smee(造一台全球先进的光刻机需要多少年)
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2023-11-06
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1. smee,造一台全球先进的光刻机需要多少年?
我国目前的光刻机水平如何
我国目前光刻机的最高水平是上海微电子生产制造的的90nm光刻机,而世界顶尖的光刻机是ASML生产的7nm甚至是5nm EUV光刻机。相对来说,我国在光刻机制造领域与国际先进水平还有很大差距,高端光刻机几乎全部依赖进口。据国内媒体报道的消息,上海微电子预计将在2021年交付首台28nm的光刻机,差距正在逐渐缩小,上海微电子也正在全力追赶,这种顶尖光刻机的研发需要长期的技术积累,才能实现突破,绝不是一蹴而就。
顶级光刻机
世界上最先进的光刻机是EUV光刻机,只有荷兰的ASML能够生产,光刻机的技术门槛极高,可以说是人类智慧集大成的产物。
荷兰AMSL拥有6000多名科技人员,90%的关键设备均自外来,德国的光学设备和超精密仪器,以及其它核心配件,还有美国的计量设备和光源设备,而ASML要做好的就是精确控制。将误差分担到光刻机的13个分系统,3万多个分件,换句话说,如果德国的蔡司镜头做的不准,美国的Cymer光源不精确,ASML瞬间失去了精神,ASML要做的就是,用好这些家伙,使其更加精确。
荷兰ASML也不差钱,台积电、三星、intel、海力士等这些赫赫有名的半导体巨头,都是荷兰ASML的股东。荷兰ASML有一个不成文的规定“只有合作伙伴才能获得优先供货权”,因此,荷兰ASML每年只能上产十几台EUV光刻机,这些光刻机大部分被“合作伙伴”抢走了。
光刻机究竟有多难
国内目前做光刻机比较好的就是上海微电子设备装备有限公司,它目前水平在90nm,而今年预计会能够突破到28nm水平。再来看光刻机巨头荷兰ASML,早几年它做的EUV光刻机就可以生产7nm工艺芯片,现在台积电用它的机器都能生产5nm工艺芯片。
ASML自己能够做出顶尖光刻机?其实并不是它自己努力,一个顶尖光刻机需要数十万个顶尖部件,需要来自全球几千个供应商提供各种相应的技术支持。而ASML在这些顶尖技术和部件之上进行相应的整合,才有了现在顶尖的EUV光刻机。
就以这个镜头为例来说,德国蔡司公司是荷兰ASML的大股东之一,它给ASML公司提供顶尖镜头用于光刻机的生产。蔡司的技术得到了几十年甚至可以说百年的沉淀,才有如此顶尖的镜头水平,当然这是对我们不出售的。
光刻机最为人类智慧集大成的产业,究竟难在哪里
作为人类工业以及制造业上面的一颗明珠,光刻机可以说是人类智慧的集大成的产业,还有的人说光刻机是外星科技的产物,其实这个就有点过度了,光刻机依旧是人类长期的积累而出来的。
曾经有国内的科研团队去荷兰ASML公司考察,当时的负责人说,我们即便是将图纸给你们拿出来,你们也不一定能够做出来的,虽然说这句话,说的有一些不切实际,但是制造光刻机的事情,从来都不是简单的事情。
有很多人好奇说光刻机的售价是多少,其实目前一台先进的光刻机售价最低也在7000万美金之间,而且能够生产的数量是非常至少的,可能全球也仅仅只有个别的企业能够进行生产的,荷兰ASML公司所生产的光刻机,能够达到7nm支持的工艺制程,而中国的上海微电子能够生产的芯片,目前还都是90nm支持的芯片,这其中的差距,保守估计也有将近15年的差距。
来自各个不同国家的先进技术,大家不要以为所光刻机只是荷兰ASML公司能够生产出来的芯片,这里面最重要的就是来自美国的光源,德国的蔡司镜头,瑞士的轴承等,可以说荷兰ASML公司将这些更加精密的仪器完美的组合在一起。
![smee(造一台全球先进的光刻机需要多少年)](/static/artimg/20231105/6546dcfb3d45b.jpg)
2. 中国的光刻机发展到什么程度?
中国最牛的光刻机生产商是上海微电子装备公司(SMEE),它可以做到的最精密的加工制程是90nm,相当于2004年最新款的 intel 奔腾四处理器的水平。别小瞧这个90nm制程的能力。这已经足够驱动基础的国防和工业。哪怕是面对“所有进口光刻机都瞬间停止工作”这种极端的情况时,中国仍然有芯片可用。
3. 光刻机哪个国家发明?
工业能力是一个国家国防实力和经济实力的基础,而光刻机是现代工业体系的关键部分,不过目前荷兰光刻机是最有名的,出口到全球各国,口碑很好。那光刻机是谁发明的?主要用途有哪些呢?
1959年,世界上第一架晶体管计算机诞生,提出光刻工艺,仙童半导体研制世界第一个适用单结构硅晶片,1960年代,仙童提出CMOSIC制造工艺,第一台IC计算机IBM360,并且建立了世界上第一台2英寸集成电路生产线,美国GCA公司开发出光学图形发生器和分布重复精缩机。
光刻机是集成电路制造中最精密复杂、难度最高、价格最昂贵的设备,用于在芯片制造过程中的掩膜图形到硅衬底图形之间的转移。集成电路在制作过程中经历材料制备、掩膜、光刻、刻蚀、清洗、掺杂、机械研磨等多个工序,其中以光刻工序最为关键,因为它是整个集成电路产业制造工艺先进程度的重要指标。
目前,全球最顶尖的光刻机生产商是荷兰ASML、Nikon、Canon和上海微电子(SMEE),其中ASML实力最强,因此全球多数国家都愿意去这家公司进口光刻机。
4. 中国的军用芯片和光刻机处于世界什么水平?
我国军用芯片完全是自主研发,从产品设计、生产到包装完全的国产化,技术、性能都是世界上最先进的;生产芯片的国产光刻机,性能还是可以的,在世界上算不上最先进的,但是完全能够满足我国军工需要!
中国军用芯片军用芯片主要是对耐用性、耐热性要求相当高,对于能耗、体积要求不高!
中国军用生产龙头企业龙芯、申威完全拥有真正的自主可控性,芯片架构、IP也是完全的自主研发,拥有独立的专利技术、合法的知识产权;不需要依赖国外厂商的授权,不看别人的脸色,不怕别人卡脖子!
一、申威芯片
1、用于超算系统的申威系列芯片,目前的最新型号申威421处理器是“申威64”增强版,是国产高性能多核处理器,主要用于高端桌面计算机应用。 采用了对称多核结构和SoC技术,核心处理器拥有4个64位RISC结构,主频2GHz,有两路DDR3存储控制器和双路PCI-E3.0标准I/O接口。
2、申威26010处理器,具有超前设计,采用28nm工艺,最高主频1.5GHz,跟世界主流的高端芯片工艺有一定的差距,但性能却非常优秀,就凭组装出来的超级计算机达到了世界最强,只能用巧夺天工设计来形容了。这个芯片的设计,在芯片设计史上具有划时代意义。260个核,一共分4组,一组65个核。每一组的65个核里有一个主核,叫运算控制核心,64个从核,又叫运算核心。主核功能全、性能强,可以独当一面,从核要求不高,不需要单独完成任务,在主核的指挥、协调下,利用人多力量大的优点,大家分工合作,互相支援,相互配合,实施“核海战术”。完成了中国超算的世界之最-神威·太湖之光。二、龙芯-3处理器
我国自主设计的龙芯-3处理器,拥有自主指令集、架构LoongArch。大量用于军事装备、军用电脑、航天航空领域、北斗导航一体化终端设备等信息保密的特殊部门,不过从工艺来看的话,龙芯、申威目前都还是28nm制程,由于军事领域的特殊性,主要是对芯片的性能要求高,能耗和体积可以忽略不计!
龙芯最新的3A5000很快要上市了,这是拥有独立指令集和独立自主设计的龙芯处理器,首次面向PC端,采用的是12nm工艺,芯片工艺,技术性能都前进了一大步,4核的架构、2.5GHz的主频,与同等7nm的ARM架构芯片不相上下,完全达到了世界一流水平!
集中优势资源,攻克核心技术大国重器,核心科技必须掌握在自己手里,否则就要遭遇卡脖子的问题,中兴、华为遭遇的制裁,说明世界经济发展不是有钱就可以,科学技术也是有国界的。不过这样也好,终于让全世界人民明白了一个道理,核心技术需自己掌握,这逼迫全国人民上下一心,集中优势资源,攻克核心科技。
华为、龙芯中科、金山办公、中科曙光等多家公司成立“同心生态联盟”,开始注重生态系统全产业链,软硬协同发展,这种生态模式,将进一步加速我国“芯片+系统+软件”的生态发展。
国产光刻机,目前实现了28nm制程工艺的量产半导体设备领域的“国家队”中微半导体设备(上海)有限公司、北方华创有限公司,是国家02重大科技专项承担单位,享受国家集成电路产业投资基金的大力支持,为中国光刻机产业立下了汗马功劳。
(中微半导体设备(上海)有限公司)
中微半导体设备(上海)有限公司研发了多款拥有自主知识产权的光刻机设备,在全球范围内申请了1200余项专利。
(北方华创有限公司生产7nm芯片的光刻机)
北方华创有限公司,开发有12吋晶圆制造的刻蚀机、PVD、CVD、立式氧化炉、扩散炉、清洗机和气体质量流量控制器等设备。陆陆续续从90-28nm制程的12吋集成电路制造设备,已成功实现了产业化,最新研发的14nm制程设备也已交付到客户手里,正在进行试生产。目前已经在向高端集成电路装备市场进军,新研发的光刻机能生产7nm芯片。
综上所述,中国军用芯片完全达到了世界最先进的技术,军用光刻机技术也是不错的,完全能够满足军事技术的需要。
5. 中国能国产12纳米光刻机吗?
关于这个12nm工艺,应该是中芯国际在上海的子公司中芯南方的工艺。去年12月,中芯国际就表示,已经实现12nm工艺小批量试产,相比14纳米工艺,晶体管尺寸有所缩减,功耗降低20%、错误率降低20%,总体性能提升10%。所以说,这个12纳米量产从技术角度来说,应该问题不大。
6. 荷兰阿斯麦光刻机全球独一无二?
虽说,ASML的光刻机技术首屈一指,但是绝对构不成垄断。因为光刻机的部件都不是他们自己制造的,一旦有国家断供,那么ASML的光刻机在短时间内也将歇菜。如果说垄断的话,像微软,谷歌等公司,即便别人垄断了,那也只能怪自己无能,就算告他们也于事无补,因为这些公司也没有说不让其他公司来分蛋糕,只是其他公司没有这个实力而已。
论光刻机的技术,ASML的确世界最强,之后就是尼康,佳能,上微了。目前ASML制造的EUV光刻机,已经可以将芯片的最小工艺制程推进到5纳米了,也就是A14,骁龙875,麒麟9000的最小工艺制程节点。虽说5纳米工艺制程节点,使用DUV光刻机也可以做,但是那要经过多次曝光,生产效率远远不如EUV光刻机。而EUV光刻机的制程节点起步就是7纳米,最小可达3纳米。
而对于晶圆代工厂来说,肯定要选生产速度快的光刻机了,因为客户是要求在一定的时间制造出特定多的芯片来。如果使用DUV光刻机的话,要经过多次曝光,多一个工序,就多一分风险,紧接着就是良品率下降,这样一来,生产效率就太慢了,有可能就会失去大量的订单。尽管EUV光刻机的造价高达10亿元,而DUV的造价才5亿多元,两者价格差了一倍。但是EUV光刻机在生产7纳米以下的芯片时拥有相当大大优势,一次曝光即可,也不必要像DUV那样经过多次。这样的结果就是良品率的提升,生产效率的加快。所以说,各大晶圆代工厂,不惜出高价也要购买ASML的EUV光刻机的重要原因。
虽说,ASML的EUV光刻机制造出来也没几年,但是芯片的最小工艺制程几点已经达到了5纳米,离EUV光刻机的3纳米工艺节点近在咫尺。当芯片制程工艺达到3纳米时,还可以使用EUV光刻机。但随着制程工艺的进一步提升,EUV光刻机也将力不从心。所以ASML研制的下一代EUV光刻机EXE5000也将于2021年制造出样机,在2023年开始出售。EXE5000的分辨率比现在的初代EUV光刻机NXE3400B和NXB3400C的分辨率提高70%,可以达到2纳米,甚至逼近1纳米制程工艺节点。
可以说,在EUV光刻机色研发与制造上,ASML早就把其他企业远远的甩在了身后,一骑绝尘向着更高的制程工艺节点出发。占据了极大色技术优势,世界上的EUV光刻机的市场也被ASML给垄断了。但是ASML也没有不让其他光刻机制造公司进入巨大的市场,但关键是其他公司无法制造出光刻机。这只能说明,自己的实力不足,却不能说是ASML的原因。
而国的光刻机最小工艺制程节点还在90纳米徘徊,据报道称28纳米制程工艺节点的DUV光刻机将在2021年面世,而ASML的下一代EUV光刻机也在2021年出现。一个28纳米,一个3纳米,这差距还是挺大的。
7. 我们自己生产的光刻机?
国产光刻机具体国产率说实在的我不清,但一定不会很高!
现有量产机型国产化率不高首先光刻机所需要的零配件非常多,数以万计,同时对精度要求也相当高,即便是荷兰ASML也是全球采购才能制造。以我国现在的设备制造水平想要完全使用国产配件生产光刻机是不现实的,根本做不到!
目前国内最先进的量产机型上海微电子的90nm光刻机主要零配件还是以进口为主,不夸张的说这机型就是照着人家ASML的光刻机给模仿出来的。
因此,这个国产化率肯定不会很高。
核心子系统全部自研突破但在过去的几年中,我国光刻机整体的水平还是在快速上升,尤其是光刻机中的一些核心子系统(提升光刻机的整体性能这些子系统不可或缺),这些核心相关设备我们都在自主研发,并且已经取得了重大突破,甚至部分领域成为全球第二、第三。
双工件台:工件台主要用来让光刻机对晶圆进行蚀刻曝光,是最核心设备之一!双工件台可以大幅度提高光刻机生产效率以及精度,一个专用于运行制造,另一个则进行前期准备工作。荷兰是第一个研发出双工件台的厂商,而我们则是全球第二,目前由北京华卓精科生产,早前研发时有清华团队一起参与。
光学系统:这也是光刻机的核心部分,现阶段国内主要由两家研究所负责:长春光机和上海光机,前者负责物镜系统,而后者负责照明系统。有消息称长春光机已经在研制EUV曝光机,这是高端光刻机必备的系统,可以实现极紫外光刻。
准分子激光光源:这也是相当重要的部分,此系统由中科院光电研究院组织上光所,广电所、安光所、长光所等机构一同研发(下图为原理机),具体生产制造则是由科益虹源这家激光设备制造商负责。这个领域内之前仅有美日两家企业能生产准分子激光光源,目前我们算是第三家。
浸液系统:目前我国在研发的光刻机为沉浸式光刻机,这需要配套有专门的浸液系统,早前研发出对应技术的只有荷兰ASML和日本尼康,现在我们也拥有了对应的生产制造商,也就是排名全球第三。这套系统同样是高等学府和厂商合作研发,也就是浙大和浙江启尔机电,属于28nm光刻机的核心设备之一。
以上可以看出我国对光刻机是非常重视的,以上各个子系统基本属于我国2008年时启动的02专项(极大规模集成电路制造装备及成套工艺)项目,由中科院牵头组织一批研究机构攻关光刻机的核心子系统。
国产化率多少并不重要其实个人认为一台光刻机是否要提升国产化率并不重要,只要在核心子系统以及零部件上取得突破就可以了,剩下的一般来说欧美这边也不会给你卡脖子了。
而且有些配件事实上并非一定要国产化,一些大路货产品使用的原则是哪里便宜又好用就用谁的。就比如圆珠笔芯这种玩意,根本没必要去自主研发,这东西厂商研发出来对国内厂商来说利润太小了,而且从技术角度出发并无太大价值。
Lscssh科技官观点
现阶段光刻机最重要的光学系统、曝光光源等相继被攻克,这基本也意味着我国光刻机的国产化和整体水平将会有一个较大的提升。最新消息显示,上海微电子的28nm光刻机将于年底下线,这也是我国十三五规划的重要项目之一。
虽然我们现在和荷兰光刻机的水平差距不小,但相信未来我们一定能赶上!
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1. smee,造一台全球先进的光刻机需要多少年?
我国目前的光刻机水平如何
我国目前光刻机的最高水平是上海微电子生产制造的的90nm光刻机,而世界顶尖的光刻机是ASML生产的7nm甚至是5nm EUV光刻机。相对来说,我国在光刻机制造领域与国际先进水平还有很大差距,高端光刻机几乎全部依赖进口。据国内媒体报道的消息,上海微电子预计将在2021年交付首台28nm的光刻机,差距正在逐渐缩小,上海微电子也正在全力追赶,这种顶尖光刻机的研发需要长期的技术积累,才能实现突破,绝不是一蹴而就。
顶级光刻机
世界上最先进的光刻机是EUV光刻机,只有荷兰的ASML能够生产,光刻机的技术门槛极高,可以说是人类智慧集大成的产物。
荷兰AMSL拥有6000多名科技人员,90%的关键设备均自外来,德国的光学设备和超精密仪器,以及其它核心配件,还有美国的计量设备和光源设备,而ASML要做好的就是精确控制。将误差分担到光刻机的13个分系统,3万多个分件,换句话说,如果德国的蔡司镜头做的不准,美国的Cymer光源不精确,ASML瞬间失去了精神,ASML要做的就是,用好这些家伙,使其更加精确。
荷兰ASML也不差钱,台积电、三星、intel、海力士等这些赫赫有名的半导体巨头,都是荷兰ASML的股东。荷兰ASML有一个不成文的规定“只有合作伙伴才能获得优先供货权”,因此,荷兰ASML每年只能上产十几台EUV光刻机,这些光刻机大部分被“合作伙伴”抢走了。
光刻机究竟有多难
国内目前做光刻机比较好的就是上海微电子设备装备有限公司,它目前水平在90nm,而今年预计会能够突破到28nm水平。再来看光刻机巨头荷兰ASML,早几年它做的EUV光刻机就可以生产7nm工艺芯片,现在台积电用它的机器都能生产5nm工艺芯片。
ASML自己能够做出顶尖光刻机?其实并不是它自己努力,一个顶尖光刻机需要数十万个顶尖部件,需要来自全球几千个供应商提供各种相应的技术支持。而ASML在这些顶尖技术和部件之上进行相应的整合,才有了现在顶尖的EUV光刻机。
就以这个镜头为例来说,德国蔡司公司是荷兰ASML的大股东之一,它给ASML公司提供顶尖镜头用于光刻机的生产。蔡司的技术得到了几十年甚至可以说百年的沉淀,才有如此顶尖的镜头水平,当然这是对我们不出售的。
光刻机最为人类智慧集大成的产业,究竟难在哪里
作为人类工业以及制造业上面的一颗明珠,光刻机可以说是人类智慧的集大成的产业,还有的人说光刻机是外星科技的产物,其实这个就有点过度了,光刻机依旧是人类长期的积累而出来的。
曾经有国内的科研团队去荷兰ASML公司考察,当时的负责人说,我们即便是将图纸给你们拿出来,你们也不一定能够做出来的,虽然说这句话,说的有一些不切实际,但是制造光刻机的事情,从来都不是简单的事情。
有很多人好奇说光刻机的售价是多少,其实目前一台先进的光刻机售价最低也在7000万美金之间,而且能够生产的数量是非常至少的,可能全球也仅仅只有个别的企业能够进行生产的,荷兰ASML公司所生产的光刻机,能够达到7nm支持的工艺制程,而中国的上海微电子能够生产的芯片,目前还都是90nm支持的芯片,这其中的差距,保守估计也有将近15年的差距。
来自各个不同国家的先进技术,大家不要以为所光刻机只是荷兰ASML公司能够生产出来的芯片,这里面最重要的就是来自美国的光源,德国的蔡司镜头,瑞士的轴承等,可以说荷兰ASML公司将这些更加精密的仪器完美的组合在一起。
2. 中国的光刻机发展到什么程度?
中国最牛的光刻机生产商是上海微电子装备公司(SMEE),它可以做到的最精密的加工制程是90nm,相当于2004年最新款的 intel 奔腾四处理器的水平。别小瞧这个90nm制程的能力。这已经足够驱动基础的国防和工业。哪怕是面对“所有进口光刻机都瞬间停止工作”这种极端的情况时,中国仍然有芯片可用。
3. 光刻机哪个国家发明?
工业能力是一个国家国防实力和经济实力的基础,而光刻机是现代工业体系的关键部分,不过目前荷兰光刻机是最有名的,出口到全球各国,口碑很好。那光刻机是谁发明的?主要用途有哪些呢?
1959年,世界上第一架晶体管计算机诞生,提出光刻工艺,仙童半导体研制世界第一个适用单结构硅晶片,1960年代,仙童提出CMOSIC制造工艺,第一台IC计算机IBM360,并且建立了世界上第一台2英寸集成电路生产线,美国GCA公司开发出光学图形发生器和分布重复精缩机。
光刻机是集成电路制造中最精密复杂、难度最高、价格最昂贵的设备,用于在芯片制造过程中的掩膜图形到硅衬底图形之间的转移。集成电路在制作过程中经历材料制备、掩膜、光刻、刻蚀、清洗、掺杂、机械研磨等多个工序,其中以光刻工序最为关键,因为它是整个集成电路产业制造工艺先进程度的重要指标。
目前,全球最顶尖的光刻机生产商是荷兰ASML、Nikon、Canon和上海微电子(SMEE),其中ASML实力最强,因此全球多数国家都愿意去这家公司进口光刻机。
4. 中国的军用芯片和光刻机处于世界什么水平?
我国军用芯片完全是自主研发,从产品设计、生产到包装完全的国产化,技术、性能都是世界上最先进的;生产芯片的国产光刻机,性能还是可以的,在世界上算不上最先进的,但是完全能够满足我国军工需要!
中国军用芯片军用芯片主要是对耐用性、耐热性要求相当高,对于能耗、体积要求不高!
中国军用生产龙头企业龙芯、申威完全拥有真正的自主可控性,芯片架构、IP也是完全的自主研发,拥有独立的专利技术、合法的知识产权;不需要依赖国外厂商的授权,不看别人的脸色,不怕别人卡脖子!
一、申威芯片
1、用于超算系统的申威系列芯片,目前的最新型号申威421处理器是“申威64”增强版,是国产高性能多核处理器,主要用于高端桌面计算机应用。 采用了对称多核结构和SoC技术,核心处理器拥有4个64位RISC结构,主频2GHz,有两路DDR3存储控制器和双路PCI-E3.0标准I/O接口。
2、申威26010处理器,具有超前设计,采用28nm工艺,最高主频1.5GHz,跟世界主流的高端芯片工艺有一定的差距,但性能却非常优秀,就凭组装出来的超级计算机达到了世界最强,只能用巧夺天工设计来形容了。这个芯片的设计,在芯片设计史上具有划时代意义。260个核,一共分4组,一组65个核。每一组的65个核里有一个主核,叫运算控制核心,64个从核,又叫运算核心。主核功能全、性能强,可以独当一面,从核要求不高,不需要单独完成任务,在主核的指挥、协调下,利用人多力量大的优点,大家分工合作,互相支援,相互配合,实施“核海战术”。完成了中国超算的世界之最-神威·太湖之光。二、龙芯-3处理器
我国自主设计的龙芯-3处理器,拥有自主指令集、架构LoongArch。大量用于军事装备、军用电脑、航天航空领域、北斗导航一体化终端设备等信息保密的特殊部门,不过从工艺来看的话,龙芯、申威目前都还是28nm制程,由于军事领域的特殊性,主要是对芯片的性能要求高,能耗和体积可以忽略不计!
龙芯最新的3A5000很快要上市了,这是拥有独立指令集和独立自主设计的龙芯处理器,首次面向PC端,采用的是12nm工艺,芯片工艺,技术性能都前进了一大步,4核的架构、2.5GHz的主频,与同等7nm的ARM架构芯片不相上下,完全达到了世界一流水平!
集中优势资源,攻克核心技术大国重器,核心科技必须掌握在自己手里,否则就要遭遇卡脖子的问题,中兴、华为遭遇的制裁,说明世界经济发展不是有钱就可以,科学技术也是有国界的。不过这样也好,终于让全世界人民明白了一个道理,核心技术需自己掌握,这逼迫全国人民上下一心,集中优势资源,攻克核心科技。
华为、龙芯中科、金山办公、中科曙光等多家公司成立“同心生态联盟”,开始注重生态系统全产业链,软硬协同发展,这种生态模式,将进一步加速我国“芯片+系统+软件”的生态发展。
国产光刻机,目前实现了28nm制程工艺的量产半导体设备领域的“国家队”中微半导体设备(上海)有限公司、北方华创有限公司,是国家02重大科技专项承担单位,享受国家集成电路产业投资基金的大力支持,为中国光刻机产业立下了汗马功劳。
(中微半导体设备(上海)有限公司)
中微半导体设备(上海)有限公司研发了多款拥有自主知识产权的光刻机设备,在全球范围内申请了1200余项专利。
(北方华创有限公司生产7nm芯片的光刻机)
北方华创有限公司,开发有12吋晶圆制造的刻蚀机、PVD、CVD、立式氧化炉、扩散炉、清洗机和气体质量流量控制器等设备。陆陆续续从90-28nm制程的12吋集成电路制造设备,已成功实现了产业化,最新研发的14nm制程设备也已交付到客户手里,正在进行试生产。目前已经在向高端集成电路装备市场进军,新研发的光刻机能生产7nm芯片。
综上所述,中国军用芯片完全达到了世界最先进的技术,军用光刻机技术也是不错的,完全能够满足军事技术的需要。
5. 中国能国产12纳米光刻机吗?
关于这个12nm工艺,应该是中芯国际在上海的子公司中芯南方的工艺。去年12月,中芯国际就表示,已经实现12nm工艺小批量试产,相比14纳米工艺,晶体管尺寸有所缩减,功耗降低20%、错误率降低20%,总体性能提升10%。所以说,这个12纳米量产从技术角度来说,应该问题不大。
6. 荷兰阿斯麦光刻机全球独一无二?
虽说,ASML的光刻机技术首屈一指,但是绝对构不成垄断。因为光刻机的部件都不是他们自己制造的,一旦有国家断供,那么ASML的光刻机在短时间内也将歇菜。如果说垄断的话,像微软,谷歌等公司,即便别人垄断了,那也只能怪自己无能,就算告他们也于事无补,因为这些公司也没有说不让其他公司来分蛋糕,只是其他公司没有这个实力而已。
论光刻机的技术,ASML的确世界最强,之后就是尼康,佳能,上微了。目前ASML制造的EUV光刻机,已经可以将芯片的最小工艺制程推进到5纳米了,也就是A14,骁龙875,麒麟9000的最小工艺制程节点。虽说5纳米工艺制程节点,使用DUV光刻机也可以做,但是那要经过多次曝光,生产效率远远不如EUV光刻机。而EUV光刻机的制程节点起步就是7纳米,最小可达3纳米。
而对于晶圆代工厂来说,肯定要选生产速度快的光刻机了,因为客户是要求在一定的时间制造出特定多的芯片来。如果使用DUV光刻机的话,要经过多次曝光,多一个工序,就多一分风险,紧接着就是良品率下降,这样一来,生产效率就太慢了,有可能就会失去大量的订单。尽管EUV光刻机的造价高达10亿元,而DUV的造价才5亿多元,两者价格差了一倍。但是EUV光刻机在生产7纳米以下的芯片时拥有相当大大优势,一次曝光即可,也不必要像DUV那样经过多次。这样的结果就是良品率的提升,生产效率的加快。所以说,各大晶圆代工厂,不惜出高价也要购买ASML的EUV光刻机的重要原因。
虽说,ASML的EUV光刻机制造出来也没几年,但是芯片的最小工艺制程几点已经达到了5纳米,离EUV光刻机的3纳米工艺节点近在咫尺。当芯片制程工艺达到3纳米时,还可以使用EUV光刻机。但随着制程工艺的进一步提升,EUV光刻机也将力不从心。所以ASML研制的下一代EUV光刻机EXE5000也将于2021年制造出样机,在2023年开始出售。EXE5000的分辨率比现在的初代EUV光刻机NXE3400B和NXB3400C的分辨率提高70%,可以达到2纳米,甚至逼近1纳米制程工艺节点。
可以说,在EUV光刻机色研发与制造上,ASML早就把其他企业远远的甩在了身后,一骑绝尘向着更高的制程工艺节点出发。占据了极大色技术优势,世界上的EUV光刻机的市场也被ASML给垄断了。但是ASML也没有不让其他光刻机制造公司进入巨大的市场,但关键是其他公司无法制造出光刻机。这只能说明,自己的实力不足,却不能说是ASML的原因。
而国的光刻机最小工艺制程节点还在90纳米徘徊,据报道称28纳米制程工艺节点的DUV光刻机将在2021年面世,而ASML的下一代EUV光刻机也在2021年出现。一个28纳米,一个3纳米,这差距还是挺大的。
7. 我们自己生产的光刻机?
国产光刻机具体国产率说实在的我不清,但一定不会很高!
现有量产机型国产化率不高首先光刻机所需要的零配件非常多,数以万计,同时对精度要求也相当高,即便是荷兰ASML也是全球采购才能制造。以我国现在的设备制造水平想要完全使用国产配件生产光刻机是不现实的,根本做不到!
目前国内最先进的量产机型上海微电子的90nm光刻机主要零配件还是以进口为主,不夸张的说这机型就是照着人家ASML的光刻机给模仿出来的。
因此,这个国产化率肯定不会很高。
核心子系统全部自研突破但在过去的几年中,我国光刻机整体的水平还是在快速上升,尤其是光刻机中的一些核心子系统(提升光刻机的整体性能这些子系统不可或缺),这些核心相关设备我们都在自主研发,并且已经取得了重大突破,甚至部分领域成为全球第二、第三。
双工件台:工件台主要用来让光刻机对晶圆进行蚀刻曝光,是最核心设备之一!双工件台可以大幅度提高光刻机生产效率以及精度,一个专用于运行制造,另一个则进行前期准备工作。荷兰是第一个研发出双工件台的厂商,而我们则是全球第二,目前由北京华卓精科生产,早前研发时有清华团队一起参与。
光学系统:这也是光刻机的核心部分,现阶段国内主要由两家研究所负责:长春光机和上海光机,前者负责物镜系统,而后者负责照明系统。有消息称长春光机已经在研制EUV曝光机,这是高端光刻机必备的系统,可以实现极紫外光刻。
准分子激光光源:这也是相当重要的部分,此系统由中科院光电研究院组织上光所,广电所、安光所、长光所等机构一同研发(下图为原理机),具体生产制造则是由科益虹源这家激光设备制造商负责。这个领域内之前仅有美日两家企业能生产准分子激光光源,目前我们算是第三家。
浸液系统:目前我国在研发的光刻机为沉浸式光刻机,这需要配套有专门的浸液系统,早前研发出对应技术的只有荷兰ASML和日本尼康,现在我们也拥有了对应的生产制造商,也就是排名全球第三。这套系统同样是高等学府和厂商合作研发,也就是浙大和浙江启尔机电,属于28nm光刻机的核心设备之一。
以上可以看出我国对光刻机是非常重视的,以上各个子系统基本属于我国2008年时启动的02专项(极大规模集成电路制造装备及成套工艺)项目,由中科院牵头组织一批研究机构攻关光刻机的核心子系统。
国产化率多少并不重要其实个人认为一台光刻机是否要提升国产化率并不重要,只要在核心子系统以及零部件上取得突破就可以了,剩下的一般来说欧美这边也不会给你卡脖子了。
而且有些配件事实上并非一定要国产化,一些大路货产品使用的原则是哪里便宜又好用就用谁的。就比如圆珠笔芯这种玩意,根本没必要去自主研发,这东西厂商研发出来对国内厂商来说利润太小了,而且从技术角度出发并无太大价值。
Lscssh科技官观点
现阶段光刻机最重要的光学系统、曝光光源等相继被攻克,这基本也意味着我国光刻机的国产化和整体水平将会有一个较大的提升。最新消息显示,上海微电子的28nm光刻机将于年底下线,这也是我国十三五规划的重要项目之一。
虽然我们现在和荷兰光刻机的水平差距不小,但相信未来我们一定能赶上!
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