹,我们当初是一穷二白,完全是从零开始,不也以飞快的速度制造出来了?何况对于光刻机生产我国还是有一些基础的,只是现在还没有达到国际先进水平而已,这比当初制造原子弹的情况要好很多。
1nm就是一些原子了,现有的光刻机技术原理是有天花板的,我相信在我们的科研单位在现有理论下,应该能够很快追上世界水平,但不应仅仅局限在已有的理论中,还要展开新的理论研究,争取尽快生产出更先进的光刻机,使我们的芯片不再受到制约。