中国的半导体产业虽然谈不上落后,但也算不上先进,有像华为海思这样闻名全球的芯片公司,也有崭露头角的汇顶 科技 、紫光展锐这样的芯片公司。但整个半导体产业链其实是非常庞大的,中国的芯片公司主要只是掌握了设计。
整个半导体产业链规模是十分庞大的, 从EDA到芯片设计、芯片制造,到最后封装测试,所涉及到的公司不计其数。 而在中国大陆,半导体产业主要存在于芯片设计这块,我上面提到的华为海思便是主要做芯片设计,并未参与到制造过程中。
中国的芯片公司把产品设计出来后再交给代工厂生产,如咱们熟悉的台积电,不仅是麒麟系列芯片的代工厂,还是苹果A系列芯片的代工厂,也就是说, 台积电是芯片设计公司的上游供应商,而在台积电的上面,还有更上一级的供应商,那就是半导体设备商。
整个半导体制造产业中,最核心的设备就是光刻机, 因为缺少了光刻机,中芯国际目前仅取得了14nm工艺进展。 相比之下,台积电已经在量产5nm、规划3nm工艺了,所存在的差距确实是巨大的。不过现在好消息传来了,中国已经开始追赶了。
投影物镜、工件台和光源,这是制造光刻机的三大核心子系统,对自主生产光刻机有着至关重要的作用。 早在2001年的时候,荷兰光刻机公司ASML就生产出了双工件台系统, 极大的提升了光刻机的产能,从原本单工件台的80片/时,提升到了270片/时。
就在那时候,ASML已经把光刻机的分辨率已经推进到0.1微米,而中国光刻机分辨率还处于0.8到1微米,而且缺乏产业化,主要研制单位都是研究所。ASML双工件台系统的推出,引起了清华大学机械工程系教授朱煜的关注。
朱煜当时就认定,中国必须掌握这样的顶尖技术,因为这是强大的技术壁垒,双工件台称得上是半导体产业中一个世界级的难题。 在这样的背景之下,朱煜参与了“十五”、“863”IC装备重大专项的规划工作,2004年便研制出了10纳米同步精度的超精密运动平台。
但在后续的研发过程中,朱煜团队又陷入到了瓶颈之中,从2004到2008年,团队一度因为研发经费不足而几乎停滞,好在2009年“02专项”开始实施,团队才再次获得科研经费,从这时开始,朱煜团队开始重点研发双工件台。
为了加快产业化进程,2012年朱煜等人成立了华卓有限,也就是如今的华卓精科,经过长达8年的努力,朱煜团队终于开始收获回报了。 2016年华卓精科研制成功两套α样机,这也是“02专项”光刻机项目群中,首个通过正式验收的项目。
如今在朱煜等人带领下的华卓精科,成功 打破了ASML长达20年的双工件台垄断, 成为了全球第二家掌握高端光刻机双工件台的企业。按照计划, 华卓精科将于2021年生产可用于浸没式28nm光刻机的DWSi系列双工件台,朱煜表示,这款产品的售价约为6000万元。
目前华卓精科已经拿下了上海微电子的订单,公司的工件台已经于2020年4月供货。不过摆在华卓精科面前的难题依然艰巨,因为这家公司目前仅有上海微电子一家客户,而全球三大光刻机厂商尼康、佳能和ASML的高端工件台均为自主研发。
需要注意的是,尼康、佳能和ASML合计占据全球超过90%的光刻机份额,华卓精科基本上没有任何机会向这三家企业销售工件台。三家公司也都一致地认为,工件台属于核心技术,不对外销售,因此才使得华卓精科成为了上海微电子工件台的唯一供应商。
总之摆在华卓精科面前的难题依然很严峻, 首先是客户单一化,成为了企业营收最大的难题;其次上海微电子主要生产SSX600和SSX500 两个系列的光刻机,只能满足90nm工艺需求, 对于日渐提升的半导体产业而言,意义还是很有限的。
所以中国自主光刻机能否实现更进一步的突破,还得看后面上海微电子能够做得怎么样。 据悉,上海微电子的28nm光刻机即将于2021年交付,其中华卓精科的工件台起到了非常重要的作用。 真心希望如外界所言,国产光刻机能够在2021年迎来新的突破!
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!
此前,M国先是不允许高通等美企业与华为合作,紧接着又对使用M国芯片技术的企业加以限制,禁止任何使用本国技术的企业自有出货,受此政策影响,联发科、台积电等众多企业纷纷与华为分道扬镳。
要知道近些年随着我国 科技 的不断发展,手机等智能产品生产制造日益高涨,对芯片的使用与日俱增,M国这一做法,意在致众多企业于死地,迫于无奈,国内也开始了对芯片技术的重视,同时国家层面也开始出台了政策给与一定的支持!比如印发指导性文件、成立集成电路学院、提供税收优惠政策等。
不过,芯片的制造有一定的技术要求,也要具备一定的高端设备,比如光刻机。在M国限制风波过后,国产企业就纷纷投入光刻机的研发,好消息一个接一个。
据媒体报道,2021年上海微电子将会下线一批新的光刻机,据了解,其曝光精度已经从90nm大幅缩减到28nm,完全可以满足28nm制程的芯片生产。此外再加以多次曝光之后,该款光刻机还将应用于7nm制程的芯片生产。此外张召忠还曾表示过国内目前可能已经有了全新一代的光刻机。
这样的发展势头不容小视,似乎一切都应了张召忠的那句话,三年之后中国就不用外国进口芯片了,中国的芯片将满大街都是。
除了上海微电子之外,华为、清华大学、中科院方面也都有关于光刻机的消息传出。
据有关人士透露,华为已经开始广纳半导体技术人才,与国内该领域先进企业合作,加速对光刻机技术的研究,拟建立一条纯国产技术的生产线。
国内知名高校清华大学也有所进展,清华大学研究团队的研究论文表明,清华已经在光源研究方面有了巨大的突破。论文中还着重介绍了“稳态微聚束”原理的实验,该项技术是对新型粒子加速光源的首个实验,而光源技术则是光刻机生产的主要技术之一。
其次中科院也对光刻机的生产有所研究,据悉下一步中科院将会与国内供应链企业展开全面合作,力争早日实现技术新突破。
随着国产光刻技术的不断发展、突破技术瓶颈,生产先进的光刻机已经不再是镜花水月,这一天可能很快就到来了。
国产光刻接的好消息不断,尤其是随着纯国产的芯片生产线的建立,那么将来的ASML将彻底面临失去中国市场的危机。
迫于如此尴尬处境,ASML开始三番五次地表态,表示要向中国出售光刻机了。
比如就在M国2020修改芯片规则之后,ASML就曾表示,要稳住中国的芯片市场,倾其所有向中企给予技术支持。而且也急切地说明,向国内市场出售DUV光刻机可以不经过许可。
没过多久,ASML再次表示,如果自由贸易始终被限制,那么15年之后包含自己在内的其他芯片企业将彻底退出中国市场,或将面临被淘汰的风险。
从ASML接二连三的陈词不难看出,面对限制政策的影响,ASML已经坐不住了,这一切已经影响到了自己的企业生存问题。
种种迹象都表明,面对国产光刻机的消息传出,ASML已经如坐针毡,开始积极向国内市场靠拢了,要不然就真的与中国的巨大市场失之交臂了,毕竟企业是要生存,要吃饭的!
对于ASML,你们怎么看,有什么想说的吗?
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