中国能造出来光刻机吗(中国有没有可能造出光刻机)

2022-12-01 15:29:04 股票 xialuotejs

中国有光刻机技术吗?

中国有了自己的光刻机,中科院光电技术研究所承担的国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收。这是世界上第一台利用紫外光实现22nm分辨率的超分辨率光刻设备,为纳米光学加工提供了全新的解决方案。在光电所的努力下,我国的RD光刻机跳出了通过减小波长、增加数值孔径来提高分辨率的老路,为突破22nm甚至10nm光刻节点提供了全新的技术,也为超分辨率光刻设备提供了理论基础。扩展信息:利用超分辨率光刻设备,项目组为航天科技集团第八研究院、中国科学院上海微系统与信息技术研究所、电子科技大学、四川大学华西第二医院、重庆大学等单位制备了一系列纳米功能器件。包括大口径薄膜反射镜、超导纳米线单光子探测器、切伦科夫辐射装置、生化传感器芯片、超表面成像装置等。验证了超分辨光刻设备纳米功能器件加工能力,达到了实用化水平。

中国能造光刻机吗?

以我国现在的实力当然有能力生产光刻机。在很早以前,中国上海微电子SMEE就已经生产了SSB500/10A型号的光刻机产品,并且已经交付使用,不过,目前中国能够量产的光刻机性能最好的是90nm光刻机,和荷兰ASML公司最先进的5nm光刻机仍有着巨大的差异,然而制造先进光刻机技术的封锁,那我们还无法学到难道更为先进的光刻机技术,以致于现在国内所需要的高端光刻机也只能依赖进口。

现在,在高端光刻机领域荷兰ASML一直霸占了龙头老大的位置,他们生产的光刻机占据了市场份额的80%左右,可以说近乎垄断了高端光科技的市场,目前在世界上最先进的EUV光刻机也只有ASML能够生产,而这种光刻机的售价高达1亿美元一台,无论是Intel还是台积电所需要的14nm光刻机,都需要从他们这里购买。

中国有荷兰光刻机吗

有。

目前荷兰终于解除禁令,卖给中国光刻机了。所以中国有荷兰光刻机。

但这个荷兰先进光刻机并不能代表中国芯片行业的腾飞。中国芯片行业真正的拯救者还得是中国自己。

原本外国加在中国身上的科技限制仿佛全都失效了一样。就在上周,有一个好消息传了过来,那就是一直以来处于保护主义不卖给中国光刻机的荷兰,同意我国以高价从全球光刻机巨头,ASML(阿斯麦)手中,采购14nm光刻机。

长久以来由于光刻机本身的特殊性,我国的网民甚至一度将其看作了半导体产业的救命稻草。但事实上,光刻机,只不过是芯片生产线上的一个零部件而已。或者说是一个生产环节。而一个芯片的生产,至少需要七大流程,分别是扩散,光刻,刻蚀,离子注入,薄膜生长,抛光以及金属化。

那么每个流程又需要多少设备呢?我们以中芯国际的12寸集成电路为例,造一个这玩意儿需要扩散设备22种,光刻机需要8种,刻蚀设备需要25种,离子注入设备需要13种,研磨抛光设备需要12种,清洗设备需要17种。

此外,还有涂胶设备,PVD设备,测试设备,检测设备,等等等等,林林总总少说得要数百个生产环节。一个光刻机,可不是万能药,能解决数百个生产环节的问题。

所以,单纯一个光刻机,肯定不可能实现中国芯片的全面飞跃。

但是,这并不意味着我是一个悲观主义者,外国人卖给中国光刻机这件事情的确

可以看作是中国芯片行业的重大转折,只不过最重要的点,并不是在光刻机上,而是在卖上面。

我国现在其实已经可以制造激光刻机了,主要制造厂商不是别家,是上海微电子。这家企业曾经还上过央视的节目,就是在将光刻机的制造。

其技术虽然是国内顶尖,但是在国际上就比较落后了,落后于荷兰的ASML两代水准。但是按照中国人的实力,别管落后多少,有就行,只要有了,很快就能追赶上国际主流水准。

而这次之所以欧美国家愿意把自家的光刻机卖给中国馆,其最主要的原因还是那个老生常谈的理由,那就是因为中国有了。在中国没有某项技术的时候,欧美国家肯定会横下一条心,用全力阻止中国购买或者是研发。

但是当我们有了这项技术的时候,那么对方就会知趣地解除掉所有关于我国的限制。同样是芯片产业,最先拿到欧美解除令的其实还真不是光刻机,而是刻蚀机。这项技术禁令的接触时间,是在2015年。

当时美国商务部下属的产业安全局是这么说的:中国已经从事实上获取了来自中国企业的、和美国产品数量、品质相当的刻蚀设备,继续实施国家安全出口管制措施已然毫无意义。

现如今中国已经可以完全可以自行生产芯片制造环节中需要的全部仪器,而且不会落后于国际领先水准太多,最多也就落后国际主流水准一代到两代。也有个别产品,比如中微半导体的蚀刻机已经达到了国际先进水准,还有一小部分水平停留在三代以前。

总的来说,中国的芯片行业,前途是光明的,但是这个光明前途,并非是荷兰光刻机带来的,相反,是因为我国芯片行业的未来光明,荷兰才愿意给我们光刻机。

未来世界最大的机遇是中国。随着超级市场的需求和教育水平的提高,中国将有越来越多的科技人才,芯片光刻技术顺理成章轻松解决。

光刻机为什么中国做不出来

总结下来,主要有以下几点:

1、技术上壁垒高。

ASML总裁Peter Wennink也在媒体上方言:高端的EUV光刻机永远不可能(被中国)模仿。

“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。以蔡司公司为例,为我们生产镜头,各种反光镜和其他光学部件,世界上没有一家公司能模仿他们。此外,我们的机器完全装有传感器,一旦检测到有异常情况发生,Veldhoven总部就会响起警报。”

2、长周期投入。

光刻机是典型到极致的高风险、高投入的赛道,前期的投入很高收益很慢,有时候身体要贴钱投入。从ASML的研发投入基本达到15%以上,有时候全年负增长也是常态。

据一位在ASML工作的知乎作者@俗不可耐透露:“ASML的EUV光刻机才真正开始盈利”,而ASML在这项技术上投入的时间是27年。试问有多少企业可以做到。

3、更换供应商成本太高。

买到一台机器和用好机器是两码事。ASML极紫外(EUV)光刻机每台售价达到1.2亿美元,重达180吨,零件超过10万个,运输时能装满40个集装箱,安装调试时间超过一年。除此之外,磨合与提高良率都需要时间堆砌,只要没有大的技术变革,厂商们不可能轻易放弃ASML当其他厂商的小白鼠的。

台积电(占据全球晶圆代工的大半壁江山)、三星、英特尔、格罗方德包括国内的中芯国际都是ASML的客户,其中三星、英特尔、格罗方德还是ASML的股东,三大巨头转投其他家的可能不大。

光刻机之所以重要,在于它是实现摩尔定律的基础:

摩尔定律指出集成电路上能被集成的晶体管数目,将会以每18个月翻一番的速度稳定增长。可以把晶圆的整体构造想象成在微观世界构建大楼,如果想让整个建筑有更多的小房间可以容下晶体管,这就要求房屋的整体框架要精细再精细。反映到光刻机上就意味着它投射到晶圆上的尺寸越小。

EUV光刻机代表了大厂在先进制程方面的领先性,目前只有荷兰ASML一家能够提供可供量产用的EUV光刻机。各大Foundry厂和IDM厂在7nm以下的最高端工艺上都会采用EUV光刻机,客户以英特尔、台积电、三星、SK海力士为主。

ASML在2019年出售了26台极紫外线(EUV)光刻设备,大概一半供给了台积电。

华为有可能造出光刻机吗?光刻机为什么能卖8亿?看完长知识了

华为有可能造出光刻机吗?光刻机为什么能卖8亿?看完长知识了

前一阵子华为手机芯片生产问题遇到障碍的新闻在咱们身边可以说是铺天盖地。新闻除了让我们国人有点愤懑之外,还将一个之前从未听说过的设备带入了我们的眼帘,那就是光刻机。高端机型的生产技术现在掌握的国家屈指可数,这其中暂时还不包括咱们中国。网上有很多朋友都会有一个共同的疑问,咱们中国就造不出来一个光刻机吗?如果集合了一些高级的技术人员,需要多久才能把它造出来呢?华为多久才能生产光刻机呢?

在解释这问题之前,我给你简单的说一说,究竟光刻机是什么东西。最好理解的方法就是,光刻机就是一个具有高精度的光学曝光仪器。要知道它都是把纷繁复杂的线路准确的印制在一个只有几纳米大的硅片上。这就要求机器本身的精度和相关联的技术要非常的成熟。一台光刻机能卖到八九亿,甚至更多。在这个领域之中最厉害的国家就是美国,因为他们拥有光刻机最多的专利,其中包括最为重要的对准技术专利。

现在各个代工厂拒绝为华为提供新的芯片生产订单已经是一个残酷的事实,为了解决这个问题的话,我们是不是应该拼力一搏自己研发一款光刻机呢?如果这个任务落在了中国通信技术领域的强者华为身上,可能成功吗?

其实这并不是一件简单的事情。华为公司技术固然强大,但是在光刻机的研发制造领域可以说是一个"小白",在全无累积经验的情况下组建团队进行开发的话,其实很像是盲人过马路,速度会很慢,成本也会非常高。而且华为最为强势的核心技术也不在制造领域,而是芯片设计领域。

其实说咱们中国没有制造光刻机的能力是不准确的。咱们国家的上海微电子装备厂商就拥有制造光刻机的能力。但是受制于技术的局限,他们制造的光刻机是没有办法满足高端芯片5纳米工艺的需要的,只是属于单一功能的终端产品。不过最新的好消息是他们已经能够将现有90纳米节点的工艺缩小到28纳米。可能在2021年就能将新的设备进行量产。

要知道制造一台光刻机所需要的绝不可能是一个国家,至少现在国际上最高端的该类设备生产厂商荷兰ASML所生产的光刻机,要是细分部件的话,那设计的国家就包括了德国(镜头)、日本和美国(光源)等国家。而我们国家想要自主研发更为先进的设备,这些问题应该也是绕不开的。

中国光刻机

中国光刻机历程

1964年中国科学院研制出65型接触式光刻机;1970年代,中国科学院开始研制计算机辅助光刻掩膜工艺;清华大学研制第四代分部式投影光刻机,并在1980年获得成功,光刻精度达到3微米,接近国际主流水平。而那时,光刻机巨头ASML还没诞生。

然而,中国在1980年代放弃电子工业,导致20年技术积累全部付诸东流。1994年武汉无线电元件三厂破产改制,卖副食品去了。

1965年中国科学院研制出65型接触式光刻机。

1970年代,中国科学院开始研制计算机辅助光刻掩模工艺。

1972年,武汉无线电元件三厂编写《光刻掩模版的制造》。

1977年,我国最早的光刻机GK-3型半自动光刻机诞生,这是一台接触式光刻机。

1978年,1445所在GK-3的基础上开发了GK-4,但还是没有摆脱接触式光刻机。

1980年,清华大学研制第四代分步式投影光刻机获得成功,光刻精度达到3微米,接近国际主流水平。

1981年,中国科学院半导体所研制成功JK-1型半自动接近式光刻机。

1982年,科学院109厂的KHA-75-1光刻机,这些光刻机在当时的水平均不低,最保守估计跟当时最先进的canon相比最多也就不到4年。

1985年,机电部45所研制出了分步光刻机样机,通过电子部技术鉴定,认为达到美国4800DSW的水平。这应当是中国第一台分步投影式光刻机,中国在分步光刻机上与国外的差距不超过7年。

但是很可惜,光刻机研发至此为止,中国开始大规模引进外资,有了"造不如买”科技无国界的思想。光刻技术和产业化,停滞不前。放弃电子工业的自主攻关,诸如光刻机等科技计划被迫取消。

九十年代以来,光刻光源已被卡在193纳米无法进步长达20年,这个技术非常关键,这直接导致ASML如此强势的关键。直到二十一世纪,中国才刚刚开始启动193纳米ArF光刻机项目,足足落后ASML20多年。

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