力鼎華為,以「造原子彈」的體制優勢,造「高端光端機」的艱難

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大道無常。

對於華為下半年將要發布的旗艦手機Mate 40。

據台灣媒體報導,台積電已經積極協調高通、聯發科、AMD、英偉達等廠商的訂單,優先挪部分給華為,爭取在120天緩衝器內先幫華為生產足夠的晶片。

在上半年,華為已經把原來給台積電的訂單部門轉移到中芯國際。

中芯國際當前已經具備不依賴ASML的光端機生產7nm工藝,再加上海微電子同步加速高端光端機的研製。


中芯國際,N+1工藝和台積電第一代7nm工藝相近,N+2代工藝與台積電的7nm+相近。

N+1工藝有望在2020年第4季度正式開始量產。

至於光刻機,中芯國際CEO梁孟松,表示在當前的環境下,N+1、N+2代工藝都不會使用EUV工藝,等到設備就緒之後,N+2之後的工藝才會轉向EUV光刻工藝。

那麼什麼是光刻機?又為何如此重要?接下來,道哥,給您一一娓娓道來。

光刻機,其英文名為Mask Aligner,又名曝光系統,光刻系統。

現在,常用的光刻機,嚴格而言,是「掩模對準曝光機」,英文為Alignment System。

光刻機的工作原理機制,在晶片的矽片表面上,覆蓋一層具有高度的立體光敏感性光刻膠,再用光線(一般是紫外光、深紫外光、極紫外光)透過掩模照射在矽片表面,被光線照射到的光刻膠會發生反應。

光刻完成後對沒有光刻膠保護的矽片部分進行刻蝕,最後洗去剩餘光刻膠, 就實現了半導體器件在矽片表面的構建過程。

在平時生活中,特別是科技產品,無論是手機、PC、空調、汽車等,還是大飛機、火箭等,其核心部件,例如CPU、GPU、內存、主控板、信令板、媒體板、電路板等,都缺不了晶片的支持,也就是說,現代社會維持正常的運轉,已經離開不了晶片,可見能否製造晶片,已經是至關重要。

而光刻機是就是製造晶片過程中的一個重要工具,缺一不可。

當前,中國每年進口晶片的金額量,早已超兩桶油的進口量的金額,可見,可見,光刻機的重要性不言而喻。


有人會說,從原理看來不難呀。

如果造一個幾米的晶片難度不大,但是需要在只有幾毫米晶片矽片表面上,進行精刻成多層多納米級的多維點面的類似幾十層的多維大樓,且能保證所建的整座大樓能散熱、通風、通電、通水、通行等,其實際難度可不是一般的大。

如果難度不大,我們國家早就大量進口了,每年進口的金額堪比兩桶油的進口量的金額。

中芯國際,從荷蘭ASML公司進口的光刻機,單台就上億元,還是提前交定金才能買得到。

荷蘭ASML公司的光刻機。

不是有錢,你想買就能買。

1996年的《瓦森納協定》有嚴格的審核要求。

他們有嚴格的資質審核要求,達到了資質才能買到。

這次中芯國際,能拿到荷蘭ASML公司的光刻機,如果不是荷蘭國內疫情有壓力,可能他們不賣給我國。

現在國際市場,生產光刻機的公司,主要有ASML、尼康、佳能、歐泰克、上海微電子、SUSS、ABM等公司。

雖然我國上海微電子有生產光刻機的能力,但其只能生產45nm以上的光刻機,屬於低端。

例如華為下半年要發布的Mate 40所需5nm的晶片所依賴的光刻機,上海微電子就生產不了。

當前,上海微電子最新的工藝水平也只能生產90nm精度的光刻機,相當於2004年因特爾的奔騰四處理器的水平。

但是不要小瞧90nm製程工藝的水平,其已經大大的驅動了我國的基礎國防和工業。

正是上海微電子的存在,避免極端全面下,我們被「斷供」,而造成科技工業發展「停滯」。

另外談判桌的意義,由於它的存在,可以成為「談判籌碼」,能掌握一定的談判主動權。

光刻機的是一種集合了數學、光學、流體力學、高分子物理與化學、表面物理與化學、精密儀器、機械、自動化、軟體、圖像識別領域頂尖技術的產物。

非我們想像那麼簡單。

現在全球最強光刻機技術主要掌握在荷蘭的ASML公司,該公司在全球45nm以下的高端光刻機市場,占有絕大部分是擦汗功能,其份額高達80%。

當前全球能生產7nm或者5nm精度的的光刻機,只有荷蘭的ASML公司。

而達到這個工藝光刻機的製造標準,不是一年或兩年所能達到的,其需要掌握高度的光學和電子工業基礎,才能製造出來。

想達到或者領先荷蘭的ASML公司,短時期是不現實的。

從20世紀八十年代至今,ASML一直穩坐光刻機行業第一把交椅,其持續不斷的研發投入,也是非常的大,在2012年,ASML研發EUV光刻機時,覺得研發費用無底洞,想放棄,後來在intel、三星、台積電各自從家裡拿來大幾十億美元支持ASML,才渡過難關。

於是,ASML終於造出了能製造7nm製程晶片的光刻機,每台賣一億多美元。

注意按照摩爾定律,要超越領先者,自己進步速度必須是領先者的幾倍或者十幾倍,經過一段的時間,才可能與對方並肩而行或者領先。

至於民間所說,我國可以發揮「製造原子彈」的優勢呀,提出此觀點的人,明顯對於商業工業和國防軍工缺乏了解。

國防軍工產品,重在「有」,一旦發生戰爭,可有效「戰略威懾」和「防禦&進攻」,另外一個最大的特點,它的更新速度慢通常兩三年升級,或者新研發一款,其研發是不存在商業化模式(成本與產出)。

例如我國的原子彈。

而商用工業,例如半導體晶片,講究的符合市場實際需求,不斷的保持領先的競爭力,需要跟客戶的其他設備或者系統,需要不斷的進行磨合,且更新的速度特別快,經常以季度或者月為單位。

可見,搞光刻機,不能盲目套用國防搞核武器的邏輯思路,二者在本質上差別很大。

但是有一點是相同的,二者都需要科技的集大成者,能研發出來都是很不容易。

所幸,我國不斷的持續進行科研投入,在一領域不斷的在縮小差距。

2018年11月,由中國科學院光電技術研究所研製「超分辨光刻裝備研製」的光刻機,光刻精確度可達22nm,可用於製造10nm級別的晶片。

中芯國際在晶片工藝上,也在不斷的改進和優化,其N+1和N+2兩步走的方式,在追趕台積電7nm的速度上,已經超越我們的想像。

在米國發布新規不久,5月15日晚,國家大基金二期和上海集成電路基金二期同意分別向中芯國際附屬公司中芯南方注資人民幣106億元和53億元,在資金經濟層面,為中芯國際,為華為進行護航。

對於華為下半年將要生產的Mate 40,根據台灣媒體報導,台積電正在想辦法協調高通、聯發科、AMD、英偉達等廠商的訂單,先挪部分給華為, 爭取在120天的緩衝器內先幫華為生產足夠的晶片。

除此之外,結合以前路透社的消息,目前華為正在將公司內部設計晶片的生產工作轉移,從原來的台積電轉移到中國大陸的中芯國際。

看來,華為早已經有計劃部署。

對於光刻機的情況,我們不用氣餒。

我們有集中辦大事的體制優勢,我們有一批年輕的科研人員。

現在,我國政府大力支持發展半導體產業,科技企業也在抓緊進行科研新的光刻機。

通過不斷的「披荊斬棘」,我預估一至兩年,我國科研人員,一定會開闢出一條屬於中國特有的光刻機研發路線,助力在半導體行業,實現偉大崛起。

5G我們可以,相信,半導體晶片的光刻機,我們相信,我們也行!


只要華為在高端機上平安度過下半年,明年可能是就是一個紅紅火火年,畢竟行走的路上,經常會驚奇不斷出現,保持一個平淡的心,有條不紊的按照既有步伐,抓緊科研研發,幸福會不請自來!加油!


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