中国5nm光刻机最新消息(国产5nm光刻机最新消息)

2022-12-03 22:52:15 基金 xialuotejs

半导体设备后起之秀 | 中微半导体“杀入”5nm工艺供应链?

半导体制造设备和材料是半导体行业最上游的环节。目前来看,集成电路设备制造是中国芯片产业链中最薄弱的环节。经过20多年的追赶,中国与世界在芯片制造领域仍有较大差距。虽然中国在该领域整体落后,但刻蚀机方面已在国际取得一席之地。

全球半导体设备市场的后起之秀

随着近些年 社会 对集成电路的重视和大批海外高端人才的回归,我国的集成电路在这几年出现了飞速的发展。在IC设计(华为海思)、IC制造(中芯国际)、IC封测(长电 科技 )、蚀刻设备(中微半导体)上出现了一批批优秀的企业。

1、半导体设备

我们的主角中微半导体所在的领域就是半导体设备细分行业,这个行业主要有两种半导体设备,一是光刻机,一个是刻蚀机。中微是以刻蚀机为主要设备的供应商,去年12月公司自主研制的5nm等离子体刻蚀机正式通过台积电验证,将用于全球首条5nm制程生产线。

芯片,这个从前被戏称为:除了水和空气,其他都是进口的行业。最近中美贸易战的焦点就是在芯片领域,美国 *** 对华为的封锁就是下令美国供应商没有经过国会批准不准买给华为芯片。这也是我们非常气愤的地方,为什么中微半导体有了更先进的设备还是会受人制肘呢?

主要是我国的短板在于光刻机,与国外先进技术有非常大的差距。为什么刻蚀机技术那么好,不能弥补这个短板吗?这就是光刻机和蚀刻机的不同,有一部分人把蚀刻机与光刻机搞混。其实两者的区别非常的大,光刻机是芯片制造的灵魂,而蚀刻机是芯片制造的肉体。

光刻机把电路图投影到覆盖有光刻胶的硅片上面,刻蚀机再把刚才画了电路图的硅片上的多余电路图腐蚀掉。光刻机把图案印上去,然后刻蚀机根据印上去的图案刻蚀掉有图案(或者没有图案)的部分,留下剩余的部分就是集成电路。所以说这是两个过程要用到的设备,而且这两个过程是连续的。

我国光刻机的更高水平是上海微电子的90nm制程,世界顶尖的光刻机是A *** L的7nm EUV光刻机,A *** 已经开始研制5nm制程的光刻机。相对来说,我国在光刻机制造领域与国际先进水平有很大的差距,高端光刻机全部依赖进口。只能说我国的刻蚀机技术领先,中微半导体的介质刻蚀机、硅通孔刻蚀机位于全球前三。但是在整个产业链的产能和技术上,与一些大型的企业差距非常的大,所以在中美贸易战中显得很吃亏。

那我们说完了中微半导体这个单独的行业领域,现在放眼整个行业,来看看半导体设备到底在这个行业中扮演者什么角色?

2、半导体产业

半导体的发展是越来越集成化,越来越小。从早期的电子管到现在的7nm器件,一个小小的芯片上需要有几百个步骤和工艺,显示出高端技术的优越性。也正是这样的行业特点,导致整个行业非常依赖技术的创新。而半导体设备是 *** 芯片的基石,没有这一块芯片不可能出现。

可以看到虽然产值低,但是缺这个还真的没办法发展下游。这也是贸易战在芯片领域为什么大打出手的原因,没有先进的技术,很难发展非常广大的信息系统。可以说这一行创造的价值并不高,但是不能缺少,是高端技术的积累。

大国重器:7nm芯片刻蚀机龙头

在技术含量极高的高端半导体产业中,能与美欧日韩等国际巨头同台较量的中国企业凤毛麟角,而中微半导体是其中一家。中微半导体是一家以中国为基地、面向全球的高端半导体微观加工设备公司,主要从事半导体设备的研发、生产和销售。而要了解中微这家公司,先不得不介绍一下公司创始人尹志尧。

尹志尧是一个颇具传奇色彩的硅谷技术大拿。

1980年赴美国加州大学洛杉矶分校攻读物理化学博士,毕业后进入英特尔中心研究开发部工作,担任工艺程师;1986年加盟泛林半导体,开发了包括Rainbow介质刻蚀机在内的一系列成功的等离子刻蚀机,使得陷入困境的泛林一举击败应用材料,跃升为全球更大的等离子刻蚀设备制造商,占领了全球40%以上的刻蚀设备市场。

以此同时,泛林与日本东京电子合作,东京电子从泛林这里学会了制造介质等离子体刻蚀机,复制其Rainbow设备在日本销售,后来崛起为介质刻蚀的领先公司。

1991年,泛林遭老对手美国应用材料挖角,尹志尧先后历任应用材料等离子体刻蚀设备产品总部首席技术官、总公司副总裁及等离子体刻蚀事业群总经理、亚洲总部首席技术官。

为了避免知识产权风险,尹志尧从头再来,用不同于泛林时期开发的技术,研发出性能更好的金属刻蚀、硅刻蚀和介质刻蚀设备,应用材料再次击败泛林,重返行业龙头地位,到2000年,应用材料占据了40%以上的国际刻蚀设备市场份额。

目前全球半导体刻蚀设备领域三大巨头——应用材料、泛林、东京电子,都与尹志尧的贡献密切相关。

2004年8月,已年届六旬的尹志尧带领15名硅谷资深华裔技术工程师和管理人员回国,创立了中微半导体,并在短短数年之间崛起为全球半导体设备领域的重要玩家。

中微从2004年创立时,首先着手开发甚高频去耦合的CCP刻蚀设备Primo D-RIE,到目前为止己成功开发了双反应台Primo D-RIE,双反应台Primo AD-RIE和单反应台的Primo AD-RIE三代刻蚀机产品,涵盖65nm、45nm、32nm、28nm、22nm、14nm、7nm到5nm关键尺寸的众多刻蚀应用。

从2012年开始中微开始开发ICP刻蚀设备,到目前为止己成功开发出单反应台的Primo nanova刻蚀设备,同时着手开发双反应台ICP刻蚀设备。公司的ICP刻蚀设备主要是涵盖14nm、7nm到5nm关键尺寸的刻蚀应用。

这里面看起来是几个似乎不起眼的数据,但里面蕴含了满满的技术含量。而中微到底是否掌握了5nm刻蚀技术,一时间众说纷纭。如今,中微半导体与泛林、应用材料、东京电子、日立4家美日企业一起,组成了国际之一梯队,为全球更先进芯片生产线供应刻蚀机。

中国光刻机现在达到了哪个水平?

中国光刻机现在达到了22纳米。在上海微电子技术取得突破之前,我国国产的光刻机一直停留在只能制造90nm制程的芯片。

这次我国直接从90nm突破到了22nm也就意味着我国在光刻机制造的一些关键核心领域上已经实现了国产化。而自己掌握核心技术有多重要自然不言而喻,在突破关键领域以后,更高阶的光刻机的研发速度只会越来越快。国产光刻机突破封锁,成功研制22nm光刻机,中国芯正在逐渐崛起。

高端的投影式光刻机可分为步进投影和扫描投影光刻机两种,分辨率通常七纳米至几微米之间,高端光刻机号称世界上最精密的仪器,世界上已有1.2亿美金一台的光刻机。高端光刻机堪称现代光学工业之花,其制造难度之大,全世界只有少数几家公司能够制造。

无需EUV光刻机,7nm芯片传来喜讯,5nm芯片展开技术攻关

光刻是芯片制造中最关键的技术,光刻工艺与芯片中晶体管的尺寸与性能直接相关。光刻机的精度,限制了芯片的最小尺寸。

目前,生产7nm及以下制程芯片,需要依赖光源波长为13.5nm的EUV光刻机。A *** L是唯一能生产EUV光刻机的企业。

然而,受《瓦森纳协定》的限制,A *** L进入中国市场已有30多年,中国大陆却始终没有买来一台EUV光刻机。这限制了中国芯片制造业的发展。

即便如此,中芯国际依然没有放弃对更先进制程芯片的攻克。在2019年末,中芯国际实现了14nm芯片的量产。

而据中芯国际联席CEO梁孟松透露,中芯国际7nm技术已经完成开发,将在2020年4月份进入风险量产。 在近日,中芯国际又传出了新消息。

日前,中芯国际12英寸“SN1项目”曝光,这是其14nm及以下工艺研发与量产的主要承载平台,将推动中芯国际早日实现7nm制程。

而且,中芯国际的7nm并不需要EUV光刻机。

如此一来,中国芯片制造业将向前迈进一大步,实现高端芯片自给自足。

据悉,中芯国际SN1项目将耗资90.59亿美元,仅购买与安装生产设备便要73.3亿美元。

按照计划,中芯南方将负责这一项目,计划产能为3.5万片晶圆/月。

在更先进的5nm芯片上,中芯国际早已开始布局,并取得了一定的成果。

在前段时间梁孟松辞职风波中,据网传梁孟松辞职信透露,中芯国际5nm和3nm的最关键、也是最艰巨的8大项技术也已经有序展开。

等EUV光刻机到来之后,中芯国际便可全力开发。这无疑是一个振奋人心的好消息。

在中芯国际的带领下,国产芯片迎来突围,离着2025年芯片自给率70%的目标越来越近。

但是,EUV光刻机是中芯国际攻克5nm,必不可少的关键设备。目前,A *** L已对可生产7nm芯片的DUV光刻机松口,但对于EUV光刻机却丝毫没有回旋的余地。

EUV光刻机短缺,仍是挡在中国芯片路上的巨大拦路石。光刻机研制难度高,是半导体皇冠上的明珠。

一台光刻机的零部件高达10万个,其中超90%的零部件,都是A *** L都依赖于供应商。 也就是说,中国想要研究并制造出一台EUV光刻机难度极大,无法帮中芯国际缓解眼下的危机。

在这一情况下,中芯国际将如何应对,就让我们拭目以待。

文/BU 审/QKF

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