一台光刻机可以制造很少的芯片。相信大多数人都清楚,光刻机的用途是刻字。光刻机是生产手机芯片的重要机器之一。目前,只有少数国家可以生产光刻机,只有荷兰ASML公司可以生产高精度光刻机,而且荷兰ASML公司垄断了全球高精度光刻机80%以上的市场份额。目前,一台光刻机的成本高达上亿美元,而一台光刻机一年的产能最多只有几台,光刻机是目前世界上最尖端的设备技术之一,而一台7纳米的光刻机价格非常昂贵,价格高达1.2亿美元,甚至1.2亿美元的光刻机,也是供不应求。
据悉,华为的麒麟990流片的成本号称高达3000万美元,相当昂贵。不过,经过验证和流片等一系列过程,一旦芯片能够投入试产和量产,整体就会稳定下来。光刻机巨头,目前是ASML,负责全球大部分光刻机的订单。但即便如此,资料显示,ALSM在十年间只生产了57台光刻机。不难看出光刻机对技术的要求有多高。值得注意的是,57台光刻机中的30台被台积电以每台约10亿元人民币的价格售出。换言之,台积电仅在光刻机上就花费了300亿美元。在荷兰的垄断下,10亿台光刻机,当年能生产多少芯片?
据相关数据显示,目前ALSM提供的摄影机的理想产能为每小时200片12英寸晶圆,其中大部分处于理想产能的50%。以华为的9905G芯片为例,其总面积为113.31平方毫米,那么一块12英寸晶圆可以提供约600块原材料,除去一些不好的和质量差的,约500块。因此,如果你看一下,那就是每天50万个芯片,一台平版印刷机一年可以生产大约1.8亿个。因此,价值10亿美元的光刻机是值得的。
在半导体行业中,如果一家公司想占据领先地位,则技术,材料和设备这三个关键因素必不可少,如果只有技术而没有材料和设备的支持,那么这只是纸上谈兵,反之亦然,毫无疑问,着眼于著名的芯片巨头,他们在这三个方面都有发言权,因此他们可以占领大部分市场,半导体原材料没什么可说的,由于芯片主要基于单晶硅,即载体,因此全球所有材料制造商都在围绕基于硅的芯片开展业务,尽管我们的国内材料领域不是优势,但我们也取得了一些明显的突破,例如,国内高端光刻胶的诞生一举打破了外国的垄断,对于设备而言,这甚至更为重要,因为如果没有相关设备的支持,就无法制造芯片,对于更核心的半导体设备,大多数人必须第一次想到光刻机。
作为芯片制造过程中的关键机器,光刻机对于所有半导体公司都是相同的,有一个关键意义,举一个简单的例子,我们之所以无法征服中国的7nm芯片流程,是因为到目前为止我们还没有EUV光刻机,即使我们想以高价从国外进口,其他人也看不到会卖,另外,世界上只有ASML可以产生EUV光刻机,并且数量非常稀少,并且将由米国控制,因此,今天光刻机的短缺仍然是国内芯片面临的主要问题,尽管华为和中科院以及其他技术公司或机构已开始全面部署,但仍需要一定的时间,突破,但是,撇开光刻机而言,中国的核心设备已达到世界领先地位,这是国之重器。
该设备的名称为刻蚀机,可能不如光刻机知名,但它也起着关键作用,并为芯片的制造提供了最基本的支持,刻蚀机主要用于处理硅晶片,使硅晶片产生一系列化学反应,以便它们可以携带各种复杂的集成电路,除了光刻机,芯片是产业链中另一个不可或缺的设备,相关数据表明,光刻机和刻蚀机一起占芯片制造总成本的四分之一,其重要性可想而知,尽管刻蚀机的精度比光刻机的精度低一级,但普通公司很难做到这一点,目前,只有少数制造商可以在全球范围内生产高端刻蚀机,其中包括我们国内的中国微电子学半导体,由其独立开发的刻蚀机已在高端市场中立足并进入了5nm流程,价格为每单位2000万个单位,这是台积电5nm生产线,必要的设备。
中微半导体一直坚持低调发展的原则,因此大多数人从未听说过它,但是其技术实力在中国是首屈一指的,公开资料显示,中国微半导体成立于2004年,已有十余年的历史,但是,在尹志耀的领导下,中国微电子取得了一些成就,5nm刻蚀机是最好的例子,中国微电子不仅拥有研发能力,而且还完成了批量生产和向客户供货,从而获得了更大的发展空间,据了解,在中国微电子公司半导体突破5nm刻蚀机之后,世界上最大的芯片铸造厂台积电立即走上了寻求合作的大门,现在中国微电子5nm刻蚀机已开始成为台积电5nm的生产线提供设备支持,这意味着家用半导体设备正在不断改进,而台积电的认可足以证明ChinaMicro半导体的实力,现在刻蚀机取得了重大进展,国产光刻机会远远落后吗?相信在许多国内公司的努力下,这两个国之重器将在未来达到新的高度。
15000台。在5纳米光刻机简介中,全世界有15000台。光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。
华为有可能造出光刻机吗?光刻机为什么能卖8亿?看完长知识了
前一阵子华为手机芯片生产问题遇到障碍的新闻在咱们身边可以说是铺天盖地。新闻除了让我们国人有点愤懑之外,还将一个之前从未听说过的设备带入了我们的眼帘,那就是光刻机。高端机型的生产技术现在掌握的国家屈指可数,这其中暂时还不包括咱们中国。网上有很多朋友都会有一个共同的疑问,咱们中国就造不出来一个光刻机吗?如果集合了一些高级的技术人员,需要多久才能把它造出来呢?华为多久才能生产光刻机呢?
在解释这问题之前,我给你简单的说一说,究竟光刻机是什么东西。最好理解的方法就是,光刻机就是一个具有高精度的光学曝光仪器。要知道它都是把纷繁复杂的线路准确的印制在一个只有几纳米大的硅片上。这就要求机器本身的精度和相关联的技术要非常的成熟。一台光刻机能卖到八九亿,甚至更多。在这个领域之中最厉害的国家就是美国,因为他们拥有光刻机最多的专利,其中包括最为重要的对准技术专利。
现在各个代工厂拒绝为华为提供新的芯片生产订单已经是一个残酷的事实,为了解决这个问题的话,我们是不是应该拼力一搏自己研发一款光刻机呢?如果这个任务落在了中国通信技术领域的强者华为身上,可能成功吗?
其实这并不是一件简单的事情。华为公司技术固然强大,但是在光刻机的研发制造领域可以说是一个"小白",在全无累积经验的情况下组建团队进行开发的话,其实很像是盲人过马路,速度会很慢,成本也会非常高。而且华为最为强势的核心技术也不在制造领域,而是芯片设计领域。
其实说咱们中国没有制造光刻机的能力是不准确的。咱们国家的上海微电子装备厂商就拥有制造光刻机的能力。但是受制于技术的局限,他们制造的光刻机是没有办法满足高端芯片5纳米工艺的需要的,只是属于单一功能的终端产品。不过最新的好消息是他们已经能够将现有90纳米节点的工艺缩小到28纳米。可能在2021年就能将新的设备进行量产。
要知道制造一台光刻机所需要的绝不可能是一个国家,至少现在国际上最高端的该类设备生产厂商荷兰ASML所生产的光刻机,要是细分部件的话,那设计的国家就包括了德国(镜头)、日本和美国(光源)等国家。而我们国家想要自主研发更为先进的设备,这些问题应该也是绕不开的。
造价未知,但一台顶级的光刻机造价购买价格在十亿元左右。其中零件超过十万个,并且,制造一台这样的光刻机所需要的技术,连美国日本都做不到,全球现如今只有荷兰能够做到。
1、光刻机是干啥的
现如今,芯片记载了一切东西,拥有芯片技术,象征着你在科技市场的地位,设计师所设计的程序需要记录在芯片中,将它记录在芯片上就需要光刻机来进行刻录,喜欢玩电脑玩手机的爱好者都知道,芯片非常的小,上面有非常细小且密密麻麻的纹路,这种刻录看似简单,但要想达到这样的技术需要超高的水准,我国现如今在多个行业都蓬勃发展,但在光刻机上,落后的技术不仅仅是几十年,类似高考700分和350分的区别,这下就知道有多难了吧。
2、光刻机技术以及难题
一台光刻机内含的零件超过十万个,螺栓数量可达四万个,三千根以上的粗电线,合计两公里长度的短软管,以及不计其数的零件,很多人可能不了解光刻机,越是做这种精细运算的工具,它的重量就越重,一台顶级光刻机的重量,可高达18万千克。
现如今我国面临的最大光刻机技术难题,就是难以突破他的精细程度,我国现如今最高的技术不过90nm,但海外的光刻机已可达7nm,这种核心技术只掌握在几个国家之中,有人可能有疑问,90nm的不能用吗?为什么一定要数值越小越好,芯片之中包含着许许多多的晶体管,这些晶体管如果越精密,那么芯片的性能和计算能力就会越强。拿价格来进行对比,顶级的光刻机一台可以在10亿元左右,而中国的顶级光刻机价格也不过两三亿,这之中需要突破的,不是靠时间就可以解决的难题。
据2019年的数据显示,我国光是芯片进口所需的金额就超过了3000亿美元,因为凭借中国暂时的技术,完全生产不出如此高质量的芯片,芯片的发展和中国的发展息息相关,但是关口基础成为了一个最大的难题,如果想要快速发展5G技术,那么对于芯片的质量就会非常的高,我国现如今最高的芯片生产技术,只能达到14nm,而且才刚刚开始,可三星集团现如今已可达7nm。
除此以外还有一个非常现实的问题,全球都在订购荷兰AS M L公司的光刻机,可是我们国家在订购起来,就没有那么的简单,瓦纳森协议对于中国购买光刻机非常的限制,购买光刻机只能买最新技术的落后两代,所以中国现在也在积极努力的自主研发制造光刻机和芯片技术,国家的大力支持,相信总有一天,我们也能占据主导地位,占据高端市场的绝对份额。
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