如果中国举全国力量研发芯片和研制光刻机,也需要10-20年左右。
在中国芯片制造被漂亮国“卡脖子”的时候,ASML总裁Peter Wennink曾经在一次科技会议上明确表示,“高端的EUV光刻机永远不可能(被中国)模仿。”虽然说,皮特老板的话听起来不太顺耳,甚至有些打击我们的积极性和自信心,但是不得不说,人家能说出这一番话来,肯定是有人家的底气的。
ASML的皮特老板还说:“因为我们是系统集成商,我们将数百家公司的技术整合在一起,为客户服务。这种机器有80000个零件,其中许多零件非常复杂。”据他介绍,许多企业专门为光刻机生产诸如镜头、反光镜和其他光学部件,目前为止,世界上的任何公司都不可能轻易地模仿制造。
实际上,许多网友对此言论是有些不屑一顾的,他们似乎觉得生产光刻机其实并不难,只要中国拿出当年自力更生地研发制造“两弹一星”的精神和意志来,那么,哪怕四处碰壁、困难重重,也一定能得偿所愿地制造出中国自主知识产权的光刻机来。
但是这样的说法,显然太过主观臆断。
无论如何,想要造出高精度、高可靠和高品质的光刻机,都不是一件容易的事。
就拿ASML公司来说,虽然是荷兰公司,但是背后却是美国资本的掌控。在全部数万个零部件中,有许多关键部件,都是来自美国和日本的高科技公司。而美国科技的领先,一方面是在大量资本投入下设计研发的先进,另一方面更是世界各国科技人才的趋之若鹜。
有财富、有资本,又有人才,点满了“科技树”的美国科技,自然在光刻机和芯片领域一往无前。
纵观短短几十年的芯片技术发展史,荷兰的ASML公司坚持技术整合,迎合客户需求,抓住了电脑、手机和数码产品水涨船高、突飞猛进的历史机遇,堪称是美日两国在半导体科技领域相互竞争的“幸运儿”。
就咱们国内的半导体行业来说,上海℡☎联系:电子的光刻机在2019年以前保持在90纳米左右,已经是国产光刻机的最高水平,但是在“卡脖子”事件之后,国产芯片制造产业显然得到了迅猛发展。据悉,上海℡☎联系:电子在两年内已经率先研发出28nm光刻机的先进技术,并有望尽快向企业交付。而中科院光电所已经研发出光刻分辨率达22nm的技术,但是研究归研究,想要量产出来,成千上万零部件的设计研发、制造整合,都会是层出不穷的大问题。
不管怎么说,上海℡☎联系:电子和中科院光电所能够研发出成熟可行的光刻机技术,值得我们每一个中国人庆贺,但是我们也要看到,国内光刻机和荷兰ASML光刻机,仍然有设计研发、零部件整合与制造工艺方面的巨大差距,而西方国家深耕细作几十年的技术壁垒和鸿沟,我们想要在两三年内寻求突破,无疑是比较困难的。
虽然说,研发国产芯片和研制国产光刻机是摆在华为“打工人”和我们每个中国人面前的“当务之急”,但是正所谓“欲速则不达”,在当前的形势下,我们既需要快马加鞭地加速追赶速度,也需要统筹兼顾国内半导体行业的发展现状。
或许等到某一天,咱们中国人就是“专治各种不服”,成功地凭借着顽强不屈的精气神和举国之力的众志成城,研发出了高精度光刻机,到那时候我们也必须牢记:再先进的光刻机,也是用来脚踏实地生产芯片,完善和改进我国的半导体产业链的,而不是摆出来“论功行赏”,给脸上“贴金”的。
因此,正常来说,就算是中国举全国力量研发芯片和研制光刻机,也需要10-20年左右。
如果心急火燎,抡圆了胳膊,一窝蜂地“大干快上”,很容易忽略科技发展的正常规律,反而会造成各种意想不到的问题。
但是就我个人来说,我当然希望光刻机的研发制造越快越好!
独立研发光刻机对我国意味着科技上打破西方国家的垄断,改变中国高新技术被国外封锁的局面,同时可以推动国家自主芯片的研发进展。
目前世界上光刻机研发,由荷兰、美国、日本这三个国家掌握技术,根本不会对外开放也不会对外公布,导致中国一直在这方面有严重的制约。尤其是2020年全球疫情影响,每个国家都不同程度地出现芯片短缺的问题,尤其是中国对于芯片的需求量一直是居高不下,国外利用中国在技术上的短板,在中国市场上赚走了很多利润。
外国公司在技术垄断的同时还在打压中国高新技术公司的成长,导致很多公司由于没有核心技术濒临崩溃的边缘,因此国家为了改变技术上的格局,也是打破国外的技术封锁,因此才会启动独立研发光刻机项目。
根据专家推测,中国现在光刻机技术和世界顶级水平依然有20年的差距,可以说差距还是比较大的,但是国家已经启动相关的研究工作,相信在所有人的努力下,终有一天会打破技术封锁。
研发光刻机有哪几点难度?
第一:思想难度。
在中国有相当一部分人有这样的一种思维方式,自己研究不如花钱去买,如果买不来就花钱去租,能把成本降低到最低生产出来的产品才是最好的,虽然这种思想没有错误,但是利润已经被大大降低,而且很多时候自己没有控制权也没有决定权,因此研发光刻机不仅仅是技术上的问题,有时候也是人思想上的问题。
第二:技术难度。
光刻机技术一直是垄断行业,掌握在发达国家手中,中国想要研究光刻机,在没有任何资源的情况下只能凭借自己的能力去研究,但是技术上差距太多,肯定会有很多的难题,因此在研发过程中技术上的难题成为很多人解决的关键。
第三:环境难度。
没有一个国家能独立自主完成光刻机研发,每一个国家只是负责光刻机一部分的生产和研究工作,因此中国想要独立研发光刻机技术,不仅仅是技术上和思想上的难度,国际环境也是一个克服的难点,因为没有一个国家愿意提供帮助,也没有一个国家能够独立完成光刻机的研发到生产的过程,所以中国要面临的困难比其他国家要多得多。
光刻机技术一旦研发成功,不仅能够解决中国自主芯片的制造问题,更能把中国的高科技往前发展20年。无论是高端高分子材料还是高端化学,都可以有十足的进步,这也是国家为什么要花重金研发光刻机的原因了。
光电所℡☎联系:细加工光学技术国家重点实验室研制出来的SP光刻机是世界上第一台单次成像达到22纳米的光刻机,结合多重曝光技术,可以用于制备10纳米以下的信息器件。这不仅是世界上光学光刻的一次重大变革,也将加快推进工业4.0,实现中国制造2025的美好愿景。
长期以来,我国的光刻技术落后于先进国家,成为我国工业现代化进程的一块短板。2006年,科技部提出了光刻技术的中长期规划,希望中科院的国家重点实验室,能找到一条绕开国外技术壁垒,具有自主知识产权的光刻路径。光电所SP光学光刻机就是绕开了传统的193纳米曝光的技术路线,利用长波长光源也可以得到一个突破衍射极限的分辨率的图形,所以在成本上安全性方面上都会有一个很大的提升,是完全具有知识产权的原创性技术。
我以前了解过,光刻机是制造电脑CPU的母机,处于科技领域的最顶层,目前世界上先进光刻机基本被荷兰的ASML公司垄断,CPU芯片制程最先进的是14纳米,不卖中国人,并且卖给中国公司的稍过时的光刻机也有条款不准用于制造像龙心这类自主研发的CPU芯片。美国、日本在这个领域都力不从心,成都太给力了。
在技术方面,ASML光刻机可以使用波长为13.5纳米的极紫外光(EUV),实现14纳米、10纳米、和7纳米制程的芯片生产,而通过技术升级,也可以实现9纳米,8纳米,6纳米,5纳米,4纳米乃至3纳米等制程的芯片生产。据悉,台积电购买了ASML的两台NXE 3300B(后来在ASML的帮助下升级到与NXE 3350B相同的技术水平),三星也从ASML采购EUV设备,NXE 3350B和最新的NXE3400光刻机,英特尔同时也采购了数台NXE 3350B。而且NXE 3350B EUV极紫外光刻机主要被用来进行7nm的相关测试和试产。在今年4月,台积电就已经开始代加工其7nm制程的芯片产品,三星在近期推出8nm制程的产品,而英特尔可能生产10nm工艺的产品。从中可以看出,ASML的EUV光刻机成为了他们能否快速实现更低纳米制程量产计划的基础和关键,不管三星、英特尔、台积电围绕着具体制程工艺如何去竞争,ASML终究是背后最大霸主,最大赢家,因为他们谁都离不开他的EUV光刻机。
芯片想要制造出来的话,必须有光刻机的存在才可以把其图片演变成一个真实的存在。目前的光刻机制造水平,大多数人是以14nm为主的建筑师。而最先进的则是荷兰ASML公司所制造的7mm的工艺光刻机。正式因为才缺少光刻机所以才能与他们达成一致,但是这样也会在一定程度上扼制我们的发展。
所以在意识到这个问题的严重性后,我国也的努力的制造光刻机并且在其领域投入了大量的人物以及财务。但是我们制造的光刻机的工艺仅限于28nm和14nm,和7nm工艺之间还存在着不小的差距。不过在最近一段时间内,中国芯片突然传出一个好消息!我国的光刻机实现了弯道超车,已经突破了9nm技术瓶颈。
根据媒体在之前的报道我们得知,由武汉光电国家研究中心的甘棕松团队,现在已经成功的研制出9nm工艺的光刻机。这次研制出来的光刻机技术与其他国家的是完全不同的,国产的光刻机是利用二束激光在自研的光刻机上突破了光束衍射极限的限制,这才刻出了最小的9nm线宽的线段,这也就是说这是属于我们独有的技术,所以有着我们自主的产权。
但是现在的9nm光刻机技术仍旧还处于试验阶段,与7nm工艺之间也是存在着一定的差距,即使我们现在无法超越荷兰的ASML,但是我们最起码可以与日本和德国的光刻机技术一较高下,我们的技术突破也只是时间问题罢了。
不要动不动就拿行业洗牌来说事,按照目前我国芯片的制造实力,我们跟欧美一些先进国家仍然有很大的差距,不要盲目自信。
大家都知道我国是全球最大的芯片消费国之一,但目前我国有很多高端芯片都严重依赖进口,尤其是14纳米以上的芯片基本上依赖进口。
高端芯片严重依赖进口,一旦被卡住脖子之后,很多行业都会受到影响,比如华wei就是一个典型的例子。
而为了解决芯片问题,最近几年我国也加大对芯片的扶持和研究力度,而且从最近几年各大企业以及各大研究所的实际情况来看,确实取得一些不错的成果。
比如上海℡☎联系:电子目前已经成功研发出28纳米的光刻机,通过多次曝光后,可以用于生产14次纳米的芯片,据说这个制程的光刻机将在2022年量产。
除了专业企业的研究之外,最近几年我国高校、科研院所也研究出了不少光刻机技术。
比如2018年清华大学的研究团队研发出了双工作台光刻机,这使得我国成为全球第2个拥有双工作台光刻机技术的国家。
2019年武汉光电国家研究中心使用远场光学雕刻最小线宽为9纳米的线段,成功研制出9纳米光刻机技术,从而实现了从超分辨率成像到超衍射极限光制造的重大突破。
2020年6月,由中国科学院院士彭练毛和张志勇教授组成的碳基纳米管芯片研发团队在新型碳基半导体领域取得了重大的研究成果,并实现了碳基纳米管晶体管芯片制造技术的全球领先地位。
2020年7月,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所成功研发出了一种新型5nm高精度激光光刻加工方法。
再比如西湖大学研究团队研究出了冰刻技术,这一技术被广大网友认为有可能是取代 EVA光刻机的最佳手段。
但是这不是要打击大家,而是目前我国光刻机的水平跟国际领先水平确实有很大的差距,这种差距并不是通过实验室搞几个概念出来就可以解决的。
首先、目前我国很多芯片制造技术都处于实验室阶段。
上面我们所提到的这些技术,除了上海℡☎联系:电子可以制造出实实在在的光刻机之外,其他都处于实验室阶段,还没有形成成熟的工艺,距离量产仍然有很长的路要走。
其次、即便量产了跟成熟的EUV光刻机仍然有很大的差距
即便我们所提到的这些新技术能够量产了,但跟目前的EVA光刻机仍然有很大的差距。
目前荷兰的EVA光刻机已经达到7纳米级别,而且通过芯片代工厂的工艺改进之后,可以用于生产5纳米和3纳米的芯片。
而前面我们所提到的这些技术,就算真的实现量产了,最高的工艺水平也只不过是10纳米左右,这个跟当前的EUV光刻机仍然有很大的差距。
我们就拿冰刻技术来说。
冰刻就是利用在零下将近140 的真空环境中,水可以直接凝结成冰的原理,将样品放入真空设备后进行降温处理,然后注入水蒸气,使得样品上凝华出薄冰,形成一层“冰胶”,再用电子束进行照射,并进行材料沉积,去胶剥离之后完成电路图的刻画。
在这个过程当中有一个非常关键的设备,那就是电子束刻机,电子束刻机的分辨率直接决定了芯片的精度。
但是目前全球最精度最高的电子束刻机也只不过是10纳米左右,这跟EUV光刻机的精度仍然有较大的差距。
而且使用冰刻技术得逐帧进行雕刻,效率要比光刻机慢很多。
所以从整体来说,就算冰刻机可以量产了,但它跟目前的EUV光刻机仍然没法相比,两者的差距仍然很大。
最后、芯片工艺不仅涉及某一个设备,而且是一个产业链的问题。
提到芯片卡脖子问题,很多人都简单地理解为我国没法生产高端的EVA光刻机,但实际上制约我国芯片发展的不仅仅是光刻机这么简单。
在芯片生产过程当中涉及到很多环节,需要用到很多设备,而目前我国有很多芯片制造设备和材料都从欧美一些国家进口。
比如氧化炉90%以上依赖进口,涂胶显影机90%以上依赖进口,离子注入设备90%以上依赖进口。
再比如材料领域,光刻胶90%以上依赖进口掩膜板90%以上依赖进口,靶材80%以上依赖进口,湿电子化产品70%以上依赖进口,电子特种气体85%以上依赖进口等等。
就连广大网友引以为傲的所谓冰刻机最核心的一个零部件之一的电子束刻机,目前我国技术也落后于国际先进水平,国产电子束刻机精度只有一℡☎联系:米左右,这个精度其实是很差的。
所以综合各种因素之后,大家要看清现实,不能盲目乐观,我国芯片想要超越欧美一时半会是不可能的。
对我国来说,真正要把芯片做起来,不仅要攻破光刻机技术,更要沉下心来培养整个芯片产业链,这样才能真正的把芯片制造能力提升上去。
辩证地看,中国不应该感到后悔,应该感谢美国。至于EUV光刻机是不是唯一,应该不是,因为EUV是硅晶圆而开发的,如果采用的半导体是另外一种,也许要用另外的工艺,据说冰刻技术有望用来替代光刻。不管怎样,感谢美国的打压,让我们奋发图强,开拓创新。
中国总说没有EUV光刻机被卡脖子,除了台积电三星和英特尔都拥有EUV光刻机,为什么只有台积电有这个能力,所以有和没有不是决定因素。
华为还是那个华为,荣耀不是那个荣耀了。
有啥可后悔的,企业嘛,盈利是第一位的,但是如果头上还有个爹,活着才是第一位的。
咱们这个国家,从97年亚洲金融危机之后,就成了美西方的眼中钉肉中刺,其实可能更久以前就已经开始了。美西方不断渗透咱们国家的各行各业,日化、榨油、种子、计算机,方面太多,不一一列举。
讲个笑话,咱们和德国人搞了一个上海人民 汽车 ,想自己生产接近世界先进水平的家用轿车,然后,等了好多好多年,都没有造出来,反倒是隔壁省的几家民营企业拼凑了几个车出来。
老革命们早就说了,要坚持独立自主、自力更生,结果搞成了现在这样的状态。
光刻机咱们早晚是要突破的,系统软件咱们早晚是要突破的,基础材料咱们早晚是要突破的。
只要咱们突破了,那些拥有丰富专利的西方企业就可以换个爹了!
别后悔,全世界反美的人民,联合起来!
一切都还在听说的层面上
美国打压华为,停止对华为手机的GMS服务,造成华为手机海外销售严重下滑;停止高端芯片供应,造成华为停止高端手机生产。
但是华为随后就推出了自己的鸿蒙系统和HMS,现在鸿蒙用户将近2亿。
华为收购一些芯片厂商,并与国内的芯片大厂联合,搞光刻机和芯片研发,3 5年,就会生产出高端芯片。到那时就打破了ASML对高端光刻机的垄断,打破美国对高端芯片生产的控制。
到那时,ASML没处找后悔药,EUV光刻机不值钱了;跟随美国断供华为芯片的厂家也后悔晚已,芯片白菜价,华为还不用他的东西。