; 在新能源飞速发展和产品智能化的大背景下,高科技进入蓬勃发展阶段,所有高科技产品最不可或缺的核心部件就是芯片了。作为以智能手机为主要业务的
华为
,对芯片的需求量更是巨大。
大家都知道生产芯片最重要的器械就是
光刻机
,但由于受到来自
漂亮国
的制约,“实体清单”规则被修改后,
ASML
因为生产光刻机的技术有一部分来自于漂亮国,受此影响,连带着芯片代工厂也无法为华为公司提供芯片代工服务。
华为现在最先进的芯片是采用台积电5nm工艺制作的
麒麟9000芯片
,但随着“限制令”的制约,
麒麟9000
芯片的库存正在一天一天减少,在无法获得5G芯片的情况下,华为只能采用
高通
的4G芯片,没有
5G
芯片的支持,华为的5G手机只能当成4G来用,也因此,华为的手机业务受到了重创。
事实上,不仅是华为,我国其他高科技企业现在都处于“缺芯”状态。如果要解决“缺芯”难题,首先我们就要解决光刻机的自产自研问题。
中科院
立功了
为了实现我国高端光刻机的国产化,中科院长光所、上光所联合光电研究院在2009年,启动了“高NA浸没光学系统关键技术研究”,进行高端光刻机的攻坚。该项目于2017年在长春国科精密验收,曝光光学系统研发核心的骨干人员也在同年间转入长春国科精密继续钻研光刻机技术难题。
在此之后,国望光学引入
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
,以及
上海光学精密机械研究所
推动国产光刻机核心部件生产。在2016年,国望光学研发出90nm节点的ArF投影光刻机曝光光学系统,之后将继续向28nm节点ArF浸没式光刻曝光学系统研发进攻。
长春国科经济在2018年也传来好消息,攻克了高NA浸没光学系统的关键技术研究。这也是我国实现完全拥有自主知识产权的高端光刻机曝光光学系统的标志。这些成就的达成都离不开中科院的技术支持,可以说中科院立了大功了。
为什么要花费那么大的精力去研发曝光光学系统呢?这对光刻机的制造很重要吗?这我们就要从光刻机的工作原理说起了。光刻机又叫掩模对准曝光机,它的工作原理简单地说类似于照片冲印的技术。
光刻的过程就是在制作好的硅圆晶表面涂上一层光刻胶,然后通过紫外线或深紫外线透过
掩膜
版,把上面的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上,在
光刻胶
的覆盖下,这些被光线照射到的部分会被腐蚀掉,而没有被照射到的部分就会被保留下来,形成我们所需要的电路结构。所以曝光系统可以说是光刻机的核心组成之一。
国产光刻机正式传来好消息
根据国望光学在发出的公示,
投影光刻机曝光光学系统将应用于28nm芯片的批量生产当中。
在这之前,我国只能制造出用于90nm制程的光刻机,但随着这两项技术的突破,我国对于28nm光刻机制程实现了突破性的进展。
28nm芯片有着比90nm芯片更加优越的性能,用途也更加广泛,尤其是对于新能源产业,如新能源汽车或者智能家居产业填补了对于28nm芯片缺失的空缺。
此外,根据媒体消息,上海微电子也做出披露,在2021到2022年将会交付出第一台28nm工艺的国产沉浸式光刻机。这表明我国完全能实现28nm芯片自由。拥有完整的知识产权和自主产业链,就无畏海外市场在芯片上对我们“卡脖子”了。
虽然28nm芯片已经能满足大部分的生产需求,但是对于华为这些手机厂商和其他一些国产芯片来说,28nm的精度还是不够用的,接下来我国的下一步目标便是进行5nm制程光刻机的攻克,手机对于芯片的精度要求要更高,所以目前我国还是不能停下研发的脚步。
虽然目前我国还没研发出5nm制程的光刻机,但已经可以制造出5nm制程的刻蚀机了,这对于我国芯片发展也是一个鼓励性的好消息。
成果是喜人的,但如果拿来与世界上最先进的7nm制程光刻机比的话还是远远不够的,国产化光刻机的道路还要走很远。
对于28nm光刻机事件有着不少的质疑声,怀疑会不会是骗钱项目。目前消息并没有被证实。
老美对华为的芯片封锁,让国内大批网友开始持续关注国内芯片行业的发展。希望华为能够顺利渡过难关的同时,也希望我国的芯片技术能够快速壮大和发展,把高科技技术产业的命脉掌握在自己手里。
近日网上爆出荷兰阿斯麦将停止向中国出售可以生产28nm的EUV光刻机的消息,毫无疑问这是阿斯麦在被老美威逼利诱下作出的决定。
事实上,高新技术产业迅速发展下的中国对于28nm芯片的需求量十分巨大,这让阿斯麦始终把中国作为重要的大客户,来自中国的的订单在阿斯麦的营收中占有相当大的比重,而切断与中国的合作这对于阿斯麦来说无疑是“自断一臂”的做法。
曾表示虽然国内目前有许多企业已经掌握了比较成熟的28nm制作技术,但是在光刻机的研发制作方面技术还不够成熟,短期内国产光刻机的产能无法满足国内市场的需求。
光刻机对于芯片生产的重要性不言而喻,为攻克芯片卡脖难题,国内掀起一股自研光刻机的热潮。殊不知,光刻机,尤其是EUV光刻机的制造难度,已经超乎绝大部分人想象。

公开图纸也不怕山寨
在全球光刻机市场,ASML无疑是霸主般的存在。针对奇特企业仿制ASML光刻机的问题,ASML总裁Wennink曾公开回应,高端的EUV光刻机永远不可能被模仿。
此前ASML甚至还放出豪言,称即使把图纸公开,也不怕EUV光刻机被山寨!这不禁令人疑问,EUV光刻机到底有多难制造?ASML又何来的自信?

要知道,生产EUV光刻机需要依赖的并不是单一的技术,而是需要各学科和应用工程的交叉。作为半导体领域最为复杂的核心设备之一,EUV光刻机有超过10万个零件,纵使是行业霸主ASML,也需要数千家公司提供帮助。
因此,EUV光刻机的自主研发,绝不是国内半导体领域在短时间内可以攻克的难题。而ASML多年积累的系统集成优势,也是其可以不畏惧公开图纸的主要原因。

中国院士实话实说
芯片国产化大潮之下,关乎攻克芯片生产核心设备呼声越来越高,光刻机自然也位列其中。在国内,关于是否要投入大量资源研发EUV光刻机的讨论一直都在。
在2021数博会上,吴汉明院士专门针对此事发声,表示仅靠一个国家就生产EUV光刻机的想法并不现实,这无疑给国内不少自研EUV光刻机的支持者“泼了冷水”。

不过笔者却认为,吴汉明院士所说属于事实。EUV光刻机的每一个零部件,都已经达到了行业内的顶尖水平,比如美企提供的光源、德企提供的光学系统等,仅凑齐这些业内顶级资源,便已是难上加难。
且EUV光刻机的研发需要较长的周期,国内的技术水平、人才储备等本就与国际巨头有着较大差距,冒然进行EUV光刻机的研发,也只能撞个头破血流。

因此,脚踏实地、循序渐进才是国产光刻机实现进步的主要途径。目前,上海微电子已经在着手研发28nm光刻机。
虽然28nm光刻机与ASML最新设计的1nm光刻机有较大差距,但在国内企业不断扩产成熟工艺制程的今天,中低端光刻机研发的稳打稳扎,或许更具意义。
随着上海微电子等国内企业的持续努力,国产光刻机的性能将不断提升,在高端领域取得突破也不是不可能。
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