光刻机(Mask Aligner) 又名:掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等。常用的光刻机是掩膜对准光刻,所以叫 Mask Alignment System.
一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。
光刻机发出的光用于通过带有图形的光罩对涂有光刻胶的薄片曝光。光刻电阻的特性在看到光后会发生变化,从而使掩模中的图形可以复制到薄片上,使薄片具有电子电路图的功能。这是光刻的功能,类似于照相机摄影。相机拍摄的照片打印在底片上,而照片不被记录,而是电路图和其他电子元件。根据网上资料显示,一台光刻机一天大约可以有效制造600块左右,一年就可以制造差不多21.9万块芯片。
光刻机为什么会如此的重要?
目前,无论是手机芯片、汽车芯片还是其他领域,包括军事、航空航天等应用,芯片都离不开光刻。现在世界上的芯片仍然是硅基芯片。经过近半个世纪的发展,芯片的关键尺寸逐渐缩小,从最初的电子管到晶体管,再到集成电路的发明。目前,我们仅有的技术是光刻技术。因此,如果没有光刻机,芯片就无法正常制造,目前也没有替代光刻机的产品。
一台光刻机有多难造?
光刻机的制造难度非常大,可以说一台光刻机用到的零部件全是各个国家最先进的技术产品。那我们就拿EUV的光刻机举例,有几吨重的镜头,而且还要确保无杂质,拥有纳米级别的分辨率。如果镜头有任何缺陷都是不可接受的,而且镜头的曲率非常薄。第二个困难在于光源,这很难做到。还必须考虑通过每个镜头和光路的光的折射损失,并且可用于光刻的能量非常小。
中国能否自己造一台光刻机?
光刻机在全世界非常稀有,发达国家为了阻止中国发展,禁止出售光刻机到我们国家。但是,近几年我国的科学家和政府都在加大在光刻领域的研究,而且也取得了一些进展,也开始进行国产光刻机的制造。但是尽管我们国家这么努力,但对比asml的光刻机技术,可以说我们连门槛都还没有摸到。不过唯一值得庆幸的事是,国家已经注意到了光刻机的重要性,开始在资金,人才,政策方面给予了大力的扶持。我相信未来我国的光刻技术一定会实现弯道超车。
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℡☎联系: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。
随着芯片继续向着更小的特征尺寸发展,对产业界都提出了更高的要求,其中起到关键作用的就是光刻机,因为这台设备直接决定可以制造的芯片工艺。
目前来看,由ASML生产的EUV光刻机,得以让芯片制造商可以制造7纳米以下工艺的芯片,使得电子电路可以继续保持摩尔定律向前发展。
不过现在来看,EUV光刻机似乎正在被业界所抛弃,首先是就在近日,荷兰方面计划投资11亿欧元来发展光子电路,根据外媒报道,荷兰此举是为了抢占未来的半导体市场,打造下一个ASML。
无独有偶,近日外媒报道称,由德国却Q.ANT公司牵头,联合14家巨头成立了“PhoQuant”项目,目标就是研发光子芯片电路技术。
不得不说,这相当于承认,光子芯片开始逐步走向商用,并在一定程度和领域上替代电子电路,而且根据外媒报道,只要完成技术验证,就会向工业界输出,而光子芯片的制造,并不依赖ASML的EUV光刻机。
这是因为光子芯片与电子芯片有着本质上的不同,ASML的EUV光刻机,是通过减小晶体管的特征尺寸,来增加晶体管的数量,其运算依靠的是电子的迁移。
而光子芯片则不然,其运算是依靠的光波来作为数据运算的载体,所以基础逻辑就不i一样,这也是为什么光子芯片被称之为下一代半导体技术的重要原因。
不得不说,这正的是最戏剧性的一幕,因为电子芯片制造设备领域最强的ASML虽然在欧洲,但是欧洲现在却要抢占下一代技术来替代ASML。
但如果仔细分析,也就不难理解,虽然ASML是一家欧洲企业,但是其光刻机的生产制造,却并不能自己完全掌控,因为其大量的配件需要美国供应,事实上其EUV技术就是来自美国的支持。
不仅如此,尽管欧洲可以拥有最先进的EUV光刻机,但是却并没有领先的电子芯片制造技术。
相信大家也看到了,之前欧洲方面计划要重振芯片制造产业,结果只能邀请其像英特尔、台积电、三星等芯片代工厂来帮助。
但是无一例外的是,大家都提出了巨额的补贴要求,例如欧盟为了吸引英特尔在德国建厂,就给出了50亿欧元的补贴,要知道ASML为了研发EUV光刻机也才投资了60亿欧元。
这还不是全部,根据媒体报道,意大利也邀请英特尔来建厂,而给予的补贴已经不是一个确定数字,直接按照40%的比例进行补贴。
所以欧洲有ASML又如何,对重振自己的芯片产业并没有起到多大的助力,这也就可以理解,为何欧洲频频要发力光子芯片,而且这么急切。
而从更广的范围来看,欧洲不着急也不行了,因为全球都在发展光子芯片,例如我国中科鑫通公司,已经在筹建一条国际领先的光子芯片生产线。
所以短期来看,光子芯片会与电子芯片处于一个共存的状态,但是长期来看,光子芯片将会替代电子芯片,届时EUV光刻机就真的没用了。
因此外媒就表示,EUV光刻机要加紧出货了,这样ASML可以及时的回笼资金,研发自己可控的光子芯片制造设备,更早布局更早投入,才能更早的占领先机。
对此大家怎么看呢?欢迎发表您的评论。
如果说这两天有什么事让大家非常关注的话,那一定是华为被断供了。
延缓了120天之后,这一刻还是来临了,就像华为自己说的:我们没有二手准备,断供后我们"无芯可用"。
或许从这件事上,我认为这是一个非常值得国内企业警惕的事情,不管在国内还是国际市场上,只有一个躯壳的企业永远只能做投机取巧的事情,只有真正掌握核心技术的企业,才是国家的未来。
那么,华为断供,一切都到终点了吗?
(一)
我们先来说说,到底华为的手机芯片被断供影响大不大?
回答是:大,非常大。但是在长远来看,利大于弊。
首先我们来说说目前华为手机用的麒麟芯片。
我们现在经常听到5nm,7nm,14nm芯片,这个到底是怎么回事呢?
我们知道,在手机里面,有一颗类似人的大脑的东西,负责手机的运行和数据处理,这个东西,就是芯片。而我们说的5nm芯片和14nm芯片,实际上说白了,就是一个脑容量大小的问题。
5nm芯片,用简单点的话说,就是在的一个脑容量里面,能够塞下几十亿个细胞,这个细胞也就是芯片的主要构成:晶片;而如果换成了14nm的芯片,那么在同样的这个脑容量里面,可能只能塞下记忆个细胞。而当你脑容量一定的条件下,当然是能够塞进更多的细胞,那脑袋处理问题的能力和水平肯定就能更快更强。
所以,我们说的什么5nm、7nm的差距实际上就是这样的一个差距。
而了解了芯片工艺上的差距,我们再回过头来看看华为如果5nm的麒麟芯片如果被断供了,要怎么办?
第一,用14nm芯片,这个比如说中芯国际能够生产;
第二,用工艺差一些的完全国产芯片代替,比如国产的28nm芯片。
(二)
我们先来说一点的可行性。
如果你接触过设计行业,你应该就会知道,做一张图,一定离不开一个制图软件,而目前我们用的一些制图软件,基本上都是美国产品,比如说Adobe全家桶,就属于美国跨国企业的产品。
同样,在芯片这上面也是一样的,要制造目前14nm芯片及更先进的话,基本上用到的软件都是来自于美国技术。
而我们知道,前不久美国那边发布了一个消息:
也就是说,如果使用美国技术达到了10%,美国那边可能会制裁你。这种制裁包括了限制技术、冻结资金等,对于一家大企业来说,是很致命的打击,所以到时候很可能会让中芯国际也面临巨大的风险。而我前面说了,目前中芯国际方面,别说10%美国技术,生产这块的软件都是美国货,所以如果一意孤行,被制裁那是板上钉钉的事。那么最后的结果,就是和华为一起跳入了火坑。
所以,第一点不行。
然后,我们说第二个可能性:用国货。
目前,我国芯片在设计上已经处于国际领先定位,现在差的就是制造。而制造这个东西,相比大家都听过,需要一个东西:光刻机。
目前世界上最先进的光刻机实际上只有荷兰能够组装生产,而荷兰实际上组装生产也拥有美国的技术参与;我们自己目前能够生产的光刻机,达不到现在5nm、7nm的精度,目前工艺只能到28nm。
那么也就是说,如果用国产的来代替的话,对华为手机的运行上面肯定会受到一点影响。
但是我们这样做就有了一个0到1的开始!
什么意思呢?
我们知道,在芯片市场行业里面,非常依赖市场供血,也就是说生产的芯片被用了,回来了钱用来升级生产线,然后再生产更先进的芯片。
为何国内以前的光刻机一直发展不起来?因为有更先进的国外光刻机被用,国外先进的占领了国内的市场,导致了国内光刻机即时生产出来,因为工艺问题,所以被市场打压。
而现在美国做了技术限制,那么我们就可以趁着这个机会,大力发展我国自己的光刻机,用自己的光刻机做出来芯片给手机先用着,然后市场回血后再一步一步升级工艺!
虽然在这当中,华为会损失一部分市场,会被不争气的中兴、虎视眈眈的苹果、同样竞争对手的三星蚕食,但是只要顶住了这一波压力,未来华为的市场,一定会再度爆发!
所以我说,这也是一个机遇!
(三)
当然,这里面不是贬低国内其他手机品牌,我这里只是想说一句:团结起来,同仇敌忾。
其他手机品牌如果想未来活的更滋润,不受制于人,我认为眼下是合作的好时机,当然如果有一些企业要落井下石,那也没法,只是要对得起生养自己的土地。
而未来,我相信华为不仅仅是会局限在现在的这种光刻芯片上,就像我们曾经没有想到过的:打败了康师傅方便面的不是统一方便面,而是外卖!
未来的光刻机市场,可能打败现在的光刻芯片的不一定是更先进工艺的光刻机,有可能是完全另外的高新材料替代品,比如说:碳基芯片。
而在我们这个国家里面,正因为有最好的制度优势,有能够团结一切力量办大事的能力和效率,让我们这个国家、民族,始终保持强大的动力。
复兴的路上,不会一帆风顺,但是我们每个人都可以出点力,让这艘大船更稳一点!
加油!奥利给!
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