在人类迈入高 科技 时代之后,芯片这个小小的元件地位水涨船高,小到一部手机,大到一个机器人,都需要芯片的支持才能正常工作,芯片水平的强弱直接影响着 科技 产业的兴衰。
这种元件虽然体积小,但内部结构复杂多变,其制作工艺、芯片设计都蕴含着极高的 科技 水准,没有系统的学习过这一领域的专业知识,想要涉足几乎不可能。除此之外想要制造出芯片,还有一个绕不过的难题,那就是光刻机。新来的朋友们记得点个关注,方便浏览往期视频和文章,又可接收最新消息。
一、拜登限制荷兰向中国出口光刻机
光刻机是制造芯片的核心装备,它采用的技术类似于照片冲印,能够把模板上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。虽然看起来光刻机的技术并不复杂,但因为性质特殊,对精度要求极高,其中所蕴含的 科技 水平之高,在世界范围内也仅有数家公司能够制造。
光刻机分为两种,分别是DUV光刻机和EUV光刻机。其中DUV代表着深紫外线,而EUV代表着极深紫外线,虽然仅有一字之差,但EUV光刻机在精度方面几乎碾压DUV光刻机.而光刻机精度越高,能够生产出的芯片纳米尺寸也就更小,功能也就更加强大。目前来说,世界上小于5纳米的芯片晶圆,只能通过EUV光刻机生产。
一台EUV光刻机,单单是组成零件便达到10万多颗,其中极紫外线光源生产自美国,机械部分来源于工作一丝不苟的德国,核心轴承产自瑞典,所用到的光学设备主要由日本提供,生产所用的阀门来自法国,而核心技术则掌握在荷兰的阿麦斯公司手中。
从中不难看出一台光刻机,集结了众多国家的最顶尖 科技 .而它在价格方面也十分昂贵,通常在3,000万美元至5亿美元不等。并且,目前来说,世界上只有荷兰的阿麦斯公司可以制造EUV光刻机。
不过虽然光刻机具有极高的技术含量,但其本质也仅仅是一件商品,并不能同时拥有价值与使用价值,作为商品,被用来交易便是他的宿命。早在2018年4月,我国的中芯国际便向该公司下单了一台EUV光刻机,这台光刻机最终的成交价格已经达到1.2亿美元。但巧合的是,就在阿麦斯公司已经将这台光刻机组装完毕,马上就可以交货的关键时期,工厂内却突发火灾,至今原因不明。
不过在2021年7月18日,美国总统拜登对外宣称出于美国的国家安全考虑,要求荷兰限制向中国出售光刻机。抛开其他方面不谈,单单限制商品的流通这一点,便不符合人类 社会 发展的规律,属于倒行逆施的行为。但是,在美国下达禁令之后,荷兰迫于国际压力,不得已之下,扣留了对中国的出口许可。
这样的举动,无疑会让中国与荷兰的外交关系陷入较为紧张的局面,但是,透过现象看本质,此件事情主要还是因为这段时间中国在多领域,尤其是武器领域发展迅速,使得美国拥有了危机感,不得已之下,他们只能通过极端手段遏制打压中国 科技 产业,而荷兰只是受了胁迫而已,这件事情不会对中国与荷兰的关系产生较大影响。
早在特朗普当政时期,为了阻碍中国在高 科技 领域的进一步发展,便开始限制对中国的技术出口,我们所熟知的华为公司正是遇到了核心技术卡脖子的问题,才导致如今陷入无芯可用的尴尬局面。实际上以华为内部的研发团队,完全能够满足芯片的设计要求,但是设计出芯片之后,华为公司却没有与之相匹配的能力将其制造出来,这一问题归根结底,还是光刻机闹得。
二、好消息频出,国产光刻机核心问题有望解决
在拜登政府上台之后,一改特朗普执政时期的作风,在伊核问题、退群问题上,都和特朗普的执政方针完全不同,但令人没有想到的是,对于中国 科技 方面,拜登却选择了支持特朗普的政策,持续对我国相关企业进行打压。
在拜登入主白宫还不到一个月的时候,他便派出了国家安全顾问杰克沙利文前往荷兰进行交涉,其目的就是为了限制阿麦斯和中国的合作。除了正常的外交谈判之外,美国方面甚至对荷兰进行威胁,声称如果美国不给阿迈斯提供制造光刻机的零件,整个阿麦斯公司的设备就无法运转。除此之外,拜登甚至还想要控制比利时微电子研究中心,以此来阻止中国的发展,好在他的目的没有达成,不然实在的局面必定会更加紧张。
但是对于美国的所作所为,阿麦斯的首席执行官温宁克却做出预言,他表示出口管制固然在短期内会限制中国的发展,但从长远角度出发必定会起到反作用。
自强不息,一直是中华民族最宝贵的特质之一。在建国初期,我们一穷二白,面对西方的技术封锁,中华民族在 探索 之中砥砺前行,在原子弹、核潜艇、卫星等方面,中国比西方世界慢了不知道多少年,但我们却用自己的努力与汗水将这个是差距一点一点的缩短,甚至完成反超,这种力量与信念足以令世界人民震惊!如今我国在光刻机领域遭受的困境与当年如出一辙,先辈们能做到的事,今天的中国人同样能够做到。
从经济学角度出发,市场决定生产,中国拥有14亿人口,毫无疑问中国是全球最大的芯片应用市场,中国每年进口芯片的花费高达数千亿元,芯片行业的蓬勃发展,也代表着中国的光刻机市场,同样拥有广大的前景。虽说阿斯麦在光刻机领域的地位堪比垄断,失去了中国市场对阿麦斯来说也是一个巨大的打击。
并且严格意义上来说,中国早就已经突破了光刻机技术,只是现阶段我国研制的光刻机技术仅仅只达到了中高端水平,面对DUV及以下级别的光刻机我国具有一定的生产能力,但是在高精度光刻机领域,我国依旧是一片空白。不过,如今我国的最高学府,清华大学正在深入研究EUV光源问题,研究出的SSMB光源的潜在应用之一,便是作为为EUV光刻机的光源,一旦这一展望能够实现,便意味着我国有望解决自主研发光刻机之中最核心的光源问题。
除了在核心问题上取得突破外,这段时间国产光刻机制造领域更是好消息频出。前段时间上海微电子装备有限公司对外宣称,预计在2021年底或2022年初实现28纳米精度的光刻机的量产。在国际方面,中国也着眼于国际光刻机制造领域,在力争跟紧国际研究的同时,研究面向后摩尔时代的集成电路的颠覆性技术,简单的来说就是在现有技术的基础上着眼于未来,走出一条属于中国人自己的道路,力争弯道超车。
三、五年内国产光刻机产业有望发展成型
早在美国对中国实行技术封锁之时,便有专家进行预测,中国在5年内便能实现光刻机核心技术国产化,这预测如今看来,虽然有些难度,但也并非完全不可能实现。总的来看中国拥有全球最大的市场,在核心技术方面也不断取得突破,在5年内实现最顶端的光刻机技术完全国产化可能并不现实,但如果只是中高端机型实现大规模量产,这一点并不难做到。
我国在《中国制造2025》中明确要求,在2025年之前,我国必须完成20~14纳米工艺设备国产化率达到30%的目标,并实现沉浸式光刻机国产化。从这份计划中不难看出,中国已经加大了在光刻机领域的研发。而中国人一向言出必行,只要下达计划,完成只是时间问题。
目前来说,在工业领域用处最大的光刻机主要体现在10~50纳米,其中40~50纳米级别的芯片,在市场中占据的份额更是十分惊人,虽然在精密元件之中,需要用到10纳米以下精度的光刻机,但毕竟是少数。以目前的需求来看,我国在5年内满足国产光刻机的大部分需求并不成问题。
但只有彻底攻克核心技术,才能实现我国在手机芯片等领域不在受制于人的局面,这一局面一旦形成便代表着我国彻底打破了用芯难的魔咒,届时中国的核心 科技 产业必将能够更上一层楼。
相信很多人都知道,华为被芯片禁令限制了进一步的发展,但这个限制也仅仅是在制造端,而不是设计端。此前华为任正非就曾表示,所谓封锁也只是封锁了制造芯片的光刻机等设备,而并不能阻碍中国自主研发设计芯片的发展。这意味着,华为是有能力设计出全球最顶尖的芯片,而仅仅是受制于制造端。
杀不死我的必将使我更加强大,就在芯片禁令生效之后,华为内部甚至中国企业,纷纷都开始重新认识自主研发 科技 的重要性。将重要的 科技 掌握在自我手中,不用再受制于人,是每一个出海的中国企业必须面临的问题。与此同时,也开始投入重金在半导体 科技 领域。
这次卡脖子的光刻机技术,是重中之重。不过国外的各种公司却依然投来了鄙视的目光,认为光靠中国自主技术去研发,根本不可能设计出自研芯片。随着国外势力的这种冷嘲热讽,中国各高等院校开始加入了这一场反击战。
让技术的回归技术,光刻机在内部结构中,最主要的三个部件就是光源、光学镜头,以及双工件台系统了。
最近一段时间,年初开始进行光刻机研究的清华科研队伍,终于取得了新的突破。唐传祥带领的科研团队,通过新的验证方式,获得了一种新型加速粒子,命名为稳态微聚束。而它最重要的波长对应的波段,刚好是EUV光刻机所需要的核心光源技术。
这一消息被证实后,许多国外的光刻机设备工程师都不由地赞叹,该来的还是来了。这一步骤的完成,将预示着中国自造的光刻机研发成果,已经进入了新的里程碑。
这个消息也让很多关心中国光刻机进展的朋友们,大为惊讶。也发出了另一种赞叹的声音,有可能中国将在未来几年之内获得更快速的进展,包括了目前难以攻克的光刻机设备。不过来自国内的声音,清华大学科研的成功,预示着光刻机高精尖技术的加速,可能真的用不了几年就能收获更大的惊喜。
果不其然,据最新媒体的报道显示,清华科研团队参与的项目中,华卓精科研发的成果方面,本身产品的应用精度已经达到了世界先进水平,1.8nm的参数足以媲美当今先进的光刻机标准。
而我们知道,双工件是ASML这家机构最看重的技术。ASML不用多解释,作为世界最先进的 光刻机设备制造商,实力非常雄厚。这次清华团队的研究成果能够匹配ASML的1.8nm水平,就已经说明了我国的实力,毕竟连日本的尼康等公司,都没有能够做到1.8nm的水平。
这个结果足以打脸国外之前那些媒体,另外除了我国的高等院校参与之外。目前,中科院的高能辐射光源设备,也已经能够用0.1nm镀膜的参数,全力投入使用。
至此目前EUV光刻机所需的三大件均已完成里程碑的突破,这标志着量变终于引起了质变。国内的中科院教授同样发出这样的感叹,有这样的进度和人才储备,未来3年之内完成光刻机的初步模型,指日可待。
而国外ASML一直以来唱衰中国自研科学实力的做法,其实也很容易理解。一来是各国所处的角度不同,二来是很担心中国来冲击到它的世界光刻机的地位。
打铁还需自身硬,中国自研 科技 实力一步一步增强,也让竞争对手们胆寒。 科技 的博弈是未来的主旋律,不断增强人才储备和技术科研成果的更新,才能够不落后。核心技术就要掌握在自己手中,中国芯势必会走出一条自己的康庄大道。
导读:78亿!终于要有光刻机了?被美国打压2年,为何突然开绿灯?
自从华为公司被打压以后,就让我们认识到了国产 科技 企业在半导体芯片领域发展的不足,虽然说华为海思半导体经过不断的努力,成功地跻身为全球排名前10的芯片设计企业行列之中,但是我们在芯片的生产领域却没有太大的突破,因为缺乏先进的光刻机,所以我们始终都无法生产出先进的半导体芯片,所以在台积电不给华为代工芯片以后,华为的海思麒麟芯片就成为了绝唱!
在目前的碳基芯片领域,光刻机无疑是至关重要的,虽然说一块芯片看起来只有指甲盖大小,但是在芯片的内部却集成了数亿根晶体管,想要完成这样的工作,也只有最先进的光刻机才能做到;而在光刻机领域,全球最先进的光刻机几乎都被ASML公司一家所垄断,像台积电、三星的先进EUV光刻机都是来自于ASML公司,因为产量有限,所以ASML公司的光刻机也一直都是供不应求的,有钱也不一定能买到!
此前,国内的 科技 企业就曾多次向ASML表达了想要购买光刻机的意愿,但是由于种种原因的限制,我们却始终都没能如愿;近日,国内的芯片巨头企业中芯国际传来了好消息;据悉中芯国际已经和ASML公司签订了一份高达12亿美元(约合78亿元)的采购合同,按照合同内容中芯国际将可以从ASML公司手中购买到光刻机。这也就意味着,我们终于要有光刻机了,这对于国产芯片产业的发展来说,无疑具有极大的促进作用!
要知道,此前在光刻机领域,国内的 科技 企业一直都被美国打压,现在被打压了2年多的时间,为何却突然会被开绿灯呢?实际上,这一次中芯国际和ASML公司所达成的采购合同,仅仅只能采购14nm以上的光刻机,而最先进的生产7nm工艺以下的EUV光刻机则并不在采购行列之中,所以中芯国际虽然有了ASML的光刻机,但是却无法拥有最先进的光刻机,所以中芯国际依然是被“卡着脖子”在发展!
想要生产7nm以下的芯片,那么就必须要有ASML公司的EUV光刻机才行,尽管说一台EUV光刻机的售价高达1.2亿美元,但是这一光刻机的产能依然有限,而且在种种条件的限制下,我们就算是给钱也无法买到;不过,对于中芯国际来说,就算是没有EUV光刻机,能卖到ASML公司生产的DUV光刻机也是不错的,这一光刻机可以生产14nm工艺,乃至28nm工艺的芯片,而这些芯片才是目前芯片市场上最紧缺的产品,有了光刻机以后,中芯国际就能扩大自己的产能了!
值得一提的是,目前全球的芯片供应都十分的紧缺,除了手机领域以外,还有 汽车 、通信等领域都出现了芯片短缺的情况,而这一切都是因为当初打压华为所造成的连锁反应,所以这时候开绿灯,也是为了暂时解决全球半导体芯片市场上所出现的短缺危机,看似是好心,但其实只是为了自己的利益而做出的改变而已,中国芯片想要在全球芯片市场上立足,我们只有研发出属于我们自己的高端光刻机和芯片才行,接下来,国产 科技 企业并不能有丝毫的松懈,只有努力的研发,国产芯片才有出路,不知道对此你是怎么看的呢?
近期,推动芯片国产化已经刻不容缓。而在芯片生产中,光刻机则成为目前最需要攻克的难题。因此,中科院已经宣布,将把光刻机列入其科研清单中,而包括华为在内的高 科技 企业也已启动了替代计划,准备在包括光刻机在内的核心技术领域采取“突围”行动。
而在华为等企业都决定着手攻破芯片制造核心技术的关键时刻,美国2大芯片巨头却先后宣布,已经获得了美国的供货许可。继上周美国芯片巨头AMD宣布被允许继续供货的许可之后,本周一(9月21日)晚上,另一美国芯片巨头英特尔也表示,已经获得供应许可。
据中国证券报周一(9月21日)报道,国内周一有消息称, 英特尔已经获得美国的供货许可。中证报向英特尔求证后,该消息得到英特尔的证实。据悉,英特尔是最早拿到许可的企业之一。
不过,华为对这一消息的回应却有点出人意料。 华为随后表示,早在去年年底,英特尔就已经拿到了供货许可,而那批许可并不受美国今年2次调整行动的影响 。那么,AMD和英特尔都能拿到许可,那三星和台积电等企业又是否有望恢复供应呢?
答案可能并不乐观。据悉,AMD和英特尔跟华为的合作大部分都在PC芯片上,而在PC行业中,AMD和英特尔都牢牢占据主导地位,就算华为笔记本在该行业的市场份额不断攀升,短期内也不会危及其地位,因此美国才愿意让其继续供应。
相比之下, 如今华为已经超过苹果和三星,成为全球最大的手机供货商;同时,华为在全球5G设备的市场份额也已达到全球第一,因此,美国可能不会轻易同意在这些领域恢复供应。
对于中企来说,不管美国是否同意恢复供应,在核心技术、关键材料和专利技术等领域的攻关,让 科技 企业不再因专利技术和制造能力瓶颈而受困,可能才是当下最为重要的事情。
文 | 陆烁宜 题 | 黄紫镓 图 | 饶建宁 审 | 黄紫镓
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。