中国能否攻克光刻机(如果中国掌握了光刻机)

2022-11-30 17:07:41 基金 yurongpawn

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。

中国能否攻克光刻机(如果中国掌握了光刻机) 第1张

中国还没有攻克光刻机的那些难题?

光刻机是制造半导体芯片的核心设备之一,国内芯片代工企业之所以制造工艺落后,很大的原因在于,生产过程中没有高端光刻机设备支持。而且,因为该设备存在技术壁垒的缘故,一般很难从海外市场买到,中兴国际两年前订购的EUV光刻机就拖到今年,还没有交货。

芯片被“卡脖子”,我国的光刻机什么时候才能突破封锁,达到先进水平?

光刻机封锁是连技术带产品的封锁,而且是层层的封锁,目前为止一共有三道。我国在21世纪的前二十年里已经接连突破了两道封锁线,形成了前所未有的自主攻势,毫无疑问,我国在什么时候突破第三道封锁线,决定权就在我们国内光刻机企业的手里;国外在什么时候解除第三道封锁线,主动权也在我们国内光刻机企业的手里,而到了突破或者解除的那个时候,我国光刻机大概率只会是达到世界先进水平的,还没能达到世界领先水平,即不是世界顶级的光刻机,却能以前所未有的高速度,接着突破国外又设置的第四道封锁线,向世界顶级发起冲锋。

低端和中端光刻机的封锁已经被解除了。两道封锁线都已经荡然无存了,美国和荷兰像是自动解除、提前解除封锁的,近年来让ASML连DUV中端光刻机都卖给我们国内企业那么多台了,是在我国光刻机企业还没有宣布国产中端光刻机下线消息的情况下。

看来,是由于知道我国光刻机企业已经突破了中端技术,并且已经转化为了中端产品,只是还停留在生产线上,待突破、能突破技术难关,而在下线后,对中端技术的封锁也就不解自除了。由此可知,我国光刻机企业是打破封锁的决定者,主要依靠的是自己对相关技术的突破,而美国和荷兰解除封锁则是被动的,不得不自动解除,而且只剩下供应产品这 1 个持续不了多长时间的选择了,相关技术的输入不再被需要。

我国光刻机企业基本突破高端光刻机技术并推出将很快下线的高端光刻机产品,会在未来的八年十年那时,在此之前的二三年里,美国和荷兰就会解除对高端光刻机产品的封锁。我国待突破的封锁线是第三道,是目前为止的最后一道,即对目前为止属于世界领先水平的高端光刻机技术和产品的封锁。

现在和在将来的一个时期内,我国企业买不来EUV光刻机产品,我国的光刻机企业更买不来EUV技术,这是由于美国和荷兰知道我国光刻机企业一时半会儿还不能突破相关的技术,技术转化为高端零部件直至整机的时间则是更长的,而现在不卖给EUV光刻机产品,就会让我国光刻机企业突破技术和作出产品的时间再长一些,

从而让我国需要EUV光刻机和需要高端代工、需要高端芯片的企业分别发展得慢一些、更慢一些;也是因为同时知道我国光刻机企业最终必定能够突破和作出高端光刻机的技术和产品,但心里已经习惯性地做好了在突破后、作出前再卖给产品的打算。美国和荷兰的等待是主动的,宁肯让ASML挣不到我国的钱,虽然听说ASML已经迫不及待了,而到时候让卖给产品却是被动的,无奈之下做出的唯一选择。

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。

中国有光刻机技术吗?

中国有了自己的光刻机,中科院光电技术研究所承担的国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收。这是世界上第一台利用紫外光实现22nm分辨率的超分辨率光刻设备,为纳米光学加工提供了全新的解决方案。在光电所的努力下,我国的RD光刻机跳出了通过减小波长、增加数值孔径来提高分辨率的老路,为突破22nm甚至10nm光刻节点提供了全新的技术,也为超分辨率光刻设备提供了理论基础。扩展信息:利用超分辨率光刻设备,项目组为航天科技集团第八研究院、中国科学院上海微系统与信息技术研究所、电子科技大学、四川大学华西第二医院、重庆大学等单位制备了一系列纳米功能器件。包括大口径薄膜反射镜、超导纳米线单光子探测器、切伦科夫辐射装置、生化传感器芯片、超表面成像装置等。验证了超分辨光刻设备纳米功能器件加工能力,达到了实用化水平。

国内传来消息,清华大学科研成果再立功,光刻机之路一片坦途

相信很多人都知道,华为被芯片禁令限制了进一步的发展,但这个限制也仅仅是在制造端,而不是设计端。此前华为任正非就曾表示,所谓封锁也只是封锁了制造芯片的光刻机等设备,而并不能阻碍中国自主研发设计芯片的发展。这意味着,华为是有能力设计出全球最顶尖的芯片,而仅仅是受制于制造端。

杀不死我的必将使我更加强大,就在芯片禁令生效之后,华为内部甚至中国企业,纷纷都开始重新认识自主研发 科技 的重要性。将重要的 科技 掌握在自我手中,不用再受制于人,是每一个出海的中国企业必须面临的问题。与此同时,也开始投入重金在半导体 科技 领域。

这次卡脖子的光刻机技术,是重中之重。不过国外的各种公司却依然投来了鄙视的目光,认为光靠中国自主技术去研发,根本不可能设计出自研芯片。随着国外势力的这种冷嘲热讽,中国各高等院校开始加入了这一场反击战。

让技术的回归技术,光刻机在内部结构中,最主要的三个部件就是光源、光学镜头,以及双工件台系统了。

最近一段时间,年初开始进行光刻机研究的清华科研队伍,终于取得了新的突破。唐传祥带领的科研团队,通过新的验证方式,获得了一种新型加速粒子,命名为稳态微聚束。而它最重要的波长对应的波段,刚好是EUV光刻机所需要的核心光源技术。

这一消息被证实后,许多国外的光刻机设备工程师都不由地赞叹,该来的还是来了。这一步骤的完成,将预示着中国自造的光刻机研发成果,已经进入了新的里程碑。

这个消息也让很多关心中国光刻机进展的朋友们,大为惊讶。也发出了另一种赞叹的声音,有可能中国将在未来几年之内获得更快速的进展,包括了目前难以攻克的光刻机设备。不过来自国内的声音,清华大学科研的成功,预示着光刻机高精尖技术的加速,可能真的用不了几年就能收获更大的惊喜。

果不其然,据最新媒体的报道显示,清华科研团队参与的项目中,华卓精科研发的成果方面,本身产品的应用精度已经达到了世界先进水平,1.8nm的参数足以媲美当今先进的光刻机标准。

而我们知道,双工件是ASML这家机构最看重的技术。ASML不用多解释,作为世界最先进的 光刻机设备制造商,实力非常雄厚。这次清华团队的研究成果能够匹配ASML的1.8nm水平,就已经说明了我国的实力,毕竟连日本的尼康等公司,都没有能够做到1.8nm的水平。

这个结果足以打脸国外之前那些媒体,另外除了我国的高等院校参与之外。目前,中科院的高能辐射光源设备,也已经能够用0.1nm镀膜的参数,全力投入使用。

至此目前EUV光刻机所需的三大件均已完成里程碑的突破,这标志着量变终于引起了质变。国内的中科院教授同样发出这样的感叹,有这样的进度和人才储备,未来3年之内完成光刻机的初步模型,指日可待。

而国外ASML一直以来唱衰中国自研科学实力的做法,其实也很容易理解。一来是各国所处的角度不同,二来是很担心中国来冲击到它的世界光刻机的地位。

打铁还需自身硬,中国自研 科技 实力一步一步增强,也让竞争对手们胆寒。 科技 的博弈是未来的主旋律,不断增强人才储备和技术科研成果的更新,才能够不落后。核心技术就要掌握在自己手中,中国芯势必会走出一条自己的康庄大道。

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