受众所周知的原因影响,近年来中国半导体产业的自主研发激情空前高涨,不少企业都不惜代价地持续投入研发,尽可能推动整个产业打破海外垄断的进程。
在各方努力下,国产芯片终于迎来突破,在三个芯片制造的关键环节上终于打破了海外的技术垄断。
所谓引线框架,是芯片的基本载体。公开资料显示,引线框架可以实现芯片电路内部引出端和外引线的电气连接形成回路,属于构建集成电路过程中的核心材料。
长期以来,中国在蚀刻金属引线框架方面高度依赖进口,这导致大部分相关技术都无法进行攻关。
在避无可避的情况下,中国企业只能自主研发引线框架。 在这方面,淄博新恒汇电子发现了激光模式的蚀刻金属引线框架,成功打破技术封锁。
笔者了解到,相比传统蚀刻金属引线框架,新恒汇电子的成果效率更高。据悉,目前该公司在激光模式蚀刻金属引线框架上的产能约为1亿条/年,约占全球10%的产能。
与金属引线框架类似,光刻胶也是核心原材料之一,只不过光刻胶主要被应用于芯片制造环节。
放眼全球光刻胶市场,日本、美国和德国等国家的企业牢牢把控着80%以上的市场。 国产光刻胶目前主要集中在中低端市场,对于高端光刻胶,中国企业仍然需要从海外进口。
不过,在“国家队”的政策、技术和资金支持下,不少中国企业都在高端光刻胶研发项目上实现了一定的突破。
例如南大光电、晶瑞股份等等,其中前者的ArF光刻胶已经建有产能25吨的生产线,接下来会持续扩大产能。
至于晶瑞股份,该公司在2020年从某些渠道购买的二手光刻机已经到货。利用这台光刻机,笔者相信晶瑞股份很快会传来有关光刻胶技术的好消息。
众所周知,前段时间台积电官宣了在1nm芯片技术上的突破。虽然我国在芯片制程上落后不少,但却掌握着1nm芯片电极主要材料---铋。
公开资料显示, 中国是全球铋资源储蓄量最高的国家,先天性的优势令中国在技术落后的情况下掌握不小的主动权。
而且,这意味着,我国在芯片制造技术攻关方面有了更多的优势。总而言之,笔者相信国产芯片未来可期。
文/谛林 审核/子扬 校正/知秋
在受到西方国的技术封锁、原材料断供等手段之后,我国的芯片市场遭到了前所未有的打击,在这样的情况下,诸多西方媒体纷纷跳出来说着“中国芯片自主研发是妄想”等言论,但事实真就如他们所说吗?
其实随着 我国 科技 方面的不断进步,一个个 科技 难题被攻破 ,我国在芯片领域的发展可谓是突飞猛进,用ASML总裁的话来说就是: “如果继续对中国进行技术封锁,要不了多久中国就能实现芯片自主化。”
在“中国芯”的研发道路上, 不仅光刻机被荷兰ASML垄断,制造芯片的核心材料也是时常遭受“断供威胁”。
芯片的研发制作必然离不开光刻,而在光刻的过程中, 光刻胶和光刻机都是其中必不可少的一员 ,光刻胶的精密度越大则生产出的芯片就越先进。
简单来说,如果没有好的光刻胶,即便我们有最先进的EUV光刻机也是形同虚设, 光刻胶是除了光刻机之外的第二大技术难题。
高精度光刻胶的生产技术牢牢掌握在日本手中,我国只能够生产出一些低精度的光刻胶, 高精度光刻胶的来源主要是进口 ,而据数据显示, 全球市场上高端光刻胶由90%以上是由日本和美国提供,我们也时常因此被“卡脖子”。
就是在西方强国技术封锁的情况下, 我国将光刻胶自主研发提上了日程 ,并在2019年建立光刻胶的生产基地,耗时两年后终于传来了好消息: 光刻胶已经自主研发成功 ,国产光刻胶迎来曙光,为国内半导体行业的发展带来了新的希望,一举摆脱“卡脖子”的窘境。
除了制造芯片的核心材料光刻胶得到突破以外 ,我国在芯片设备研发上也传来了利好消息 ,在全球各大芯片企业研发刻蚀机无法取得突破的同时, 我国的 中微半导体公司率先研制出了3nm刻蚀机 ,并且已经完成了原型机设计、测试工作,如此高精度的刻蚀机可以说在全球都是不可多得的存在。
有人看到这可能会有些迷茫, 刻蚀机的工作原理是什么?它突破有何意义?光刻机有何不同?
其实, 刻蚀机对于“中国芯”的研发来说,也是有着举足轻重的作用 ,刻蚀机和光刻机虽然仅仅一字之差,但是它们分别是芯片制造中两个关键流程所用到的设备。
总的来说, 光刻机就如同我们的车载导航,而刻蚀机则代表着我们的车辆 ,只要跟着导航走就能够安全到达指定地点。
随着3nm刻蚀机的问世,我国的国产芯片水平更上一层楼,同时 它的出现也让不少国人们看到了“中国芯”问世的希望。
但也有部分人表示, 有着高精度刻蚀机没有高精度光刻机,“中国芯”也难以得到实现 ,但事实真就是如此吗?
一直以来,光刻机都是生产高精度芯片的核心设备,而光刻机生产技术一直牢牢掌控在荷兰ASML公司手中,而ASML又因为与美国的协议无法对我国出口光刻机,导致我国半导体领域发展一直萎靡不振。
但是最近,我国最大的光刻机厂商上海微电子传来了好消息: 其公司自主研发的28纳米光刻机已经问世并且通过认证,预计在年底可以正式交付投入使用。
国产光刻机的问世也让许多人发出质疑, 国产光 科技 的工作效率和质量能和ASML公司的光刻机媲美吗?
值得一提的是, 上微电子所研发出的光刻机进度和ASML的DUV光刻机是一样的 ,而DUV光刻机在英特尔手中被用来制造出了10纳米芯片,台积电更是用DUV光刻机量产出了7纳米芯片。
这也就意味着, 我国只要时机成熟,完全可能由现如今的量产28纳米芯片技术跳跃到量产7纳米芯片技术。
除此之外,根据我国目前对于芯片的需求来看,28纳米的芯片已经能够满足大部分市场需求,而上 海微电子研发的这台28纳米光刻机更是让“中国芯”的实现更进一步。
如今看来,在 美国芯片禁令的影响 下,虽说 对于我国半导体事业虽说有一定影响 ,但与此同时 更加快了“中国芯”的发展进程 ,美国这一做法无疑是搬起石头砸自己的脚。
我国先后在 光刻胶、蚀刻机、光刻机 等领域取得突破,所以我国想要突破芯片国产化只是时间问题, 我国的半导体行业也正在飞速发展,等到我国打造出属于自己的芯片产业链,芯片禁令也将成为笑谈!
最后,对于美国在芯片上对我国进行打压的行为,你又有什么不同的看法呢?欢迎你们在评论区与零零柒进行探讨。
近日,半导体领域迎来重磅消息,南大光电的ArF光刻胶取得突破,国产光刻胶终于来了!
南大光电光刻胶突破
早在5月30日,南大光电就已经发布公告称,公司自主研发的ArF光刻胶产品通过客户认证,具备55nm工艺要求。
7月2日,有报道称,南大光电的ArF光刻胶产品目前已经拿到了小批量订单。
这都在表明,国产光刻胶终于不再受制于人,而是实现国产化了。
芯片在制造过程中,除了硅这种主要材料之外,一些辅助材料也至关重要,其中有一种名为光刻胶的材料,在芯片制造过程中必不可少,然而,这个材料却长期被日本垄断,中国也在这方面一直被卡脖子。
而最近传出的一个消息,对我国半导体的发展非常不利,日本对中国供应的光刻胶出现了“断供”的现象。美国召开G7峰会后,日本宣布光刻胶断供中国,日本信越化学等光刻胶企业开始限制供应ArF光刻胶产品。
断供光刻胶,对半导体行业的人而言并不陌生,2019年日韩贸易冲突白热化,日本就断供了光刻胶,导致当时全球最大的芯片厂商三星陷入了困境之中。
虽然韩国积极向日本低头求和并开展自救,但芯片生产依然受到巨大影响,间接推动了2020年的芯片短缺。
巧妇难为无米之炊,没有了光刻胶,对于中国的晶圆厂而言是巨大的打击,芯片生产将被迫停止!
好在,光刻胶的国产化进程并不慢,日企断供短短半年时间,南大光电就已经将国产光刻胶投入市场中了。
南大光电,成立于2000年12月,是以南京大学国家863计划研究成果作为技术支持的中国高纯金属有机化合物MO源的产业化基地。
1986年,863计划启动,在高济宇院士的支持和指导下,学者孙祥祯牵头进行MO源的技术攻关。MO源是一种禁运物资,更是生产化合物半导体的源头材料,对我国国防安全、高 科技 民族工业有重要意义。
历经重重困难,孙祥祯带领的课题组终于研制出了纯度大于5.5N的多个品种的MO源,全面向国内近20家研究单位供货,缓解了我国对MO源的急求。
这项工艺不仅促进了国防工业的发展,更为国内化合物半导体材料的发展奠定了原始的基础。
孙祥祯退休后,带领年轻人创立了南大光电,注册资本3770万元,生产拥有自主知识产权的高纯金属有机化合物,是国内唯一实现MO源产业化的企业,公司的技术主要来源便是南京大学863计划中的项目。
公司主要产品有三甲基镓,三甲基铟,三甲基铝,二茂镁等十几种MO源,在产品的合成、纯化、分析、封装、储运及安全操作等方面已达到国际先进水平,产品远销日本、韩国、欧洲市场,并占有大陆70%的市场份额。
作为国内唯一将半导体光学原材料实现量产的企业,南大光电对于光刻胶可以说十分熟悉,也是最有可能突破光刻胶技术的企业。
中国半导体在崛起
光刻胶到底是做什么用的呢?
芯片生产过程中,需要用光学材料将数以万计的电路刻在小小的7nm的芯片上,而这种辅助的光学材料,就是光刻胶。
在光刻胶领域,材料主要分为四种,分别为g线、i线、KrF、ArF光刻胶,半导体工艺越高,光刻机的精度越高,照射的光线频率越高,波长越短。
光刻胶的分辨率会随着光线频率的改变而不断变化,基本的演进路线是:g线(436nm) i线(365nm) KrF(248nm) ArF(193nm) F2(157nm) EUV(
其中,ArF光刻胶的制造难度是最高的,这也是14nm/7nm芯片制造过程中不可或缺的原材料。
芯片的工艺也分等级,平板电脑、 汽车 芯片等工艺水平并不高,这各等级的芯片中国已经实现了从光刻机到芯片的完全自主化生产。真正困难的在于7nm的芯片,也就是华为遭到断供的手机芯片。
这种工艺的手机芯片,不仅需要荷兰ASML先进的EVU光刻机来生产,更需要高端的光刻胶作为辅助材料,以及大量的芯片原材料,才能成功生产出华为手机所需要的芯片。
光刻机被美国和荷兰的公司垄断,现在EVU光刻机对中国处于断供状态,中芯国际花了12亿购买的EVU光刻机至今仍未到货;
芯片原材料,虽然国内已有部分原材料实现自主生产,但是硅片、光掩模、电子特气、抛光材料、溅射靶材、光刻胶以及湿电子化学品这其中原材料完全依赖进口。
在全球光刻胶市场,日本东京应化,JSR,住友化学,信越化学等企业,掌握了全球半导体光刻胶市场的90%左右份额,几乎是垄断的状态。
方正证券的报告显示,中国大陆企业在全球光刻胶领域占有率不到13%,在半导体光刻胶领域更是不足5%,完全被日本卡了脖子!
但是,进入2021年以后,中国半导体行业国产化的趋势越来越强!
首先是光刻机领域,上海微电子已经实现28nm光刻机的量产,预计2022年可以交付,这款光刻机的性能与荷兰ASML的DVU光刻机相似,可以生产14nm制程工艺的芯片。
另外,美国虽然断供了最先进的EVU光刻机,但是制程工艺相对较低的DVU光刻机却没有断供,而荷兰ASML也明确表态过,EVU光刻机也可以用于7nm工艺芯片,英特尔的10nm工艺、台积电第一个7nm芯片,都是用DVU光刻机实现。
这意味着,2022年,现有的光刻机技术或许能够提前量产华为所需的7nm芯片,打破美国封锁。
而生产7nm工艺芯片所需要的ArF光刻胶,在7月2日就已经有国外企业向南大光电订购了,这意味着半导体光刻胶原材料也实现了自主化。
另外,南大光电,容大感光、上海新阳等国内企业,也在持续研发高端光刻胶,争取在现有技术上进一步突破,追上日本的光刻胶技术。
剩下的6种完全依赖进口的原材料,国内的企业肯定也已经发现了商机,正在朝着国产化转变;最关键的两项技术突破后,中国实现手机芯片国产化的日子也就不远了。
空谈误国、实干兴邦,中国的半导体行业,正在默默地奋力追赶,一如这次南大光电突然给市场来个惊喜一样,未来还将会看到更多的一鸣惊人的突破。
中国半导体,正在以惊人的速度崛起!
作者 | 金莱
老美给华为等中企带来的芯片“卡脖子”之痛,让国内市场彻底认识到了掌握核心半导体技术的重要性,尤其是芯片制造这项短板,是最急需强化的领域。
而最拖国产芯片制造产业后腿的,无疑就是光刻设备了。因为全球能生产中高端光刻机的只有荷兰ASML,但它却因为《瓦森纳协定》而被老美限制对华自由出货。
不过,令人振奋的是,在中科院与国产设备企业的共同努力下,国产光刻机取得了实质性的进展,不仅突破了EUV三大核心技术,而且上海微电子的国产中端光刻设备也将在年底正式落地。这意味着,我们将很快实现7nm及以上所有工艺制程芯片的国产化。
但没想到的是,在我们即将赢下与美的 科技 博弈之时,日本却落井下石,日本信越化学公司做出决定,将断供中企的高端光刻胶材料。
虽然光刻胶在芯片产线上的技术占比不足1%,但却被称为造芯的“燃料”,与光刻机一样,都有着无可替代的作用。日本是全球最大的高端光刻胶生产地,市场占有率超过了90%。
很显然,光刻胶的突然断供,对正处爬坡阶段的“中国芯”造成了不小的影响,如果快速解决,必然会打乱国产芯片产业的发展规划。
令人振奋的是,在这关键时刻,国内材料巨头传出了好消息。
据媒体报道,在8月25日,晶瑞电材在投资者互动平台表示:公司的光刻胶产品已经完成升级,达到了国际中高级水准!
作为承接专项“i线光刻胶产品开发及产业化”项目的重点公司,晶瑞在光刻胶领域已摸爬滚打三十年,虽然日本一直封锁尖端光刻胶技术,但晶瑞凭借着不懈的研发努力,依然实现了稳步前行。
如今,在“中国芯”最需要助力的时刻,晶瑞不负众望地完成了任务。
晶瑞方面透露,自主研发的g/i线光刻胶已向中芯国际、合肥长鑫等半导体厂商供货,为芯片的国产化提供了巨大的助力。而且,自研的Krf(248nm深紫外)光刻胶完成了中级测试,现已进入了最后的客户测试阶段,量产在即。
除了晶瑞之外,南大光电自研的高端Arf光刻胶项目在前段时间也已正式落地,而且还打通了国内光刻胶市场。
综合来看,国产光刻胶市场生态虽然不如日本企业那么成熟,但却做到了全系突破,完全不用再依赖于进口,而且在国内芯片市场的内需刺激下,有机会在短时间内冲击日本光刻胶“霸主”的地位。
日本断供光刻胶或许是受到了某国的“指点”,妄图以此来遏制我国芯片产业的崛起。
但如今的结果显然是得不偿失,不仅加速了我国在光刻胶领域的研发进展,让我们一举摆脱了依赖;更重要的是,随着中国光刻胶材料技术的继续强化,物美价廉的中国产品,必然让日本光刻胶失去市场的唯一性,变得无人问津。
随着信息时代的快速发展,电子产品开始在人们的生活中起到举足轻重的作用。但是,无论是智能手机、电脑还是智能手表,都能以信息化的形式出现在人们面前,需要研发经费的支持。但是,就这样一个关键技术,我国的电子产品制造商都需要依靠进口,所以,在技术上受到限制的情况下,我国的高 科技 企业难免会遭遇困境。
5G技术使华为在世界上大放异彩,同时也使我们的国家在全球范围内摆脱了通信技术的落后状况。在5G建设、5G专利等方面,我国此时均处于世界领先地位,所以华为自然在这方面功不可没。除5G外,在5G取得突破的同一年,华为手机业务也超越了苹果,可谓双喜临门。
近两年来,美国随意压迫中国 科技 企业的手段越来越无耻,越来越露骨,中兴华为事件不断发生,为中国巨大的电子产业结构敲响警钟,掌握芯片技术迫在眉睫。因此在国家和各行各业的高度重视下,又在芯片研究与开发方面投入了大量人力、物力、财力,使得中国芯片频发捷报。
所以,华为能够在手机业务上反超苹果,靠的就是自己一手打造的芯片成绩。自970年代以来,华为手机的性能稳步提升,芯片的AI能力也可圈可点,这一点已成为公认的事实,但海思麒麟在性能上的提升却令人大吃一惊。但是,正如任正非当初预料的那样,在华为强大之后,有人“找上门”,对华为发起了一系列限制。
但是,由于 历史 的原因,我国半导体的发展相对落后,芯片严重依赖进口!比如华为,它的两个重要业务都受到美国芯片禁令的影响。它还显示了我国芯片的弱点,西方人以此为借口否定了我国的发展成果,开始发表无根据的发言和偏见!
正如ASML这个荷兰光刻机巨头曾经说过的,即使把图纸给你,中国也无法制造EUV光刻机!最近,有一个荷兰学者再次引爆了偏见,宣称不必提防中国,许多尖端 科技 与中国无关。
然而,正当国产芯片产业受光刻机等光刻技术制约之时,国内又传来了另一项技术的捷报,甚至这一消息的出现也有望让我国能够打破国外垄断,取代已有的光刻技术。最近,来自浙江西湖高等研究院的消息,曝光了堪比光刻的“冰刻工艺”。目前,世界上只有西湖大学和丹麦研究小组对“冰刻”技术进行了研究。
该小组将光刻胶换成了冰,给这层冰命名为“冰胶”,并将参与其中的电子束光刻技术命名为“冰刻”。通俗地说,冰雕技术就是将冰做成所需的结构和形状,然后用它来制作其它材料结构的模具。自2018年以来,西湖大学就已研制出一套“冰刻”系统,目前已有全新的“冰刻”2.0系统,已有集成化、自动化的微米冰刻系统雏形。
诚然,在看到国产光刻机强势亮相后,原本对中国实施技术封锁的荷兰ASML公司很少松口,将第一台高端芯片生产设备卖给中芯。此外,荷兰的ASML公司之所以选择妥协,是因为我国在 科技 领域形成质的飞跃,目前已经处于世界前列。如果荷兰的ASML公司不选择妥协,肯定会对其市场地位产生一定的影响。
你认为呢?