国产光刻机任重道远。“即使你给图纸,你也做不出一个光刻机。”“就算全国都发展半导体制造,也很难成功。”ASML*、TSMC创始人张忠谋在过去两三年里不止一次公开表示,中国大陆自己无法成功制造光刻机。实际上,严格来说,位于荷兰的ASML公司(ASML)是世界上*一家可以生产光刻机的公司,但它只是一家组装公司。大量核心技术来自美国,在ASML的供应链中也有中国公司,如傅晶科技和沃尔特天然气公司。实际上,在光刻机成品方面,上海微电子自2002年成立以来,一直牢牢扎根于低端光刻机市场,90nm及以下工艺的产品一直在稳步出货。公开数据显示,2018年上海微电子出货量约为50-60台,约占大陆市场的80%。所以,以上两人的论断要加上一个前提条件,那就是“先进制造工艺”的光刻机。我们常说的*芯片是指生产工艺小于28nm的芯片,也就是28\14\7\5\3nm的工艺。这次上海微电子在光刻机举行首个2.5D/3D*封装交付仪式,标志着中国首个2.5D/3D*封装在光刻机正式交付给客户,但对于我们目前的卡顿芯片制造来说,只是暗夜中的烛光。“1”和“0”的故事虽然近年来“光刻机”屡见报端,但很少有人提到光刻机主要分为“前路、后路、面板”三类。卡脖子的是前路光刻机,这次上海微电子发布了光刻机。如果把芯片制造比作食品生产,前面的路就是“食品”本身,后面的路就是包装袋。面板制造属于平时想不起来的“调味品”,但它的缺失会直接打击消费者的味蕾,给数字生活调味,因为面板是C端用户最“触手可及”的。因为没有驱动芯片,无论是前端还是后端芯片,C端用户都很难对芯片性能有直观的体验。但是,无论包装和调味品对食品有多重要,如果没有“食品”本身,它的价值就是“0”。所以要想充分体现后通道和面板芯片的价值,首先要有性能优异的前通道芯片。在以前的光刻机制造中,其实光刻机并不是按照“NM”的个数来分类的,而是按照光源的波长来分为436nm光源的“g线光刻机”;具有*纳米光源的“I线掩模对准器”;具有248纳米光源的“KrF掩模对准器”;193nm深紫外光源的“DUV光刻机”;以及13.5nm极紫外光源的“EUV光刻机”,也是目前卡脖子的主打产品。目前上海微电子的产品技术已经触及ArF技术和相应的光刻胶。目前,国内公司如上海新阳、通成新材料、南大光电、景瑞股份有限公司等都已开展研发和生产。其中,南大光电旗下的ArF光刻胶已于2020年底顺利通过客户验证,是国内首个通过产品验证的国产光刻胶。
最近半导体领域之中传来了两个好消息,首先就是华为旗下的哈勃投资了北京科益虹源光电技术公司,并且成为了这家企业的第七大股东。北京科益虹源主营业务是光源系统,而光源系统就是制造光刻机的核心技术之一。同时,北京科益虹源也是全球第三家193纳米ARF准备分子激光器企业。
第二个好消息是,国产光刻机巨头上海微电子目前已经表示,新一代的光刻机会在今年年底或者是明年年初实现量产,而在光源系统之中,采用了与阿斯麦DUV光刻机一样的光源技术,波长突破了193纳米。这就意味着国产代工企业将在今年或者是明年年底就能够实现7纳米工艺的代工水平,并且是在没有阿斯麦光刻机的情况之下。
可以说光刻机领域之中接连传来这两个好消息,对于我们而言,对于国产芯片未来的发展而言,起到了一定推促的促进作用,毕竟一直以来在光刻机领域之中,荷兰的阿斯麦占据*的垄断地位,尤其是在极紫外光刻机领域之中,更是处于*垄断的地位。
而国内在芯片上的短板就是因为缺少极紫外光刻机,所以导致中国企业没有办法生产出7纳米以及5纳米这样先进制程工艺的芯片。2018年,中芯国际曾经从阿斯麦买订购过一台euv光刻机,但是说到瓦森纳协定的影响,阿斯麦至今都没有出货这台EUV光刻机
后面中兴以及华为的限制使得国内科技企业自主研发的意识被彻底唤醒,于是在这样的情况之下,所有的国内厂商将希望全部中寄托在了中国光刻机企业身上。为了解决这一难题,华为在第一时间就宣布扎根半导体领域,另外,中科院也宣布入局光刻机,并且将光刻机变成科研清单。
好在伴随着时间的推移,如今一个又一个的好消息传来。关于光刻机的两个好消息传来,意味着中国心再次迎来了春天。而这对于阿斯麦来讲当然不是什么好事情。
北大教授曾经说过这样一句话,如果中国依旧拿不到阿斯麦的光刻机,那么在三年之后,中国就将会掌握这项技术,并且一旦中国掌握了这项技术,那么其生产的产本成本一定比任何一个国家都要便宜。
北大教授的这一番话,可以说对于阿斯麦来讲,更是一个重磅炸弹,失去中国市场的阿斯买强会面临地位的威胁,如今日本的尼康以及佳能正在不断崛起,挑战这阿斯麦所在的地位,如果中国真的掌握了光刻机技术,那么阿斯麦想要在进入国内市场基本上没有可能,更不要提凭借中国市场稳固其地位的梦想了。
光刻机的问题解决了,那么芯片的问题自然也就不是问题了。早在芯片禁令实施之初,张召忠就曾经公开表示,再过三年,美国的芯片将会无人购买,因为到那个时候,中国的芯片将会到处都是。
如今看起来,张召忠果然没有说错,相信过不了多久,我们在芯片领域也一定会迎来一定的突破,中国芯片在未来一定会拥有更好的发展,而对中国企业实行打压的硅谷,在将来也一定会尝到失去中国市场的苦果。
中国光刻机距离世界先进水平,还有较大的差距。
第一,目前全球*进的光刻机,已经实现5nm的目标。这是荷兰ASML实现的。
而ASML也不是自己一家就能够完成,而是国际合作才能实现的。其中,制造光源的设备来自美国公司;镜片,则是来源于德国的蔡司公司等。这也是全球技术的综合作用。
第二,中国进口*进的光刻机,是7nm。
2018年,中芯国际向荷兰ASML公司定制了一台7nm工艺的EUV光刻机,当时预交了1.2亿美元的定金。请注意,当时这台机器还没有交付,而是下订单。
但国内市场上,其实已经有7nm光刻机。在2018年12月,SK海力士无锡工厂进口了中国首台7nm光刻机。海力士也是ASML的股东之一。
第三,目前国产*进的光刻机,应该是22nm。
根据媒体报道,在2018年11月29日,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。该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制,光刻分辨力达到22纳米。
请注意该报道的标题:“重大突破,国产22纳米光刻机通过验收。”
也就是22nm的光刻机,已经是重大突破。
22nm的光刻机,关键部件已经基本上实现了国产化。“中科院光电所此次通过验收的表面等离子体超分辨光刻装备,打破了传统路线格局,形成一条全新的纳米光学光刻技术路线,具有完全自主知识产权。”
有关报道中的“全新的技术”,也就是中国科研工作者在关键部件完全国产化情况下,实现的这一次技术突破
中国和世界*光刻机制造还有很大差距。
华为麒麟受制于人,中芯国际不堪大用,澎湃芯片久不见进展,虎愤芯片勉强能用。
实用更是有很远的路要走。
大家放平心态。
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。
1.现在国内的光刻机能达到多少纳米的技术?
官网显示,目前*进的光刻机是600系列,光刻机中*的生产工艺可以达到90nm。然而,与荷兰ASML公司拥有的EUV掩模对准器相比,它可以通过高达5纳米的工艺制造。而且3nm工艺制作的芯片即将上市。不过根据相关信息,预计中国*采用28nm工艺的国产浸没式光刻机即将交付。虽然国产光刻机和ASML的EUV光刻机差距还很大,虽然起步晚,但是中国人的不断努力还是会弯道超车的。
第二,国内公司能否自主采购EUV光刻机来解决这种情况?
答案是否定的,要知道华为缺芯是美国的阻碍,国内公司更不可能轻易买到高端光刻机自己制造芯。虽然ASML也是通过采购世界各地的*零件来补上最终的光刻机,但是没有任何零件可以避开美国的核心技术,所以美国不会为了控制中国的发展而轻易让中国购买光刻机。
做一个*的光刻机,要做很多艰苦的工作,不仅要达到美国光源和德国镜头的高水平,还要有很多精密的仪器。光刻机任重道远!这些精密仪器的背后,也需要更多的人才、研究技术、时间投入和技术积累,也需要大量的资金。我相信中国会克服这个困难,不再受其他国家的限制。