1、光刻机(Mask Aligner) 又名:掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等,是制造芯片的核心装备。它采用类似照片冲印的技术,把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。
2、生产集成电路的简要步骤:利用模版去除晶圆表面的保护膜。将晶圆浸泡在腐化剂中,失去保护膜的部分被腐蚀掉后形成电路。用纯水洗净残留在晶圆表面的杂质。
蚀刻机和光刻机其实就是完全不同的两种设备,不论从功能还是结构上来说都是天差地别,光刻机是整个芯片制造过程中最为核心的设备,芯片的制程是由光刻机决定的,而不是蚀刻机。具体如下:
1、工作原理
如果把制造芯片比喻成盖房子,那么光刻机的作用就是把房子的结构标注在地上。刻蚀机就是在光刻完成以后才登场的设备,也是光刻完成以后最为重要的设备之一。刻蚀机最主要的作用就是按照光刻机已经标注好的线去做基础建设,把不需要的地方给清除掉,只留下光刻过程中标注好的线路。
光刻机相当于画匠,刻蚀机是雕工。前者投影在硅片上一张精细的电路图(就像照相机让胶卷感光),后者按这张图去刻线(就像刻印章一样,腐蚀和去除不需要的部分)。
2、结构
光刻机的最主要的核心技术就是光源和光路,其光源和光路的主要组成部分有四个,光源、曝光、检测、和其他高精密机械组成。对比之下,蚀刻机的结构组成就要简单很多,主要是等离子体射频源、反应腔室和真空气路等组成。
3、售价
ASML的EUV光刻机单台售价很高,蚀刻机的售价要低很多了。
4、工艺
刻蚀机是将硅片上多余的部分腐蚀掉,光刻机是将图形刻到硅片上。
5、难度
光刻机的难度和精度大于刻蚀机。
10月4日晚,芯片制造商中芯国际(00981.HK)在港交所公告确认,已受到美国出口管制。9日,中芯国际宣布称,基于部分自美国出口的设备、配件及原材料供货期会延长或有不准确性,公司正在评估该出口限制对本公司生产经营活动的影响,或造成重要不利影响。
此次,美国选择对中芯国际进行“进出口管制”的限制,也是为了对我国芯片制造领域进行压制。
目前全球半导体设备领域,美日两国垄断了全球80%左右的市场份额,其中美国占全球50%的市场,日本占30%,且在先进工艺上没有替代品,荷兰的ASML(镜头来自德国)基本受控于美国指令,因此相当于美国把光刻机这一块给控制了。
中芯国际是中国内地规模最大、技术最先进的集成电路芯片制造企业,提供 0.35微米到14纳米制程工艺设计和制造服务,其中最重要的就是光刻机。
作为芯片制造的核心设备——光刻机是关键核心技术。光刻机对机械精度要求非常高,光刻机中心的镜头由很多镜片串联组成,一块镜片要数万美元,镜片的抛光工作其技术积淀需要几十年甚至上百年,所以对于起步较晚的我国来说,发展自己的光刻机技术可谓一场攻坚战。
所以如果中芯国际被美国“限制”,其他芯片制造企业再“断供”的话,对于国内很多电子设备制造企业来说,将会彻底处于受制于人的被动状态。
所幸,目前我国已经在努力冲破其他国家的封锁和遏制,最好光刻机的公司每年也都会新增数百项的专利。
有报道称,而为了应对当前的不利形势,中芯国际在几个月前就从日本等国家采购了大批的关键设备和零部件,能够保证在一段时间内业务可以持续开展,避免出现断供。同时,中芯国际也已经计划在2020年内建设一条可生产40nm芯片的生产线,3年内完成28nm生产线的建设,以完全削弱对国外技术的依赖。
对于我国光刻机技术的发展,刚刚结束的“第三届半导体才智大会”上,新落成的中国第一家“芯片大学”——南京集成电路大学,也对我国未来芯片事业的发展才提供关键利好。这也是自美国对华为等公司进行芯片限制后的1年多时间以来,我国在 科技 领域及半导体领域的大进展。
如果说“限制”华为是美国政府对中国 科技 产业打压的开始,那么刚刚又宣布对中芯国际的“禁令”,或是美国“绞杀”中国半导体产业链的开始。因此,对于我国高 科技 企业而言,要尽快推进自主研发的能力,避免接下来更多中国半导体产业链企业被打击。
3D是从维数上面说的,2.5D是从屏幕大小上面讲的。2D是采用比普通屏幕稍大一些的屏幕(Wall-To-Wall Screen),是一种新型的观影体验。光刻机(lithography)又名:掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等,是制造芯片的核心装备。它采用类似照片冲印的技术,把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。
芯片制造分为五个步骤。一,把二氧化硅即沙子转化为多晶硅。二,把多晶硅提炼成单晶硅,再把单晶硅切成一个个圆盘,即晶圆。三,在晶圆上制造各种器件。四,封装。五,测试。最后两步也往往被统称为封测。这五个步骤没有一步是容易的,而最难的还是第三步,即把电路在晶圆上制造出来。这一步的核心技术就是光刻,我们平常说的光刻机指的就是这一步用的,ASML垄断高端市场的那种。而第四步封装也会用到光刻机,但技术含量、难度和价格就远不如前面那种了。
近两年用一句话来形容华为,那就是“太难了!“在华为被列入实体清单后,华为操作系统、芯片业务首当其冲!谷歌在第一时间中断了对华为的安卓授权,导致华为海外消费业务受到了很大程度上的影响,之后高通、美光、英飞凌、台积电纷纷中断了华为的芯片业务,这让华为陷入到了“芯片危机”,新一代旗舰机P50迟迟不能发布。
不过,当我们为华为鸣不平的同时,我们也看到了华为为恢复手机业务所作出的努力,比如鸿蒙的发布,对于华为来说可谓是“十面封锁”中的一道亮光。根据安兔兔提供的恢复率测试,鸿蒙的文件读取速度等数据显示,不管是在体验方面还是在性能方面,鸿蒙都不输IOS和安卓,根据***报道,鸿蒙已经拥有1000多家硬件厂家接入,300多家服务商适配,与此同时,国内一些大学已经开设了鸿蒙系统的课程。
所以,对于华为来说,影响华为手机出货量的因素,基本只剩下了芯片问题。然而,想要在实体清单下解决芯片问题,就必须解决自研光刻机的问题。在美国对华为芯片动手后,华为作出了决定,宣布全面扎根半导体,从其他企业挖人才、与高校联合,到全球招聘光刻机人才,华为一直在为解决光刻机、芯片供应链去美化而努力。
但制造光刻机并不是一件简单的事情,一台光刻机重达几十吨,零件十多万个,即便是光刻机巨头ASML,其光刻机供应商也有5000多家,并且ASML曾公开表示,即便将图纸公开,他人也无法制造出来。可见光刻机制造难度之大,即便是国产光刻机龙头的上海微电子,先能实现量产的也只是90nm的精度。
为此,华为作出了一项重要决定!近日,华为正式宣布,旗下哈勃公司投资了一家高端分子激光技术厂商,北京科益虹源光电技术有限公司,并且成为了这家公司的第七大股东,持股4.76%,提到科益虹源,想必大家都比较陌生,但做出的成就却非常的高调。
科益虹源是2016年中科院微电子所、国科科仪等共同出资成立的企业,成立一年多的时间,其自主研发的高端准分子激光器就实现了顺利出货,并打破了国外厂商的长期垄断,这也是中国唯一在高端分子激光技术研究和产品化的企业,也是世界第三家。
如果将光刻机比作医生,那光源就是医生手中的手术刀,这是光刻机的核心技术,上海微电子即将落地的28nm精度的光刻机(能量产7nm工艺芯片),就是采用的科益虹源的光源系统。而华为能成为科益虹源的股东,不难看出华为又掌握一项光刻机核心技术,后续光刻机的自研也将会顺利很多,而华为跑步进场,被卡脖子的芯片问题也迎来了转机!
与此同时,华为已经在光芯片领域有了不错的进展,比如华为“光计算芯片、系统及数据处理技术”专利的曝光,华为武汉光芯片工厂的竣工,加上华为在光刻机领域的“跑步进场”,高端芯片制造必然会加速实现国产化,这也让我们明白了一个道理,美国的 科技 霸凌并不能实现永久的利益,发展 科技 才是正道!