国产光刻机65nm(国产光刻机龙头上市公司)

2022-12-01 5:15:52 股票 xialuotejs

中国国产的光刻机最小制程能达到多少?

90纳米。

封装光刻机在国内市场已占据不小的份额,这是国产光刻机取得的进步。然而在代表着光刻机技术水平的晶圆制造光刻机方面,上海微装可生产加工90nm工艺制程的光刻机,这是国产光刻机最高水平,而ASML如今已量产7nm工艺制程EUV光刻机,两者差距不得不说非常大。

光刻机的最小分辨率、生产效率、良率均在不断发展。 光刻机的最小分辨率由公示 R=kλ/NA,其中 R 代表可分辨的最小尺寸,对于光刻技术来说R 越小越好,k 是工艺常数,λ 是光刻机所用光源的波长。

NA 代表物镜数值孔径,与光传播介质的折射率相关,折射率越大,NA 越大。光刻机制程工艺水平的发展均遵循以上公式。此外光刻机的内部构造和工作模式也在发展,不断提升芯片的生产效率和良率。

扩展资料:

注意事项:

进入机仓检查或维修必须切断电源,挂上警示牌并与中控,检修或检查时必须使用36V以下照明。

必须经常监视机器运转情况,如听任何不正常声音,应立即停机检查,查明原因并处理完故障后,方可重新起动。

正常运转中,应特别注意电机和转子的温度变化,保证充足的油润滑、水冷却,超过规定值立即停机检查。

运行时不准打开观察孔,以防物料飞出伤人,每周应检查一次转子卡箍螺栓的松紧情况。

参考资料来源:百度百科-光刻机

参考资料来源:人民网-世界首台分辨力最高的国产SP光刻机到底牛在哪?

0.1nm!央视宣布好消息:EUV光刻机最后的一片拼图

EUV光刻机号可以说是人类工业史上的皇冠,其内部的零部件就达到了10万颗,背后还有5000多家供应商,所以说,单凭一个国家的 科技 水准,是很难制造出完整EUV光刻机的。

谈到光刻机就肯定避免不了芯片,当下芯片领域的发展一直是全球关注的重点,光刻机作为芯片制造的基础,一直是我国难以跨越的鸿沟,尤其是在高端光刻机方面,但是好在是EUV光刻机虽然难度大,哪怕是ASML公司也是集合各家所厂研发而成,这样一来,在一定程度上完成逐一突破便也有了可能。

说到这,就必须要提到EUV光刻机的三大核心组件:双工件台系统、EUV光源系统、EUV光学镜头

不过功夫不负有心人,我国在光刻机领域终有所进展

此前,关于双工作台组件,清华大学与北京华卓精科合作,已经实现了65nm工艺光刻机需求的双工件台样机。这一突破也表示,我们成功打破了ASML公司在双工件台上的技术垄断,实现了自主研发生产。

另外一个用于EUV光刻机设备的EUV光源,同样也是清华大学率先破局!

据“央视新闻联播”报道,由国家发改委立项支持、中科院高能物理研究院承建,国内首台高能同步辐射光源科研设备于2021年6月28日上午安装。与此同时,负责为这台光源设备提供技术研发与测试支撑能力的先进光源技术研发与测试平台启动试运行

此外,中科科仪旗下的中科科美也传来佳讯,其研制的直线式劳埃透镜镀膜装置及纳米聚焦镜镀膜装置于2021年6月28日正式投入使用。央视新闻联播对此也做出报道。

正所谓好事成双,关于这两项重大突破,可能不少人还是一头雾水。笔者尽量简洁明了地概述一下。

其一,中科院的高能光源设备是全球最亮的光源之一,在实现设备安装之后,也让中国在光源技术上有了深厚的积累。对国产光刻机的意义也是十分重大的,如果用在高端光刻机上,解决光源问题,避免国外依赖,那么在国内自主光刻机产业中将取得更大的话语权。并且在此项设备建好并安装完成之后,将成为国内首台高能量辐射光源、全球亮度最高的第四代光源之一,为很多重要的科研领域提供了最基本的技术支撑。

这是中国首次研制出高能量同步辐射光源,也是全球亮度最高的第四代同步辐射光源之一。

而且为了提高光源的精度和质量,中科院还专门配套研究了一个真空镀膜设备,可以将光学镀膜的厚度降低到0.1nm以内,能达到什么程度呢?实现0.1nm(100皮米)以内的真空纳米镀膜,要知道ASML的EUV光刻机都是德国0.蔡司提供的光刻机镜头,而蔡司公司也只有20多个工程师达到该水准。

也就是说,中科院的光学镀膜水平已经达到了世界前列,再加上第四代辐射光源的支持,国内要不了多久就能全面攻克EUV光刻机。

写在最后

伴随国家对半导体行业的重视,国产厂商在半导体领域中实现了许多从无到有的突破。照此趋势下去,相信我们距离实现先进制程芯片自主化生产的目标已经不远了。祝愿国产半导体厂商能够愈发强大,早日解决半导体核心技术卡脖子的问题,在半导体领域中所向披靡。

有志者,事竟成,相信随着中国科学家,科研人员的不断研究,还会取得更多项技术的攻克。

光刻机只是生产芯片的一部分设备,虽然实现了这部分某些技术领域的突破,但要想打通全产业链的自给自足,仍需要努力前行。美国的光源技术,德国的光学系统都处于世界顶尖水准。

但不管有多大的困难,中国都不会放弃自研,国产光刻机一定能迎来最终的崛起。

中国有光刻机吗?能做几纳米技术的芯片

中国有光刻机的可以做5纳米技术的芯片的,可以关注这方面的科技信息,中国能够自主研发出5纳米长度的计数芯片了

国产光刻机65nm(国产光刻机龙头上市公司) 第1张

光刻机是芯片制造的关键,现在在中国有哪些企业能够研制光刻机?

光刻机是芯片制造的关键设备,我国投入研发的公司有微电子装备(集团)股份,长春光机所,中国科学院等都在研发,合肥芯硕半导体有限公司,先腾光电科技有限公司,先腾光电科技有限公司, 合肥芯硕半导体有限公司都有研发以及制造。而且有了一定的科研成果,但是目前我国高端芯片的制造却主要依赖荷兰进口的光刻机。我国光刻机在不断发展但是与国际三巨头尼康佳能(中高端光刻机市场已基本没落)ASML(中高端市场近乎垄断)比差距很大。

光刻机是芯片制造的核心设备之一,按照用途可以分为好几种:有用于生产芯片的光刻机;有用于封装的光刻机;还有用于LED制造领域的投影光刻机。用于生产芯片的光刻机是中国在半导体设备制造上最大的短板,国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口,光刻机被业界誉为集成电路产业皇冠上的明珠,研发的技术门槛和资金门槛非常高。也正是因此,能生产高端光刻机的厂商非常少,到最先进的14nm光刻机就只剩下ASML,日本佳能和尼康已经基本放弃第六代EUV光刻机的研发。相比之下,国内光刻机厂商则显得非常寒酸。

上海微电子装备(集团)股份有限光刻机主要用于广泛应用于集成电路前道、先进封装、FPD、MEMS、LED、功率器件等制造领域,2018年出货大概在50-60台之间。营业收入未公布,政府是有大量补贴的。处于技术领先的上海微电子装备有限公司已量产的光刻机中性能最好的是90nm光刻机,制程上的差距就很大,国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口。

2016年11月15日,由长春光机所牵头承担的国家科技重大专项02专项——“极紫外光刻关键技术研究”项目顺利完成验收前现场测试。在长春光机所、成都光电所、上海光机所、中科院微电子所、北京理工大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学等参研单位的共同努力下,历经八年的戮力攻坚,圆满地完成了预定的研究内容与攻关任务,突破了现阶段制约我国极紫外光刻发展的核心光学技术,初步建立了适应于极紫外光刻曝光光学系统研制的加工、检测、镀膜和系统集成平台,为我国光刻技术的可持续发展奠定了坚实的基础。

合肥芯硕半导体有限公司成立与2006年4月,是国内首家半导体直写光刻设备制造商。该公司自主研发的ATD4000,已经实现最高200nm的量产。

无锡影速成立与2015年1月,影速公司是由中科院微电子研究所联合业内资深技术团队、产业基金共同发起成立的专业微电子装备高科技企业。影速公司已成功研制用于半导体领域的激光直写/制版光刻设备、国际首台双台面高速激光直接成像连线设备(LDI),已经实现最高200nm的量产。无锡影速成立与2015年1月,影速公司是由中科院微电子研究所联合业内资深技术团队、产业基金共同发起成立的专业微电子装备高科技企业。影速公司已成功研制用于半导体领域的激光直写/制版光刻设备、国际首台双台面高速激光直接成像连线设备(LDI),已经实现最高200nm的量产。

先腾光电成立于2013年4月,已经实现最高200nm的量产,在2014国际半导体设备及材料展览会上,先腾光电亮出了完全自主知识产权的LED光刻机生产技术,震惊四座。

国产芯片与美国芯片的差距在哪儿,最快多久才能赶超?

不要老是盯着光刻机,国产芯和美国芯的真正差距还是在专利和标准上!

许多人认为中国的芯片制造工艺不行,的确目前国产的光刻机只能达到90nm的精确度,国内最好的芯片代工厂中芯国际的工艺水平也只在28nm-14nm之间。但是芯片厂商完全可以找技术先进的代工厂,例如华为的麒麟970和苹果手机的芯片都是让台积电代工。从芯片制造环节本身来说,芯片制造属于产业链的下游,中国和美国都是外包的。

但是在上游的专利和标准上,由于 历史 原因(计算机是美国人发明的、集成电路行业也是发源于美国),基本上都掌握在美国以及它的盟友手上。例如Intel 在x86 框架指令集中就有着大量的专利作为自己的专利壁垒,其他国家如果没有专利授权的话去研发一款能运行Windows的自主CPU是绝无可能的。

同样在移动芯片领域中,ARM也占据了专利的上风。ARM本身不生产芯片,只是设计芯片的架构,靠着技术授权给其他半导体制造商就可以数钱数到手抽筋。

另外说芯片的发展,不得不提的就是操作系统。即使是绕过了专利搞出了一套新的芯片技术,性能还领先,但是没有操作系统的支持的话依然是没有用武之地,这就是为什么当年Windows+Intel联盟所向披靡的原因。中国前几年研发的自主CPU龙芯,其实性能已经达到了能用的程度,但是没有操作系统的配合,只能跑跑Linux,终究不能成为主流。

中国目前发展芯片的机遇在一些还没有制定标准的专用芯片领域,例如人工智能芯片等。另外,世界也是在不断变化中,现在占据领先不代表永远不会被赶超,微软和ARM的合作就试图挑战Intel的地位,中国目前也得到了x86架构的授权正在不断追赶。

最快多久才能赶超?有生之年肯定看得到!

这个问题问得好。

国产芯片落后了多少,从一些事件就能看出。

同样是前段时间,网上流传着紫光的内存条,一开始的DDR3大家说这是奇梦达当年倒闭时前的最后作品,后来的DDR4被证明用的是海力士的颗粒。而紫光自己到底有没有能力生产出内存颗粒一直是个迷。有的说下半年紫光就能生产出自己的DDR4颗粒,但目前来看紫光高层有波动,能否如期完工还是个问号。

然后就要说说我们Al芯片的骄傲寒武纪了。这个芯片商商很奇怪,他们的官网没有任何性能介绍,要知道就算是挖矿用的矿机芯片和顶级的FPGA芯片也都有性能介绍。而衡量Al芯片性能的参数就是半精度计算和深度计算能力,这些参数很普通,根本不是什么机密,那么他们为何不展示呢?

最后,我们的代工业务,中芯国际的核心业务是28nm工艺,14nm正在研制。而英特尔在2009年就成功操作出了同级别的32nm工艺。

我想从这几件事就能看出,我们落后人家至少十年!至于赶超,现在我们要什么没什么,难道要用口号去赶超?如果真能静下心来,十几年的差距也不是那么容易赶上的。我想等到二十一世纪中叶,我们应该能赶上去。

目前来看,国产芯片与美国芯片的差距到底在哪儿,我们最快要多久才能赶超呢?

一、近年中国芯片产业进步有目共睹,可与美国的差距到底有多大呢?

看完现状,我们再看追赶速度。根据美国官方组织统计的美国上市公司数据,美国芯片上市公司2019年的研发投入和资本支出总计717亿美元,从1999年到2019年,美国芯片上市公司整体资金总投入将近9000亿美元,而我们的国家大基金一期二期加起来也就3000亿人民币,差了一个数量级。

近年来,中国芯片产业的进步是有目共睹的,我们已经从中低端解决了有无问题,国产CPU已在国内获得应用机会,未来将在此基础上,不断迭代、不断升级,从有到好。

二、参观日韩芯片产业发展,我们是在没显著优势的情况下,就被美国打压了

回顾 历史 ,上世纪五六十年代,芯片是美国的天下,其实是没有日本韩国什么地位的,日本开始重视民族企业的发展,索尼,松下等企业才迅速发展。到了70年代末,日本芯片实力大大提高,能和美国扳手腕那种,同时以质量好,价格低的优势把美国产业打得落花流水。

同时,韩国三星在90年代发展起来,有韩国政府和美国的扶持,90年代末就超过日本美国,不过1997年亚洲金融危机,美国购买大量三星股票,占有量超50%。虽美国不直接干预三星内部事务,但三星大部分利润是被美国赚去了。可以说,三星就是美国的高级"打工仔",被美国控制住了。

讲了这么多 历史 ,我们可以看出:

结论就是:中国半导体是在没有建立显著优势的情况下,就被美国狠狠打压了,这一点与韩日不同,这意味着我们必须打破高耸的技术壁垒,前路艰难险阻啊。

三、最后,中国芯片产业什么时候能超过美国?这是个伪命题

如今看来,中国芯片产业并不是要超过谁,而是要满足谁。搞清楚这个问题,是芯片产业发展的核心问题;芯片产业不是奥林匹克竞赛,看谁的芯片技术好,发个金银铜铁奖牌;那满足谁?满足中国日益增长的芯片需求。

可是,面对这种巨大规模市场,芯片产能转移到中国,是未来十年的趋势,会有反复,但不会回头;没有人能够对抗不了经济运行的规律,只能顺势而为,不是逆势而行;中国的芯片行业是汪洋大海,不是小池塘,海纳百川,水大鱼大。

最后的话:所谓的芯片领先,绝对不单单是设备,更是其产业链

我们一定要明白一个道理:所谓的领先,绝对不单单是设备,更是其产业链;美国打击的也不仅仅是某一家,而是全部的产业链!曾经有位大佬画了一个图来解释在半导体产业链上我们与美国之间的巨大差距,看看这个图感觉挺好的。

差距有多大呢?

最近这两年我们大国崛起的声音越来越多,城市化水平越来越高,人均GDP越来越多。尤其是移动互联网,更是有了移动支付、共享单车这种走在前沿的创新,许多人都产生了一种错觉,中国 科技 突飞猛进终于可以吊打一切了。

但是, 事实是中国在国防技术相关的商业航空器、半导体、生物机器、特种化工和系统软件等核心技术领域,和美国差距在10年以上。 找点例子,大家感受一下。

来点手机行业的例子感受一下。

手机上常用的大猩猩玻璃的前身是康宁公司在20世纪60年代生产的,具防弹功能的特种玻璃。

Iphone里使用的Siri是美国国防部先进研究项目局2003年投资的CALO计划。

中国国产手机里的操作系统都是谷歌的安卓操作系统。

很多中国国产产品每年都要向 思科、高通、西门子、诺基亚等很多公司缴纳专利费。 尤其是高通公司,每一个智能手机都要向高通缴纳专利费,要知道高通是3/4G领域的奠基者,在全球通信领域具有垄断地位,也因垄断被发改委罚款60亿人民币。

华为 的麒麟970,技术架构是来自英国的ARM公司(现在是日本的)。芯片是台湾生产的,中国大陆没有生产能力 。

随便说点计算机领域的

计算机的核心--cpu,目前民用的只有两家intel和AMD ,遗憾的都是美国的, 由cpu引申出来的计算机主板芯片大多数也是这两家。你计算机里用的硬盘大多数都是美国的。 制作显卡芯片的目前两家最大----AMD和英伟达 ,他们也是美国的。

中国的BAT虽然是世界级的软件公司,但是主营业务不是卖广告就是搞 游戏 。

我们看一下美国的IT巨头都在干什么?苹果,当年自己开发了CPU和硬件芯片对抗Intel,自己做操作系统对抗微软和谷歌,然后自己攒手机卖,就挣得比世界其他IT公司都多;谷歌,虽然跟百度一样发小广告,但是人家并购并发展了youtube和安卓系统,搞无人驾驶 汽车 ,搞人工智能打败了围棋世界冠军,和NASA创办奇点大学;微软,虽然操作系统做的越来越烂,但微软在基础的软件编程平台、数据库、图像识别技术及各项开源软件都作出了杰出的贡献。亚马逊一家的云平台就占据了世界市场的50%。

而相比之下, 中国没有世界级的国产数据库,没有世界级的编程语言 。甲骨文给中国政府、如银行电信电力石油等央企提供一套数据库,便宜的几十万元,贵的更是数百万元。而 这些数据显示着中国的经济情况,国家机密的数据都躺在美国人的数据库上。 中国的企业始终致力于靠关系拿项目,而始终忽视了研发底层技术核心。在今天中国的市场环境下,没有一个中国公司具有美国公司那样高的视野和格局。

其他的是不想长篇大论的分析, 希望大家好好认清现实。现阶段实现芯片全部自主化、国产化,基本不可能,所以要做的只能是站在巨人的肩膀上,利用好最先进的资源和技术,全力发展自己,在不断追赶中减少差距。

cpu技术

cpu即中央处理单元(CPU)是计算机内的电子电路,通过执行指令指定的基本算术,逻辑,控制和输入/输出(I / O)操作来执行计算机程序的指令。 计算机工业至少从20世纪60年代初开始使用“中央处理器”。 传统上,术语“CPU”是指处理器,更具体地涉及其处理单元和控制单元(CU),将计算机的这些核心元件与外部组件(诸如主存储器和I / O电路)区分开。

美国掌握大量的芯片底层核心技术。

instruction set 指令集目前都是国外的。

A list of computer central processor instruction sets:

哪个是中国的,或者以上哪个是中国公司全掌握的?以上只是底层技术的一面。。。。

50年的差距,更多的是人才的差距

每一个人多学一些cpu知识,汇总起来可以加快缩小这个差距。

40万芯片人才缺口该怎么补上?

努力吧,少年老年们。

基于别人的房基去建设高楼大厦,别人要断你,不让你上和下,那你只能飞上楼和飞下楼了。

其实芯片行业或者是集成电路行业,整个范围是要比大家想的丰富的多的。芯片并不只有CPU,或者是NPU这些。我们用到的耳机,指纹识别,冰箱,电视,电梯等等都会用到大小不同功能不同的芯片,像电源所用的芯片,目前代工厂就可以满足国内需求。

真正存在巨大差距是高端芯片,总体来说就是 三方面差距:

设计差距

中国的经济体量巨大,所以我们不缺钱,我们缺的是什么?答案就是人才。首先要设计芯片,设计出来之后交给代工厂生产,设计芯片软件方面中国在世界上的占比为0%,国内目前芯片生产商最好的应该是中芯国际,最好的制程是 14纳米 ,而台积电跟三星今年7纳米就要要量产了。 中间差了二代 。

光刻上的差距

这主要就是光刻机的问题。光刻机目前美国处于垄断,造价和售价都是很贵的,每年量产不超过30台,国内目前只能购买国外淘汰掉的光刻机,绝大多数来源于日本。而且瓦森纳协议中,每过几年都会更新禁售列表,比如2010年90nm以下的设备都是不允许对中国销售的,到2015年就改成65nm以下的了,即便如此,我们购买二手光刻机还是需要美国的审批。

晶圆制备的差距

这方面我们差距其实不是很大,目前IC芯片的衬底都是硅,需要运用电子级硅制造硅碇,再将硅锭精细切割,而中国即使是一些低端的国产率较高的芯片,其中很大一部分野都是买的国外的晶圆,然后自己切割,不过随着国内集成电路的发展,晶圆切割其实已经能慢慢实现了。

中国已经错过了一个发展的黄金期,再想要追赶付出的代价将会非常大,而在未来,人工智能、深度学习的大浪潮下,传统的通用计算会很吃力,而眼下新的发展机遇又会到来。这次中兴事件警钟的敲响,让我们重新开始认识到机遇的重要性,开始研制的寒武纪AI芯片, 阿里达摩院规划的AI芯片都属于新领域芯片, 希望这次芯片发展的快车,我们不会再被落下。

凡是吹牛逼祸国殃民的所谓科学家和各类专家全部滚蛋。凡有责任心有担当的国家培养 科技 人员要有爱国之心向国家向全民立下军令状,保证在短期内研发出中国自主品牌的中国航空发动机和中国芯。所有中国科学家有谁敢站出来向国家和人民立下军令状?

多少年这个答案可能事关我们每个人了。芯片设计技术的提升需要市场试错和反馈,不是所有的bug都能在实验室里发现。市场上有人买有人用才能给手机企业,软件企业,包括芯片企业带来资金回笼(为研发再投入)以及更重要的市场对技术的验证(为下一步技术完善和研发方向提供宝贵意见及数据积累)。大家对当年刚用安卓手机时一天死n次机的情况应该还有印象吧,但那时没有更好的手机了,所以大家(市场)的包容度都很高,在大家的共同努力下,填平了当时设备各方面的研发投入(手机用的顺畅事关软硬件配合,及自身技术的成熟,当然也包括芯片,或者说芯片是最为复杂的部分)。

总之,要是大家愿意一夜回到从前,还能忍受一天司机n次,只用简单应用程序(现在的应用都比较复杂,用户体验好,但对硬件要求高),我觉赶超的时间会大大缩短,也许5-10年?所以,你愿意么?问的再具体点,在你可以选择更好而且便宜,只是用了国外芯片的手机的情况下,你会愿意选择完全国产,用自主芯片,但经常死机,如龟速的手机么?

(ps.我内心的答案是:我愿意买两部,肯定会有一部是纯国产的,哈哈!)

首先是整体半导体集成电路技术和制造的落后,这个牵涉到方方面面,但是哪怕你用别人的芯片标准,别人的技术规格,哪怕不考虑光刻机的问题,这方面依然问题较大。可以打一个比方,中芯国际现在有14nm的制程工艺的,但是要真是制造14nm的芯片,良率会远远不及境外工厂,这就是整体集成电路技术和制造的落后,民用商用芯片考虑成本,良品率不及别人,也没人愿意跑你这里来制造了!

然后再说设备问题,光刻机以及其他设备依然是绕不过的事儿,国内有28nm最好的设备,但是三星、Intel和台积电都是7nm的设备了,这个差距你不可能无视!当然就算28nm的制程工艺,还是那个问题,整体集成电路水平的落后,会让成本变得较高。而更新的14nm,中芯国际都在挣扎,更别说制造更先进的芯片了!

最后则是芯片标准和技术规范。X86是Intel的,PowerPC是IBM的,这两家基本处理器架构都是美国公司,这个你没辙。而ARM也是英国的,当然授权问题倒不是很大,即使是操作系统,Linux各种做也不是问题,但是技术和标准中国是没法整了,在全球经济一体化的时代,还是那个问题,成本和利益,这部分中国应该不会再去搞事了,没意义!

总的来说,还是要发力在集成电路上,制造和技术能力这部分提高了,才去考虑所谓的设备问题,这个差距和美国很明显,但并不是不可追赶!

如果你只看芯片,中国芯片与美国芯片之间的差距似乎就在光刻机上,只要中国购买到ASML最先进的光刻机,我们就能够制造出如美国一样的高端芯片。当然,现在无法直接购买到ASML的最先进的光刻机,那我们只能自己研发,这个时间相信也不要太久,最多10年便可以追赶上来。

但如果你就此认为,我们实现了对于美国芯片技术的追求或者超越,那就太天真了,中国芯片技术与美国芯片技术之间的差距,不仅仅表现在这块小小的芯片产品上,而是体现在基础研究、技术体系、产业体系、标准体系和产品体系等诸多方面,全面追赶并超越美国,需要至少30到50年的时间。

一、美国的半导体产业链完整且技术先进

有人不明白,美国限制向华为提供具有美国背景的芯片半导体技术和产品,为什么包括台积电、ASML、三星等非美国 科技 公司都要乖乖服从并执行美国的限令?甚至有人说,中国也发出一个命令,要求这些公司必须向华为提供技术和产品,这些公司到底听美国的还是听中国的?其实,根本不用试,一定是听美国的限令,事实也是,这些公司纷纷关闭对华为的技术和产品通道。原因也非常简单,这些公司能够发展到现在,过去,现在和未来都会一直使用美国的半导体技术和产品,没有美国的技术和产品,这些看似世界顶级的 科技 公司,将变得毫无价值,这就是美国一纸限令,便能够让这些公司听从的原因之所在。

我们来看一下专业人士弄的这个半导体产业图谱,看起来并不复杂,但每一个细分领域做起来都需要大量的技术和产品做为支撑,而目前为止,没有一家公司或一个国家能够把这些事情从前端研发到后端制造完成的,也包括美国。但美国与其他国家不同的是,由于其在芯片半导体产业领域早期的基础研究成果较多,说白了,做这些高 科技 产品所需要的基础性和高精尖的技术都掌握在美国人手里。美国人发布限令,并不是限制别国公司,而是限制美国本国公司。比如ASML不遵守美国限令,向中国出售最先进制程的光刻机,那么,美国便可以要求美国一些光刻机技术公司和零部件公司,停止向ASML授权美国的光刻机技术和零部件,而美国公司所掌握的技术的零部件,经过几十年的沉淀,往往都是具有核心功能的技术和零部件,那ASML还能造出世界上最先进的光刻机吗?所以,他只能服从美国的禁令。

1958年9月12日,基尔比和助手谢泼德(MShepherd)给阿德考克和组里的其他同事演示了他的实验。基尔比紧张地将十伏电压接在了输入端,再将一个示波器连在了输出端,接通的一刹那,示波器上出现了频率为1.2兆赫兹,振幅为0.2伏的震荡波形。现代电子工业的第一个用单一材料制成的集成电路诞生了。一周后,基尔比用同样的方法成功地做出了一个触发电路。基尔比的电路和后来在硅晶片上实现的集成电路相比,样子非常难看。但是,它们工作的非常好。它们告诉人们,将各种电子器件集成在一个晶片上是可行的。 基尔比因为这个发明,2000年,他获得了诺贝尔奖。

从1958年到现在经历了60多年,美国在芯片集成电路领域里积累了大量的专利和标准,并形成并沉淀出一批世界芯片半导体领域里的顶级 科技 公司,这正是美国在芯片半导体领域一家独大的原因之所在。

二、中国在芯片半导体领域的差距

我们不按照上图的细分领域来说,只按照芯片产业的四个环节来看,包括芯片设计、芯片制造、芯片封装、芯片测试等四个环节,与传统产业不同,芯片产业没有一家公司可以独自完成全部四个环节的工作,因此,在每一个芯片产业的环节当中,都有世界级的公司,也没有一个国家能够在全部四个环节上都拥有顶级公司的存在。比如芯片设计领域美国的高通、中国的华为都是比较厉害 的公司,在芯片制造领域则是中国的台积电一马当先,芯片封装和测试领域,中国目前已经做到世界领先的水平,拥有世界级的封装和测试公司。

如果从上面分析,那不是中国在整个芯片半导体产业里没有弱点了吗?可是你会发现,在芯片设计和芯片制造领域,虽然我们拥有华为和台积电两家世界级公司,但华为芯片发展时间较短,台积电大家众所周知。所以我们国家目前只能算是在芯片半导体产业链上做脏活累活的工作,其他高 科技 领域,我们还存在非常大的差距。

上海微电子光刻机在全球属于什么水平?

这个问题非常好,提到光刻机,不能不说这是国人心中一个深深的痛。

中芯国际(SMIC)为了发展最先进的7纳米芯片制造工艺,在2018年初,以1亿多美元向荷兰ASML订购了一台EUV紫外线光刻机。然而,近两年过去了,ASML受到美国的各种施压,迟迟不向中芯国际交付这一台高端光刻机。而我们没有丝毫办法,这不能不说是店大欺客,欺人太甚。

上海微电子(SMEE)作为国产光刻机唯一的提供商,在目前本土高 科技 发展,尤其是芯片被美国穷尽手段阻断的情况下,它的存在无疑成为国内芯片制造的唯一希望。

那么上海微电子在光刻机领域的实力究竟如何呢?

其实这里要先说明一下光刻机的分类,从用途上区分, 其主要有四大类:制造芯片的前道光刻机,封装芯片的后道光刻机,制造LED/MEMS/功率器件的光刻机,以及制造TFT液晶屏的光刻机。

而上海微电子对这四种光刻机都有涉足,尤其是封装芯片的后道光刻机,其在国内具有80%的市场占有率,在国际上也有近40%的占有率,每年都有近60台的出货量。

其客户都是世界前十大封测工厂,比如国内的长电 科技 JCET,通富微TF,以及台湾的日月光半导体,这是非常了不起的成就。

上海微电子的研发实力也不容小觑,在光刻机领域的专利申请量有近3000项。在国内半导体设备厂商的综合排名中,位居前五名。

但是在半导体制造中,最核心的其实属于前道光刻机,其在半导体制造成本里占30%之多,中芯国际向ASML购买的EUV极紫外线光刻机就属于前道光刻机,可用于生产7纳米工艺的芯片。

而上海微电子目前可以提供的最先进前道光刻机,只能用于生产280纳米,110纳米和90纳米工艺的芯片。 从这方面讲,上海微电子与世界前三大光刻机生产商ASML,佳能Cannon和尼康Nikon的差距,是非常巨大的。

除了上海微电子之外,中科院和华中 科技 大学都有对光刻机的研发,但这都停留在实验室的阶段,很难进入商用。

比如中科院号称开发出的“22纳米光刻机”,采用表面等离子技术,不同于EUV极紫外光技术,具有很大的缺陷, 无法生产CPU和显卡GPU等电路非常复杂的芯片 ,这决定了,其无法进入商用领域。

华中 科技 大学国家光电中心甘棕松团队,利用双光束超衍射的技术,开发出的光刻机, 目前仅能用于微纳器件的三维制造,距离进行集成电路芯片制造,还有很多技术需要攻克,更别提进行成熟的商用芯片制造 。

由此我们可以看出,媒体上很多宣称打破国际封锁,开发出的几纳米光刻机,基本上距离商用都很遥远,有的甚至基于不同目的还偷换概念。

这从另一个侧面说明,上海微电子在国内光刻机领域,是唯一有希望进行更高端光刻机研发的企业,因此它的地位是无法替代的。

值得一提的是,从相关渠道了解到,上海微电子正在02专项的支持下,进行28纳米前道光刻机的研发,已经取得了很大的进展。从90纳米跨越到28纳米,如果能实现,也是一个了不起的进步,期待上海微电子的28纳米光刻机!

上海微电子(SMEE) 做为国内拥有最先进的光刻机设计制造技术厂商,目前能达到的最高工艺节点(tech node) 是90nm。90nm是什么概念呢?大致相当于2004年2月年英特尔的奔腾4,当时最强的Prescott架构3.8Ghz就是用的90nm光刻,也是那个时代晶圆厂最好的工艺代表。另外同期同制程节点的还有索尼Playstation2的处理器、IBM PowerPC G5、英伟达的GeForce8800 GTS等。当然实际光刻能力,涉及到晶圆厂的制造能力,最终会有不同。虽然光刻工艺只是芯片制造的上千道工艺中的一部分,但确实最关键的,光刻精度不够,后面任何步骤设计都会产生大量的偏移和失效。这在国际上,算是第四名,因为没有第五第六名。

而这台SSX600系列的90nm光刻机,大约是在2007年研发成功,真正上市时间未知。时至今日,上海微电子的主流产品还停留在前道90nm以及后端光刻系列。后端光刻主要用于先进封装形式,也就是晶圆级封装(WLP)及Bumping为主,对光刻精细度要求没有可比性,拜托有的人就不要把封测那边甚至是MEMS、液晶面板光刻的市场份额拿出来说了,完全两个世界。前道光刻才是真正的地狱难度。

那90nm的光刻机在2021年的今天,还能做什么?我们可以看看下面这个图:,55-90nm仅剩9%的产能,逻辑芯片(比如CIS,驱动芯片、控制芯片等)、e-Flash和DAO(电源类分立器件芯片,结构最为简单)为主。也就是说基本上不会是西方卡脖子的类别,器件设计上构造简单的芯片。

导致国产光刻机一直没用进步的原因有很多。实际上国家进行相关立项是非常早的,也不仅仅是一家公司一个研究机构进入项目。可无奈高端光刻机的大部分核心零部件,我们没有能力设计制造,导致一进口就被禁运。当然,我们的设备厂商、半导体材料研究机构、晶圆厂,都在积极寻求和国外机构、企业的合作,以达到研发和其他资源上的共赢,并规避一部分境外的技术、材料、部件的限制。只是离高端制程节点越近,这样的限制就卡得越紧。(大家可以查一下IMEC这个比利时的研究机构,他们在上海也有分店。)

我们可以先看看一台光刻机的主要组成部分有哪些:

稍微查一下材料,就可以看到国内到底哪些厂商有能力供应65nm以下光刻系统核心部件,是否已经拥有商业级别自主设计和制造能力。对,你猜得没错,几乎都没有——实验室里面有、研发基地里面有,但那不等于可以进行到商用级别,还只能停留在实验室里面做论证和分析。 而且加上瓦森纳协议《关于常规武器和两用物品及技术出口控制的瓦森纳安排》等西方世界针对 社会 主义国家的禁运玩法存在,就连跨国合作都被限定在非常清晰的框架内。 现实就是如此残酷!

一下子要跳到28nm,甚至14nm,不是上海微电子做不出来,而是这事情不能靠上海微电子一家去做。这是一个需要整合 社会 资源、进行多层次多路径全赛道起跑的一整套工业技术开发项目集合。那一条赛道慢一点,我们的下一个世代光刻机就要等等。资金,我们有的;人才,我们也有的;参照物也有的;政策也有明确的导向;舆论也给足了劲。剩下的就是给他们时间和空间,因为各专项有对应的企业和机构在攻坚了。小道消息,28浸没式DUV有在研发(对就是你们知道的02项),但还是需要些时间才知道是否能用到晶圆厂里。如果有吹14nm出来的,到今天为止可以直接当做某种对上海微电子乃至整个国产光刻机行业的捧杀。

少一点毒奶,多一点务实。 把他们吹上天,未必是好事。把他们贬得一文不值、冷嘲热讽,也不过是递刀子让境外渗透势力攻击我们的科研体制。让 社会 大众了解清楚现状,我们自己的舆论也责无旁贷。

上海微电子,前路漫漫,却依然是国产高端光刻机的希望。

水平不高

但不空白

坚持研发

踏实前进

一步一步

后来居上

故,最终赶超一流

#凌远长著#

上海微电子光刻机在全球属于什么水平?上海微电子光刻机在国内是最先进的光刻机研发制造企业,其前道光刻机能够实现90nm制程,在国内市场份额超过80%,并且也销往国外。但与国际先机光刻机相比,上海微电子光刻机却处于低端光刻机序列。

目前光刻机市场几乎被荷兰ASML、日本尼康和佳能、中国上海微电子设备集团四家所垄断。而在这里面,又分为三个档次,荷兰ASML垄断了高端光刻机市场份额,日本尼康和佳能处于中端但同时竞争中低端市场,而上海微电子只有低端光刻机市场。其中ASML采用13.5nm的光源,可以实现7nm的制程,未来还将会实现更小nm的工艺。而上海微电子目前只能实现90nm工艺制程,差距不小。

上海微电子集团成立与2002年,成立之初当时国外公司曾经嘲讽:“ 即使把图纸和元器件全部给你们,你们也装配不出来。 ”。然而上海微电子经过自力更生艰苦奋斗,硬是打脸了国外公司的脸, 在2007年研制出了我国首台90nm制程的高端投影光刻机 。

不过由于样机一出来因为采用了国外引进的高精度元器件,这时西方国家丑恶的嘴脸暴露了出来,摆出了《瓦森纳协议》共同对我国实现高精度元器件禁运。以至于到目前即使研究出更好的光刻机,要大量生产也受到了国内产业链的限制。但 上海微电子硬是凭借一口气,还是又研制出了另外的光刻机出来,并逐渐在国内赢得了市场 。

现在国内已经意识到光刻机相当重要的作用, 中芯国际已经花了将近1.5亿美元引进ASML高端光刻机,但过去了两年还未能交货 ,因为国外有阻扰要得到这台高端光刻机会经过不少波折,最后也不知道能不能成。国内相关的机构也在重点突破光刻机技术,比如中科院光电所已经研究出光刻分辨力达22nm的技术,结合双重曝光技术可以实现10nm芯片的制造。

不过光刻技术攻克后,要实现光刻机量产还有不少的时间。特别是需要几万个零部件要达到高精准度的高端光刻机,其中的关键高精度零部件比如镜头、光源、轴承等,目前国内产业链还达不到,也需要联合攻关才能取得,这需要花费不少的时间。就如中科院微电子所院士所说, 在光刻机方面国内与国外先进相比相差15-20年的距离。即使是国内最先进的上海微电子,也还有相当长的路要走。

    如果说上海微电子的光刻机全球领先,大家都不会相信。荷兰ASML最新的光刻机为7nm制程工艺,即将量产5nm,上海微电子最新的量产光刻机是90nm,正在研发65nm光刻机。也就是说,我国的光刻机与世界先进水平还有很大的差距。

    真正的差距在哪里?

    上海微和荷兰ASML光刻机的差距,客观反映了 我国和西方发达国家在精密制造领域的差距 。一台顶级光刻机的零部件,来自于西方不同的发达国家,美国的光栅和计量设备、德国的光学设备和超精密机械、瑞典的轴承、法国的阀件等等,最要命的是,这些顶级零件对我国是禁运的。

    荷兰ASML的光刻机,90%的关键设备来自于不同的发达国家,自己并不生产关键零部件,而是做好精准控制和集成,将13个系统的3万多个分件做好精准控制,误差分散到这13个系统中。上海微电子同样是一家系统集成商,自己并不生产关键零部件,所以在没有顶级零部件、没有突破关键技术的情况下,做不出7nm光刻机光刻机不是它的责任。

    有钱买不到?

    还有一个关键的问题,荷兰ASML的7nm EUV光刻机,处于垄断地位,全球只有ASML能够生产,而且产量有限,即便有钱也很难买到,原因有两点。

    原因一:ASML的合作模式

    ASML有一个独特的合作模式,只有投资了ASML,才能获得优先供货权,也就是说ASML要求客户先要投资它自己才行,通过这种合作模式,ASML从来不用担心钱的问题,包括英特尔、三星、台积电、海力士等都是ASML的股东,可以说大半个半导体行业都是ASML的合作伙伴。

    ASML的高端光刻机产量本来就不高,早早就被英特尔、台积电等这些公司预定了。

    原因二:技术封锁

    我国进口高技术设备时,无法绕开的一部法令是《瓦森纳协定》,美国和欧盟等国家都是其成员国,这是一部全球性的法令,我国就在被禁名单之内。这个协定也不是完全禁售,而是禁售最新几代的设备,比如2010年90nm以下的光刻机对我国禁售,2015年改成65nm。

    我国的晶圆厂中芯国际,早在2018年就从ASML成功预订了一台7nm EUV光刻机,先是因为ASML的合作伙伴失火,导致订单延期,无法交货,后是因为受到美国的牵制,荷兰不予签发许可证,所以,中芯国际至今仍然没有收到,其中的原因大家可以想一想。

    总之,在光刻机领域,我国与世界先进水平还有巨大的差距,而且光刻机的研发不能实现跳跃,没有突破65nm之前,是无法研发24nm的。同时,ASML向我国晶圆厂出售高端光刻机时,有保留条款,禁止给国内自主的CPU代工,比如给龙芯、申威等,但不影响给ARM芯片代工,很大程度上影响了自主技术和我国半导体产业的发展。

上海微电子是国内唯一的高端光刻机整机厂商,目前量产的最先进光刻机只能支持90nm制程。

前几年宣传过要生产65nm光刻机,不过65nm与90nm都属于上一代技术了,已经落后,就算造出来,就技术或者市场来说意义都不大,比较鸡肋,后来就不提了,看来已经取消。

65nm是一个坎,90nm和65nm都属于深紫外(DUV)干式光刻机,优于65nm的就是深紫外浸没式光刻机,工件台浸泡在水里,技术革新幅度比较大。佳能和尼康就是因为开发这一代产品失败,止步于高端光刻机市场。

国产光刻机的下一个目标是28nm。能定下这个指标本身就很了不起, 荷兰阿斯麦的DUV光刻机单次曝光最高只能到38nm 。要实现28nm需要大量技术创新才行。

从全球来看,处于最低档的水平,离最强的ASML应该至少有10年以上的差距。

为何这么说,目前上海微电子光刻机还是处于量产90nm的阶段,目前还在研发65nm,而ASML目前最牛的光刻机可用于生产5nm的芯片,具体的各个级别的光刻机分类如下:

如上所示,如果分为四类,分别是超高端、高端、中端、低端的话,上海微电子处于最低端,而这个技术,ASML10年前就有了,所以说离ASML至少是10年的差距,这还要ASML停留在原地等才行。

那么从90nm到5nm,从当前的芯片主工艺来看,至少可以分为65nm、40nm、28nm、20nm、16/14nm、10nm、7nm、5nm等。

而这些节点技术,有好几个台阶要上,首先是45nm的台阶,再到22nm的台阶,再到10nm台阶,再到7nm的台阶,真的是一步一个坎,有些坎几年都未必能够更新出一代来。而这些节点,真的是一步一台阶,越到后面越难,所以这个差距真的是非常大的。

网上一直流传着一句话,ASML曾说就算他公开图纸,别人也生产不出和他一样的光刻机来,因为光刻机的技术,很多是经验积累,并且和芯片制造厂商的合作一起研发,并不是靠着元件就能够解决的,而国内芯片制造技术本来就落后,这样无法强强联手,很难追上ASML。

虽然说在光刻机领域中,上海微电子一直表现比较抢眼,但在市面上出售的光刻机,却着实有些令人感觉到差异,90nm的光刻机和荷兰ASML的7nm Euv的区别着实有点过大了。但是,这种“憋屈”,我们现在还得承受着,这是无奈之举。

我们得打破《瓦森纳协定》的束缚?

其实,我们知道,《瓦森纳协定》是成了禁锢我们发展的一大不可忽视的紧箍咒,不仅仅以美国为主的国家,极力的阻止我们在半导体领域的发展,还通过技术管制,让我们很难在技术中,得以进步。因为,最新的技术确实在美国等西方国家的技术钳制中!

因此,如果打破不了《瓦森纳协定》的束缚,我们在光刻机方面,还是会处于不小的压力,这才是我们必须要知道的。

光刻机,需要多种技术的集合

什么是光刻机?光刻机是我们在生产芯片中的重要部分,其实简单的解释是,将光罩上的设计好集成电路图形通过光线的曝光印到光感材料上。因此,镜头、分辨率、套刻精度都非常重要。

我们经常说的nm是什么意思呢?其实,就是光刻机在365纳米光源波长下(深紫外光),单次曝光最高线宽分辨力达到多少纳米。

我们知道,光刻机的曝光系统常见光源分为:紫外光(UV)、深紫外光(DUV)、极紫外光(EUV)等等,如今能够在EUV中有所作为的,可能只有ASML了。其实,ASML的成功是集众家之长,比如德国蔡司提供的镜头,美国公司供应的光源,也囊括了海力士、三星、英特尔等多家公司,因为它们是ASML的股东,这就是阿麦斯聪明之处,想优先获得我的光刻机,就得成为我的股东。

技术集合的困难,是我国光刻机发展的难点。其实,上海微电子的发展已经很不错了,我觉得我们可能需要的是,换一种思路,打破国际惯例的技术限制,这就比如武汉光电国家研究中心的甘宗松团队,成功研发利用二束激光,生产9nm工艺制程的光刻机一样,未来的限制只会被打破。

上海微电子在全球是“全球第四”的水平。

但事情就怕说“但”,一说这词,后面的话就没那么振奋人心了。

理由就是,如果把目光聚焦到技术含量最高,利润也是最高的高端光刻机市场,就会发现这个市场特别小,小到了四家生产商都太拥挤了。现在来看,实际上哪怕只有一家,也能够让这个高端光刻机市场正常运作下去。 而且这个市场,现在也确实是一家独大的形势,荷兰ASML一家独揽了高端光刻机市场的大头,老二和老三的佳能和尼康还能捡点汤汤水水混个水饱,至于上海微电子这个老四,就真的是只能面对锃光瓦亮的锅碗瓢盆了!

现在在攀登最高端光刻机的道路上,老二和老三的佳能、尼康也是力不从心了,相继都宣布了不会去开发EUV光刻机,干脆地躺倒认输了。这或许给了目前第四的上海微电子机会,加把劲说不定就能变成第二了。

但在这这已经渐渐明朗的“垄断”行业中,龙头通吃的荷兰ASML会给上海微电子,以及另外两个输家佳能和尼康,还能留下什么就真不好说了。

总之,光刻机的路上,老大荷兰ASML已经一骑绝尘,剩下三个难兄难弟能跑多快,能跑多远,都是只能挣亚军了,而且是没有奖金的亚军,因为在这个赛道上,只有冠军能拿到奖金。

首先说下世界上生产光刻机的几个品牌

ASML

尼康

佳能

欧泰克

上海微电子装备

SUSS

ABM, Inc.

大家最熟悉的莫过于ASML了,经常有新闻报道这家人数不多的公司,每个高端光刻机的流向,都会引起人们瞩目,每一代高端cpu都离不开它的身影,而且有些型号还属于禁运品,可想而知它的重要性了。

下面我们说说国内的上海微电,由于各国对高端光刻机的控制,我国也于02年开始开发研制,主要提供90nm及以下的制造能力,还是面对低端市场,能很大解决国外垄断现象,提高我国芯片生产能力,主流的7nm生产工艺还主要在台积电,三星(只是使用方,没研发)手中,不过我们也是奋发图强,每年二三百台的出货量,大大提高我国芯片的竞争能力,如果分上中下三个等级的话,我感觉上海微电属于中等偏下水平,不过随着我们 科技 强国战略,这个等级还会随时变动,希望能造出超一流的设备,打造中国自己的高端芯片