光刻机技术瓶颈在哪(光刻机技术难题)

2022-12-02 6:03:14 基金 yurongpawn

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。

光刻机技术瓶颈在哪(光刻机技术难题) 第1张

1965年我国就有了光刻机,为何现在的发展却大幅度落后?

中国的光刻机之所以会走向落后,是因为经济发展因素、海外企业竞争力过强以及欧美国家对中国进行了技术封锁。

由于华为遭美国封杀之后,华为的芯片供应也出现了很多的问题,由于芯片的制造离不开光刻机,所以光刻机就成为了网友非常关注的东西,只不过令大家没有想到的是,中国曾在光刻机领域达到过世界先进水平。

一、经济发展的原因,导致中国在光刻机领域处于落后地位。

虽然中国当时在光刻机领域拥有着不错的技术水平,但是大部分企业在光刻机领域都无法赚得收入和利润,这导致很多企业逐渐放弃了光刻机的生产和研发,正是由于很多企业不看好光刻机的生产,所以才导致中国在光刻机领域出现了大幅度落后的情况。

二、国外企业的技术优势,使得中国的光刻机处于落后位置。

由于国外企业在光刻机领域,储备了大量的技术专利,这使得国外企业在进行光刻机生产研发时,总能够最大程度降低成本,由于国外生产的光刻机在价格上,远低于中国的国产光刻机,这使得很多芯片生产商都开始选择国外的光刻机,正是由于国外的光刻机生产企业展现出了极强的竞争力,这导致中国的光刻机领域受到了极大的冲击。

三、欧美国家对于中国的技术封锁,使得中国无法提升光刻机的技术。

虽然中国曾在光刻机领域取得了不小的优势,但是如果一直无法和国际接轨的话,那么中国在光刻机领域,也不可能取得太大的进步,再加上欧美国家对中国在光刻机领域进行了强力的技术封锁,这导致中国无法在光刻机领域吸收国外的经验和技术,由于缺少国外技术的帮助,中国在光刻机领域逐渐走向了落后。

光刻机的极限在哪里?

2020年3月28日,中国计算机学会做了一个 CCF YOCSEF 技术论坛:量子计算机离我们还有多远?的主题,主题上 张辉(合肥本源量子计算 科技 有限责任公司副总裁,中国科学技术大学博士)做主题演讲时候有提到,3nm是经典计算机的工艺极限,就是因为量子的问题。本源量子是国内中科院旗下的做量子计算机方面的公司。

之前中芯国际副总曾经在喜马拉雅的音频节目中回答过这一提问,他说1nm的光刻机工艺并不是技术上难以逾越的门槛。只是目前采用投影或浸入式的技术还难以做到1nm工艺,但其实世界上已有直写技术可以做到1nm了,只是采用直写技术的硅片没有商用价值,只能制作掩膜版用,所以说3nm更不是极限了,那么光刻机的极限在哪里呢?接着往下看。

光刻机的极限

其实光刻机极限已经快到了,因为硅这种材料的极限在1纳米左右,如果想要超越1nm,那就得换材料了,但是目前地球上已经发现的材料中,没有比硅更适合的了,所以末来十年都很难超越1nm工艺,除非科学家能发现一种新材料,当然,这种可能很小。

超越1nm很难,那么达到1nm呢?目前要想达到1nm,目前当芯片内部线宽窄到3nm,电路中用于导电的铜线之间的间距太小,就会发生短路,所以说达到1nm都很难,只能寄希望于量子技术的突破了。

荷兰ASML(阿斯麦)公司的现状

在EUV光刻机方面,荷兰ASML(阿斯麦)公司垄断了目前的EUV光刻机,去年出货26台,创造了新纪录。据报道,ASML公司正在研发新一代EUV光刻机,预计在2022年开始出货。

根据ASML之前的报告,预计2020年将会交付35台EUV光刻机,到2021年则会达到45台到50台的交付量,是2019年的两倍左右。目前ASML出货的光刻机主要是NXE:3400B及改进型的NXE:3400C,两者基本结构相同,但NXE:3400C采用模块化设计,维护更加便捷,平均维修时间将从48小时缩短到8-10小时,支持7nm、5nm。

荷兰ASML(阿斯麦)公司的极限

与之前的光刻机相比,ASML新一代光刻机的分辨率将会提升70%左右,可以进一步提升光刻机的精度,毕竟ASML之前的目标是瞄准了2nm甚至极限的1nm工艺的。不过新一代EUV光刻机还有点早,至少到2022年才能出货,大规模出货要到2024年甚至2025年,届时台积电、三星等公司就可以考虑3nm以下的制程工艺了,所以说到2022年光刻机的精度有望达到3nm,要想达到1nm,估计要到2030年了。

总结

总结来说1nm应该是光刻机精度的极限,预计要10年左右才能达到这一目标,我是小熵,你有什么看法?快到下方评论区留言吧!欢迎关注,持续为您答疑解惑。

在紫外光谱。不同的材料有区别。

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