光刻机的研究发展现状和趋势(光刻技术研究现状)

2022-12-01 6:18:39 基金 xialuotejs

国产光刻机真实现状

中国的光刻机现在达到22纳米。在上海微电子技术突破之前,我国国产光刻机还停留在只制造90nm芯片的阶段。这一次中国从90nm突破到22nm,意味着光刻机制造的一些关键核心领域实现了国产化。掌握核心技术的重要性不言而喻。突破关键区域后,高阶光刻机的RD速度只会越来越快。国产光刻机突破封锁,成功研发22nm光刻机。中国芯逐渐崛起。随着信息社会的快速发展,手机、电脑、电视等电子设备变得越来越“迷你”。从以前的“手机”到现在只有几个硬币厚的时尚手机,从老式的矮胖电视到现在的轻薄液晶电视,无一不离开集成电路的发展,也就是我们通常所说的“芯片”。自从1958年世界上第一块集成电路问世以来,体积越来越小,性能却越来越强。光刻机是半导体芯片制造行业的核心设备。以光刻机为代表的高端半导体设备支撑着集成电路产业的发展,芯片越来越小,集成电路越来越多,可以把终端做得小而精致。2002年,光刻机被列入国家863重大科技攻关计划,由科技部和上海市共同推动成立上海微电子设备有限公司(以下简称“SMEE”)。2008年,国家启动了“02”重大科技项目,持续攻关。经过十余年的研发,我国基本掌握了高端光刻机的集成技术,部分掌握了核心部件的制造技术,成为集光学、机械、电子等多学科前沿技术于一体的“智能制造行业的珠穆朗玛峰”。

光刻机的研究发展现状和趋势(光刻技术研究现状) 第1张

我国光刻机的发展现状怎么样?工业电子市场网

产业链——在半导体产业中占据重要地位

光刻机又名:掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等,是制造芯片的核心装备。它采用类似照片冲印的技术,把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。光刻机是半导体产业中最关键设备,光刻工艺决定了半导体线路的线宽,同时也决定了芯片的性能和功耗。

光刻机产业的上游主要包括光刻机核心组件和光刻机配套设施,下游则主要应用于半导体/集成电路的制造与封装。

产业政策——政策助力光刻机行业发展

从政策环境上来看,我国对于光刻机行业较为重视。其主要表现在对于整个IC产业链企业的政策优待以及对于半导体设备行业的相关规划与推动。其主要表现在资金方面的补助和人才方面的培养,以及进出口,投融资方面的政策扶持。

在各项政策中较为突出的是《极大规模集成电路制造装备及成套工艺》项目(02专项),其以专项的形式组织了一批国内光刻机企业进行了一系列重点工艺和技术的攻关,有效促进了我国光刻机行业的发展。

技术发展——技术仍在不断进步中

光刻机一般可以分为无掩模光刻机和有掩模光刻机,其具体分类如下:

光刻工艺流程较多,占晶圆制造耗时的40%-50%,光刻技术也在不断的发展,自光刻机面世以来,光刻设备已经进行了四次重大的革新,光刻设备所用的光源,也从最初的g-line,i-line历经KrF、ArF发展到了如今的EUV。目前,EUV光刻机设备被ASML完全垄断,ASML的EUV光刻机市占率达到100%。

——以上数据参考前瞻产业研究院《中国半导体产业战略规划和企业战略咨询报告》。

中国目前光刻机处于怎样的水平?你知道吗?

前些年华为缺芯事件闹得沸沸扬扬。如今华为自主研发芯片让国人为之自豪,但是又有一个问题难道不可以自己制造芯片吗?我们要知道制造芯片需要使用光刻机。但是纵观全球芯片公司,有这个技术和设备的只有三星公司了。它既可以自主研发又可以制造芯片,基本上垄断了行业芯片。但是反观中国目前的光刻机仍不能达到制作高端芯片的要求,技术还很落后。

一、如今国内光刻机能达到多少纳米的工艺制作?

查询官网可以知道,如今最先进的光刻机是600系列,光刻机最高的制作工艺可以达到90纳米。但是相比于荷兰ASML公司旗下的EUV光刻机,最高可以达到5纳米的工艺制作。而且即将推出3纳米工艺制作的芯片。但是据相关信息透露,预计我国第一台28纳米工艺的国产沉浸式光刻机即将交付。尽管国产光刻机仍与ASML的EUV光刻机还有很大的距离,虽然起步晚,但是国人的不断努力,仍会弯道超车。

二、国内公司可以自主购买EUV光刻机来解决这一现状吗?

答案是否定的。要知道华为缺芯事件就是美国从中作梗,更不可能让国内公司轻易购买到高端光刻机来自主造芯。尽管ASML公司也是通过在全球各地采购相应精良的零部件来组成最终的光刻机,但是任何零部件都无法避开美国的核心技术,所以美国为了达到控制中国发展,不会让中国轻而易举买到光刻机。

要制作出一台精良的光刻机,要做很多的攻坚,不仅要达到美国光源、德国镜头的高层面,还有许许多多的精密仪器。中国光刻机任重道远!在这些精密仪器的背后,同样也需要更多的人才、研究技术、时间投入、技术的积累同样也需要大量的资金。相信中国也会克服这一困难,从此不再受他国制约。

我国光刻机发展怎么样了?光刻机在我国为何如此重要?

我国的光刻机处于世界的先进水平,但没有达到顶尖水平:

我国的光刻机发展已经近到了28纳米的光刻机,可以满足日常的射频芯片,蓝牙芯片以及其他电器中的一些芯片的要求和标准。但是相较于芬兰等欧美国家的光刻机芯片,已经达到了个位数的纳米。想要在此基础之上超越欧美国家,进入光刻机的顶尖水平,还需要数10年的时间研究和发展,这就好像在一根头发丝上的1/10000处,雕刻一栋楼房的难度是差不多的。

光刻机在我国之所以如此重要,是因为它在芯片的研究和生产方面占有非常重要的地位。我国的大部分芯片研究都离不开光刻机的技术支持,例如手机芯片,一些重工业行业,机器的芯片,还有很多高新科技产业的核心技术,都需要用光刻机来研发芯片,没有了光刻机,我国的芯片研究就会陷入停滞的发展状态,因此我国的大多数光刻机主要依赖于进口,只有少数的光刻机用在一些不太重要的科技岗位上。

只要光刻机达到顶尖水平,我国的芯片研究就会得到一个质的突破。例如汽车芯片的研究,在我国除了自身的发展以外,大多数也依靠进口来完成汽车的整体生产过程,当光刻机的技术达到了顶尖水平以后,我国将不会再依赖外国的汽车芯片,拥有自主研发的中国芯片,安装在中国生产的汽车上。一方面会增加我国在汽车生产上边的独立性,另一方面会减少对国外光刻机的依赖造成他国对我国的贸易制裁影响。

总而言之,光刻机的技术非常重要,但难度也非常大,有专家预计在未来的十年到20年中,我国的光刻机技术可能会得到质的突破。