中国有五纳米的光刻机吗(5纳米光刻机哪个国家有)

2022-12-06 21:07:10 证券 xialuotejs

我国已研发出5nm光刻技术,该技术能否真正投入生产使用?

就是最近我们国家的中科院在5纳米激光光刻的技术上面有了成功的突破,不过这个消息出来以后,有的媒体对这件事情解读就太过于荒诞了,在这里有必要要说清楚一些情况。

技术层面的突破是一件好事,可是纸面上的技术要运用到实践上面,还是需要一个很长的流程,而且没有更多的产业链支持也无法完成。就好比你造一个冰箱一样,你有造冰箱的技术,可是冰箱的整体框架总需要人加工吧,还有其他一些细小的零部件,总需要人提供吧。这些都是需要一条产业链的支持,不是有技术就可以的,产业链里其他的生产技术达不到。那也无法去完成。

而且这样的技术,虽然已经在理论上面有所突破,可是还得需要在实践过程中累积经验才能够生产,因为芯片生产涉及到了波长稳定性,还有精准性等等因素影响的。因此工艺上的经验累积也十分重要。不然生产出来的芯片良品率会不稳定。

另外还有一点就是媒体错误理解了一个概念,那就是中科院突破的5nm狭缝电极并不是芯片制造的都所有技术,这是一天很漫长的道路,而且激光光刻机用于工业上面也不合适,只适合用来做实验。打个比方把芯片当成一个图片还看待的话,那么euv的光刻机是可以一次拍照成型,可是激光光刻机复杂程度就高了许多,还需要一条条按照线路来刻。因此在效率上来说根本不适合在工业生产之上使用。

因此中科院这一次技术突破不会对半导体产业有太大的影响,不过蚊子再小也是肉,也能作为一个技术储备,将来能够用作研发经验来便于新的技术开发。因此投入生产使用现在来说是不可能的。

中国有五纳米的光刻机吗(5纳米光刻机哪个国家有) 第1张

半导体设备后起之秀 | 中微半导体“杀入”5nm工艺供应链?

半导体制造设备和材料是半导体行业最上游的环节。目前来看,集成电路设备制造是中国芯片产业链中最薄弱的环节。经过20多年的追赶,中国与世界在芯片制造领域仍有较大差距。虽然中国在该领域整体落后,但刻蚀机方面已在国际取得一席之地。

全球半导体设备市场的后起之秀

随着近些年 社会 对集成电路的重视和大批海外高端人才的回归,我国的集成电路在这几年出现了飞速的发展。在IC设计(华为海思)、IC制造(中芯国际)、IC封测(长电 科技 )、蚀刻设备(中微半导体)上出现了一批批优秀的企业。

1、半导体设备

我们的主角中微半导体所在的领域就是半导体设备细分行业,这个行业主要有两种半导体设备,一是光刻机,一个是刻蚀机。中微是以刻蚀机为主要设备的供应商,去年12月公司自主研制的5nm等离子体刻蚀机正式通过台积电验证,将用于全球首条5nm制程生产线。

芯片,这个从前被戏称为:除了水和空气,其他都是进口的行业。最近中美贸易战的焦点就是在芯片领域,美国政府对华为的封锁就是下令美国供应商没有经过国会批准不准买给华为芯片。这也是我们非常气愤的地方,为什么中微半导体有了最先进的设备还是会受人制肘呢?

主要是我国的短板在于光刻机,与国外先进技术有非常大的差距。为什么刻蚀机技术那么好,不能弥补这个短板吗?这就是光刻机和蚀刻机的不同,有一部分人把蚀刻机与光刻机搞混。其实两者的区别非常的大,光刻机是芯片制造的灵魂,而蚀刻机是芯片制造的肉体。

光刻机把电路图投影到覆盖有光刻胶的硅片上面,刻蚀机再把刚才画了电路图的硅片上的多余电路图腐蚀掉。光刻机把图案印上去,然后刻蚀机根据印上去的图案刻蚀掉有图案(或者没有图案)的部分,留下剩余的部分就是集成电路。所以说这是两个过程要用到的设备,而且这两个过程是连续的。

我国光刻机的最高水平是上海微电子的90nm制程,世界顶尖的光刻机是ASML的7nm EUV光刻机,ASM已经开始研制5nm制程的光刻机。相对来说,我国在光刻机制造领域与国际先进水平有很大的差距,高端光刻机全部依赖进口。只能说我国的刻蚀机技术领先,中微半导体的介质刻蚀机、硅通孔刻蚀机位于全球前三。但是在整个产业链的产能和技术上,与一些大型的企业差距非常的大,所以在中美贸易战中显得很吃亏。

那我们说完了中微半导体这个单独的行业领域,现在放眼整个行业,来看看半导体设备到底在这个行业中扮演者什么角色?

2、半导体产业

半导体的发展是越来越集成化,越来越小。从早期的电子管到现在的7nm器件,一个小小的芯片上需要有几百个步骤和工艺,显示出高端技术的优越性。也正是这样的行业特点,导致整个行业非常依赖技术的创新。而半导体设备是制作芯片的基石,没有这一块芯片不可能出现。

可以看到虽然产值低,但是缺这个还真的没办法发展下游。这也是贸易战在芯片领域为什么大打出手的原因,没有先进的技术,很难发展非常广大的信息系统。可以说这一行创造的价值并不高,但是不能缺少,是高端技术的积累。

大国重器:7nm芯片刻蚀机龙头

在技术含量极高的高端半导体产业中,能与美欧日韩等国际巨头同台较量的中国企业凤毛麟角,而中微半导体是其中一家。中微半导体是一家以中国为基地、面向全球的高端半导体微观加工设备公司,主要从事半导体设备的研发、生产和销售。而要了解中微这家公司,先不得不介绍一下公司创始人尹志尧。

尹志尧是一个颇具传奇色彩的硅谷技术大拿。

1980年赴美国加州大学洛杉矶分校攻读物理化学博士,毕业后进入英特尔中心研究开发部工作,担任工艺程师;1986年加盟泛林半导体,开发了包括Rainbow介质刻蚀机在内的一系列成功的等离子刻蚀机,使得陷入困境的泛林一举击败应用材料,跃升为全球最大的等离子刻蚀设备制造商,占领了全球40%以上的刻蚀设备市场。

以此同时,泛林与日本东京电子合作,东京电子从泛林这里学会了制造介质等离子体刻蚀机,复制其Rainbow设备在日本销售,后来崛起为介质刻蚀的领先公司。

1991年,泛林遭老对手美国应用材料挖角,尹志尧先后历任应用材料等离子体刻蚀设备产品总部首席技术官、总公司副总裁及等离子体刻蚀事业群总经理、亚洲总部首席技术官。

为了避免知识产权风险,尹志尧从头再来,用不同于泛林时期开发的技术,研发出性能更好的金属刻蚀、硅刻蚀和介质刻蚀设备,应用材料再次击败泛林,重返行业龙头地位,到2000年,应用材料占据了40%以上的国际刻蚀设备市场份额。

目前全球半导体刻蚀设备领域三大巨头——应用材料、泛林、东京电子,都与尹志尧的贡献密切相关。

2004年8月,已年届六旬的尹志尧带领15名硅谷资深华裔技术工程师和管理人员回国,创立了中微半导体,并在短短数年之间崛起为全球半导体设备领域的重要玩家。

中微从2004年创立时,首先着手开发甚高频去耦合的CCP刻蚀设备Primo D-RIE,到目前为止己成功开发了双反应台Primo D-RIE,双反应台Primo AD-RIE和单反应台的Primo AD-RIE三代刻蚀机产品,涵盖65nm、45nm、32nm、28nm、22nm、14nm、7nm到5nm关键尺寸的众多刻蚀应用。

从2012年开始中微开始开发ICP刻蚀设备,到目前为止己成功开发出单反应台的Primo nanova刻蚀设备,同时着手开发双反应台ICP刻蚀设备。公司的ICP刻蚀设备主要是涵盖14nm、7nm到5nm关键尺寸的刻蚀应用。

这里面看起来是几个似乎不起眼的数据,但里面蕴含了满满的技术含量。而中微到底是否掌握了5nm刻蚀技术,一时间众说纷纭。如今,中微半导体与泛林、应用材料、东京电子、日立4家美日企业一起,组成了国际第一梯队,为全球最先进芯片生产线供应刻蚀机。

央视: 中国中微正式宣布掌握5nm刻蚀机技术!

当中国中微公司宣布已经掌握5nm刻蚀机技术并领先全球的时候,有不少国内自媒体再次站出来,义正言辞地宣布中国的芯片制造业已经领先全球,不惧美国、荷兰、德国、日本等高科技国家。

就5nm刻蚀机技术而言,中微确实已经步入世界领先水平,但绝没有像公众号鼓吹的那般“实现弯道超车”。其实芯片制造业的上下游供应商和制造商有很多,中微也仅是在这一个闭环中的一个环节上取得领先地位,但在芯片制造业的整体水平仍是落后状态。

荷兰ASML公司几乎垄断了全球的高端光刻机生产及供应,尤其是EUV光刻机,在2019年仅向全球供应了26台,其中近一半都被提供给了中国台湾的台积电。而中国大陆的中芯国际连续多年向ASML公司提出购买要约,并先期支付巨额交易费用,却迟迟等不到荷兰ASML方面发货的消息。

国产光刻机可以达到多少纳米

目前国产光刻机已经达到了七纳米水平,对于国外的五纳米还处在很大的前进进步阶段。

中科院正式宣布,已研发出5nm光刻技术,距离造成5nm芯片还要多久?

制造5nm芯片还要多久,这个时间很难说,为什么?因为制造5nm芯片我国必须有自己的光刻机。这个机器非常难制造,记得美国用了近二十年的时间才在这方面占据领先位置。现在不同以往,我国追赶的话,要制造5nm芯片长则十年,短则三五年。

要制造光刻机器需要投入很多资源,费钱是肯定的了,主要还要培养人才,突破技术瓶颈,每一个技术人家可能摸索几年十年,如果我国能够快速突破技术瓶颈,这是好事,不过这个急不得,这个时间衡量最少要用年单位,所以这一两年制造出5nm芯片几乎不可能。

当华为中兴为美国层层设限制的时候,很多人已经意识到科技的力量,美国说不卖芯片了,我们能怎么办,并且美国还怂恿别的国家和公司不卖芯片给华为,在5g领域也不想让华为参与,在这种情况下,华为用不了美国的芯片,那么生产出来的手机性价比肯定受到影响,因为芯片是手机的核心。

核心被别人掌控了,自己没有芯片只能自己找路子,所以我国现在必须要发展芯片和半导体,这方面落后,依然会被美国层层设陷。

不过制造这个芯片并不容易了,现在台积电在这方面领先了很多,人家已经在2nm芯片工艺上有所突破,所以现在在制造芯片方面一刻也不能等了。

华为用不了美国的芯片,可以用中芯国际或者联发科的,不过两者的芯片还是比不上人家,比如联发科的天玑720芯片和高通765几乎都是中端芯片,不过性能上720比不上765,测试差距也有百分之30左右吧,这种情况,如果华为用联发科芯片,而别人用高通芯片,那么华为手机性价比就少了一些。

综合来看,5nm芯片没有三几年难以实现,不过如果集合很多很多的资源并且可以光刻机,或者国内某个公司创造奇迹,那么一两年的时间都有可能。