光刻机最难的技术有哪些(光刻机最难的技术瓶颈)

2022-11-25 21:25:23 基金 xialuotejs

研究光刻机时,人类所面对的最大难题是什么?

我国一直走过来,受到不少压力,技术封锁等新闻平时似乎不叫新闻,但却是老生常谈的旧消息。目前,光刻机的技术是荷兰最有发言权的。如果我们能与之合作,它必然会加快我国芯片研究的进程。但是国家之间的合作并不简单。由于美国的压迫,相关技术被封锁致死。因此,我国的投资力度很大,但没有相应的技术,连制造项目都很难启动。努力突破并不是奇迹,但在完全没有对对方系统的认识之前,很难迈出第一步。

没有参考物。近年来,中国的快速发展实际上来自于早期引进后的模仿,但由于我国在这一领域已经落后了几十年,在没有参考资料的情况下是如何展开的?从一张白纸到精彩的两分钟都很难,而且几乎“独自闯天下”自然更难。光刻技术不是技术,而是聚合技术。一台ASML光刻机有大小8万个左右的零部件,相关技术也是很多科研公司结合的结果。有些人把ASML光刻机器描绘成收集人类高度智慧的作品,甚至本身就是艺术品。找任何技术公司合作都只是一方面的接触,不能在这个技术集合的产物中发挥很大的作用。

技术难以突破的原因是,光刻机具有非常高的研究难度,高级光刻机不是一个国家能做到的事情,因此极大地戳到了我国芯片行业的弱点。也就是说,在这种开发的困难中,如果我国想实现自己芯片的安全控制,国产光刻机器要想沿着弯道超车。

我们要突破对高级光刻机相关技术的垄断。荷兰的ASML成立于1984年,至今已有36年历史。在过去的30多年里,如果是与光刻机相关的技术,已经牢牢地捆绑在ASML进口上,在技术领域形成垄断趋势。如果我国的光刻企业想突破空白中层的技术壁垒,避免ASML拥有的专利,那将是多么困难的事情。我国本来光刻领域的起步比较晚,加上美国从中阻挠,使该行业的发展路径更加曲折。如果有一天,我国在高端光刻领域取得了一些突破,最需要警惕的就是美国。我国的华为是其中最明显、最实际的例子。

光刻机最难的技术有哪些(光刻机最难的技术瓶颈) 第1张

光刻机的制造为什么这么难?

首先,光刻机的透镜,光源技术难度大,研发要求历史和时间比较长。

其实光刻机的发展历史非常悠久,从90年代开始,发达国家就已经开始研究光刻机的相关技术。其中美国著名厂商asml负责研发,在硬件方面他们采用德国蔡司的透镜。并且其他的相关硬件都来自于其他高科技国家。所以说光刻机技术不仅仅是一个国家就能够研发出来的,它还需要全球不同的国家为其提供生产力和科技的支持。举一个简单的例子说明,美国生产的7纳米芯片,是利用光刻技术将数据集成到芯片上。并且在制作过程当中要非常严格地掌控光的大小。这远比制作一个普通的相机要难,因为相机只需要控制光圈,而光刻机不仅仅是要控制光的大小,还要能够利用光。

其次,光刻机的研发需要大量的资金支持,很多企业难以承担高昂的研发费用。

美国等发达国家研究光刻机,几乎每年都有超过90个亿的资金作为研发费用。到目前为止这些掌握光刻机技术的国家大约都花费了约4000亿元。并且目前光刻机市场的老大asml几乎可以说是整个光刻机技术的垄断者。他们每年投入的研发费用,几乎是某些世界500强企业的三个季度的收入。所以说对于我国很多中小企业来说,他们没有充足的资金去研发光刻机。并且加上目前市场已经存在一定的饱和,这些新研发的企业如果大量将产品投产到市场当中,无疑会使得竞争对手和自己两败俱伤。

最后,我国的光刻机技术刚起步,仍然面临着许多难题需要攻克。

从目前我国在相关行业发展历史分析,只有上海微电子装备和合肥芯硕半导体有限公司在研究光刻机方面取得了一定的进步。并且从目前来看,上海微电子装备已经能够研发出90纳米工艺的芯片。而另外一家公司能够研发出半导体直写的光刻机。并且已经能够实现最高200纳米的量产技术。

光刻机为什么比原子弹更难造?究竟存在哪些难点?

光刻机比原子弹还难造的原因是光刻机本身的技术和零件是难以制造的,西方国家对我国实行技术封锁,连零件都不卖给我们。

从光刻机的零件来看,最难得是镜头,要求精度相当高。我国目前只能做出纳米级别14的镜头。还有一个原因是零件需要工程师们手工打磨。打磨这些零件需要耗费大量的时间。稍不留神,就会损坏。所以我国之前就直接从国外购买,这样价格便宜还能节约时间。光刻机的最著名的厂家的是荷兰ASML,其他国家认为这行投入大,产值低,太不划算。

在当今社会,很多智能设备里都含有芯片。芯片技术的高低是衡量一个国家半导体水平高低的一个标准。芯片是由光刻机来制造的。我国之所以没有大龄的芯片是因为缺乏先进的光刻机来进行生产。光刻机跟照相机冲洗照片的原理相似。就是利用曝光的手段在硅片上画画。目前只有荷兰ASML制造出高端的光刻机,而且西方封锁了光刻机的技术,甚至连光科机的零件不买给我们。我们只能摸着石头过河,自己摸索,目前也才达到纳米级别14DE水平。虽然与荷兰相比,我们还有很大的差距,但对那些通常用的设备已经够用了。

记得去年,国外的苹果手机为了赢得华为手机,打价格战。华为手机连芯片都造不出来,为了生存,不得不把华为荣耀卖掉,断臂求生。在国内外手机市场上,华为手机的市场被蚕食。庆幸的是,VIVO跟OPPO 还是占据了前三名。现在随着电动汽车的增多,芯片问题的解决也有助于电动汽车产业的发展。现在我国的电动汽车已经领先美国了,相信我国科研实力的增强,我们一定能欧研制出更精密的芯片,打破国外的阴谋。