國產有哪幾個企業能做生產晶片的光刻機?技術難度多大?堪比登天
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想要做晶片,就必須要有先進的光刻機。
沒有光刻機,就算設計再好的晶片,也無法讓它發揮用處。
而全球最先進EUV的光刻機只有荷蘭的ASML能夠生產,ASML幾乎占據了全球光刻機的所有市場(日本的尼康(Nikon)及佳能(Canon)占的市場並不大)
英特爾、台積電、三星的光刻機都是來自荷蘭的ASML。
最重要的是有錢想要買還不一定有貨,每台光刻機的裝配大約需要50000個零件左右。
我們國家的科技行業頻頻遭到國外的打壓,尤其在今年特別明顯,惡意打壓我們國家科技的發展,光刻機就是其中之一。
例子:
荷蘭的ASML在去年就收到了中國最大的晶圓代工廠中芯國際的訂單,中芯國際訂購了一台EUV光刻機,主要用於晶片的加工和光刻機技術研究。
這台機器的價錢超1.2億歐元(摺合人民幣來說大約10億元人民幣)
中芯國際原本預訂今年年底就可以交貨,在2020年就可以正式安裝使用,老美這時非常不淡定了,開始進行施壓,而荷蘭的ASML迫於美國的壓力也推遲交付給中芯國際訂購的價值10億人民幣的EUV光刻機。
老美對我們國家科技發展非常的警惕,千方百計的想要遏制我們的發展。
而荷蘭的ASML也很無奈,畢竟光刻機的核心部件之一光源系統是來自於美國。
老美想通過來搗亂晶片生產市場,停供中國先進的光刻機,讓我們無法做出先進的晶片,阻止我們國內企業的發展,它的目標很明確就是華為,遏制華為的發展。
那麼這個光刻機究竟是有多麼的難做?荷蘭的ASML一家能夠獨自做出光刻機?我們國家又有多少企業有能力做光刻機?我們的光刻機發展的情況是什麼樣?下面就來一一道來。
光刻機的技術門檻極高,堪稱人類智慧集大成的產物,被稱為現代光學工業之花。
看到這樣一句話,就可以知道光刻機有多難做,技術含量和要求有多高。
在2002年,科技部和上海市共同成立SMEE(也就是上海微電子裝備公司的簡稱)是我國為了填補光刻機空白而立的項。
那時上海微電子裝備公司總經理賀榮明去德國考察時,有工程師曾經直接告訴他:「給你們全套圖紙,你們也做不出來。
(這一點非常像建國初期,蘇聯對待我們的態度)
光刻機跟照相機差不多,它的底片,是塗滿光敏膠的矽片。
電路圖案經光刻機,縮微投射到底片,蝕刻掉一部分膠,露出矽面做化學處理。
製造晶片,要重複幾十遍這個過程。
而位於光刻機中心的鏡頭,由20多塊鍋底大的鏡片串聯組成。
鏡片得高純度透光材料+高質量拋光。
SMEE光刻機使用的鏡片,得數萬美元買一塊。
而ASML的鏡片是蔡司技術打底,據說是祖孫三代在同一家公司的同一個職位,鏡片材質做到均勻,需幾十年到上百年技術積澱。
另外,光刻機需要體積小,但功率高而穩定的光源。
ASML的頂尖光刻機,使用波長短的極紫外光,光學系統極複雜。
有頂級的鏡頭和光源,沒極致的機械精度,也是白搭。
光刻機里有兩個同步運動的工件台,一個載底片,一個載膠片。
兩者需始終同步,誤差在2納米以下。
兩個工作檯由靜到動,加速度跟飛彈發射差不多。
(引用查詢資料)
可以說製造光刻機就是在非常微觀世界裡建造房子。
一台光刻機由幾萬個精密零件、幾百個執行器傳感器、千萬行代碼組成的超複雜思維繫統,它的內部運動精度誤差不超過一根頭髮絲的千分之一。
打個比喻,就像坐在一架超音速飛行的飛機上時,拿著線頭穿進另一架飛機上的針孔。
由於它技術的超高難度以及系統的複雜性,導致光刻機在全世界形成了超高的技術門檻。
生產光刻機的技術不單單是荷蘭ASML一家能完成的,它是集中了全球最先進頂尖的技術集合,德國的光學設備、美國的計量設備等,可以說是「集人類智慧大成的產物」。
所以說我們國家要想真正完全實現國產光刻機與國外光刻機媲美,還需要很多關鍵技術攻關。
說完了它的技術難度,再來看看我們國家目前光刻機的進展。
我們國家光刻機是以上海微電子裝備有限公司(SMEE)和中科院以及武漢光電國家研究中心為代表。
SMEE的光刻機目前來說它有四大系列,分別是200系列光刻機、300系列光刻機、500系列光刻機、600系列光刻機。
這些系列機器僅能夠做出90nm工藝的晶片,與國外先進的7nm工藝,甚至更為先進的5nm工藝的光刻機還差很多。
在一個就是中科院了,根據新華社的報導,中科院的「超分辨光刻裝備研製」於2018年11月29日通過驗收,它的光刻分辨力達到22nm,結合雙重曝光技術後,未來還可用於製造10nm級別的晶片。
而就在昨天,武漢光電國家研究中心傳來了好消息,這是一個令人振奮的消息,我們的國產9nm光刻機得到了突破,甘棕松團隊,已經成功研發出9nm工藝光刻機。
雖然只是在實驗室里得到了突破,並沒有得到真正量產,但是可以說明我們已經突破了其中的關鍵技術,離真正能用差不了多少時間了。
現在我們國家非常重視科技科研,不斷加大投入研發,我們的光刻機在未來也會不斷突破國外技術封鎖,讓我們能夠用自己產機器加工晶片。
路很長,但值得期待!
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