芯片技术是国家高新技术领域的王冠。说到芯片制造就绕不开光刻机,目前顶尖的制造工艺是5nm,其光刻机只有荷兰ASML一家能生产。无论台积电还是三星,包括中芯国际都离不开ASML的光刻机。
去年五月,美国商务部工业与安全局(BIS)发布规定,要求所有使用了美方技术或设备的芯片生产厂商,不得向华为提供芯片代工生产。然而,半导体芯片对我国产业升级,推动经济发展和科学进步起到至关重要的作用。
美方的打压是空前的,使得华为在短短数月,由全球手机市场份额的14%降到4% ,再者华为手机受到谷歌GMS使用限制,几乎失去了辛勤耕耘数十年的海外手机市场份额。实际上这也暴露了我国在高端光刻机自主化的短板。
2002年,上海微电子装备集团去国外考察,一名国外工程师傲慢向考察团介绍到,“就算把图纸给你们,中国也造不出光刻机”。
实际上就在5年后的2007年,上海微电子就造出了90nm工艺水平的光刻机,而据上海微发布的消息今年也就是2021年,也将会交付28nn光刻机,实在是令人兴奋。
首先在芯片制造这一块,非常复杂大概可以分为下面几个重要步骤。 硅片的制备、外延工艺热氧化、扩散掺杂、离子注入、薄膜制备、光刻、刻蚀、工艺集成等。
其中光刻就是其非常重要的一部分,这一部分就离不开光刻机,通过光刻机把掩膜版上的几何图形,转移到涂抹在晶圆上的光刻胶上,之后再经过多次曝光、显影以后,就在晶圆上显示出我们设计的电路图形。
光刻机最早可以追溯到19世纪,一名法国人,把一个带有印痕的油纸,平铺在一块涂抹在带有沥青的玻璃上,然后通过长时间的光照,透光部分沥青变硬,不透光部分依旧是软的,然后通过松香植物油混合液洗掉松软的部分。再通过强酸刻蚀最终得到了印痕的复制品。
在二战期间,光刻显然具备可更大的作用,用来制作印制电路板。
在1961年,科学家开始使用光刻在晶片上制造晶体管。
随着芯片技术的进步, 社会 发展的需要,大规模,超大规模的继承电路应运而生。比如,我们手机处理器芯片麒麟990为例,其内部不仅仅包含了ALU(算术逻辑运算单元)还包括,GPU、NPU、还有巴龙5G模组等等。已经远远超乎80386处理器的所提供功能。这就意味着需要更加精细的集成工艺,据统计麒麟990内部的晶体管数目达到了惊人的103亿颗。
而当前台积电量产的最高工艺5nm芯片,内部晶体管数目达到了惊人的150亿颗。
只有一个原因,扼制中国发展。如今我国无论是经济还是 科技 都是在高速发展,中国国务院在2015年5月印发了《中国制造2025》,也就是我们下一个目标就是智能化时代。按照工业革命划分来看,此刻正是第四次工业革命前夜。
第四次工业革命有哪些期待呢?比如,人工智能,无人驾驶 汽车 ,增强现实AR与虚拟现实技术VR,基因编程,智能穿戴等等。在这里我是很期待的,考驾照应该应该不用辛苦大半年了吧!大家怎么看呢?
但是这种从信息化到智能化的产业变革,半导体技术无疑扮演着极其重要的角色。美国通过限制中国拥有高端光刻机,限制相关半导体制备的出口,拖慢了我国产业变革的进程。所以,打压华为只是表面,其实打压的是以华为为代表的中国高 科技 企业,是为了禁止我国产业升级。著名国际问题专家,中国人民大学国际关系学院副院长金灿荣教授曾说,在美国政客眼中
这完全是霸道逻辑,是零和思维。他们就觉得我们中国人应该呆在低端的生产链。现在中国做5G,做盾构机、出口高铁,这对美国来说是对美国 科技 霸权的挑衅,对美国全球秩序冲击。
第一,上海微电子宣布将在2021年,下线28nm制程的光刻机。虽然比ASML光刻机制程要落后,但在民用,军用领域大多数场景足够了。龙芯总设计师胡伟武在接受采访中谈道
所以,要相信我们的国家,我们虽然在某些领域还有些差距,但是假以时日,我们一定可以成为 科技 强国。
第二,发展碳基芯片绕过光刻机,进入另一个赛道。而这种芯片对光刻机依赖并没有那么大。日前北京大学彭练矛教授团队已经研究出比硅基芯片电子学表现更优异的碳纳米管制备技术。理论上,碳基芯片比硅基芯片有高出10倍左右的性能优势,这意味着技术一旦成熟,国外光刻机要卖出“白菜价了”。
上个世纪五六十年代,美帝国主义对中国进行核讹诈核威胁,我们国家在一穷二白的境地,依旧在1964年10月16日炸响了中国第一颗原子弹。
上个世纪90年代,为了打破对美国GPS的依赖,我们老一代科学家,艰苦奋斗在国外技术封锁的情况下,研制出我们自己的北斗导航系统,如今北斗已经开启民用,服务全世界。
上个世纪,美国为首的一些西方国家建造了国际空间站,而对中国拒之门外。如今,我们已经发射了两次空间站试验仓,在今年5月份也将发射我们自己的空间站—中国空间站。
而今,嫦娥五号已经完成月球取土,天问一号火星探测器,正在亿万公里得火星轨道上随时待命,着陆火星。
也许,我们国家有不少让你不满意的地方,那我们就去建设它。但在你最无助的时候,在海外儿女国外受难时,接你回家的,在乎你的还是我们的祖国。在疫情期间,我们国家从没提提过钱的事情,祖国关心的是,老百姓能不能吃上新鲜的鱼,物价有没有涨…
雷神山、火神山以及援助武汉医疗队,让我们看到了中华儿女众志成城、不怕牺牲的英雄气概,感染了无数国人还有国外网友。
; 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。
华为在芯片上全面提速,光刻机到位就是新的开始
华为在芯片上全面提速,光刻机到位就是新的开始,,余承东都表示,海思麒麟芯片或无法生产制造,没有进入重资产的芯片制造领域内,这是一个错误。余承东宣布全面进入芯片领域后,还在芯片领域内做出不少大动作,
华为在芯片上全面提速,光刻机到位就是新的开始1
都知道,在华为高端设备以及5G等设备上,华为往往都采用自研芯片。
例如,在5G模块产品上,华为采用自研的巴龙芯片;在中高端手机上,华为采用自研的麒麟芯片;路由器等设备则采用凌霄系列芯片。
但是,华为只做芯片设计研发,并没有进入重资产的芯片制造领域内,所以海思芯片订单几乎都是交给台积电代工生产。
意外的是,美国从2019年开始,多次修改规则,导致台积电也不能自由出货了。
随后,余承东都表示,海思麒麟芯片或无法生产制造,没有进入重资产的芯片制造领域内,这是一个错误。
另外,余承东还宣布,华为全面进入芯片领域内,还要在新材料和终端制造方面实现技术突破。
余承东宣布全面进入芯片领域后,还在芯片领域内做出不少大动作,任正非走访国内高校,并与中科院进行合作,将光刻机作为优先突破的课题;
华为还多次明确就海思表态,不会放弃海思,也不会裁员,将持续养着海思这个队伍,对其没有盈利要求,期待一个更强大的海思归来。
最主要的是,有消息称,华为正在筹建芯片生产线,不仅要自主研发芯片,还自主生产制造芯片。
因为华为海思芯片订单,目前没有厂商敢接,即便是40nm以上的芯片都不行,而联发科、高通等芯片企业目前也均没有拿到向华为出货5G产品的许可。
在这样的情况下,华为在芯片上全面提速,做出两个大动作。
第一个,华为海思再次进行博士招聘,面向全球招聘芯片类博士,主要涉及芯片研发设计、架构研发以及光电芯片封装等几十个岗位。
从华为海思的招聘信息就能够看出,在芯片方面,华为正在全力突破,而突破点主要是芯片架构、新材料以及光电芯片等。
毕竟在硅芯片方面,全面突破难度有点大,但在光电芯片以及新材料方面,华为相对容易一些,毕竟这两者都是全新的技术,不涉及美国技术。
第二个,消息称华为正在武汉筹建晶圆加工厂。
据悉,华为宣布全面进入芯片领域后,就有消息称,华为欲建设自主芯片生产线,而最新的消息称,华为正在武汉筹建晶圆工厂,预计在2022年 分阶段投产。
另外,消息人士还称,华为武汉工厂前期仅用于生产光通信芯片和模块,后续将会逐渐扩产,投资可能是18亿元。
其实,国内院士早就明确表态,新一代国产光刻机下线后,国内1-2年时间就能够建成28nm芯片生产线。
因为国内已经有了用于14nm芯片生产线的倒片机、用于5nm芯片生产线的蚀刻机,今年年底或明年年初,新一代国产光刻机下线后,三大设备就齐全了。
也就是说,华为利用国产设备建设自主芯片生产线,这也是情理之中,毕竟华为已经宣布全面进入芯片领域内,芯片自研自产自然也是必然的事情,否则还会被卡脖子。
当然,华为芯加速的同时,国内芯片产业也在快速进步。
据悉,国产28nm芯片预计在今年年底量产,而国产14nm芯片预计在明年年底量产,而国内芯片需求主要就是14nm以上。
即便是在EUV光刻机等技术方面,国内厂商也不断有新技术突破,多项光源技术在理论上取得了突破。
写在最后,无论是华为自主筹建芯片生产线,还是等待国产芯片量产,对于华为而言,都能够解决一部分芯片问题。
毕竟除了手机外,其它物联网产品所用的芯片往往都是14nm以上。
华为在芯片上全面提速,光刻机到位就是新的开始2
华为在芯片上,所以遇见的问题,在很大程度上反映的是国产芯片的现状,在这样的前提之下,很多企业开始不断打破极限,希望能够在这个紧要关头帮助华为渡过难关,同时也能够避免在将来自己被卡脖子。
伴随着国内半导体迎来黄金半爆发时期,国内不断传出破冰的消息。可是要知道,目前全球智能手机市场竞争非常激烈,从最初到现在九个月的时间内,华为的手机业务几乎已经陷入到一种极致的困境之中,即便是此前曾经从台积电预先储备过麒麟9000到现在也基本上已经用完了,所以中国芯片未来的发展,虽然充满了希望,可是目前华为似乎已经等不及了。
最近有消息传出华为将要发布的p50系列智能手机,搭载的是高通骁龙888芯片,但知道一直以来华为的高端旗舰机搭载的`都是自己的麒麟系列芯片,从海思麒麟到高通骁龙,这足以说明目前的华为究竟有多么无奈,虽然大多数网友都不能够接受,但无奈这也是华为不得已之下才做出的选择。
搭载高通芯片并非妥协
那么搭载高通芯片是否就意味着华为已经妥协了了呢?其实并非如此,华为采用高通的芯片,一方面是为了延续自己的手机业务,希望能够让市场知道华为依旧在发布手机,保持一定的市场热度。
另一方面也是希望自己的手机业务一起,其他的业务能够共同发展下去。最重要的是为了鸿蒙能够继续发展下去,要知道,目前鸿蒙刚刚上线,对于鸿蒙而言,生态的建设非常关键,如今各大友商都处于一种观望的态度,如果想要提升鸿蒙的适配量,那么就必须从自身的品牌入手。而鸿蒙的崛起,将会成为华为打败美的筹码。
如果鸿蒙真的突破了16%的份额,那么就意味着华为的手机业务已经延伸到海外,到那个时候,今天是美国在实施打压,但也不能够阻挡华为的发展。再加上如今华为的确是面临着无芯可用的窘境,高通能够恢复部分供应,对于华为来讲是一个好消息。
目前,华为方面爆料出了一个重磅消息,表示最近华为海思正在放出一项新专利,名为双芯叠加,就是将两颗代表不同性能的14纳米芯片结合在一起,完全能够形成一个足以媲美7纳米性能的芯片。
这种双芯叠加的技术能耗不会因为芯片的增多而增多,反倒是会因为两颗芯片的结合而减少,这也就意味着只要我们能够实现14纳米的量产,那么这种双芯叠加就能够带领我们真正进入到7纳米时代之中。
可以说如今国内在各大领域以及各种设备材料之中,都已经实现了一定的国产化,除了光刻机之外,我们都足以能够做到严格的自给自足,即便现在因为设备没有具体突破得到消息,但是相信上海微电子已经确定年底之前下线时用的国产28纳米光刻机,足以能够与阿斯麦的duv光刻机箱媲美,如今华为要做的就是等到光刻机就位,而光刻机的就位就是华为的一个新开始,代表着华为迎来了重生。
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!
据有关媒体报道位于上海的上海微电子装备有限公司将在今年内实现28纳米光刻机量产下线。 首先全球能做光刻机的也就只有荷兰的ASML、中国的上海微电子、日本的佳能和尼康,而且日本那两家早就江河日下。但是就算中国光刻机能排第2但是离第1的ASML还是差很多年。当然全球尖端技术并不是越多国家掌握越好。28纳米已经是比较先进的了,很多人认为半导体就只有晶体管尺寸和密度这一项,实际上半导体技术是棵参天大树里面包含了非常多的的子技术比如材料、汽车电子、封装等等,28纳米能做很多事,可以说除了顶级消费类电子产品基本都能用上了,就看半导体产业界怎么去用好。
其次上海微电子的供应链体系有多少是能确保完全自主的?ASML为什么被美国拿捏得死死的,就是关键零部件比如光源都是美国造的。如果上海微电子的供应链也是被卡脖子的,那这国产光刻机就打折扣了。
数据显示,全球芯片生产企业,多数都采用了ASML的光刻机,仅国内厂商,就购买超700台ASML的光刻机,而这些光刻机用于生产7nm以上制程的芯片。另外,ASML还推出了更先进的EUV光刻机,其可以生产7nm以下制程的芯片,也是全球目前唯一一款能够生产制造7nm以下制程芯片的光刻机。遗憾的是,EUV光刻机虽然先进,但产能不足,大量的EUV光刻机被台积电、三星买走,其他厂商要想购买、安装EUV光刻机,需要排队等待。另外,由于美国的缘故,ASML的EUV光刻机也不能自由出货,国内厂商订单了一台EUV光刻机,至今ASML都没有发货。
而国产的28纳米光刻机完全属于中国制造,不仅出货将不会受到限制,国内的所有厂商都能购买使用,而且光刻机是我们中国制造,使用时我们也会更放心。如今,即将下线的28纳米光刻机,以及已实现量产和领先的国产蚀刻机等设备,终于具备了组建纯国产芯片生产线的能力,同时也有可能量产出能够满足国内大部分厂商需求的芯片。
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