; 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。
一、热点消息
今年,我国半导体产业已有不少好消息陆续传出。
被提及最多的光刻设备方面,近来有消息称上海微电子即将于
2021年交付首台国产的 28nm 光刻机。
再来看,之前的美国的制裁吧:
5月12日,美国半导体制造商LAM、AMAT等公司发布函件,要求中国的军用产品代工厂不得使用美国半导体来生产军用集成电路,同时启用“无限追溯”;5月15日,美国商务部产业安全局将华为及其在“实体清单”上的关联公司的临时通用许可证延期了90日,要求华为设备使用商者尽快寻找替代商。
二、形势不容乐观,但是28nm够用么?
很多人默默地打开了自己刚刚购买的新电脑
查看配置,处理器选项。
什么!才28nm,老子的锐龙处理器都7nm了,
停停停,先听我说完
或许在许多人看来28nm制程工艺相比7nm还相差甚远,
但实际上是一个分界点,
像是物联网、家电、通信、交通、航空航天等领域,已能满足
那就是满足了市场上的大部分需求。
从2019年全球晶圆代工产能分布,
包括我国每年进口的3000亿美元芯片中也可以看到,
28nm以上制程才是主流。
所以,这意味着
一旦完全掌握28nm芯片制造技术,我们很大程度上就能满足国内发展所需。
现在知道了吧,这比自己玩得爽的手机、电脑可不一样。
三、我们的芯片大多来自哪里?
1、我们拿货真多,却不能自给
根据第三方数据,仅2019年我国的芯片进口额就突破千亿美元,
作为全球最大的芯片进口国。
但是,我国每年的芯片自给率却不足30%。
2、谁掌控了这芯片
为了改善这一局面,不少企业投身芯片行业,但在芯片制造领域却很难有突破,
其中,最最主要的拦路虎,就是大BOSS“光刻机”
而在光刻机领域,荷兰ASML是当之无愧的巨头。
在华为被接连的芯片被动挨打中,他们俩的名号也算了普及到很多人了。
全球范围内能够生产出高端芯片的光刻机,只有荷兰ASML ,
大家记住哈~它是唯一的,
而且还每年限制产能,所以想给谁,想多少钱给,它说的算。
四、我们得自己造呀
1、放心,已经再造了
今天只说他们家。
好在,经过十余年的发展后,我国在光刻机领域也诞生了一位新巨头。
上海微电子装备有限公司,2002年开始生产研发光刻机
在短短18年里,他们创下了3200项专利,
成功打破技术封锁,造出中国最先进的光刻机,
目前,已经实现90nm光刻机的量产。
哎!反正你们看不上,
那不如我再多说一点。
2、那什么水平?
只相当于荷兰ASML15年前的水平!
但是,
ASML光刻机的技术虽然先进,但集结了以美国为首的多国结晶,
例如美国的光学设备、德国的蔡司镜头。
多达5万多零部件,也大多依赖进口。
上海微电子,生产的光刻机设备却是自主研发和创新。
民族热情高涨,来点掌声!
3、怎么解读这28nm
对内:政府的扶持(列入国家863重大 科技 攻关计划,国家重大 科技 专项02的项目之一),
对外:《瓦森纳协定》对华高 科技 出口管制。
与ASML的众星捧月不可同日而语。
公司高层在接受采访时表示:
“2007年,当光刻机的第一束光曝出来时,我们都热泪盈眶。”
“没有人才团队,没有技术积累,没有配套的供应链。
西方国家对这一技术限制很多。”
目前,团队还在超1000个技术与管理人才的共同努力下,全力追赶ASML,
而光刻机制造对资金以及技术积累要求苛刻,请多给一点时间!
虽然即便是28nm技术。
但倘若28nm沉浸式光刻机可顺利交付,
这将把我们的芯片事业推进到一个崭新的高度。
未来可期,未来可待!
#21天图文打卡挑战(第二期)#
美国对芯片半导体行业展开一轮又一轮的行动,表面上是针对某家企业,但仔细观察就会发现,芯片代工厂台积电也因此失去了很多重要客户。包括众多供应商面临无法出货的情况,导致市场份额受损。
所以芯片规则是相互的,没有人能够置身事外。由于芯片规则,再加上全球公共卫生事件的爆发,一时间芯片紧缺成为了主旋律。芯片行业遭受了史无前例的变局,为了早日恢复芯片市场秩序,台积电展开了一系列的扩产计划。
比如将在南京投资28亿美元,加大28nm成熟工艺芯片产能。
台积电的大陆扩产计划受到一定的质疑,认为台积电在大陆扩产28nm,会挤压大陆芯片制造厂商的市场份额。
实际上在普遍缺芯的情况下,市场无法在短时间内填补。台积电的扩产可以起到一定的缓解作用。为大陆市场提供所需芯片,不过台积电大陆扩产28nm恐怕没那么顺利。
美国又盯上了28nm,台积电,联华电子等岛内芯片制造商在大陆的扩产都受到了阻力。
在过去的一年内,美国多次行动,已经给芯片行业带来较大的破坏。原本繁荣,稳定的芯片供应链在失去某些企业后,至今也没有恢复状态。不过美国并不打算就此收手。
据业内传来消息,台积电,联华电子在大陆扩产28nm的设备没有获得美国的供应许可。因为台积电等厂商想要在大陆扩产28nm需要从海外购买相应的设备,而这些设备大多数是来自美国供应商,或者用上了美国技术。因此给不给用,对方说了算。
另外,台积电若想要将岛内的设备运送至大陆生产芯片,也要获得美国的许可。
需要知道的是,28nm所属的成熟工艺制程需求比高端5nm还要大。中国大部分的消费市场都集中在成熟工艺范围,而28nm在其中又被广泛运用。所以台积电,联华电子以及中芯国际选择扩建28nm生产线,是有原因的。
这部分的市场前景和需求都非常高,随着中国消费市场的发展,各大巨头都开始扩展相关业务。
美国连28nm也要卡,面对这类主流的成熟工艺,美国再次阻碍台积电等厂商的扩产行动。
没完了?美国接二连三的行动,什么事情几乎都想要掺一脚。对方之所以无所顾忌,实际上在于掌握了基础的核心技术。美国技术遍布芯片行业,想要避开,就需要从根源上出发,调整供应链体系,打造属于国产化的芯片产业。
美国限制台积电在大陆采购成熟工艺芯片制造设备,行动目标不只是台积电,更是要阻碍大陆28nm成熟工艺市场的发展。
因为这部分的市场中国大陆制造商可以顺利参与,等将来形成足够的市场体系,并进一步扩大国际影响力,量变也会引起质变。
美国没完没了,一次又一次的行动,国产芯必须实现自给自足。加快核心技术的研发,提升国产供应链的实力,用自主供应替代国外技术,只有这样,才能打破国外的限制。
美国在28nm展开行动,只要努努力,中国打造纯国产28nm供应链并非不可能。在28nm制程领域,中芯国际已经实现了14nm的量产,更别说28nm了。
还有上海微电子也传来年底交付28nm光刻机的消息,中国电子 科技 集团旗下装备集团攻克了关键技术,离子注入机实现28nm制程的全谱系产品国产化。还有晶瑞股份也在加快28nm高端光刻胶的研究。
这一系列聚焦28nm的研发攻克,都势必打破国外垄断,美国想要卡脖子,只会让中国加速崛起。
对此,你有什么看法呢?
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