时间来到现今的2022年,“研究”水平已经比产品水平高了,“研发”更高水平光刻设备的技术积累这个底子增厚了一些。
中国光刻机产品研究已经达到了“中端水平”。国产DUV光刻机产品很快就能成批推出、规模采用,据报道上海微电子研发出的28纳米国产光刻机整机已经安排生产,再过一两年一定能用于国产芯片的生产,而且,按中芯国际梁孟松在2020年就说到的,一定能用于规模量产7纳米芯片,而且良品率还能达到业界标准吧,梁孟松当时说的是只有制造5、3纳米的芯片才“只待”、也就是只需EUV光刻机,梁孟松的话自然是可信的。
现有的EUV光刻机是7纳米的吧,不是已经让台积电以及三星制造出5纳米的芯片了吗。近日,有报道说梁孟松已经“宣布进军7纳米芯片”了,这也可信,按时间节点,肯定是要规模量产7纳米芯片,肯定是采用荷兰ASML卖给的DUV 光刻机。这样一来,中国光刻机产品的水平现在就已经不再是低端的了,在全球,和日本等同了,在同一个端上,当然仍旧显著低于美日韩欧合在一起达到的高端水平,目前的全球顶级水平;
但是在国内,与其他工艺设备的水平等同,还低于中芯国际芯片制造和长电科技芯片封装的高端水平,显著低于华为芯片设计的顶级水平,与苹果、高通以及联发科同样达到了5纳米,不过呢,国产中端光刻机却能分别直接支持中芯国际制造出、长电科技封装出7纳米的国产高端芯片,间接支持华为做出重新搭载高端麒麟芯片的手机,虽然只是、也只能达到7纳米,但肯定够用了。
中国光刻机现在达到了22纳米。在上海微电子技术取得突破之前,我国国产的光刻机一直停留在只能制造90nm制程的芯片。
这次我国直接从90nm突破到了22nm也就意味着我国在光刻机制造的一些关键核心领域上已经实现了国产化。而自己掌握核心技术有多重要自然不言而喻,在突破关键领域以后,更高阶的光刻机的研发速度只会越来越快。国产光刻机突破封锁,成功研制22nm光刻机,中国芯正在逐渐崛起。
高端的投影式光刻机可分为步进投影和扫描投影光刻机两种,分辨率通常七纳米至几微米之间,高端光刻机号称世界上最精密的仪器,世界上已有1.2亿美金一台的光刻机。高端光刻机堪称现代光学工业之花,其制造难度之大,全世界只有少数几家公司能够制造。
虽说中国的光刻机起步比不少国家都要早一些,但是由于各种原因现在已经全面落后于第一梯队。最近不少朋友发现尽管中国光刻机在短时间内没法取得突破,但是唱衰中国光刻机制造的负面声音确实少了很多。这到底是什么原因呢?我认为有如下三点。
很多朋友已经敢于直面差距其实很多人唱衰中国光刻机的发展并没有太多的恶意,更多的是有点“哀其不幸怒其不争”的感觉。他们希望我们的祖国越来越强大,各项技术都位居世界先进水平,这样他们才会感觉满足。当然这种情况不可能出现,尤其是在华为被美国在光刻机领域卡脖子后,他们更加希望祖国能在光刻机领域有所突破。不过在深入了解光刻机技术后,很多朋友也意识到中国肯定没法在短时间内完成赶超,于是在心中已经承认祖国在这个领域确实技不如人,自然在网上的戾气也就少了很多。
对中国未来光刻机发展充满信心况且中国的光刻机领域其实也没有那么差,虽说中高端光刻机市场基本上都被ASML把持着,但是中国企业在低端市场还是相当具有话语权的。虽说国产光刻机的最高精度只有90nm,但是据相关媒体透露中国光刻机领域的领头羊上海微电子预计在2021年交付精度达到28nm的产品,这无疑给不少朋友打了一针强心剂。再加上近几年国家也意识到我国在这个领域确实全面落后于其他国家,已经在政策和资金方面有所倾斜。虽说目前来看我国在光刻机领域和其他国家差距可能不止十年,但是我们还是可能慢慢赶上的。
碳基芯片有望绕过光刻机壁垒在今年6月初中科院院士、北京大学教授彭练矛和张志勇所率领的团队在国际权威学术杂志《科学》上刊登了一篇关于碳基芯片的文章,表示在新一代碳基芯片的研发上取得突破性进展。根据文章显示碳基芯片不止运行速度更快,并且更加节能,很可能是未来芯片发展的新方向。最关键的一点的这项技术并没有用到光刻机,这意味着如果碳基芯片真的能够上市的话,光刻机再也不能成为美国卡中国脖子的“利器”。不过这项技术短期内商用还存在不少的难题,还需要接下来取得更多的突破。不得不承认很多朋友现在更加理性,感觉承认不足,我觉得这是特别棒的一件事。中国在以前有太多项技术落后于其他国家,最后都被我们慢慢追赶了上来。只要我们憋着一股劲,终有一天别的国家有的我们全有,我们已经有的会发展的更好!
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。
中国目前已经有了成熟的光刻机产品,只是说在技术水平上和光刻机的领头羊ASML差距比较大而已。
我国企业已经量产了90nm制程的光刻机虽说中国在中高端光刻机市场缺乏竞争力,但是在低端光刻机领域还是占据了相当大的市场。目前国内最好的光刻机企业是上海微电子,已经能够生产出来90nm制程的光刻机;据相关报道该企业的28nm制程的光刻机将于2021年正式量产,有生产出7nm芯片的能力。不过现在并没有成品曝光,相关的数据暂时还不能确定。现在的难点就是如何在中高端光刻机领域取得突破,如果一直只是在低端市场摸爬滚打,那么最后的收益相当有限。
光刻机技术落后其实是历史遗留问题其实在上世纪八十年代的时候中国光刻机技术处于世界领先水平,当时ASML还只是一个小公司,在众多企业中并不显眼。为什么中国的光刻机最终全面落后?主要有外企进入中国和不舍得花钱两个原因。在八十年代大量的外企进入中国,带来了众多成熟的产品和技术,芯片就是当时技术含量最高的商品之一。外企的芯片相较于国内的企业来说质量好价格也便宜,于是众多的企业纷纷开始直接购买外企的成品而放弃了自主研发。由于缺乏国内订单大量光刻机企业开始谋求转型,再加上当时国家也并没有进行相关扶持,最终在光刻机领域就慢慢的落后其他国家。
目前国内的研发环境并不算好毫无疑问光刻机算的上目前科技界最顶尖的技术之一,这种技术要完成赶超需要不断的和其他国家交流合作,从他们的产品中吸取经验和教训,进而才能在有限的时间内完成赶超。但是现在是什么情况呢?国外的企业在光刻机领域纷纷拒绝合作,我们只能选择闭门造车。只要美国不放松对国内光刻机企业的围追堵截,那么我们只能投入巨额的资金和技术慢慢追赶。不过ASML公司的产品已经和国内产品差距太大,短时间内没有任何追赶上的可能性。如果我们想要绕过现有的光刻机技术走出一条自研道路,那么需要的时间可能更久。从目前的形势上看,我们的光刻机如果想追上现在国际一流水准的话最起码都要十年以上,想要完成赶超更是天方夜谈。不过现在压力大也是好事,在强压的下的中国企业肯定会更有拼劲,说不定未来会创造奇迹呢?